新型C-O硫酸化方法拓宽药物开发路径！

【研究背景】

硫酸化是一种广泛存在的翻译后修饰过程，因其在蛋白质、糖蛋白及糖脂中的重要作用以及药物代谢中的相II结合反应成为了研究热点。然而，传统的硫酸化方法主要依赖于O-磺化反应，即通过O–SO3键的形成将硫酰基转移至含有羟基的底物上，这种方法受到底物范围的限制，且对产物的立体化学控制较难。此外，由于硫酸基团（OSO3−）的独特性质，其在引入过程中对酸、温度敏感，且在有机溶剂中的溶解性差，这进一步限制了硫酸化的应用范围。

有鉴于此，湖南大学李家昆教授团队提出了一种基于1,4-金属迁移的立体专一性C–O硫酸化方法，该方法利用过硫酸盐在无过渡金属和配体的条件下，实现在天然官能团的底物上进行C–O键的形成。该方法通过将硼化反应与硫酸化串联，不仅扩大了底物范围，还成功实现了多种新型硫酸化反应，如加氢硫酸化、C–H硫酸化及脱羧硫酸化等，为硫酸化的合成及其在生物功能研究和药物开发中的应用提供了新的方向。

【表征亮点】

1. 实验首次使用过硫酸盐实现了立体专一性C–O硫酸化，通过1,4-金属迁移反应成功生成了结构多样的有机硫酸盐。此方法的独特性在于利用过硫酸盐的反应性来实现C–O键的立体专一性硫酸化，这是之前未曾实现的。

2. 实验通过使用易得的、立体明确的有机硼化合物以及串联硼化–硫酸化方法，扩展了硫酸化的底物范围，包括烯烃的加氢硫酸化、C–H硫酸化、脱羧硫酸化、脱卤硫酸化和脱氨硫酸化。这些新型反应提供了对各种官能团进行硫酸化的可能性，这些反应在其他方法中难以实现，显示出该方法在合成化学中的广泛应用潜力。

【图文解读】

图1：C–O 立体专一性硫酸化与过硫酸诱导的1,4-金属化迁移的概念。

图2. 有机硼化合物的底物范围。

图3. 通过串联硼化–硫酸化实现的天然官能团硫酸化及其合成应用。

图4. 立体专一性硫酸化及其机制研究。

【科学启迪】

传统的硫酸化方法主要依赖O-磺化，通过转移硫酰基（SO3）到羟基（OH）底物上进行，这种方法在底物范围和立体选择性方面存在局限。本文提出了一种通过1,4-金属迁移实现的立体专一性C–O硫酸化的新方法，利用过硫酸盐与有机硼化合物的独特反应性，拓展了硫酸化的应用范围。具体而言，研究不仅成功实现了烯烃的加氢硫酸化、C–H硫酸化、脱羧硫酸化、脱卤硫酸化和脱氨硫酸化，还突破了传统硫酸化方法的限制，展示了在合成化学和药物发现中的广泛应用潜力。该方法通过利用立体明确的有机硼化合物和串联硼化–硫酸化策略，提供了一种全新的途径来合成各种有机硫酸盐，推动了硫酸化研究的前沿，并为探索更多生物分子和药物的功能开辟了新路径。

参考文献：Zhao, Z., Yu, Q., Xia, Z. et al. Stereospecific C–O sulfation via persulfate-induced 1,4-metallate migration. Nat. Synth (2024). https://doi.org/10.1038/s44160-024-00636-z