The Glycosylation Mechanisms of 6,3‐Uronic Acid Lactones

Abstract

Uronic acids are important constituents of polysaccharides found on the cell membranes of different organisms. To prepare uronic‐acid‐containing oligosaccharides, uronic acid 6,3‐lactones can be employed as they display a fixed conformation and a unique reactivity and stereoselectivity. Herein, we report a highly β‐selective and efficient mannosyl donor based on C‐4 acetyl mannuronic acid 6,3‐lactone donors. The mechanism of glycosylation is established using a combination of techniques, including infrared ion spectroscopy combined with quantum‐chemical calculations and variable‐temperature nuclear magnetic resonance (VT NMR) spectroscopy. The role of these intermediates in glycosylation is assayed by varying the activation protocol and acceptor nucleophilicity. The observed trends are analogous to the well‐studied 4,6‐benzylidene glycosides and may be used to guide the development of next‐generation stereoselective glycosyl donors.

Remote Participation during Glycosylation Reactions of Galactose Building Blocks: Direct Evidence from Cryogenic Vibrational Spectroscopy

“…This side product strongly suggests the presence of a glycosyl oxonium ion with remote participation of the oxygen atom of the C4 benzyl group. [12] The predicted vibrations of the free acetyl group at 1220 cm À1 and 1762 cm À1 match the two prominent bands in the experimental spectrum. A different, energetically very similar oxocarbenium structure I features two bands of the free acetyl group at 1222 cm À1 and 1749 cm À1 , with an additional distinct vibration associated to the oxocarbenium [C 1 = O 5 + ] stretch at 1567 cm À1 that can be found in the experimental spectrum.…”

“…[3b] Recently, the same technique was applied to investigate whether remote participation promotes high bselectivity of bicyclic 6,3-uronic acid lactones. [12] Herein, we use more common, unconstrained glycosyl donors to unravel the structure of key intermediates involved in remote participation. [7] It is important to note that acetyl protecting groups at the C3 position are also hypothesized to participate during glycosylation reactions via dioxolenium intermediates.…”

Fernpartizipation in Glykosylierungen von Galaktose‐Bausteinen: Direktnachweis durch kryogene Schwingungsspektroskopie

“…[10] In einer anderen Studie wurden Nebenprodukte isoliert, die deutliche, aber indirekte Hinweise für Fernpartizipation durch Acetylester an der C4-Position von Glykosyldonoren lieferten. [8c,d] [12] In dieser Arbeit werden Glykosyldonoren untersucht, die in der Zuckersynthese häufig eingesetzt werden. [7] Es ist wichtig hervorzuheben, dass Fernpartizipation auch durch Acetylgruppen an der C3-Position mçglich ist und entsprechende Dioxoleniumstrukturen gebildet werden kçnnen.…”

“…In einer anderen Studie wurden Nebenprodukte isoliert, die deutliche, aber indirekte Hinweise für Fernpartizipation durch Acetylester an der C4‐Position von Glykosyldonoren lieferten . Alternativ dazu können massenspektrometriebasierte Methoden verwendet werden, um reaktive Intermediate aus Glykosylierungen in der Gasphase zu charakterisieren . Kürzlich haben wir kryogene Schwingungsspektroskopie und quantenchemische Methoden kombiniert, um die exakte Struktur von Glykosylkationen in maßgeschneiderten Modellstrukturen mit C2‐partizipierenden Schutzgruppen zu bestimmen .…”

“…haben Infrarot‐Multiphotonen‐Dissoziation (infrared multiphoton dissociation, IRMPD) verwendet, um die Strukturen von verschiedenen Mannosyldonoren zu bestimmen . Die gleiche Methode wurde verwendet, um die hohe β‐Selektivität von bizyklischen 6,3‐Uronsäure Lactonen durch Fernpartizipation zu untersuchen . In dieser Arbeit werden Glykosyldonoren untersucht, die in der Zuckersynthese häufig eingesetzt werden .…”