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幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)是一种革兰氏阴性人类致病菌,全球感染率高达50%,与慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌的发病密切相关。尽管针对幽门螺旋杆菌感染的抗菌疗法已经取得了成功,但是由于细菌耐药性和重复感染导致的治疗失败率大于20%。因此,迫切需要发展新的方法用于幽门螺旋杆菌感染的预防和治疗,其中幽门螺旋杆菌疫苗的开发工作备受关注。迄今为止,尚无幽门螺旋杆菌疫苗成功上市。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)作为幽门螺旋杆菌细胞外膜的主要成分,其O-抗原被认为是开发抗菌疫苗的重要免疫靶点。由于化学合成结构明确、均一的细菌表面糖链对于其免疫原性研究和构效关系评价至关重要,因此本论文完成了幽门螺旋杆菌O6血清型和O2血清型O-抗原的全合成研究,为开发糖类疫苗和诊断技术奠定了基础。1.幽门螺旋杆菌O6血清型O-抗原十三糖的全合成以幽门螺旋杆菌O6血清型O-抗原十三糖(α-L-Fucp-(1→2)-β-D-Galp-(1→4)-[α-L-Fucp-(1→3)]-β-D-GlcNAcp-(1→3)-β-D-Galp-(1-[→3)-DD-Hepp-(1-]5→6)-DD-Hepp-(1→2)-[DD-Hepp-(1-]2-)为研究对象,设计了端基位装有氨基连接臂的目标十三糖。以D-甘露糖为原料,经过Swern氧化和Wittig-olefination反应实现了六碳糖到七碳糖的转化,而后利用相同的化合物庚糖为原料通过多样性定向合成的方法,成功合成了三种不同的庚糖砌块,总产率分别为10%、9%和12%。以全乙酰D-半乳糖为原料,分别经过8步和12步反应得到两种不同的半乳糖砌块,总产率分别为36%和29%。以D-葡萄糖胺为原料,经7步反应成功合成葡萄糖胺砌块,作为糖基化反应的受体,总产率为30%。利用三种庚糖砌块,采用[3+2+3]的合成策略,成功合成了具有多种不同连接方式(α-(1→2)-、α-(1→3)-和α-(1→6)-)的DD-庚聚糖,为研究DD-庚聚糖的生物学活性奠定了基础。对于O-抗原十三糖的合成,围绕糖链合成关键结合点的半乳糖受体和庚聚糖受体的活性设计并尝试了五种不同的装配序列。发现半乳糖受体的糖基化反应活性受到还原端庚聚糖链长的影响,当还原端为庚聚八糖时半乳糖其反应活性不足以与单糖供体反应。而庚聚糖受体的糖基化反应活性限制了糖基供体的链长,发现可与三糖供体顺利进行糖基化。最终利用合成策略[8+3+2]完成了目标十三糖的化学全合成,进一步根据末端Ley四糖单元和DD-庚聚糖的糖苷键连接方式设计并合成了六种O-抗原寡糖片段。基于糖基供体和受体反应活性的糖链组装序列优化为高空间位阻复杂多糖的合成提供了有价值的经验。2.幽门螺旋杆菌O2血清型O-抗原寡糖的全合成以幽门螺旋杆菌O2血清型O-抗原[→2)-α-D-Glcp-(1→3)-α-D-Glcp-(1→]n为研究对象,基于二糖重复单元设计了端基位均装有氨基连接臂的目标二糖、四糖和六糖。基于酰基远程参与效应,以葡萄糖为原料设计并合成了两种O3和O6位酰基保护的糖基供体,经过7步反应以47%的总产率得到O3-Lev-O6-Ac糖基供体;经过7步反应以52%的总产率生成O3-Bz-O6-Ac糖基供体。利用上述两种葡萄糖砌块,基于二糖片段的合成,采用[2+2]合成策略开展糖链的组装。鉴于1,2-顺式-葡萄糖C2位的空间位阻显著大于C3位,首先合成以α-(1→2)-连接的二糖作为糖苷化反应的基本单元,进而利用二糖供体上酰基远程参与效应完成α-(1→3)-糖苷键的制备,实现O-抗原寡糖链的延伸。在α-(1→3)-糖苷键的制备中,首次发现溶剂效应与酰基远程参与效应之间的相互制约,醚类溶剂的存在导致高比例β-异构体的产生。基于酰基远程参与效应,在二氯甲烷中便成功合成了由α-(1→2)-和α-(1→3)-交替连接而成的O-抗原二糖、四糖和六糖。幽门螺旋杆菌O6血清型O-抗原十三糖合成中发展的基于关键糖砌块反应活性的组装序列设计策略,为高立体位阻复杂糖的合成提供了借鉴。幽门螺旋杆菌O2血清型O-抗原寡糖合成中发现的溶剂效应与酰基远程参与效应之间的制约作用,为应用这两种重要糖化学反应效应实现1,2-顺式糖苷键的高效合成提供了重要参考。幽门螺旋杆菌O6血清型O-抗原十三糖及其六种寡糖片段、幽门螺旋杆菌O2血清型O-抗原二糖、四糖、六糖片段的合成均装有氨基连接臂,为开展免疫学研究,明确幽门螺旋杆菌重要糖类抗原表位提供重要基础。