O-甘露糖基化是哺乳动物大脑和肌肉发育中重要的蛋白质翻译后修饰过程,在多种生理及病理过程中起着至关重要的作用。随着糖蛋白质组学的快速发展,越来越多的O-甘露糖蛋白和O-甘露聚糖被发现。O-甘露聚糖在哺乳动物脑组织中含量相当丰富,占所有O-连接聚糖的30%。到目前为止,已鉴定出超过50种哺乳动物O-甘露糖蛋白,并对其中20多种O-甘露糖蛋白的聚糖结构进行了充分的表征。然而,此类糖链的结构相对复杂多样,难以从自然界中提取分离到足够量、高纯度和结构明确的糖链,致使其生物学相关的研究受到制约。因此获得结构确定的高纯度的O-甘露聚糖及其缀合物成为目前亟待解决的问题。近年来越来越多的糖科学研究人员采用化学法和化学酶法合成了结构确定的此类糖链及其缀合物并做了相关的研究。据报道O-甘露蛋白聚糖影响着人类多种疾病的发生和发展,如病毒感染、癌症、肿瘤的转移等;其中的α-肌营养不良蛋白聚糖(α-dystroglycan,α-DG)由于与肌营养不良密切相关,成为近年来研究最多的O-甘露聚糖。α-DG是肌肉和脑组织中发现的一种重要的O-甘露聚糖,在肌肉结构和功能中起着重要作用。其异常的O-甘露糖基化能够破坏肌营养不良受体的功能,影响神经系统的生长、发育、修复和信号传递,进而导致各类先天肌营养不良症(CMDs)。α-DG主要由三个核心结构组成(Core M1,Core M2,Core M3)。Core M1含有β1-2连接的GlcNAc残基;Core M2含有β1-2和β1-6连接的GlcNAc残基;Core M3含有β1-4连接的GlcNAc残基。因其分支性强且糖结构多样,通常都会选取其中的某一分支进行研究,至今为止尚未有相关人员对其整体结构进行综合性的合成研究。针对以上问题,本论文以目前化学糖生物学的研究热点O-甘露聚糖为研究对象,快速高效合成其三个核心结构为目标,采用化学汇聚式合成策略,从一个重要中间体出发,通过合理的保护基策略和糖苷化策略,实现O-甘露聚糖三个核心糖氨基酸结构的高效合成。该工作成功克服了糖苷键构建过程中的立体选择性和区域选择性等诸多困难与挑战,解决了糖化学生物学研究中此类聚糖大量获得的难题,实现了三种核心糖氨基酸结构的克级全合成,为进一步合成高纯度、结构均一、构型确定的糖缀合物奠定了基础,为此类糖蛋白聚糖的结构确证、构效关系的研究提供了重要的前提条件,推动了糖疫苗、糖药物学的开发和利用。本论文主要包含以下两个方面的工作:(1)灵活地运用“氰基效应”对甘露糖2,3-位羟基进行高区域选择性保护;并通过合理的保护基策略,高效大量地制备三个核心分支所需的重要中间体;(2)以设计的中间体出发通过不同的保护基操作和糖苷化策略,实现了O-甘露聚糖三种核心糖氨基酸结构的克级合成;本论文的创新点:灵活运用“氰基效应”进行甘露糖2,3-位羟基的高效、高区域选择则性酰化保护;发展了可用于制备O-甘露聚糖三种核心结构的中间体的大量合成策略;实现了O-甘露聚糖三个核心糖氨基酸结构的克级化学法合成。