2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖的应用与研究

概述

2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖（2-Azido-2-deoxy-D-glucose）是一种分子式为C₆H₁₁N₃O₅，分子量为205.16864的葡萄糖类衍生物，性状为白色固体。该物质的结构特点为D-葡萄糖环的2号碳位羟基被叠氮基（-N₃）取代，同时缺失该碳位上的一个氧原子，形成叠氮基取代的脱氧结构。这种结构使2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖具有亲电性，可与多种亲核试剂发生反应。

应用

2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖作为亲电试剂，可与多种亲核试剂（如胺类、醇类等）发生取代或加成反应。其氮原子的未共享电子对赋予其化学反应活性，故其可作为糖基化抑制剂，可以用来研究糖基化酶的机制。例如，以L-鼠李糖、2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖和d-半乳糖的甲基1-硫代糖苷为主要中间体，可以高度立体选择性地合成四糖α-d-Galp-（1→3）-α-d-GlcpNAc-（1→4）-α-L-Rap-（1→5）-αL-Rap的糖基三氯乙酰胺衍生物，进而用于合成多糖延伸片段[1]。

材料领域公开了一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法，以重量份数计，包括以下原料：超支化缓凝型聚羧酸化合物150-200份，SiO₂15-20份，硅烷偶联改性剂6-8份，水15-20份。所述超支化缓凝型聚羧酸化合物，以重量份数计，包括以下原料：聚醚大单体150-180份，磺酸基功能单体10-15份，不饱和酸和/或不饱和酸酐18-22份，多羟基不饱和糖类化合物25-30份，引发剂2.5-3.5份，链转移剂0.8-1.4份，还原剂2.5-3.0份，中和剂10-12份，水180-220份。其中，多羟基不饱和糖类化合物为N-乙酰氨基葡萄糖，D-氨基葡萄糖，2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖，壳三糖，壳五糖，壳六糖中的至少一种。实验表明，以上述原料制备得到的复合缓凝型聚羧酸减水剂具有良好的缓凝效果[2]。

有关研究

辐射产生的准自由电子（即溶液中的低能电子）会导致DNA损伤。然而，没有证据表明，辐射产生的部分溶剂化电子（即预溶剂化或预水合电子）和完全溶剂化的电子（即水性或溶剂化电子）会导致链断裂。最近，对叠氮DNA模型系统的研究表明，辐射产生的电子可以转化为具有高度破坏性的氨基自由基（RNH），这确实有可能导致链断裂。研究人员通过实验研究（体外和体内）表明，2-脱氧-D-葡萄糖（2-DG）是一种葡萄糖模拟物和糖酵解抑制剂，可以选择性地增强肿瘤细胞中辐射诱导的损伤，同时保护正常细胞免受感染。提示2-DG可作为一种差异化放射性调节剂，提高癌症放疗的疗效。基于这些实验结果和数据挖掘模型证明：2DG的叠氮衍生物——2-叠氮-2-脱氧-D-葡萄糖（2-AZ-2-DG）具有独特的叠氮化学性质。在还原环境下，2-AZ-2-DG产生的中性氨基自由基容易从稳定的椅状构象转变为反应性舟状构象。随后，该氨基自由基通过质子耦合电子转移过程从糖部分的C5中提取H原子。因此，该物质有望增强多重细胞损伤，包括位点特异性DNA辐射损伤，并对抗在几个癌症病例中持续存在的感染[3]。

参考文献

[1]Vince Pozsgay and Cornelis P.J. Glaudemans and John B. Robbins and Rachel Schneerson.Synthesis of a tetrasaccharide building block of the O-specific polysaccharide of Shigella dysenteriae type 1[J].Tetrahedron, 1992.DOI:10.1016/S0040-4020(01)88331-9.

[2]朱少宏,汤聪辉,吕满荣,等.一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法:CN202211694272.7[P].

[3] Papineni R , Adhikary A .Abstract 482: Multiple chemical action cancer therapeutics[J].Cancer research, 2020, 80(16-Sup):1.DOI:10.1158/1538-7445.AM2020-482.