人类繁衍生息的历史就是人类不断同疾病和自然灾害的历史。其中微生物感染是威胁人类生命健康的最大敌人,是导致人类死亡的第一杀手。比如说,历史上由鼠疫耶尔森菌(Yersiniapestis)引起的三次鼠疫大流行就夺去了多达一亿三千五百万人的生命。幸运的是,英国生物化学家Alexander Fleming于1928年发现了第一种抗生素——青霉素。随着人类对抗生素的研发并应用,人类终于有了一种可以同微生物感染进行抗争的有力武器。然而,细菌的适应力远超想象,抗生素的过度使用会导致细菌产生抗药性,从而使得人类仍面临“超级细菌感染”的巨大威胁之中,所以新的抗菌药物的研发迫在眉睫。糖、核酸、蛋白质以及脂质是参与生命活动的四类重要生物分子,广泛分布于动物、植物、微生物和病毒中。其中,糖类物质在自然界中大量存在,它最初仅被当做是人体必需的一种营养素,提供生物体维持生命活动所需的能量。随着生命科学领域的进步,化学家和生物学家逐渐发现其实在生物体内的糖类物质扮演着多种角色,并以多种形式介入了细胞的各种生理过程,包括细胞间的识别辨认、细胞的迁移和粘附等等。糖主要以多聚糖或糖缀合物的形式存在,在生命活动中发挥着重要作用。近年来,随着人们对糖基化修饰在生命体中所起作用的认识逐步深入以及糖类分析水平能力的提高,糖类物质的研究正成为生命科学领域中又一新的前沿领域。与此同时,糖类药物这个概念随之而生。细菌表面存在着多种类型的糖分子及其缀合物,它们具有一定的免疫原性。重要的是,细菌表面糖类的糖基化序列在细菌进化中展现了高度的保守性,因此糖疫苗是研制新型疫苗的重点之一。事实上,大多数的糖类抗原诱导产生的是免疫球蛋白抗体M(IgM)而不是免疫球蛋白抗体G(IgG),而淋巴T细胞介导免疫应答依赖于免疫球蛋白抗体G的反应。因此,糖分子只能诱导产生较弱的生物体免疫反应,而且不具备长效性。这一问题严重阻碍了糖类疫苗的发展。万幸的是,科学家们发现将糖链分子与一些具有免疫原性的载体连接之后,能够使糖抗原诱导T细胞产生有效免疫应答。目前临床使用的糖缀合物疫苗多从细菌细胞提取得到多糖,但细菌表面多糖结构具有微观不均一性,使得提取的多糖不够纯净。这一问题给在制备疫苗的质量性方面和使用疫苗的安全性方面带来了很大的影响和限制。为了克服这一问题,科学家们所使用的策略是通过合成的方式来获得结构明确、组成均一的细菌多糖,再将其与载体偶连形成糖缀合物疫苗。为了达到这个目的,我们需要发展能够高效合成细菌表面多糖抗原重复片段及其衍生物的方法学和合成策略,进而研究由此制备的糖复合物的免疫学特性。苏黎世克罗诺斯氏菌(Cronobacterturicensis)属于克罗诺杆菌(Cronobacterspp.),是一种革兰氏阴性病原菌。近期的研究表明,克罗诺杆菌是一种在食物和环境中广泛存在的条件致病菌,在一般情况下,不会对人体健康造成影响,但可导致免疫力低下的各个不同年龄层人群发生疾病,尤其对婴幼儿的威胁最大。人们被其感染会导致患有坏死性小肠结肠炎、脑膜炎和败血症,并带来严重的神经系统后遗症,严重威胁着人类的生命健康安全,尤其是对感染后的新生儿造成较高的死亡率(达40-80%)。近年来,大部分的克罗诺杆菌感染事件都是与婴幼儿配方奶粉相关,所以配方奶粉被认为是导致婴幼儿被其感染的主要渠道。因此,研究与开发出针对克罗诺杆菌带来的感染疾病的有效的预防与治疗方法具有重要意义。细胞表面脂多糖类是革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分,在宿主-细菌相互作用及宿主免疫反应的调节中起到重要的作用,被认为是研制抗菌糖疫苗的理想靶向抗原。本课题通过化学法设计并合成了苏黎世克罗诺杆菌5型脂多糖O-抗原四糖重复片段衍生物。本论文主要包含以下两个部分:第一部分介绍了糖缀合物疫苗的发展现状、革兰氏阴性菌脂多糖的结构特点和免疫性质、O-多糖的合成研究以及应用以及克罗诺杆菌的危害、分类和研究进展。细胞表面的一些糖类具有抗原性和高度保守型,使其在作为新型疫苗抗原的备选上具有优势。因此,多糖疫苗是研制新型疫苗的热点之一。糖缀合物疫苗可同时诱导产生B细胞免疫与T细胞免疫,并分化出记忆细胞从而产生长久有效的免疫保护效果。克罗诺杆菌(Cronobacterspp.),是一种在食品和环境中广泛存在的条件致病菌。对于克罗诺杆菌属来说,它们对抗生素都具有一定的抗性。O-抗原不仅是克罗诺杆菌脂多糖的高度特异性抗原部分,也是宿主抗体反应靶向的主要抗原,可被免疫系统和噬菌体先天性识别。因此,抗克罗诺杆菌的多糖缀合物疫苗具有巨大的治疗克罗诺杆菌感染的潜力与意义。第二部分介绍了苏黎世克罗诺杆菌5型脂多糖O-抗原四糖重复片段衍生物β-D-GlcNAc-(1→3)-[α-D-Glc-(1→2)]-α-L-Rha-O-(1→4)-β-D-GlcNAc-O-C2H4NH2 的化学合成。采用利用氢键介导效应、邻基参与作用以及溶剂效应分别高效地构建了 1,2-顺式鼠李糖苷键、1,2-反式氨基葡萄糖苷键的合成以及1,2-顺式葡萄糖苷键,成功制备了目标四糖化合物CT-1。首先,以L-吡喃鼠李糖为原料制备了鼠李糖硫苷供体CT-6;以D-吡喃氨基葡萄糖盐酸盐为原料制备了带有叠氮乙基链的氨基葡萄糖受体CT-7a;以D-吡喃氨基葡萄糖盐酸盐为原料制备了氨基葡萄糖三氯乙酰亚胺酯供体CT-4;以D-吡喃葡萄糖为原料制备了葡萄糖硫苷供体CT-2。而后,将鼠李糖硫苷供体CT-6和氨基葡萄糖受体CT-7a以非极性溶剂1,2-二氯乙烷为反应体系的溶剂,在-30摄氏度的条件下,以碘代琥珀酰亚胺和三氟甲磺酸为反应促进剂,并利用-Pico基团的氢键介导效应,糖苷化反应完成二糖化合物CT-5a的制备。随后,用醋酸铜选择性脱除鼠李糖3-O位的2-吡啶甲酰基得到二糖受体化合物CT-26a。再后,将二糖CT-26a和单糖CT-4以二氯甲烷作为溶剂,在-78摄氏度的条件下,加入催化量的三氟甲磺酸,并利用邻苯二甲酰亚胺的邻基参与作用,立体专一且高效地偶联得到三糖化合物CT-3a。接下来使用铱复合物法选择性脱除鼠李糖基2-O位的烯丙基得到三糖受体化合物CT-27a。然后,将三糖受体化合物CT-27a和单糖供体化合物CT-2以二氯甲烷和乙醚混合液为溶剂,在-100摄氏度的条件下,加入催化剂的琥珀酰亚胺和三氟甲磺酸进行糖苷化反应完成全保护四糖化合物CT-28a的制备。最后,将化合物CT-28a脱除所有酰基、对氨基选择性乙酰化和氢解脱除所有苄基以及还原叠氮基得到最终目标产物CT-1,其结构经过核磁和质谱的解析得到了证实。