naujienos

Be technologijų, mokslą visada domino glikozidų sintezė, nes tai labai dažna reakcija gamtoje. Naujausi Schmidt ir Toshima bei Tatsuta straipsniai, taip pat daugybė juose nurodytų nuorodų, komentavo platų sintetinių galimybių spektrą.
Glikozidų sintezėje kelių cukrų komponentai yra derinami su nukleofilais, tokiais kaip alkoholiai, angliavandeniai arba baltymai, jei reikia selektyvios reakcijos su viena iš angliavandenių hidroksilo grupių, visos kitos funkcijos turi būti apsaugotos. pirmas žingsnis. Iš esmės fermentiniai arba mikrobiniai procesai dėl savo selektyvumo gali pakeisti sudėtingus cheminės apsaugos ir apsaugos pašalinimo veiksmus selektyviai nuo glikozidų regionuose. Tačiau dėl ilgos alkilglikozidų istorijos fermentų taikymas glikozidų sintezei nebuvo plačiai ištirtas ir pritaikytas.
Dėl tinkamų fermentų sistemų pajėgumo ir didelių gamybos sąnaudų fermentinė alkilpoliglikozidų sintezė nėra paruošta patobulinti iki pramoninio lygio, todėl pirmenybė teikiama cheminiams metodams.
1870 m. MAcolley pranešė apie „acetochlorhidrozės“ (1, 2 pav.) sintezę dekstrozei (gliukozei) reaguojant su acetilchloridu, o tai galiausiai paskatino glikozidų sintezės būdų istoriją.
2 pav. Arilgliukozidų sintezė pagal Michaelą
Vėliau buvo nustatyta, kad tetra-0-acetil-gliukopiranozilo halogenidai (acetohalogliukozės) yra naudingi tarpiniai produktai stereoselektyviai grynų alkilgliukozidų sintezei. 1879 m. Arthurui Michaelui pavyko iš Colley tarpinių produktų ir fenoliatų paruošti konkrečius, kristalizuojamus arilglikozidus. (Aro-,2 pav.).
1901 m. Michaelo sintezė į platų angliavandenių ir hidroksilinių aglikonų spektrą, kai W.Koenigs ir E.Knorr pristatė savo patobulintą stereoselektyvų glikozidavimo procesą (3 pav.). Reakcija apima SN2 pakeitimą anomerinėje anglies dalyje ir vyksta stereoselektyviai, keičiant konfigūraciją, gaminant, pavyzdžiui, α-gliukozidą 4 iš aceobromogliukozės tarpinio produkto 3 β-anomero. Koenigs-Knorr sintezė vyksta dalyvaujant sidabrui arba gyvsidabrio promotoriai.
3 pav. Stereoselektyvi glikozidų sintezė pagal Koenigs ir Knorr
1893 metais Emilis Fischeris pasiūlė iš esmės kitokį požiūrį į alkilgliukozidų sintezę. Šis procesas dabar gerai žinomas kaip „Fišerio glikozidavimas“ ir apima rūgštimi katalizuojamą glikozių ir alkoholių reakciją. Tačiau bet kokia istorinė istorija turėtų apimti ir pirmąjį A.Gautier bandymą 1874 m. paversti dekstrozę bevandeniu etanoliu, esant druskos rūgščiai. Dėl klaidinančios elementų analizės Gautier manė, kad gavo „digliukozę“. Vėliau Fischeris įrodė, kad Gautier „digliukozė“ iš tikrųjų daugiausia buvo etilo gliukozidas (4 pav.).
4 pav. Glikozidų sintezė pagal Fišerį
Fischeris teisingai apibrėžė etilo gliukozido struktūrą, kaip matyti iš pasiūlytos istorinės furanozido formulės. Tiesą sakant, Fišerio glikozidavimo produktai yra sudėtingi, dažniausiai pusiausvyriniai α/β-anomerų ir piranozido/furanozido izomerų mišiniai, kuriuose taip pat yra atsitiktinai sujungtų glikozidų oligomerų.
Atitinkamai, atskiras molekulines rūšis nėra lengva išskirti iš Fišerio reakcijos mišinių, o tai praeityje buvo rimta problema. Šiek tiek patobulinęs šį sintezės metodą, Fischeris vėliau savo tyrimams panaudojo Koenigs-Knorr sintezę. Naudodami šį procesą, E.Fischeris ir B.Helferichas pirmieji pranešė apie ilgos grandinės alkilgliukozido, pasižyminčio paviršinio aktyvumo medžiagų savybėmis, sintezę 1911 m.
Jau 1893 m. Fischeris teisingai pastebėjo esmines alkilglikozidų savybes, tokias kaip didelis jų atsparumas oksidacijai ir hidrolizei, ypač stipriai šarminėje terpėje. Abi charakteristikos yra vertingos alkilpoliglikozidams naudojant paviršinio aktyvumo medžiagas.
Tyrimai, susiję su glikozidacijos reakcija, vis dar vyksta, o pastaruoju metu buvo sukurti keli įdomūs glikozidų gavimo būdai. Kai kurios glikozidų sintezės procedūros apibendrintos 5 paveiksle.
Apskritai, cheminio glikozidavimo procesai gali būti suskirstyti į procesus, vedančius į sudėtingą oligomerų pusiausvyrą rūgščių katalizuojamų glikozilo mainų metu.
5 pav. Glikozidų sintezės metodų santrauka
Reakcijos į tinkamai aktyvuotus angliavandenių substratus (Fišerio glikozidinės reakcijos ir vandenilio fluorido (HF) reakcijos su neapsaugotomis angliavandenių molekulėmis) ir kinetika kontroliuojamos, negrįžtamos ir daugiausia stereotaksinės pakeitimo reakcijos. Antrasis procedūros tipas gali paskatinti atskirų rūšių susidarymą, o ne sudėtingus reakcijų mišinius, ypač derinant su apsaugos grupės metodais. Angliavandeniai gali palikti grupes ant negimdinės anglies, pvz., halogeno atomų, sulfonilų ar trichloracetimidato grupių, arba būti aktyvuoti bazėmis prieš paverčiant triflato esteriais.
Konkrečiu glikozidavimo vandenilio fluoride arba vandenilio fluorido ir piridino mišiniuose (piridinio poli [vandenilio fluoridas]) atveju glikozilo fluoridai susidaro in situ ir sklandžiai paverčiami glikozidais, pavyzdžiui, su alkoholiais. Įrodyta, kad vandenilio fluoridas yra stipriai aktyvuojanti, neskaidanti reakcijos terpė; Pusiausvyros automatinė kondensacija (oligomerizacija) stebima panašiai kaip Fišerio procesas, nors reakcijos mechanizmas tikriausiai skiriasi.
Chemiškai gryni alkilglikozidai tinka tik labai specialioms reikmėms. Pavyzdžiui, alkilglikozidai buvo sėkmingai naudojami atliekant biocheminius tyrimus, skirtus membraninių baltymų kristalizacijai, pvz., trimatėje porino ir bakteriorodopsino kristalizacijoje, dalyvaujant oktilo β-D-gliukopiranozidui (tolimesni eksperimentai, pagrįsti šiuo darbu, veda prie Nobelio premijos). 1988 m. Deisenhoferio, Huberio ir Michelio chemijos premija).
Kuriant alkilpoliglikozidus, laboratoriniu mastu stereoselektyvūs metodai buvo naudojami įvairioms pavyzdinėms medžiagoms sintetinti ir jų fizikinėms bei cheminėms savybėms tirti dėl jų sudėtingumo, tarpinių produktų nestabilumo ir proceso kiekio bei kritinio pobūdžio. švaistikliai, Koenigs-Knorr tipo sintezės ir kiti apsauginių grupių metodai sukeltų didelių techninių ir ekonominių problemų. Fišerio tipo procesai yra palyginti ne tokie sudėtingi ir lengviau vykdomi komerciniu mastu, todėl yra tinkamiausias būdas gaminti alkilpoliglikozidus dideliu mastu.


Paskelbimo laikas: 2020-09-12