Lisaks tehnoloogiale on teadusele alati huvi pakkunud glükosiidide süntees, kuna see on looduses väga levinud reaktsioon. Schmidti ja Toshima ja Tatsuta hiljutised artiklid ning paljud neis viidatud viited on kommenteerinud paljusid sünteetilisi potentsiaale.
Glükosiidide sünteesil kombineeritakse mitut suhkrut sisaldav komponent nukleofiilidega, nagu alkoholid, süsivesikud või valgud, kui on vaja selektiivne reaktsioon ühe süsivesiku hüdroksüülrühmaga, peavad kõik muud funktsioonid olema kaitstud. esimene samm. Põhimõtteliselt võivad ensümaatilised või mikroobsed protsessid oma selektiivsuse tõttu asendada keerukaid keemilise kaitse ja kaitse eemaldamise etappe piirkondades selektiivselt glükosiidide eest. Alküülglükosiidide pika ajaloo tõttu ei ole aga ensüümide kasutamist glükosiidide sünteesil laialdaselt uuritud ja rakendatud.
Sobivate ensüümsüsteemide võimsuse ja kõrgete tootmiskulude tõttu ei ole alküülpolüglükosiidide ensümaatiline süntees valmis tõstmiseks tööstuslikule tasemele ning eelistatakse keemilisi meetodeid.
1870. aastal teatas MAcolley "atsetoklorohüdroosi" (1, joonis 2) sünteesist dekstroosi (glükoosi) reaktsioonil atsetüülkloriidiga, mis viis lõpuks glükosiidide sünteesiteede ajalooni.
Hiljem leiti, et tetra-0-atsetüülglükopüranosüülhalogeniidid (atsetohaloglükoosid) on kasulikud vaheühendid puhaste alküülglükosiidide stereoselektiivsel sünteesil. 1879. aastal õnnestus Arthur Michaelil valmistada Colley vaheühenditest ja fenolaadidest kindlad, kristalliseeruvad arüülglükosiidid. (Aro-,Joonis 2).
Aastal 1901, Michaeli süntees paljudele süsivesikutele ja hüdroksüülaglükoonidele, kui W. Koenigs ja E. Knorr tutvustasid oma täiustatud stereoselektiivset glükosiidimisprotsessi (joonis 3). Reaktsioon hõlmab SN2 asendust anomeerses süsinikus ja kulgeb stereoselektiivselt konfiguratsiooni inversiooniga, saades näiteks a-glükosiidi 4 atseobromoglükoosi vaheühendi 3 β-anomeerist. Koenigsi-Knorri süntees toimub hõbeda või hõbeda juuresolekul. elavhõbeda promootorid.
1893. aastal pakkus Emil Fischer välja põhimõtteliselt teistsuguse lähenemisviisi alküülglükosiidide sünteesile. Seda protsessi tuntakse nüüd hästi kui "Fischeri glükosiidimist" ja see hõlmab glükooside happekatalüüsitud reaktsiooni alkoholidega. Iga ajalooline ülevaade peaks siiski hõlmama ka A. Gautier' esimest teatatud katset 1874. aastal muuta dekstroosi vesinikkloriidhappe juuresolekul veevaba etanooliga. Eksitava elementaaranalüüsi tõttu arvas Gautier, et on saanud "diglükoosi". Fischer näitas hiljem, et Gautier' diglükoos oli tegelikult peamiselt etüülglükosiid (joonis 4).
Fischer määratles etüülglükosiidi struktuuri õigesti, nagu võib näha väljapakutud ajaloolisest furanosiidivalemist. Tegelikult on Fischeri glükosiidisaadused keerulised, enamasti α/β-anomeeride ja püranosiidi/furanosiidi isomeeride tasakaalusegud, mis sisaldavad ka juhuslikult seotud glükosiidoligomeere.
Sellest tulenevalt ei ole üksikuid molekulaarseid liike Fischeri reaktsioonisegudest lihtne eraldada, mis on minevikus olnud tõsine probleem. Pärast selle sünteesimeetodi mõningast täiustamist võttis Fischer oma uurimistööks kasutusele Koenigsi-Knorri sünteesi. Seda protsessi kasutades teatasid E.Fischer ja B.Helferich esimesena 1911. aastal pindaktiivsete omadustega pika ahelaga alküülglükosiidi sünteesist.
Juba 1893. aastal oli Fischer õigesti märganud alküülglükosiidide olulisi omadusi, nagu nende kõrge stabiilsus oksüdatsiooni ja hüdrolüüsi suhtes, eriti tugevalt aluselises keskkonnas. Mõlemad omadused on väärtuslikud alküülpolüglükosiidide jaoks pindaktiivsete ainete rakendustes.
Glükosidatsioonireaktsiooniga seotud uuringud jätkuvad ja lähiminevikus on välja töötatud mitmeid huvitavaid viise glükosiidide saamiseks. Mõned glükosiidide sünteesi protseduurid on kokku võetud joonisel 5.
Üldiselt võib keemilise glükosiidimise protsessid jagada protsessideks, mis viivad kompleksse oligomeeri tasakaaluni happekatalüüsitud glükosüülivahetuses.
Reaktsioonid sobivalt aktiveeritud süsivesikute substraatidel (Fischeri glükosiidreaktsioonid ja vesinikfluoriidi (HF) reaktsioonid kaitsmata süsivesikute molekulidega) ja kineetika kontrollitud, pöördumatud ja peamiselt stereotaksilised asendusreaktsioonid. Teist tüüpi protseduur võib viia üksikute liikide moodustumiseni, mitte keerukate reaktsioonide segudeni, eriti kui see on kombineeritud kaitserühma tehnikatega. Süsivesikud võivad jätta ektoopilisele süsinikule rühmad, nagu halogeeniaatomid, sulfonüülrühmad või trikloroatseetimidaatrühmad, või aktiveeruda aluste abil enne triflaatestriteks muundamist.
Glükosideerimisel vesinikfluoriidis või vesinikfluoriidi ja püridiini segudes (püridiiniumpolü[vesinikfluoriid]) tekivad glükosüülfluoriidid in situ ja muundatakse sujuvalt glükosiidideks, näiteks alkoholidega. Näidati, et vesinikfluoriid on tugevalt aktiveeriv, mittelagunev reaktsioonikeskkond; tasakaalulist autokondensatsiooni (oligomerisatsiooni) täheldatakse sarnaselt Fischeri protsessiga, kuigi reaktsioonimehhanism on tõenäoliselt erinev.
Keemiliselt puhtad alküülglükosiidid sobivad ainult väga erilisteks rakendusteks. Näiteks on alküülglükosiide edukalt kasutatud biokeemilistes uuringutes membraanivalkude kristalliseerimiseks, näiteks poriini ja bakteriorodopsiini kolmemõõtmeliseks kristallimiseks oktüül-β-D-glükopüranosiidi juuresolekul (sellel tööl põhinevad edasised katsed viivad Nobeli auhinnani). keemiaauhind Deisenhoferile, Huberile ja Michelile 1988. aastal).
Alküülpolüglükosiidide väljatöötamise käigus on laborimastaabis kasutatud stereoselektiivseid meetodeid mitmesuguste mudelainete sünteesimiseks ja nende füüsikalis-keemiliste omaduste uurimiseks, mis on tingitud nende keerukusest, vaheühendite ebastabiilsusest ning protsessi kogusest ja kriitilisusest. raiskajad, Koenigs-Knorri tüüpi sünteesid ja muud kaitserühma tehnikad tekitaksid olulisi tehnilisi ja majanduslikke probleeme. Fischeri-tüüpi protsessid on suhteliselt vähem keerulised ja lihtsamini teostatavad kaubanduslikus mahus ning on seega eelistatud meetod alküülpolüglükosiidide suuremahuliseks tootmiseks.
Postitusaeg: 12.09.2020