նորություններ

Բացի տեխնոլոգիայից, գլիկոզիդների սինթեզը միշտ էլ հետաքրքրել է գիտությանը, քանի որ դա բնության մեջ շատ տարածված ռեակցիա է։Շմիդտի և Տոսիմայի և Տացուտայի ​​վերջին աշխատությունները, ինչպես նաև դրանցում մեջբերված բազմաթիվ հղումներ, մեկնաբանել են սինթետիկ ներուժի լայն շրջանակ:
Գլիկոզիդների սինթեզում բազմաշաքարային բաղադրիչները զուգակցվում են նուկլեոֆիլների հետ, ինչպիսիք են սպիրտները, ածխաջրերը կամ սպիտակուցները, եթե պահանջվում է սելեկտիվ ռեակցիա ածխաջրերի հիդրոքսիլ խմբերից մեկի հետ, մնացած բոլոր գործառույթները պետք է պաշտպանված լինեն: առաջին քայլը.Սկզբունքորեն, ֆերմենտային կամ մանրէաբանական պրոցեսները, իրենց ընտրողականության շնորհիվ, կարող են փոխարինել բարդ քիմիական պաշտպանության և ապապաշտպանության քայլերին` ընտրովիորեն գլիկոզիդներից տարածաշրջաններում:Այնուամենայնիվ, ալկիլ գլիկոզիդների երկար պատմության պատճառով ֆերմենտների կիրառումը գլիկոզիդների սինթեզում լայնորեն ուսումնասիրված և կիրառված չէ։
Համապատասխան ֆերմենտային համակարգերի հզորության և արտադրության բարձր ծախսերի պատճառով ալկիլ պոլիգլիկոզիդների ֆերմենտային սինթեզը պատրաստ չէ արդիականացվելու մինչև արդյունաբերական մակարդակ, և նախընտրելի են քիմիական մեթոդները:
1870 թվականին MAcolley-ն զեկուցեց «ացետոքլորհիդրոզի» սինթեզը (1, նկար 2) դեքստրոզայի (գլյուկոզայի) ացետիլ քլորիդի հետ ռեակցիայի միջոցով, որն ի վերջո հանգեցրեց գլիկոզիդների սինթեզի ուղիների պատմությանը:
Նկար 2. Արիլ գլյուկոզիդների սինթեզն ըստ Միքայելի
Հետագայում հայտնաբերվել են տետրա-0-ացետիլ-գլյուկոպիրանոզիլ հալոգենիդներ (ացետոհալօղլուկոզներ), որոնք օգտակար միջանկյալ նյութեր են մաքուր ալկիլ գլյուկոզիդների ստերեոսելեկտիվ սինթեզի համար:1879թ.-ին Արթուր Մայքլին հաջողվեց Քոլլիի միջանկյալ նյութերից և ֆենոլատներից պատրաստել որոշակի, բյուրեղացվող արիլ գլիկոզիդներ:(Արո-, Նկար 2):
1901 թվականին Մայքլի սինթեզը ածխաջրերի և հիդրօքսիլային ագլիկոնների լայն տեսականիով, երբ W.Koenigs-ը և E.Knorr-ը ներկայացրեցին իրենց բարելավված ստերեոսելեկտիվ գլիկոզիդացման գործընթացը (Նկար 3):Ռեակցիան ներառում է SN2-ի փոխարինում անոմերական ածխածնի մոտ և ընթանում է ստերեոսելեկտիվ կերպով՝ կոնֆիգուրացիայի ինվերսիայով, օրինակ՝ առաջացնելով α-գլյուկոզիդ 4-ը ացեոբրոմոգլյուկոզայի միջանկյալ 3-ի β-անոմերից: Կոենիգս-Կնորի սինթեզը տեղի է ունենում արծաթի կամ առկայության դեպքում: սնդիկի խթանիչներ.
Նկար 3. Գլիկոզիդների ստերեոսելեկտիվ սինթեզն ըստ Քենիգսի և Նորի.
1893 թվականին Էմիլ Ֆիշերն առաջարկել է հիմնովին այլ մոտեցում ալկիլ գլյուկոզիդների սինթեզի վերաբերյալ։Այս գործընթացն այժմ հայտնի է որպես «Ֆիշերի գլիկոզիդացիա» և ներառում է գլիկոզների թթվային կատալիզացված ռեակցիա սպիրտների հետ:Ցանկացած պատմական պատմություն, այնուամենայնիվ, պետք է ներառի նաև Ա.Տարերային մոլորեցնող վերլուծության պատճառով Գոտիեն կարծում էր, որ ստացել է «դիգլյուկոզա»:Ավելի ուշ Ֆիշերը ցույց տվեց, որ Գոտիեի «դիգլյուկոզան» իրականում հիմնականում էթիլ գլյուկոզիդ է (Նկար 4):
Նկար 4. Գլիկոզիդների սինթեզն ըստ Ֆիշերի
Ֆիշերը ճիշտ է սահմանել էթիլ գլյուկոզիդի կառուցվածքը, ինչպես երևում է առաջարկված պատմական ֆուրանոսիդային բանաձևից։Իրականում, Fischer գլիկոզիդացման արտադրանքները բարդ, հիմնականում α/β-անոմերների և պիրանոզիդ/ֆուրանոզիդային իզոմերների հավասարակշռված խառնուրդներ են, որոնք ներառում են նաև պատահականորեն կապված գլիկոզիդային օլիգոմերներ:
Ըստ այդմ, առանձին մոլեկուլային տեսակները հեշտ չէ մեկուսացնել Ֆիշերի ռեակցիայի խառնուրդներից, ինչը նախկինում լուրջ խնդիր էր:Սինթեզի այս մեթոդի որոշակի բարելավումից հետո Ֆիշերը հետագայում որդեգրեց Քենիգս-Նորրի սինթեզը իր հետազոտությունների համար:Օգտագործելով այս գործընթացը՝ E.Fischer-ը և B.Helferich-ը առաջինն էին, ովքեր զեկուցեցին երկար շղթայի ալկիլ գլյուկոզիդի սինթեզի մասին, որն արտահայտում էր մակերևութային ակտիվության հատկությունները 1911 թվականին:
Դեռևս 1893 թվականին Ֆիշերը ճիշտ նկատել էր ալկիլ գլիկոզիդների էական հատկությունները, ինչպիսիք են նրանց բարձր կայունությունը օքսիդացման և հիդրոլիզի նկատմամբ, հատկապես ուժեղ ալկալային միջավայրում:Երկու բնութագրերն էլ արժեքավոր են ալկիլային պոլիգլիկոզիդների համար՝ մակերևութային ակտիվ նյութերի օգտագործման մեջ:
Գլիկոզիդացման ռեակցիայի հետ կապված հետազոտությունները դեռ շարունակվում են, և մոտ անցյալում մշակվել են մի քանի հետաքրքիր ուղիներ դեպի գլիկոզիդներ:Գլիկոզիդների սինթեզի որոշ ընթացակարգեր ամփոփված են Նկար 5-ում:
Ընդհանուր առմամբ, քիմիական գլիկոզիդացման գործընթացները կարելի է բաժանել գործընթացների, որոնք հանգեցնում են բարդ օլիգոմերային հավասարակշռության թթվային կատալիզացված գլիկոզիլ փոխանակման ժամանակ:
Նկար 5. Գլիկոզիդների սինթեզի մեթոդների ամփոփում
Ռեակցիաներ համապատասխան ակտիվացված ածխաջրային սուբստրատների վրա (Ֆիշերի գլիկոզիդային ռեակցիաներ և ջրածնի ֆտորիդի (HF) ռեակցիաներ անպաշտպան ածխաջրային մոլեկուլներով) և կինետիկով վերահսկվող, անշրջելի և հիմնականում ստերեոտաքսիկ փոխարինման ռեակցիաներ:Երկրորդ տեսակի ընթացակարգը կարող է հանգեցնել առանձին տեսակների ձևավորմանը, այլ ոչ թե ռեակցիաների բարդ խառնուրդների, հատկապես, երբ զուգակցվում է պահպանման խմբի տեխնիկայի հետ:Ածխաջրերը կարող են թողնել արտարգանդային ածխածնի վրա խմբեր, ինչպիսիք են հալոգենի ատոմները, սուլֆոնիլները կամ տրիքլորացետիմիդային խմբերը, կամ ակտիվանալ հիմքերով՝ նախքան տրիֆլատ էսթերի վերածվելը:
Ջրածնի ֆտորիդում կամ ֆտորաջրածնի և պիրիդինի (պիրիդինիում պոլի [ջրածնի ֆտորիդ]) խառնուրդներում գլիկոզիդացումների դեպքում գլիկոզիլ ֆտորիդները ձևավորվում են տեղում և սահուն վերածվում գլիկոզիդների, օրինակ՝ սպիրտների հետ։Ցույց է տրվել, որ ջրածնի ֆտորիդը ուժեղ ակտիվացնող, չքայքայող ռեակցիայի միջավայր է.Հավասարակշռության ավտոմատ խտացում (օլիգոմերացում) նկատվում է Ֆիշերի գործընթացի նման, թեև ռեակցիայի մեխանիզմը հավանաբար տարբեր է:
Քիմիապես մաքուր ալկիլ գլիկոզիդները հարմար են միայն շատ հատուկ կիրառությունների համար:Օրինակ, ալկիլ գլիկոզիդները հաջողությամբ օգտագործվել են կենսաքիմիական հետազոտություններում թաղանթային սպիտակուցների բյուրեղացման համար, օրինակ՝ պորինի և բակտերիորոդոպսինի եռաչափ բյուրեղացումը օկտիլ β-D-գլյուկոպիրանոզիդի առկայության դեպքում (այս աշխատանքի վրա հիմնված հետագա փորձերը հանգեցնում են Նոբելյան մրցանակի: Քիմիայի մրցանակ Դեյզենհոֆերի, Հուբերի և Միշելի համար 1988 թ.):
Ալկիլային պոլիգլիկոզիդների զարգացման ընթացքում լաբորատոր մասշտաբով ստերեոսելեկտիվ մեթոդներ են կիրառվել՝ սինթեզելու տարբեր մոդելային նյութեր և ուսումնասիրելու դրանց ֆիզիկաքիմիական հատկությունները՝ պայմանավորված դրանց բարդությամբ, միջանկյալ նյութերի անկայունությամբ և գործընթացի քանակով և կրիտիկական բնույթով։ թափոնները, Koenigs-Knorr տիպի սինթեզները և այլ պաշտպանիչ խմբերի տեխնիկան կստեղծեն զգալի տեխնիկական և տնտեսական խնդիրներ:Fischer-ի տիպի պրոցեսները համեմատաբար ավելի քիչ բարդ են և ավելի հեշտ են իրականացնել առևտրային մասշտաբով և, համապատասխանաբար, նախընտրելի մեթոդն են մեծ մասշտաբով ալկիլ պոլիգլիկոզիդների արտադրության համար:


Հրապարակման ժամանակը` 12-2020թ