Акрамя тэхнікі, сінтэз глікозід заўсёды цікавіў навуку, так як гэта вельмі распаўсюджаная рэакцыя ў прыродзе.Нядаўнія артыкулы Шміта, Тосімы і Тацуты, а таксама шматлікія спасылкі, якія ў іх цытуюцца, каментуюць шырокі спектр сінтэтычных патэнцыялаў.
Пры сінтэзе глікозідаў кампаненты, якія складаюцца з некалькіх цукроў, спалучаюцца з нуклеафіламі, такімі як спірты, вугляводы або вавёркі, калі патрабуецца селектыўная рэакцыя з адной з гідраксільных груп вугляводаў, усе астатнія функцыі павінны быць абаронены ў сінтэзе глікозідаў. Першы крок.У прынцыпе, ферментатыўныя або мікробныя працэсы, дзякуючы сваёй селектыўнасці, могуць замяніць складаныя этапы хімічнай абароны і зняцця абароны выбарачна ад глікозідаў у рэгіёнах.Аднак з-за доўгай гісторыі алкилгликозидов прымяненне ферментаў у сінтэзе глікозід не было шырока вывучана і прыменена.
З-за магутнасці прыдатных ферментных сістэм і высокіх выдаткаў на вытворчасць ферментатыўны сінтэз алкилполигликозидов не гатовы да мадэрнізацыі да прамысловага ўзроўню, і перавагу аддаюць хімічным метадам.
У 1870 г. MAColley паведаміў аб сінтэзе «ацетохлоргидрозы» (1, малюнак 2) шляхам рэакцыі декстрозы (глюкозы) з ацэтылхларыдам, што ў выніку прывяло да гісторыі шляхоў сінтэзу глікозідаў.
Пазней было выяўлена, што тэтра-0-ацэтыл-глюкапіраназілгаліды (ацетагалоглюкозы) з'яўляюцца карыснымі прамежкавымі прадуктамі для стэрэаселектыўнага сінтэзу чыстых алкилглюкозидов.У 1879 г. Артуру Майклу ўдалося атрымаць пэўныя арылглікозіды, якія крышталізуюцца, з прамежкавых прадуктаў Коллі і фенолятаў.(Aro-, малюнак 2).
У 1901 г. Майкл сінтэзаваў шырокі спектр вугляводаў і гідраксільных агліконаў, калі В. Кенігс і Э. Нор прадставілі свой удасканалены працэс стэрэаселектыўнага гліказідавання (малюнак 3).Рэакцыя ўключае замяшчэнне SN2 на анамерным вугляроды і працякае стэрэаселектыўна з інверсіяй канфігурацыі, утвараючы, напрыклад, α-глюкозид 4 з β-анамера прамежкавага прадукту ацэабрамаглюкозы 3. Сінтэз Кенігса-Нора адбываецца ў прысутнасці срэбра або прамотары ртуці.
У 1893 годзе Эміль Фішэр прапанаваў прынцыпова іншы падыход да сінтэзу алкилглюкозидов.Гэты працэс цяпер добра вядомы як «гліказідаванне па Фішэру» і ўключае кіслотна-каталізаваную рэакцыю глікоз са спіртамі.Тым не менш, любая гісторыя павінна таксама ўключаць у сябе першую спробу А. Гацье ў 1874 г. пераўтварыць декстрозу бязводным этанолам у прысутнасці салянай кіслаты.З-за памылковага элементарнага аналізу Гацье лічыў, што атрымаў «дыглюкозу».Пазней Фішэр прадэманстраваў, што «дыглюкоза» Гацье насамрэч была галоўным чынам этылавым глюкозідам (малюнак 4).
Фішэр правільна вызначыў структуру этилгликозида, як відаць з прапанаванай гістарычнай фуранозидной формулы.Фактычна, прадукты гліказідавання па Фішэру ўяўляюць сабой складаныя, у асноўным раўнаважныя сумесі α/β-анамераў і ізамераў піранозіду/фуранозиду, якія таксама ўключаюць выпадкова звязаныя алігамеры глікозідаў.
Адпаведна, асобныя малекулярныя віды няпроста вылучыць з рэакцыйных сумесяў Фішара, што было сур'ёзнай праблемай у мінулым.Пасля некаторага ўдасканалення гэтага метаду сінтэзу Фішэр пасля прыняў сінтэз Кенігса-Нора для сваіх даследаванняў.Выкарыстоўваючы гэты працэс, E.Fischer і B.Helferich у 1911 годзе першымі паведамілі аб сінтэзе доўгаланцуговага алкилгликозида, які праяўляе павярхоўна-актыўныя ўласцівасці.
Яшчэ ў 1893 годзе Фішэр правільна заўважыў істотныя ўласцівасці алкилгликозидов, такія як іх высокая ўстойлівасць да акіслення і гідролізу, асабліва ў моцна шчолачных асяроддзях.Абедзве характарыстыкі з'яўляюцца каштоўнымі для алкилполигликозидов ў прымяненні павярхоўна-актыўных рэчываў.
Даследаванні, звязаныя з рэакцыяй гліказідавання, усё яшчэ працягваюцца, і ў нядаўнім мінулым было распрацавана некалькі цікавых шляхоў да глікозідаў.Некаторыя працэдуры сінтэзу глікозідаў прыведзены на малюнку 5.
Увогуле, працэсы хімічнага гліказідавання можна падзяліць на працэсы, якія вядуць да складаных алігамерных раўнаваг у гліказільным абмене, які каталізуецца кіслатой.
Рэакцыі на адпаведным чынам актываваных вугляводных субстратах (гліказідныя рэакцыі Фішара і рэакцыі фтарыду вадароду (HF) з неабароненымі малекуламі вугляводаў) і кінетычныя, незваротныя і галоўным чынам стэрэатаксічныя рэакцыі замяшчэння.Другі тып працэдуры можа прывесці да фарміравання асобных відаў, а не да складаных сумесяў рэакцый, асабліва ў спалучэнні з групавымі метадамі захавання.Вугляводы могуць пакідаць групы на пазаматкавым вугляроды, такія як атамы галагенаў, сульфанілы або трыхларацэтымідатныя групы, або быць актываваны падставамі да пераўтварэння ў трыфлатныя эфіры.
У прыватным выпадку гліказідавання ў фтарыду вадароду або ў сумесях фтарыду вадароду і пірыдзіну (пірыдыній полі [фтарыд вадароду]), глікозілфтарыды ўтвараюцца in situ і плаўна ператвараюцца ў глікозіды, напрыклад, са спіртамі.Было паказана, што фтарыд вадароду з'яўляецца моцна актывуючай, нераскладаючай рэакцыйнай асяроддзем;раўнаважная аўтакандэнсацыя (алігамерызацыя) назіраецца падобна працэсу Фішара, хоць механізм рэакцыі, верагодна, іншы.
Хімічна чыстыя алкилгликозиды падыходзяць толькі для асаблівых прымянення.Напрыклад, алкілгліказіды паспяхова выкарыстоўваліся ў біяхімічных даследаваннях для крышталізацыі мембранных бялкоў, такіх як трохмерная крышталізацыя порыну і бактэрыярадапсіну ў прысутнасці актыл-β-D-глюкапіранозіду (далейшыя эксперыменты, заснаваныя на гэтай працы, прывялі да Нобелеўскай прэміі прэмія па хіміі Дайзенгофера, Хубера і Мішэля ў 1988 г.).
У ходзе распрацоўкі алкіл-палігліказідаў стэрэаселектыўныя метады выкарыстоўваліся ў лабараторным маштабе для сінтэзу розных мадэльных рэчываў і вывучэння іх фізіка-хімічных уласцівасцей з-за іх складанасці, нестабільнасці прамежкавых злучэнняў і колькасці і крытычнага характару працэсу. адходы, сінтэз тыпу Кенігса-Нора і іншыя метады ахоўнай групы стваралі б значныя тэхнічныя і эканамічныя праблемы.Працэсы тыпу Фішэра параўнальна менш складаныя і прасцей ажыццёўленыя ў камерцыйных маштабах і, адпаведна, з'яўляюцца пераважным метадам для вытворчасці алкилполигликозидов ў вялікіх маштабах.
Час публікацыі: 12 верасня 2020 г