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, прыведзеныя ў іх, 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 ацэабромаглюкозы 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 пазаматкавага вугляроду, такія як атамы галагенаў, сульфанілы або трыхларацэтымідатныя групы, або быць актываваны асновамі 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