вести

Поред технологије, синтеза гликозида је одувек била од интереса за науку, јер је то врло честа реакција у природи. Недавни радови Шмита и Тошиме и Тацуте, као и многе референце које су тамо цитиране, коментаришу широк спектар синтетичких потенцијала.
У синтези гликозида, компоненте више шећера се комбинују са нуклеофилима, као што су алкохоли, угљени хидрати или протеини, ако је потребна селективна реакција са једном од хидроксилних група угљених хидрата, све остале функције морају бити заштићене у први корак. У принципу, ензимски или микробни процеси, због своје селективности, могу заменити сложене кораке хемијске заштите и депротекције на селективно од гликозида у регионима. Међутим, због дуге историје алкил гликозида, примена ензима у синтези гликозида није широко проучавана и примењивана.
Због капацитета одговарајућих ензимских система и високих трошкова производње, ензимска синтеза алкил полигликозида није спремна за надоградњу на индустријски ниво, а предност се даје хемијским методама.
Године 1870. МАцоллеи је известио о синтези „ацетохлорхидрозе“ (1, слика 2) реакцијом декстрозе (глукозе) са ацетил хлоридом, што је на крају довело до историје путева синтезе гликозида.
Слика 2. Синтеза арил глукозида према Мајклу
Касније је откривено да су тетра-0-ацетил-глукопиранозил халогениди (ацетохалоглукозе) корисни интермедијери за стереоселективну синтезу чистих алкил глукозида. Године 1879, Артур Мајкл је успео да припреми дефинитивне, кристализујуће арил гликозиде из Колијевих интермедијера и фенолата. (Аро-, слика 2).
Године 1901, Мицхаелова синтеза широког спектра угљених хидрата и хидроксилних агликона, када су В.Коенигс и Е.Кнорр представили свој побољшани процес стереоселективне гликозидације (слика 3). Реакција укључује СН2 супституцију на аномерном угљенику и наставља се стереоселективно са инверзијом конфигурације, производећи на пример α-глукозид 4 из β-аномера ацеобромоглукозног интермедијера 3. Коенигс-Кнорр синтеза се одвија у присуству сребра или промотери живе.
Слика 3. Стереоселективна синтеза гликозида према Коенигс и Кнорр
Емил Фишер је 1893. године предложио фундаментално другачији приступ синтези алкил глукозида. Овај процес је сада добро познат као „Фишерова гликозидација“ и обухвата реакцију гликоза са алкохолима катализованом киселином. Било који историјски извештај би ипак требало да укључи и први пријављени покушај А.Гаутиер-а из 1874. године да конвертује декстрозу безводним етанолом у присуству хлороводоничне киселине. Због обмањујуће елементарне анализе, Гаутиер је веровао да је добио „диглукозу“. Фишер је касније показао да је Гаутиерова „диглукоза“ заправо углавном етил глукозид (слика 4).
Слика 4. Синтеза гликозида према Фишеру
Фишер је тачно дефинисао структуру етил глукозида, као што се може видети из предложене историјске фуранозидне формуле. У ствари, Фишерови производи гликозидације су сложене, углавном равнотежне мешавине α/β-аномера и изомера пиранозида/фуранозида које такође садрже насумично повезане гликозидне олигомере.
Сходно томе, појединачне молекуларне врсте није лако изоловати из Фишерових реакционих смеша, што је био озбиљан проблем у прошлости. Након извесног побољшања ове методе синтезе, Фишер је касније усвојио Кенигс-Кнорову синтезу за своја истраживања. Користећи овај процес, Е.Фисцхер и Б.Хелферицх су први пријавили синтезу дуголанчаног алкилглукозида који показује својства сурфактанта 1911. године.
Фишер је још 1893. тачно уочио битна својства алкил гликозида, као што је њихова висока стабилност према оксидацији и хидролизи, посебно у јако алкалним срединама. Обе карактеристике су драгоцене за алкил полигликозиде у примени сурфактаната.
Истраживања везана за реакцију гликозидације су још увек у току и неколико занимљивих путева до гликозида је развијено у недавној прошлости. Неки од поступака за синтезу гликозида сумирани су на слици 5.
Генерално, процеси хемијске гликозидације могу се поделити на процесе који воде до сложене равнотеже олигомера у размени гликозила катализованом киселином.
Слика 5. Резиме метода за синтезу гликозида
Реакције на одговарајуће активираним супстратима угљених хидрата (Фишерове гликозидне реакције и реакције флуороводоника(ХФ) са незаштићеним молекулима угљених хидрата) и кинетички контролисане, иреверзибилне и углавном стереотаксичне супституцијске реакције. Друга врста поступка може довести до формирања појединачних врста, а не до сложених мешавина реакција, посебно када се комбинује са техникама групе за очување. Угљени хидрати могу оставити групе на ектопичном угљенику, као што су атоми халогена, сулфонили или трихлорацетимидатне групе, или могу бити активирани базама пре конверзије у трифлатне естре.
У посебном случају гликозидација у флуороводонику или у смешама флуороводоника и пиридина (пиридинијум поли [флуороводоник]), гликозил флуориди се формирају ин ситу и глатко се претварају у гликозиде, на пример са алкохолима. Показало се да је флуороводоник реакциони медијум који снажно активира, неразграђује; равнотежна аутокондензација (олигомеризација) се посматра слично Фишеровом процесу, иако је механизам реакције вероватно другачији.
Хемијски чисти алкил гликозиди су погодни само за веома посебне примене. На пример, алкил гликозиди су успешно коришћени у биохемијским истраживањима за кристализацију мембранских протеина, као што је тродимензионална кристализација порина и бактериородопсина у присуству октил β-Д-глукопиранозида (даљи експерименти засновани на овом раду доводе до Нобелове награду за хемију за Деисенхофера, Хубера и Мицхела 1988.).
Током развоја алкил полигликозида, стереоселективне методе су коришћене у лабораторијској скали за синтезу различитих моделних супстанци и за проучавање њихових физичко-хемијских особина, због њихове сложености, нестабилности интермедијера и количине и критичне природе процеса. отпадници, синтезе типа Кенигс-Кнор и друге технике заштитних група створиле би значајне техничке и економске проблеме. Поступци типа Фишера су релативно мање компликовани и лакши за извођење у комерцијалним размерама и сходно томе су пожељна метода за производњу алкил полигликозида у великим размерама.


Време поста: 12.09.2020