Krom teknologio, la sintezo de glikozidoj ĉiam interesis sciencon, ĉar ĝi estas tre ofta reago en la naturo. Lastatempaj artikoloj de Schmidt kaj Toshima kaj Tatsuta, same kiel multaj referencoj cititaj en tio, komentis larĝan gamon de sintezaj potencialoj.
En la sintezo de glikozidoj, mult-sukeraj komponantoj estas kombinitaj kun nukleofiloj, kiel alkoholoj, karbonhidratoj aŭ proteinoj, se necesas selektema reago kun unu el la hidroksilaj grupoj de karbonhidrato, ĉiuj aliaj funkcioj devas esti protektitaj en la unua paŝo. Principe, enzimecaj aŭ mikrobaj procezoj, pro sia selektiveco, povas anstataŭigi kompleksajn kemiajn protekton kaj malprotektajn paŝojn al selekteme de glikozidoj en regionoj. Tamen, pro la longa historio de alkilglikozidoj, la apliko de enzimoj en la sintezo de glikozidoj ne estis vaste studita kaj aplikita.
Pro la kapablo de taŭgaj enzimsistemoj kaj altaj produktadkostoj, enzima sintezo de alkilpoliglikozidoj ne estas preta por esti ĝisdatigita al la industria nivelo, kaj kemiaj metodoj estas preferitaj.
En 1870, MAcolley raportis la sintezon de "acetochlorhydrose" (1,figure2) per reago de dekstrozo (glukozo) kun acetilklorido, kiu poste kondukis al la historio de glikozida sintezitinero.
Tetra-0-acetil-glukopiranosil Halogenidoj (acetohaloglukozoj) poste estis trovitaj esti utilaj intermediatoj por la stereoselektiva sintezo de puraj alkilglukozidoj. En 1879, Arthur Michael sukcesis pri preparado de difinitaj, kristalizeblaj arilglikozidoj de la intermediatoj kaj fenolatoj de Colley. (Aro-,Figuro 2).
En 1901, la sintezo de Michael al larĝa gamo de karbonhidratoj kaj hidroksilaj aglikonoj, kiam W.Koenigs kaj E.Knorr lanĉis ilian plibonigitan stereoselektivan glikosidadprocezon (Figuro 3). La reago implikas SN2-anstataŭigon ĉe la anomera karbono kaj daŭrigas stereoselekteme kun inversigo de konfiguracio, produktante ekzemple la α-glukozidon 4 el la β-anomero de la aceobromoglukozo-intermedio 3. La Koenigs-Knorr-sintezo okazas en la ĉeesto de arĝento aŭ hidrargaj reklamantoj.
En 1893, Emil Fischer proponis principe malsaman aliron al la sintezo de alkilglukozidoj. Ĉi tiu procezo nun estas konata kiel la "Fischer-glikozidado" kaj konsistas el acid-katalizita reago de glikozoj kun alkoholoj. Ĉiu historia raporto devus tamen ankaŭ inkluzivi la unuan raportitan provon de A.Gautier en 1874, konverti dekstrozon kun anhidra etanolo en ĉeesto de klorida acido. Pro misgvida elementa analizo, Gautier kredis ke li akiris "diglukozon". Fischer poste pruvis ke la "diglukozo" de Gautier estis fakte ĉefe etilglukozido (Figuro 4).
Fischer difinis la strukturon de etilglukozido ĝuste, kiel povas esti vidita de la historia furanosidformulo proponita. Fakte, Fischer-glikozidadproduktoj estas kompleksaj, plejparte ekvilibraj miksaĵoj de α/β-anomeroj kaj piranozido/furanozidizomeroj kiuj ankaŭ konsistas el hazarde ligitaj glikozid-oligomeroj.
Sekve, individuaj molekulaj specioj ne estas facile izoleblaj de Fischer-reagaj miksaĵoj, kio estis grava problemo en la pasinteco. Post iu plibonigo de tiu sintezometodo, Fischer poste adoptis la Koenigs-Knorr-sintezon por siaj enketoj. Uzante tiun procezon, E.Fischer kaj B.Helferich estis la unuaj t raportas la sintezon de longĉena alkilglukozido elmontranta surfaktantpropraĵojn en 1911.
Jam 1893, Fischer ĝuste rimarkis esencajn trajtojn de alkilglikozidoj, kiel ekzemple ilia alta stabileco direkte al oksigenado kaj hidrolizo, precipe en forte alkala amaskomunikilaro. Ambaŭ karakterizaĵoj estas valoraj por alkilpoliglikozidoj en surfaktantaplikoj.
Esplorado rilata al la glikozida reago daŭre estas daŭranta kaj pluraj interesaj itineroj al glikozidoj estis evoluigitaj en la lastatempa pasinteco. Kelkaj el la proceduroj por la sintezo de glikozidoj estas resumitaj en Figuro 5.
Ĝenerale, kemiaj glikozidadprocezoj povas esti dividitaj en procesojn kondukantajn al kompleksaj oligomer-ekvilibroj en acid-katalizita glikosil-interŝanĝo.
Reagoj sur taŭge aktivigitaj karbonhidratsubstratoj (Fischer glikozidaj reagoj kaj hidrogenfluorido (HF) reagoj kun neprotektitaj karbonhidrataj molekuloj) kaj kinetiko kontrolitaj, nemaligeblaj, kaj ĉefe stereotaksaj anstataŭigaj reagoj. Dua speco de proceduro povas kaŭzi la formadon de individuaj specioj prefere ol en kompleksaj miksaĵoj de reagoj, precipe kiam kombinite kun konservadgrupteknikoj. Karbonhidratoj povas postlasi grupojn sur la ektopa karbono, kiel ekzemple halogenatomoj, sulfoniloj, aŭ trikloroacetimidatgrupoj, aŭ esti aktivigitaj per bazoj antaŭ konvertiĝo al triflataj esteroj.
En la aparta kazo de glikozidadoj en hidrogena fluorido aŭ en miksaĵoj de hidrogena fluorido kaj piridino (piridinio-poli [hidrogena fluorido]), glikozilaj fluoridoj estas formitaj surloke kaj estas glate konvertitaj en glikozidojn, ekzemple kun alkoholoj. Hidrogenfluorido pruviĝis esti forte aktiviga, nedegrada reagmedio; ekvilibra aŭtokondensado (oligomerigo) estas observita simila al la Fischer-procezo, kvankam la reagmekanismo estas verŝajne malsama.
Kemie puraj alkilglikozidoj taŭgas nur por tre specialaj aplikoj. Ekzemple, alkilglikozidoj estis uzitaj sukcese en biokemia esplorado por la kristaliĝo de membranproteinoj, kiel ekzemple la tridimensia kristaliĝo de porino kaj bakteriorhodopsin en la ĉeesto de oktil β-D-glukopiranozido (pliaj eksperimentoj bazitaj sur tiu laboro kondukas al la Nobel premio en kemio por Deisenhofer, Huber kaj Michel en 1988).
Dum la evoluo de alkil-poliglikozidoj, stereoselektivaj metodoj estis uzataj sur laboratorioskalo por sintezi diversajn modelsubstancojn kaj studi iliajn fizikokemiajn trajtojn, pro ilia komplekseco, la malstabileco de intermedioj kaj la kvanto kaj kritika naturo de procezo. malŝparoj, sintezoj de la tipo Koenigs-Knorr kaj aliaj protektaj grupteknikoj kreus signifajn teknikajn kaj ekonomiajn problemojn. Fischer-tipaj procezoj estas kompare malpli komplikaj kaj pli facile efektivigeblaj sur komerca skalo kaj sekve, estas la preferata metodo por produktado de alkilpoliglikozidoj grandskale.
Afiŝtempo: Sep-12-2020