Benewens tegnologie, was die sintese van glikosiede nog altyd van belang vir die wetenskap, aangesien dit 'n baie algemene reaksie in die natuur is. Onlangse referate deur Schmidt en Toshima en Tatsuta, sowel as baie verwysings wat daarin aangehaal is, het kommentaar gelewer op 'n wye reeks sintetiese potensiaal.
In die sintese van glikosiede word 'n multi-suiker komponent gekombineer met 'n nukleofiele, soos alkohole, koolhidrate of proteïene, indien 'n selektiewe reaksie met een van die hidroksielgroepe van 'n koolhidraat nodig is, moet alle ander funksies beskerm word in die eerste stap. In beginsel kan ensiematiese of mikrobiese prosesse, as gevolg van hul selektiwiteit, komplekse chemiese beskerming en ontskermingsstappe vervang om selektief van glikosiede in streke. As gevolg van die lang geskiedenis van alkielglikosiede, is die toepassing van ensieme in die sintese van glikosiede egter nie wyd bestudeer en toegepas nie.
As gevolg van die kapasiteit van geskikte ensiemstelsels en hoë produksiekoste, is ensiematiese sintese van alkielpoliglikosiede nie gereed om na die industriële vlak opgegradeer te word nie, en chemiese metodes word verkies.
In 1870 het MAcolley die sintese van "asetochloorhidrose"(1,figuur2) gerapporteer deur reaksie van dekstrose(glukose) met asetielchloried, wat uiteindelik gelei het tot die geskiedenis van glikosiedsintese-roetes.
Tetra-0-asetiel-glukopiranosielhaliede (acetohaloglucoses) is later gevind as bruikbare tussenprodukte vir die stereoselektiewe sintese van suiwer alkielglukosiede. In 1879 het Arthur Michael daarin geslaag om definitiewe, kristalliseerbare arielglikosiede van Colley se tussenprodukte en fenolate voor te berei. (Aro-, Figuur 2).
In 1901, Michael se sintese tot 'n wye reeks koolhidrate en hidroksiele aglikone, toe W.Koenigs en E.Knorr hul verbeterde stereoselektiewe glikosideringsproses bekendgestel het (Figuur 3). Die reaksie behels 'n SN2-substitusie by die anomere koolstof en gaan stereoselektief voort met inversie van konfigurasie, wat byvoorbeeld die α-glukosied 4 produseer vanaf die β-anomeer van die aseobromoglucose intermediêre 3. Die Koenigs-Knorr sintese vind plaas in die teenwoordigheid van silwer of kwik promotors.
In 1893 het Emil Fischer 'n fundamenteel ander benadering tot die sintese van alkielglukosiede voorgestel. Hierdie proses is nou bekend as die "Fischer-glikosidasie" en behels 'n suurgekataliseerde reaksie van glikose met alkohole. Enige historiese weergawe moet nietemin ook A.Gautier se eerste gerapporteerde poging in 1874 insluit, om dekstrose om te skakel met watervrye etanol in die teenwoordigheid van soutsuur. Weens 'n misleidende elementêre analise het Gautier geglo hy het 'n "diglucose" verkry. Fischer het later gedemonstreer dat Gautier se “diglucose” in werklikheid hoofsaaklik etielglukosied was (Figuur 4).
Fischer het die struktuur van etielglukosied korrek gedefinieer, soos gesien kan word uit die historiese furanosidiese formule wat voorgestel is. Trouens, Fischer-glikosideringsprodukte is komplekse, meestal ewewigsmengsels van α/β-anomere en piranosied/furanosied-isomere wat ook ewekansig gekoppelde glikosied-oligomere bevat.
Gevolglik is individuele molekulêre spesies nie maklik om uit Fischer-reaksiemengsels te isoleer nie, wat in die verlede 'n ernstige probleem was. Na 'n mate van verbetering van hierdie sintesemetode, het Fischer daarna die Koenigs-Knorr-sintese vir sy ondersoeke aangeneem. Deur hierdie proses te gebruik, was E.Fischer en B.Helferich die eerste wat in 1911 die sintese van 'n langketting alkielglukosied wat oppervlakaktiewe eienskappe vertoon het, aangemeld het.
Reeds in 1893 het Fischer die noodsaaklike eienskappe van alkielglikosiede korrek opgemerk, soos hul hoë stabiliteit teenoor oksidasie en hidrolise, veral in sterk alkaliese media. Albei eienskappe is waardevol vir alkiel poliglikosiede in oppervlakaktiewe toepassings.
Navorsing wat verband hou met die glikosidereaksie is steeds aan die gang en verskeie interessante roetes na glikosiede is in die onlangse verlede ontwikkel. Sommige van die prosedures vir die sintese van glikosiede word in Figuur 5 opgesom.
Oor die algemeen kan chemiese glikosidensieprosesse verdeel word in prosesse wat lei tot komplekse oligomeer-ewewigte in suurgekataliseerde glikosieluitruiling.
Reaksies op toepaslik geaktiveerde koolhidraatsubstrate (Fischer-glikosidiese reaksies en waterstoffluoried(HF)-reaksies met onbeskermde koolhidraatmolekules) en kinetika beheerde, onomkeerbare en hoofsaaklik stereotaksiese substitusiereaksies. 'n Tweede tipe prosedure kan lei tot die vorming van individuele spesies eerder as in komplekse mengsels van reaksies, veral wanneer dit gekombineer word met bewaringsgroeptegnieke. Koolhidrate kan groepe op die ektopiese koolstof laat, soos halogeenatome, sulfoniele of trichloorasetimidaatgroepe, of deur basisse geaktiveer word voor omskakeling na triflaat-esters.
In die besondere geval van glikosidasies in waterstoffluoried of in mengsels van waterstoffluoried en piridien (pyridinium poly [waterstoffluoried]), word glikosielfluoriede in situ gevorm en word glad in glikosiede omgeskakel, byvoorbeeld met alkohole. Daar is getoon dat waterstoffluoried 'n sterk aktiverende, nie-afbrekende reaksiemedium is; ewewig outokondensasie (oligomerisasie) word soortgelyk aan die Fischer-proses waargeneem, alhoewel die reaksiemeganisme waarskynlik anders is.
Chemies suiwer alkielglikosiede is slegs geskik vir baie spesiale toepassings. Alkielglikosiede is byvoorbeeld suksesvol gebruik in biochemiese navorsing vir die kristallisasie van membraanproteïene, soos die driedimensionele kristallisasie van porien en bakteriorodopsien in die teenwoordigheid van oktiel β-D-glukopiranosied (verdere eksperimente gebaseer op hierdie werk het gelei tot die Nobel prys in chemie vir Deisenhofer, Huber en Michel in 1988).
Tydens die ontwikkeling van alkielpoliglikosiede is stereoselektiewe metodes op 'n laboratoriumskaal gebruik om 'n verskeidenheid modelstowwe te sintetiseer en om hul fisies-chemiese eienskappe te bestudeer, as gevolg van hul kompleksiteit, die onstabiliteit van tussenprodukte en die hoeveelheid en kritiese aard van die proses. verkwisters, sinteses van die Koenigs-Knorr-tipe en ander beskermende groeptegnieke sou aansienlike tegniese en ekonomiese probleme skep. Fischer-tipe prosesse is relatief minder ingewikkeld en makliker om op kommersiële skaal uit te voer en is gevolglik die voorkeurmetode vir die vervaardiging van alkielpoliglikosiede op groot skaal.
Postyd: 12-Sep-2020