Bilang karagdagan sa teknolohiya, ang synthesis ng glycosides ay palaging interesado sa agham, dahil ito ay isang pangkaraniwang reaksyon sa kalikasan. Ang mga kamakailang papel nina Schmidt at Toshima at Tatsuta, pati na rin ang maraming sanggunian na binanggit doon, ay nagkomento sa isang malawak na hanay ng mga potensyal na gawa ng tao.
Sa synthesis ng glycosides, ang isang multi-sugar na bahagi ay pinagsama sa isang nucleophiles, tulad ng mga alkohol, carbohydrates, o protina, kung kinakailangan ang isang pumipili na reaksyon sa isa sa mga hydroxyl group ng isang carbohydrate, ang lahat ng iba pang mga function ay dapat protektado sa unang hakbang. Sa prinsipyo, ang mga enzymatic o microbial na proseso, dahil sa kanilang selectivity, ay maaaring palitan ang kumplikadong proteksyon ng kemikal at mga hakbang sa pag-deprotection sa pili mula sa mga glycoside sa mga rehiyon. Gayunpaman, dahil sa mahabang kasaysayan ng alkyl glycosides, ang aplikasyon ng mga enzyme sa synthesis ng glycosides ay hindi pa malawakang pinag-aralan at inilapat.
Dahil sa kapasidad ng angkop na mga sistema ng enzyme at mataas na gastos sa produksyon, ang enzymatic synthesis ng alkyl polyglycosides ay hindi pa handang i-upgrade sa antas ng industriya, at mas gusto ang mga kemikal na pamamaraan.
Noong 1870, iniulat ni MAcolley ang synthesis ng "acetochlorhydrose"(1,figure2) sa pamamagitan ng reaksyon ng dextrose(glucose) na may acetyl chloride, na kalaunan ay humantong sa kasaysayan ng mga ruta ng glycoside synthesis.
Ang Tetra-0-acetyl-glucopyranosyl halides(acetohaloglucoses) ay natagpuan sa kalaunan bilang mga kapaki-pakinabang na intermediate para sa stereoselective synthesis ng purong alkyl glucosides. Noong 1879, nagtagumpay si Arthur Michael sa paghahanda ng mga tiyak, nakristal na aryl glycoside mula sa mga intermediate at phenolate ni Colley. (Aro-, Larawan 2).
Noong 1901, si Michael's synthesis sa isang malawak na hanay ng mga carbohydrates at hydroxylic aglycons, nang ipinakilala nina W.Koenigs at E.Knorr ang kanilang pinahusay na proseso ng stereoselective glycosidation (Figure 3). Ang reaksyon ay nagsasangkot ng isang SN2 substitution sa anomeric carbon at nagpapatuloy sa stereoselectively na may inversion ng configuration, na gumagawa halimbawa ng α-glucoside 4 mula sa β-anomer ng aceobromoglucose intermediate 3. Ang Koenigs-Knorr synthesis ay nagaganap sa presensya ng pilak o mga tagapagtaguyod ng mercury.
Noong 1893, iminungkahi ni Emil Fischer ang isang panimula na naiibang diskarte sa synthesis ng alkyl glucosides. Ang prosesong ito ay kilala na ngayon bilang "Fischer glycosidation" at binubuo ng acid-catalyzed na reaksyon ng mga glycoses na may mga alkohol. Anumang makasaysayang account ay dapat gayunpaman ay kasama ang unang iniulat na pagtatangka ni A.Gautier noong 1874, na i-convert ang dextrose na may anhydrous ethanol sa pagkakaroon ng hydrochloric acid. Dahil sa isang mapanlinlang na elemental analysis, naniniwala si Gautier na nakakuha siya ng "diglucose". Kalaunan ay ipinakita ni Fischer na ang "diglucose" ni Gautier ay sa katunayan higit sa lahat ay ethyl glucoside (Larawan 4).
Tinukoy ni Fischer nang tama ang istraktura ng ethyl glucoside, tulad ng makikita mula sa makasaysayang furanosidic formula na iminungkahi. Sa katunayan, ang mga produkto ng Fischer glycosidation ay masalimuot, karamihan ay mga equilibrium mixtures ng α/β-anomers at pyranoside/furanoside isomers na binubuo rin ng random na naka-link na glycoside oligomer.
Alinsunod dito, ang mga indibidwal na molecular species ay hindi madaling ihiwalay mula sa Fischer reaction mixtures, na naging isang seryosong problema sa nakaraan. Pagkatapos ng ilang pagpapabuti ng pamamaraang ito ng synthesis, pagkatapos ay pinagtibay ni Fischer ang Koenigs-Knorr synthesis para sa kanyang mga pagsisiyasat. Gamit ang prosesong ito, sina E.Fischer at B.Helferich ang unang nag-ulat ng synthesis ng isang long-chain na alkyl glucoside na nagpapakita ng mga katangian ng surfactant noong 1911.
Noon pang 1893, tama na napansin ni Fischer ang mga mahahalagang katangian ng alkyl glycosides, tulad ng kanilang mataas na katatagan patungo sa oksihenasyon at hydrolysis, lalo na sa malakas na alkaline na media. Ang parehong mga katangian ay mahalaga para sa alkyl polyglycosides sa mga aplikasyon ng surfactant.
Ang pananaliksik na may kaugnayan sa reaksyon ng glycosidation ay patuloy pa rin at ilang mga kagiliw-giliw na ruta sa glycosides ay binuo sa kamakailang nakaraan. Ang ilan sa mga pamamaraan para sa synthesis ng glycosides ay buod sa Figure 5.
Sa pangkalahatan, ang mga proseso ng chemical glycosidation ay maaaring nahahati sa mga proseso na humahantong sa kumplikadong oligomer equilibria sa acid-catalysed glycosyl exchange.
Mga reaksyon sa naaangkop na activated carbohydrate substrates(Fischer glycosidic reactions at hydrogen fluoride(HF) reactions na may unprotected carbohydrate molecules) at kinetics controlled, irreversible, at pangunahing stereotaxic substitution reactions. Ang pangalawang uri ng pamamaraan ay maaaring humantong sa pagbuo ng mga indibidwal na species sa halip na sa mga kumplikadong paghahalo ng mga reaksyon, lalo na kapag pinagsama sa mga diskarte ng grupo ng konserbasyon. Ang mga carbohydrate ay maaaring mag-iwan ng mga grupo sa ectopic carbon, tulad ng mga halogen atoms, sulfonyl, o trichloroacetimidate group, o ma-activate ng mga base bago ang conversion sa triflate ester.
Sa partikular na kaso ng mga glycosidations sa hydrogen fluoride o sa mga mixtures ng hydrogen fluoride at pyridine (pyridinium poly [hydrogen fluoride]), ang glycosyl fluoride ay nabuo sa situ at maayos na na-convert sa glycosides, halimbawa sa mga alkohol. Ang hydrogen fluoride ay ipinakita na isang malakas na nagpapagana, hindi nakakasira ng reaksyon na daluyan; Ang equilibrium na auto condensation(oligomerization) ay sinusunod na katulad ng proseso ng Fischer, kahit na ang mekanismo ng reaksyon ay malamang na iba.
Ang mga kemikal na purong alkyl glycosides ay angkop lamang para sa napakaespesyal na mga aplikasyon. Halimbawa, matagumpay na nagamit ang alkyl glycosides sa biochemical research para sa crystallization ng membrane proteins, tulad ng three dimensional crystallization ng porin at bacteriorhodopsin sa presensya ng octyl β-D-glucopyranoside (karagdagang mga eksperimento batay sa gawaing ito ay humantong sa Nobel. premyo sa kimika para kay Deisenhofer, Huber at Michel noong 1988).
Sa panahon ng pag-unlad ng alkyl polyglycosides, ang mga stereoselective na pamamaraan ay ginamit sa isang sukat ng laboratoryo upang synthesize ang iba't ibang mga sangkap ng modelo at pag-aralan ang kanilang mga katangian ng physicochemical, dahil sa kanilang pagiging kumplikado, ang kawalang-tatag ng mga intermediate at ang dami at kritikal na katangian ng proseso. Ang mga nag-aaksaya, mga synthesis ng uri ng Koenigs-Knorr at iba pang mga diskarte sa proteksiyon ng grupo ay lilikha ng mga makabuluhang problemang teknikal at pang-ekonomiya. Ang mga proseso ng uri ng Fischer ay medyo hindi gaanong kumplikado at mas madaling isagawa sa isang komersyal na sukat at naaayon, ay ang ginustong pamamaraan para sa paggawa ng alkyl polyglycosides sa isang malaking sukat.
Oras ng post: Set-12-2020