1 / 26

Fischerova glykozidácia

M etóda prípravy glykozidov z voľných aldóz alebo ketóz a nižších alifatických alkoholov v prítomnosti bezvodých kyselín, obvykle chlorovodíka.

marlon
Download Presentation

Fischerova glykozidácia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Metóda prípravy glykozidov z voľných aldóz alebo ketóz a nižších alifatických alkoholov v prítomnosti bezvodých kyselín, obvykle chlorovodíka. • V priebehu reakcie v reakčnej zmesi sa prechodne nahromadia glykofuranozidy, ktoré pomaly izomerizujú na stabilnejšie glykopyranozidy až do vytvorenia rovnováhy. Jednotlivé sacharidy reakciou poskytujú rovnovážne reakčné zmesi s rôznym zastúpením izomérnych glykozidov: Fischerova glykozidácia Percentuálne zloženie rovnovážnych zmesí metylglykozidov v metanolovom roztoku chlorovodíka pri 35º C ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- aldóza -pyranozid -pyranozid -furanozid -furanozid ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- D-arabinóza 24 47 22 7 D-ribóza 12 66 5 17 D-xylóza 65 30 2 3 D-lyxóza 89 10 1 0 D-glukóza 66 32,5 0,6 0,9 D-manóza 94 5.3 0,7 0 D-galaktóza 58 20 6 16 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

  2. (a) (b) (e) (d) (d) (a) (c) (b) (e) (d) (e) (c) (a) (b), (c)  Časový priebeh glykozidácie D-xylózy (c) v 0,5 % HCl v metanole pri 25 °C Zdroj: Monosaccharides. Their Chemistry and Their Roles in Natural Products, P.M. Collins, R.J. Ferrier, Wiley,Chichester, 1995.

  3. metyl-α-D-xylopyranozid metyl-β-D-xylopyranozid MeOH H+ D-xylóza (α,β-D-xylopyranóza) metyl-α-D-xylofuranozid metyl-β-D-xylofuranozid Rovnovážna zmes metyl-D-xylozidov vzniknutáFischerovou glykozidáciou v metanolovom roztoku chlorovodíka pri 35º C. Majoritným produktom je metyl-α-D-xylopyranozid, a to v dôsledku anomérneho efektu, ktorý je charakteristický pre tetrahydropyránové kruhy s elektronegatívnym substituentom v polohe 2.

  4. anomérny efekt - zníženie stability ekvatoriálneho anoméru v dôsledku interakcií jeho elektronegatívneho substituenta X s voľnými elektrónovými pármi kruhového atómu kyslíka, čím sa relatívne zvyšuje stabilita axiálneho anoméru. Tento efekt, ktorý bol pôvodne pozorovaný u sacharidov, je všeobecným javom v cyklických i acyklických molekulách obsahujúcich 1,3-zoskupenie heteroatómov. metyl-α-D-glukopyranozid metyl-β-D-glukopyranozid

  5. Anomérny efekt Najjednoduchšie vysvetlenie je, že ekvatoriálna konfigurácia má dipóly oboch heteroatómov čiastočne rovnobežné, a preto sa navzájom odpudzujúce. Naopak, axiálna konfigurácia má tieto dipóly zhruba protismerné, takže reprezentuje stabilnejšiu a energeticky menej náročnú štruktúru. Alternatívne a širšie akceptované vysvetlenie je, že axiálna konfigurácia je stabilizovaná hyperkonjugáciou medzi axiálnym neväzbovým párom kruhového atómu kyslíka a σ* orbitálom axiálnej C-OR väzby.

  6. Mechanizmus Fischerovej glykozidácie (I) Zvýraznený priebeh premien je pravdepodobnejší. Zdroj: Monosaccharides. Their Chemistry and Their Roles in Natural Products, P.M. Collins, R.J. Ferrier, Wiley,Chichester, 1995.

  7. Mechanizmus Fischerovej glykozidácie (II) Zvýraznený priebeh premien je pravdepodobnejší. Zdroj: Monosaccharides. Their Chemistry and Their Roles in Natural Products, P.M. Collins, R.J. Ferrier, Wiley,Chichester, 1995.

  8. Termodynamické rovnováhy pri Fischerovej glykozidácii D-glukózy, D-manózy a D-galaktózy

  9. Tvorba vnútorných glykozidov (anhydridov sacharidov) D-Glc D-Gal D-Man D-Tal D-All D-Gul D-Alt D-Ido 0,2 % 0,8 % 0,8 % 2,8 % 14 % 65 % 65 % 86 % D-Glc D-Gal D-Man D-Tal D-All 35 % 87 % 22 % 86 % 78 %

  10. D-Glc D-Gal D-Man D-Tal D-All D-Gul D-Alt D-Ido 0,2 % 0,8 % 0,8 % 2,8 % 14 % 65 % 65 % 86 % Tvorba vnútorných glykozidov vo vode. (Reverzia – vznik oligosacharidov v kyslých vodných roztokoch.)

  11. D-Glc D-Gal D-Man D-Tal D-All 35 % 87 % 22 % 86 % 78 % Tvorba vnútorných glykozidov v aprotických rozpúšťadlách

  12. Príprava ditioacetálov sacharidov D-xylóza D-xylóza-dietylditioacetál

  13. ( )n ( )n ( )n-1 ( )n ( )n ( )n-1 Ditioacetály sacharidov sa využívajú na prípravu acyklických derivátov sacharidov

  14. 1 % HCl/H2O, 20°C, 20 h • HgO, 5 h, • 2. EtOH, HgO, HgCl2 Acyklické ditioacetály možno využiť aj na prípravu furanoidných derivátov sacharidov. Využíva sa tu poznatok, že päťčlenné kruhy sa zatvárajú rýchlejšie ako šesťčlenné kruhy.

  15. Relatívne rýchlostnékonštantypri 50 °C (osemčlenný kruh = 1) pre reakciu G. Illuminati, L. Mandolini, Acc. Chem. Res. 14, 95 (1981).

  16. The Nef type glycosidation of 1-deoxy-1-nitroalditols M. Vojtech, M. Petrušová, B. Pribulová, L. Petruš, Tetrahedron Lett. 49 (2008) 3112–3116.

  17. The Nef type glycosidation of 1-deoxy-1-nitroalditols at -30°C M. Vojtech, M. Petrušová, B. Pribulová, L. Petruš, Tetrahedron Lett. 49 (2008) 3112–3116.

  18. Glykozylamíny Deriváty monosacharidov, v ktorých glykozylový zvyšok (glykozyl) je viazaný na primárnu, sekundárnu alebo terciárnu aminoskupinu. Ak sú na sekundárnu aminoskupinu viazané dva glykozylové zvyšky, tieto deriváty sú bisglykozylamíny. Podľa nesacharidovej substitúcie aminoskupiny sa rozdeľujú na nesubstituované, alifatické a aromatické glykozylamíny. Aromatické glykozylamíny sú oveľa stabilnejšie ako alifatické. Glykozylamíny v roztokoch podobne ako voľné aldózy alebo ketózy vykazujú mutarotáciu, ktorú spôsobuje vytváranie rovnováhy medzi - a -anomérmi. účinkom minerálnych kyselín sa rozkladajú na aldózu a amín alebo amoniak. V slabokyslom prostredí podliehajú Amadoriho reakcii (najlepšie katalýzou aniónmi slabých kyselín).

  19. Amadoriho reakcia anión slabej kyseliny(silná báza) glykozylamín 1-amino-1-deoxy- 2-ketóza

  20. Amadoriho reakcia - bázicky katalyzovaná izomerizácia aldózových glykozylamínov za vzniku 1-amino-1-deoxy-2-ketóz. Reakcia je podobná Lobry de Bruyn-Alberda van Ekensteinovej reakcii aldóz. • Reakciou sa vysvetľuje pôvod Maillardových melanoidov, hnedých polymérov vznikajúcich ďalšími reakciami z produktov Amadoriho reakcie karbonylových zlúčenín a aminokyselín. Maillardové reakcie sú zodpovedné aj za vznik hnedých produktov (melanoidov) pri tepelnom spracovaní potravín obsahujúcich sacharidy a proteínyhttp://brewery.org/library/Maillard_CS0497.html • Podobná kyslo katalyzovaná izomerizácia 2-ketózových glykozylamínov na 2-amino-2-deoxyaldózy sa nazýva Heynsova reakcia.

  21. Melanin is a class of compounds found in the plant, animal, and protistakingdoms, where it serves predominantly as a pigment. The class of pigments are derivatives of the amino acid tyrosine. The increased production of melanin in human skin is called melanogenesis. It is stimulated by the DNA damages that are caused by UVB-radiation,[1] and it leads to a delayed development of a tan. This melanogenesis-based tan takes more time to develop, but it is long lasting.[2]http://en.wikipedia.org/wiki/Melanin Melamine is an organic base and a trimer of cyanamide, with a 1,3,5-triazine skeleton. Like cyanamide, it contains 66% nitrogen by mass and, if mixed with resins, has fire retardant properties due to its release of nitrogen gas when burned or charred, and has several other industrial uses. Melamine is also a metabolite of cyromazine, a pesticide. It is formed in the body of mammals who have ingested cyromazine.[2] It has been reported that cyromazine can also be converted to melamine in plants.[3][4] Melamine combines with cyanuric acid to form melamine cyanurate, which has been implicated in the Chinese protein export contaminations. http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Melamine.svg

  22. Glykozylamíny (2) Mnohé glykozylamíny sa vyskytujú v prírode a majú dôležitú úlohu v biochémii. Najvýznamnejšie sú glykozylamíny odvodené od D-ribózy alebo 2-deoxy- D-ribózy a purínových alebo pyrimidínových báz (nukleozidy), izolované z hydrolyzátov nukleových kyselín. Iná dôležitá skupina glykozylamínov sprostrekuje väzbu medzi sacharidmi a proteínmi v glykoproteínoch. Glykozylamíny sa pripravujú priamo reakciou amínov s aldózami. Výhodnejšia je ich príprava z glykozylhalogenidov buď priamo pôsobením amínu alebo cez glykozylazid jeho redukciou. V syntéze sa využívajú na prípravu aminosacharidov a glykamínov (aminodeoxyalditoly). N-(4-Nitrofenyl)glykozyl-amíny, ktoré sú pomerne dobre kryštalizujúce látky, sa využívajú na charakterizáciu sacharidov.

  23. Glykozylamíny nukleových kyselín RNA nukleozidy: DNA nukleozidy:

  24. D-manóza N-fenyl-β-D-manopyranozylamín (kryštalická látka) Týmto spôsobom sa z rovnovážnej zmesi D-glukózy a D-manózy (73:27) vzniknutej Bílikovou reakciou izoluje D-manóza. Podobným spôsobom sa izoluje aj D- alebo L-ribóza z jej rovnovážnej zmesi s príslušnou D- alebo L-arabinózou (~ 1:2)

  25. ďalšie produkty D-glukopyranóza metyl-α-D-glukopyranozid metyl- -glykozid (atóm kyslíka v názve) (≡ glykozyloxy) glykozidy (všeobecne) (nie O-glykozidy !!!) -α-D-glukopyranozid glykozyl- S-etyl-α-D-tioglukopyranozid (tioglykozidy) (nie S-glykozidy !!!) N-fenyl-β-D-glukopyranozylamín (glykozylamíny) (nie N-glykozidy !!!) 2-(β-D-glukopyranozyl)naftalén (C-glykozylované zlúčeniny) (nie C-glykozidy !!!)

  26. tioglykozidy(nie S-glykozidy !!!) • glykozylamíny(nie N-glykozidy !!!) • C-glykozylované zlúčeniny(nie C-glykozidy !!!) • glykozidy(nie O-glykozidy !!!)

More Related