La síntesis de carbohidratos es un subcampo de la química orgánica que se ocupa específicamente de la generación de estructuras de carbohidratos naturales y no naturales . Esto puede incluir la síntesis de restos de monosacáridos o estructuras que contienen más de un monosacárido, conocidos como oligosacáridos .
Fondo
En términos generales, los carbohidratos se pueden clasificar en dos grupos, azúcares simples y carbohidratos complejos. Los azúcares simples, también llamados monosacáridos, son carbohidratos que no pueden convertirse en azúcares más pequeños por hidrólisis . [1] Cuando dos o más unidades de monosacárido se conectan mediante un enlace glucósido , se forman carbohidratos complejos. Los carbohidratos complejos, según el diferente número de unidades de monosacáridos, se pueden clasificar en tres grupos, disacáridos , oligosacáridos y polisacáridos . Un disacárido se forma a partir de dos monosacáridos. Los oligosacáridos pueden formarse mediante un pequeño número de monosacáridos unidos entre sí. Los oligosacáridos superiores se denominan polisacáridos. Ahora es bien sabido que los glicoconjugados juegan un papel indispensable en muchos procesos biológicos. Estos procesos biológicos en los que participan carbohidratos no se asocian típicamente con monosacáridos, sino con estructuras de oligosacáridos de glicoconjugados. Por tanto, la síntesis de oligosacáridos se vuelve cada vez más importante en el estudio de las actividades biológicas. [2]
Síntesis de oligosacáridos
Los oligosacáridos tienen diversas estructuras. El número de monosacáridos, el tamaño del anillo, la diferente estereoquímica anomérica y la existencia de azúcares de cadena ramificada contribuyen a la asombrosa complejidad de las estructuras de oligosacáridos. La esencia de la síntesis de oligosacáridos reductores es conectar el hidroxilo anomérico de los donantes de glicosilo con los grupos hidroxilo alcohólicos de los aceptores de glicosilo . La protección de los grupos hidroxilo del aceptor con el grupo hidroxilo alcohólico objetivo desprotegido puede asegurar el control regioquímico. Además, factores como los diferentes grupos protectores, el disolvente y los métodos de glicosilación pueden influir en las configuraciones anoméricas. Este concepto se ilustra mediante una síntesis de oligosacáridos en el Esquema 1. La síntesis de oligosacáridos normalmente consta de cuatro partes: preparación de los donantes de glicosilo, preparación de los aceptores de glicosilo con un solo grupo hidroxilo no protegido, el acoplamiento de ellos y el proceso de desprotección .
![Scheme1(Lu).gif](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/f/f8/Scheme1%28Lu%29.gif)
Bloques de construcción
Los donantes habituales en la síntesis de oligosacáridos son haluros de glicosilo , acetatos de glicosilo, tioglucósidos , tricloroacetimidatos, pentenilglicósidos y glicales . De todos estos donantes, los haluros de glicosilo son donantes clásicos, que desempeñaron un papel histórico en el desarrollo de reacciones de glicosilación. Los donantes de tioglucósidos y tricloroacetimidatos se utilizan más que otros en los métodos de glicosilación contemporáneos. Cuando se trata del método del tricloroacetimidato, una de las ventajas es que no es necesario introducir reactivos de metales pesados en el proceso de activación. Además, el uso de diferentes bases puede conducir selectivamente a diferentes configuraciones anoméricas. (Esquema 2) En cuanto a los tioglucósidos, la mayor ventaja es que pueden ofrecer protección temporal al centro anomérico porque pueden sobrevivir después de la mayoría de los procesos de activación. [3] Además, se pueden emplear una variedad de métodos de activación, como NIS / AgOTf, NIS / TfOH, IDCP ( perclorato de dicolidina de yodo ), yodo y Ph 2 SO / Tf 2 O. Además, en la preparación de 1, El enlace 2-trans glicosídico, utilizando tioglucósidos e imidatos, puede promover la transposición de los subproductos ortoésteres, ya que las mezclas de reacción son lo suficientemente ácidas.
![Scheme2(Lu).gif](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/c/cd/Scheme2%28Lu%29.gif)
Estereoselectividad
Las estructuras de los aceptores juegan un papel crítico en la velocidad y la estereoselectividad de las glicosilaciones. Generalmente, los grupos hidroxilo no protegidos son menos reactivos cuando se encuentran entre grupos protectores voluminosos. Esa es la razón por la que el grupo hidroxilo en OH-4 en piranósidos no es reactivo. La hiperconjugación está involucrada cuando el OH-4 es anti-periplanar al oxígeno del anillo, lo que también puede reducir su reactividad. (Esquema 3) Además, los grupos protectores de acilo pueden reducir la reactividad de los aceptores en comparación con los grupos protectores de alquilo debido a su capacidad de captación de electrones. El grupo hidroxilo en OH-4 de los derivados de N-acetilglucosamina es particularmente no reactivo. [4]
![Scheme3(Lu).gif](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/7/7b/Scheme3%28Lu%29.gif)
El enlace glicosídico se forma a partir de un donante de glicosilo y un aceptor de glicosilo. Hay cuatro tipos de enlaces glicosídicos: enlaces 1, 2-trans-α, 1, 2-trans-beta, 1, 2-cis-α y 1, 2-cis-beta. Los enlaces 1, 2-trans glicosídicos se pueden lograr fácilmente utilizando donantes de glicosilo 2-O-acilados (participación de grupos vecinos). Para evitar la acumulación de los intermediarios de ortoéster , la condición de glicosilación debe ser ligeramente ácida.
Vínculos difíciles
Es algo más difícil preparar enlaces 1,2-cis-β-glicosídicos estereoselectivamente. Normalmente, cuando los grupos no participantes en la posición O-2, el enlace 1, 2-cis-β se puede lograr mediante el uso de métodos de iones haluro de importancia histórica o mediante el uso de donantes de glicosilo 2-O-alquilados, comúnmente tioglucósidos o tricloroacetimidatos. , en disolventes no polares.
A principios de la década de 1990, todavía se daba el caso de que el enlace beta manosido era demasiado desafiante para que lo intentaran los aficionados. Sin embargo, el método introducido por Crich (Esquema 4), con la protección de 4,6-bencilideno como prerrequisito y el triflato alfa anomérico como intermedio clave, deja este problema esencialmente resuelto. El enfoque de administración de agliconas intramoleculares (IAD) desarrollado simultáneamente, pero bastante más prolongado, [5] es una alternativa poco utilizada pero, sin embargo, estereoespecífica.
![Scheme4(Lu).gif](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/0/08/Scheme4%28Lu%29.gif)
Ver también
Referencias
- ^ John McMurry .; Organic Chemistry , 5ª ed .; Brooks / Cole .; 2000 , págs. 1031
- ^ Daniel E. Levy y Péter Fügedi .; La química orgánica de los azúcares ; Taylor y Francis: 2006 , págs. 181-197
- ^ Robert V. Stick .; Hidratos de carbono: las dulces moléculas de la vida . Prensa académica .; 2001 , págs. 113-177
- ^ Crich, D .; Dudkin V. J. Am. Chem. Soc. 2001 , 123 , 6819-6825
- ^ Garegg, PJ Chemtracts-Org. Chem ., 1992 , 5 , 389
enlaces externos
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