Una reacción de glicosilación química implica el acoplamiento de un donante de glicosilo a un aceptor de glicosilo que forma un glicósido . [1] [2] [3] Si tanto el donante como el aceptor son azúcares, entonces el producto es un oligosacárido . La reacción requiere activación con un reactivo de activación adecuado. Las reacciones a menudo dan como resultado una mezcla de productos debido a la creación de un nuevo centro estereogénico en la posición anomérica del donante de glicosilo. La formación de un enlace glicosídico permite la síntesis de polisacáridos complejos.que pueden jugar un papel importante en los procesos biológicos y la patogénesis y, por lo tanto, tener análogos sintéticos de estas moléculas permite realizar más estudios con respecto a su importancia biológica.
Terminología
La reacción de glicosilación implica el acoplamiento de un donante de glicosilo y un aceptor de glicosilo mediante la iniciación usando un activador en condiciones de reacción adecuadas.
- Un donante de glicosilo es un azúcar con un grupo saliente adecuado en la posición anomérica. Este grupo, en las condiciones de reacción, se activa y mediante la formación de un oxocarbenio se elimina dejando un carbono anomérico electrófilo .
- Un aceptor de glicosilo es un azúcar con un grupo hidroxilo nucleófilo no protegido que puede atacar el carbono del ión oxocarbenio formado durante la reacción y permitir la formación del enlace glicosídico.
Un activador es comúnmente un ácido de Lewis que permite que el grupo saliente en la posición anomérica se vaya y da como resultado la formación del ión oxocarbenio.
Estereoquímica
La formación de un enlace glicosídico da como resultado la formación de un nuevo centro estereogénico y, por lo tanto, se puede esperar que resulte una mezcla de productos. El enlace formado puede ser axial o ecuatorial (α o β con respecto a la glucosa). Para comprender mejor esto, se debe considerar el mecanismo de una reacción de glicosilación.
Participación del grupo vecino
El resultado estereoquímico de una reacción de glicosilación puede verse afectado en ciertos casos por el tipo de grupo protector empleado en la posición 2 del donante de glicosilo. Un grupo participante, típicamente uno con un grupo carboxilo presente, dará como resultado predominantemente la formación de un β-glucósido. Mientras que un grupo no participante, un grupo generalmente sin un grupo carboxilo, a menudo dará como resultado un α-glucósido.
A continuación se puede ver que tener un grupo protector de acetilo en la posición 2 permite la formación de un ion acetoxonio intermedio que bloquea el ataque a la cara inferior del anillo, permitiendo por tanto la formación del β-glicósido predominantemente.
Alternativamente, la ausencia de un grupo participante en la posición 2, permite el ataque desde la parte inferior o superior. Dado que el producto de α-glucósido se verá favorecido por el efecto anomérico , normalmente predomina el α-glucósido.
Protección de grupos
Diferentes grupos protectores en el donante de glicosilo o en el aceptor de glicosilo [4] [5] pueden afectar la reactividad y el rendimiento de la reacción de glicosilación. Normalmente, se encuentra que los grupos aceptores de electrones, como los grupos acetilo o benzoílo, disminuyen la reactividad del donante / aceptor y, por lo tanto, se denominan grupos "desarmadores". Se encuentra que los grupos donantes de electrones , como el grupo bencilo, aumentan la reactividad del donante / aceptor y, por lo tanto, se denominan grupos "armadores".
Métodos actuales de síntesis de glucósidos
Yoduros de glucosilo
Los yoduros de glicosilo fueron introducidos por primera vez para su uso en reacciones de glicosilación en 1901 por Koenigs y Knorr [6] [7], aunque a menudo se consideraban demasiado reactivos para su uso sintético. Recientemente, varios grupos de investigación han demostrado que estos donantes tienen propiedades reactivas únicas y pueden diferir de otros cloruros o bromuros de glicosilo con respecto al tiempo de reacción, la eficiencia y la estereoquímica . [8] [9] [10] [11] Los yoduros de glucosilo se pueden preparar en una variedad de condiciones, un método a destacar es la reacción de un 1- O -acetilpiranósido con TMSI. [12]
Los donantes de yoduro pueden activarse típicamente en condiciones básicas para dar β-glucósidos con buena selectividad. El uso de sales de yoduro de tetraalquilamonio tales como yoduro de tetrabutilamonio ( TBAI ) permite la anomerización in situ del haluro de α-glicosilo al haluro de β-glicosilo y proporciona el α-glicósido con buena selectividad. [13] [14] [15] [16]
Tioglucósidos
Los tioglucósidos fueron reportados por primera vez en 1909 por Fischer [17] y desde entonces se han explorado constantemente permitiendo el desarrollo de numerosos protocolos para su preparación. La ventaja de usar tioglucósidos es su estabilidad en una amplia gama de condiciones de reacción que permiten manipulaciones de grupos protectores. Además, los tioglucósidos actúan como grupos protectores temporales en la posición anomérica, lo que permite que los tioglucósidos sean útiles tanto como donantes de glicosilo como aceptores de glicosilo. [13] Los tioglucósidos generalmente se preparan haciendo reaccionar azúcares per-acetilados con BF 3 • OEt 2 y el tiol apropiado. [18] [19] [20]
Los tioglucósidos usados en reacciones de glicosilación como donantes pueden activarse bajo una amplia gama de condiciones, más notablemente usando NIS / AgOTf. [21]
Tricloroacetimidatos
Los tricloroacetimidatos fueron introducidos y explorados por primera vez por Schmidt en 1980 [22] [23] y desde entonces se han vuelto muy populares para la síntesis de glucósidos. El uso de tricloroacetimidatos proporciona muchas ventajas, incluida la facilidad de formación, la reactividad y el resultado estereoquímico. [13] Los tricloroacetimidatos de O- glicosilo se preparan mediante la adición de tricloroacetonitrilo (Cl 3 CCN) en condiciones básicas a un grupo hidroxilo anomérico libre.
Los grupos activadores típicos para las reacciones de glicosilación que utilizan tricloroacetimidatos son BF 3 • OEt 2 o TMSOTf . [24]
La purificación cromatográfica en columna de la mezcla de reacción a veces puede ser un desafío debido al subproducto de tricloroacetamida. Sin embargo, esto puede superarse lavando la capa orgánica con una solución de NaOH 1 M en un embudo de decantación antes de la cromatografía. Se encontró que los grupos protectores de acetilo eran estables durante este procedimiento. [25]
Productos sintéticos notables
A continuación se muestran algunos ejemplos de algunos objetivos notables obtenidos a través de una serie de reacciones de glicosilación.
Ver también
- Glicosilación
- Glicosil transferasa
- Glicoaleatorización
- Glicación
- Química de carbohidratos
- Oligosacárido
- Carbohidrato
Referencias
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