Часть 2 (1160051), страница 2
Текст из файла (страница 2)
синтезхалкозы).Как первичноспиртовые, так и вторичноспиртовые группировки вмоносахаридах восстанавливаются соответственно до метильной и метиленовойгрупп обработкой полученных из них ксантогенатов трибутилстаннаном (три-н-3 Существуют условия селективного удаления тритильной группы в присутствии изопропилиденовой:CH2 OTrCH2 OHCH2 OCH2 OSnCl4, CH2 Cl2OOPhCH 2OMeOPhCH2 OMeOMeMe11бутилоловогидридом) в толуоле. Примером может служить синтез 3-дезокси-Dглюкозы из бис-изопропилиденового производного D-глюкозы:MeMeMeMeOOOOOH1)NaH, ТГФ, 0°С2) CS2, 25°СOMeMeOOOCSNaSOOMeOMeOO1) CH3I, 25°C2) Bu3SnHHHOOMeMeMeMeOCH2OHHCF3COOH25°COH CH OHHOHHOHПриведенные выше синтезы дезоксимоносахаридов через иодпроизводныеотносятся к одной из областей синтетического использования галогенпроизводных моносахаридов в синтетических целях.
В противоположностьобычным галогенидам алифатического ряда, весьма широко применяемым ворганическом синтезе, в особенности в реакциях нуклеофильного замещения,галогенпроизводные моносахаридов, за исключением гликозилгалогенидов, вупомянутых реакциях применяются сравнительно редко. Это объясняется тем,что они менее доступны и менее активны в реакциях SN-типа, чем эфирыорганических сульфокислот, которые легко получаются из моносахаридов.
Изэтих эфиров в одну стадию и с высокими выходами получаются иодиды,которые именно поэтому чаще других галогенпроизводных применяются ворганическом синтезе4.4 В качестве одного из примеров можно привести синтез пиранозы с экзоциклической двойной связью изпроизводного D-глюкозы:CH2IH2COOBnCH OMeAgF, PyOOBnCH OMeBnOBnOOBnOBnBn = -CH2PhВ этом случае иод связывается серебром, а фторид-анион, действуя как основание, снимает протон с атома С5,на котором в процессе отщепления иодид-аниона образуется избыточный положительный заряд.12б) Получение из соответствующих карбонильных соединенийCH3CH3OOCH3CH32EtSH, BF3OOCH3OHO1) H2, NiOSEtOOHOOSEtOOCH3O1) H2, Pd2) CF3COOHOH2 CHOHOOOOHCH3CH3Ph3P=CH2OOHO 2) CF3COOHCH3CH3OOHCH3 OHCH3CH3в) Раскрытие α-окисного (оксиранового) кольца.Схема реакции:OOCH ORLiAlH4 или H2/NiHOOH CH OR илиOOH H CH ORHHHHCH3OOLiAlH 4или H2 /NiHOH OВ качестве примера использования см.
ниже синтез 3-дезоксиманнозы.г)Синтез2-дезоксипроизводныхгидратациейгликалей–моносахаридов, содержащих двойную связь, образованную с участиемуглерода гликозидного центраГликали легко получаются из соответствующих ацетобромпроизводныхдействием на них цинка в метаноле.
Образование гликалей является типичной13реакцией β-элиминирования; это превращение претерпевает цинкорганическоесоединение,содержащееβ-углеродногоуатомахорошоуходящуюацетоксильную группу. В случае D-глюкозы реакция протекает следующимобразом:CH2OAcCH2OAcOOAcCHOZn, MeOHBrOAcCHOAcOAcCH2OAcO-AcOZnBrZnBrOAcOAcOAcOAcCHCHгликальПри гидратации гликалей в кислой среде протонирование двойной связиприводиткнаиболеестабильномукатиону(засчетдополнительнойстабилизации взаимодействием с соседним атомом кислорода - см. аналогичноеявление при замещении гликозидной ацетоксигруппы в полных ацетатах набром).CH2OAcCH2OAcOOAcOAcO+HCHCHИнтересноOAcOAcотметить,CH2OAcчтоCHCH2OH2OOAc+-HCH OHCH2OAc2-дезоксигексапиранозы,какивообщегексапиранозы, модифицированные по С2, могут получаться и иным путем.Известно, что при действии пиперидина на пентаацетил-D-глюкозу происходитмонодеацетилирование и образуется N-пиперидилгликозид 3,4,6-триацетилглюкозы.CH2OAcOOAcOAcCHCH2OAcHNOOAcOAcOAcOAcCHNOHНаличие свободной гидроксильной группы при С2 в полученномпроизводномоткрываетвозможность14получениягликозидов,модифицированных по этому атому углерода, в частности, производных 2дезоксимоносахаридов.2.
Окисление первично- и вторичноспиртовых группБольшое значение имеет окисление концевой оксиметильной группы вкарбоксильную, приводящее к уроновым кислотам. Среди последних в первуюочередь заслуживают упоминания D-глюкуроновая и D-галактуроноваякислоты, входящие в качестве мономерных звеньев в состав многих важныхрастительных и животных полисахаридов. Так, например, из чередующихсяостатковD-глюкуроновойкислотыи2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкозыпостроена гиалуроновая кислота - основной полисахарид синовиальнойжидкости и вообще многих “смазок” в организме человека.CH2OHOOHOHCHOHNHAcCOOHOHOOHCHCOOHOOHOH2-ацетиламино-2-D-галактуроноваядезокси-D-глюкозакислотаOHOHCHOHOHD-глюкуроновая кислотаПри синтезе D-глюкуроновой кислоты исходную глюкозу вначалеобрабатывают тритилхлоридом в присутствии пиридина; при этом, какуказывалось выше, соответствующий эфир дает только первичноспиртоваягруппа.
Далее полученный эфир, не выделяя, ацетилируют в той же колбеуксусным ангидридом (также в присутствии пиридина) и затем подвергаютдействию бромистого водорода в уксусной кислоте для удаления тритильнойзащитной группы. В результате этого получается тетраацетилглюкоза сосвободной гидроксильной группой при С6, которую окисляют перманганатом вслабощелочной среде - в условиях, обеспечивающих сохранение ацетильныхгрупп. Целевую D-глюкуроновую кислоту получают, снимая ацетильныегруппы действием метилата натрия в избытке метилового спирта.15CH2OHOOHOHCH2OTrCH2OTrCHOHOTrCl, PyOHOHCHCOOHOOAcOAcCHOKMnO4OAcOAcOAcCHOAcOAcCHOAcOHCH2OHHBr, AcOHOAcOAcOHOHOAc2O, PyOOHOHOAcOAcCOOH1) MeONa,MeOH2) H+ , H2OCHOHOHДля избирательного окисления гидроксильных групп в моносахаридахможет также использоваться действие кислорода в присутствии платиновыхкатализаторов. Поскольку действие всех окислителей направляется в первуюочередь на полуацетальный атом углерода С1, его предварительно блокируютполучением гликозидов.
Как и в гексапиранозидах, так и в пентафуранозидахлегче всего окисляются оксиметильные группы, что приводит к уроновымкислотам.Например:CH2OHCOOHOOHOMeOPt/O2OHOHOHOHOHCH2OHCOOHOOMeOHOMeOPt/O2OHOMeOHOHПримером избирательного окисления вторичноспиртовой группы можетслужить синтез 3-дезокси-3-кето-D-глюкозы. Глюкоза при обработке ацетономв присутствии хлористого водорода дает бис-изопропилиденовое производное16фуранозной формы со свободной гидроксильной группой при С3.5 Этимпользуются для модификации последней.
В частности, ее можно окислить вкетонную мягким окислителем, например, диметилсульфоксидом в уксусномангидриде.6 После окисления защитные группы удаляют гидролизом в кислойсреде.MeMeCH2OHOOOHOHCHOHMeMeOOOOHMe2CO, HClOOMe2SO, Ac2OOOOHOMeOOMeMeMeCH2OHO+H , H2OCH OHHOOOH5 бис-Изопропилиденовое производное маннозы (также с фуранозным окисным кольцом) может быть полученодействием на безводную маннозу 3% раствора концентрированной серной кислоты в сухом ацетонеCHOHOHHOHHHOHMeO CH2MeOMe2COH2SO4OOO CHMeMeOHOHCH2OH6 Для той же цели могут быть использованы оксид хрома (VI) в пиридине, тетраоксид рутения, а также, приотсутствии в окисляемом соединении 1,2-диольных группировок - периодат натрия или тетраалкиламмония.Кроме того, первичноспиртовые и вторичноспиртовые группы могут быть превращены соответственно вальдегидную и кетонную действием оксалилхлорида в триэтиламине (см.
ниже).17бис-Изопропилиденовые производные фуранозных форм чаще всего даютте моносахариды, пиранозные формы которых содержат гидроксильные группыв транс-положениях. Примерами могут служить описанные выше D-глюкоза иD-манноза, а также D-ксилоза и D-идоза:HOCH2OHCHOHOHOH+Me2CO, HOHOMeOHOHMeMe2CO, HOHMeOMeOHOHOHD-идозаOO+OHOMeOMeD-к силозаCH2OHOHOHO CHOOCH2OHMeOOHOCH2OOHOOMeD-Фруктоза при обработке избытком ацетона в присутствии хлорнойкислоты дает бис-изопропилиденовое производное пиранозной формы сосвободнымгидроксиломС3.приЭтимпользуютсядляполучениятруднодоступной кетозы - псикозы:MeMeO OOHO OHOHMe2CO,HClO4MeCH2OHOHOHβ−D-фруктопиранозаMeO-OIO4OMeOOOOMeMeKCH2OHMeMeO ONaBH4OMeOO OH+H2O, HCH2OHOHOMeO OOHOHOHC OHOHHOHHOHCH2OHMe18КетопроизводноеКполучают,окисляябис-изопропилиденовоепроизводное β-D-фруктопиранозы периодатом.
Восстановление К боргидридомнатрия проходит стереоспецифично, так как подход реагента к карбонильномуатому углерода С3 снизу блокирован изопропилиденовой группировкой,защищающейгидроксилыС4прииС5;приэтомобразуетсябис-изопропилиденовое производное D-псикопиранозы.Достаточно широко применяется способ превращения спиртовых групп вкарбонильные под действием оксалилхлорида в диметилсульфоксиде вприсутствии триэтиламина. Этот метод универсален - его можно применять дляполучения как альдегидов, так и кетонов.
Механизм этой реакции может бытьпредставлен следующим образом:C OH (COCl)2, NEt3-HClHC O CHC Cl-2CO-HClO ONEt3C OТаким путем, к примеру, можно получить соответствующий альдегид изтрибензильного производного метилгликозида D-идозы:CH2OHOBnOOBnCHOOMeOBn(COCl)2,Et3N, Me2SOOBnOOBnOBnOMeBn=CH2PhПримером кетонизации вторичноспиртовой группы может являтьсяокислениеописанноговышебис-изопропилиденовогоглюкозы.19производногоD-MeMeMeMeOOO(COCl)2,Et3N, Me2SOOOHOOOOOMeOOMeMeВприведенныхвышеMeпримерахмодифицироваласьтолькооднафункциональная группа, остальные защищались.Важноотметить,чтовозможностииспользованияпроизводныхмоносахаридов, в которых, подобно бис-изопропилиден-3-кето-D-глюкозе,блокированы все функциональные группы кроме карбонила, достаточношироки.
Это иллюстрируется синтезом D-псикозы из D-фруктозы (см. выше), атакже получением 3-дезокси-3-метил-D-глюкозы, D-аллозы и 3-амино-3дезокси-D-глюкозы из D-глюкозы (см. схему ниже).MeMeMeMeOOOOOMeMeOOOPh 3P=CH2OOOOH2,PdТГФOH2CMeMeOMOMeCH3 OMeMeMeCH2 OHO+H , H2OCHOHВосстановлениеMeметиленовогоOHOHпроизводногоМпроходитстерео-специфично: водород присоединяется сверху, т.к. фуранозный цикл снизублокирован изопропилиденовой группировкой, защищающей гидроксилы приС1 и С2.В бис-алкилиденовых производных моносахаридов алкилиденовая группа,связанная с первичным гидроксилом, может быть избирательна удалена. Для20этой цели используется нагревание с 75%-ной уксусной кислотой, а такжеобработка водными растворами соляной (0.2%) или серной (0.8%) кислот прикомнатной температуре.
Это открывает дополнительные возможности для ихстерео- и региоселективной трансформации.Например,вполученномтакимпутеммоноизопропилиденовомпроизводном 3-метил-3-дезокси-D-глюкозы может быть избирательно модифицирован гидроксил при С5 (после защиты первичноспиртовой группы).MeMeOCH2OTrCH2OHOHOOAcOH (75%),нагреваниеOMeCH3 OO COCH3 O1) TrCl, Py2) Me2SO, Ac2OOMeOOCH3 OMeMeMeMeАналогичный подход позволяет также получить из D-глюкозы D-ксилозу спервичной спиртовой группой, помеченной дейтерием.CH2OHOOOHOHOOCHOOHOOOHOHClOHOOOCH2OHHOAcOH (75%)нагреваниеPhCH2Cl,NaHCHOOOBnOOOBnHIO 4H2OOOO1) LiAlD42)H2 , Pd3) H3 O+CHDOHOOHOHBn = PhCH2OH21OOBnВрассмотренномвышепримеребис-алкилиденовоепроизводноеполучалось из циклогексанона. Гидроксил у С3 блокируется бензильнойгруппойдляпредотвращениянежелательныхреакцийприокислениипериодатом 1,2-диольной группировки. Аналогичное окисление 1,2-диоловосуществляется с помощью тетраацетата свинца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
