तंत्रज्ञानाव्यतिरिक्त, ग्लायकोसाइड्सचे संश्लेषण नेहमीच विज्ञानासाठी मनोरंजक राहिले आहे, कारण ती निसर्गात एक सामान्य प्रतिक्रिया आहे. श्मिट आणि तोशिमा आणि तात्सुता यांच्या अलीकडील पेपर्समध्ये, तसेच त्यात उद्धृत केलेल्या अनेक संदर्भांमध्ये, कृत्रिम क्षमतांच्या विस्तृत श्रेणीवर भाष्य केले आहे.
ग्लायकोसाइड्सच्या संश्लेषणात, बहु-साखर घटक अल्कोहोल, कार्बोहायड्रेट्स किंवा प्रथिने यासारख्या न्यूक्लियोफाइल्ससह एकत्र केले जातात, जर कार्बोहायड्रेटच्या हायड्रॉक्सिल गटांपैकी एकासह निवडक अभिक्रिया आवश्यक असेल, तर पहिल्या चरणात इतर सर्व कार्ये संरक्षित केली पाहिजेत. तत्वतः, एंजाइमॅटिक किंवा सूक्ष्मजीव प्रक्रिया, त्यांच्या निवडकतेमुळे, जटिल रासायनिक संरक्षण आणि डिप्रेशन चरणांना निवडकपणे ग्लायकोसाइड्सपासून प्रदेशांमध्ये बदलू शकतात. तथापि, अल्काइल ग्लायकोसाइड्सच्या दीर्घ इतिहासामुळे, ग्लायकोसाइड्सच्या संश्लेषणात एंजाइम्सच्या वापराचा व्यापक अभ्यास आणि वापर केला गेला नाही.
योग्य एंझाइम प्रणालींची क्षमता आणि उच्च उत्पादन खर्चामुळे, अल्काइल पॉलीग्लायकोसाइड्सचे एंझाइमॅटिक संश्लेषण औद्योगिक पातळीवर अपग्रेड करण्यासाठी तयार नाही आणि रासायनिक पद्धतींना प्राधान्य दिले जाते.
१८७० मध्ये, मॅकॉलीने डेक्सट्रोज (ग्लुकोज) आणि एसिटाइल क्लोराईड यांच्यातील अभिक्रियेद्वारे "एसिटोक्लोरहायड्रोज" (आकृती १) चे संश्लेषण नोंदवले, ज्यामुळे अखेर ग्लायकोसाइड संश्लेषण मार्गांचा इतिहास निर्माण झाला.
नंतर शुद्ध अल्काइल ग्लुकोसाइड्सच्या स्टिरिओसिलेक्टिव्ह संश्लेषणासाठी टेट्रा-०-एसिटिल-ग्लुकोपायरानोसिल हॅलाइड्स (एसिटोहॅलोग्लुकोसेस) उपयुक्त मध्यस्थ असल्याचे आढळून आले. १८७९ मध्ये, आर्थर मायकेल कॉलीच्या मध्यस्थी आणि फिनोलेट्सपासून निश्चित, स्फटिक करण्यायोग्य एरिल ग्लायकोसाइड्स तयार करण्यात यशस्वी झाले. (आरो-, आकृती २).
१९०१ मध्ये, डब्ल्यू. कोएनिग्स आणि ई. नॉर यांनी त्यांची सुधारित स्टीरिओसिलेक्टिव्ह ग्लायकोसाइडेशन प्रक्रिया सादर केली तेव्हा मायकेलचे कार्बोहायड्रेट्स आणि हायड्रॉक्सिलिक अॅग्लायकॉन्सच्या विस्तृत श्रेणीचे संश्लेषण झाले (आकृती ३). अभिक्रियेत अॅनोमेरिक कार्बनवर SN2 प्रतिस्थापन समाविष्ट असते आणि कॉन्फिगरेशनच्या उलट्यासह स्टीरिओसिलेक्टिव्हली पुढे जाते, उदाहरणार्थ एसीओब्रोमोग्लुकोज इंटरमीडिएट ३ च्या β-अॅनोमरपासून α-ग्लुकोसाइड ४ तयार होते. कोएनिग्स-नॉर संश्लेषण चांदी किंवा पारा प्रमोटरच्या उपस्थितीत होते.
१८९३ मध्ये, एमिल फिशर यांनी अल्काइल ग्लुकोसाइड्सच्या संश्लेषणासाठी मूलभूतपणे वेगळा दृष्टिकोन मांडला. ही प्रक्रिया आता "फिशर ग्लायकोसाइडेशन" म्हणून ओळखली जाते आणि त्यात अल्कोहोलसह ग्लायकोसची आम्ल-उत्प्रेरित प्रतिक्रिया समाविष्ट आहे. तरीही कोणत्याही ऐतिहासिक अहवालात ए. गौटियरचा १८७४ मध्ये हायड्रोक्लोरिक आम्लाच्या उपस्थितीत निर्जल इथेनॉलसह डेक्सट्रोजचे रूपांतर करण्याचा पहिला अहवालित प्रयत्न देखील समाविष्ट असावा. दिशाभूल करणाऱ्या मूलभूत विश्लेषणामुळे, गौटियरला वाटले की त्याला "डिग्लुकोज" मिळाले आहे. फिशरने नंतर दाखवून दिले की गौटियरचा "डिग्लुकोज" प्रत्यक्षात प्रामुख्याने इथाइल ग्लुकोसाइड होता (आकृती ४).
फिशरने इथाइल ग्लुकोसाइडची रचना योग्यरित्या परिभाषित केली, जी प्रस्तावित ऐतिहासिक फ्युरानोसिडिक सूत्रावरून दिसून येते. खरं तर, फिशर ग्लायकोसाइडेशन उत्पादने जटिल असतात, बहुतेक α/β-अॅनोमर आणि पायरानोसाइड/फ्युरानोसाइड आयसोमरचे समतोल मिश्रण असतात ज्यात यादृच्छिकपणे जोडलेले ग्लायकोसाइड ऑलिगोमर देखील असतात.
त्यानुसार, वैयक्तिक आण्विक प्रजाती फिशर अभिक्रिया मिश्रणापासून वेगळे करणे सोपे नाही, जी भूतकाळात एक गंभीर समस्या होती. या संश्लेषण पद्धतीत काही सुधारणा केल्यानंतर, फिशरने नंतर त्यांच्या संशोधनासाठी कोएनिग्स-नॉर संश्लेषणाचा अवलंब केला. या प्रक्रियेचा वापर करून, ई. फिशर आणि बी. हेल्फेरिच हे १९११ मध्ये सर्फॅक्टंट गुणधर्म प्रदर्शित करणाऱ्या दीर्घ-साखळीतील अल्काइल ग्लुकोसाइडच्या संश्लेषणाचा अहवाल देणारे पहिले होते.
१८९३ च्या सुरुवातीलाच, फिशरने अल्काइल ग्लायकोसाइड्सचे आवश्यक गुणधर्म योग्यरित्या लक्षात घेतले होते, जसे की ऑक्सिडेशन आणि हायड्रोलिसिससाठी त्यांची उच्च स्थिरता, विशेषतः जोरदार अल्कधर्मी माध्यमांमध्ये. सर्फॅक्टंट अनुप्रयोगांमध्ये अल्काइल पॉलीग्लायकोसाइड्ससाठी दोन्ही वैशिष्ट्ये मौल्यवान आहेत.
ग्लायकोसाइडेशन अभिक्रियेशी संबंधित संशोधन अजूनही चालू आहे आणि अलिकडच्या काळात ग्लायकोसाइड्सचे अनेक मनोरंजक मार्ग विकसित केले गेले आहेत. ग्लायकोसाइड्सच्या संश्लेषणासाठी काही प्रक्रिया आकृती 5 मध्ये सारांशित केल्या आहेत.
सर्वसाधारणपणे, रासायनिक ग्लायकोसायडेशन प्रक्रियांना आम्ल-उत्प्रेरित ग्लायकोसिल एक्सचेंजमध्ये जटिल ऑलिगोमर समतोल निर्माण करणाऱ्या प्रक्रियांमध्ये विभागले जाऊ शकते.
योग्यरित्या सक्रिय कार्बोहायड्रेट सब्सट्रेट्सवरील प्रतिक्रिया (असुरक्षित कार्बोहायड्रेट रेणूंसह फिशर ग्लायकोसिडिक प्रतिक्रिया आणि हायड्रोजन फ्लोराईड (HF) प्रतिक्रिया) आणि गतिज नियंत्रित, अपरिवर्तनीय आणि प्रामुख्याने स्टिरिओटॅक्सिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया. दुसऱ्या प्रकारच्या प्रक्रियेमुळे प्रतिक्रियांच्या जटिल मिश्रणाऐवजी वैयक्तिक प्रजातींची निर्मिती होऊ शकते, विशेषतः जेव्हा संवर्धन गट तंत्रांसह एकत्रित केले जाते. कार्बोहायड्रेट्स एक्टोपिक कार्बनवर गट सोडू शकतात, जसे की हॅलोजन अणू, सल्फोनिल्स किंवा ट्रायक्लोरोएसीटिमिडेट गट, किंवा ट्रायफ्लेट एस्टरमध्ये रूपांतरित होण्यापूर्वी बेसद्वारे सक्रिय केले जाऊ शकतात.
हायड्रोजन फ्लोराईडमध्ये किंवा हायड्रोजन फ्लोराईड आणि पायरीडीन (पायरीडीनियम पॉली [हायड्रोजन फ्लोराईड]) च्या मिश्रणात ग्लायकोसायडेशनच्या विशिष्ट बाबतीत, ग्लायकोसिल फ्लोराईड स्थितीत तयार होतात आणि सहजपणे ग्लायकोसाईडमध्ये रूपांतरित होतात, उदाहरणार्थ अल्कोहोलसह. हायड्रोजन फ्लोराईड हे एक जोरदार सक्रिय, नॉन-डिग्रेडिंग प्रतिक्रिया माध्यम असल्याचे दर्शविले गेले आहे; समतोल स्वयं संक्षेपण (ऑलिगोमेरायझेशन) फिशर प्रक्रियेप्रमाणेच दिसून येते, जरी प्रतिक्रिया यंत्रणा कदाचित वेगळी असेल.
रासायनिकदृष्ट्या शुद्ध अल्काइल ग्लायकोसाइड्स केवळ अतिशय विशेष वापरासाठी योग्य आहेत. उदाहरणार्थ, ऑक्टाइल β-D-ग्लुकोपायरानोसाइडच्या उपस्थितीत पोरिन आणि बॅक्टेरियोहोडोप्सिनचे त्रिमितीय क्रिस्टलायझेशन सारख्या पडदा प्रथिनांच्या स्फटिकीकरणासाठी जैवरासायनिक संशोधनात अल्काइल ग्लायकोसाइड्सचा यशस्वीरित्या वापर केला गेला आहे (या कार्यावर आधारित पुढील प्रयोगांमुळे १९८८ मध्ये डीझेनहोफर, ह्युबर आणि मिशेल यांना रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले).
अल्काइल पॉलीग्लायकोसाइड्सच्या विकासादरम्यान, विविध मॉडेल पदार्थांचे संश्लेषण करण्यासाठी आणि त्यांच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांचा अभ्यास करण्यासाठी प्रयोगशाळेच्या पातळीवर स्टीरिओसिलेक्टिव्ह पद्धती वापरल्या गेल्या आहेत, कारण त्यांच्या जटिलतेमुळे, मध्यस्थांची अस्थिरता आणि प्रक्रिया कचरा करणाऱ्या पदार्थांचे प्रमाण आणि गंभीर स्वरूप, कोएनिग्स-नॉर प्रकाराचे संश्लेषण आणि इतर संरक्षणात्मक गट तंत्रे महत्त्वपूर्ण तांत्रिक आणि आर्थिक समस्या निर्माण करतील. फिशर-प्रकारच्या प्रक्रिया तुलनेने कमी क्लिष्ट आणि व्यावसायिक स्तरावर पार पाडण्यास सोप्या आहेत आणि त्यानुसार, मोठ्या प्रमाणात अल्काइल पॉलीग्लायकोसाइड्सच्या उत्पादनासाठी या पसंतीच्या पद्धती आहेत.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-१२-२०२०