Синтез моносахаридов
Классификация, синтез, окисление и восстановление моносахаридов, их производные. Образование эфиров, амино- и нитросахара. Синтез олигосахаридов с 1,2-транс-гликозидными связями путём образования новой гликозидной связи. Описание метода Кенигса-Кнорра.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.04.2015 |
| Размер файла | 341,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
В прошлом столетии и первой четверти XX в. углеводы рассматривались лишь как широко распространенные в природе вещества, роль которых сводится, в основном, к резервным функциям, заключающимся в покрытии непрерывного расхода энергии в процессе жизнедеятельности (моносахариды, крахмал, гликоген), а также к опорным функциям (клетчатка). моносахарид эфир гликозидный синтез
В настоящее время эта точка зрения коренным образом изменилась. Стало ясно, что углеводы наряду с белками и липидами - важнейшие вещества, совершенно необходимее для человека и животных не только как источник энергии, но и вследствие осуществления в организме своих разнообразных и специфических функций [1].
Углеводы широко распространены в животном и растительном мире, они играют исключительную роль во многих жизненных процессах. Углеводы составляют 80 % от сухой массы растений и 2 % от сухой массы живых организмов. Они являются одним из главных пищевых продуктов и служат исходным веществом для промышленного производства искусственного волокна, взрывчатых веществ, бумаги и этилового спирта.
Название «углеводы» этим природным веществам предложил в 1844 г. К. Шмидт, так элементный состав известных тогда углеводов мог быть выражен как Сn(Н2О)m. В настоящее время понятие «углеводы» стало гораздо шире. Углеводы обычно подразделяют на моносахариды и олиго- и полисахариды (при гидролизе расщепляются до моносахаридов) [2].
Большинство природных углеводов состоит из нескольких химически связанных остатков моносахаридов. Углеводы, содержащие два моносаха-ридных звена, это дисахариды, трехзвенные - трисахариды и т.д. Общий термин олигосахариды часто используют для углеводов, содержащих от трех до десяти моносахаридных звеньев. Углеводы, состоящие из большего числа моносахаридов, называют полисахаридами.
В дисахаридах два моносахаридных звена соединены гликозидной свя зью между аномерным атомом углерода одного звена и гидроксильным ато мом кислорода другого. По строению и по химическим свойствам дисахари ды делят на два типа.
При образовании соединений первого типа выделение воды происхо дит за счет полуацетального гидроксила одной молекулы моносахарида и од ного из спиртовых гидроксилов второй молекулы. К таким дисахаридам от носится мальтоза. Подобные дисахариды имеют один полуацетальный гидроксил, по свойствам они аналогичны моносахаридам, в частности, могут восстанавливать такие окислители, как оксиды серебра и меди (II). Это - вос станавливающие дисахариды.
Соединения второго типа образуются так, что вода выделяется за счет полуацетальных гидроксилов обоих моносахаридов. В сахаридах этого типа нет полуацетального гидроксила, и они называются невосстанавливающими дисахаридами. Тремя важнейшими дисахаридами являются мальтоза, лактоза и сахароза.
1. Классификация моносахаридов
Наименования всех моносахаридов имеют окончание «оза». Классификация простых сахаров производится по различным принципам.
1. По наличию альдегидной или кетонной группы моносахариды делят на альдозы и кетозы.
2. По числу углеродных атомов различают триозы - сахара с тремя атомами углерода, тетрозы - с четырьмя атомами С и т. д.
Сахара содержащие 7 и более атомов углерода, называют высшими сахарами.
3. По химической природе различают:
· нейтральные сахара, содержащие только карбонильные и гидроксильные группы;
· аминосахара, обладающих помимо карбонильных и спиртовых группы ещё и аминогруппой, которая обуславливает основные свойства этих соединений;
· кислые сахара, содержащие помимо карбонильных и спиртовых группы ещё и карбоксильные группы.
Различают так же ДЕЗОКСИСАХАРА и АМИНОСАХАРА. Помимо полиоксиальдегидов и. полиоксикетонов, к которым относится большинство сахаров, встречаются моносахариды, у которых по крайней мере одна гидроксильная группа бывает замещена, чаще всего водородом или аминогруппой. Дезоксисахара содержат группу -СН2- вместо -СН(ОН)-. Наиболее важную роль среди них играет 2-дезокси-D-рибоза, которая входит в состав дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) [1].
2. Защитные группы
Сама по себе идея применения защитных групп известна в общей орга нической химии. Вот классический пример. Нужно пронитровать анилин и получить n-нитроанилин. Азотная кислота - сильный окислитель, а анилин легко окисляется. Следовательно, нитровать его непосредственно нельзя. По этому аминогруппу анилина предварительно защищают: превращают в аце тат, гораздо более устойчивый к окислителям, затем нитруют и в заключение удаляют защиту с аминогруппы щелочным гидролизом:
Здесь все просто. Анилин содержит два весьма различных по характеру реакционных центра - аминогруппу и ароматическое ядро. Поэтому избира тельно защитить один из них не составляет проблемы. Продукт реакции - п-нитроанилин - весьма устойчивое соединение и легко переживает условия достаточно жесткого щелочного гидролиза. Следовательно, удаление защиты также не вызывает затруднений. В химии углеводов дело обстоит несравнен но сложнее. Прежде всего, здесь функциональные группы весьма сходны, так что ввести защиту избирательно - а в этом весь смысл такой операции -весьма непросто. Таких групп в молекуле несколько (чтобы не сказать мно го), а защитить нужно все, кроме одной двух. Понятно, что это обстоятельст во, вообще говоря, не упрощает задачу. Наконец, сами углеводы и практиче ски все их производные - соединения достаточно высоко реакционноспособные. Из-за этого возможности воздействий, пригодных для удаления защит на заключительных стадиях, а следовательно, типы применяемых защитных групп жестко ограничены.
Основные требования к защитным группам достаточно очевидны. Во-первых, они должны допускать избирательное введение. Во-вторых, сами защиты должны быть вполне устойчивы в условиях основной реакции. В-третьих, защиты должны допускать удаление в условиях, обеспечивающих сохранность как самой углеводной структуры, так и, разумеется, результатов главной реакции, ради осуществления которой и возводились защитные со оружения. Наконец, не столь принципиально, но весьма немаловажно, чтобы реакции введения и удаления защитных групп проходили с высокими выхо дами: иначе весь многостадийный синтез будет сопряжен со слишком значи тельными потерями.
Из всего перечисленного наибольшие затруднения вызывает избира тельное введение. Здесь нет каких-то разработанных правил, следуя которым можно механически выбрать необходимую последовательность превращений и типы защитных групп. Тем не менее есть ряд хорошо разработанных реак ций, ведущих к образованию защит, и ряд принципов обеспечения их региоспецифичности. Так что сейчас грамотный синтетик может составить реаль ный план синтеза, ведущего к избирательному освобождению любой функ циональной группы в любом моносахариде. Но, подчеркнем еще раз, это не механическое применение готовых правил, а творческий процесс, требую щий тщательного учета задач конкретного синтеза и выбора оптимальной схемы из ряда возможных. Поэтому не будем пытаться дать, так сказать, ал горитм для избирательной защиты функций, а опишем лишь некоторые эле ментарные приемы, применяемые в химии углеводов для этой цели.
Рассмотрим D-глюкозу. Пусть нам надо защитить все гидроксильные группы, кроме гидроксила при С-6. Такая задача сравнительно проста, так как интересующий нас гидроксил первичный и заметно отличается по реак ционной способности от остальных гидроксилов в молекуле - вторичных спиртовых и полуацетального. Эту повышенную реакционную способность и используют на ключевой стадии синтеза. Глюкозу обрабатывают трифенил- метилхлоридов (тритилхлоридом, как его часто сокращенно называют) в пи ридине. При реакции тритилхлорида со спиртами образуются простые тритиловые эфиры. Тритильная группа весьма объемиста, поэтому тритилирование пространственно более затрудненных вторичных спиртов проходит медлен но, тогда как первичные тритилируются легко. Благодаря этому тритилиро вание глюкозы проходит с высокой избирательностью и ведет к образованию тритилового эфира 12. Все остальные гидроксилы можно далее защитить ацетилированием уксусным ангидридом в пиридине. В полученном произ водном 13 все функциональные группы защищены, но защищены по-разному. Тритиловый эфир может быть разрушен кислотным гидролизом в таких условиях, которые не затрагивают сложные эфиры - ацетаты. Продук том такого гидролиза является тетраацетат 14, в котором свободен единст венный гидроксил - при С-6.
Обратите внимание, каким парадоксальным путем идет этот синтез: для того, чтобы избирательно освободить гидроксил при С-6, мы начинаем с того, что его защищаем. И тем не менее конечная цель достигается весьма успешно. Пример характерен в двух отношениях: во-первых, химия углево дов в части логики введения избирательных защит полна таких парадоксов, а во-вторых, использование избирательного тритилирования является общим (что редко в этой области) методом освобождения первичного гидроксила в сахарах.
Другой участок в молекуле моносахарида, также обладающий специ фическими свойствами,- это гликозидный центр. Для его избирательной за щиты чаще всего применяют синтез низших гликозидов, в простейшем слу чае путем катализируемой кислотами конденсации моносахаридов со спир тами (синтез гликозидов по Фишеру). Наиболее распространенные произ водные для этой цели - метилгликозиды, каковы, например а-метил-D-глюкопиранозид (15), б-метил-D-рамнопиранозид (16) или в-метил-L-арабинопиранозид (17). Для расщепления метил-гликозидов необходимо произвести достаточно жесткий кислотный гидролиз или ацетолиз, что не всегда приемлемо по условиям устойчивости основного продукта. Чтобы из бежать этого осложнения, пользуются бензил-гликозидами (например, (в-бензил-D-галактопиранозидом (18)), в которых защита может быть удалена в специфических условиях путем гидрогенолиза над палладиевым катализато ром (см. схему).
Наибольшие трудности возникают при необходимости избирательной защиты части вторичных Гидроксилов моносахаридов, так как эти группы обладают наиболее близкими химическими свойствами. Чаще всего ключе вой стадией в таких синтезах является образование тех или иных ацеталей или кеталей. Как известно, альдегиды и кетоны способны легко конденсиро ваться со спиртами в присутствии кислотных катализаторов с образованием ацеталей или кеталей 19. Если в реакцию вводят двухатомный спирт с под ходящим расположением гидроксильных групп, то такая реакция приводит к аналогично построенным циклическим производным типа 20. Ацетали и ке-тали расщепляются кислотным гидролизом в сравнительно мягких условиях и весьма устойчивы к щелочам, что делает их пригодными в качестве защит ных групп в многочисленных типах синтезов.
Для того, чтобы циклические производные типа 20 могли образовы ваться достаточно легко, необходимо соблюдение определенных требований к структуре исходного двухатомного спирта. Две его гидроксильные группы не должны быть расположены слишком далеко одна от другой, так как в про тивном случае вероятность замыкания цикла резко падает и реакция идет предпочтительно межмолекулярно с образованием линейных олигомеров. Кроме того, возникновение циклической системы не должно вызывать значительных дополнительных напряжений в остальной части молекулы.
По этим причинам возможность образования циклических ацеталей или кеталей подчиняется жесткому контролю со стороны всей структуры, стереохимии и конформации субстрата. В результате реакции, ведущие к та ким алкилиденовым производным, протекают весьма избирательно и затра гивают не все, а лишь вполне определенные гидроксильные группы моноса харида или его частично защищенного производного. Таким образом, введе ние алкилиденовых группировок позволяет резко нарушить монотонность функциональных групп исходных соединений и создает основу для разнооб разных способов избирательной защиты спиртовых гидроксилов [3].
3. Синтез моносахаридов
Синтез Сахаров основан на альдольной конденсации более простых альдегидов: глицеринового альдегида, глицерозьг, гликолевого альдегида, муравьиного альдегида и т. д. Конденсация совершается под влиянием некоторых оснований, например: поташа, извести, барита, магнезии и других.
Впервые этот синтез был произведен Бутлеровым, который, действуя известковой водой на триоксиметилен, получил «метиленитан». По описанию автора это бледно-желтое сиропообразное вещество, сладкого вкуса, оптически неактивное и неспособное к сбраживанию. Оно дает реакции сахаров. Более точной характеристики Бутлерову дать не удалось. Более совершенный синтез сахара был осуществлен четверть века спустя Фишером и Тафелем, которые, приготовляя глицериновый альдегид действием барита на дибромоакролеин, по следующей схеме:
получили лишь смесь сахаров с 6 углеродными атомами в цепи. Действительно, в этих условиях барит содействует полимеризации глицеринового альдегида и отделению брома.
Кроме этого способа, сахара могут быть получены при действии оснований на глицерозу. В силу того, что исходное вещество является инактивным и конденсация может совершаться или между двумя молекулами альдегида или же между молекулой глицеринового альдегида и молекулой диоксиацетона, могут образоваться все теоретически возможные гексозы как альдегидного, так и кетонного характера с нормальной и разветвленной цепью. Образование нормальных альдогексоз может быть представлено следующей реакцией:
Действительно, продукты полимеризации представляйт чрезвычайно сложную смесь, из которой Фишеру удалось выделить два сахара в форме их озазонов:
б-акроза, которую Фишер идентифицирует с d,l-фруктозой.
в-акроза, которую он позднее счел идентичной d,l-сорбозе.
Этими реакциями открываются большие возможности для различных синтезов: образование тетроз, пентоз, Сахаров с прямой и разветвленной цепью и т.д. Фишер и Пассмор показали, что среди продуктов конденсации, на ряду с другими веществами, находится та же сама акроза,- которая получается и при конденсации глицерозы, а также сахара с 3,4 и 5 углеродами в цепи.
Этот синтез представляет особый интерес благодаря тому, что в растениях, по всей вероятности, синтез углеводов из углекислоты имеет аналогичный характер. Согласно принятой теперь теории Байера, углекислота в листьях восстанавливается в муравьиный альдегид, который затем подвергается конденсации.
Синтез Сахаров, кроме того, может быть осуществлен конденсацией гликолевого альдегида, благодаря действию на него оснований, или при нагревании его под уменьшенным давлением. Из полученной смеси также удалось выделить акрозу. Конденсация должна происходить в две фазы, согласно следующей схеме [4]:
3.1 Синтез триоз
Первое наблюдение, касающееся окисления глицерина в вещество аналогичное сахарам, было сделано ван-Дееном. Окисляя глицерин азотной кислотой, он получил вещество, которое им было принято за обыкновенный сахар. Оно обладало свойством восстановителя, было способно к сбраживанию и не обнаруживало оптической активности.
Со времени работ ван-Деена глицерин окисляли самыми разнообразными способами: кислородом воздуха в присутствии каталитической платины, ультрафиолетовыми лучами, озоном, хиноном на свету, хлорноватистокислым натрием в присутствии солей кобальта, электролизом, сулемой, азотной кислотой, перекисью водорода в присутствии солей железа. Фишер с особым успехом применял бром и едкий натр или же действовал парами брома на глицерат свинца. Продукты окисления глицерина носят название глицероз. При этой реакции получается обычно смесь глицеринового альдегида и диоксиацетона, чрезвычайно трудно отделимые друг от друга. При действии перекисью водорода получается почти исключительно один альдегид, диоксиацетон же образуется благодаря жизнедеятельности бактерии сорбозы, а также при воздействии брома и соды.
Полный синтез глицеринового альдегида был произведен Волем, при окислении ацеталя акролеина перманганатом калия. Полученный таким образом глицериновый ацеталь может быть омылен разбавленной серной кислотой.
Образующийся таким образом альдегид является рацемическим. Волю и Момберу удалось приготовить активный глицериновый альдегид, исходя из промежуточного соединения аминомолочного ацеталя и разлагая соответствующую 1-ментилмочевину. Этот синтез может быть представлен следующими формулами:
Синтез диоксиацетона произведен Пилоти и Руффом из нитроизобутилглицерина, который был приготовлен Генри путем конденсации нитрометана с муравьиным альдегидом. Путем последовательного восстановления и окисления они превратили нитроизобутилглицерин в диоксиацетоксим, из которого диоксиацетон получили при воздействии брома. Этот синтез может быть представлен следующими формулами:
В противоположность сахарам, триозы обладают всеми свойствами альдегидов и кетонов; они восстанавливают Фелингову жидкость, но дают со спиртами ацетали, а не глюкозиды, дают покраснение с фуксинсернистой кислотой, легко полимеризуются и дают альдегидные реакции Добнера и Анжели-Римпни [4].
3.2 Превращение одних сахаров в другие
3.2.1 Превращение внутри одного и того же ряда
Фишер указал два способа, которыми можно переходить от альдоз к изомерным им кетозам:
Это превращение так же, как и обратное ему, может совершаться путем восстановления и дальнейшего окисления, например:
Для перехода от одной стереоизомерной альдозы к другой используется способ эпимеризации спирто-кислот:
Переход от альдозы к изомерной ей кетозе может также быть осуществлен путем ряда окислений и восстановлений согласно следующей схеме [3]:
3.2.2 Превращения связанные с удлинением углеродной цепи
Синтез по методу Килиани-Фишера: этот синтез применяется для увеличения длинны углеродной цепи альдозы на один атом углерода, в результате чего возникают две диастереомерные альдозы. Уже на первой стадии синтеза образуются изомерные циангидрины, дающие после гидролиза и дегидратации лактоны, которые восстанавливаются до альдоз, содержащих на один атом углерода больше, чем исходный моносахарид. Получение D-глюкозы и D-маннозы из альдопентозы показано на схеме. Смесь диастереомерных продуктов можно разделять на разных стадиях синтеза, но лучше всего это сделать перед окончательным восстановлением, так как разделение двух образующихся сахаров бывает сопряжено с некоторыми трудностями [5].
Нитрометановый синтез Совдеиа-Фишера. В сильно щелочной среде (например, NaOCH3 в СН3ОН) нитрометан теряет протон и превращается довольно стойкий карбанион, который легко присоединяется к углероду альдегидной группы сахара. Образующиеся стереоизомеры нитроалкоголя дают в щелочной среде соли ацинитросоединений, которые обычно разделяют фракционной кристаллизацией.
Эти соли легко разлагаются серной кислотой (60%-ной) с образованием высшей альдозы.
Если вместо нитрометана взять нитроэтанол, в результате описанных реакций получается 2-кетосахар, содержащий на 2 атома углерода больше, чем исходная альдоза.
Диазометановый метод. Атом углерода в диазометане обладает нуклеофильными свойствами и способен присоединяться к углероду карбонильной группы сахара. Далее от промежуточного продукта присоединения отщепляется азот и образуется дезоксикетоза, содержащая на один атом углерода больше, чем исходный сахар. Реакция может быть продолжена при действии второго эквивалента диазометана.
Реакция Виттига. При действии этоксикарбонилметилентрифенил-фосфорана на производное аль-формы сахара образуется транс-непредельное соединение. При гидроксилировании двойной связи и гидролизе образуется альдоновая кислота высшей альдозы:
Если проводить реакцию в диметилформамиде, то вместо защищенной аль-формы моносахарида можно взять свободный сахар.
Удлинение углеродной цепи у аномерного центра приводит к образованию так называемых «С-гликозидов». Для получения таких соединений можно воспользоваться реактивом Гриньяра, действуя им на галогенозу [1]:
3.2.3 Превращения связанные с укорачиванием углеродной цепи
Эти же реакции можно проводить в обратной последовательности, если требуется укоротить углеродную цепь моносахарида на один атом. Эта ретрореакция Килиани-Фишера начинается с превращения альдозы в оксим при помощи реакции с гидроксиламином. Под действием уксусного ангидрида происходит дегидратация оксима до нитрила. Эта реакция сопровождается ацетилированием свободных гидроксильных групп сахара. Переэтерификация ацетилированного продукта дает циангидрин моносахарида, который в результате отщепления цианистого водорода превращается в альдозу, содержащую на один атом углерода меньше, чем исходный сахар.
В данном случае получают только один конечный продукт, так как новые хиральные центры в реакциях не образуются. Если для синтеза по Килиани-Фишеру берут цианистый водород в избытке, чтобы обеспечить высокий выход циангидрина, для успешного протекания обратной последовательности реакции (так называемая деградация по Волю) надо непрерывно удалять образующийся цианистый водород.
Деградация по Руффу. Деградация альдоз по Руффу представляет собой свободнорадикальное декарбоксилирование соли гликоновой кислоты, в результате которого углеродная цепь альдозы укорачивается на один атом. Декарбоксилирование проводят смесью пероксида водорода и трехвалентного железа (так называемый реактив Фентона). К сожалению, выход продукта составляет всего около 30-40% Деградация глюкозы по Руффу показана на схеме [5]:
Метод Воля. Оксимы сахаров, содержащие Сn углеродных атомов, при обработке уксусным ангидридом и уксуснокислый натрием не только подвергаются ацетилированию, но также теряют частицу воды и превращаются в ацетилированные нитрилы спирто-кислот с Сn-1 углеродными атомами. Аммиачный раствор серебра отнимает от нитрилов одновременно ацетильные группы и синильную кислоту, сахар же реагирует с образовавшимся, за счет аммиака, ацетамидом. Далее соединение сахаров с ацетамидом гидролизуется разбавленными кислотами.
Метод Веермана. Амиды оксикислот представляют но отношению к реакции Гофмана исключение, а именно: вместо того, чтобы при помощи бромноватистой кислоты превращаться в амины, они дают альдегиды, согласно следующему уравнению:
Пpи действии аммиака на сахара легко образуются амиды сиирто-кислот; эта реакция может служить для получения сахаров с более короткой углеродной цепью [4,6].
Недавно предложен метод укорочения цепи моносахаридов путем их превращения в трет- бутил перекиси по реакции Кенигса -- Кнорра с после дующим действием метилата натрия [7].
Исходными соединениями для укорочения цепи по методу Г. О. Фише ра [8] служат тиоацетали Сахаров. При окислении тиоацеталей органиче скими надкислотами образуются дисульфоны, которые легко теряют молекулу воды и циклизуются в 2,6-ангидропроизводные [9]; последние при дейст вии водного раствора аммиака превращаются в низшие альдозы.
4. Окисление и восстановление моносахаридов
Несмотря на то что моносахариды встречаются в основном в виде циклических полуацеталей и полукеталей, быстрое установление равновесия даже со следовыми количествами карбонилсодержащих соединений требует рассмотрения как циклических, так и ациклических структур большинства сахаров при обсуждении их реакций.
4.1 Восстановление моносахаридов
Восстановление до глицитов. Моносахариды восстанавливаются до полиоксиалканов НОСН2[СН(ОН)]nСН2ОН. Этот продукт реакции называют обычно глицитом или альдитом. Ниже в качестве примера показав синтез D-маннита из D-маннозы.
Восстановление боргидридом натрия имеет то преимущество, что и этот реагент, и исходный моносахарид растворимы в воде; следовательно, восстановление можно проводить в водном растворе.
Хотя маннит можно синтезировать, он широко распространен в природе и содержится в водорослях, оливках, луке и эксудате ясеня (Fraxinus ornus). Под действием боргидрида натрия D-глюкоза восстанавливается в глицит, который в данном случае называется глюцитом или сорбитом [4,5].
4.2 Окисление моносахаридов
Окисление до гликаровых кислот. В простых сахарах содержится большое число функциональных групп, которые могут быть окислены разнообразными агентами. Азотная кислота окисляет альдозы и кетозы до дикарбоновых кислот - гликаровых (или сахарных) кислот.
Так, из D-глюкозы образуется при этом D-глюкаровая кислота,
В результате подобной реакции происходит окисление первичных гидроксильных групп и альдегидных групп моносахарида.
Окисление до гликоновых кислот. Если взять более мягкий, чем азотная кислота, окисляющий реагент, окисление функциональных групп будет происходить избирательно. Бромная вода (Br2/H2O), например, окисляет только альдегидные группы альдоз до карбоксильных групп. Возникающие монокарбоновые кислоты называются гликоновыми или альдоновыми. Не редко реакцию проводят в присутствии небольших количеств оснований.
Под действием бромной воды D-глюкоза окисляется до D-глюконовой кислоты, выход которой может превышать более 75 %.
На самом деле при окислении образуется не сама гликоновая кислота, а соответствующий ей лактон. Следовательно, окислению подвергается не карбонильное, а полуацетальное соединение. Роль основания сводится к образованию алкоксид-аниона, атакующего бром. Затем происходит отщепление бромистого водорода по механизму Е2. Ниже приведен пример подобных реакций.
б-D-Глюкопираноза окисляется медленнее в-аномера из-за неблагоприятных аксиальных взаимодействий в том конформере б-аномера, который необходим для протекания транс-элиминирования. В конформере в-аномера, который требуется для того, чтобы шла эта реакция, подобные взаимодействия не наблюдаются. Следовательно, в-аномер нуждается в меньшей энергии активации для транс-элиминирования, чем б-аномер.
Реактивы Бенедикта, Фелинга (фелингова жидкость) и Толленса окисляют альдозы до гликоновых кислот. Каждый из этих реактивов содержит катион металла, который восстанавливается альдозами (отсюда и название этих сахаров - восстанавливающие сахара).
Реактив Толленса готовят, смешивая растворы едкого натра и нитрата серебра, в результате чего выпадает осадок оксида серебра.
2Ag+ + 2OH- = Ag2O + H2O
При осторожном добавлении водного раствора аммиака осадок растворяется и образуется ион Ag(NH3)2+ (в осадок не выпадает). Этот раствор и есть реактив Толленса.
Добавление альдозы к реактиву Толленса осаждает металлическое серебро, нередко в виде зеркального покрытия на стенках пробирки (откуда и название - реакция «серебряного зеркала»).
Фруктоза тоже дает положительную реакцию с реактивом Толленсаг хотя в ней нет альдегидной группы. Дело в том, что между глюкозой, маннозой и фруктозой существует равновесие, катализируемое основаниями. Это равновесие включает ендиол в качестве промежуточного продукта и известно под названием перегруппировки Лобри де Брюйна - ван Экенштейна.
Таким образом, с реактивом Толленса на самом деле реагирует не фруктоза, а образовавшиеся из нее под действием щелочи манноза и глюкоза.
Реактив Фелинга готовят, смешивая слабокислый раствор сульфата меди со щелочным раствором виннокислого калия-натрия (соль Рошеля). При нагревании раствора в присутствии альдегида (например, альдозы) выпадает красный осадок Сu2О.
Такой же осадок выпадает в присутствии альдозы при использовании реактива Бенедикта, принцип действия которого, как и реактива Фелинга, основан на восстановлении двухвалентной меди до одновалентной и осаждении Сu2О. Единственное различие между этими реактивами заключается в том, что в растворе Бенедикта двухвалентная медь стабилизирована в щелочном растворе цитрат-ионом.
Сахара в форме гликозидов не содержат свободной альдегидной группы и, следовательно, не реагируют с мягкими окисляющими агентами.
Окисление до гликуроновых кислот. Гликуроновые (уроновые) кислоты - это соединения, в которых концевая первичная гидроксильная группа моносахарида окислена до карбоксильной, в то время как карбонильная группа не претерпела никаких изменений. Их довольно трудно синтезировать в лаборатории, хотя они распространены в природных условиях, особенно D-глюкуроновая кислота.
Окислительная деградация сахаров. Окисление диолов проводится периодат. Эта реакция, которая часто используется при анализе углеводов, приведена ниже [5].
5. Производные моносахаридов
Моносахариды обладают карбонильной (альдегидной или кетонной) группой, полуацетальным и спиртовыми гидроксилами; в реакции могут вступать и атомы водорода, и атомы углерода цепи (или кольца); последние реакции могут привести к изменению углеродного скелета.
5.1 Образование сложных эфиров
Гидроксильные группы сахаров легко этерифицируются. Наиболее распространенную реакцию этерификации - ацетилирование - проводят обычно с уксусным ангидридом и кислотными (например, серная кислота или хлорид цинка) либо основными (например, ацетат натрия) катализаторами. Гексозы в соответствии с их циклической структурой дают циклические пентаацетаты. Поскольку их кольца не могут размыкаться, освобождая карбонильную группу, б- и в-формы этих ацетатов не способны к спонтанному взаимопревращению.
Соотношение между пентаацетатами б- и в-глюкозы, возникающими при ацитилировании, можно контролировать, меняя экспериментальные условия.
При температуре выше комнатной происходит взаимопревращение б- и в-ацетатов под действием кислот, в результате чего образуется смесь б- (90%) и в-форм (10%). При температуре ниже 0 °С и в присутствии основного катализатора скорость ацетилирования во много раз превышает скорость, с которой устанавливается равновесие между ацетатными аномерами. Поскольку экваториальная гидроксильная группа обладает более высокой реакционной способностью, чем аксиальная, ацетилирование, катализируемое основаниями, дает преимущественно в-аномер [5].
Бензоаты. Бензоилирование сахаров наиболее часто проводится действием хло ристого бензоила в пиридине. Более медленно идущая (по сравнению с ацетилированием) реакция бензоилирования дает возможность получать частично ацилированные продукты (по полуацетальному или первичному гидроксилу). По сравнению с ацетильной бензоиль ная группа более устойчива, менее склонна к миграции. Дебензоилирование проводится щелочными реагентами, например метилатом натрия. 1,2-ортобензоаты оказались значи тельно более эффективными для получения гликозидов, чем 1,2-ортоацетаты.
Мезилаты и тозилаты. Мезилаты - эфиры метансульфокислоты. И тозилаты - эфиры п-толуолсульфокислоты получаются действием соответствующих сульфохлоридов в пиридине [1].
5.2 Образование простых эфиров
Реакции образования простых эфиров используют в химии моносахаридов для изучения строения и для защиты определенных гидроксильных групп, причем для тех и других целей обычно используют различные простые эфиры.
Некоторые простые эфиры моносахаридов встречаются в природе в свободном состоянии или в составе гликозидов, полисахаридов или других углеводсодержащих биополимеров.
Метиловые эфиры. Эти соединения, очень хорошо изученные, применяются преимущественно с целью изучения строения. Для их получения пользуются различными методами. Наиболее ранний из них - метод Пурди-Ирвина заключается в действии на сахар йодистого метила в присутствии окиси серебра при температуре кипения йодистого метила. Недостатки метода - проведение реакций в гетерогенной среде, окисление сахара под влиянием окиси серебра и большой расход реагента. В настоящее время применяется для «дометилирования».
В методе. Хеуорзса - используется диметилсульфат в 30%-ном водном растворе NaOH при комнатной температуре или при охлаждении. Метод благодаря своей простоте используется очень широко, хотя часто не дает исчерпывающего метилирования (требуется «дометилирование»). Возможны побочные реакции вследствие лабильности некоторых групп в производных сахаров и реакции окисления кислородом воздуха.
Метод Куна заключается в действии на сахар йодистого метила или диметилсульфата и окиси серебра или окиси бария в диметилформамиде. Использование названного растворителя позволяет провести реакцию в гомогенной среде и делает этот метод весьма эффективным. Еще лучшие результаты получаются при применении в качестве растворителя диметилсульфоксида.
Необходимо подчеркнуть, что при применении всех этих методов реагируют не только спиртовые группы, но и полуацетальный гидроксил, обладающий наиболее высокой реакционной способностью.
Метилированные сахара устойчивы к кислотам и щелочам. Гликозиды метилированных сахаров благодаря летучести в высоком вакууме уже использовались для фракционирования и определения строения углеводов. В настоящее время они используются для газо-жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии.
Для получения частично метилированных сахаров необходима защита определенных групп (например, первичной спиртовой группы - трифенилметильным радикалом), а после метилирования - снятие защиты.
Бензиловые эфиры. Эти соединения используются преимущественно в синтетической химии, для защиты определенных гидроксильных групп. Бензиловые эфиры получают действием на сахара бромистого или хлористого бензила в присутствии измельченного NaOH при нагревании. Применение в качестве растворителей диметилформамида или диметилсульфоксида и Ag2O или ВаО для отнятия галогенводорода дает лучшие результаты.
Бензиловые эфиры очень стойки к щелочам, менее стойки к кислотам; однако гликозиды могут быть гидролизованы с сохранением бензильных групп. Удаление бензильных групп лучше всего осуществляется каталитическим гидрированием над палладием в нейтральной среде. Их можно удалить также кипячением с никелем Ренея в спирте или обработкой алкоголятом натрия.
Тритиловые (трифенилметиловые) эфиры. Эти эфиры применяются для специфической защиты первичного спиртового гидроксила. Получаются они при действии на моносахарид трифенилхлорметана в пиридине при комнатной температуре.
Скорость тритилирования первичного гидроксила обычно во многие десятки и сотни раз выше, чем вторичных гидроксилов (известно лишь небольшое число исключений, когда при более продолжительном действии тритилируются и вторичные гидроксилы). Это связано с большим объемом тритильного радикала и стерическими затруднениями его действия на вторичные спиртовые группы. Тритиловые эфиры стойки к щелочам, но легко гидролизуются кислотами. Тритильная защита снимается НВг в ледяной уксусной кислоте.
5.3 Амино- и нитросахара
Главными группами N-гликозидов, резко отличающимися по способам получения и свойствам, являются N-алкил и арилгликозиды и нуклеозиды.
Алкил и арилгликозиламины относятся к числу весьма лабильных и мало изученных соединений. Трудности их изучения связаны с малой прочностью, способностью легко гидролизоваться и вступать в перегруппировку Амадори и другие реакции.
Впервые алкилгликозиламины были получены в 1886 г. В. Сорокиным при нагревании спиртового раствора сахара и амина. Дальнейшие усовершенствования этого метода заключались в добавлении небольших количеств кислых катализаторов (СН3СООН, HCl, NH4C1, ZnCl2, СаС12).
Применение этих катализаторов в известной степени связано с опасностью вызвать легко протекающую перегруппировку Амадори и привести к загрязнению гликозида продуктами перегруппировки. По Вейганду конденсация сахара с амином проводится в малом количестве воды часто с кислыми катализаторами.
Существуют и другие методы синтеза N-гликозидов, например, из производных сахаров (ацетилированный сахар + амин + СН3СООН; ацетобромглюкоза+ NaN3). Однако наиболее простым и надежным методом остается конденсация сахара и амина в спирте или спиртоводных растворах.
При реакции конденсации отщепляется вода и, казалось, можно бы думать об образовании ее из полуацетальиого гидроксила сахара (как при синтезе О-гликозидов) и водорода аммиака, первичного или вторичного амина. Однако, если при образовании О-гликозидов необходимы кислые катализаторы, конденсация сахара с аммиаком (аминами) может очень интенсивно протекать и без катализаторов (хотя они и могут увеличивать выход): Это приводит большинство исследователей к предположению, что при образовании N-гликозидов с аминами взаимодействует открытая форма сахара [1].
5.4 Образование эфиров с неорганическими кислотами
В работе [10] по арилированию гидрофосфорильных производных ряда сахаров, имеющих пиранозную и фуранозную структуры применялись фосфиты и фосфониты доступных моносахаридов: 1,2,5,6-ди-О-изопропилиден-б-D-глюкофуранозы, фосфит бензоилированной маннозы, метил-2,3-О-изопропилиден-б-L-рамнопиранозида. Фосфорсодержащие сахара получали по двухступенчатой схеме, включающей в себя на первом этапе взаимодействие соответствующего моносахарида с дихлорпроизводным трёхвалентного фосфора и на второй гидролиз для получения лабильного монохлорангидрида по схемам.
6. Обращение конфигурации
6.1 SN2 -замещение вторичных сульфонатов
Препятствием для синтеза редких сахаров по реакции нуклеофильного замещения вторичных сульфонатов, протекающей с вальденовским обращением, является низкая реакционная способность этих сульфонатов. Многообещающим реагентом в этом плане оказался бензоат натрия (в диметилформамиде). При действии бензоата натрия на 6-дезокси-2,3-О-изопропилиден-5-О-тозил-в-метил-D-аллофуранозид получают 5-О-бензоил-6-дезокси-2,3-О-изопропилиден-б-метил L-талофуранозид, а из 2,3-О-изопропилиден-4,6-ди-О-тозил-б-метил-D-галактопиранозида - 2,3,4,6-тетра-О-бензоил-б-метил-D-глюкопиранозид. Осуществить замену тозилата на бензоат в 3-О-тозил-1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-б-D-глюкофуранозе не удалось.
6.2 Обращение конфигурации, протекающее с участием соседних групп
Большое значение в ряду производных циклогексана приобрела реакция обращения конфигурации, при которой ацетамидная группа атакует соседнюю транс-тозилоксигруппу с образованием цис-ацетамидциклогексанола-2; реакция протекает через оксазолиновое производное.
Хорошо известная способность алкил- или арилтиогрупп к соучастию в реакциях замещения, особенно ярко выраженная при реакциях замещения находящихся по соседству галогенов, объясняется первоначальным образованием эписульфониевых ионов. Последующая атака этих ионов нуклеофильными агентами зачастую приводит к миграции соучаствующей алкил- или арилтиогруппы. Образующиеся на промежуточной стадии реакций 2,3-эписульфониевые ионы в ряду фуранозидов сравнимы с 2,3-ангидропроизводными фуранозидов, которые атакуются нуклеофильными реагентами преимущественно по С-3. Единственный другой пример подобной реакции в ряду сахаров известен лишь для нуклеозидов.
Внутримолекулярными реакциями замещения, протекающими при участии соседней группы, очень широко пользуются в тех случаях, когда нужно произвести определенные стереохимические изменения в молекуле. Уинштейн и Бошан в своем рассмотрели использование в такого рода реакциях «сложных» заместителей, находящихся по соседству с группой, конфигурацию которой надо обратить. Описано получение анилиносахара в результате внутримолекулярной реакции замещения соучаствующей соседней фенилтиокарбамоильной группой. Проблема общности этого типа инверсии применительно к другим замещенным тиокарбамоильным группам и другим сахарам остается нерешенной и требует дополнительных исследований [11].
6.3 Мутаротация
D-Глюкоза образует кристаллы с удельным вращением, равным +112°. Изменив условия кристаллизации, можно получить другую форму D-глюкозы с [а]= +19°. При растворении в воде происходит медленное изменение оптического вращения обоих форм, пока оно не достигнет величины +53°. Этот процесс (и вообще любое изменение оптического вращения) называется мутаротацией.
Глюкоза с [а] == 112° является б-аномером, а глюкоза с [а] = 19° - в-ано-мером. Мутаротация вызвана тем, что в растворе каждый из аномеров постепенно превращается в другой, так что в результате возникает равновесная смесь обоих аномеров (глюкоза с [а] = 53°). Эта смесь содержит около 64% в-формы, 36% б-формы и следовые количества (0,02%) свободной карбонильной формы. Взаимопревращение аномеров и установление равновесия между ними осуществляются через альдегид с открытой цепью.
в-D-глюкопираноза альдогексоза с открытой цепью б-D-глюкопираноза
7. Синтез олигосвхаридов
Основной задачей синтетического направления в исследованиях олигосахаридов является встречный синтез природных соединений. Синтез неред ко используется также для препаративного получения некоторых олигосахаридов. Ясно, что для этих целей необходимы такие методы, при использовании которых строение синтезируемого олигосахарида однозначно следует из способа его получения.
Возможны два принципиально различных пути синтетического полу чения олигосахаридов:
химические превращения олигосахаридов, приводящие к новым со единениям этого класса без образования новых гликозидных связей;
синтез олигосахаридов из мономерных или олигомерных фрагмен тов с построением новых гликозидных связей.
8. Химические превращения олигосахаридов
В синтезах этого типа могут быть использованы многочисленные реак ции, характерные для моносахаридов и ведущие к укорочению или удлине нию углеродной цепи, изменению конфигурации асимметрических центров, окислению в уроновые кислоты, введению дезоксизвена или аминогруппы и т. п. Однако в синтезе олигосахаридов до настоящего времени нашло приме нение лишь ограниченное число реакций, большинство из которых затраги вает восстанавливающее звено исходного олигосахарида.
Для получения олигосахаридов, восстанавливающим звеном которых являются пентозы или тетрозы, применяют различные методы укорочения углеродной цепи моносахаридов. Так, например, окислением лактозы гипохлоритом натрия была получена 3-О-(в-D-галактопиранозил)-D-арабиноза.
С той же целью может быть использовано окисление контролируемым количеством периодата натрия или тетраацетата свинца.
Для эпимеризации при С2 в восстанавливающем звене олигосахаридов и главным образом для получения дисахаридов, на восстанавливающем кон це которых находится кетоза, используют реакцию Лобри де Брюина - Альберда ван Экенштейна. Так, щелочная изомеризация целлобиозы приводит к целлобиулозе [12]
Аналогичным образом осуществляют превращение остатка глюкозы, находящегося на восстанавливающем конце олигосахарида, в остаток маннозы.
Образующиеся таким путем дисахариды обычно называют эписоединениями. Так, соединение I называют эпимелибиозой.
Помимо изменений в структуре моносахаридного звена для превращения олигосахаридов Друг в друга используют также аномеризацию гликозидных связей. Эта реакция применяется для синтеза олигосахаридов с 1,2-цис-гликозидными связями, которые получить иным путем обычно бывает весьма затруднительно. Таким образом была синтезирована, например, 6-O-(б-O-галактопиранозил)-D-галактоза [14].
Аномеризация, как метод синтеза олигосахаридов, пригодна, по-ви димому, только для получения соединений с гликозидными связями по первинным гидроксилам, так как олигосахариды, в которых гликозильный оста ток присоединен ко вторичному гидроксилу, не вступают в эту реакцию [15].
К первой группе методов получения олигосахаридов можно отнести также частичный гидролиз высших олигосахаридов или полисахаридов. Как правило, эта реакция используется для установления строения олиго- и поли сахаридов, однако в определенных случаях она имеет немаловажное препа ративное значение. Так, например, основным способом получения таких дисахаридов, как мелибиоза, целлобиоза и мальтоза, является гидролиз соот ветствующих олиго- и полисахаридов: раффинозы, целлюлозы и крахмала.
Несмотря на обилие реакций, которые могут служить для превращения олигосахаридов друг в друга, методы этой группы находят сравнительно ог раниченное применение, что связано с малой доступностью исходных соеди нений. По-видимому, использование этих методов целесообразно лишь в тех случаях, когда они сравнительно простым путем приводят к труднодоступ ным соединениям или когда исходными веществами служат легкодоступные олигосахариды, такие как целлобиоза, лактоза, мальтоза, раффиноза, сахаро за и некоторые другие.
9. Синтез олигосахаридов путём образования новой гликозидной связи
Основным синтетическим путем получения олигосахаридов являются методы, связанные с созданием новых гликозидных связей, соединяющих мономерные фрагменты в олигосахаридной цепи. Рассмотрим главным обра зом те специфические особенности, которые характерны для приложения общих методов гликозилирования к синтезу олигосахаридов.
10. Синтез производных сахаров, подлежащих гликозилированию
Специфические трудности при синтезе олигосахаридов заключаются, прежде всего, в необходимости защиты всех гидроксильных групп поли функциональной молекулы сахара, играющего роль агликона, кроме той, которая подлежит гликозилированию. Поэтому первой задачей при синтезе олигосахарида является получение производного сахара, содержащего одну свободную гидроксильную группу в заданном положении. Для получения та ких соединений используют практически все типы производных Сахаров, но наиболее важную роль среди них играют алкилиденовые производные, аце таты и бензоаты, тозилаты, меркаптали, тритиловые и бензиловые эфиры и метил- и бензилгликозиды.
Естественно, что общих методов синтеза производных Сахаров со сво бодной гидроксильной группой в заданном положении не существует, однако можно сформулировать основные подходы к решению этой задачи.
Простейший подход состоит в непосредственной избирательной за щите всех гидроксильных групп, кроме заданной. Чаще всего это удается с помощью изопропилиденовых производных. Так, например, были получены 1,2;3,4-ди-O-изопропилиден-б-D-галактопираноза со свободным гидроксилом при С6, 1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-б-D-глюкофураноза со свободным гидроксилом при С3 и др. Нередко используют также ступенчатое введение защищающих групп различного типа, как, например, при синтезе 2-О-ацетил-4,6-O-бензилиден-б-метил-D-глюкопиранозида, содержащего свободный гидроксил при С3. Последовательность введения защищающих групп в этом случае такова [16]:
а) синтез б-метил-D-глюкопиранозида по Фишеру - защита полуацетального гидроксила;
б) синтез бензилиденового производного - защита гидроксилов при С4 и С6;
в) моноацетилирование - защита гидроксила при С2.
В синтезах этого типа избирательное введение защищающих групп на ключевых стадиях, как правило, достигается с помощью циклических произ водных - изопропилиденовых, бензилиденовых, реже циклокарбонатов и др.
Другой подход состоит в синтезе сполна защищенных производных Сахаров, содержащих защищающие группы разных типов, одну из которых затем избирательно удаляют с освобождением нужного гидроксила.
В качестве таких производных обычно используют тритиловые и бензиловые эфиры и некоторые другие производные. Этот прием лежит в основе двух общих методов синтеза производных Сахаров со свободным первичным гидроксилом и свободным полуацетальным гидроксилом. Первые из. них по лучают путем тритилирования, которое, как правило, избирательно проходит по первичному гидроксилу, после чего остальные гидроксилы защищают подходящими группами. Тритильную защиту затем удаляют гидрогенолизом или мягким кислотным гидролизом.
Сходным образом решается задача в тех случаях, когда необходимо произвести замену одних защищающих групп, неудобных по тем или иным причинам, другими с сохранением положения свободного гидроксила в мо лекуле. Так, например, была синтезирована 1,2,4,6-тетра-О-ацетил-в-D-глюкопираноза [19] (Способность алкилиденовых групп к миграции в 1,2;5,6-ди-О-изопропилиден-б-D-глюкофуранозе делает это соединение мало удобным для синтеза олигосахаридов).
Не редко приходится прибегать и к более сложной последовательности реакций, включающей оба указанных подхода, как это было сделано в синтезе мурамовой кислоты со свободным гидроксилом при С6 [20].
В случае моносахаридов, которые содержат четыре - пять гидроксилов, почти всегда удается подобрать необходимое сочетание защищающих групп. Однако уже для дисахаридов, где число гидроксильных групп возрас тает до шести - восьми, эта задача становится чрезвычайно сложной. Поэто му синтезы таких производных олигосахаридов известны лишь на весьма ог раниченном числе примеров. Таков, например, синтез производного целлобиозы со свободным гидроксилом при С6 в восстанавливающем звене [21].
Для получения производных Сахаров, используемых для синтеза олиго-сахаридов, могут применяться только такие типы защищающих групп, кото рые инертны в условиях гликозилирования и в дальнейшем могут быть уда лены без разрушения гликозидной связи и без изменения ее конфигурации в синтезированном олигосахариде. Так, например, применение метилгликози-дов для защиты альдегидной функции сахара неудобно при синтезе олигосахаридов, так как удаление такой группы без гидролиза олигосахаридной свя зи обычно затруднительно (тем не менее этот тип защиты был использован, например, в синтезе софорозы, где метилгликозидную связь удалось избира тельно расщепить путем ацетолиза [22]). Поэтому для этой цели обычно ис пользуют бензилгликозиды, гидрогенолиз которых протекает гладко и не за трагивает другие типы гликозидных связей.
Широкое применение при синтезе олигосахаридов находит изопро-пилиденовая защищающая группа, которую обычно удается удалить мягким кислотным гидролизом, не затрагивающим гликозидные связи. Однако в случае синтеза лабильных к кислотам фуранозидов этот вид защиты неудо бен.
Более универсальна бензилиденовая защита, удаляемая гидрированием или мягким кислотным гидролизом.
Особенно широкое применение в синтезе олигосахаридов находят аци-лированные производные Сахаров, которые гидролизуются щелочными аген тами, обычно не действующими на гликозидные связи. Практически чаще всего используют ацетаты и бензоаты Сахаров.
Интересные возможности открывает применение ациклических про изводных Сахаров (ацеталей и меркапталей). Специфические условия гидро лиза меркапталей Сахаров (катализ солями ртути и кадмия) позволяют ис пользовать этот тип производных для синтеза олигосахаридов. Такая воз можность была, например, продемонстрирована при синтезе 5-O-(б-L-арабинофуранозил)-L-арабинофуранозы, в которой меркаптальная защита была удалена без разрыва лабильной к кислотам арабинофуранозидной свя зи, так как введение алкилиденовых групп в эти соединения приводит к иному расположению защищающих группировок, нежели в циклических формах тех же моносахаридов. Так, например, ацетонирование D-глюкозы дает соединение со свободным гидроксилом при С3, тогда как из диметилди-тиоацеталя D-глюкозы получается производное со свободным гидроксилом приС4[23].
...Подобные документы
Общая характеристика, классификация и номенклатура моносахаридов, строение их молекул, стереоизомерия и конформации. Физические и химические свойства, окисление и восстановление глюкозы и фруктозы. Образование оксимов, гликозидов и хелатных комплексов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.08.2014Строение углеводов. Механизм трансмембранного переноса глюкозы и других моносахаридов в клетке. Моносахариды и олигосахариды. Механизм всасывания моносахаридов в кишечнике. Фософорилирование глюкозы. Дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата. Синтез гликогена.
презентация [1,3 M], добавлен 22.12.2014Межмолекулярная дегидратацией спиртов. Синтез эфиров по реакции Вильямсона. Присоединение спиртов к алкенам. Синтез эфиров сольватомеркурированием - демеркурированием алкенов. Присоединение спиртов к алкинам. Триметилсилиловые эфиры. Силилирование.
реферат [156,5 K], добавлен 04.02.2009Описание синтез-газа – смеси оксида углерода с водородом в различных соотношениях. Капитальные и эксплуатационные затраты на его производство. Парциальное окисление метана и условия синтеза. Автотермический риформинг метана или нефти (АТР, ATR).
презентация [1,3 M], добавлен 12.08.2015Основные способы получения спиртов. Гидрогенизация окиси углерода. Ферментация. Синтез спиртов из алкенов. Синтез спиртов из галогеноуглеводородов, из металлоорганических соединений. Восстановление альдегидов, кетонов и эфиров карбоновых кислот.
реферат [150,9 K], добавлен 04.02.2009Физические и химические свойства 1,3,4-оксадиазола, схемы получения его симметричных и несимметричных 2,5-производных. Метод окислительной и дегидратационной циклизации. Синтез 2-амино-5-фенил-1,3,4-оксадиазола циклизацией семикарбазона бензальдегида.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 03.09.2013Нахождение параметров уравнения Аррениуса методом наименьших квадратов. Получение статистической модели абсорбера с помощью метода Брандона. Математическое описание аппаратов. Синтез оптимальной тепловой системы с помощью эвристического метода.
курсовая работа [292,7 K], добавлен 01.11.2009Синтез алкилроданидов. Синтез ароматических роданидов. Синтез роданоспиртов и роданоэфиров. Свойства тиоцианатов. Экспериментальная часть. Реагенты. Лабораторная посуда и оборудование. Методика синтеза. Органические тиоцианаты в народном хозяйстве.
курсовая работа [96,3 K], добавлен 21.11.2008Основные методы получения силиловых эфиров енолов. Применение силиловых эфиров енолов в синтезе. Силиловые эфиры енолов как С-нуклеофилы. Синтез исходных соединений. Реакции бис-(2,6-триметилсилилокси) бициклов нонандиена-2,6. Реакция с электрофилами.
курсовая работа [763,0 K], добавлен 21.11.2008Производные пантоевой кислоты. Соли 4 (5Н) – оксазолония, их синтез и свойства. Методы синтеза и очистки исходных соединений, анализа и идентификации синтезированных соединений. Порядок проведения экспериментов и исследование полученных результатов.
дипломная работа [237,2 K], добавлен 28.01.2014Способы получения синтез-газа, газификация каменного угля. Новые инженерные решения в газификации угля. Конверсия метана в синтез-газ. Синтез Фишера-Тропша. Аппаратурно-техническое оформление процесса. Продукты, получаемые на основе синтез-газа.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 04.01.2009Применение дифениламина. Амины. Ацилирование и алкилирование аминов. Образование производных мочевины. Алкилирование первичных и вторичных аминов. Расщепление и окисление аминов. Синтез на основе анилина и анилиновой соли. Синтез из хлорбензола и анилина.
курсовая работа [471,2 K], добавлен 17.01.2009Хинолиновая циклическая система веществ. Большинство синтезов, ведущих к образованию хинолиновой циклической системы. Синтез Дебнера-Миллера, Скраупа, Конрада-Лимпаха-Кнорра, Пфитцингера. Щелочное гидролитическое раскрытие пятичленного кольца изатина.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 01.06.2009Строение и схема получения малонового эфира. Синтез ацетоуксусного эфира из уксусной кислоты, его использование для образования различных кетонов. Таутомерные формы и производные барбитуровой кислоты. Восстановление a,b-Непредельных альдегидов и кетонов.
лекция [270,8 K], добавлен 03.02.2009Формула углеводов, их классификация. Основные функции углеводов. Синтез углеводов из формальдегида. Свойства моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов. Гидролиз крахмала под действием ферментов, содержащихся в солоде. Спиртовое и молочнокислое брожение.
презентация [487,0 K], добавлен 20.01.2015Синтез метанола из оксида углерода и водорода. Технологические свойства метанола (метиловый спирт). Применение метанола и перспективы развития производства. Сырьевые источники получения метанола: очистка синтез-газа, синтез, ректификация метанола-сырца.
контрольная работа [291,5 K], добавлен 30.03.2008Окисление органических соединений и органический синтез. Превращение, протекающее с увеличением степени окисления атома. Соединения переходных металлов. Реакции окисления алкенов с сохранением углеродного скелета. Окисление циклических соединений.
лекция [2,2 M], добавлен 01.06.2012Основные способы получения аминопиридинов: реакции Чичибабина, Кенигса и Гренье, метод восстановления N-оксидов, синтез с помощью перегруппировки Курциуса. Реакции синтеза 1-пиридин-4-пиридиния хлорида, 4-аминопиридина и 4-аминопиридина гидрохлорида.
реферат [180,9 K], добавлен 09.11.2013Эпоксидирование (+)-карвона, с использованием NaOH(в.) для получения эпоксида с 89% выходом. Способы получения йодолактона. Внедрение атома азота, с последующим стереоселективным алкилированием. Синтез из азетидинона и синтез кольца пирролидина.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 26.04.2016Твердофазный синтез в стекле. Осаждение из растворов. Гидротермальный метод. Метод MOVPE. Синтез нанокристаллических PbS в растворе поливинилового спирта. Синтез нанокристаллов в стеклянной матрице. Оптические измерения.
контрольная работа [261,0 K], добавлен 08.12.2003
