Beta-D-(-)-Arabinoseyn foleciwl siwgr cirol pwysig gyda gwerth cais eang. Mae ganddo gymwysiadau pwysig mewn synthesis fferyllol, ychwanegion bwyd, asiantau dadhydradu, colur a meysydd eraill. Felly, mae yna wahanol ddulliau o syntheseiddio Beta-D-(-)-Arabinose. Bydd yr erthygl hon yn cyflwyno rhai o'r prif ddulliau synthetig yn bennaf.
Echdynnu Beta-D-(-)-Arabinose o gynhyrchion naturiol:
Y dull o echdynnu Beta-D-(-)-Arabinose o gynhyrchion naturiol yw'r mwyaf uniongyrchol a gall gael cynhyrchion purdeb uchel. Y ffynhonnell naturiol fwyaf cyffredin o Beta-D-(-)-Arabinose yw xylan, sef deusacarid sy'n cynnwys D-xylose a D-glucose. Beta-D-(-)-Arabinose yw un o unedau strwythurol xylan. Gellir dod o hyd i Xylan mewn cellfuriau planhigion fel lignin, coed pinwydd sy'n tyfu mewn rhanbarthau oer, ac ati.
Mae dull echdynnu Beta-D-(-)-Arabinose yr un fath â dull xylan. Yn gyffredinol, y dull asid yw'r dull echdynnu xylan a ddefnyddir amlaf. Ychwanegir sampl xylan yn gyntaf at hydoddiant asidig, a'i gynhesu nes bod y monomerau siwgr wedi'u datgysylltu o'r agregau, yna'n cael eu hidlo a'u golchi. Ar ôl triniaeth xylan, gellir gwahanu a phuro'r Beta-D-(-)-Arabinose a gynhwysir yn yr hydoddiant asidig trwy niwtraliad a chrisialu.
Synthesis cemegol:
Ar hyn o bryd, mae yna lawer o ddulliau cemegol effeithiol ar gael ar gyfer synthesis Beta-D-(-)-Arabinose. Dyma ychydig o ffyrdd:
1. Llwybr glycogen:
Dyma un o'r dulliau synthetig mwyaf cyffredin
Cam 1: Cael Xylose gan Xylan:
Mae synthesis llwybr glycogen Beta-D-(-)-Arabinose yn cychwyn o xylose. Mae Xylose yn siwgr chwe charbon sy'n bresennol ym mhobman mewn cellfuriau planhigion a gellir ei gael trwy hydrolysu xylan (sy'n cael ei dynnu o blanhigion fel arfer).
Xylan plws H2O → Xylose a siwgrau eraill
Mae Xylan yn polysacarid sy'n cynnwys moleciwlau xylose lluosog ac fel arfer mae'n sylwedd powdrog di-liw neu frown. Mae angen i'r adwaith hydrolysis gael ei gataleiddio gan asid neu ensym, ac mae catalydd asid yn cael ei ddefnyddio fel arfer ar gyfer yr adwaith hydrolysis. Ar ôl hydrolysis, gellir defnyddio xylose i syntheseiddio Beta-D-(-)-Arabinose.
Cam 2: Trosi xylose i L-arabinose:
Mae trosi xylose i L-arabinose yn gam allweddol yn y synthesis o Beta-D-(-)-Arabinose trwy'r llwybr glycogen. Mae'r broses hon yn gofyn am ddefnyddio set o ensymau i gataleiddio cyfres o adweithiau sy'n trosi xylose i arabinose.
Yn gyntaf, mae xylose yn cael ei drawsnewid yn cetos D-xylose trwy adwaith catalytig.
Xylose plws ATP → D-xylose cetos ynghyd ag ADP
Yn ail, bydd cetos D-xylose yn cael ei drawsnewid yn ketose L-xylose trwy adwaith isomerization.
D-xylose cetwlos → L-xylose ketwlos
Yna, bu'r adwaith a gataleiddiwyd gan L-xylose glusidase yn destun cylchrediad Cooper i gael L-arabino-deoxy-hex-2-ulonate.
L-xylose cetos → asid L-arabinuronig
Yn olaf, o dan weithred asid arabinuronig, defnyddiwch NADPH a glucosidase i leihau asid arabinuronig i L-arabinose.
Asid L-arabinuronig plws NADPH plws H plws → L-arabinose plws NADP plws
Y trydydd cam: trosi L-arabinose i Beta-D-(-)-Arabinose:
Mae trosi L-arabinose i Beta-D-(-)-Arabinose angen set o ensymau i gataleiddio'r adwaith.
Yn gyntaf, mae L-arabinose yn cael ei ffosfforyleiddio i ffurfio-6-ffosffad arabinose.
L-arabinose ynghyd ag ATP → arabinose-6-ffosffad ac ADP
Yna, mae adwaith hydrolysis yn trosi-6-ffosffad arabinose i Beta-D-(-)-Arabinose-5-ffosffad (Beta-D-(-)-arabinose-5-ffosffad).
Ffosffad Arabinose a H2O → Beta-D-(-)-arabinose-5-ffosffad
Yn olaf, mae ffosffad Beta-D-(-)-arabinose-5-yn cael ei ddadffosfforyleiddiad i ffurfio Beta-D-(-)-Arabinose.
Beta-D-(-)-arabinose-5-ffosffad → Beta-D-(-)-arabinose plws Pi
Mae synthesis llwybr glycogen Beta-D-(-)-Arabinose yn cychwyn o xylose. Yn gyntaf, mae xylose yn cael ei gael o xylan, yna mae xylose yn cael ei drawsnewid i L-arabinose, ac yn olaf mae L-arabinose yn cael ei drawsnewid i Beta-D-(-)-Arabinose. Mae'r broses hon yn gofyn am ddefnyddio adweithiau ensymau-gatalydd lluosog, y mae pob un ohonynt yn hollbwysig. Trwy'r dull synthesis hwn, gellir cael Beta-D-(-)-Arabinose hynod effeithlon, darbodus a phur, sy'n darparu sylfaen gadarn ar gyfer ei gymhwyso ym meysydd bioleg, meddygaeth a synthesis cemegol.
2. Ymateb Knight:
Mae'r dull, a ddatblygwyd yn y 1940au, yn gofyn am hydrocarbonau aromatig polyclorinedig fel y deunydd cychwyn. Yn yr adwaith Knight, mae hydrocarbonau aromatig polyclorinedig yn cael eu hadweithio â chymysgedd o asid a glanedydd, ac yna mae Obenzyl-D-arabinose yn cael ei ychwanegu ynghyd â'r cymysgedd. Ar ôl cyfres o gamau, mae Beta-D-(-)-Arabinose yn cael ei syntheseiddio.
Mae camau penodol fel a ganlyn:
Cam 1: I baratoi Beta-D-(-)-Arabinose, mae angen i ni baratoi Beta-D-(-)-siwgr Arabinose ac adweithyddion cyn-ychwanegol yn gyntaf, ac ocsigeniad yw un o'r dulliau gweithgynhyrchu mwyaf cyffredin. Mae'n cynnwys dau gam: yn gyntaf, mae methyl-D-glucofuranoside yn cael adwaith aromatization ym mhresenoldeb halen ïodin i gael 4,6-deilliadau anisole O-methyl; yna'n aromatizes yn y 5-sefyllfa ongl O Adwaith strwythuredig, ac yna'n lleihau i gael Beta-D-(-)-Arabinose.
Cam 2: Paratowch yr adweithyddion a'r toddyddion sydd eu hangen ar gyfer adwaith Knight. Mae angen paratoi potel o doddiant sy'n cynnwys 30ml o asid asetig 50 y cant a 10g o siwgr Beta-D-(-)-Arabinose, a symud ymlaen i'r camau dilynol ar y sail hon.
Cam 3: Ychwanegu asid sylffwrig fel catalydd asid. Cyn ychwanegu'r catalydd asidig, dylid ychwanegu 100 ml o ethanol at y tiwb profi, ac yna 0.1 ml o asid sylffwrig crynodedig.
Cam 4: Ychwanegu asid borig o dan gyflwr oeri. Ar ôl i'r system hydoddydd gael ei oeri i dymheredd ystafell, ychwanegwyd 150 ml o isopropanol, ac yna ychwanegwyd 0.1 ml o asid borig, a'i droi'n ysgafn.
Cam pump: Gwresogi adwaith. Cynheswch mewn baddon olew tymheredd cyson am tua 40 i 50 munud i adweithio'r aldose yn yr hydoddiant yn llwyr i gynhyrchu cynnyrch ester enol siwgr.
Cam 6: hydrogenation catalytig. Ar ôl i'r adwaith gael ei gwblhau, tynnwyd y tiwb profi allan o'r baddon olew a'i adael i oeri i dymheredd yr ystafell. Yna ychwanegwch 1 mililitr o n-heptane a 0.05 mililitr o hydoddiant twngstate sodiwm i gyflawni adwaith hydrogeniad catalytig, yn aml yn gorfod aros am sawl diwrnod.
Cam 7: Tynnwch y cynnyrch. Echdynnwyd y cynnyrch o'r hydoddiant trwy ddull trochi, a nodwyd a nodweddwyd y cynnyrch gan ddulliau megis sbectrosgopeg uwchfioled, sbectrosgopeg isgoch a chyseiniant magnetig niwclear, a diddwythwyd strwythur y cynnyrch adwaith.
3. adwaith glycosidation:
Mae'r dull hwn hefyd yn boblogaidd iawn, a'i ddeunydd crai yw D-xyloside. Yn gyntaf, adweithio D-xyloside a methanol o dan weithred catalydd i gael Obenzyl-D-arabinose. Nesaf, mae Obenzyl-D-arabinose yn cael ei adweithio â NaIO4 ocsidiedig ym mhresenoldeb y swbstrad, ac yna ychwanegu halwynau amoniwm cwaternaidd sych, a thrwy hynny gael Beta-D-(-)-Arabinose.
Mewn gair, gellir syntheseiddio Beta-D-(-)-Arabinose trwy sawl dull a grybwyllir uchod, mae gan bob dull ei fanteision a'i anfanteision, a gellir dewis gwahanol ddulliau yn ôl gwahanol anghenion gwirioneddol.