Применение 2

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 16838 (2022) Цитировать эту статью

669 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Здесь мы представляем применение производных 2-дезокси-d-глюкозы в качестве хиральных зондов для выяснения абсолютной конфигурации хиральных вторичных спиртов. Зонды прикрепляются к изучаемым молекулам посредством реакции гликозилирования, а полученные продукты исследуются с помощью серии стандартных экспериментов 2D ЯМР. Абсолютная конфигурация атома углерода оксиметина, связывающего зонд, устанавливается на основе набора диагностических диполярных связей (NOEs/ROEs). Эти корреляции можно считать диагностическими ввиду выраженного отсутствия конформационной свободы образующейся гликозидной связи. При этом вероятность наблюдения диагностических сигналов наиболее высока, когда полученный гликозид является α-аномером. В качестве зонда была выбрана 2-дезокси-d-глюкоза, поскольку известно, что она сильно предпочитает образование α-гликозидов.

Вторичная гидроксильная группа является одной из наиболее распространенных, но важных функций, обнаруженных в природных и синтетических органических соединениях, которые в большинстве случаев придают молекуле хиральность. Несколько десятилетий назад Мошер и его коллеги предложили метод выяснения абсолютной конфигурации вторичных спиртов, основанный на реакциях обоих энантиомеров МТПА с изучаемой молекулой и тщательном наблюдении эффектов экранирования/деэкранирования в спектрах ЯМР1. Этот метод с десятками его модификаций использовался при исследовании вторичных спиртов и других классов хиральных молекул с ограниченным успехом2,3,4,5,6,7. Хотя этот подход до сих пор считается стандартным, он не гарантирует однозначного результата, поэтому часто обременен опасными допущениями, которые могут привести к ошибочным выводам8,9.

Некоторое время назад наша группа предложила новый метод определения стереохимии вторичных спиртов, который уже нашел отклик в мировой литературе10,11,12,13,14. Он возник в результате модельных исследований амфотерицина B; его полная историческая подоплека была представлена ​​в нашей предыдущей статье. Короче говоря, этот подход основан на наблюдении, что гликозидная связь, образующаяся между пиранозой и практически любым хиральным агликоном, демонстрирует почти неконформационную свободу. Хотя это верно как для альфа-, так и для бета-аномеров образующихся гликозидов, в альфа-аномерах пиранозный зонд располагается ближе к агликону, что позволяет наблюдать диагностические диполярные связи в спектрах ЯМР протонов.

На сегодняшний день наша группа доказала применимость немодифицированных D-глюкозы, D-маннозы и L-рамнозы для выяснения абсолютной конфигурации 2-бутанола15. В этих исследованиях была доказана эффективность только альфа-аномеров. Позднее тетра-О-бензильное производное D-маннозы позволило успешно стереохимически изучить несколько природных соединений16. В то время как в случае (+)-ментола как альфа-, так и бета-аномеры обнаруживают диагностические диполярные связи, образование бета-гликозидов обычно рассматривается как осложнение, которое упрощает процесс синтеза, выделения и ЯМР-исследований.

В постоянном поиске наилучшего сахарного зонда наше внимание привлекла 2-дезоксиглюкоза. Хотя общая химия этой гексозы одновременно убедительна и не до конца понятна, известно, что синтез бета-гликозидов этого моносахарида довольно сложен17,18, следовательно, бета-аномеры ни в коем случае не проявляются как существенные побочные продукты гликозидирования. процесс. Поэтому в данной работе мы рассмотрели процесс образования три-О-бензильных и три-О-бензоильных производных 2-дезоксиглюкозы и их применение в качестве хиральных зондов для выяснения абсолютной конфигурации хиральных вторичных спиртов.

В предлагаемой концепции сахарный мотив - в случае 2-дезоксиглюкозы - играет роль стереохимически определенного молекулярного зонда, введенного в выбранный хиральный вторичный спирт путем создания связи. Один из компонентов этой связи включает тестируемый асимметричный углерод. Работоспособность метода можно проверить на предлагаемых моделях хиральных вторичных спиртов, таких как изомеры (1S,2R,5S)-(+)-ментола, (-)-борнеола и (S)-2-бутанола. Концепция предлагаемого метода предполагает химический синтез, связанный с образованием О-гликозидной связи между зондом и агликоном, с последующей серией 2D ЯМР-спектроскопических исследований, включающих наблюдение эффектов Оверхаузера между протонами углеводных единиц. , спиртовые агрегаты и использование методов молекулярного моделирования для моделирования взаимодействия созданных систем. Ниже мы продемонстрировали общую концепцию предлагаемого метода (рис. 1):