Cukorkémia = Szénhidrátkémia

Hasonló dokumentumok
Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

CHO CH 2 H 2 H HO H H O H OH OH OH H

A cukrok szerkezetkémiája

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A SZÉNHIDRÁTOK 1. kulcsszó cím: SZÉNHIDRÁTOK

Szénhidrátok. Szénhidrátok. Szénhidrátok. Csoportosítás

Táptalaj E. coli számára (1000 ml vízben) H 2 O 70% Fehérje 15% Nukleinsav 7% (1+6) Szénhidrát 3% Lipid 2% Szervetlen ion 1%

SZÉNHIDRÁTOK (H 2. Elemi összetétel: C, H, O. O) n. - Csoportosítás: Poliszacharidok. Oligoszacharidok. Monoszacharidok

Szénhidrátok I. (Carbohydrates)

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

3.6. Szénidrátok szacharidok

MONOSZACHARIDOK, OLIGO- ÉS POLISZACHARIDOK

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 4. hét

R-OH H + O H O H OH H O H H OH O H OH O H OH H H

A legfontosabb szénhidrátok a szervezetben és a táplálékokban.

SZÉNHIDRÁTOK. 3. Válogasd szét a képleteket aszerint, hogy aldóz, vagy ketózmolekulát ábrázolnak! Írd a fenti táblázat utolsó sorába a betűjeleket!

A cukrok szerkezetkémiája

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

ALKOHOLOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

A természetes vegyületek néhány alaptípusa

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Oligoszacharid-fehérje konjugátumok elöállítása OTKA ny.sz.: 35128

II. Szintézis és biológiai vizsgálatok

ZÁRÓJELENTÉS. OAc. COOMe. N Br

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

3. Előadás. Oligo- és poliszacharidok

Helyettesített karbonsavak

Név: Pontszám: / 3 pont. 1. feladat Adja meg a hiányzó vegyületek szerkezeti képletét!

SZÉNHIDRÁTOK. Biológiai szempontból legjelentősebb a hat szénatomos szőlőcukor (glükóz) és gyümölcscukor(fruktóz),

A felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

OXOVEGYÜLETEK. Levezetés. Elnevezés O CH 2. O R C H aldehid. O R C R' keton. Aldehidek. propán. karbaldehid CH 3 CH 2 CH 2 CH O. butánal butiraldehid

OXOVEGYÜLETEK. Levezetés. Elnevezés O CH 2. O R C R' keton. O R C H aldehid. funkciós csoportok O. O CH oxocsoport karbonilcsoport formilcsoport

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

SZERVES KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Biokémia 1. Béres Csilla

Tienamicin-analóg 2-izoxacefémvázas vegyületek sztereoszelektív szintézise

Szerves kémiai szintézismódszerek

6. Előadás. Oxovegyületek. Szénhidrátok: monoszacharidok. Szénhidrátszármazékok.

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

O 2 R-H 2 C-OH R-H 2 C-O-CH 2 -R R-HC=O

Polihidroxi-aldehidek vagy -ketonok, vagy ezek származékai. Monoszacharid: polihidroxi-keton vagy -aldehid

szabad bázis a szerves fázisban oldódik

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Helyettesített Szénhidrogének

3. Előadás. Oligo- és poliszacharidok

Szerves Kémia II. Dr. Patonay Tamás egyetemi tanár E 405 Tel:

KARBONIL-VEGY. aldehidek. ketonok O C O. muszkon (pézsmaszarvas)

H 3 C CH 2 CH 2 CH 3

Név: Pontszám: 1. feladat (3 pont) Írjon példát olyan aminosav-párokra, amelyek részt vehetnek a következő kölcsönhatásokban

Szerves kémiai szintézismódszerek

BIOMOLEKULÁK KÉMIÁJA. Novák-Nyitrai-Hazai

A szénhidrátkémia kisszótár:

BIOGÉN ELEMEK MÁSODLAGOS BIOGÉN ELEMEK (> 0,005 %)

Szabó Andrea. Ph.D. értekezés tézisei. Témavezető: Dr. Petneházy Imre Konzulens: Dr. Jászay M. Zsuzsa

Szénhidrátok SZERKEZET, REAKCIÓK, FUNKCIÓIK

A szénhidrátok döntő többségének felépítésében három elem, a C, a H és az O atomjai vesznek részt. Az egyszerű szénhidrátok (monoszacharidok)

Intra- és intermolekuláris reakciók összehasonlítása

1. feladat (3 pont) Az 1,2-dibrómetán főként az anti-periplanáris konformációban létezik, így A C-Br dipólok kioltják egymást, a molekula apoláris.

Budapest, augusztus 22. Dr. Nagy József egyetemi docens

A szénhidrátkémia kisszótára:

Szerves kémiai szintézismódszerek

Aromás vegyületek II. 4. előadás

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Májer Gábor (Témavezető: Dr. Borbás Anikó)

KARBONSAVSZÁRMAZÉKOK

Szabó Dénes Molekulák és reakciók három dimenzióban

Szakmai Zárójelentés

A természetben előforduló, β-mannozidos kötést tartalmazó szénhidrátok szintézise. doktori (PhD) értekezés. Debreceni Egyetem Debrecen, 2001.

Tartalom. Szénhidrogének... 1

O S O. a konfiguráció nem változik O C CH 3 O

ÚJ NAFTOXAZIN-SZÁRMAZÉKOK SZINTÉZISE ÉS SZTEREOKÉMIÁJA

Aldehidek, ketonok és kinonok

hosszú szénláncú, telített vagy telítetlen karbonsavak palmitinsav (hexadekánsav) olajsav (cisz-9 oktadecénsav) néhány, állatokban előforduló zsírsav

2. SZÉNHIDRÁTOK 2.1. A legfontosabb D-sorbeli aldózok és ketózok

7. évfolyam kémia osztályozó- és pótvizsga követelményei Témakörök: 1. Anyagok tulajdonságai és változásai (fizikai és kémiai változás) 2.

Ortogonális védőcsoport-stratégia heparin és heparán-szulfát oligoszacharidok szintézisére

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

A citoplazmában előforduló glikoprotein pentaszacharid szénhidrátrészének szintézise. doktori (PhD) értekezés. Szabó Zoltán

Fémorganikus vegyületek

Bevezetés. Szénvegyületek kémiája Organogén elemek (C, H, O, N) Életerő (vis vitalis)

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Biogén elemek

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak

Glükoproteinek (GP) ELŐADÁSVÁZLAT ORVOSTANHALLGATÓK RÉSZÉRE

Louis Camille Maillard ( )

Véralvadásgátló hatású pentaszacharidszulfonsav származék szintézise

Cikloalkánok és származékaik konformációja

1. feladat. Versenyző rajtszáma: Mely vegyületek aromásak az alábbiak közül?

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 14. hét

HALOGÉNEZETT SZÉNHIDROGÉNEK

AROMÁS SZÉNHIDROGÉNEK

Szerves kémiai és biokémiai alapok:

R R C X C X R R X + C H R CH CH R H + BH 2 + Eliminációs reakciók

Di-, Oligo és Poliszacharidok

Átírás:

Cukorkémia = Szénhidrátkémia Cukrok fontossága: A Földön évente 200 milliárd tonna biomassza képződik, amelynek 75%-a szénhidrát, de ennek csak 3%-át hasznosítják. Somsák, L.; Vágvölgyiné Tóth, M.: Az élet megfejtésre váró titkosírása, a szénhidrátkód. Magyar Kémikusok Lapja, LXIV. évf. 7-8. sz., 2009, 233-239.

1. Energiahordozók Növényekben: Biológiai szerepük n C 2 + n 2 = (C 2 )n + n 2 fény hatására (fotoszintézis) Az emberi szervezetben a glükóz lebontása a fő energiatermelő folyamat. (C 2 ) 6 + 6 2 = 6 C 2 + 6 2 +675 kcal 2. Vázanyagok polimer láncok: cellulóz a növényekben és a kitin az állatokban. 3. Biológiai információt hordoznak glikolipidek, glikoproteinek: sejtadhézió, sejtosztódás gátlása; vírusok, baktériumok, hormonok és toxinok sejtfelszínen történő megkötődése; immunválasz irányítása, ivarsejtek egymásra találása. DNS, RNS: genetikai információ hordozói, dezoxiribóz, ribóz 4. Királis vegyületek olcsó alapanyagok, kiindulási anyagok más természetes anyagok előállításához

A cukrok felépítése C:: = 1:2:1 arányban tartalmazzák C n ( 2 ) n szén hidrátjai (formálisan!) n (C 2 ) (C 2 ) n n=1 C C 2 + C 2 formaldehid C + C 2 C C 2 + C 2 C 2 * C C C 2 aldehidcukor C 2 ketocukor Királis szénatom (*C), antipodok vagy enantiomerek A szénlánc hossza (n) szerint: trióz, tetróz, pentóz, hexóz, heptóz, stb.

Szénhidrátok (glikánok) = polihidroxi oxovegyületek xocsoport minősége szerint: Aldózok Ketózok Cukoregységek száma szerint: 1. Egyszerű cukrok: monoszacharidok, savas hidrolízissel nem bonthatók kisebb egységekre 2. Összetett cukrok: oligoszacharidok és poliszacharidok, savas hidrolízissel kisebb egységekre bonthatók Szénlánc hossza szerint (n): Trióz (n=3), tetróz (n=4), pentóz (n=5), hexóz (n=6), stb.

A nyíltláncú cukrok konfigurációjának ábrázolása a Fischer-féle projekciós szabályok alapján a.) b.) C c.) 1 2 3 C C C 2 d.) C C C 2 (+), D Az abszolút konfiguráció jelölése a Cahn, Ingold, Prelog nómenklatúra szerint 1 2 C C C C 2 1 C 2 3 C C 2 C C 2 C 2 3 R D L S

Több sztereogén centrum (n) esetén a sztereoizomerek száma 2 n, ezeket aszerint soroljuk a D- vagy az L-sorba, hogy az aldehidcsoporttól legtávolabb eső sztereogén centrumnak milyen az abszolút konfigurációja. C C C C C C 2 C C 2 D-glükóz (D-Glc) C C 2 (R) (S) (R) (R) C C 2 (S) (R) (S) (S) C 2 C 2 L-glükóz D-fr uktóz (L-Glc) (D-Fr u) abszolút konfiguráció enantiomerek szerkezeti izomerek A Fischer-féle ábrázolásmód következménye, hogy a kiralitás nem változik (retenció), ha bármelyik királis atomon páros számú szubsztituenscserét hajtunk végre, míg páratlan számú szubsztituenscsere esetén inverzió következik be.

A cukrok szerkezete C C C C C C 2 C C 2 D-glükóz (D-Glc) C C 2 enantiomer ek C C 2 L-Glükóz (L-Glc) C C 2 C 2 C 2 D-mannóz D-fr uktóz epimer ek aldóz szerkezeti izomerek ketóz

Több királis centrum esetén a papír síkjába forgatott (cikk-cakk) alakban ábrázolhatjuk a szénláncot, ennek megfelelően a hidroxilcsoportok a sík elé vagy mögé kerülnek. C C C C 2 C C C C 2 (D-er itr óz) A Newman-féle ábrázolás C 2 C 2 C C C C C 2 C 2 C C 2 A D-eritróz Newman-féle ábrázolása

B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

R A C A gyűrűs szerkezetű cukrok ábrázolása R C R C R C R hidr át félacetál acetál R R Aldózok és ketózok esetén ha van lehetőség rá, 5-vagy 6-tagú gyűrűs félacetálok keletkeznek. C C 2 D-glükopiranóz (Glcp) C C 2 A C C 2 D-glükofuranóz (Glcf) tetrahidropirán tetrahidrofurán

Gyűrűzárás új kiralitáscentrum A Fischer-féle konvenció értelmében az új királis centrumot (anomer szénatom) α-val jelöljük, ha az anomer (glikozidos) hidroxilcsoport a D (R) vagy L (S) konfigurációt meghatározó centrummal azonos térállású (ami a legnagyobb helyzetszámú királis C atom térállása), a másik anomert β-val jelöljük. [α] 20 D = alfa anomer > béta anomer (a D sor ban): mutarotáció Anomerek: diasztereomeria speciális esete

Gyűrűs szerkezetek ábrázolása β-d-glükopiranóz C C C 2 2 C 1 2 3 4 6 5 C C 4 6 C 2 5 3 2 1 Fischer 1892 aworth 1929 C 2 Mills 1956

D-ALDEXÓZK Természetben előforduló L konfigurációjú cukrok: L-fukóz, L-ramnóz és L-arabinóz. C 2 + C D-(+)-glicerinaldehid TETRÓZK C 2 C 2 D-(-)-eritróz D-(-)-treóz C 2 C 2 C 2 C 2 D-(-)-ribóz D-(-)-arabinóz D-(+)-xilóz D(-)-lixóz PENTÓZK C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 EXÓZK C 2 D-(+)-allóz D-(+)-altróz D-(+)-glükóz D-(+)-mannóz D-(-)-gülóz D-(-)-idóz D-(+)-galaktóz D-(-)-talóz

A D-sorbeli cukrok családfája C C C 2 D-Glicer inaldehid C C C C 2 D-Tr eóz C C C C 2 D-Eritróz C C C C C 2 C C C C C C 2 C C C C 2 C C C C C 2 D-Lixóz D-Xilóz D-Ar abinóz D-Ribóz

D-Lixóz D-Xilóz C C C C C C 2 C C C C C C 2 C C C C C C 2 C C C C C C 2 D-Talóz D-Galaktóz D-Idóz D-Gulóz 6-dezoxi-D-galaktóz D-Fukóz C C C C C C 3

D-Ar abinóz D-Ribóz C C C C C C 2 C C C C C C 2 C C C C C C 2 C C C C C C 2 D-Mannóz D-Glükóz D-Altr óz D-Allóz 6-dezoxi-D-mannóz D-Ramnóz C 2 C C C C C 3

Néhány ketóz D-Talóz D-Galaktóz D-Idóz D-Gulóz C 2 C= C C C C 2 D-Tagatóz C 2 C= C C C C 2 D-Szor bóz

Néhány ketóz D-Mannóz D-Glükóz D-Altr óz D-Allóz C 2 C= C C C C 2 D-Fr uktóz C 2 C= C C C C 2 D-Pszikóz

α-d-pentofuranózok C 2 C 2 C 2 C 2 Ribf Xylf Lyxf Araf α-d-pentopiranózok Ribp Xylp Lyxp Arap

α-d-exofuranózok C 2 Allf C 2 Altf C 2 Manf C 2 Glcf 2 C Talf 2 C Galf 2 C Gulf 2 C Idof

α-d-exopiranózok C 2 Allp 2 C Altp 2 C Manp C 2 Talp C 2 Glcp C2 Galp C 2 Gulp C 2 Idop

Monoszacharidok C C C C 2 C 2 C 2 D-glicerinaldehid D-eritróz D-treóz C C 2 D-ribóz C C C C 2 C 2 C 2 D-glükóz D-mannóz D-galaktóz

Monoszacharidok C 2 C 2 α-d-fruktóz C 2 C 2 D-fruktóz C 2 C 2 β-d-fruktóz

A cukrok szerkezete C C C C C C 2 C C 2 D-glükóz (D-Glc) C C 2 enantiomer ek C C 2 L-Glükóz (L-Glc) C C 2 C 2 C 2 D-mannóz D-fr uktóz epimer ek aldóz szerkezeti izomerek ketóz

Gyűrűs szerkezetek ábrázolása A Reeves-féle konformációk glükopiranóz gyűrű esetén axiális ekvatoriális 4 5 1 3 2 4 3 5 2 1 4 3 5 a 2 1 4 B 1 4 C 1 1C 4 4C 1 1 C 4 C = Chair (szék) B = Boat (kád)

A D-glükóz egyensúlyi rendszere anomer izáció 2 C α α -D-Glcp (mutar otáció) 2 C β D-Glcp β 2 C C C 2 α α-d-glcf anomer izáció C 2 β -D-Glcf β

4 axiale Gruppe 5 1 3 2 4C 1 1 C 4 4 5 3 1 2 4 5 a 3 2 4 B 1 4 C 1 1C 4 Konformeren ekvator iale Gr uppe 1 2 C α Anomer isier ung (Mutar otation) 2 C β α-d-glcp β-d-glcp Konfigurationsisomeren

azonosak 180o Vízszintes tengely mentén történő elforgatás

2 C α α -D-Glcp anomer izáció (mutar otáció) 2 C β D-Glcp β 20 [α] D + 112 o egyensúly vizes oldatban 20 [α] D + 18 o 38% (36% ) [α] 20 + 53 o D 62% (64% ) mutarotáció

Néhány monoszacharid izomerjeinek vizes oldatban meghatározott egyensúlyi összetétele

Az egyensúly meghatározása 1 -NMR spektroszkópia segítségével δ: anomer ~4.5-5.5 ppm, δ e δ a J a,a ~ 7-10 z (β) J a,e ill. J e,e ~ 1-4 z (α) 3.5z 7.5z D-glükóz esetében a spektr umr észlet: Anomer effektus (Edward-Lemieux effektus) β Η 1 (α anomer) 5.35 4.75 α Η 1 (β anomer) axiális ár nyékolt nincs átfedés X X van átfedés p és σ* között

Anomer effektus (Edward-Lemieux effektus) anomeric effect anomeric effect anomeric effect sterical stericalhinderance hindrance (1,3-interactions)

Anomer Effekt (Edward-Lemieux Effekt) repulsions repulsions F F antiperiplanar positions repulsions repulsions attractive interactions orbital interactions

Monoszacharidok kémiai tulajdonságai A karbonilcsoport reakciói Acetálképzés: R C félacetál R acetál (glikozid) R g + gbr 2 R C R'S - 2 CdC 3 gcl 2 + 2 R SR' C SR' ditioacetál R NBS R R C R acetál

Redoxreakciók Br 2 / 2 v. KMn 4 D-glükóz NaB 4 v. LiAl 4 C 2 Na/g v. DIBAL D-glükonsav-δ lakton DIBAL: diizobutil-alumínium-hidrid PCC C 2 D-glucit (D-szor bit) PCC = NCr 3 Cl Piridínium-klorokromát

glükonsav (δ-lakton) γ β δ α 2 Br 2 C D-glükóz C N 3 2, 100 C C 2 C glükársav

Redukáló cukrokat onsavvá lehet oxidálni: Fehling-reagens: I.: vizes CuS 4 II.: lúgos K-Na-tartarát elegye: Cu 2 Tollens-reagens: AgN 3 vizes ammóniás oldata: ezüsttükör

Laktonképzés C 1 C C C 2 C 3 4 5 6C D-glükár sav-1,4-lakton D-glükár sav D-glükár sav-3,6-lakton D-glükársav-(1,4:3,6)-dilakton sav-1,4;-3,6-dilakton

Uronsavak biológiai jelentőség C C C Na(g) D-glükár sav-1,4-lakton P P C 2 C C N N R C D-glükur onsav C R UDP-glükur onsav R-glükur onid C 2 C-vitamin (L-aszkor binsav)

D-Glucose C C 3 C 3 Schutz gegen die xidation C 3 C C 3 2 / Pt-C, 2, 50 o C xidation C 3 C C 3 D-Glucuronsäure Gegen die xidation ist die C-1 halbacetale Gruppe mehr reaktiv (oxidierbar), als die C-6 primär-alkoholische Gruppe. Deshalb kann die selektive xidation von C-6 Gruppe erst nach den Schutz von C-1 Atom durchgeführt werden. (In den lebenden Körpern wird diese xidation durch enzymatischen Weg stattgefunden werden.)

Reakció fenil-hidrazinnal C C N N Ph C Ph-N-N 2 C Ph-N-N 2 R R fenil-hidr azon C N N Ph C +Ph-N 2 R + N 3 C C R oszon (osulose) C C R Ph-N-N 2 N N Ph N N Ph oszazon

Feltételezett mechanizmus

A hidroxilcsoportok reakciói Reakciókészség: anomer > primer > szekunder (glikozidos ) C CR Célja: átalakítás 1.) Átmeneti védelem eltávolítható csoporttal 2.) A hidroxilcsoportok aktiválása szubsztitúció céljából (inverzió!) 3.) Permanens csoportok bevitele (a végtermékben is szükség van rá). Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Protective Groups in rganic Synthesis, 3 rd Ed.; John Wiley and Sons: New York, 1999; pp 219 229.

Acetát Ac 2 C Ac Ac Észterek 2 C Ac 2 /NaAc Ac 2 /ZnCl 2 Ac penta--acetil-β D glükopir anóz Ac D-Glükóz Ac 2 C Ac Ac Ac Ac penta--acetil-α D glükopir anóz Br Ac Ac 2 C Ac Ac AcBr

Az acetilcsoportok eltávolítása (dezacetilezés): Zemplén szerint metanolban katalitikus Na-metanoláttal (alkoholízis) C C C 3 C 3 C C C 3 C 3 katalizátor C + C C 3 C 3 C 3 C 3 + C

Benzoátok C CCl Py -Cl C C (R-Bz) Eltávolítás: C C Me NaMe C + CMe

Jól távozó csoportok Mezilátok Szulfonsavészterek előállítása C + C 3 S 2 Cl Py -Cl C-S 2 -C 3 (R-Ms) Tozilátok C + TsCl Py -Cl C-Ts (R-Ts) Az aktivált csoport szubsztitúciós reakciója (S N 2) során inverzió következik be. C Ms + Nu Nu C + Ms Nu - : hlg -, RC -, N - 3, R -

Dezoxicukrok előállítása szulfonsavészterekből S N + redukció Bn LiAl 4 Bn C 3 C 3 Bn Ms Bn Metil-3,5-di--benzil-3--mezil-D-ribofuranozid Metil-3,5-di--benzil-2-dezoxi-D-ribofuranozid

Éterek S N reakció Metil C MeI v. Me 2 S 4 Ag 2 v.na/dms CC 3 (Me) Benzil C Ph-C 2 -lg/ 2 /Pd-C C-C 2 -Ph (Bn v. Bzl) Allil pr okir ális centr um C C 2=C-C 2 -lg C-C 2 -C=C 2 (All)

Az allil-csoport eltávolítása propenil-csoporttá való átrendeződéssel történik Pd/C jelenlétében. C-C 2 -C=C 2 Pd/C Ac/ 2 C-C=C-C 3 C C C 2 C 3 C + C-C 2 -C 3

Tritil (Trifenil-metil) Mint nagy térkitöltésű csoport, alkalmas a primer szelektív védelmére. Tr D-glükopir anóz Ph 3 CCl /Et 3 N kat./ 2 v. 6--tr itil-d-glükopir anóz t-butil-dimetilszilil C 2 TBDMS-Cl Py C 2 -TBDMS TBDMS vagy C 2 C 3 C 3 Eltávolítás: savas hidrolízissel ( 2 S 4 /Me), vagy Bu 4 NF/TF Si C 3 C 3 C 3

Bifunkciós védőcsoportok A két hidroxil egyidejű védelmére aldehidekkel vagy ketonokkal képzett acetálokat használunk: 2 + C R 1 R 2 R 1 =R 2 = / C C C + dioxolán típus (5 tagú gyűr ű) + R 1 R 2 R 1 =R / 2 = a a R 1 + 2 aceton: C 3 C 3 dioxán típus (6 tagú gyűr ű) benzaldehid: Ph

Izopropilidén Kondenzáció acetonnal vízkilépés közben Vicinális cisz-helyzetű hidr oxilcsopor t esetén C 3 3 C C 3 C C 3 C + C - + C C 3 C C C C + 3 C C C 3 C - 2 3 C C Vízelvonó szerek: 2 S 4, ZnCl 2, CuS 4, FeCl 3 (1,2:5,6)-di-izopropilidén-α-Dglükofuranóz

Az izopropilidén csoportok eltávolítása Ac 2 (1,2:5,6)-di--ip-D-Glcf 1,2--ip-D-Glcf Cl 2 D-Glcp C 2

Benzilidén Kondenzáció benzaldehiddel C C + C - 2 + 2 C C C * Me PhC ZnCl ZnCl2 2 Ph Me S Újabban: átacetálozás, PhC(Me) 2, p-ts, 3 C

Benzilidénacetálok reduktív és oxidatív gyűrűnyitása LiAl 4 /AlCl 3 Ph Me NBS/hν PhC 2 Me PhC Br Me

alogenidek lg R- X lg -R X lehet:, Me, Ac (a leggyakrabban), Ms, Ts, -Bz-p-N 2 Az acetobróm-cukrok Bárcai-Kőrösi (one-pot) szintézise: C 2 D-Glcp Ac 2 Cl 4 Ac Ac AcC 2 Ac Ac Pentaacetil-glükopir anóz P+Br 2 2 AcC 2 Ac Ac Ac Br Acetobr óm-glükóz Az anomer halogenidek az anomer effektus elsősorban axiális (C 5 --C 1 n C 1 -Br σ kölcsönhatás ) térállásúak.

xidációs reakciók csoportok oxidálása DMS + vízelvonószer alkalmazásával - C C 3 -S-C 2 + 3 C + C 3 -S-C 3 a a vízelvonószer ecetsavanhidrid: Ac 2 + 2 = 2 Ac 3 C 3 C S 3 C + Ac R 2 C S Ac 3 C C 3 R C S R C 3 Ac R R C + C 3 S C 3 Moffat vízelvonószerként DCC-t alkalmazott: N C N + 2 N C N (DCU)

Swern erre a célra oxalil-kloridot és trietil-amint használt. C + DMS + (CCl) 2 + Et 3 N + DMS + C + C 2 + Et 3 N Cl Cl C C Cl oxalil-klorid

Redukciós reakciók a) aldehid ill. ketocsoportok redukciója hidroxilcsoporttá: C C 2 C 2 C NaB 4 C NaB 4 C ox. red. ox. red. D-glükóz-diacetonid Diaceton-D-glükóz D-allóz-diacetonid

Intermolekuláris éterek Védőcsoportok távollétében izomer keverékek keletkeznek: C 2 C C 2 2 Me forralás Me D-Glc α : β Ac = 66 : 33 Ac Ac Ac Ac Br + R- Glikozidok Ag 2 C 3 - Br Védőcsoportok jelenlétében az anomer centrumot aktiváljuk. (Koenigs-Knorr-típusú glikozilezés) Ac Ac NaC 3 C 3 Ac R β-d-glükopiranozid R aglikon Me

R Glikozilezés különböző donorokkal SR R N R CCl 3 3 C R' tioglikozid tr iklór acetamidát or toészter -40 o C C 2 Cl 2 NIS-Tf -45 o C C 2 Cl 2 TMSTf -30 o C C 2 Cl 2 TMSTf R R R R R' α/β anomerkeverék C 3 N I F 3 C S F 3 C S Si C 3 C 3 NIS N-Iodsuccinimid Tf Trifluormethansulfonsäure TMSTf Trifluormethansulfonsäuretrimethylsilylester

Diszacharidok lyan glikozidok, amelyekben az aglikon is egy cukormolekula. a az aldóz anomer centruma szabad, akkor redukáló diszacharidról beszélünk. C 2 C 2 C 2 C 2 α-glikozid-kötés β-glikozid-kötés C 2 α-d-glcp-(1 4)-D-Glcp Maltóz C 2 β-d-glcp-(1 Cellobióz 4)-β-D-Glcp

Nem redukáló diszacharidban mindkét cukor az anomer szénatommal vesz részt az éterkötés kialakításában, pl.: C 2 C 2 α -Glcp-(1 2)- β -D-Fruf Szacharóz (Nád- vagy répacukor) idrolíziskor a forgatás +ból -ba vált át, mert: Szacharóz= +66 o, Fruktóz = -92 o, Glükóz = +53 o, " Invertcukor" = -39 o

Poliszacharidok Cellulóz: β-d-glükoporanozil-(1,4)-β-d-glükopiranóz Kitin: β-d-n-acetil-glükózamin β-(1,4)-kapcsolódású homopolimere Keményítő: α-d-glükóz egységekből épül fel, melyek az amilózban α-(1,4)-kötéssel kapcsolódnak össze. elikális struktúra. Az amilopektinben az α-(1,4) kötések mellett 15-22 egységenként α-(1,6) kötések is vannak. A keményítő a növényi tartaléktápanyag. Az állati megfelelője a glikogén, aminek a felépítése megegyezik az amilopektinével.

A maltóz polimerje az amilóz (keményítő), mely spirálist képez: -α -Glcp-(1 4)- α -D-Glcp-(1 4)- A cellobióz polimerje a cellulóz, mely láncmolekulákat képez: -β -Glcp-(1 4)- β -D-Glcp-(1 4)-

B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

ligoszacharid szintézis A glikozidos kötés kialakítása két polifunkciós molekula S N reakciója sztereoszelektivitás biztosítása: a glikozil donor anomer hidroxilcsoportjának aktiválása megfelelő távozó csoport és reakciókörülmény alkalmazásával (C-2 szubsztituens, promóter). regioszelektivitás biztosítása: a glikozil akceptor hidroxil csoportjait megfelelő védőcsoporttal látjuk el a glikozilezni kívánt csoport kivételével. A donor molekula hidroxil csoportjait alkalmas módon szintén védeni kell. ortogonalitás: védőcsoportok kémiája, szelektíven eltávolítható egyik a másik mellől és fordítva. 1,2-transz (β-d-glüko) és 1,2-cisz glikozidok (α-d-glüko) PG PG PG PG LG -LG PG PG PG PG glikozílium kation PG PG PG PG Nu PG PG PG PG Nu nagyobbrészt alfa PG PG PG PG Nu PG PG PG NG -LG LG PG PG PG R glikozílium kation PG PG PG R PG PG PG R PG PG PG = protecting group (védőcsoport), LG = leaving group (távozó csoport), NG = neighbouring group (szomszéd csoport, pl. acil csoport) PG R aciloxónium kation Nu PG PG PG Nu R tisztán, ill. nagyobbrészt béta

Egy példa oligoszacharid szintézisre eparán szulfát származék CSA = kámforszulfonsav 1-naftil Cl CA: klóracetil K. Daragics, P. Fügedi Tetrahedron, 66 (2010) 8036-8046

N 2 N S S DTC: hidrazin-ditiokarbonát CAN: cérium-ammónium-nitrát

S - 3 C S + F F F C 3 DMTST: dimetil(metiltio)szulfónium-triflát 3 C S

Enzymatic disaccharide formation B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

Enantiomertiszta vegyületek előállításának kiindulási anyagai A. rtiz et al., rg. Biomol. Chem., 10, 2012, 5253-5257

Szénhidrátok jelentősége 1) Biokémiai folyamatok C-vitamin nukleinsavak dezoxicukrok: DNS 2) Gyógyszermolekulák Antibiotikumok Vakcinák C 2 2 dezoxi-d-r ibóz dezoxi-aminocukrok N 2 D-galaktózamin heparin

Gyógyszermolekulák Digitoxin - (Digitalis purpurea) szívhatású glikozidok 3 D-digitoxóz + digitoxigenin aglikon

C-vitamin (L-aszkorbinsav)

Glikozid típusú antibiotikumok Nem polién típusú makrolid antibiotikumok Aglikonjuk makrociklusos laktongyűrűt tartalmazhat eritromicin-a

Polién típusú makrolid antibiotikumok A nisztatin aglikonja a konjugált polién szerkezeti egység mellett egy gyűrűs ketál részt is tartalmaz. Gombaölő hatású, növeli a sejtfal permeabilitását, miután kötődik az ergoszterinhez, és ezért a gomba sejtplazmája kidiffundál a gomba sejtjei feloldódnak. nisztatin

Policiklusos antibiotikumok Antraciklin-glikozid antibiotikumok négy, lineárisan kondenzált (részben hidrált) aromás gyűrűt tartalmaz, amelyhez szénhidrát is kapcsolódik Rákellenes hatásúak, citotoxikusak daunorubicin doxorubicin

Szénhidrát vakcinák B. G. Davis, A. J. Fairbanks: Carbohydrate Chemistry xford University Press 2002.

Ciklodextrinek

Ciklodextrinek alkalmazása Anyagok védelme oxidáció és UV-degradáció ellen feldolgozás vagy tárolás során. Illat/aromaanyagok, fűszerek stabilizálása. Élelmiszer/gyógyszer keserűségének vagy kellemetlen illatának elfedése. Vízoldhatóság növelése. Szénhidrogének, szteroidok, zsírok, zsírsavak emulzifikálása. Kémiai reakciók katalízise. Kémiai reakciók közege. Elválasztástechnika (kromatográfia, kapilláris elektroforézis).