🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

РЕГИОСЕЛЕКТИВНЫЙ СИНТЕЗ И СВОЙСТВА АЦЕТИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ФЕНОЛГЛИКОЗИДОВ

Работа №200821

Тип работы

Диссертация

Предмет

химия

Объем работы126
Год сдачи2018
Стоимость700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
6
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 6
1. 2-О-АЦЕТИЛАРИЛГЛИКОЗИДЫ. МЕТОДЫ СИНТЕЗА.
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 2-О-Ацетиларилгликозиды. Нахождение в природе и биологическая
активность 11
1.2 Методы защиты гидроксильных групп углеводов для получения
строительных блоков 14
1.2.1 Ацильные группы (сложноэфирная защита) 15
1.2.1.1 Ацетаты 15
1.2.1.2 Бензоаты 18
1.2.1.3 Пивалоильная защита 19
1.2.1.4 Хлорацетаты 21
1.2.2 Простые эфиры 22
1.2.2.1 Бензиловые эфиры 22
1.2.2.2 Аллиловые эфиры 24
1.2.2.3 Кремний содержащие эфиры 25
1.2.3 Ацетали и кетали 26
1.2.4 Аномерные защитные группы 27
1.3 Особенности О-гликозидной связи. Методы гликозилирования 29
1.3.1 Метод Фишера 30
1.3.2 Метод Кенигса и Кнорра 31
1.3.3 Гликозилирование по Михаэлю 33
1.3.4 Межфазное гликозирование 33
1.3.5 Катализ кислотами Льюиса 34
2. ИССЛЕДОВАНИЕ КИСЛОТНО-КАТАЛИЗИРУЕМОГО АЛКОГОЛИЗА
ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО УДАЛЕНИЯ АЦЕТИЛЬНЫХ ГРУПП В АРИЛГЛИКОЗИДАХ 36
2.1 Исследование факторов, влияющих на реакцию кислотно-
катализируемого алкоголиза и получение 2-ацетил арилгликозидов 36
2.2 Определение кинетики реакции алкоголиза ацетильной группы 2-О-
ацетиларилгликозидов 41
2.3. Квантово- химическое моделирование реакции алкоголиза ацетильных групп ацетилгликозидов 46
3. ПРИМЕНЕНИЕ АЛКОГОЛИЗА В СИНТЕЗЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ БЛОКОВ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛИГОСАХАРИДОВ И ПРИРОДНЫХ АРИЛГЛИКОЗИДОВ 53
3.1 Использование 2-О-ацетилгликозидов в синтезе сиалил-(а2-3)-
галактозного блока 53
3.1.1 Получение 2-О-ацетилметоксифенил галактопиранозида 54
3.1.2 Получение галатозил акцепторов (11 и 17) 56
3.1.3 Применение галактозил-акцепторов 11 и 17 в синтезе сиалил-
галактозного блока 58
3.1 Применение кислотно-катализируемого дезацетилирования на примере
синтеза дигликозидов сложных эфиров гидроксибензойных кислот и салицилового спирта 61
3.2.1 Ретросинетический анализ дигликозидов на примере Virgaureoside A . 62
3.2.2 Применение кислотно-катализируемого алкоголиза в синтезе
Virgaureoside A и iso- Virgaureoside A 65
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 69
4.1 Получение доноров для гликозилирования 70
4.1.1 Получение 2,3,4,6 тетра-О-ацетил-а-Э-глюкопиранозилбромида 70
4.1.2 Получение нер-ацетилированных гликозидных доноров 71
4.2 Получение фенолгликозидов 72
4.2.1 Гликозилирование по Гельферху, катализируемое BF3 * Et3N 72
4.2.2 Гликозилирование методом сплавления с н-толуолсульфокислотой 73
4.2.3 Гликозилирование с использованием оксида серебра и хинолина 74
4.2.4 Гликозилирование c использованием карбоната калия и безводного
ацетона 74
4.2.5 Получение а-фенолгликозидов методом сплавления с ZnCl2 75
4.3 Бромирование метильной группы гликозида (2) 76
4.4 Общая процедура снятия защитных групп и ацетилирования гликозидов
29 и 30 77
4.5 Конденсация гликозидных частей 25 и 26, 25 и 31 78
4.6 Селективное снятие ацильной защиты 80
4.7 Получение 2-О-ацил-Д-О-галактопиранозидов 12a и 16 с использованием
стратегии защитных групп 85
4.8 Селективное снятия ацильной защиты дигликозидов 87
4.9 Синтез галактозил-акцептора 89
4.10 Получение дисахаридного блока ганглиозида GM3 91
4.11 Синтез полностью ацетилированного PMP-дисахарида 22 93
4.12 Синтез имидатного донора 24 из 22 95
ВЫВОДЫ: 97
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 98
ПРИЛОЖЕНИЕ A 122
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 124

Актуальность работы. В природе широко встречаются частично ацетилированные фенолгликозиды. Такие соединения интересны для фармакологии, поскольку имеют биологическую активность, отличную от неацетилированных соединений с тем же скелетом. Наибольший интерес представляют природные фенолгликозиды, содержащие одну ацетильную группу на 2-гидроксиле углеводной части. Также, 2-О-ацетилированные арилгликозиды являются специфическими маркерами для растений определенных семейств и служат своеобразными «отпечатками пальцев» для хемотаксономии.
Выделение таких соединений из растительного сырья представляет собой сложный процесс, не дающий гарантии выделения необходимого компонента с достаточными выходами. Помимо этого, содержание 2-O- ацетилгликозидов в природном сырье зависит от ряда факторов, таких как: сезон сбора растительного материала, вид растения, место сбора и условия сушки и обработки сырья. Кроме того, выход 2-О-ацетилгликозидов зависит и от метода их выделения. Так, при высоких значениях рН при экстрагировании (выше 5.5) снижается их количество [1] в связи с нестабильностью моноацетов в щелочной среде и вероятной миграцией ацетильных групп.
Получение 2-О-ацетилгликозидов прямым введением ацетильной группы в углеводный остаток невозможно, так как в этом случае преимущественно образуются 6-О-ацетильные производные [2]. Известны лишь единичные примеры многостадийных синтезов 2-О-ацетилгликозидов. Так, учеными из Китая был предложен полусинтетический путь получения 2- ацетилсалицина в 5 стадий [3]. Описан также синтез 2-О- ацетилгалактозида в 8 стадий как интермедиата в синтезе олигосахаридов [4].
Ранее на кафедре биотехнологии и органической химии ТПУ была открыта система HCl/EtOH/CHCl3, позволяющая проводить селективное дезацетилирование некоторых пер-ацетилгликозидов с получением ценных 2-
О-ацетилгликозидов, а также полностью дезацетилированных соединений с сохранением гликозидной связи. Однако механизм действия этой системы не исследован, равно как неизвестно и влияние строения ацетилированных гликозидов на их реакционную способность и селективность. Понимание механизма действия данной системы необходимо для широкого использования предложенного метода дезацетилирования в химии углеводов.
Цель работы: Разработка новых методов получения 2-0- ацетиларилгликозидов путем дезацетилирования пер-ацетатов под действием системы HCl/EtOH/CHCl3, исследование механизма этого процесса и применение реакции дезацетилирования в химии углеводов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Препаративный метод получения ряда 2-О-ацетиларилгликозидов
дезацетилированием пер-О-ацетиларилгликозидов действием
HCl/EtOH/CHCl3.
2. Закономерности влияния структуры пер-О-ацетиларилгликозидов на их реакционную способность и селективность в реакции кислотно- катализируемого дезацетилирования.
3. Результаты кинетических и квантово-химических исследований дезацетилирования и гипотеза, объясняющая найденную селективность стерическим экранированием 2-О-ацетильной группы со стороны агликонового фрагмента в ходе дезацетилирования.
4. Первый пример успешного применения 2-О-ацетил
галактопиранозида в качестве нуклеофила в реакции сиалилирования для синтеза ценного сиалил-(а2-3)-галактозного блока.
5. Первый полный синтез природного дигликозида Virgareoside A и его аналога iso- Virgaureoside A, которые были получены при использовании разработанной системы HCl/EtOH/CHCl3.
Научная новизна работы.
1. Впервые экспериментально и теоретически исследованы закономерности кислотно-катализируемого дезацетилирования пер- ацетилированных арилгликозидов, определено влияние строения углеводного фрагмента и агликона на селективность.
2. Впервые предложен одностадийный метод синтеза ряда 2-О- ацетиларилгликозидов.
3. Впервые определена скорость кислотно-катализируемого алкоголиза 2-О- ацетильной группы для ряда 2-О-ацетиларилгликозидов и выявлено влияние строения углеводного фрагмента и агликона на скорость алкоголиза.
4. Впервые предложены и реализованы подходы к получению ценных природных дигликозидов (Virgareoside A и iso- Virgaureoside A), а также строительных блоков практически важных олигосахаридов, в частности, сиалил-(а2-3)-галактозного блока.
Практическая значимость.
1. Предложен простой одностадийный метод селективного алкоголиза пер-ацетилированных арилгликозидов для получения 2-О- ацетиларилгликозидов, что делает их доступными для применения в химии углеводов.
2. Осуществлен синтез нового галактозильного строительного блока (п-метоксифенил 2-О-ацетил-4,6-О-бензилиден-0-0-галактопиранозида) с использованием кислотно-катализируемого алкоголиза ацетильных групп и показана возможность его применения для синтеза важного сиалил-(а2-3)- галактозного блока.
3. Впервые осуществлен синтез дигликозида растения Solidago virgaurea L- Virgaureoside A, а также дигликозида не найденного в природных источниках и не описанного в литературе - изо- Virgaureoside A с применением кислотно-катализируемого алкоголиза ацетильных групп пер- ацетилированных дигликозидов, благодаря чему возможно получение дигликозидов в количествах, достаточных для фармакологического изучения.
Апробация работы.
Отдельные части работы докладывались и обсуждались на II и III Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Высокие технологии в современной науке и технике» (Томск, 2013 г., 2014 г); Всероссийской конференции «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2014, 2018 гг.); Всероссийской конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск, 2015 г.); 18th European Carbohydrate Symposium: Eurocarb18 (Москва, 2015 г.); VI Всероссийской конференции c
международным участием «Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды» (Чебоксары, 2016 г.); Международном юбилейном конгрессе, посвященном 60-летию Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН «Фаворский-2017» (Иркутск, 2017 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 10 докладов, тезисы 13 докладов.
Объем и структура работы. Работа изложена на 126 страницах, содержит 11 рисунков и 9 таблиц. Состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы из 226 наименований, 2 приложений. Первая глава диссертации посвящена литературному обзору о нахождении в природе 2-О- ацетиларилгликозидов, методах защиты гидроксильных групп в арилгликозидах, а также методов гликозилирования для получения промежуточных продуктов. Вторая глава посвящена кинетическому и термодинамическому исследованию кислотно-катализируемого алкоголиза для селективного удаления ацетильных групп в арилгликозидах с использованием как экспериментальных методов, так и квантово-химических расчетов, в третьей главе описывается применение кислотно-катализируемого алкоголиза в синтезе строительных блоков для получения олигосахаридов и природных арилгликозидов. Четвертая глава посвящена описанию экспериментальной части работы.
Работа выполнена в Научно-образовательном центре им. Н.М.Кижнера Томского Политехнического университета. Работа поддержана проектами РФФИ № 18-33-00365 мол_а, РНФ №. 16-13-10244 и ВИУ - НОЦ Н.М.
Кижнера - 213/2018.
Автор выражает искреннюю благодарность к.х.н., старшему преподавателю Е.В. Степановой (Томский Политехнический университет) за всестороннюю помощь и постоянное внимание к работе. Отдельную благодарность, автор выражает д.х.н., ведущему научному сотруднику Л.О. Кононову (лаборатория химии углеводов им. Н.К. Кочеткова Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН) за возможность проведения отдельных исследований диссертационной работы, а также обсуждения этих результатов. Автор выражает признательность к.ф.-м.н., доценту Валиеву Р. Р. (кафедра оптики и спектроскопии физического факультета Национального исследовательского Томского государственного университета) за ценные консультации и помощь в проведении квантово-химических исследований

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


1. Впервые для реакций дезацетилирования (алкоголиза) пер- ацетилированных арилгликозидов определено влияние строения углеводной составяющей и агликона на скорость и селективность образования 2-О-ацетиларилгликозидов.
2. На основе ряда кинетических и квантово-химических исследований предложен механизм, рационально объясняющий найденную селективность дезацетилирования. Показано, что селективность дезацетилирования контролируется, как термодинамическими, так и кинетическими факторами.
3. Разработаны эффективные одностадийные методы синтеза 2-О- ацетиларилгликозидов путем кислотно-катализируемого алкоголиза доступных пер-ацетилированных арилгликозидов.
4. Разработан доступный способ получения галактозил-акцептора (параметоксифенил 2-О-ацетил-4,6-О-бензилиден-0-0-галактопиранозид) и показана возможность его применения в синтезе сиалил-(а2-3)- галактозного блока ценного ганглиозида GM3.
5. Впервые осуществлен синтез дигликозида растения Solidago virgaurea L- Virgaureoside A и iso- Virgaureoside A с применением кислотно- катализируемого алкоголиза.



1. Ruuhola, T. In vitro degradation of willow salicylates / T. Ruuhola, Julkunen- Tiitto, P. Vainiotalo // J. Chem. Ecol. -2003. - V.29. - №5. - P. 1083-1097.
2. Liang, P.H. A green and regioselective acetylation of thioglycoside with ethyl acetate / P.H. Liang, Y.J. Lu, T.H. Tang // Tetrahedron Lett. -2010. - №51. - P. 6928-6931.
3. Chen, S. Regioselective Acylation of 2'- or 3'-Hydroxyl Group in Salicin: Hemisynthesis of Acylated Salicins / S. Chen, P. Yuxin, B-K. Anna-Karin, P. Zhichao // Chem. Res. Chin. Univ.-2014. -V.30. -№ 5. -Р. 774-777.
4. Lehtila, R. L. Selectively protected galactose derivatives for the synthesis of branched oligosaccharides / R. L. Lehtila, J. O. Lehtila, M. U. Roslund, R. Leino // Tetrahedron. -2004. - № 60. -P.3653-3661.
5. Boeckler, G.A. Phenolic glycosides of the Salicaceae and their role as antiherbivore defenses / G.A. Boeckler, J. Gershenzon, S.B. Unsicker // Phytochemistry. -2011. -V.28. -P.1497-1509.
6. Abdel-Mageed, W.M. Antiparasitic antioxidant phenylpropanoids and iridoid glycosides from Tecoma mollis / W.M. Abdel-Mageed, E.Y. Backheet, A.A. Khalifa, Z.Z. Ibraheim, S.A. Ross // Fitoterapia. -2012. -Vol.83. - P. 500-507.
7. Zsoldos-Mady, V. Synthesis, Structure, and in-vitro Antitumor Activity of Some Glycoside Derivatives of Ferrocenyl-Chalcones and Ferrocenyl-Pyrazolines / V. Zsoldos-Mady, A. Csampai, R. Szabo, E. Meszaros-Alapi, J. Pasztor et al. // Chem. Med. Chem. -2006. -Vol.1. -P.1119-1125.
8. Lee, M. Salicortin-Derivatives from Salix pseudo-lasiogyne Twigs Inhibit Adipogenesis in 3T3-L1 Cells via Modulation of C/EBPa and SREBPlc Dependent Pathway / M. Lee, S.H. Lee, J. Kang, H. Yang, E.J. Jeong et al. // Molecules. - 2013. -Vol.18. -P.10484-10496.
9. Kim, C.S. Salicin derivatives from Salix glandulosa and their biological activities / C.S. Kim, L. Subedi, K.J. Park, S.Y. Kim, S.U. Choi et al. // Fitoterapia. - 2015. - Vol. 106. - P. 147-152.
10. Machida, K. Studies on the Constituents of Viburnum Species. On Phenolic Glycosides from the Leaves of Viburnum wrightii MIQ / K. Machida, M. Kikuchi // Chem. Pharm. Bull. -1993. -Vol.41. - №2. - Р. 248-251.
11. Kolehmainen, J. Importance of phenolic glucosides in host selection of shoot galling sawfly Euura amerinae, on Salix pentandra / J. Kolehmainen, H. Roininen, R. Julkunen-Tiitto, J. Tahvanainen //. J. Chem. Ecol. -1994. -Vol. 20. -№ 9. -Р. 2455 -2465.
12. Reichardt, P.B. Phenolic glycosides from Salix Lasiandra / P.B. Reichardt, H.M. Merken, T.P. Clausen, J. Wu // J. Nat. Prod. -1992. -Vol.55. -№7. -Р.970-973.
13. Ruuhola, T. Trade-off between synthesis of salicylates and growth of micropropagated Salix pentandra / T. Ruuhola, R. Julkunen-Tiitto // J. Chem. Ecol. -2003. -Vol. 29. -№7 -Р.1565-1588.
14. Kim, C.S. Salicin derivatives from Salix glandulosa and their biological activities / C.S. Kim, L. Subedi, K.J. Park, S.Y. Kim, S.U. Choi et al. // Fitoterapia. - 2015. - Vol. 106. - P. 147-152.
15. Keefover-Ring, K., Ahnlund, M., Abreu, I. N., Jansson, S., Moritz, T., Albrectsen, B.R. No Evidence of Geographical Structure of Salicinoid Chemotypes within Populus Tremula / K. Keefover-Ring, M. Ahnlund, I. N. Abreu, S. Jansson et al. // Plos one. -2014. -V. 9. -№10. -P.1-10.
..226


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ