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Sacáridos armados y desarmados

El método armado/desarmado de la glicosilación es una forma eficaz de evitar que las moléculas de azúcar se autoglicosilien al sintetizar disacáridos . Este método se reconoció por primera vez cuando los azúcares acetilados solo actuaban como aceptores de glicosilo cuando reaccionaban con azúcares bencilados. Los azúcares acetilados se denominaban "desarmados", mientras que los azúcares bencilados se denominaban "armados".

Efecto electrónico

La selectividad en la reacción se debe a que los ésteres tienen un mayor poder de atracción de electrones que los éteres. Un sustituyente con mayor capacidad de atracción de electrones provoca una mayor desestabilización del ion oxocarbenio . Esto ralentiza la vía de reacción y permite que se produzca la formación de disacáridos con el azúcar bencilado. Otros grupos de atracción de electrones eficaces que han demostrado selectividad son los halógenos y los grupos azido, mientras que la desoxigenación ha demostrado ser una herramienta eficaz para “armar” los azúcares. [1] [2]

Efecto de torsión

El desarme de los azúcares también se puede lograr mediante la adición de grupos protectores 1,3-dioxano y 1,3-dioxolano a los azúcares. Estos grupos protectores “encierran” los azúcares en una conformación de silla rígida. Cuando el azúcar forma el ion oxocarbenio necesario, se aplana en la posición anomérica. Este cambio en la configuración es una transformación de alta energía cuando hay grupos protectores cíclicos presentes, y conduce al “desarme” del azúcar. [3] Estos grupos se pueden eliminar fácilmente después de la glicosilación, “armando” eficazmente el azúcar y permitiendo el control de la glicosilación.

Estudios posteriores han demostrado que el efecto de los 1,3- dioxanos y 1,3- dioxolanos en el desarme de los azúcares se puede atribuir a la electrónica de los sistemas, así como a la tensión torsional. Cuando se forma un 1,3-dioxano entre O-4 y O-6, los oxígenos adaptan una geometría antiperiplanar con O-5. Esta orientación permite la hiperconjugación de O-5 a O-4 y O-6, eliminando la densidad electrónica de O-5. La pérdida de densidad electrónica en O-5 da como resultado una desestabilización del ion oxocarbenio, lo que ralentiza su formación y "desarma" el azúcar. Se realizaron experimentos alterando la configuración del O-6 y examinando la tasa de hidrólisis de estos compuestos. La orientación gauche-gauche vista en el segundo ejemplo tiene una mayor tasa de hidrólisis debido a su mayor longitud de enlace. El hidrógeno en C-5 puede hiperconjugarse con O-6, alargando efectivamente el enlace. Este aumento de la longitud del enlace disminuye la capacidad de atracción inductiva de electrones del O-6, lo que provoca una mayor tasa de hidrólisis que las otras dos conformaciones. [4] El efecto de la orientación antiperiplanar también es visible al comparar la hidrólisis de la glucopiranosa y la galactopiranosa. La glucopiranosa tiene una orientación antiperplanar entre O-4 y O-5, mientras que la galactopiranosa no la tiene y muestra el aumento apropiado de la reactividad. [5]

Ventaja sintética

La ventaja de “armar” y “desarmar” los donantes de glicosilo radica en su uso sintético. Al desarmar el glicosilo, se puede lograr un acoplamiento selectivo. La porción desarmada del disacárido puede entonces armarse a través de la desprotección selectiva. El disacárido puede entonces acoplarse a un azúcar desarmado. Este proceso puede repetirse tantas veces como sea necesario para lograr una síntesis eficiente de un oligosacárido deseado con una pérdida mínima de material por acoplamiento no deseado. Esto puede ser especialmente útil en métodos sintéticos de “una sola olla”. En estos métodos, se agregan múltiples azúcares a la mezcla de reacción. Uno de los azúcares se arma como el donante de glicosilo y reacciona rápidamente con un aceptor de glicosilo . El azúcar no reductor actúa entonces como un aceptor de glicosilo como un grupo protector que se pierde fácilmente en solución revela un grupo hidroxilo libre. Este reacciona con un donante que fue desarmado, formando el ion oxocarbenio a una velocidad más lenta, produciendo el trisacárido deseado. [6]

Véase también

Referencias

  1. ^ Mootoo, DR; Konradsson, P.; Udodong, U.; Fraser-Reid, B. (1988). "N-pentenil glicósidos armados y desarmados en acoplamientos de sacáridos que conducen a oligosacáridos". J. Am. Chem. Soc . 110 (16): 5583–4. doi :10.1021/ja00224a060.
  2. ^ Zhang, Z.; Ollmann, IR; Ye, XS; Wischnat, R.; Baasov, T.; Wong, CH (1999). "Síntesis programable de oligosacáridos en un solo paso". J. Am. Chem. Soc . 121 (4): 734–753. doi :10.1021/ja982232s.
  3. ^ Fraser-Reid, B.; Wu, Z.; Andrews, C. W.; Skowronski, E.; Bowen, JP (1991). "Efectos torsionales en la reactividad de los glicósidos: acoplamientos de sacáridos mediados por grupos protectores de acetal". J. Am. Chem. Soc . 113 (4): 1434–5. doi :10.1021/ja00004a066.
  4. ^ Jensen, HH; Nordstrøm, LU; Bols, M. (agosto de 2004). "El efecto desarmador del grupo 4,6-acetal sobre la reactividad de los glicósidos: ¿torsional o electrónico?". J Am Chem Soc . 126 (30): 9205–13. doi :10.1021/ja047578j. PMID  15281809.
  5. ^ Bülow, A.; Meyer, T.; Olszewski, T.; Bols, M. (2004). "La configuración C-4 como sonda para el estudio de las reacciones de glicosidación". Eur. J. Org. Chem . 2004 (2): 323–9. doi :10.1002/ejoc.200300540.
  6. ^ Raghavan, S.; Kahne, D. (1993). "Síntesis en un solo paso del trisacárido de ciclamicina". J. Am. Chem. Soc . 115 (4): 1580–1. doi :10.1021/ja00057a056.

Enlaces externos