Новые подходы к стереоселективному синтезу О-гликозидов

Образование О-гликозидной связи. Общий анализ механизма

синтез глюкозамин оксазолиновый Очевидно, возможно несколько вариантов механизма для процессов химического синтеза гликозидов. Большинство методов зависят от создания некоторой разновидности карбокатионного центра при С-1, который затем может реагировать с нуклеофильным гидроксильным соединением с образованием гликозида. Также возможен путь через анионные интермедиаты. Вероятно, большинство реакций гликозилирования происходят через предварительное равновесие с ионным интермедиатом, который затем превращается через переходное состояние в продукт.

Для образования О-гликозидной связи по первому пути гликозильный донор, содержащий уходящую группу при аномерном центре, должен вступить во взаимодействие со свободной гидроксильной группой гликозильного акцептора в присутствии электрофильного катализатора (промотера) (схема 4). Для эффективного и стереоспецифичного синтеза гликозидов необходимо тщательным образом подобрать комбинацию гликозильного донора и промотера.

Схема 4

Из схемы 5 очевидно, что два атома кислорода при одном атоме углерода (С-1) как пиранозной, так и фуранозной форм моносахарида — это уже достаточное основание для создания существенного положительного заряда на этом атоме. Вследствие этого, для молекулы открываются две возможности реагирования: во-первых, облегчается диссоциация по связи С1-X с образованием соответствующего карбкатиона, катионный центр которого стабилизирован взаимодействием с р-уровнем (неподеленной электронной парой) эндоциклического атома кислорода; во-вторых, достаточно большой положительный заряд на углероде создает благоприятную предпосылку для непосредственной атаки его нуклеофильным реагентом. Другими словами, ожидается, что полуацетальный гидроксил или уходящая группа при аномерном центре пираноз и фураноз будет легко замещаться нуклеофильно как по механизму SN1; так и по механизму SN2 (Схема 6).

Схема 5.

Схема 6.

В соответствии с общими закономерностями реакций нуклеофильного замещения, в случае реализации мономолекулярного механизма (SN1) ожидается образование продукта реакции в виде смеси диастереомеров (т.е би в-форм), так как карбкатионный фрагмент переходного состояния молекулы плоский; если же процесс пойдет по синхронному бимолекулярному пути (SN2) — пространственная структура продукта будет зависеть от конфигурации исходного моносахарида: из б-формы образуется в-гликозид, из в-формы — б-гликозид, так как атака нуклеофила осуществляется в тыл связи С-X и завершается обращением конфигурации реакционного центра 7, С. 52,53.