|
|
|
Главная --> Справочник терминов Метилированных производных тельно как-то «пометить» атомы кислорода, использованные для образования гликозидной связи и для образования циклов. Непосредственно сделать это нельзя (по крайней мере современными средствами). Но можно решить почти эквивалентную обратную задачу: «пометить» все те кислородные атомы моносахаридного остатка, которые не использованы для образования гликозидных связей и циклов. Это достигается методом метилирования. Спиртовые гидроксилы полисахарида можно превратить в простые эфиры, как и всякие спирты. Простейшая возможность — метиловые эфиры. Для этого полисахарид надо обработать теми или иными метилирующими агентами (например, йодистым метилом) — прометилировать. Идея метода заключается в том, что метиловые эфиры Сахаров устойчивы в условиях кислотного гидролиза гликозидных связей. Поэтому после гидролиза метилового эфира полисахарида можно получить метиловые эфиры входящих в его состав моносахаридов, причем метиль-ные группы в них окажутся в тех же самых положениях, в которых они были в соответствующих моносах аридных остатках полисахаридной цепи. Напротив, неметилированными в них будут те гидроксилы, которые были использованы для образования гликозидных связей и освободились при гидролизе. Таким образом, установив строение метилированных моносахаридов и, следовательно, положение в них метильных групп, можно выяснить, какими своими положениями эти моносахариды были связаны в исходной полисахаридной цепи. Все это можно проследить на примере метилирования растворимого ламинарина, фрагмент которого представлен на схеме (с. 53). Количественный анализ состава смеси метилированных моносахаридов, полученных из полисахарида, позволяет установить также среднюю длину линейных участков цепей, или среднюю частоту разветвлений (по соотношению продуктов типа 2 и 3), а также оценить среднюю молекулярную массу полисахарида по соотношению продуктов типа 2 и 1 (для неразветвленных полисахаридов) *. Для метилированных моносахаридов аналогичное превращение дает частично метилированные и частично аце-тилированные полиолы. Характерное направление фрагментации таких производных — это разрыв С—С-связи около метоксильной группы. Особенно характерен такой разрыв между двумя соседними метоксильными группами (если такая пара в молекуле имеется): По таким фрагментам можно установить положение метоксильных групп, т. е. решить главную задачу, возникающую при структурном исследовании метилированных моносахаридов. Неопределенность, возникающая здесь из-за относительно высокой их симметрии (т. е. либо 2,3-ди-О-метил-, либо 4,5-ди-О-метил-) может быть легко устранена аналогично тому, как описано выше, т. е. с применением дейтероборгидрида на стадии восстановления. Вообще надо сказать, что введение изотопной, особенно дейтериевой, метки — весьма распространенный прием в масс-спектрометрии. Вот, например, как была доказана бутлеровская структура 4-0-метил-В-глю-куроновой кислоты, полученной синтетически в виде метилового эфира 33: Для получения сполна метилированных моносахаридов из частично мети- свободных гидроксильных групп в полисахариде диметилсульфатом в присутствии щелочи с последующим гидролизом, в том числе ферментативным, или алкоголизом метилированного полисахарида и анализом метилированных продуктов гидролиза. Полностью метилированные по спиртовым гидроксилам моносахариды в пиранозной или фуранозной формах образуются из концевых нередуцирующих звеньев, тогда как не полностью метилированные - из средних звеньев любого места цепи. Один свободный спиртовой гидроксил указывает на положение присоединения другого остатка моносахарида, т.е. определяет положение гликозидной связи. Гликозидные гидроксилы оказываются неметилированными (см. 9.1). В качестве примера приведено получение метилированных моносахаридов из различных звеньев галактоглюкоманнана (схема 11.2). Полностью метилированный полисахарид гидролизуют до метилированных моносахаридов в присутствии серной и трифторук-сусной кислот. Реакционную смесь фракционируют с помощью распределительной хроматографии на целлюлозе или силикагеле [22], адсорбционной хроматографии или, лучше, газожидкостной хроматографии в виде летучих производных, например полностью метилированных метилгликозидов [23], частично метилированных ацетатов альдитов [24] или частично метилированных триметил-силильных эфиров [25]. Для дальнейшей идентификации этих Метод, позволяющий получить информацию о конфигурации гликозидных связей в полисахаридах при условии, что известен их моносахаридный состав и положения моиосахаридных звеньев, создан на основе спектроскопии ЯМР. Гидроксигруппы углеводных остатков превращают (преимущественно) в 0-метильные или О-триметилсилильные для исключения из спектров сигналов гидр-оксигрупп. Сигналы протонов при аномериых атомах углерода находятся в более низком поле, чем сигналы остальных протонов, причем химические сдвиги сигналов экваториальных протонов выше, чем для аксиальных. Полный структурный анализ полисахаридов осуществлен на основании данных спектров ЯМР 'Н метилированных моносахаридов и спектров ЯМР 'Н простых полисахаридов, таких как гликогены [56]. Методы спектроскопии ЯМР 13С, 19F и 31Р также могут быть использованы при определении места присоединения одного моносахарида к другому, причем в двух последних методах используются такие производные полисахаридов, как [19F] -трифторацетаты. Предпосылкой для развития масс-спектрометрического метода анализа частично метилированных моносахаридов явилось выяснение структур ионов, отвечающих основным пикам масс-спектра тетра-О-метил-а- Полученные результаты позволили разработать метод установления строения частично метилированных моносахаридов. Такие моносахариды превращают в метилгликозиды и метилируют свободные гидроксильные группы йодистым тридейтерометилом. Масс-спектры полученных веществ сравнивают с приведенными выше табличными данными. Показано, что масс-спектры стереоизомеров, например тетра-О-метил-а-метил-Д-глюко-пиранозида и тетра-О-метил-р-метил-Д-галактопиранозида, очень близки 80. Поэтому приведенную выше таблицу можно использовать для определения положения гидроксилов в любых частично метилированных Хотя использование масс-спектрометрии для установления строения [астично метилированных моносахаридов и является очень важным, >бласть применения масс-спектрометрического метода этим не ограничи-!ается. Выше уже приводились некоторые примеры использования масс-:пектрометрии для определения структуры моносахаридов. Метод бурно )азвивается*, и, без сомнения, в ближайшем будущем будут найдены гювые области для его дальнейшего применения. Теперь посмотрим, как устанавливают структуру и конфигурации моносахаридов и их метилированных производных в современных работах. Здесь решающую роль играют два метода — осколочная масс-спектрометрия для установления структур (без стереохимии) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для выяснения конфигураций асимметрических центров. При изучении нитрозирования N-метилированных производных 3,4-дигидро- количество полностью или частично метилированных производных раз- также для синтеза частично метилированных производных мно- метилированных производных. Элементарный состав различных видов коры, фенольных кислот, лигнинов и метилированных производных последних приведен в табл. 13 и 14. Кривые для тиолигнинов и щелочного лигнина показали максимум при 400, кривые для ацетилированных производных— у 1000, а для метилированных производных — при 1500. Обработка оксиэтилированного лигнина и его двух метилированных производных 66%-ной серной кислотой при 20° С и 5%-ной серной кислотой в течение 55 ч на водяной бане дало производные лигнина с 14,99, 19,3, 30,3%, 14,6, 19,8 и 30,9% метоксилов соответственно. По этим результатам Ишикава заключил, что данный тип кедрового лигнина содержал на структурную единицу с молекулярным весом 962,5 около семи гидроксиль-ных групп. Одна из этих групп была фенольная, тогда как остальные — вторичные или третичные по своей природе. Продолжая свои работы по окислительному распаду метилированного лигнина (см. Брауне, 1952, стр. 551), Рихтценхайн [124—126] использовал перманганатокалия для окисления следующих материалов: метилированных производных еловой древесины, лигнина Вилльштеттера; лигносульфоната лития; растворимого этаноллигнина; остатков древесины после приготовления этаноллигнина; лигнина Виллштеттера, обработанного 70%-ным раствором едкого кали при 170° С; сульфатного лигнина. Полученные выходы различных ароматических кислот даны -в табл. 5. Для получения частично метилированных производных обычно используют соответствующим образом защищенные моносахариды, защитные группировки с которых удаляют после метилирования. Синтез частично метилированных Сахаров является сложной проблемой, сходной с проблемой синтеза частично замещенных производных Сахаров, необходимых для синтеза олигосахаридов (см. гл. 17). Чрезвычайно распространенным является класс 6-дезоксиальдогек-соз. L-Рамноза найдена в многочисленных растительных 4 и бактериальных 5 полисахаридах, а также в растительных гликозидах в. L-Фукоза входит в состав полисахаридов, встречающихся в растениях и животных, и в олигосахариды молока '. Другие представители 6-дезоксиальдогексоз, в том числе и ряд частично метилированных производных, найдены главным образом в сердечных гликозидах 8. В самое последнее время соединения этого класса были обнаружены также в полисахаридах и гликолипи-дах грамотрицательных бактерий (см., например, 9^ 10) и в ряде антибиотиков и.  Многообразие органических Множества природных Модельные представления Модельными соединениями Модифицированных эпоксидных Модификации целлюлозы Модификации поверхности Максимальная температура Молекулярные комплексы |
- |
Навигация