Applicazione del 2

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 16838 (2022) Citare questo articolo

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2 Altmetrico

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Qui presentiamo l'applicazione dei derivati ​​del 2-desossi-d-glucosio come sonde chirali per chiarire la configurazione assoluta degli alcoli secondari chirali. Le sonde vengono attaccate alle molecole studiate tramite reazione di glicosilazione e i prodotti risultanti vengono esaminati mediante una serie di esperimenti NMR 2D standard. La configurazione assoluta di un atomo di carbonio di ossimetina che lega la sonda viene stabilita sulla base di una serie di accoppiamenti dipolari diagnostici (NOE/ROE). Queste correlazioni possono essere considerate diagnostiche a causa di una marcata mancanza di libertà conformazionale del legame glicosidico formato. Mentre la possibilità di osservazione dei segnali diagnostici è massima quando il glicoside risultante è in un anomero α. Il 2-desossi-d-glucosio è stato selezionato come sonda di scelta poiché è noto che preferisce fortemente la formazione di α-glicosidi

Il gruppo ossidrile secondario è una delle funzioni più comuni, ma cruciali, presenti nei composti organici naturali e sintetici, che, nella maggior parte dei casi, introducono chiralità nella molecola. Diversi decenni fa, Mosher e colleghi proposero un metodo per chiarire la configurazione assoluta degli alcoli secondari, basato sulle reazioni di entrambi gli enantiomeri dell'MTPA con una molecola studiata e sull'attenta osservazione degli effetti di schermatura/deschermatura negli spettri NMR1. Questo metodo, con decine di modifiche, è stato utilizzato negli studi sugli alcoli secondari e su altre classi di molecole chirali con successo limitato2,3,4,5,6,7. Pur essendo ancora considerato uno standard, questo approccio non garantisce un risultato univoco, quindi è spesso gravato da presupposti pericolosi, che possono portare a conclusioni errate8,9.

Qualche tempo fa, il nostro gruppo ha proposto un nuovo metodo per assegnare la stereochimica degli alcoli secondari, che già riecheggiava nella letteratura mondiale10,11,12,13,14. Ha avuto origine dagli studi modello sull'amfotericina B; il suo background storico completo è stato presentato nel nostro precedente . Per farla breve, questo approccio si basa sull’osservazione che un legame glicosidico, formato tra un piranosio e praticamente qualsiasi aglicone chirale, mostra una libertà quasi non conformazionale. Mentre questo è vero sia per gli anomeri alfa che beta dei glicosidi risultanti, negli anomeri alfa la sonda piranosio si posiziona più vicino all'aglicone, il che consente l'osservazione di accoppiamenti dipolari diagnostici negli spettri NMR dei protoni.

Ad oggi, il nostro gruppo ha dimostrato l'applicabilità del D-glucosio, del D-mannosio e dell'L-ramnosio non modificati per chiarire la configurazione assoluta del 2-butanolo15. In questi studi è stato dimostrato che solo gli anomeri alfa sono utili. Successivamente, il derivato tetra-O-benzilico del D-mannosio ha prodotto uno studio stereochimico di successo su diversi composti naturali16. Mentre nel caso del (+)-mentolo sia gli anomeri alfa che quelli beta hanno mostrato accoppiamenti dipolari diagnostici, la formazione di beta glicosidi è generalmente considerata una complicazione, il che semplifica il processo di sintesi, isolamento e studi NMR.

Nella costante ricerca della migliore sonda possibile per lo zucchero, la nostra attenzione è stata attirata dal 2-desossiglucosio. Sebbene la chimica generale di questo esoso sia convincente e non del tutto compresa, è noto che la sintesi dei beta glicosidi di questo monosaccaride è piuttosto impegnativa17,18, quindi i beta-anomeri non si manifestano in alcun modo come sottoprodotti significativi della glicosidazione processi. Pertanto, in questo studio, abbiamo esaminato il processo di formazione dei derivati ​​tri-O-benzilici e tri-O-benzoilici del 2-desossiglucosio e la loro applicazione come sonde chirali per chiarire la configurazione assoluta degli alcoli secondari chirali.

Nel concetto proposto, il motivo dello zucchero, nel caso del 2-desossiglucosio, svolge il ruolo di una sonda molecolare stereochimicamente definita introdotta in un alcol secondario chirale selezionato creando un legame. Uno dei componenti di quel legame include il carbonio asimmetrico testato. L'utilità del metodo può essere verificata sui modelli proposti di alcoli secondari chirali come gli isomeri (1S,2R,5S)-( +)-mentolo, (-)-borneolo e (S)-2-butanolo. Il concetto del metodo proposto presuppone una sintesi chimica correlata alla formazione di un legame O-glicosidico tra la sonda e l'aglicone, seguita da una serie di studi spettroscopici NMR 2D, inclusa l'osservazione degli effetti Overhauser tra i protoni delle unità di carboidrati , unità alcoliche e l'uso di tecniche di modellazione molecolare per simulare le interazioni dei sistemi creati. Di seguito, abbiamo dimostrato il concetto generale del metodo proposto (Fig. 1):