Beta-D-(-)-arabínósaer mikilvæg chiral sykursameind með breitt notkunargildi. Það hefur mikilvæga notkun í lyfjafræðilegri myndun, matvælaaukefnum, þurrkandi lyfjum, snyrtivörum og öðrum sviðum. Þess vegna eru ýmsar aðferðir til að búa til Beta-D-(-)-arabínósa. Þessi grein mun aðallega kynna nokkrar af helstu tilbúnu aðferðunum.
Útdráttur Beta-D-(-)-Arabínósa úr náttúrulegum vörum:
Aðferðin við að vinna Beta-D-(-)-Arabínósa úr náttúrulegum vörum er beinasta og hægt er að fá háhreinar vörur. Algengasta náttúrulega uppspretta Beta-D-(-)-arabínósa er xýlan, sem er tvísykra sem samanstendur af D-xýlósa og D-glúkósa. Beta-D-(-)-Arabínósi er ein af byggingareiningum xýlans. Xylan er að finna í plöntufrumuveggjum eins og ligníni, furutrjám sem vaxa á köldum svæðum o.s.frv.
Útdráttaraðferð Beta-D-(-)-Arabínósa er sú sama og xýlan. Almennt séð er sýruaðferðin algengasta xýlanútdráttaraðferðin. Xýlansýni er fyrst bætt út í súr lausn, hitað þar til sykureinliðurnar losna frá fyllingunum, síðan síuð og þvegin. Eftir xýlanmeðferð er hægt að aðskilja og hreinsa Beta-D-(-)-Arabínósa sem er í súru lausninni með hlutleysingu og kristöllun.
Efnasmíði:
Eins og er, eru margar árangursríkar efnafræðilegar aðferðir tiltækar fyrir myndun Beta-D-(-)-Arabínósa. Hér eru nokkrar leiðir:
1. Glýkógenleið:
Þetta er ein algengasta gerviaðferðin
Skref 1: Fáðu Xylose frá Xylan:
Nýmyndun glýkógenleiðar á Beta-D-(-)-Arabínósa byrjar frá xýlósa. Xylose er sex kolefnissykur sem er alls staðar í plöntufrumuveggja og hægt er að fá hann með því að vatnsrofa xýlan (venjulega unnið úr plöntum).
Xylan plús H2O → Xýlósa auk annarra sykra
Xylan er fjölsykra sem samanstendur af mörgum xýlósa sameindum og er venjulega litlaus eða brúnt duftkennt efni. Vatnsrofshvarfið þarf að vera hvatað með sýru eða ensími og sýruhvati er venjulega notaður fyrir vatnsrofsviðbrögðin. Eftir vatnsrof er hægt að nota xýlósa til að mynda Beta-D-(-)-arabínósa.
Skref 2: Umbreyttu xýlósa í L-arabínósa:
Umbreyting xýlósa í L-arabínósa er lykilskref í myndun Beta-D-(-)-arabínósa með glýkógenleiðinni. Þetta ferli krefst þess að notað sé sett af ensímum til að hvetja röð efnahvarfa sem breyta xýlósa í arabínósa.
Í fyrsta lagi er xýlósa breytt í D-xýlósa ketósa með hvataviðbrögðum.
Xylose plús ATP → D-xýlósi ketósa auk ADP
Í öðru lagi mun D-xýlósa ketósa umbreytast í L-xýlósa ketósa með ísómerunarviðbrögðum.
D-xýlósi ketúlósa → L-xýlósa ketúlósa
Síðan var efnahvarfið sem hvatt var af L-xýlósaglúsíðasa sett í Cooper hringrás til að fá L-arabínó-deoxý-hex-2-úlónat.
L-xýlósi ketósa → L-arabínúrónsýra
Að lokum, undir verkun arabínúrónsýru, notaðu NADPH og glúkósíðasa til að minnka arabínúrónsýru í L-arabínósa.
L-arabínúrónsýra plús NADPH plús H plús → L-arabínósi plús NADP plús
Þriðja skrefið: umbreyta L-arabínósa í Beta-D-(-)-arabínósa:
Umbreyting L-arabínósa í Beta-D-(-)-Arabínósa þarf sett af ensímum til að hvetja hvarfið.
Í fyrsta lagi er L-arabínósi fosfórýleraður til að mynda arabínósa-6-fosfat.
L-arabínósi plús ATP → arabínósa-6-fosfat plús ADP
Síðan breytir vatnsrofsviðbrögð arabínósa-6-fosfati í Beta-D-(-)-arabínósa-5-fosfat (Beta-D-(-)-arabínósa-5-fosfat).
Arabínósa-6-fosfat auk H2O → Beta-D-(-)-arabínósa-5-fosfat
Að lokum fer Beta-D-(-)-arabínósa-5-fosfat undir affosfórun til að mynda Beta-D-(-)-arabínósa.
Beta-D-(-)-arabínósa-5-fosfat → Beta-D-(-)-arabínósa plús Pi
Nýmyndun glýkógenleiðar á Beta-D-(-)-Arabínósa byrjar frá xýlósa. Fyrst er xýlósa fengin úr xýlani, síðan er xýlósa breytt í L-arabínósa og að lokum er L-arabínósa breytt í Beta-D-(-)-arabínósa. Þetta ferli krefst notkun margra ensímhvataðra efnahvarfa, sem hvert um sig er mikilvægt. Með þessari nýmyndunaraðferð er hægt að fá mjög skilvirkan, hagkvæman og hreinan Beta-D-(-)-Arabínósa, sem gefur traustan grunn fyrir beitingu þess á sviði líffræði, læknisfræði og efnasmíði.
2. Viðbrögð riddara:
Aðferðin, þróuð á fjórða áratugnum, krefst fjölklóraðra arómatískra kolvetna sem upphafsefni. Í Knight hvarfinu er fjölklóruðum arómatískum kolvetnum hvarfað með blöndu af sýru og þvottaefni og síðan er Obenzyl-D-arabinose bætt saman við blönduna. Eftir röð skrefa er Beta-D-(-)-Arabinose myndað.
Sérstök skref eru sem hér segir:
Skref 1: Til að undirbúa Beta-D-(-)-Arabinose þurfum við að undirbúa Beta-D-(-)-Arabinose sykur og forbætt hvarfefni fyrst og súrefnisgjöf er ein algengasta framleiðsluaðferðin. Það samanstendur af tveimur þrepum: í fyrsta lagi fer metýl-D-glúkófúranósíð í gegnum arómatiseringsviðbrögð í nærveru joðsalts til að fá 4,6-O-metýlanísól afleiður; arómatar síðan í 5-O-hornsstöðu. Skipulögð viðbrögð, og minnkar síðan til að fá Beta-D-(-)-Arabínósa.
Skref 2: Undirbúið hvarfefnin og leysiefnin sem þarf fyrir Knight hvarfið. Nauðsynlegt er að útbúa flösku af lausn sem inniheldur 30 ml af 50 prósenta ediksýru og 10 g af Beta-D-(-)-Arabinose sykri og halda áfram í næstu skref á þessum grundvelli.
Skref 3: Bættu við brennisteinssýru sem sýruhvata. Áður en súra hvata er bætt við skal bæta 100 ml af etanóli í tilraunaglasið og síðan 0,1 ml af óblandaðri brennisteinssýru.
Skref 4: Bætið við bórsýru við kælingu. Eftir að leysikerfið var kælt niður í stofuhita var 15 0 ml af ísóprópanóli bætt við og síðan var 0,1 ml af bórsýru bætt við og hrært varlega.
Skref fimm: Viðbragðshitun. Hitið í olíubaði með stöðugu hitastigi í um það bil 40 til 50 mínútur til að hvarfast aldósann í lausninni algjörlega til að framleiða sykurenólesterafurð.
Skref 6: Hvatavetnun. Eftir að hvarfinu var lokið var tilraunaglasið tekið úr olíubaðinu og leyft að kólna niður í stofuhita. Bætið síðan við 1 millilítra af n-heptani og 0,05 millilítra af natríumwolframatlausn til að framkvæma hvatavetnunarviðbrögð, oft þarf að bíða í nokkra daga.
Skref 7: Dragðu vöruna út. Varan var dregin út úr lausninni með dýfingaraðferð og varan auðkennd og einkennd með aðferðum eins og útfjólubláum litrófsgreiningu, innrauðri litrófsgreiningu og kjarnasegulómun og ályktað var um uppbyggingu hvarfafurðarinnar.
3. Glýkósíðunarviðbrögð:
Þessi aðferð er einnig mjög vinsæl og hráefni hennar er D-xýlósíð. Fyrst skaltu hvarfast D-xýlósíð og metanól undir virkni hvata til að fá óbensýl-D-arabínósa. Því næst er Obenzýl-D-arabínósa hvarfað við oxað NaIO4 í viðurvist hvarfefnisins, fylgt eftir með því að bæta við þurrum fjórðungum ammóníumsöltum, þannig að Beta-D-(-)-Arabínósa fæst.
Í orði, Beta-D-(-)-Arabinose er hægt að búa til með nokkrum aðferðum sem nefnd eru hér að ofan, hver aðferð hefur sína kosti og galla og mismunandi aðferðir er hægt að velja í samræmi við mismunandi raunverulegar þarfir.