VIII.2.2. Высшие олигосахариды

Трисахарид раффиноза и тетрасахарид стахиоза встречаются в растениях почти столь же широко, как и сахароза. Раффиноза имеет структуру D-Gal-(16)--D-Glc-(12)--D-Fruf, а стахиоза - -D-Gal-(16)--D-Gal-(16)--D-Glc-(12)--D-Fruf. Оба олигосахарида являются невосстанавливающими; нетрудно заметить их родство с сахарозой.

Ряд олигосахаридов (как дисахаридов, так и высших) встречается в природе в виде гликозидов с различными агликонами; например, с агликонами стероидного характера; их можно представить обобщенной формулой (573):

Sug (сахар) – моносахарид или олигосахарид, связанный с положением 3 стероидной системы гликозидной связью; в положении 4(5) агликона часто находится двойная связь. Олигосахаридные цепи могут иметь как линейную, так и разветвленную структуру.

К стероидным гликозидам, в частности, относятся сердечные гликозиды (строфантин, уабаин и другие). Родственное строение имеют гликозиды, обуславливающие биологическую активность женьшеня, и ряд других гликозидов растительного и животного происхождения. Весьма важные биологические функции выполняют гликопротеины, в которых олигосахаридные цепи связаны О- или N-гликозидной связью с белками (полипептидными цепями); к ним относятся иммуноглобулины и групповые вещества крови. Олигосахаридные цепи этих соединений содержат 10 и более остатков моносахаридов.

Синтез олигосахаридов.

Олигосахариды синтезируют из соответствующих моносахаридов. Поскольку олигосахариды построены по типу гликозидов, их синтез – частный случай синтеза гликозидов. В качестве гликозилирующих реагентов используют некоторые производные моносахаридов; в частности, ацилгликозилгалогениды (стр. 290). Одна из основных проблем – обеспечить образование гликозида по определенному положению следующего моносахарида. Для решения этой проблемы все группы ОН этого моносахарида, которые не должны вступать в реакцию, защищают (временно модифицируют, лишая их возможности вступать в соответствующую реакцию), оставляя нетронутой лишь «нужную» группу. В качестве простого примера можно привести синтез дисахарида гентиобиозы по старинному, но до сих пор иногда применяемому методу Кёнигса-Кнорра:

Здесь взаимодействуют 2,3,4,6-тетраацетилглюкозилбромид (574) и 1,2,3,4-тетраацетилглюкоза (575), в которой незащищенной остается группа ОН при С⁶; в качестве катализаторов используют Ag₂CO₃ или Hg(CN)₂; образуется (16)-гликозидная связь, причем достаточно стереоселективно – преимущественно -конфигурации (происходит обращение конфигурации исходного гликозилгалогенида). Продукт реакции – октаацетат гентиобиозы (576) – может быть превращен в саму гентиобиозу после снятия ацетильной защиты.

Подобная стратегия – защита «лишних» функциональных групп – исключительно широко используется в органическом синтезе; в частности, она является ключевой в синтезах in vitro таких важнейших природных соединений, как пептиды и белки, олигонуклеотиды и нуклеиновые кислоты. Набор приемов защиты и ассортимент защитных групп исключительно велики. [Кстати, соединение (575) получить не так уж сложно – для этого нужно вначале получить тритильный эфир по С⁶ (стр. 288), далее проацетилировать все остальные группы ОН, а затем аккуратно снять тритильную защиту с группы ОН при С⁶, не затронув ацетильную защиту (такие условия известны, например, действие CF₃COOH)].

В настоящее время разработаны более совершенные, нежели метод Кёнигса-Кнорра, способы синтеза олигосахаридов (например, использование ортоэфиров). Эти способы рассматриваются в специальных курсах.