Химики синтезировали неприродные энантиомеры циклодекстринов

Химики из Китая, Сингапура и США разработали синтез трех циклодекстринов, состоящих из неприродной L-глюкозы. Синтез удалось провести диастереоселективно за счет анхимерного эффекта защитной бензоильной группы, а структуру полученных продуктов ученые подтвердили с помощью рентгеноструктурного анализа. Исследование опубликовано в Nature Synthesis.

Циклодекстрины — это природные циклические полисахариды, состоящие из звеньев глюкозы. Они интересны тем, что могут образовывать комплексы типа гость-хозяин с неполярными соединениями, способными входить в гидрофобную полость циклодекстринового цикла. При этом из-за того, что в природе распространен только D-энантиомер глюкозы, природные циклодекстрины всегда существуют в виде одного энантиомера.

Но недавно ученые под руководством Фрейзера Стоддарта (J. Fraser Stoddart) смогли получить три циклодекстрина с неприродной оптической конфигурацией. Для этого они взяли защищенную по всем гидроксильным группам L-глюкозу и получили из нее два дисахарида с помощью нуклеофильного замещения толилтиольной группы при первом атоме углерода глюкозы.

Полученные дисахариды химики ввели сразу в две циклизации, в результате которых селективно получили олигосахарид из шести звеньев L-глюкозы, сочлененных одинаково. Каждый раз замещение проходило селективно за счет бензоильной защитной группы на соседнем гидроксиле: атом кислорода бензоильной группы перехватывал образующийся при замещении оксикарбениевый ион так, чтобы атака второго сахарида могла происходить только с другой стороны.

Далее шестизвенный олигосахарид химики ввели в финальную циклизацию с образованием предшественника циклодекстрина с защищенными гидроксильными группами. Целевой шестизвенный циклодекстрин получился в результате снятия защитных групп с общим выходом в 31 процент. Затем таким же образом ученые синтезировали неприродные аналоги семи- и восьмичленного циклодекстринов.

В результате химики разработали удобную методику синтеза неприродных энантиомеров циклодекстринов. Их структуру химики подтвердили с помощью ЯМР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Также исследователи показали, что синтезированный шестичленный циклодекстрин связывает терпеноид (−)-фенхон намного лучше, чем его зеркальный изомер (+)-фенхон, который хорошо связывается природным циклодекстрином.

Источник: N+1

Фото: Yong Wu et al. / Nature Synthesis, 2024