Beta-D-(-)-arabinozakeng qo'llaniladigan qiymatga ega bo'lgan muhim chiral shakar molekulasidir. U farmatsevtika sintezi, oziq-ovqat qo'shimchalari, suvsizlantiruvchi vositalar, kosmetika va boshqa sohalarda muhim ilovalarga ega. Shuning uchun Beta-D-(-)-Arabinozni sintez qilishning turli usullari mavjud. Ushbu maqolada asosan sintetik usullarning ba'zilari keltirilgan.
Tabiiy mahsulotlardan beta-D-(-)-arabinozani ajratib olish:
Tabiiy mahsulotlardan Beta-D-(-)-Arabinozni olish usuli eng to'g'ridan-to'g'ri va yuqori toza mahsulotlarni olishi mumkin. Beta-D-(-)-arabinozaning eng keng tarqalgan tabiiy manbai bu D-ksiloza va D-glyukozadan tashkil topgan disaxarid bo'lgan ksilan. Beta-D-(-)-Arabinoza ksilanning strukturaviy birliklaridan biridir. Ksilanni o'simlik hujayralari devorlarida, masalan, lignin, sovuq hududlarda o'sadigan qarag'ay daraxtlarida va boshqalarda topish mumkin.
Beta-D-(-)-Arabinozning ekstraktsiya usuli ksilan bilan bir xil. Umuman olganda, kislota usuli eng ko'p qo'llaniladigan ksilan olish usuli hisoblanadi. Ksilan namunasi birinchi navbatda kislotali eritmaga qo'shiladi, shakar monomerlari agregatlardan ajratilguncha isitiladi, keyin filtrlanadi va yuviladi. Ksilan bilan ishlov berishdan so'ng, kislotali eritma tarkibidagi Beta-D-(-)-arabinoza neytrallash va kristallanish orqali ajratilishi va tozalanishi mumkin.
Kimyoviy sintez:
Hozirgi vaqtda Beta-D-(-)-Arabinoza sintezi uchun ko'plab samarali kimyoviy usullar mavjud. Mana bir necha usullar:
1. Glikogen yo‘nalishi:
Bu eng keng tarqalgan sintetik usullardan biridir
1-qadam: Ksilozadan ksiloza oling:
Beta-D-(-)-Arabinozaning glikogen yo'li sintezi ksilozadan boshlanadi. Ksiloza o'simlik hujayralari devorlarida hamma joyda mavjud bo'lgan olti uglerodli shakar bo'lib, uni ksilani gidrolizlash orqali olish mumkin (odatda o'simliklardan olinadi).
Xylan plus H2O → Ksiloza va boshqa shakar
Ksilan ko'p ksiloza molekulalaridan tashkil topgan polisakkarid bo'lib, odatda rangsiz yoki jigarrang kukunli moddadir. Gidroliz reaktsiyasi kislota yoki ferment tomonidan katalizlanishi kerak va gidroliz reaktsiyasi uchun odatda kislota katalizatori ishlatiladi. Gidrolizdan so'ng ksilozadan Beta-D-(-)-arabinoza sintez qilish uchun foydalanish mumkin.
2-qadam: Ksilozani L-arabinozaga aylantiring:
Ksilozani L-arabinozaga aylantirish glikogen yo'li orqali Beta-D-(-)-arabinoza sintezidagi asosiy qadamdir. Bu jarayon ksilozani arabinozaga aylantiruvchi bir qator reaksiyalarni katalizlash uchun fermentlar majmuasidan foydalanishni talab qiladi.
Birinchidan, ksiloza katalitik reaksiya orqali D-ksiloza ketozaga aylanadi.
Ksiloza plyus ATP → D-ksiloza ketoz va ADP
Ikkinchidan, D-ksiloza ketoza izomerizatsiya reaktsiyasi orqali L-ksiloza ketozaga aylanadi.
D-ksiloza ketuloza → L-ksiloza ketuloza
Keyin L-ksiloza glyuzidaza bilan katalizlangan reaksiya L-arabino-deoksi-geks-2-ulonat olish uchun Kuper siklizatsiyasiga oʻtkazildi.
L-ksiloz ketoza → L-arabinuron kislotasi
Nihoyat, arabinuron kislotasi ta'sirida arabinuron kislotasini L-arabinozaga kamaytirish uchun NADPH va glyukosidazadan foydalaning.
L-arabinuronik kislota plyus NADPH plyus H plyus → L-arabinoza va NADP plyus
Uchinchi qadam: L-arabinozani Beta-D-(-)-arabinozaga aylantirish:
L-arabinozani Beta-D-(-)-arabinozaga aylantirish reaksiyani katalizlash uchun bir qator fermentlarni talab qiladi.
Birinchidan, L-arabinoza fosforlanadi va arabinoza{1}}fosfat hosil qiladi.
L-arabinoza va ATP → arabinoza-6-fosfat va ADP
Keyin gidroliz reaktsiyasi arabinoza{0}}fosfatni Beta-D-(-)-arabinoza-5-fosfatga (Beta-D-(-)-arabinoza-5-fosfat) aylantiradi.
Arabinoza{0}}fosfat va H2O → Beta-D-(-)-arabinoza-5-fosfat
Nihoyat, Beta-D-(-)-arabinoza-5-fosfat defosforillanishdan oʻtib, Beta-D-(-)-arabinoza hosil qiladi.
Beta-D-(-)-arabinoza-5-fosfat → Beta-D-(-)-arabinoza va Pi
Beta-D-(-)-Arabinozaning glikogen yo'li sintezi ksilozadan boshlanadi. Avval ksilozadan ksiloza olinadi, keyin ksiloza L-arabinozaga, oxirida L-arabinoza Beta-D-(-)-arabinozaga aylanadi. Bu jarayon bir nechta ferment katalizlangan reaktsiyalardan foydalanishni talab qiladi, ularning har biri juda muhim. Ushbu sintez usuli orqali yuqori samarali, tejamkor va sof Beta-D-(-)-Arabinoza olish mumkin, bu uni biologiya, tibbiyot va kimyoviy sintez sohalarida qo'llash uchun mustahkam poydevor yaratadi.
2. Ritsarning reaktsiyasi:
1940-yillarda ishlab chiqilgan usul boshlang'ich material sifatida polixlorli aromatik uglevodorodlarni talab qiladi. Ritsar reaksiyasida polixlorli aromatik uglevodorodlar kislota va detarjan aralashmasi bilan reaksiyaga kirishadi, so'ngra aralashma bilan birga Obenzil-D-arabinoza qo'shiladi. Bir qator bosqichlardan so'ng Beta-D-(-)-arabinoza sintezlanadi.
Maxsus qadamlar quyidagilardan iborat:
1-qadam: Beta-D-(-)-Arabinozni tayyorlash uchun avval Beta-D-(-)-Arabinoza shakar va oldindan qo'shilgan reagentlarni tayyorlashimiz kerak va kislorod bilan ta'minlash eng keng tarqalgan ishlab chiqarish usullaridan biridir. U ikki bosqichdan iborat: birinchidan, metil-D-glyukofuranozid yod tuzi ishtirokida aromatizatsiya reaksiyasidan 4,6-O-metil anizol hosilalarini oladi; keyin 5-O burchak holatida aromatizatsiyalanadi.
2-qadam: Knight reaktsiyasi uchun zarur bo'lgan reagentlar va erituvchilarni tayyorlang. 30 ml 50 foizli sirka kislotasi va 10 g Beta-D-(-)-arabinoza shakarini o'z ichiga olgan shisha eritma tayyorlash va shu asosda keyingi bosqichlarga o'tish kerak.
3-qadam: Kislota katalizatori sifatida sulfat kislota qo'shing. Kislotali katalizatorni qo'shishdan oldin probirkaga 100 ml etanol, keyin esa 0,1 ml konsentrlangan sulfat kislota qo'shilishi kerak.
4-qadam: sovutish sharoitida borik kislotasini qo'shing. Erituvchi tizim xona haroratiga sovutilgandan so'ng, 150 ml izopropanol qo'shildi va keyin 0,1 ml borik kislotasi qo'shildi va muloyimlik bilan aralashtiriladi.
Beshinchi qadam: Reaktsiyali isitish. Shakar enol ester mahsulotini hosil qilish uchun eritmadagi aldozni to'liq reaksiyaga kirishish uchun doimiy haroratli yog 'hammomida taxminan 40 dan 50 minutgacha qizdiring.
6-qadam: Katalitik gidrogenlash. Reaksiya tugagach, probirka yog 'hammomidan chiqarilib, xona haroratiga qadar sovishini kuting. Keyin katalitik gidrogenlanish reaktsiyasini amalga oshirish uchun 1 millilitr n-geptan va 0,05 millilitr natriy volfram eritmasi qo'shing, ko'pincha bir necha kun kutish kerak.
7-qadam: mahsulotni ajratib oling. Mahsulot eritmadan suvga cho'mish usuli bilan ajratib olindi va mahsulot ultrabinafsha spektroskopiya, infraqizil spektroskopiya va yadro magnit aks sadosi kabi usullar bilan aniqlandi va tavsiflandi va reaktsiya mahsulotining tuzilishi chiqarildi.
3. Glikozidlanish reaksiyasi:
Bu usul ham juda mashhur bo'lib, uning xomashyosi D-ksilosiddir. Birinchidan, Obenzil-D-arabinozani olish uchun D-ksilozid va metanolni katalizator ta'sirida reaksiyaga kiriting. Keyinchalik, Obenzil-D-arabinoza substrat ishtirokida oksidlangan NaIO4 bilan reaksiyaga kirishadi, so'ngra quruq to'rtlamchi ammoniy tuzlari qo'shiladi va shu bilan Beta-D-(-)-Arabinoza olinadi.
Bir so'z bilan aytganda, Beta-D-(-)-Arabinoz yuqorida aytib o'tilgan bir necha usullar bilan sintez qilinishi mumkin, har bir usul o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega va turli xil haqiqiy ehtiyojlarga qarab turli usullar tanlanishi mumkin.