| dct.abstract |
Viimeisten vuosikymmenten aikana on havaittu, että stereoelektroniset efektit ohjaavat merkittävästi glykosylaatioreaktioiden stereoselektiivisyyttä ja reaktionopeutta sekä glykosidien hydrolyysiä. Useimmat näistä reaktioista tapahtuvat nykytiedon mukaan kationisen oksokarbeniumionivälivaiheen kautta. Heteroatomisubstituenttien on mallinnus- ja synteesikokeiden perustella päätelty hakeutuvan aksiaaliseen asemaan, jossa ne ovat lähempänä 1-hiilen tyhjää orbitaalia, jolloin ne pystyvät elektronitiheyttä luovuttamalla stabiloimaan oksokarbeniumionia. Alkyylisubstituenteilla vastaavaa vuorovaikutusta ei pääse syntymään, jolloin ne hakeutuvat ekvatoriaaliseen asemaan oksokarbeniumionissa.
Stereoelektroniset efektit eivät kuitenkaan ole ainoat tekijät, jotka määräävät glykosylaatioreaktion stereoselektiivisyyden ja reaktionopeuden, vaan ne vaikuttavat yhdessä muiden tekijöiden kanssa, joihin kuuluvat mm. liuottimen poolisuus, steeriset esteet ja torsionaaliset tekijät.
Pro Gradu -työn kokeellisessa osassa tutkittiin 2-D-deoksiribosidien 3-O- ja 5-O-suojaryhmien ja lämpötilan vaikutusta 5-jodiurasiilin ja 2-D-deoksiribosidin glykosylaatioreaktion stereoselektiivisyyteen. 3-O-suojaryhminä käytettiin 4-oksopentanyyliryhmää, pentanyyliryhmää, asetyyliryhmää ja metyyliryhmää. 5-O-suojaryhmänä oli tert-butyylidifenyylisilyyliryhmä (TBDPS-ryhmä), paitsi kahdessa reaktiossa, joissa sekä 5-O- että 3-O-suojaryhminä oli metyyliryhmä.
Termodynaamisessa kontrollissa (t=30 °C) reaktiot olivat odotetusti α-selektiivisiä mahdollisen anomeerisen efektin vuoksi. Tosin permetyloitu 2-D-deoksiribosidi reagoi heikommalla 58 % α-selektiivisyydellä kuin 5-O-TBDPS-suojatut 2-D-deoksiribosidit (88-95 %), mistä voidaan päätellä, että 5-O-suojaryhmän steeriset esteet saattoivat olla osasyy reaktioiden α-selektiivisyyteen anomeerisen efektin lisäksi. Lisäksi steerisesti suuremmilla 3-O-asyyliryhmillä (4-oksopentanyyliryhmä, pentanyyliryhmä) α-selektiivisyydet olivat 88 %, kun taas steerisesti pienemmillä 3-O-suojaryhmillä (metyyliryhmä ja asetyyliryhmä) α-selektiivisyydet, mikä saattaa myös johtua steerisistä esteistä. Erot selektiivisyyksissä eri 3-O-suojaryhmillä ovat tosin melko vähäiset, kun 2-D-deoksiribosideilla oli sama 5-O-TBDPS-suojaryhmä.
Alhaisemmassa lämpötilassa (t=0 °C tai -7 °C) olevat reaktiot olivat heikosti β-selektiivisiä. 3-O-asyyliryhmillä suojatut 2-D-deoksiribosidit reagoivat melko vaatimattomalla β-selektiivisyydellä verrattuna muissa tutkimuksissa saatuihin β-selektiivisyyksiin, joissa oli käytetty asyylisuojaryhmiä. Tosin 3-O-asyyliryhmillä glykosylaatioreaktiot 0 °C lämpötilassa olivat vielä β-selektiivisiä, kun taas vastaava 3-O-metyyliryhmällä suojatulla 2-D-deoksiribosidilla reaktio 0 °C lämpötilassa oli selvästi α-selektiivinen. Syy, miksi β-selektiivisyydet olivat melko vaatimattomat, saattoi johtua liian korkeasta reaktiolämpötilasta tai liian pitkästä reaktioajasta (17-18 h). Tähän viittaa se, että edellä mainitulla 3-O-metyyliryhmällä suojatulla 2-D-deoksiribosidilla reaktio -7 °C lämpötilassa oli jo heikosti β-selektiivinen, eli lämpötila vaikutti huomattavasti glykosylaatioreaktion stereoselektiivisyyteen.
β-selektiivisyydet saattoivat johtua α-triflaattivälivaiheen muodostumisesta, sillä reaktioissa käytettiin TMSOTf:a Lewis-happona, joka muodostaa triflaattianionia (TfO-) reaktioliuokseen. Aiemmin julkaistuissa tutkimuksissa β-selektiivisyyden on päätelty joissakin tapauksissa johtuvan nukleofiilin SN2-tyyppisestä, β-selektiivisestä reaktiosta α-triflaattivälivaiheen kanssa. Toinen vaihtoehtoinen, muttei välttämättä edellistä poissulkeva vaihtoehto saattaa olla TfO- -anionin sitoutuminen muulla kuin kovalenttisella tavalla oksokarbeniumionin α-puolelle, jonka vastakkaiselta puolelta nukleofiili hyökkäisi.
Suorittamalla toistoja, reaktion NMR-seurannan sekä tekemällä glykosylaatioreaktiot lyhyemmillä reaktioajoilla ja alhaisemmissa lämpötiloissa voisi saada varmempaa tietoa reaktiomekanismista ja stereoelektronisten tekijöiden vaikutuksesta. |
fi |
