Indoxylglykoside sind etablierte und weit verbreitete Werkzeuge für das Enzymscreening und die Überwachung der Enzymaktivität. Insbesondere für glukoseartige Strukturen erwiesen sich frühere Synthesen als schwierig und ergiebig. Unser neuartiger Ansatz verwendet Indoxylsäureester als wertvolle Zwischenprodukte, um eine beträchtliche Anzahl von Indoxylglykosiden in guten Ausbeuten zu erhalten.
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Methodenartikel
Synthese von Indoxyl-Glykoside zum Nachweis von Glycosidase Aktivitäten
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Indoxyl Glykoside erwies sich als wertvolle und vielseitige Werkzeuge zur Überwachung Glycosidase Aktivitäten. Indoxyle durch enzymatische Hydrolyse freigesetzt und werden schnell oxidiert, beispielsweise durch Luftsauerstoff, um Farbstoffe Indigo. Diese Reaktion ermöglicht eine schnelle und einfache Screening in vivo ohne Isolierung oder Reinigung von Enzymen sowie Schnelltests auf Agarplatten oder in Lösung (zB blau-weiß Screening, Mikrovertiefungen) und ist in der Biochemie verwendet, Histochemie, Bakteriologie und molekularen Biologie. Leider ist die Herstellung solcher Substrate als schwierig erwiesen, aufgrund verschiedener Nebenreaktionen und die geringe Reaktivität des Indoxyl Hydroxylfunktion. Speziell für Glukose artigen Strukturen geringe Ausbeuten beobachtet. Unser neuartiger Ansatz beschäftigt indoxylic Ester als Schlüssel-Zwischenprodukte. Indoxylic Estern mit unterschiedlichen Substitutionsmuster wurden auf skalierbare Wege vorbereitet. Phasentransfer Glycosylierungen mit den Akzeptoren und peracetyliertenGlycosylhalogeniden kann unter herkömmlichen Bedingungen in hohen Ausbeuten durchgeführt werden. Esterspaltung und nachfolgende milde Silber vermittelt Glykosylierung ergibt die peracetylierten indoxyl Glycoside in hohen Ausbeuten. Schließlich Entschützung nach Zemplén geführt.
Einleitung
Über lange Zeit war die Herstellung von Indigo ein wirtschaftlich sehr wichtiger Prozess. Bevor großtechnische chemische Synthesen kostengünstigen Zugang zu Indigo ermöglichten, wurden die Vorläuferstoffe bereits vor christlicher Zeitrechnung aus natürlichen Quellen gewonnen. Der Anbau indigoproduzierender Pflanzen (natürliches Indigo) in Europa wurde im 17th Jahrhundert unrentabel, da der Gehalt an Indigovorläufern in der indischen Indigopflanze (0,2–0,8 %) etwa 30-mal höher ist. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts verdrängte die chemische Synthese von Indigo den herkömmlichen Anbau1,2.
Natürlicherweise in Pflanzen vorkom....
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Protokoll
Allgemeine Bemerkungen:
Alle Reaktionen wurden mit einem Abzug und geeigneter persönlicher Schutzausrüstung durchgeführt. Alle Reagenzien und Lösungsmittel (p.a.; Wassergehalt für trockene Lösungsmittel: MeCN <50 ppm; Et2O <0,01%; CH2Cl2 <0,003%; THF <0,005%) wurden von gewerblichen Quellen bezogen und wie erhalten verwendet. Die TLC wurde an Merck Kieselgel 60 F254 Platten durchgeführt. Die Verbindungen wurden durch UV-Strahlung und/oder durch Behandlung mit EtOH/H2SO4 (9:1) und anschließender Erhitzung nachgewiesen. Die Säulenchromatographie wurde mit Merck/Fluka Kieselgel 60 ....
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Ergebnisse
Die ersten Synthesen von Indican und 5-Brom-indican wurden bereits 1927 und 1929 von Robertson veröffentlicht15,16. Durch die Verwendung von Methylester des Indoxylsäuremethylesters als Akzeptor wurde die reaktive 2-Position blockiert, wodurch Nebenreaktionen teilweise unterbunden wurden. Die Glykosylierung in Aceton/Natriumhydroxid, gefolgt von der Entschützung und Decarboxylierung (160 °C, Essigsäureanhydrid, 1 Stunde) sowie abschließend der Deacetylierung, führte zur Gewinnung von Indican und 5-Brom-indican.......
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Diskussion
Aufgrund schlechter Ausbeuten und Limitierungen, insbesondere für glukoseartige Strukturen und komplexere Saccharide, wurde ein neuartiger synthetischer Ansatz für Indoxylglykoside entwickelt. Indoxylsäureester erwiesen sich als wertvolle wichtige Zwischenprodukte und wurden auf einem modularen, skalierbaren Weg gewonnen. Alle Schritte sind ergiebig und durch billige Ausgangsmaterialien und einfache Aufarbeitung sind Multi-Gramm-Synthesen möglich. Der Vorteil des Allylester-Ansatzes ist die Blockierung der reaktiven 2-Po.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.
Danksagungen
Unterstützung dieser Arbeit durch Glycom A/S, Kopenhagen, Dänemark, wird dankbar gedankt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Essigsäureanhydrid | Grü ssing | 10298 | Ätzendes, entzündliches |
| Acetonitril | Sigma-Aldrich | 608-001-00-3 | Gesundheitsschädlicher, entzündbarer |
| Allylalkohol | Aldrich | 453021 | Gesundheitsschädlich, umweltschädlich |
| Amberlite IR-120 H+ | Fluka | 06428 | Reizend |
| Bromolessigsäure | Merck | 802260 | Ätzend, giftig, gefährlich für die Umwelt |
| 4-Brom-3-chlor-2-methylanilin | ABCR | AB 171687 | Reizstoff |
| Dichlormethan | ACROS | 326850010 | Schädlicher |
| Diethylether | Grü ssing | 10274 | gesundheitsschädliches, hochentzündliches |
| Dimethylformamid | ACROS | 348430010 | gesundheitsschädliches, entzündliches |
| Dimethylsulfoxid | Sigma-Aldrich | 41648 | |
| Ethylacetat | Sigma-Aldrich | 607-022-00-5 | Reizend, entzündbar |
| Ethylendiamintetraessigsäure | AppliChem | A1103.0500 | Reizend |
| β 1,3-Galactosidase, rekombinant, E. coli | Calbiochem | 345795 | |
| Salzsäure | VWR | 20252.290 | Korrosives |
| Magnesiumsulfathydrat | Merck | 105885 | |
| Methanol | ACROS | 326950010 | Giftiges, entzündliches |
| Morpholin | Janssen Chimica | 15.868.57 | Ätzend, entzündlich |
| Erdölether | Azelis | 111053 | Entzündlich, reizend, gefährlich für die Umwelt |
| Kaliumcarbonat | Grü ssing | 12005 | Ätzendes |
| Kaliumpermanganat | Grü ssing | 12056 | gesundheitsschädliches, oxidierendes |
| Kalium-tert-butoxid | Merck | 804918 | ätzendes, entzündliches |
| Pyridin | Sigma-Aldrich | 613-002-00-7 | gesundheitsschädliches, entzündliches |
| Silberacetat | Fluka | 85140 | Reizend, umweltschädlich |
| Natriumbicarbonat | Grü ssing | 12144 | Korrosives |
| Natriumhydrid | Merck | 814552 | Ätzendes, entzündliches |
| Natriumhydroxid | Riedel-de Hä en | S181200 | Ätzendes |
| Natriummethanolat | Merck | 806538 | Ätzendes, entzündliches |
| Natriumsulfat | Grü ssing | 12175 | |
| Tetrabutylammoniumhydrogensulfat | Lancaster | 5438 | gesundheitsschädliches |
| Tetrahydrofuran | Sigma-Aldrich | 87371 | gesundheitsschädliches, entzündliches |
| Tetrakis (Triphenylphosphin)palladium(0) | Sigma-Aldrich | 216666 | |
| Triphosgen | Fluka | 15217 | Giftiges |
| Tris (Hydroxymethyl)aminomethan Hydrochlorid | Sigma | T-3253 | Reizend |
Referenzen
- Clark, R. J. H., Cooksey, C. J., Daniels, M. A. M., Withnall, R. Indigo, Woad, and Tyrian Purple: Important Vat Dyes from Antique to the Present. Endeavour. 17, 191-199 (1993).
- Hunger, K. Industrial Dyes: Chemistry, Properties, Applications. , 1st, Weinheim. Wiley-VHC. (2003).....
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Nachdrucke und Genehmigungen
