Ribose-Synthese: Eine praktische 4-Stufen-Methode

Eine praktische, vierstufige Methode kann Ribose aus einem L-Arabinose-Derivat synthetisieren, hauptsächlich unter Verwendung der Swern-Oxidationstechnik und einer anschließenden stereoselektiven Reduktion sowie Inversion der 2-Hydroxygruppe des L-Arabinose-Derivats. Laut J Stage können die Ergebnisse dieser speziellen Methode, wenn der Prozess korrekt durchgeführt wird, eine relativ hohe Ausbeute von 76,3 Prozent aus geschützten L-Arabinose-Derivaten zeigen, was einen signifikanten Anstieg der experimentellen Effizienz darstellt.

Benötigte Dinge

• L-Arabinose
• 16,4 g, 100 Millimolar Methyl-beta-L-Arabinopyranosid
• 38,6 g, 300 Millimolar 2,2-Dimethoxypropan
• 130 Milliliter trockenes Dimethylformamid
• Amberlyst 15, 1 g
• Magnetrührer
• Dimethylsulfoxid (DMSO)
• Oxalylchlorid
• Reduktionsmittel wie LiAlH4
• EtOH
• 80-prozentige Essigsäure (AcOH)
• Methyl-beta-L-Ribopyranosid
• Silicagel-Säulenchromatographie-Apparat
• Becherglas
• Bunsenbrenner

Anweisungen

Schritt 1: Reines Sirup des L-Arabinose-Derivats herstellen

Stellen Sie einen ausreichend reinen, farblosen Sirup des L-Arabinose-Derivats 3,4-O-Isopropyliden-beta-L-Arabinosid aus L-Arabinose her. Dies wird erreicht, indem 16,4 g, 100 Millimolar Methyl-beta-L-Arabinopyranosid mit 38,6 g, 300 Millimolar 2,2-Dimethoxypropan in 130 Millilitern trockenem Dimethylformamid in Gegenwart von Amberlyst 15, 1 g, gemischt werden. Dies erfordert mechanisches Rühren bei Raumtemperatur für 18 Stunden. Filtern Sie das Harz und verdampfen Sie das Lösungsmittel, dann codampfen Sie den produzierten Rückstand mit m-Xylol. Das Produkt ist L-Arabinose in sirupartiger Form.

Schritt 2: Swern-Oxidation durchführen

Unterziehen Sie das L-Arabinose-Derivat einer Swern-Oxidation. Dies ist ein Standardchemieverfahren, das den Einsatz von giftigen Metallen vermeidet, wie von Organic Chemistry erläutert. Dimethylchlorosulfonium-Ion wird durch Reaktion von DMSO mit Oxalylchlorid bei -78 Grad Celsius erzeugt. Dieses Zwischenprodukt wird dann deprotoniert, um ein Schwefelylid zu bilden, das dann intramolekular deprotoniert wird, um das Produkt zu liefern.

Schritt 3: Reduktion durchführen

Führen Sie eine Reduktion in Gegenwart eines effektiven Reduktionsmittels wie LiAlH4 oder LiAlH(OtBu)3 in EtOH bei null Grad Celsius durch.

Schritt 4: Deprotektion der Isopropylidengruppe

Entfernen Sie die Isopropylidengruppe des Derivats (die sich möglicherweise noch nicht getrennt hat), indem Sie die Verbindung zu 80-prozentiger AcOH, Methyl-beta-L-Ribopyranosid geben und überschüssige, unerwünschte Gruppen abschütteln, indem Sie die resultierende Mischung einer Silicagel-Säulenchromatographie unterziehen.

Schritt 5: Wiederholung zur Verbesserung der Ausbeute

Wiederholen Sie die Swern-Oxidation, Reduktion und Deprotektion mit der resultierenden Mischung, um die mittlere Ausbeute weiter zu verbessern, und deprotektieren Sie dann die anomere Position der endgültigen Verbindung, indem Sie sie mit 0,8 molarer Salzsäure behandeln.

Schritt 6: Neutralisation

Neutralisieren Sie die Reaktionsmischung mit einem Säurekatalysator wie dem Dowex 50w Kationenaustauschharz in Wasserstoffion-(H+)-Form, um das endgültige, benötigte Produkt, L-Ribose, zu erzeugen.