ГЛИКОЗИДЫ (от греческого glykys-сладкий и eidos-вид), соединение, в которых остаток циклический формы моно- или олигосахарида (гликозильный, или углеводный, остаток) связан с др. органическое остатком (агликоном) через гетероатом; соответственно различают О-, N-, S-гликозиды и др. Связь между гликозильным остатком и агликоном называют гликозидной.

При образовании ГЛИКОЗИДЫ возникает новый асимметрич. гликозидный центральное Его конфигурацию обозначаютили в зависимости от того, совпадает она или нет с конфигурацией того углеродного атома моносахарида, который определяет принадлежность последнего к D- или L-ряду. Например, в изомерных метил-О-глюкопиранозидах конфигурация отражается формулой I, конфигурация-формулой II:

По размеру цикла углеводного остатка ГЛИКОЗИДЫ делят на фуранозиды (5-членные), пиранозиды (6-) и септанозиды. (7-); по числу моносахаридных остатков в углеводной части молекулы - на моноозиды, биозиды, триозиды и олигозиды (соответственно производные моно-, ди-, три- и олигосахаридов).

Присоединение гликозильного остатка к агликону (гликозилирование) повышает гидрофильность соединения, что играет важную роль в метаболизме. Мн. углеводные остатки, особенно олигосахаридные, выполняют функции специфический маркеров поверхностей клеток и биополимеров, обусловливающих их узнавание др. клетками.

К О-гликозидам в широком смысле слова относят не только ГЛИКОЗИДЫ с неуглеводными агликонами, но и внутр. ангидриды Сахаров (внутр. ГЛИКОЗИДЫ), олиго- и полисахариды. О-Г.-малолетучие кристаллич. или аморфные вещества. ГЛИКОЗИДЫ низших спиртов легко растворим в воде, спиртах, не растворим в малополярных органических растворителях. Растворимость Г. со сложными агликонами в значительной мере определяется химический особенностями последнего: соединение с полярными агликонами (например, ГЛИКОЗИДЫ полиолов) растворим в воде, соединение с крупными гидрофобными агликонами не растворим в воде и малополярных растворителях. Для олигозидов с большими малополярными агликонами (например, сапонины) характерны пенообразующие свойства. ГЛИКОЗИДЫ не обладают химический свойствами восстанавливающих Сахаров, обусловленными карбонильной группой, не подвержены мутаротации. Они легко ацилируются ангидридами и галоген-ангидридами кислот в пиридине с образованием сложных эфиров, алкилируются типичными алкилирующими агентами в сильнощелочных средах, образуют циклический ацетали и кетали при конденсации с карбонильными соединение, окисляются периодатами с расщеплением связей С—С, подвергаются кислотному гидролизу, алкоголизу, формолизу с расщеплением гликозидной связи. Скорость гидролиза в Наиб. степени зависит от размера цикла: фуранозиды гидролизуются на два порядка быстрее пиранозидов. Механизм гидролиза может быть представлен следующей схемой (знак ~ означает, что молекула ГЛИКОЗИДЫ может иметь иликонфигурацию):

Скорость ферментативного гидролиза, который осуществляется под действием гликозидгидролаз, зависит от структуры агликона. ГЛИКОЗИДЫ с алифатич. и алициклический агликонами устойчивы к действию растворов щелочей, с ароматические и нек-рыми гетероциклический агликонами - неустойчивы. Так, щелочное расщеплениеD-глюкопиранозидов с ароматические агликоном дает 1,6-ангидроглюкозу (левоглюкозан), что является препаративным методом синтеза последней.

Методы синтеза ГЛИКОЗИДЫ основаны на нуклеоф. замещении при гликозидном центре восстанавливающих Сахаров и их производных. Кислотный алкоголиз Сахаров в избытке спирта приводит к смеси четырех изомерных ГЛИКОЗИДЫ ( ипиранозидов, ифуранозидов), где в состоянии равновесия преобладают пиранозиды. Конкретный состав смеси зависит от конфигурации углевода. Для стерео- и региоселективного синтеза Г. с определенной конфигурацией гликозидного центра и размером цикла применяют гликозилирование агликонов производными углеводов с активированным гликозидным центром и полностью защищенными спиртовыми гидроксилами.

В качестве гликозилирующих агентов чаще всего используют: ацилгликозилгалогениды (например, формулы III), бензилгли-козилгалогениды, 5-членные циклический ортоэфиры (например, IV), производные пирувонитрила (например, V), оксазолиновые производные (например, VI).

Для синтеза арил-О-Г. применяют также сплавление полных ацетатов восстанавливающих Сахаров с фенолами в присутствии сильнокислых катализаторов (метод Гельфериха). Прир. О-Г. выделяют главным образом из растений.

К природные О-Г. относятся сапонины, гликозиды сердечные, флавоноидные коферменты (например, рутин), гликолипиды, гликопротеины, некоторые антибиотики.

Химическая свойства N-гликозидов сильно зависят от характера заместителей при атоме N. Алифатич. и ароматические N-Г., содержащие при N атом водорода, подвергаются мутаротации (подобно восстанавливающим сахарам) вследствие таутомерного превращения в форму шиффовых оснований, например:

Они легко подвергаются кислотному и щелочному гидролизу.

N-Гликозиламиды, в т.ч. N-гликозилмочевины, и соединение, в которых гликозидный атом N включен в амидную структуру, не склонны к мутаротации и по устойчивости к гидролизу сходны с О-Г. Алифатич. и ароматические ГЛИКОЗИДЫ, в которых гликозидный атом N обладает достаточно высокой основностью, подвергаются перегруппировке в 1-амино-1-дезоксикетозы (Амадори перегруппировка).

Алифатич. и ароматические N-Г. получают конденсацией восстанавливающих Сахаров с аминами; N-гликозиламиды и гликопептиды - восстановлением гликозилазидов с последующей N-ацилированием; нуклеозиды и их структурные аналоги-N-гликозилированием азотсодержащих гетероциклический соединений ацилгликозилгалогенидами и их аналогами.

К природные N-Г. относятся нуклеозиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, гликопротеины, некоторые смешанные биополимеры, в которых гликозидная связь соединяет углеводные и пептидные цепи через амидный атом N остатка аспарагина. Многие N-Г. и структурные аналоги нуклеозидов, являясь антиметаболитами нуклеозидов, обнаруживают высокую физиол. активность и используются в качестве лек. препаратов, например фторафур, цитарабин.

Для S-гликозидов характерны специфический свойства, связанные с возможностью окислит.-восстановит. реакций по атому S. К ним относятся гидрогенолиз над никелем Ренея, окислит. расщепление галогенами, окисление до сульфонов, образование из S-Г. гликозилгалогенидов. Гидролиз S-Г. в отличие от гидролиза О-Г. может протекать в мягких условиях в присутствии солей Hg и Cd, что позволяет вести селективную реакцию, не затрагивая О-гликозидные связи молекулы. S-Г., аналогично ароматические О-Г., получают конденсацией тиолятов щелочных металлов с ацилгликозилгалогенидами. Специфич. методы - конденсация ацилгликозилгалогенидов с тиомочевиной с последующей гидролизом тиурониевой соли и частичный гидролиз диалкилдитиоацеталей Сахаров, катализируемый солями Hg.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей