Cтраница 2
Для выяснения строения ядра, остающегося после автогидролитического отщепления арабинозы, рамнозы и 3 - ( й-галактозидо) - арабопиранозы, - так называемой расщепленной арабовой кислоты, т - ее подвергли исчерпывающему метилированию, метилированные моносахариды были идентифицированы и определены количественно. [16]
При работе этим методом все операции по окончательной очистке, определению физических констант и снятию масс-спектров производятся только для одного типа соединений - сполна метилированных метилгликозидов, которые, как правило, гораздо более удобны в работе и менее разнообразны, чем частично метилированные моносахариды. Большим достоинством метода является простота и стандартность операций, надежность и быстрота, чрезвычайно малый расход исследуемого вещества ( миллиграммы или даже доли миллиграмма) и отсутствие необходимости в синтезе заведомых соединений, так как расшифровка спектра основывается на табличных данных. [17]
Наиболее обычным объектом для анализа в химии углеводов служат смеси свободных моносахаридов, получаемые как непосредственно из природных источников, так и при гидролизе гликозидов, олиго - и полисахаридов. Другим важным классом соединений, разделение, количественное определение и идентификация которых составляют основу установления строения олиго - и полимерных углеводных цепей методом метилирования, являются полностью или частично метилированные моносахариды. Кроме того, в синтетической химии углеводов приходится встречаться с разделением смесей и идентификацией самых разнообразных производных моносахаридов. Ниже коротко рассматриваются некоторые наиболее употребительные методы анализа углеводов. [18]
Замечательным методом предварительной идентификации компонентов смесей восстанавливающих метилированных моносахаридов, требующим лишь нескольких миллиграммов вещества, является хроматография на бумаге. Для этого метода анализа описано множество систем растворителей и проявляющих реагентов и приведены относительные подвижности наиболее часта встречающихся метилированных моносахаридов. Там, где это возможно, неизвестные метилированные моносахариды следует сопоставлять непосредственно на хроматограммах с известными метилированными моносахаридами. [19]
Замечательным методом предварительной идентификации компонентов смесей восстанавливающих метилированных моносахаридов, требующим лишь нескольких миллиграммов вещества, является хроматография на бумаге. Для этого метода анализа описано множество систем растворителей и проявляющих реагентов и приведены относительные подвижности наиболее часта встречающихся метилированных моносахаридов. Там, где это возможно, неизвестные метилированные моносахариды следует сопоставлять непосредственно на хроматограммах с известными метилированными моносахаридами. [20]
Для определения концевых групп полисахаридов в течение ряда лет пользуются методом метилирования ( см. стр. После кислотного гидролиза исчерпывающе метилированной полиозы разделяют смесь метилированных моносахаридов. Концевые остатки моносахаридов, имеющие на одну свободную гидроксильную группу больше, чем промежуточные, превращаются в метилированные моносахариды, содержащие на один мет-оксил больше. Например, концевые глюкозные остатки полисахаридов крахмала, гликогена и целлюлозы будут превращаться в тетраметилглюкозу, тогда как промежуточные глюкозные остатки превратятся в триметилглюкозу. Определяя содержание тетраметилглюкозы в смеси метилированных моносахаридов, образовавшихся после гидролиза, можно определить концевые группы. Так, например, если при гидролизе молекулы метилированной полиозы, содержащей 200 остатков глюкозы ( что можно вычислить на основании определения молекулярного веса), было получено 10 % тетраметилглюкозы, то, следовательно, 10 % глюкозных остатков присутствовало в молекуле свободной полиозы в виде концевых групп; средняя единица цепи такой полиозы будет состоять из 10 глюкозных единиц, а во всей молекуле будет 20 таких средних цепей. [21]
Для определения концевых групп полисахаридов в течение ряда лет пользуются методом метилирования ( см. стр. После кислотного гидролиза исчерпывающе метилированной полиозы разделяют смесь метилированных моносахаридов. Концевые остатки моносахаридов, имеющие на одну свободную гидроксильную группу больше, чем промежуточные, превращаются в метилированные моносахариды, содержащие на один мет-оксил больше. Например, концевые глюкозные остатки полисахаридов крахмала, гликогена и целлюлозы будут превращаться в тетраметилглюкозу, тогда как промежуточные глюкозные остатки превратятся в триметилглюкозу. Определяя содержание тетраметилглюкозы в смеси метилированных моносахаридов, образовавшихся после гидролиза, можно определить концевые группы. Так, например, если при гидролизе молекулы метилированной полиозы, содержащей 200 остатков глюкозы ( что можно вычислить на основании определения молекулярного веса), было получено 10 % тетраметилглюкозы, то, следовательно, 10 % глюкозных остатков присутствовало в молекуле свободной полиозы в виде концевых групп; средняя единица цепи такой полиозы будет состоять из 10 глюкозных единиц, а во всей молекуле будет 20 таких средних цепей. [22]
Для определения концевых групп полисахаридов в течение ряда лет пользуются методом метилирования ( стр. После кислотного гидролиза исчерпывающе метилированной полиозы разделяют смесь метилированных моносахаридов. Концевые остатки моносахаридов, имеющие на одну свободную гидроксильную группу больше, чем промежуточные, превращаются в метилированные моносахариды, содержащие на один метоксил больше. При этом, например, концевые глюкозные остатки полисахаридов крахмала, гликогена и целлюлозы будут превращаться в тетраметилглюкозу, тогда как промежуточные глюкозные остатки превратятся в триметил-глюкозу. [23]
Щавелевую кислоту удаляли, добавляя карбонат кальция, раствор фильтровали, фильтрат концентрировали до малого объема и экстрагировали ацетоном Метилированные моносахариды выделяли после отгонки ацетона при пониженном давлении. [24]
Метилированный полисахарид ( арабиноксилан из древесины сосны, 1 3 г) помещают в круглодонную колбу и при охлаждении водой со льдом растворяют в 10 мл 72 % - ной серной кислоты. Смесь нейтрализуют карбонатом бария, фильтруют, осадок на фильтре тщательно промывают водой и спиртом. Фильтрат упаривают в вакууме при температуре бани не выше 40; выход 1 2 - 1 3 г. Полученный сироп содержит, помимо нейтральных, кислые метилированные моносахариды в виде бариевых солей. [25]
Свободные тетраметилгексозы окисляются водным, раствором брома точно также, как и неметилированные моносахариды. Эти последние могут быть очищены путем переведения в фенил-гидразиды кислот и регенерирования посредством соляной кислоты. При многочасовом кипячении их спиртового раствора с избытком анилина тетраметилгексозы образуют анилиды, из числа которых анилиды341 тетраметилгалакгозы ( температура плавления 192: ), тетраметилманнозы ( температура плавления 142 - 143) и триметилрамнозы ( температура плавления 111 - 113е) отличаются, в противоположность свободным исчерпывающе метилированным моносахаридам, своей способностью к кристаллизации и пригодностью вследствие этого к идентификации этих веществ. [26]
Сущность метода метилирования заключается в следующем. Действием на дисахарид йодистого метила или диметилсульфата ( в щелочной среде) атомы водорода всех гидроксилышх групп замещают на метальные группы. При метилировании дисахаридов, построенных, например, из гексоз, образуются октаметилзамещен-ные дисахариды. После метилирования проводят осторожный кислотный гидролиз, в результате которого метилированный дисахарид расщепляется на метилированные моносахариды. Изучение строения метилированных моносахаридов, в частности определение расположения свободных гидроксилов, дает возможность заключить, за счет каких гидроксильных групп были связаны в дисахариде остатки простых Сахаров. [27]