बीटा-डी-(-)- अरेबिनोजव्यापक अनुप्रयोग मूल्य के साथ एक महत्वपूर्ण चिराल चीनी अणु है। इसमें फार्मास्युटिकल संश्लेषण, खाद्य योजक, डीहाइड्रेटिंग एजेंट, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं। इसलिए, बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज को संश्लेषित करने के लिए विभिन्न तरीके हैं। यह लेख मुख्य रूप से कुछ मुख्य सिंथेटिक विधियों का परिचय देगा।
प्राकृतिक उत्पादों से बीटा-डी-(-)- अरबी का निष्कर्षण:
प्राकृतिक उत्पादों से बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज निकालने की विधि सबसे प्रत्यक्ष है और उच्च शुद्धता वाले उत्पादों को प्राप्त कर सकती है। बीटा-डी-(-)-अरबीनोस का सबसे आम प्राकृतिक स्रोत ज़ाइलान है, जो डी-ज़ाइलोज़ और डी-ग्लूकोज़ से बना एक डिसैकराइड है। बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज ज़ाइलान की संरचनात्मक इकाइयों में से एक है। ज़ाइलान पौधों की कोशिका भित्ति जैसे लिग्निन, देवदार के पेड़ जो ठंडे क्षेत्रों में उगते हैं, आदि में पाया जा सकता है।
बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज की निष्कर्षण विधि ज़ाइलान की तरह ही है। सामान्य तौर पर, एसिड विधि सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली ज़ाइलान निष्कर्षण विधि है। एक xylan नमूना पहले एक अम्लीय समाधान में जोड़ा जाता है, तब तक गरम किया जाता है जब तक कि चीनी मोनोमर्स को समुच्चय से अलग नहीं किया जाता है, फिर फ़िल्टर और धोया जाता है। ज़ाइलान उपचार के बाद, अम्लीय घोल में निहित बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज़ को अलग किया जा सकता है और तटस्थीकरण और क्रिस्टलीकरण द्वारा शुद्ध किया जा सकता है।
रासायनिक संश्लेषण:
वर्तमान में, बीटा-डी-(-)-अरबीनोज के संश्लेषण के लिए कई प्रभावी रासायनिक विधियां उपलब्ध हैं। यहाँ कुछ तरीके दिए गए हैं:
1. ग्लाइकोजन मार्ग:
यह सबसे आम सिंथेटिक तरीकों में से एक है
चरण 1: ज़ाइलान से ज़ाइलोज़ प्राप्त करें:
बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज का ग्लाइकोजन मार्ग संश्लेषण जाइलोज से शुरू होता है। Xylose एक छह-कार्बन चीनी है जो पौधे की कोशिका की दीवारों में सर्वव्यापी रूप से मौजूद होती है और इसे हाइड्रोलाइजिंग ज़ाइलान (आमतौर पर पौधों से निकाला जाता है) द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।
ज़ाइलान प्लस एच 2 ओ → ज़ाइलोज़ प्लस अन्य शर्करा
जाइलन एक पॉलीसेकेराइड है जो कई सिलोज़ अणुओं से बना होता है और आमतौर पर एक रंगहीन या भूरे रंग का पाउडर पदार्थ होता है। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को एसिड या एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित करने की आवश्यकता होती है, और आमतौर पर हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के लिए एसिड उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। हाइड्रोलिसिस के बाद, ज़ाइलोज़ का उपयोग बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज़ को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है।
चरण 2: ज़ाइलोज़ को एल-अरेबिनोज़ में बदलें:
ग्लाइकोजन मार्ग के माध्यम से बीटा-डी-(-)-अरबीनोज के संश्लेषण में जाइलोज का एल-अरेबिनोज में रूपांतरण एक महत्वपूर्ण कदम है। इस प्रक्रिया के लिए एंजाइमों के एक सेट के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला को उत्प्रेरित करते हैं जो ज़ाइलोज़ को अरबिनोज़ में परिवर्तित करते हैं।
सबसे पहले, ज़ाइलोज़ को उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के माध्यम से डी-ज़ाइलोज़ केटोज़ में परिवर्तित किया जाता है।
ज़ाइलोज़ प्लस एटीपी → डी-सिलोज़ किटोज़ प्लस एडीपी
दूसरे, डी-सिलोज़ केटोज़ को आइसोमेराइज़ेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से एल-ज़ाइलोज़ केटोज़ में बदल दिया जाएगा।
D-xylose ketulose → L-xylose ketulose
फिर, L-xylose glusidase द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया को L-arabino-deoxy-hex -2-ulonate प्राप्त करने के लिए कूपर चक्रीकरण के अधीन किया गया।
L-xylose ketose → L-अरबीन्यूरोनिक एसिड
अंत में, अरबिनुरोनिक एसिड की कार्रवाई के तहत, अरबिनुरोनिक एसिड को एल-अरबीनोस में कम करने के लिए एनएडीपीएच और ग्लूकोसिडेस का उपयोग करें।
एल-अरेबिन्यूरोनिक एसिड प्लस एनएडीपीएच प्लस एच प्लस → एल-अरेबिनोज प्लस एनएडीपी प्लस
तीसरा चरण: एल-अरेबिनोज़ को बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ में बदलें:
एल-अरेबिनोज़ का बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ में रूपांतरण के लिए प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए एंजाइमों के एक सेट की आवश्यकता होती है।
सबसे पहले, एल-अरबीनोस फॉस्फोराइलेट होकर अरबीनोज़ -6-फॉस्फेट बनाता है।
एल-अरेबिनोज प्लस एटीपी → अरेबिनोज -6-फॉस्फेट प्लस एडीपी
फिर, एक हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया अरबीनोज़ -6-फॉस्फेट को बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ -5- फॉस्फेट (बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ -5- फॉस्फेट) में परिवर्तित करती है।
अरबीनोज़ -6-फॉस्फेट प्लस एच2ओ → बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ -5- फॉस्फेट
अंत में, बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज -5-फॉस्फेट बीटा-डी-(-)-अरबीनोज बनाने के लिए डिफॉस्फोराइलेशन से गुजरता है।
बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज -5-फॉस्फेट → बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज प्लस पाई
बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज का ग्लाइकोजन मार्ग संश्लेषण जाइलोज से शुरू होता है। सबसे पहले, ज़ाइलोज़ को ज़ाइलान से प्राप्त किया जाता है, फिर ज़ाइलोज़ को एल-अरेबिनोज़ में बदल दिया जाता है, और अंत में एल-अरेबिनोज़ को बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ में बदल दिया जाता है। इस प्रक्रिया में कई एंजाइम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिनमें से प्रत्येक महत्वपूर्ण है। इस संश्लेषण विधि के माध्यम से, अत्यधिक कुशल, किफायती और शुद्ध बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज़ प्राप्त किया जा सकता है, जो जीव विज्ञान, चिकित्सा और रासायनिक संश्लेषण के क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग के लिए एक ठोस आधार प्रदान करता है।
2. नाइट की प्रतिक्रिया:
1940 के दशक में विकसित की गई विधि में प्रारंभिक सामग्री के रूप में पॉलीक्लोराइनेटेड एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन की आवश्यकता होती है। नाइट प्रतिक्रिया में, एसिड और डिटर्जेंट के मिश्रण के साथ पॉलीक्लोराइनेटेड एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन की प्रतिक्रिया की जाती है, और फिर मिश्रण के साथ ओबेंज़िल-डी-अरबीनोज़ मिलाया जाता है। चरणों की एक श्रृंखला के बाद, बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज को संश्लेषित किया जाता है।
विशिष्ट कदम इस प्रकार हैं:
चरण 1: बीटा-डी-(-)-अरबीनोज तैयार करने के लिए, हमें पहले बीटा-डी-(-)-अरबीनोज चीनी और पूर्व-जोड़े गए अभिकर्मकों को तैयार करने की आवश्यकता है, और ऑक्सीकरण सबसे आम निर्माण विधियों में से एक है। इसमें दो चरण होते हैं: पहला, मिथाइल-डी-ग्लूकोफ्यूरानोसाइड 4,6-ओ-मिथाइल एनीसोल डेरिवेटिव प्राप्त करने के लिए आयोडीन नमक की उपस्थिति में सुगंधित प्रतिक्रिया से गुजरता है; फिर 5-ओ-कोण स्थिति संरचित प्रतिक्रिया पर सुगंधित होता है, और फिर बीटा-डी-(-)-अरबीनोस प्राप्त करने के लिए कम किया जाता है।
चरण 2: नाइट प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक अभिकर्मकों और सॉल्वैंट्स तैयार करें। 50 प्रतिशत एसिटिक एसिड के 30 मिलीलीटर और बीटा-डी-(-)- अरबिनोज चीनी के 10 ग्राम युक्त घोल की एक बोतल तैयार करना आवश्यक है, और इस आधार पर बाद के चरणों में आगे बढ़ें।
चरण 3: सल्फ्यूरिक एसिड को एसिड उत्प्रेरक के रूप में जोड़ें। अम्लीय उत्प्रेरक जोड़ने से पहले, 1 0 0 मिलीलीटर इथेनॉल को टेस्ट ट्यूब में जोड़ा जाना चाहिए, इसके बाद 0.1 मिलीलीटर केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड होना चाहिए।
चरण 4: ठंडा करने की स्थिति में बोरिक एसिड डालें। सॉल्वेंट सिस्टम को कमरे के तापमान तक ठंडा करने के बाद, आइसोप्रोपेनोल के 15 0 एमएल जोड़े गए, और फिर 0.1 एमएल बोरिक एसिड जोड़ा गया, और धीरे से हिलाया गया।
चरण पाँच: प्रतिक्रिया ताप। लगभग 40 से 50 मिनट के लिए एक स्थिर तापमान तेल स्नान में गर्म करें ताकि चीनी एनोल एस्टर उत्पाद का उत्पादन करने के लिए घोल में पूरी तरह से प्रतिक्रिया हो सके।
चरण 6: उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण। प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, टेस्ट ट्यूब को तेल के स्नान से बाहर निकाला गया और कमरे के तापमान में ठंडा होने दिया गया। फिर उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया करने के लिए 1 मिलीलीटर एन-हेप्टेन और 0.05 मिलीलीटर सोडियम टंगस्टेट समाधान जोड़ें, अक्सर कई दिनों तक इंतजार करना पड़ता है।
चरण 7: उत्पाद निकालें। उत्पाद को विसर्जन विधि द्वारा समाधान से निकाला गया था, और उत्पाद की पहचान की गई थी और पराबैंगनी स्पेक्ट्रोस्कोपी, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और परमाणु चुंबकीय अनुनाद जैसे तरीकों की विशेषता थी, और प्रतिक्रिया उत्पाद की संरचना का अनुमान लगाया गया था।
3. ग्लाइकोसिडेशन प्रतिक्रिया:
यह विधि भी बहुत लोकप्रिय है, और इसका कच्चा माल D-xyloside है। सबसे पहले, Obenzyl-D-arabinose प्राप्त करने के लिए एक उत्प्रेरक की क्रिया के तहत D-xyloside और मेथनॉल पर प्रतिक्रिया करें। इसके बाद, सब्सट्रेट की उपस्थिति में ओबेंज़िल-डी-अरेबिनोज़ को ऑक्सीकृत NaIO4 के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है, इसके बाद शुष्क चतुर्धातुक अमोनियम लवण मिलाए जाते हैं, जिससे बीटा-डी-(-)-अरबीनोज़ प्राप्त होता है।
एक शब्द में, बीटा-डी-(-)-अरेबिनोज़ को ऊपर उल्लिखित कई तरीकों से संश्लेषित किया जा सकता है, प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान होते हैं, और अलग-अलग वास्तविक जरूरतों के अनुसार अलग-अलग तरीकों का चयन किया जा सकता है।