Dalam kimia organik, gula amino adalah molekul gula di mana gugus hidroksil telah digantikan oleh gugus amina. Lebih dari 60 gula amino telah diketahui, dengan salah satu yang paling melimpah adalah N-asetil-D-glukosamina (gula 2-amino-2-deoksi), yang merupakan komponen utama kitin.[1]
Turunan gula yang mengandung amina, seperti N-asetilglukosamina dan asam sialat, yang nitrogennya merupakan bagian dari gugus fungsional yang lebih kompleks daripada secara formal berupa amina, juga dianggap sebagai gula amino. Aminoglikosida adalah kelas senyawa antimikroba yang menghambat sintesis protein bakteri. Senyawa ini merupakan konjugat dari gula amino dan aminosiklitol.
Gula amino terbentuk dengan memasukkan amina ke dalam bentuk keto gula. Transformasi ini dikatalisis oleh aminotransferase dan amidotransferase. Donor amina adalah asam amino glutamat dan glutamina.[1]
Kimia organik
Dari glikal
Glikal adalah turunan eter enol siklik dari monosakarida, yang memiliki ikatan rangkap antara atom karbon 1 dan 2 dari cincin. Fungsionalisasi N dari glikal pada posisi C2, dikombinasikan dengan pembentukan ikatan glikosidik pada C1 adalah strategi umum untuk sintesis gula amino. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan azida dengan reduksi selanjutnya yang menghasilkan gula amino.[3] Salah satu keuntungan dari penambahan gugus azida pada C-2 terletak pada kemampuannya yang tidak partisipatif, yang dapat menjadi dasar sintesis stereoselektif dari ikatan glikosidik 1,2-cis.
Azida memberikan regioselektivitas yang tinggi, namun stereoselektivitas baik pada C-1 maupun C-2 umumnya buruk. Biasanya campuran anomerik akan diperoleh dan stereokimia yang terbentuk pada C-2 sangat bergantung pada substrat awal. Untuk galaktal, penambahan azida ke ikatan rangkap akan lebih disukai terjadi dari arah ekuatorial karena hambatan sterik pada permukaan atas yang disebabkan oleh gugus aksial pada C-4. Untuk glukal, azida dapat menyerang dari arah aksial dan ekuatorial dengan probabilitas yang hampir sama, sehingga selektivitasnya akan menurun.
Glikal juga dapat diubah menjadi gula amino melalui nitrasi diikuti perlakuan dengan tiofenol (penambahan Michael) untuk menghasilkan donor tioglikosida. Ini merupakan donor serbaguna dan dapat bereaksi dengan alkohol sederhana atau karbohidrat untuk membentuk ikatan glikosidik, dengan reduksi dan N-asetilasi gugus nitro akan menghasilkan produk yang ditargetkan.[4]
Reaksi satu pot juga telah dilaporkan. Misalnya, glikal, yang diaktifkan oleh tiantrena-5-oksida dan Tf2O diperlakukan dengan nukleofil amida dan akseptor glikosil untuk menghasilkan berbagai 1,2-trans C-2-amidoglikosida. Baik pengenalan nitrogen C-2 maupun pembentukan ikatan glikosidik berlangsung secara stereoselektif. Metodologi ini memungkinkan pengenalan fungsionalitas amida alami dan non-alami pada C-2 dan yang lebih penting lagi dengan pembentukan ikatan glikosidik pada saat yang sama dalam prosedur satu pot.[5]
Melalui substitusi nukleofilik
Substitusi nukleofilik dapat menjadi strategi yang efektif untuk sintesis gula amino,[6] namun keberhasilannya sangat bergantung pada sifat nukleofil, jenis gugus pergi, dan lokasi substitusi pada cincin gula. Salah satu aspek masalah ini adalah bahwa substitusi pada posisi C2 cenderung lambat karena berdekatan dengan pusat anomerik, hal ini terutama berlaku untuk glikosida dengan aglikon yang berorientasi aksial.
Epoksida merupakan bahan awal yang cocok untuk mewujudkan reaksi substitusi nukleofilik untuk memasukkan azida ke dalam C-2.[7] gula anhidro 21 dapat diubah menjadi tioglikosida 22, yang berfungsi sebagai donor untuk bereaksi dengan alkohol untuk mendapatkan 2-azida-2-deoksi-O-glikosida. Reduksi dan N-asetilasi selanjutnya akan menghasilkan 2-N-asetamido-2-deoksiglikosida yang diinginkan.
12Skarbek, Kornelia; Milewska, Maria J. (2016). "Biosynthetic and synthetic access to amino sugars". Carbohydrate Research. 434: 44–71. doi:10.1016/j.carres.2016.08.005. PMID27592039.
↑"Streptomycin Sulfate". The American Society of Health-System Pharmacists. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal December 20, 2016. Diakses tanggal December 8, 2016.
↑Barroca, Nadine; Schmidt, Richard R. (May 2004). "2-Nitro Thioglycoside Donors: Versatile Precursors of β-d-Glycosides of Aminosugars". Organic Letters. 6 (10): 1551–1554. doi:10.1021/ol049729t.
↑Liu, Jing; Gin, David Y. (August 2002). "C2-Amidoglycosylation. Scope and Mechanism of Nitrogen Transfer". Journal of the American Chemical Society. 124 (33): 9789–9797. Bibcode:2002JAChS.124.9789L. doi:10.1021/ja026281n. PMID12175238.
↑Pavliak, Viliam; Kováč, Pavol (March 1991). "A short synthesis of 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-2-azido-2-deoxy-β-d-glucopyranose and the corresponding α-glucosyl chloride from d-mannose". Carbohydrate Research. 210: 333–337. doi:10.1016/0008-6215(91)80134-9. PMID1878884.
↑Wang, Lai-Xi; Sakairi, Nobuo; Kuzuhara, Hiroyoshi (1990). "1,6-Anhydro-β-D-glucopyranose derivatives as glycosyl donors for thioglycosidation reactions". Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1 (6): 1677–1682. doi:10.1039/P19900001677.
