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Alkyl et aryl glycosides. Glycosylamines
glycosides sont très solubles dans l’eau et il est impossible de les extraire avec des
solvants organiques. Il est très commode d’utiliser comme catalyseur une résine
échangeuse de cations sous forme hydrogène, que l’on sépare par filtration en fin
d’opération. Ainsi, pour préparer le méthyl a-D-glucopyranoside, on fait bouillir
à reflux une solution de 80 g de glucose anhydre dans 200 mL de méthanol pendant 24 h en présence de 20 g de l’échangeur de cations Dowex 50 (H’). On filtre,
concentre, ce qui amène une cristallisation spontanée, et on recristallise dans le
méthanol puis l’éthanol, ce qui donne 25 g (29 %) de méthyl a-D-glucopyranoside pur[5]
A ce stade, il faut se pénétrer de l’idée que dans ces synthèses, qui n’impliquent
qu’un petit nombre d’étapes, au départ de sucres banaux, la course aux rendements élevés n’a plus grande signification. Ce qui compte, c’est la simplicité
d’opérations. En France, le kilogramme de glucose, au degré de pureté nécessaire à la recherche, vaut 53 FE La purification d’un dérivé de ce kilogramme de glucose par chromatographie exigerait au minimum 20 kg de gel de silice (prix
3 560 FF) et 60 L de solvant (environ 600 FF). I1 est beaucoup plus économique
d’utiliser une méthode qui ne nécessite que des cristallisations, quitte à augmenter l’échelle de travail si son rendement est faible. C’est en général le constituant
majoritaire de la solution qui cristallise, c’est-à-dire le pyranoside dont l’alkoxyle anomérique est axial ; ce n’est toutefois pas une règle absolue. Donc, le plus
souvent, la préparation du pyranoside à alkoxyle anomérique équatorial par la
méthode de Fischer implique une cristallisation fractionnée assez pénible des
eaux-mères et on fait plutôt appel à une autre méthode.
Pour obtenir les furanosides, on peut essayer d’interrompre la glycosidation à
son début, au moment où leur concentration est maximum. Par exemple, en faisant bouillir à reflux une solution de galactose dans le chlorure d’hydrogène
méthanolique 0,004 M pendant 6 h, on peut obtenir le méthyl P-D-galactofuranoside avec 53 % de rendementL6]. Dans cette préparation, on a ralenti l’établissement de l’équilibre en utilisant une très faible concentration de catalyseur. Mais
ces conditions sont rarement aussi idéales.
Le remplacement du catalyseur acide protonique par du chlorure ferrique,
acide de Lewis modéré, donne exclusivement le mélange de furanosides. On peut
ainsi obtenir le mélange de méthyl D-glucofuranosides (alp = 3/7) avec 75 % de
rendement17]. Une autre voie d’accès à un furanoside repose sur la complexation
intermédiaire par les ions Ca++. L’ensemble de ces complexations sera traité au
chapitre 11. En faisant bouillir à reflux une solution de mannose et de CaC12 dans
le méthanol en présence de chlorure d’acétyle comme source de protons pendant
2 h, on obtient 5 3 3 % de méthyl P-D-mannofuranoside, isolable avec 40 % de
rendement[*]. Enfin, l’application de la glycosidation selon Fischer à un sucre
dont la fonction alcool sur C-5 est bloquée ne donne évidemment que des furanosides.
Ici apparaissent donc les limites d’utilité de la méthode de Fischer : il faut que
l’alcool soit utilisé en grand excès, de préférence comme solvant, pour déplacer
Alkyl et aryl glycosides. Glycosylamines
glycosides sont très solubles dans l’eau et il est impossible de les extraire avec des
solvants organiques. Il est très commode d’utiliser comme catalyseur une résine
échangeuse de cations sous forme hydrogène, que l’on sépare par filtration en fin
d’opération. Ainsi, pour préparer le méthyl a-D-glucopyranoside, on fait bouillir
à reflux une solution de 80 g de glucose anhydre dans 200 mL de méthanol pendant 24 h en présence de 20 g de l’échangeur de cations Dowex 50 (H’). On filtre,
concentre, ce qui amène une cristallisation spontanée, et on recristallise dans le
méthanol puis l’éthanol, ce qui donne 25 g (29 %) de méthyl a-D-glucopyranoside pur[5]
A ce stade, il faut se pénétrer de l’idée que dans ces synthèses, qui n’impliquent
qu’un petit nombre d’étapes, au départ de sucres banaux, la course aux rendements élevés n’a plus grande signification. Ce qui compte, c’est la simplicité
d’opérations. En France, le kilogramme de glucose, au degré de pureté nécessaire à la recherche, vaut 53 FE La purification d’un dérivé de ce kilogramme de glucose par chromatographie exigerait au minimum 20 kg de gel de silice (prix
3 560 FF) et 60 L de solvant (environ 600 FF). I1 est beaucoup plus économique
d’utiliser une méthode qui ne nécessite que des cristallisations, quitte à augmenter l’échelle de travail si son rendement est faible. C’est en général le constituant
majoritaire de la solution qui cristallise, c’est-à-dire le pyranoside dont l’alkoxyle anomérique est axial ; ce n’est toutefois pas une règle absolue. Donc, le plus
souvent, la préparation du pyranoside à alkoxyle anomérique équatorial par la
méthode de Fischer implique une cristallisation fractionnée assez pénible des
eaux-mères et on fait plutôt appel à une autre méthode.
Pour obtenir les furanosides, on peut essayer d’interrompre la glycosidation à
son début, au moment où leur concentration est maximum. Par exemple, en faisant bouillir à reflux une solution de galactose dans le chlorure d’hydrogène
méthanolique 0,004 M pendant 6 h, on peut obtenir le méthyl P-D-galactofuranoside avec 53 % de rendementL6]. Dans cette préparation, on a ralenti l’établissement de l’équilibre en utilisant une très faible concentration de catalyseur. Mais
ces conditions sont rarement aussi idéales.
Le remplacement du catalyseur acide protonique par du chlorure ferrique,
acide de Lewis modéré, donne exclusivement le mélange de furanosides. On peut
ainsi obtenir le mélange de méthyl D-glucofuranosides (alp = 3/7) avec 75 % de
rendement17]. Une autre voie d’accès à un furanoside repose sur la complexation
intermédiaire par les ions Ca++. L’ensemble de ces complexations sera traité au
chapitre 11. En faisant bouillir à reflux une solution de mannose et de CaC12 dans
le méthanol en présence de chlorure d’acétyle comme source de protons pendant
2 h, on obtient 5 3 3 % de méthyl P-D-mannofuranoside, isolable avec 40 % de
rendement[*]. Enfin, l’application de la glycosidation selon Fischer à un sucre
dont la fonction alcool sur C-5 est bloquée ne donne évidemment que des furanosides.
Ici apparaissent donc les limites d’utilité de la méthode de Fischer : il faut que
l’alcool soit utilisé en grand excès, de préférence comme solvant, pour déplacer