254
Preface and Acknowledgements To me, there seem to be only two reasons for writing a book. The first is to disseminate new knowledge and, for many branches of science, this is better done through the plethora of scientific journals that exist today. The second reason is to deliver a new treatment of a subject and that, precisely, is what this book sets out to do. Carbohydrates are mentioned or implied in a household context every day Ð ``pass the sugar, please'', ``you won't have any energy if you don't eat properly'', ``you need to have more fibre in your diet'', ``I hear he's suffering from the sugar'' diabetes) and so on it goes. In fact, for decades, carbohydrates were simply viewed as the powerhouse that provided the energy to drive the many biochemical processes that keep us going. Carbohydrates lived in the shadow of two other great biomolecules, proteins and nucleic acids, until scientists realized the connection between the structural diversity of carbohy- drates and their role in a whole range of biochemical processes. Today, carbohydrates are implicated in intercellular recognition, bacterial and viral infection processes, the fine tuning of protein structure, the inflammation event and some aspects of cancer, to name but a few. This broadening of carbohydrate activity has caused a renaissance in structure determination and synthetic activity, so much so that some of the top chemists and biochemists in the world have been attracted to this area of intractable ``gums and syrups'', previously the domain of those strange, misguided people called ``sugar chemists''. This book, then, will tell you all about carbohydrates. It will give the basic knowledge about the subject, bound together with some of the history and feeling of the times. What was it really like in Emil Fischer's laboratory in the late 1800s? Who followed in the great man's footsteps, who are the emerging giants of carbohydrate chemistry? When a subject is too large or demanding to be treated in the depth that this book allows, pertinent references will be given to aid the reader. A general comment on the selection of references: when deemed appropriate, the reference to an original piece of work will be given; otherwise, use will be made of a modern review article or a recent paper which nicely summarizes the area.

Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

������� ��� ���� ���������

�� ��� ����� ���� �� �� ���� ��� ������� ��� ������� � ����� ��� ����� �� ������������� ��� ��������� ���� ��� ���� ���� ��� �� � ��� �� ���� �� ���������� ������� ��� �������� �� � ������� !������� ���� �"��� ������ ��� �� ��������� �� �� ����#�� � ��� ��������� �� � ���!� � ��� ����� ��� ������ �� ���� �������� ���� ��� �� ���

$������������ ��� ��������� �� ������� �� � ��������� ����"� �#��� ���% &&���� ��� ������ ������''� &&��� ���'� ��#� ��� ������ �� ��� ���'� �����������''� &&��� ���� �� ��#� ���� ����� �� ���� ����''� &&( ���� ��'� ������������� ��� �����'' )��������* ��� �� �� �� ����� (� �� �� ��� �� ����� ���������������� ������ #����� �� ��� ���������� ���� ���#���� ��� ������ �� ���#� ������� ��� ���� �� ��� ����� ���� ���� �� ������ $������������ ��#�� �� ��������� �� ��� ����� ����� ������� ����� �������� ��� �� ��� � ���� ������ �������� �����+�� ��� ���� ���� ������� ��� ���� ����� ��#������ �� ������,������ ��� ����� ���� �� � ����� ����� �� ��� ���� �� ��� ������

������ ������������ ��� ����� ���� �� ����� ������� �� ��������� �� ������ ���#���� ���� ���� ��� ������ ��� ���� ������ �� ������� ���� ����� ��� �������������#��� ��� ���� ���� �� �� �� ��� �� ���� ��� � ���� ���� ���������� �� ����������� � ��#��� ��� ����� � ��������� � �� ���� ���� ������������� ����������� � ��#���� �� �� � �� ���� ���� �� ��� ��� ������� ��� ��� ������� �� �������� ��#� ���� ����� ��� �� ���� ���� �� ����� ����� &&���� ��� ������''����#������ ��� ������ �� ����� �������� ��������� ������ ����� &&����� �������''�

���� ����� ����� ���� ���� ��� ��� ����� ������������� (� ���� ��#� ��� ���� ��������� ����� ��� ���!� �� ����� �������� ���� ���� �� ��� ������� ���������� �� ��� ������ -��� ��� �� ������ ���� �� .��� /�� ���'� ���������� �� ������� 01���2 -�� �������� �� ��� ����� ���'� ���������� ��� ��� ��� �������������� �� ����������� ��������2 -��� � ���!� � �� ��� ����� �� ��������� ���� ������� �� ��� ����� ���� ���� ���� ������� ��������� ������� �� ���� �� ��#���� ��� ��� ������� 3 ������� ������ �� ��� ���� ���� �� ������� ��4 ���������� ������������ ��� ������� � �� �� �������� ��� � �� ���� ���� �� ��#��5���������� ��� ���� �� ���� �� � ������ ��#��� ���� �� �� � �� ��� ����� ��� ��� ��� �������+�� ��� �����

Page 2: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

3�� �� ���� ���� �� � ������ ���� ����� �� ��� ���!� �� ��� ��� ��� � �������� �� ���� ���� �� ��� ���� ���� �� ��� ����� ���� �� 6 ( ��!���� ������� ���( ���� ���� ��� ���� ��!�� ������� ��7

��� ���� �������� ���� ��� ������ ���� ��#� � ��������� �� ������� ������ ��������� �������� �� ��� �� ��� ���� ��#��� ��� ��8����� �� �� ������� �� ������������� ��� �������� �� ��� ���� �� ���������� ���������� ���� �� ��� ������� � ����� ��� ����� �������� ��������� ������� ��� ���� ���� ��� ��������� ��+� ��� ���!� � ������ ��������� ���� ����� ���� ����� �� ������ ��� ������ ������� � ��������� ���� �� �� &&��� ��������''� ��� ���� �� ������������ ����� ����� �� �������� 9���#��� ��� ������ �������� ��� ���� �� ������ ���������� �� ���� ��� ���� ��������� ����� ��� �������� ��� ������� ���!� �� 6������� ��� ��"� �� :������ )��� ��� 3������"* ����� �� �� �" ������ ��!�� ��� ��� ���� �����

;���� 9������ ����� ��� ������ ����� ���� ��� �� ��� ����� ���� ��������������� ��� �����#������ �� ��� &&.�� ;����� <���''� =�#�� >� ���� ���;��� �� -�������� ��� ;��#� -������� <�� � ;����� ���� ;��#��� ��� ?��������������� ;��#� -������ ��� ��� =��������� �� $�������� �� ��� @��#������ ��<������ $������� ���� �� ������� ������ ��� ������� ��� /������ :� ���������������� ������ ���� ��� ����������� �� /�� ���� �� ��� �� ����� ������� ����� ��� �������

A����� >� ;�� �

"�� B���� � ��� 3 ��������������

Page 3: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�����������

�� ���������� ��� ������ � ������!�" �! ����� ����� #�!������"��$�! �!���%& ����������� ���'��� ����" ��"��� #�'�"�����'��$�(& ����������� �'�"��� ����� ��"����)�� ��! ��#�*$ ����" �� " �!���)��� �'��!�������)%( ��� � "� ����"��'���'���)&� ����'�!�+�����,�" � �� ��� �����'�-��.��)/ +�0�� ���� �����1�����2����"�.�&3 � ��'���� "����,�! �! ,���! ��.�4 +��� ���� �����1�0��2�"������"�.)) � �����'�-����!��� � ��.)5 +���� �'��!���'�"�..6 ���� �'��!���7�� ���"���"��8� "�"�.5�. � ��'�� ���� ��!��-�����.��. � ���!���� ���� ��!��-�����.%�( 0�#� ���'���� "�$��! � "�.%./ � ���'��� �- !�"�.%5 +���� ���'�-���'�"�.%9 � ���'��,�!��� ��.%&/ � ���'�� ���,�- ��.%3&3 � ���'��#���'���' �$���,�" �� �! ,����.�( ��0�� " �!��'�"��.3�%( ��7�� ������������0����'����! � "�.3�( ��7�� �������������! � "�9��� ,���!�"�����'���"�-���!��"��

Page 4: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

:.( ;��"�� "� ��� �'���'���<%(� '�-����'���'���'�!�� ���.) ���" �� � ���� � "��� +� � �����=.� � �' �� � ���!������ ��%)(�� ��'��!���!��"�� � �� �%�/ 0����'����!�'�� "� ���- ���� ��������! � �>��%� ����� #���'�"����,�"��$��& ���!������� " � ����& �� ������� " � ��()) ��! � " �� �'��!��'!�����(.) ��! � " �� � �'!�����(5: ����#��'���"� ;�����$(' �'�"��('�' �'�'�����( > � >����� #����� ���'���!���"���$(%� 0����'�-���"���(�( 0�" �!��'�"��(3&� 0������"����,�" � �� ��� ��! � "�!� !��� �����!���!�&9 &�����,���! �+��'��!����'���0�,���!��+�0�� ���" �� �����1�����2����"�

� �#���!�,���!���!���$�3)( ���!��'��!��'�'�����35%(/ ����7�7����!����'��� ��! � "��+��-��3, �! ,��� #�! ,���!����'�"����,�"��$3<9 ���!�'��!�,�!�"3<( ���!�'��!���!�"��3�(& �! ���!����� ���3%( ����7�7����!����'��� ��! � ��3�� ����� #0����'���'�"��$3(�( ���!��!��������" �� ��!!��'�"���3! �! ��� #�! �'�"�����'��$3� ����� #0������"����,�"��$4.( �! � "� ��� �'���'���43( �! � "� ���! �'���'���

- > ���!�> �� �"�

Page 5: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

�� ����� �� ����

�� ��� ���� ����������� ���� ��������� !� �� ��� � ������ �� ����� ���� ���������� ��� �� � "�# ����� #����$ �� "��$ ���� ���������� �� #���� ��� ��� ����� %�# ��� ��� ������� ����� ����� �" ��"����$ ��������� ��������� �� ��� ��������� ���������� ������ �" ���� �������$ "����#�� �� ����� �����&� ��� ����&����� ����� #��� �� ���� ���������� #���$ �� ����������$ ��"� ����������& '������� �" ���� #�� &���& �� �� ��� ����������� �����$ ������� #���������� #�����������& ������ ���� (�������� #��� ����& ������ ��#�$ ����� ��������� #�������& ���������� )��� �*+ #�� ����& "����"���� ������$ #��� ������ ����� , ��������$ ���� ������ �������� #���� ���� ����& ��� ������ ��� ����&�� -���������� �" ���� ���� #��� ����& ��������� ��� ���� �" �����$ ��� ��.����$������� ��� ���������� �������� �����"��������� ������� ��� �����"�������!�"������ #�� ����&��.��$ � ��"���� ������� ��� ��� ����"�� ��&����� "���������/����� ��� ������� 0����� ��� ����&�� ����� #���$ ������������ #���������� ����$ ���� �� ���� ������"����� -� ��� ���� ��� �""$ "����� ���������������� ����#��� �������� ��� ����&� �� ����� ��� �" ����� ������� +� ������$ �������������1

'���$ #��� ������� �� � ������������ +� ��� ���� �������$ �� ���������"������ �" 2�%34 5�� 2%346 #�� �"��� �����������$ #��� ��������� "��������" 2%��4 ��� 27%�347 ����& ���� ������� -�� #���� ���������� �" �������������� #�� ������������ #��� ��� �������� �" �������� &����� ��� �����#�� ��#��� �������� "�� ��� �������� &���� �" �� �������� �� ������� -�������������������� ��������� ��� ������� #��� ������ ������� ��� �������$������������ , "�� ��� ���� ������ �������$ ��������$ ���������������������� ��� ����������������������� 8��� ����� ��$ �� ������ ������������ ���&�� ��������� ������� ���� ����� �� ���������$ �� ����������$ ���� ���������� ��� ���� ������ ����� , ������������� "��� ���������������*�#�����$ ��� ��"������� �" #��� �� � ������������ ��� ���� ���� �������� ��������� �����.�� �� ������� ��������� ��� ����� ���� ������� ����� ����� �"����� 5�"��� �����&��6� -�� ���� 99��&��:: �� ���� �� �������� ��� �����������;���� ��� ��� ����#��� ��&��� ��������� #��&�� �������������$ ����������������� �� ���

Page 6: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

�� ���� ����

��� ����� ������� ����� �� ��� ���� � ��� !��" ����������#" $��� %�&����'�����&�� �� �&# �� ���&������ ��� ������ ��� �������� �( '�����&�� !�&� !�������&�" ��� �� �������& ��� ���������� ��� &����&��� �)������� �� � �#���������&���&# �� *�&���# �� ����� ��#�� ��� ������&��� +'���&� �, �( )��-��#�&�� &����&�� �&��� �� .����� �� � � ������ )�������

'�����&" ���&��&�����# ������ ��/� �� )�� -��#�&"� �� ��&&������ �#(�&����# ����&��" �����&� ���" ���� !��&��� ���� +(�& !�&���0, ��� ���#���&���� � ���&� �& ���������� ��� ��&�� ���� �� ��� �����&���� ��&&��� ������&����� �( ����&����" �&�������# (�& ��� ��&���� �( ���&�����#����

.��&�����#���" ��&(�&��� �����������# �# ����" !�� ��� ��&��&����� �('�����&�� !�&� �� ����&�� .������ ����� ��� ������� &������� !�&� �����������1����� �� ��� ����&�������� �( �������� ��&����&� ��� �2��)������� 3�� �( ����&�2��&�� ���� �������� ���������" ������������� �&#���������# �� �)�&# ������������&�����# 4 ����& ���#&����� ���������� �� ������������ ��� ��� ������� �(��&������&���# !�� ��&��# ���&#���� �� ��� �&���� �( 5�#� ��� ��!�����

'�&�������#" ���# �( ��� ����&���# ����&&��� ����&� !�&� (���� �� ���&#��������6 ��!�)�&" ���� �������� ����(�������" ����& �&������ �(��� !�&����� ����" ������� �������& !��� ��� ���� �� ��)�������� ��� �������� ��&����&� �(����&�" �����&���� '�����& ��� ����&� �� ��)��� ���� �( ��� ������ &�������� �(�&����� �������&#" ��� �� ��)��� ��! �����

� $��� %�&���� '�����& +� �7�8�8," 9�5 +� �:, ����& )�� -��#�& �� ��� ;��)�&���# �(

<�&�����&�" �&�(����&����� �� .�����" $&������ +� �," =�> &?��&� +� , ��� -�&��� +� 8�,�@���� 9&�?� +�8��,�� ������ '&���&��� =������ 3���( )�� -��#�& +� 7�8��," 9�5 ����& A�����B ��� %�(���� ����� ;��)�&������ �( %�������&� ��� -�&���" &�������)��#" �&�(����&����� �� <�&�����&� ��� .������@���� 9&�?� +�8�,��5�)�� ������ 5�# +� 87�8�," 9�5 �� ��� ����� %������ ;��)�&���#" -������&� +� :,"�������" ��������� ��� ������ �������&��.������ <�����)��� ��!��� +� ��7�8�8," 5<� �� ��� ;��)�&���# �( *���)�" <!��?�&���� +� 8C,"������� ��� ���������

Page 7: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��������� !�� �� ���&��������# ������ ���� (�& ��� ��&�# *�&��� ������������ �������" ���&� (&�� ���!��� ��� ��&��� ���&������ �( � ������� ���+(�&���� � ������(�� ���)�& ��&&�& !��� �&����� !��� ��������� &������ �& ���������� �&����������� �( �&���D&�� ���&��� �/��� !��� ���1����� �� '��������(

��� � 9�����&��� �( ��� -��#�& �&��� �� � � �� ��� ����&���&# �( ��� ;��)�&���# �(.����� +&��� (�& ���������� ����#���," !��� ����&������� (&�� '�����&�� ����� ����"��� ��� ������&��� �� ���� ��" �( !���� ��� �&������� �&� �� ��� ��E��������� �( $���'�����& 9���&��� +-���&�(� F��&�&#" ;��)�&���# �( E���(�&���" -�&����#," !�&� ��������(&�� 9&�(����& '&����& =� F�����������& +5�&������" *�&���#," !�� ���� ���� �� ����&����� +��� � ����� ���� ��� ���� �88�" ��" �:�,�

� -�&���&� E� *� ������� +� :�7�8� ," �&�(����& �� ��� ;��)�&���# �( *�> ��������( %�&���� )�� '������ +� ��7� ," �&�(����& �� ��� ;��)�&���# �( <������&��

: E�&���#�&����G ��� <!��� .�������� �( F�(�

Page 8: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��������," !�&� �����# �/���?�� �# �&����� !���& �� ��&��/#��� �����" ��&���������� �����

CHO COOHBr2 H2O

.�&��)�&" ������� �( ��� ��!�# (�&��� ������� ���� �(��� (�&��� �#���� ����&�"���������

COOH

OH

CO

O–H2O

A������" ��� ��&�&������#" !�&� ��� �/���?�� �# �&����� !���& ��� ����� ���� ��������������� �����# (&�� ��������

5����� ���&�� ���� !�� ���� ���� (�& ��� �/������� �( �������" ���� ���� ������&��/#��� �����" ��&��� ������� �����

CHO

CH2OH

COOH

COOH

dil. HNO3

F������ (�&������ (&�� ����� ������� !�� ����� ����&)��" !��� ��� (�&������ �(��&� ���� ��� ������� ��� ����� ���������

COOH

COOHOH

OHCO

COOH

OHCOOH

OH

O

CO

O–H2O +

� ������� �( ����&� !�� ���� ���)�������# ��&(�&��� !��� ������ �������+@�%�, �� �������� 3������ #������ ��� ���2�� ������� !��&��� �������" (�&&������ ���� ��# ��&���# �� ����&���" ��)� � ��/��&� �( �!� ��������G

CHO CH2OH

CH2OH CH2OH

CO

CH2OH

OH HO

NaHg EtOH

+

��� $�&�# H��&�

Page 9: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

'�����&" !��� ����&���� �� ��������� ����& ���� ��&���#�&����" �&����� ��������� �( ��� ���?������?����� ��� +��� ��&��&����� �( ��� *�&��� �#�D���((�������&#, !��� ���(�& ���/��� ���" �� �� �����" �����)�&�� ����#��#�&�?���+� �,G

N2+ NHNH2

SO2 H2O

'�����& ���� (���� ���� ����#��#�&�?��� !�� ���(�� (�& ��� ���&����&�?����� �(��� ����!��� ��&������� ����& ����� �# ���)�&���� ���� ���� ����& )�&#�&#�������� ����#��#�&�?����G

COOH COO–PhNHNH3+

+ PhNHNH2

9���#��#�&�?��� ���� �&���(�&��� �����#��� ��� ������� ���� ����#��#�&�D?���� ���" ��� &���&����#" ������& �&���(�&������� !�&� �������� !��� ���������� �������G

CHO CH=NNHPh

CO

CH2OH

H2NNHPh

C=NNHPh

CH2OH

��� &���&����� ������ �( ���� !�&� !�� ���� ���� ������� ��� �������" !����&����� ��&� )���&����# !��� �� ���� �( ����#��#�&�?���" !�&� ���)�&��� �������2�� ��&�)���)��" �� ��������� �G

C=NNHPh

CH=NNHPh

CHOH

CHO

CO

CH2OH

H2NNHPh

��� ��((�&��� ����#����?���� ��� ���������)� �&#�������� (�&�� ���" �� !���" !�&�(�&��� �� ��((�&��� &���� (&�� ��� )�&���� ��&��� ����&��

C E�&���#�&����G ��� <!��� .�������� �( F�(�

Page 10: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3�����& ��&���#�&��� ������� �( ��� �����" A������"� ����# �����!�������# '�����& ��� ����&���# ����&&���� �# ��� ���&�" ��� ������� ���� !���D���!��������&# �� ������� ��� �������" �����# ��� �������� �( �#�&���� �#������ ����&������" �(��& ���� �#�&��#���" !�&� ������� ������ '�����& ���� ��� ����������&�)�� (&�� ����� ����� ��� ���!�� ���� ���# ����� �� &������ �� �������"���������� �� �/�&� ��&��� ����G

CO

CHOHO

CHO

OH

CHOH

OH

CHOH

OH

CN COOH

CHOH

OH

CHO

NaHg EtOH

pH 9

NaCN H2O H3O+

–H2O

���

HOCCO

CO

OH

CH2OH CH2OH

HOCCN

OH

CH2OH

HOCCOOH

OH

CH2OH

O

CH2OH

HOCCHO

OH

CHO

HOCCH2OH

OH

@�� �� ��)�����#" ���� �#������� ���)�&�� �� ������ �& ������ ���� � � ��!�������� '�����& ���� ��� ��)������ ���� ��� �� +������ ��� ��&���, �( ������������� ������ ��&��� �� !��� ���� �� �� ���!� �� ��� A������7'�����&�#��������

I� !�� ������� ����" �( ������� ����� ������ ��� ������ ��&���" ������ ������ ������ ���� �� ������� ��� ��&��� 4 �� !�&� ��)������ )�&���� ������� (�& ����� �� ��� 9�&���� ��� ���� !��� ���!� �� ���� ��)���� �# J�((� 4 ��� ������ ��

�%���&��� A������ +� 7�8:," 9�5 ����& $&�����#�& ��� )�� -��#�&" �&�(����& �� ���

;��)�&���# �( '&����&���K��� J�(( +� ��7�88," �&�(����&����� �� 5��?�� ��� -&������

��� $�&�# H��&� �

Page 11: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

(�&�� �/���?�� �� ��� ������� ���� ��� �����2���� �&������� �( ��� ������� ���� �(��� ���� !��� �#�&���� ��&�/��� ��)�� ��� ������G

CHO

CHOH

COO–)2Ca2+

CHOH CHO1. Br2 H2O H2O2 Fe3+

2. Ca(OH)2CO2+

I� �� �� ����&������ ���������� �� ��� ������ �( � ��&��� ���� ��� +J�((, ����������)�&�� �!� ������� ���� 1��� ��� ��! �������

��� (���� �&���(�&������ ���� !�� �)������� �� '�����&" ������ ����!��� ������ ��� �����" !�� �( �� ��(�&��������" &����& ���� � �&���&���)�" ����&�� F��&#�� -&�#� ��� 3���&�� )�� $���������"� ��������� ��� � ����� � �� �( ���������� ������� ���� �&������� !��� ������ ������G

C OHH

CHO

CO

CH2OH

C HHO

CHO

C OH

CHO–

OH–

���� ������" �������D�&�)�� ��2����� ����!�� ��� �����&�?����� �( ��� ���������� ��� E� �����&" �������& !��� ��� (�&������ �( ��� ��&����&���# &������ �������I� ���� �/������� ��� ����&)����� ���� �������" �������� ��� �/���?���� �#�&����� !���& +�� � �% ����! �," ��)� ������)� �������� ��� '�������� �����+��������� !��� ���� &������ ����& �������� ����������,�

'�����& ��! ��� ��� �������&# �������� ����� +��� ���������L, �� ������ ��������� �� ��� ��&����&� ����&�������� �( ��� ��&���#�&�����

������������ F��&# �� -&�#�" E� 3� ��� 3���&�� )�� $��������" =� +� 8,� ����� ����� ����� ������"

��" ����� <����" �� E� �& +�8 ,� ���� ���������� �����" ��" C�

E�&���#�&����G ��� <!��� .�������� �( F�(�

Page 12: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

������� �

���� ����� ���������

����������� ���� � ������ �� ������� ������� �!� ��!� �" ����#�������� ���� ���� ���� ��� �� $$���� ��#��%% ���������" ������������ ���� ��!� " ������!!�������� ������� ���!�� �!� ��#��" ����& ���� �!� ���������!��� ���� ��� �����������!� �� '��� �!� ���� ����" ����������� ( ����� '��� ��� ��#��� ����������� )������ '��! �� ������� ��� ����!�� ������� �! ��� ���������� �� ��������� ������ �! *++, �! -�!����

.��� '��� ��� ����������� ����� ����� ����#������ �� ���� ����/ 0� '�� �������!# ��#�� ���� ����� �� �&���1�� �� #����!�� ���� '��� �����!� '���� �!��� #������� ���� '��� ������ !����� ����� 2��� ��� ��& �����! ����� '��� �! ���!��#���� ����! ��� ���! ���'! � 3����!�4 ��� ��!������! �� ����#������ �!��� ��&���� �� �����!�� ����� �� ��!��!���!�� 3����!� �&��!���!�" �����'�� � �������!� �� ���� ��&���� '��� ��� ���������� �!� � ���#�! ������ �����!#� ������!# ��!�����!��" #��� �����!��� ����5

COOH

CHOH

CH2OH

CHO

CH2OH

2. H3O+

red P HICH3(CH2)5COOH

1. NaCN H2O

2���" ��� ��������� �� ����#������ '�� ����������� �� � �����#�������!"��� � ���& ����� ����� ��5�

CHO

(CHOH)4

CH2OH

� 2��� '�� ���� �� � ����� ���� � 6�������� 7��� )������8��� �! �! ������� ����� ����� ���" *99:"

��" �� ��������!# ���� �� ��� '�����; ������� ��<��!�� �! ������������ �������� =����� ���&�!��� ����" ����������!# ��� ���� ����

Page 13: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

2�� �������� �� >� 7�� �!� ��!%� ?���" ����!� *+�," ������� ���� � �����!���� ����������� � ���� �������!� #����� ��� '� ���� '��� ��� ��#���� ������ ������������� �! ����� �!� ���� �� �&��� �� �'� �������� �����" !�!���������������� ������ ���#�� �!�" ����" �������� 2���� ���������!�� ����� '������1�� ���! �!� �!������ � )������ �!� ������ ��� ���!�����!� ��� �����#���!�� �! ��� ��������� �� ����#�������

0! ����� �� ������� ��� �!���!# ��#���!��" ��� �� ��#���� �� ��� ��������������" ��� ����������" #� �������� �� ���������� �� �!� #� �������� ��"������#� ������� ��#���" ��� !�� ��#����� �� �����5

CHO

CHOH

CH2OH

2�� �'� �������" �! ���� �!�!�������" �� �� �������!��� ���!# )���������@�����! ��������5�

CHO

OHH

CH2OH

CHO

HHO

CH2OH

8���!���" �! ;������! ������� �� ��� �����" �������" <���� ���������� " ��������#� �������� �� '���� �� �������!��� � ��� ����� �� ��� �'� �!�!������� �!���� �!�<�� �� ��� ������������ '�� ��������� � ������ ����� � ��� ��� �� �������� ������� ������" A5*"=

CHO

OHH

CH2OH

CHO

HHO

CH2OH

L-(–)-glyceraldehydeD-(+)-glyceraldehyde

������������ '�� � =����� ��#��5

CH2OH

CO

(CHOH)3

CH2OH

� B��� �������� '��� ����� �!!��!��� � )������ �! *+9* �!�" ������� ������� �!# ��� ��������! ��

��� ��#���" '��� �!�������� ��������� 7��!# ���!�� ���@�����!�" ��� ������ ���������������!��������! �� ��������� �!� �� �� �!�' ��� $$�����%% ( ����1�!��� ��!�� ������� �������!� ��!������� ��� ���!�" �������� ��!�� ����� ��!�� ����' ��� ���!�� C!� �!� $$��������!%% �� ��!��

����'�� '��� )������ ���@�����! �������� ( � �������! �� *+� � �! ��� ���!��

*� D����� ������5 2�� B'��� -�������� �� >���

Page 14: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

)������" �! �! ������ �� ������ ��#����� ��� @����� �� �&������!��� ������� �!��� ��#���" ��� ������� ������� ���� ����#������ '���� �� ���'! '��� ��� � ���& �#���� �� ��� ��#�� �� ��� ����������� ���#���� !�������� $$�����������%% �����!���� ���� �������� ��!��#������! �� ����#� �������� ���5

CHO

(CHOH)3

OHH

CH2OHD-(+)-glucose

2�� ������!#� �����!�!# '�� �� ��������� ��� �� ���� ������������ �� ��� ���������� ��!���� ���#�� ��������������E

.��� �����'� �� �! �����!� �� )������%� ����������! �� ��� ��������� �� A�����#������" �!���������� '��� �!������� �!��������! #���!�� ���� � '�!������������� � 6�������� )������ >�����!������ �A��������" �����! �" �� ������������ �!!��!����!� �� ��� ��������� �� ����#������ �! *+9*�," 2� ��#�!" � �����#����� � ������ � )������ �� ��! 7�� ��5

��� ����������� �� ��� �� ���������� ���� ���� �� �� �� ������������ ��� ��� ����� � ��� ��������� ����� �� ���� �������������� �� ��� ���������� ������� ��� �� ��� ����� �� � ����� ��� ��� � ���������� ��� ���� ���� �� ���� ��� ����� � � ���������� ��� �� ����� � �� � ���� ��� � ������ � ����� ��� �� ����� ��� ��� ����� ���� ������ � ����� ��� ������� ��� �� ������ ������ ����� ��� ��� ������ �����

C! ��� �� ���� $$���� �������!#%% � )������" ��!����� ��� �����'�!# �&������!����������5

A�& ���� �����F�?# G�C?

& ����� H�IA��

>������!��� �����F�?# G�C?

�����!���� H�IA��

7��� '���� ������ �� �� ������� ������ ������!��" ��� '��� ��5

A�& ���� ���?FC

& ����� ���� H�IA��

>������!��� ���?FC

�����!���� ���� H�IA �==���

0! ��� �'� ���� �� �&������!��" ��� $$�!��%% �� ��� ��#�� ����!� '��� ���!����� �����$$D?=C?%% �� ���� $$DCC?%%�� D����� " ��� & ����� �!� & ����� ���� '��� ����

$$���!������� �������%% **

Page 15: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

������!��" ��� ��� �����!���� ���� '�� !��E 2��� ���!� ���� ��� �����!���� �� ���� ������4 �!� �! ��� �����!�� �� ����& �'���� ����� ������&�� '��� ��� ���� '��)������ ���� �� �����! � ��� �����" !�#����� �������! ��� �����!����� .���� '�" �!���� �� �!� �#�" �� �� ������� �!� �������!�/

2� ��� ����� �� ��� ��������� �� ����#������5

*� 7������ )������ ��� ���������� ������ ��� � ���& � #���� �� D �! ��� ��#����� ����#������" ��� �!���������� ��#��� ���� ���� ��� ���� �A�� ����������!��#������!�

=� ;����!���" �! 3����!�J)������ ����!�" #��� � ��&���� �� #������ �!� ��!!�����

CHO

CH2OHOHH

D-glucose

CHO

CH2OH

OHH

OHH

D-mannoseor

CHO

CH2OH

HHO

OHH

D-arabinose

5

�-�!!��� '�� ����� �������� �*++�� �! ��� ��' ���� � ��� ����� �?FC� �&������! ��

��!!���� �!� ����� �����!�� ���� ��� ���� � ���� ��� �� $$��!!�!%% �� ��� ����������� �����!� �!��#�� ���� ����� ����� !���� 2��� #������ �!� ��!!��� '��� ������� �� D= '�� ���'! � ��������'�!# ���!���������!�5

phenylhydrazonemp 144–145ºC

glucose glucose phenylosazone mannose

phenylhydrazonemp 188ºC

>��������" ��#����� '��� >���!!���" ��� ���! �������� ������� � 3����!�J)������ �&��!���! �����������!��� �������� >������!���� ���� ��#�� ����5

CHO

CH2OH

OHHHH

HOHO

CHO

CH2OH

HHOOHHH

HHOHO

CHO

CH2OH

OHHOHHH

HHOHO

+

A�������" ��#����� '��� A������" ����� '��! ����& ���� �������� A�& ����� ���� ����� #�� '�����@����� �� � 3����!�J)������ � !������5

CHO

CH2OH

OHHHOH

HOH

CHO

CH2OH

OHHOHHOH

HHO

H

CHO

CH2OH

HHOOHHOH

HHO

H

+

*= D����� ������5 2�� B'��� -�������� �� >���

Page 16: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

� ;����!���� ���� '�� ��� � ���� ������!� �!�" ���������" ��� � ���& �#���� �� D= �� A������!��� ��� �� �� ��� �����

D-glucose D-mannoseorD-arabinose

CHO

CH2OH

HHO

OHH

CHO

CH2OH

OHHH

OH

HO

H

CHO

CH2OH

HHOH

OH

HO

H

2

,� ��� #������� �!� ��!!���� ����� ��� �������� ������ ( ���� ������ ���� ���& � #���� �� D, �� ��� ��&���� �! ��� ��#����

D-glucose D-mannoseD-arabinose or

CHO

CH2OH

HHOOHOH

HH

CHO

CH2OH

OHHHOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

HHOHOHOH

HOHH

4

� A��������� ���� ����� ���� ��� �&������! �� A�#������ ��� >�#������� ������! �� �����!�� ���� >�#������ �� A�#������� 2��� �� �!� �������� �� A�#����� �� ������� �� >�#������ � � $$���� �� ����%% �'��5

CHO

CH2OH

OHHHOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

HHOOHHH

HHOHO

CHO

CH2OH

OHHOHHOH

HHO

H

CH2OH

CHO

HHOOHHH

HHOHO

D-glucose L-glucose 'head to tail' D-gulose swap

2��� '�!������ ����� �� �!�� ��� ���� �������� �!�<������� ���������� �������� ��� ��� �������� ��#��� A�������&���� �!� �!� ��� ��� �������� ����� =������A���&���5�

CHO

CH2OH

OHHHOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

HHOHOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

OHHOHHOH

HHO

H

D-glucose

CH2OHCO

CH2OH

HOHOH

HOHH

D-mannose D-gulose D-fructose

� 2�� �������� ��!��#������! �� A������!��� �� !�' �������������������� �!� �������� ��!� ��� ���� ������" ��!!���� #��� ��� ���� ���! ����1�!� �!� '���

�!���������� �������� �� ��� >��� �� 7�� !J;������ ��! G��!����! ������!#���!��

$$���!������� �������%% *

Page 17: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

;���� ��� ����������! �� ��� ��������� �� A������!��� �!� ��� ���� A���&���������" �� '�� ��� � $$������%% ������" ����� �!# ������� �������� ���!����������!� �!� ��#��" �� �!����� ��� ��������� �� A�#��������4 3����!�" �! *+++" ���������� ��� ��������� �� A�& �����

2���� ��& ������� �!� �!� ������ ��� ��� ������� �� ��� ��#�� $$����� �����%%" '��� #� �������� �� �� ��� ���� ��� ��� ������� �!� ��� ���& �����!� ������ =�������� �)�#���� = �!� �� 2���� ��� ������� �!�������!# ������� �� ���������� �����5

� 2�� ����� ��� ��!�������� � ����������� " ��!� � ���& � #����� ��� ������ ����� $$��#��%% �8� �� $$����%% �>� �������!# �� ��� ����#!����! �! ��� ������������#�!�

� .��! ������� �� ���� � ����" ��� ������� �!���!���# �!���� �!� �� '������� ��������� �� �! !���� ��#�� ��" �! ��� �������" �� !��� �! ��#������������

� ;� )������ �!���!����� �!!������ ��#��� �����#� � !������" �������!��!���� ��� �� �� ���!�4 ����" $$� &���%% �� �! �!�#��� �� $$& ����%%" $$#�����%%�� �! �����������!�������!#���!� �� $$#������%%�

� 0� �� '��� '����'���� �� ��!����� ��� ������ !���" A�#������4 �� ��������� ��!�<�� �������� '��� ���� ������#�!�� ��!���� �!� ��� �� �������� �� ������� �����! �=�" "" ,�" ���="","":���!��� ���& ��&�!����

0� '�� !�� �!��� *9* ���� ��� A��������� ��!��#������! ��� ����#������"���������� �����! � )������ ���� � ���� �������" '�� �����! �� �� �������� 7 � ������ �� ����! ��#�������!�" ����#������ '�� ��!������ �!�� ���������!����!� ���! ������ ������� D���! �&��!���! �� ����#� �������� �� ���� #��� ������ ������" ��#����� '��� ������������ C&������! �� ����������� #��� ����������������" ��� �!�!������ �� ������������ �����

����2������� ���� ��� ���! ��!������ �!����!��!�� �!�� � ���������� �� ������!� ��������������� ����4 �! K��� ��������� �������!����! �� ���� ����

# )�#��� =5

��� �������� ( $$G2%% ���� �������� ��!����� ( $$��&�%% �� ������� ���� ���'�� ��� ��&���� ( ����#!�� � >���� �!� -�� )����� �?������ L!������� �

)�#��� 5

��� ���& �����!� ( �! ������� ����������� ���� $$�����%% �� ������ !���!������� ��� � �������

� 2�� �!� ����� ������! �� ��� A�> � ���� �� ���� �� ���!� �����4 ��'����" '��� ��� ��������� �!����!�!# '��� �! >����!� ���� �'��� #�!����� @��� �!� ������#�!�� ��!���� ������� ��" �! �������������!# ����!���� ������ ������ �� ��� ���� �����!" �!� �!����#����" ��" � �����

*, D����� ������5 2�� B'��� -�������� �� >���

Page 18: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

���'�� �� �� ���� ��� �����'�!# �������� ��!��#������!5:

COORb

COONa

OHH

HHO

2��� ����!�� ��� ���������� �� ������������ ����" ������������ ���� �!� �������������

COOH

COOH

OHH

HHO

COOH

COOH

HOH

HOH

CHO

CH2OH

HOH

HOH

(+)-tartaric acid (–)-tartaric acid D-(–)-threose

CHO

CH2OH

OHHOHOHOH

HHH

CHO

CH2OH

HHOOHOHOH

HHH

CHO

CH2OH

OHHHOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

HHOHOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

OHHOHHOH

HHO

H

CHO

CH2OH

HHOOHHOH

HHO

H

CHO

CH2OH

OHHHHOH

HOHO

H

CHO

CH2OH

HHOHHOH

HOHO

H

CHO

CH2OH

OHOHOH

HHH

CHO

CH2OH

HOHOH

HOHH

CHO

CH2OH

OHHOH

HHO

H

CHO

CH2OH

HHOH

HOHO

H

R/L 2R/2L

CHO

CH2OH

OHOH

HH

8R

4R

D-ribose D-arabinose D-xylose D-lyxose royal

CHO

CH2OH

HOH

HOH

D-allose D-altrose D-glucose D-mannose D-gulose D-idose D-galactose D-talose all

R/L

4R/4L

2R

D-erythrose D-threose E T

D-glyceraldehyde

CHO

CH2OHOHH

2R/2L

R/L

R

altruists gladly make gum in gallon tanks

arabian xylophonists lyricize

������ � 2�� A� ����� ���� �� ��� ��������

$$���!������� �������%% *

Page 19: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

2��� ����'�� ��� ����#!��!� �� �������� ��!��#������! �� ������ ������ �!� ����#� �������� ��5

CHO

CH2OH

OHOH

HH

CHO

CH2OHOHH

D-(–)-erythrose D-(+)-glyceraldehyde

8���!��� �!� )������ ��� ���! �����! ��������)�!��� " � �����#���� �� )������ �! ��� ����� ���� �� ��� L!������� �� 7����!

�� �&������!�� �! ���� �� ���'� $$��� ������%% ����� ������� '����!# �� ��� ��!��"'��� � ���� ���� �� �!������ �!� �������!����! �)�#��� ,�� 2�� ��!���!� �&������

CH2OH

CO

CH2OH

OHOHOH

HHH

CH2OH

CO

CH2OH

HOHOH

HOHH

CH2OH

CO

CH2OH

OHHOH

HHO

H

R/L

D-glycero-tetrulose

CH2OH

CO

CH2OH

HHOH

HOHO

H

dihydroxyacetone

2R

D-erythro-pent-2-ulose D-threo-pent-2-ulose

R

CH2OH

CO

CH2OH

OHOH

HH

CH2OH

CO

CH2OH

HOH

HOH

CH2OH

CO

CH2OHOHH

CH2OH

CO

CH2OH

R/L

2R/2L 4R

D-psicose D-fructose D-sorbose D-tagatosepure fruits sweetly taste

������ 2�� A� ����� ���� �� ��� ��������

*: D����� ������5 2�� B'��� -�������� �� >���

Page 20: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

������ G��� )������ ����!� ��� ���! �� ��� ��!��� �! ��� ��������� �� ��� L!������� �� 7����!� 2���" �!� ��� �����#���� �! ��#� ," �� '���� ��� ���#�!��� ��� �! ���$$D��������! �� G��� )������ 6�����%% �7�!����� >����� " L!������� �� D������!��"7������ �" '��� �����!�� ���� 6�������� )������ .� >�����!������ �A��������"�����! �" '�� ���� ���� �! ��� ������� ������� ����� ���� #�� #�� � *99=" �" *,*��

$$���!������� �������%% *�

Page 21: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

�� ���������" ����������� ���! �� ���1�!� ����1�!� ��������!� �!� ������ �F�?# ��������!��" ������ ����!�� �����!�!# �!� ��1��� �!�" ������� '��� ������� �� �'� �� ��� ����� ��!� �! .���� .�� 0" )������ ���� ��� �'! ���� �! *9*9�

�� �������*� 8���!���" -� ;� �*9�:�� $� ��� ����� "���" ��" **,�=� ?����!" D� B� �*9,+�� ���� ��������� �����" " *�� >�����!������" )� .� �*99=�� ������ ����� ���� #�� #�� �" �" *,*�

,� )������" G� �*+9*�� ��� %���� ����� &��" �" *+:�� )������" G� �*+9*�� ��� %���� ����� &��" �" =:+�:� 7�@����" �� -�" 6�������!" ;� )� �!� ��! 7�����" ;� �� �*9*�� '����" � �" =�*�

*+ D����� ������5 2�� B'��� -�������� �� >���

Page 22: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

�� � � � �

��� �� ��� ��� ��� ����� �� ���� ����� � �����! �"��� � � ������������ �" ������������ �" #�$%&'�����! � ���� �&! "�� ����! ������ ���������'( � � � �"" ���)�����'(! � �����&� ��� ����! ����� ����� ��� �" � � �� *� ��� '�! +� � ���+� �*� +� � ���'����,

���� �������� ���� ������ � �� �������� ��� ���� ��� ����������� �� ������ ����������� ������ � ��� ����� ���!������ � �� ������������ ��� ������� "��� ��� ���� #����� �� ���� ������� �$�� "��� %�!&�����'�

+� �* "�''���,

���� �������� ���� ������ � �� �������� ��� ��� ����� $���( $������� ����� ��� ���� ��� ���������� �� ������ ����������� ������ � �������� ����!����� � �� ������� ������ "��� ��� ���� #����� �� ������������ "��� %�! &�����'�

-��� � �� � . �$ "���� �" ���� #�$%&'�����! � �� ��!�� ��� ���� ��'� �&�� ��! ��� ��/ �& /���'( � ""����� /�'��� "�� ��� ���� " � ��� ��' ����� �� #���0�

��� ����$1 +�� ���'� �� � �� ��1)� "��! �� ��/� ����������� ��� ��������� �" #�$%&'����� �� � � �����

���2��� ��! � ���"�' ���/��� ��� +���/��! � ���' ' "�! �� � ���� � ��' � �� ���'�� ��! #�$%&'����� ��� � ��'���'�� ��������� �� �� ��( ���� �� �� �" � �������� �" ������! �� ���!������ 3" ��� ����� � ��'���'�� ����' �" #�$%&'�����! � ' ����! * &%*�& ���"����� �� ����� ������� /�,

HO CH

H

C

H HO

C

H HO

C

H

H

C

OH HO

C

H

CHO

CH2OH

OHHHOHOH

HOHH

O

Page 23: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

4'�( �& ������ � �� �� � ' ���� ���"����� ��! �( ����� �� ������ ��� /�� ���������5������ ����� �������! ���� ������ �� ��� ���" &���� �� �" �����'���'� ��� '���� �� �� �" � �� ������ �" ����� ���"����� ���� 6�� �" ��������"����� ���! �� �'��� ����� �(! ��� ��� �(���7(' &���� �� ������% ��2������� ��� �'���(�� &���� #������%�$� -��� "�''��� � � ���� ��' ����� ��! ������'���� ' � ��� � �� �" ��� ������% �(���7(' &���� �� ��� �'���(�� &���� ��&������� � ��!�������,

OH

HC

HO

HC

OHOH

CH

CH2OH

CH

C

H

O CHOHH

CHO

HC

OHOH

CH

CH2OH

CH

O5

15

1

8� � ��� ���� ��' ��������� ��������� �� �7��� ������&�� � ������ #������%�$��� �� ��� ������� �" ��� �(�' *�� �� ��( �7 �� � ���! � ������! ����� � "����,�

HC

HO

HC

OHOH

CH

CH2OH

CH

O

HC

OH

HC

HO

HC

OHOH

CH

CH2OH

CH

O

OHC

H

5

1

8���� ��� �(�' � "���� �" #�$%&'����� �7�'� ��� ��� �'� �� �( +� � ��� +� �*. �����! ���� �(�' � "���� ��� ���� ��&&����� �( /�� 9��(�� � ���� ����&� � �( 8�''��� � ����� � �����! �������� ����� � �&'(! ��� ��/�� ����'���'(������ �& �" ����� ����������� :&� �! � ���� �� ������ *�� ���� ��� ���/���� �� ��� ��� ���� � "��� �" #�$%&'�����; ������% �� '' � �" ��� <%����'������" &���� �� ��� ������� ��� �� "��� ����'��� ��� ����� �� �� �" <%#�$%&'������

3� � '' �� ��/ ��� �/�� �� �� � ���&� ����! �� ��� ��&�� ���� ��� �" ��� �����!������ ��� �& � �� ���������� ��(�� �& ' �� ��� ���/� ��� � � ������ �������. � ��������� ��� �� �� ��/�'����� 3� ��0=! �� �� ���� ���� �� �" ��� ��(! -�>� +������!� ���� ��&&��� ��� ������� ��� =%�������� � �& �� �& �����������

� 4�� ���� "����''(! ��� ��� "���� �" ��� �'���(�� ��� � ���������� � #�� ��� ��$ . ��� � �� �" ����(���7(' &���� �� ��� �'���(�� ���� &�������� ��� � ������� ����� � ��� �����'�! ��� �������� '( � �?��' ��������� -�'��� >����� +������ #���5���$! � ������� �" -� +� 4��� �! 4�< ����� -�''���#@�A �� �&��$� >���' 4� *� #���$�

0� B�����(������, 8�� )���� C�'���'�� �" � "�

Page 24: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� � ��7�&�� � �� ��� "���� ��&�� ����'�����! ���� �& ��� ��7�&�� �� ��/ ���� "����%��&�%�� �� ��� �����,0

O – – – O– – –

8�� ��� ���� � �& ����� �� ���� ������ ��� ��� ����! ��� ���/� ��� ��� ��'����� �'��� �" ��� ��7�&��� >��! ��� ��� �(�' � "���� �" #�$%&'����� ��� ������� �� "�'( ��� ��������'(,�!�

H O

OH

H

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HH O

OH

OH

H

H

OHH

OH

CH2OH

Hand

)��� (���� ���' �� #���$!� ����'�7�� �� ���� �� � �� ��� � �� � ��� ��������� ��� ���� � &�'( ����� �& ����� �" #�$%&'����� #D�E< ���0�$ ���������� ���%��'�� ���� � ������� ��� �(���7(' &����� �� ������� ��� ��� ���� ��''���������' ��� &������ ���� ��� ���� �'� ���! �� � ��' "( ��� ������ �"

� ��� �� �7��''��� � ����� �� �� ��� FF����� ���' ������ ���GG �''���� � �� +������ "����'��! ���FF:�/����� )�&�� B��� ���(, 4� �� �'�� �" ��&�� ���������� ���(GG �( H� )� )��''�����&�� #:I34��' �� �& B�����( 3���! -�������! B������ ���; ���0! �� ���$ . FF+������ ���������� ��� ��

������� � ��� �'��� �" ��� ����� �� �� �� ���( ��� ����� "! ��� ��'( "! ��� ���� �( �" ���'��� �& ��&� �" ��� ��������� � ��� '���GG�� :������ ���/��� ��! ��&&����� �( ���� :� C ''� � �� ��� �� '' � ���� ���! �&� � ���� ���7�&��! ��� �� �� / ���� � ��� �'��� �" ��� ������ >�����(�! �(���&�� ����� ������ ��� ��������! ��� ������ ���! �� �& FF���&�GG #���/�$ �� FF����GG #��'��$ ����� ��� :� �7���� �� �" ���C ''�G ���/��� �� ��� �� ���� �� �� ���� � ����� � ���������! � �� ��� ��'�� /� ���" &���� �� �� ''

��/ ���,

O

HO

OH

OH

OH

O

HO

OH

OH

OH

CH2OH CH2OH

+� � ��� +� �* 0�

Page 25: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������ ��� �� �/�� "������! "����' ����� ���� & /�� �� ��� ��� ������,

H O

OH

H

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HH O

OH

OH

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

mp 146ºC, [α]D +112º (H2O) mp 150ºC, [α]D +19º (H2O)α-D-glucopyranose β-D-glucopyranose

5

1

8�� ���� FF���GG �� '' �� ����� � ��&��! ��� FF�(������GG � ��&�� ��/ �& � � 7%�������� �(�' � ����������� 8�� ����� FF�GG ��� FF�GG ��"�� �� ��� ���� ��'�� ��!��#� ������� �����! �� ���$ ��� ������%�! "�� �'�����! � ��� ��!���� ������

��� �� ������ �� �� � ?���� �� �" ��� ����� �" ��� #�$%&'����� ��� � ������� ��� ���� ������� ���� �� ��������� � � ""����� ���"����� ��! ��� �������� �(���7(' &���� �� ������%) " ��� ���'" ��2����� �� ��� �'���(�� &����,

C

H

HC

OHOH

CH

OH

C

H

O

HO

H

CH

OH

C

H

14

:&� �! ��� �����' "����� �� � ���� �'�! ����'� �& � ��� "����� �� �" ��� ���������� #'�& ��''( ����� ������ �& �� ��� +������ ���/��� ��$,

OH

H

HH OH

OH HO

CH2OH

HHO

H

OH

HH OH

OH HO

CH2OH

HHO

α-D-glucofuranose β-D-glucofuranose

� 9( ���'�&( � �� ��� ��'���'�! �(���,

O

00 B�����(������, 8�� )���� C�'���'�� �" � "�

Page 26: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

8���� ��� "�� ���� �/� '��'� "�� ����� FF"�������GG" "���� �" <%&'�����! � ��'(������� ���( ��/� ��/�� ���� ��'����; �����'! ��(���'' �� #�$%&'����� � � ������� �" ��� ���� �(������ �������! �� � � 7���� ������"�

9�"��� ������� �& ��( "������! � � ����� '��� �& �� � "�� ��&��� ����� ����<%&'����� ��� ���� ��� �& ��� � �(�' � ����������,

H

CHO

OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

HO

CHO

H

H OH

HO H

HO H

CH2OH

CHO

OH

H OH

HO H

H OH

CH2OH

H

H

CHO

OH

H OH

CH2OH

H OH

O

OH

H

OHH

OHH

OH

H

CH2OH

HO

OH

OH

HH

OHH

OH

CH2OH

H

OH O

H

OH

HOH

HOH

H

OH

H

CH2OHO

H

H

OHOH

HOH

H

H

CH2OH

D-ribose β-D-ribopyranose β-D-ribofuranose

O

H

H

OHH

OHOH

H

CH2OH

H

H O

OH

OH

HH

OHOH

H

CH2OHO

H

OH

H

OH OH

H H

D-gulose α-D-gulopyranose

L-glucose α-L-glucopyranose β-L-glucopyranose

D-glucose α-D-glucopyranose β-D-glucopyranose

H OH

" ���� ��� ��'���'�! "����,

O

+� � ��� +� �* 0

Page 27: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

D-fructose α-D-fructopyranose β-D-fructofuranose

CH2OH

CO

HO H

H OH

H OH

CH2OH

H O

OH

CH2OH

OHOH

HOH

H

CH2OHO

CH2OH

OH

H

OH H

H HO

)�/���' ���� ���� �� ��� ����&�,

� 3� ��� � ������+������ FF �������/��� ��GG! �'' �(���7(' &����� �� ���FF� &��GG � � � ����� ���2��� �� ��� �'���� FF��'��GG � ��� +������! ��� �''����� �� ��� FF'�"�GG ��� FF���/�GG�

� 3� � <%�'����7���! ��� FFB+06+GG &���� �� ������% � FF���/�GG � ���+������ �(������ "���; � ��� �%�'����7���! � � FF��'��GG�

� 8�� ������ � ����� �� ���! FF�GG ��� FF�GG! ��� ��/ ���'( ��'���� �� �������'��� ���" &���� �� . ����� ��� �� �� �'����� ��������� ���� ��������� ���� �( B�'' �� ��� ���� ��,

�� <������� ��� ��� �!����� ��� <�������( ����!��� ���� ����*��+*� ���� �� ��� ��!���� ������ ��,������ �$�$���� ����$��� �!����- �����!����� ���� ���� ���� ��,��������$����� ��� ����!��� ���� ��� ������ ����������� �� �����!���� ������( ��� ��� �*��+*� ���� ��,���� ��$���� ����$�$���� � ��<� ��� �����!�����( �����������*�

8���! ��� ����� ���� �" �%<%&'����(������! �� �����! � �%�%&'����(�������&

� -������ ��� �(������ "���� ��� ���� � �?����� ��'�� �� �" ��������������� ���! � � ?� �� ������ �� " �� ��� "������� "��� ���� �����&�� � ����������� ��� � � ���'���'�! ���� �%<%� ��"������� �� �����'� � �� ��

� 8�� ������ � ������ ���� �" ��� 0%������� �! ������''(! ������%0�

8�� �(�' � ��������� "�� ��&��� ��� ��'��� �� �7�'� � ��/���' �����/�� ������� ��� ���� ���� �( ��� @����� � ������ � ��� � �������� ������(,

� :'����� �� ��� "��� ��� � �� ��������� � �� ��� �� � ��'" �� ��� "� ' ��& /� ���� �" ��� /��( ���� � /� ��� ��������� �� � ��'��� ����� "�� �'���(����

& 6� & ��''(! ������� "����� ������(����� ���� ��! B'���� )� +����� #����5��0! � ������� �"/��G� +�""! 4�< �� 4� ������ J� /��� �($ �������� � ��" � � �� "�� FF�GG ��� FF�GG ����� �� �����'�� /� ��&� ���� �" ��� ���� " � ��� ��' ����� ���=

0� B�����(������, 8�� )���� C�'���'�� �" � "�

Page 28: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� :'�����! &�����''(! ������ �� ����� � �� �(���&�� �(�� �� ��� � ������('�(���* �� ���� �'��'( ���� �� �����' �'���(����

� - �� ����"�' ��� �� �" ���&���� ��� ���� � ���! #�$%&'����� ���'� �����/����� ��� ��� � ""����� �������������,

H O

OAc

H

OAcH

OAcH

OAc

CH2OAc

HH O

OAc

OAc

HH

OAcH

OAc

CH2OAc

H

penta-O-acetyl-α-D-glucopyranose penta-O-acetyl-β-D-glucopyranose

)� ''! �'����� � � ���������* ���� ���� �" ��� ����� ��� ��������� �� � �" ���'���(�� 5 ��� ���� �� �7�'� � �� � �������� � ������(1 ��� �� ������ "�� ���'��� '��� �� ��� FF+� � ��� +� �*GG ������ ��� 9��� �" ��� (���& �����������!�������� �����"�''��! ��/� �������� �� ��� 4��"�����G� �"" �� �� ��������#+� � $ ���� ��� ���� " � ��� ��' ����� �� �" ��� "��� �" #�$%&'����� ��� "�''��"��� ���0� �� �0� ��� #+� �*! �'���� � �����$ ���� �" ��� ����� "��� ���� ��� "��� ���� �� ��� ���� �0��

)� ��� � ���/���� ��� ���������� �" ������������ . ��� ����&� � ��� ��'����� �� � �� � ��� 8� � � ��'� ��(� ��' �����/�� �� ��� ��� '( �7�'� ��� �( ����� ����� �� �" ��� "�''�� �& �?� ' �� ��,

H O

OH

H

OHH

OHH

OH

H

CH2OH

HO

OH

OH

HH

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HC

HO

HC

OHOH

CH

CH2OH

CH

H2O H2O

CHO

equilibrium: 34% ~0% 66%([α]D +52º)

8�� /�'�� �" �0� ��� ��/ ���'( ��� ���� " � ��� ��' ����� �� "�� ��� !�+���� ���?� ' �� ��� K��� �& ��� /�'��� "�� ��� ��� ���� ������� �''��� ��� ����'��'��� ��� ��������&� �" ���� ������ �������� 3� �?����� ��'�� ��� �" #�$%&'�����! ����! ����� � / ����''( ���� �" ��� ��(�' � "��� �����''( �������! ��� � ��'��(� ��������� �( ���� ��' � ����� �� �" ��� ���/� �?� ' �� ����

� 6�� " ��' ���� ����� �� �� ��������� ����! ���� �" � ��� �� ���� . ��������'(! � ��&�� FF"���GG�� �����&� ��� ������� �" ��������� �� ��� � ���� �(���(���� � �� FF��� �����'GG ��� FF����� �&��&��GG�

+� � ��� +� �* 0

Page 29: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� ��''(! � "�� ����� �� ��� �����' ������ ��� �� �" FF� �& � *�GG �������(������� L���� �&�! ��� �'��� � ���������� �/�'/�� ���� ��������� ��FF����('�� �� ���'(� �GG�5� ��� FF��� ����� �'��/�&�GG���5� :'����&� ������������ ��� �� '' � ���� ���! � � ��� ����� �" ���'��� ��&��� � ��������������������(! ���� �+ ��� �B! ���� � ����&�� �� ���� �� ���� ����'���������(����!�

������ ����� � ��������'��! �� -� #���0$� .���$� /��!� ���� �� ����! ��! ����0� <���! +� <� K� ��� +������! -� >� #��0=$� 0� /��!� ���! 0��

� C ''�! �� :� #��$� .��� /����*��� /��!�! ��! ���� 9�A ������! �� #����$� .��� /����*��� /��!�! �! ����� B�'' ��! 4� C� ��� ���� ��! H� �� #���$� 1������������2 ����� /��!����* ��� ����� #��� ��

3������ �������! ���� - '�( M )���! B� �������! �� ���

=� +�����! B� )� #����$� 0� .!� /��!� ���! ��! ==��� + ���! N� �� ��� 4��/��! B� 9� #��0$� 0� /��!� ��� #������$! ���! �0��� + ���! N� �� #��0=$� 0� /��!� ���! ��

�� +������! -� >�! + ���! N� �� ��� �������! :� #��0�$� 0� /��!� ���! ����! 0�0���� �������! N� �� ��� +�����! B� )� #���$� 0� .!� /��!� ���! ��! ������� �������! N� �� ��� +�����! B� )� #���$� 0� .!� /��!� ���! ��! ���

�0� C��'�(! -� <�! +���! H� C� ��� +�����! B� )� #���$� 0� .!� /��!� ���! ��! �==���� 9��� ��! �� C� #��=$� .��� /����*��� /��!�! ��! ����� - '' ���! B� ��� :''������! :� #����$� /����*��� #���! ��! ���

�� +�����! <� ��� -�'��*��! O� #���0$� /����*��� #���! ���! ���

0= B�����(������, 8�� )���� C�'���'�� �" � "�

Page 30: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

������� �

�� ���� �� � ��� �� ����

� ������� �� ������������� ��� �������� ��� �������������� ������� �� !"�#!�������$ �������� �� ������ � %������ ���&������ ��$ ���� ���������� �� '� ��������$ � ������ �������� �� � (�'���� �������)�

CHO

OH

HO

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

OH

OH

CH2OH

D-(+)-glucose β-D-glucopyranose

*� ��� ����� +,���$ ���� �������� �������� ���� ��� �������� ���� '�� ���!������� (�'����$ �� ���� ��� '��� �� (�����$� ����� �������� ����������� ��������� ��� ��� �����$ �� ��� ���� ��������� ���� ����� �������- ��� �������.��� ����'�� ���'� �� ���� � ���!������ ����� "������������#$ �������� ���� �� � �����)+

Ha

He

/��� ����� �����$ 0������ �������1�� ��� ���������� �� ��� �'� ��������� ������� ����� ������� �� �������.��� "�������� ��� �����# ��� ���� ���� ������������� �.����� ��� ������������ ��� ���������� �� ��������� ���� �� ��� ���������2$

3�� ������ �� ���� ������ '�� ����$ �� ��� ����� ������������ ��� �������.���$���� ������ '�� ������ �.����� ����������� �� ����� 4 �������.���$ �� ������������ ���'�$ �.������� �� 0����� 55����� ������66�

� %��� ��' ��$ �������� ����� ����� �� ������ '��� ��������� ��� �� ���'���7�� (����� "+8,�4+,8+$ 9� ���� ��� :��������� �� 0�����#$ � ;��'�����$ ������ � ;���� 9��1�"+,<,# '��� ���� (����� =������ 0����� "+,+84+,,8#$ 0�������

Page 31: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

� ������� ������� �� (����� '�� �� ������� ���� ��� ������������ �� ����������� ���� '���� ���� �� ���!������ ���$ ��������$ ����� � �����)

O

%�� �! !�������������$ ��� ���� ������ �������������� �� ��� ���� ���� ����� ������$ ��� �� ��� �����.�� ������������ �� ��� �������� ���� ��� �� ���>���������� �������� "�����'��� ��� �������� �� �� ������ �! !�������?#$ ������� ������ ����������� ��������)

HOO

HOOH

OH

OH

*� �� '��� ���'� ���� �������.���$ �� ��� ���� ��>��� �� �� ��������$ �� ������� �>���������$ ��� ��� � ������������$ '��� �������$ ��� ����������$����� ������������- � ������ �� ���� �>��������� �� ���� ����� �� � ������������������ �� �>�������� ��� �.��� ����� �� ���� ������ ����)

H

H

H

H

H

H

@��� '���� �� ��� �����>������$ �� ���$ �� ���� � ������� ������� �� �! !�������������A

OH

HOO

HOOH

OH

OH

O

HO

OH

HO

OH

HO

HO

OH

HO

O

OH

����� �� �>��������� �� ��������$ ��� ����� ��� � ���� ������������$ ��� �����' ����� ������������ �� ��������� ��������� ���� ���� ��� �������� B '������� �.��� ������������$ ��� ������ �� ��� ��' ������������ �� ������������������� "���� 2 ������+#�

28 C������������) 3�� /'��� D�������� �� E���

Page 32: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

(�'$ ����$ �� '� �������� ��������� ��� ��������� �������� ��� ��������� ���� �� �! !�������������A

HOO

HOOH

OH

OH

@��� ��� �������� �� >������� �� �����������$ ���� � ������ �������$ F!������������ ������������� '��� ����� ���� ��� ��������� ��������� ��� ���������������� @��� ��� �������� �� � ��>���$ �� �� ��������$ +( ��������������� ��������� ������������ '��� ����� ���� ��� ���'��� %�� � ���������������� �� ��� ��� &��� �����$ ��� ����� �� ��� �������� �������� ���'��� (+ ���(2 "�+$2# '��� �������� �� 55�����66 "�48 (1# ��� �� ���������� �� � �����!���.���������������)

HOO

HOHO

OH

OH

H1

2

H

*� ���� ������ '������ ������ ���� ��� �����$ ������ ������$ ��� �.��������������� '��� ���� � 55�����66 "+42 (1# ����� ��� �+$2)

O

OH

HO

OH

HO

OH

HH

1

2

� ����� '��� �� ������� �� ��������� ���� B ��� ������������ �� � �������� ����� ����� ����� �� ��� �������� ��� ���� �� ���� �� ��� ��>��� �� �� ����������� '� ��' �������$ ��� !������������ ��� !������.���� �.��� �� �>�����

�������� ��������� �� � ��.���� �� ��� �! ��� �!�������� �����- ������������$ ��'��� !������$ !�������$ !����� ��� !������$ ����������� ������� �� ��� ������������� ��� ���� �� ������< *� ��� �� ����� �������� �����$ �� �� ��� 55������66 ����������������� ���� �� ������ ��'��� ���������- ��'����$ �! ��� �! !������$ �! !��������� ��� �! !��.���$ !������� ��� !����� ��� ���' ������������� ���� ���

�3���� ������ �� ������������� ��� �� ������� ��������� '��� ��� ����� ������������ ��

E�����.G ���$ � ������ �����$ '��� ��� ���� ���������� �� H������$ �� ������� �� ��� ���������������'��� ��� ��������� �� ��� �������� �������� ��� ��� ��1� �� ��� ��������� ����� ���'���������� ��������

3�� /���� �� 3����� �� C��� 2,

Page 33: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

55��������66 ����� ������������ ���$ ������$ �! !��������� ���� ���'� ����������� ��� ����

����� ���� ����� ����� ������������� ��� ��� !�������������$ ����� �.��������$ ������ ������ �������������$ ������ ��� � ��� ��� ����� *� ���� ���������� ����$ �������� ����� ������ ������ ����� ��� ��� ������� �� ��� �.������ �>����� ��������$ ���� ��� �������� �������������� ������������� �� ������������� �� ��� ����� ���� ��� ������ 3�� ���������� �� � ������������������ ��� ���� ������������ ����������� '���� �������� �������������� ��� �������� ���� ��� ���������@��� �����'� ��.� �� � ������� �� ��� �������� ������������� ��� ���

�������� ����$ ������ ��� ����� " #$ ���� "�#$ ����!����� "�# ��� ���' "�#�����$ �������� '��� ����� ������ ����������� "�� �� ��������� ��������� �� ��������� ����� �� 55������66 ��� 55��������66#�

�����)

123

5 OO

4 1

234

5

4C1 1C4

7��� �'� ����� ��� ��������� 3�� ����������� ����� ��������� �� ��� �����'�����������)8

� ��� ��'���!�������� ������ �� ��� ���� "C+# �� ����� �� �� �.������� ����-� 7$ C2$ C$ C ������ ��� ��������� ����� �� ��� �����-� ���'�� �����'��� "7� 2� � #$ CG �� ����� "����'# ���� ����� ��� C+ ������' "�����#-

� ����� ���� ��� ����� "����'# ��� ����� ��� '������ �� ������������"����������# '���� ������� "�����'# ��� ������-

� G + ���+ G �������

��) /�. ����� ��� ��������$ '��� ���� �'� �� ����� ���'� "��� ��������� ������� ���� ���� �� ���>�� ��� �������#�

O O

1

23

45

12

3

1,4B B2,5

5

4

� C������������) 3�� /'��� D�������� �� E���

Page 34: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

����������) 3'���� ����� ��� �������� ��� ����� ���� �'� �� ����� ��� ���'�"��� ��������� ����� �� ������� �� ���� ���������� ����� ��� �� ����� ���>��#�

OooOo o1

4

23

5

123

4

5

4H5 5H4

����) /�. ����� ��� ��������$ '��� ���� ��� �� ����� ���'� "��� ��������� ������� ��� �������$ ����� ���� �� �� ����� ���������� ����� ��� ��� ������������!��&����� ����8#�

O1

23

4

5

1S5

3�� ����� ���� �� ���� ������ ���� ��� ���' ����$ '���� �� ����� ���� ���������� ���� ��� ���� ��� ����!����� ������ *� �������� ����� ���� ������� ������� ����$ �� �� ��� ����!����� ���� �� ��� ������ �������������3�� ������������� ��������� �� ��� �������� ���� ��� &��� ��� �������� "�#

��� ��� �'��� "�#- ���� ���� ��� ������������� ��� ��� ������ ����������� �������� �� ��� ������������� ��� >���� ������

O

O O2

1

3

41

2

43 41

2

3

1E EO 2T3

E�� �� ��' ���� ���� �� ������� �� ��� �������� �>��������� ���� �� �����������'��� !"�#!������� �� ��������� �� '����)

HOO

HOOH

OH

OH

HOO

HOHO

OH

OH

acyclic

36% 64%

3�� �'� ���� ���������� �� ��� ��.���� ��� ������� �� ��� ��������� ���������� ���� �� ��� ��������� G + ������������� 3�� ���� ������ ���������� ��� ���� ���>��������� ������� �� ����� +� ������+ �� ������ �� ��� �!������$ ����'�������� �� ��� �������� ����� "�8 ������+# ��� �� �>�������� ���� �� �.��� �����.��

3�� /���� �� 3����� �� C��� +

Page 35: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

�����$ ��� ���� ���������� ���'��� ��� �'� ��������� �� >�������� 3��� ������������� ��� ��������� �� ��� �!������ ���� ���� '���� '���� �������� �� �.������'�� ����� ����� �� I�'���, ��� ������ ��� ������� ����� �� E�����.�+�$++ /�'��� ������� ��� ��������� �� ��� ������ ���� �� ��������� ������� ��� �.���������������� �� �� ��������������� ����������� �� ��� �������� ������)

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOAcO

Br

OAc

known unknown

�� '���$ ��� �������� ������ �� ����������� ��� ��� �������1����� �� �������������'���� '���� �����'��� ��������� ���������� �� �����$ ������������ ������������)

AcOO

AcOOAc

ClO

Cl

OAc

OAc

OAc

2% 98%

CHCl3

3�� ������ �� ��� �������� ������$ '���� ������ ��������� '��� �������������������� �� ��� ����������� ��� ��������� �� �������� �� ���� ������������������$ ��� ���� �.������� �� ������� '���$ ��������� ������������ ���� ����4���� ���� �� ������4������ ������������ �� ��� �>�������� ������ ��� ����������������4������ ������������ �� ��� �.��� ������)+2

O

X

OO

X..

X

..

(�'����$ ��� ���� �������� ��� �������� �.��������� �������� ��� ��������������'��� � ���� ���� �� ��������� ������� 55�.�����66 �� � ��������� ������� "�# �� 7��� �� ����������$ ����!������� ��������� ������� "��# �� ��� C�4F �����+

O5

..

X

1

n

σ∗

2 C������������) 3�� /'��� D�������� �� E���

Page 36: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

3�� 55����!����������66 ����������� ����� �� ��� �.��� ������ ������� ����55����!�������66$ ��������� �� � ������ ���������� �� ��� 74C� ����$ � ����������������� �� ��� C�4F ���� ��� � ������� �������� �� ��� �������� ������� �� F�3�� ������ �� ��� �������� ������ �������� �� �� ����������+G4+�

3�� ������� ������� �����+8$+, ������ �� ��������������� ����� �� ����������� ������ �� � �������� �>�������� �����������- ��� �.�����$ �!"�����!�!������!�! !��������������#!G!���������������� ������� �.���� ����������� �� ����������� ���������� + G ������������)

O

OAc

OAc

OAc

CH2OAc

NCH3

O X+

+

Br–

3�� ������� �.��������� ��� ��� ������ �� ���� 55�������66 ������ �� � ��������� ���������� ����������� �� �������� �������� 3���� ��� ���� � ��������� �� ���������� �������� �� �� '������ ��� ������� �������� ������ �����.�����2�42

9������� ��� �� ��� �������� ������������� �� E�����. �� ��� ����� �������������� ��������� ��� ���� ��� ����������� �� ��� ���������� �� ��� ����������� ������2G42� *� � ������ ������ ������� ���� � ������������$ ������������� ��� ������ �������� ������ '���� �������1�� ��� �.��� ������ ���� ����>�������� �������

O

OR

O

OR

C2 H

ORC5

C2 O5

HR

2

5

..

2

5

.. ..

..

....

..

C1-O5 C1-O1

(�'����$ �� ��� ����������� ������������ �� ��� �.������� ����.� �����$����� �� ����� �� ����!���������� ����������� �� � ���� ���� �� �.���� "�� 7=#��� ��� C�47 ���� B ��� ��!������ 55��!�������� ������66�� 0������ ������'� �������� ������� ������� �� �������� ����������$ ��� ��!�������� ������ ����� ���������� ��������� '��� ���� �.��� �������� (�'����$ �� �� �>��������������$ '���� ����� �� �� ������������ ���� � ������ �������� ������$ �� �� ���

��� � �����>����� �� ���� ��' ����$ ��� 55�������� ������66 �� ��������� �������� �� �� ��� 55���!�������� ������66�

3�� /���� �� 3����� �� C���

Page 37: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

��!�������� ������ ���� �� �������� ��� �������� ��� ��������� �������������� ��� ����.� ����� �� ��� �������� ������ ����)

OO

R O5 C2

HR

..

..2

5..

..

3���� �� ��� ������� ����������$ ��� ��!�������� ������ ������� �� ������������� ��� ��� ������� ����� �� ���� �������������� ������ B �� ����������� ��������� �� ����������� ��� ����� �� ���� ������������ ������������������������28$�

@� ���� ���� �� ����� �������� ���� ��� ������� ������� �� %������ '���������� ����� �� ��� ����� ���� �� ��� ��.� ������� �� ������ ���� �� (�'������� (������ (�'����$ �� '�� �� �� E�����.2,$� '�� '���� �������������������� ��������� ��� ��� ��&�� ���� �� ��� �'������� �������$ '����������� ������������� �� ������� �������� ��������� "������# ������������$�������������� ��������$ ������������ ��� ���������� (�� ����� '���� �� ���������� ���� ������ �������������������� ������� ��� ����� �����������

����������+� (�����$ 7� ��� 7����$ 0� "+,G�#� ��� ��� �����$ �$ ,2,�2� 0�����$ � (� =� "+,�#� ���������$ �$ +<�� 0�����$ � (� =� "+,#� �� ��� ���$ +�2��

G� E�����.$ =� :�$ H������$ =� H�$ 0��������$ (� �� ��� /��������$ @� J� "+,�#� �� ��� ������$ � $ +���

� H������$ D� "+,<#� �� ��� ��� ���$ !"$ 28���

<� ������$ /� �� "+,8G$ +,,+#� ���� ��������� ��� ������$ #$$ +- # $ +,��� C������$ 9� D� ��� %������$ =� �� "+,,#�������������� ���� ������� ��� ���� ��� ��

���!��� "���!�$ ���� @���� K /���$ C���������$ �� �

8� /��'��1$ �� C� 9� "+,�#� �� ��� ���# ��� ���!��$ ��,� I�'���$ �� 3� "+,#� ��� $���$ ++�2�+�� E�����.$ =� :� "+,<G#� *� ���!��� �����%����$ �� D���$ 9� ���$ *�����������

9���������) ���� @���� ��� /���$ ;�' L���$ �� ��,�

++� E�����.$ =� :� "+,�+#� "!� ����� ���$ $"$ 2��+2� @����$ /�$ =���$ ��$ 3��$ E� D� ��� C��1�����$ *� J� "+,�+#� �� ��� ��� �$ +<�+� ��������$ I� ��� C�����$ J� "+,,2#� ���������$ #!$ �+,�

+G� D�$ 0�$ /�������$ (� %�$ *** ��� ��������$ ;� E� "+,,8#� �� ��� ��� ���$ �$%$ G++�+� 3�������$ J� =� �� "+,,#� �� ������ �&&� ��� �������� ���������� �&&��$ �C/

/�������� /����� ,$ �������� C������� /������$ @��������� C�

+<� ��������$ I� ��� C�����$ J� "+,,#� �� ������ �&&�$ C=C 9����$ 0��� =�����

� � ������� ���� ��� ����� ������ �� ���������������$ '��� �� �� ��� �������� �� ��� ������� =������ :� E�����. "+,2�42���#$ 9� ����� C� 0� 9����� "D�J��� :���������#�

G C������������) 3�� /'��� D�������� �� E���

Page 38: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �����

+�� 0�.$ M� J� /� "+,,8#� �������$ #!$ 28,�+8� E�����.$ =� :� ��� D�����$ �� =� "+,<#� ��� �� ���$ #&$ 22��

+,� @���$ �� C� ��� /�������$ C� "+,�#� �� ��� ��� ���$ "$ +�2�� 9�����$ C� E�$ %�����$ D� ��$ 0��������$ �� ��� 7���$ 0� H� "+,,,#� �� ��� ��� ���$ �$�$

<,++�

2+� 9�����$ C� E� "+,,#� ���������$ "�$ ++,�+�22� M����$ �� =�$ C���$ /� /� C�$ /1����$ @� �� ��� 3�������$ J� =� �� "+,,<#� �� ��%� ���$ ��$

G+G�

2� =������$ H� �$ ��������$ 0� �$ J����$ � %� ��� 9����$ 0� D� "2���#� �� ��%� ���$ �"$22��

2G� E�����.$ =� :�$ 9����$ �� ��$ D�����$ �� C� ��� @�������$ H� �� "+,<,#� ��� �� ���$ #�$GG2��

2� 9����$ ��!9� ��� E�����.$ =� :� "+,8�#� ��� �� ���$ �"$ 2+�2<� 3�����N ��$ *� ��� 0����$ 3� "+,8,#� ���� ��������� ��� ������$ #�$ G�2�� 3�������$ *� ��� C�����$ �� 9� "+,,8#� ��������� ��$ &% $ +�

28� D����$ 0� "+,,�#� ����� !��� ���$ �"#$ +G+�2,� E�����.$ =� :� "+,,�#� ������������ '��� �!%���� ��' �'� �� (��$ �������� C�������

/������$ @��������� C�

�� E�����.$ =� :� "+,,<#� �� ��� ��$ $ $ ��

3�� /���� �� 3����� �� C���

Page 39: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

����� � ��� ������� �� ���������

��� ����� �� ������������� ����� �� � ������ ������ �� �� ���� �������� �� ���������� ��� �������� ������� ������� ��� ���!������������� "���#�� ���������� ������ ��� ���� ��� �������� ��������������� �� ������� �� ������� ������ ���!������������ "�� ����� ��� �������� ��� ��������� �� ���� ��������� ��� �� ��� ����� �������� �� $$%���&�%'%!������(()�

HOO

OH

OH

OH

��� �������� ��� ���%����) ����� ��� ���� ��� � �������� �������� ���� ����������� � �����&�� !���� �� � �����!�� ����* ������ ��� ���� �� ����� ��� ��������������� ���� �� +�

,��� ���� �� ��� ��������� �� �� ���!����������� ��� � ������������)

HOO

HOOH

OH

41O

O

HOOH

OH

OH

��� �������� ��� ��� ���� ��������� ���� ��� �������������� �&�����) ����� ��������� ������ �� ������ �� -��� ��� '%!������ ����� ��!�����* ������ ��� ������������������ ���� �� ����������� �� ���� ��� �����!� �� ��������� . /%��0� ����� ��� ���� ����� �� ��������� ��� ������� �� ����� ��� �������� ��������� ��������������� ��� �������� � �� ����� !����� ���������� �� ���������������� ���� ���� ��� ���� �� � �������� ��� ����� ������ �� �������� ���������! �������� ���� ��#�� ����� ��� �������� �������� �� ���� �������

� ,� $$%���&�%'%������(( �� -��� �� !��� � ���� �� ������!���� ���� ������ �� ����) %���&�%'%� �%��&���� ��� �������� �� �������� �� �� ��� ��&���� �� �������� ������

Page 40: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ��� ��� ���!� �������� � #��� ����� ��������� ��������� �� 1������ ��.23)

HOO

HOOH

OCH3

OH

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOOH

OH

OH

CH3OH HCl+

methyl α-D-glucopyranoside methyl β-D-glucopyranoside mp 165ºC, [α]D +158º α]D –33º

65ºC

mp 107ºC, [

4� ������! '%!������ ���� �������� ���������! ���� �����!�� �������� ������ ��������� �������� �������� ������� ���� ������ 5 � $$���������(( ��� ����� ���� ���� � $$���������! !����(( ��� ��� �������� ������� 6��� ����� �������7�� ��� ��������� �������� ������

����������.� 8����� �� 9� ��� 9��� :� 8� 6� ;.33. .333<� ��������� ������ � ������ �������� ����

9���� ��� 0��� =�� >����?� @�������� :� �� ;.33/<� ��������� ������ ������ 0����!����� ��������� @� ��� @�������� :� ;?���<� �� ����� ����� ����� ������ � ?/3�/� "����� �� A� ;.333<� ��������� ������ � ������ �������� 0�������� ,������� :����

0���������� 8������� �� 4� ;.33�<� :��������! !����� �� ���!����������� ��������� �� �� ��� ����� � �

��� ��� ���� �������� @��� 0� "� ��� B(=���� A� ,� ���� "������ ,�������

=���������� �� ??�

������ ��� ��������� ������� ���� �� ������ ��� ������ ���������� ���� ������������� �� �� ���������� ��������� ������#� �����&�� !������ C� �������� ������ ��� ���� � ���� ������ ������������! ������ �������� ��������� �� ���� �������� ��� ���%�������������� ������ D����� �� ��� ����� ���� ��� ����� !����� ����� ���� �� ���%�������� ��������� ;��������� ���� ����� ��� �� ������ ��� ��� ���� ������#��������<� 4��� ���������! !����� ������ ��� �������� �� ��� ������������ ��� ������� ��� ���������� �� ��!���� ���#�����

������

��������� ��� ����������� �� '%!������ ��� ����� ��������� �� ��� ���%���������� ������� ������! �� ������� ��� ����������&� ������ �� ������������ 0���� ���� ����� ���� �� ���������� ��� �������� ���� ��� ���

2 +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 41: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��������������)

HOO

HOOH

OH

OH

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOAcO

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

py

Ac2O

HClO4

Ac2O

Ac2O

NaOAc

��� �������� �� �������� �� !������ ��� ���#������ ��� ������� !�#�� ��� ���������� �� ��� �����%������� �� ����� �� ��� ������ ���� ��!���. ? 9��� �� ������������ ��� �������� �������� �������� ����� ������������� ������� ��� !�#����� ���� ������ ������� 0����� ������� ������ � ����� �������F����� �� ������� ��!�� ��� ��� ���� ������#� ������ �� ���� �������������� ������������

C����� ��� �������� ���� ���� ��� #������ ��������������

B�� �� ��� ��������� �� �� �%������ ���������! !���� �� ��� ����� ����#�� ����!������� ��� ������ ������� 5 !�������� ��� ������� �� ������#�� �� �������� � ����� ����� �� ������ ����� �� ����� ��� ��� ��7����� ��������������������������� �� ���� ����� ��� 7���������#�)�

�B+B+" � +"B" ����+"B=�

�B"� +"+BB+"

B���� ������� ���� ����� ��� ���� ��������� ������������������� �������� ��� �����%�&����!� ����� ;B"� ����< ������� �� ��������� ������� �� �������� ? 2 3

!��������G!���������� ������� �� ��������.� ��� � ��&���� �� ������������� �������� ��� ������.. 1�� ����%�������#� ���������� �����!�� �������� ������������������ ����G����� �� �������� �� � #����� ���������#� ��� ��������������.?

1�� ��� �������#� ����������� �� ��� �����&�� !���� �#�� ������� ��� ������ ������ �� �������! ��� �������� ����������� �� ��������! ���!���������������� ����!��� ��� ���� � ��������� . ./ ��� �������#� ����#�� �� �������� !���� �� ��� �������� �������� ��� ������ �� �����#�� �������� ����! ��

� '������������ �� ��� �%������ �� ��� ���� ��!�� !�#�� � �%�&������ ����� �������������#������� ���� ��� ���� ����� �� ��������� �� B 5 � ����� ����������� ����#�� ����������������/

� , ��!� ��#�� �� ������������� �� ������ ����#���#�� �� ���� � ���� �������� ������� �� ������������#� ��������

0�������� ��� :��������! 8����� 3

Page 42: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ������ ���#��! !���� ������� �� ��� �������� �&�!��).G.�

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

OH

OAc

DMF

(NH4)2CO3

A������� ��� ��� �� ��F���� ���������� ������� ��� ����� ������� ��������� ������ ������� �� �������#���).2G??

HOO

HOOH

OH

OH

HOO

HOOH

OH

OAc

AcOO

AcOAcO

OAc

OCH3

AcOO

AcOAcO

OH

OCH3

CH3CO2CH2CCl3 lipase

py

esterase pH 5

lipase pH 7 or

���������� C� !������ ���F����� ��� ���� ������ ���������! !����� ������������ ��� ����� !�#� ���� �� #��� ����������� ����#���#�� ���� ��� ������ �� H%������������!������ �������������� ;��� �&����� /%��������F�����<� ��� ������%���� �� ���F����� �� ��������� ���� �� ����� ����������� ;���F��� �������� ��������< ��� ��#������ �� ��� ������ ������� ;������%�������� ��� �����������������<� ,������� ��� �� ����#�� �� ���������� �� ���F������?

��� �������#� ���F�������� �� � ������������?/ ��� �� �����#�� ������ ��������� ������� �� ��� �������� ����������? �� �� ��� ��� �� � ���� ������#����!��� ���� �� !%���F��������F���?� ?� �� .%���F����&����F�����F���)?2

O

HOHO

OH

OCH3

OHO

BzOBzO

OBz

OCH3

OHPhCOCl py

–30ºC

��������������� +������������� ��� ������ ��7����� ;������������ ��������� ����������< ��� ������ ����!� �� ���#�#� ���� ��������� ��������������� ��� ������� �� �������#��� ����#�� ;��������?3 �� $$�����F������������������((�<)

ClCH2COOO

BnOBnO

OAc

OBn

HOO

BnOBnO

OAc

OBn

H2NNHCS2H

H2O HOAclutidine

/� +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 43: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� ��������� D����� �� ��#���� ���� ;? ?%����������������� ����< ��� ��������� �� ������ ���� ��� �� ��������� �������������� �� ��� ���� ������#� ������� � ��!�� ��� ��7���� ���������� #�!����� ���������� ��� ����� �����7��������#��). ?

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOPivO

OPiv

OCH3

Me3CCOCl py

ether

����������� �������� ����������� �������� ��� � ������� +����� �����%����� ��� � ���������%���� ���������! !���� ��� #������ ����� ���#����! ��� ������#����!�� �� ������������ ���� � ���� ������� ���!��� ;. . �%���������������%F���< ��� ����#�� ����� ����� �����������

4������ ������!� ������ ���� �� ���������! !����� ��� ������ �� ��������������� �������� ��� ��������� ������������� �� ��!�� �������� :��������%������ ���� �� ��#� ���� ��������� �� ����������/

HO BO

O C

CRO B

OH

OH Ph BO

O C

C

an alkyl borate a dialkyl borate a dialkyl phenylboronate

0�!�� ���������� ��� ����� ���!����� ��� ����� �� ��� ����������� �� ������������ �� ���� 5 A=, '=, ��� ,�:)

ROP

O

OHOH

ROP

O

OROH HO

P

O

OH

OP

O

OHO

P

O

OROH

an alkyl phosphate a dialkyl phosphate (RNA, DNA) an alkyl triphosphate (ATP)

0������� ��� ������ ���������� �� ���� �����!������ ��������� ����%�����* �������� ������ ��� ����� �� ���� �� ��� ����� �&�����#���

ROS

OH

O O

an alkyl sulfate RO–NO2 an alkyl nitrate

���������� ���� ���� !���� �� ������ �� ����������F�� ��� �� ��� �� ���

0�������� ��� :��������! 8����� /.

Page 44: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

$$����������(( �� ��� �����&�� !���� ��� ������ �� ��� ����#����� �� ��� !����������� ������������ ������������)

C OH C OSO2R Nu CRSO2Cl Nu:–

py

��� ����� ���������� �������� �� 7������� ��� ��� ������� ;/%������������%����< �������� ;����������������< ��� ������� ;�������������������������< !�������� ��������� �� �������� ��� ����! ��� ���� �������� ;/%����������������������� ��� ��������������� ��������< �� ������������������������ ����%������ 1�� �������� �� ��� ������#��� ��� ����������� �� ����������������������� ��� ������������� �� ��������������� ;����� �������� ��� #���������#� ������� +"?0B?< �� ������������ �������#��� ��� ���������� ������������� ���� ��� ��������! ����� �� ������#��� ������� ������������������������)

CF3SO2O– >> CH3SO2O– 4-CH3C6H4SO2O–>–

,� �������� �� ��� ���#� ���� �� ���������� �� ��� ����������� ;�����F���%���������< ���� �� �� ���� ������ ���� ��� ������������! �������� ��� �� ��� ��������� �� ������#����� 2

��� �������#� ������������� �� � ��!�� ������ �� ��������3 ��� !%����������F��� ��� ���#�� �� �� �� ���� ��� �� ���� ��!����/�

1������ � ��� !������ �������� �� ��� ���� ������� �� ������� /%;'������������<�������� ��� ���#�� �� �� �� �&������� ��-���� �� ��� ����������� ������������ ������ ���������� ��� ���� ������#� �����&�� !������/. ,�����!������ �� ������������ ������ ����� �������� ��� �� � ������� ��� ��� ������ ��� �� ��#����!�)?/ /?

O

OBzOH

OCH3

COOCH3

OBz

OBz

BzO O

OHOBz

OCH3

COOCH3

OBz

OBz

BzOK2CO3

CH2Cl2

1�������� ������ ���� ������ ��� ����� ���� �������� ���������� ���� ����������! ��!�� ��� �&����� .%�%������%? %���%�%���F���%�%'%������ �� �������� �� ���������� ���������)/

OBz OBz

OCH2OBz OAc

OBz OBz

OCH2OBz OCH3

OH OH

OCH2OH OCH3

CH3OH

HClD-ribose

BzCl

py

Ac2O

H2SO4

HOAc

/? +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 45: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��������

���� ������� 6����� ������ ��� �� ������ #���� �� ���������! !����� ��� ��������&�� !���� ��� �� �� ���� ��� ��� ��� ������ ��� ���� ����#�� ��� ���� ��#�� ����� �� ��� ������� �� ������������ ��������� �� ����� �� ��������������������� 0���� ��� ���������! ���� �� :����� ;������ ������ ���#�� �&���</

��� "������ ;�������� ������� �7����� ������ �����&���</� ��� ��������#������ ������� �� @��� ;������ ������ '61 ���#�� �&���</� ���"������� ;������ ������ '60B ������ �������< /2 $$����������� ��������((��� ������ � ��� ���� �� ��� ��������� ����������� �� ���!������������� 1���&����� ���� ��F���%�������� ���������� ������� ��� ��������� ��������!�������! ������������ !���������� ��� ����� �� ������� �� ��� �%������ '%!������ ������ +������� ����������� �� !���������� !�#� �� ���������� $$�����((����� ����� ���� ���������� ������� ? / �%�����%�"������%'%!������ ��� ? /%���%�%������%'%!������� 4�����! ��� ���������� �� ��� ���������� ���! ���� ;����������< ���� ������ ������� !���������� �� �%�%�%'%!�������������%'%!������������)

HOO

HOOH

O

OH

OH

O

OH

OH

OH

CH3OO

CH3OOCH3

O

OCH3

OCH3

O

OCH3

OCH3

OCH3

CH3OO

CH3OOCH3

OH

OCH3

CH3OO

CH3OOCH3

OH

CH2OH

methylation

H3O+

+

����� ������� 4��F�� ������ ����� � #�������� ����� �� ���������� ��� ��������&�� !���� ����! ��������� ����� ����� ;���F�� ������� ������ ������� '61* ���F�� ������� ������ ������� ������������������ ������ �"1/3 �< ������ ;���F�� �������������������� ������� ����*. ? ���������F�%������� ���������������� ����< �� ������� ;���F�� ������� ���#�� ��������<�����������/ ,� ���� ���� ������� �&��� ��� ��� ����#�� �� ��� ���F�����������! !���� 5 ��������� �����!�������� ;�����!�� ���������%��%������ ����� �� ��� �������� �� �� ����< ��������� ��������%�����!�������� ;��������������� ���������%��%������ ��������< � ��������� ����� 4���� ����������;������ ��7��� �������< �� ��������� ���� ��������� ������ ����������

0������#� �����F�������� ��� ���� ��������� 2 ��� �������������� ��������G��������������� �� � #�������� ���!��� ��� ��� ���#������ �� � ���F�� ����� ���� ����������3

0�������� ��� :��������! 8����� /

Page 46: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

, ������ ��������� �� �����%�%���F��%'%!������%. %������� �� �����)

HOO

HOHO

OH

OCH3

BnOO

BnOBnO

OBn

OCH3

NaH BnBr

HOAcDMF

H3O+

BnOO

BnOOBn

OH

OBn

oxidationBnO

O

BnOBnO

OBn

O

!" ����#����� ������� ���� ����������� ���F�� ����� ��� ����� �����������! ��� �#�� ��� ���� ��� ������� ��� ������� �� ���� ������������ ;/%�����&����F�� �������� �� ������� ������ ������� '61*�� �. /%�����&�%���F�� ���������������������?< ��� ��� �#���������� �� �� �&��� �&�����#� ������ ������������)�

CH2OCH2–

OCH3

+CHOCH2–

OCH3

CHOCH2–

+OCH3

2–

OCH3

CHO

OCH3

HOCH2–+

CH2Cl2

DDQ H2O

HOCHOCH

B���� �&������ ��� ���� �� ������ �/ � ��� !��� �������#��� �� ������� �����#�����

��������������� ���� ��� ���;CI< �������� ��#� �������� ���� ���� �� ����#� ���/%�����&����F�� ���������! !������� �2

���� ��������� 8�!! ���� ���� ������ ���� ��� ���� ����������� ��� ���������������� �� ��� ����� ;����%?%����< ����� �� � ������ ���������! !���� �������������� ������������ ,���� !����� ��� �� ����� �� ���� �������� ������%�������� ��������� ��� ������ ������ ����! ��������� ����� ����� ;������������ ������ ������� '61< ������ ;����� �������������������� �����������<�. �� ������� ������������? 6��� ������� �&��� ��� ��� ����#�� �� ��� �����!���� ���� ������! �� �� ������� ����%?%���� �� ����%.%���� �������F������ ���#�����! ���� ��� ��������� ;��������� ����%����&���%�������� �����&��� ��������

// +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 47: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� �������� ���������/ �� ������< �� ���������% ;���������%��%������ ����<� ��

��� �������%����� �������������G�3 B���� #������� �� ��� ����� !���� ��#������ ���� ��� �� ����������2�

OHO

HOOH

OH

OHO

HOHO

OH

OCH2CH=CH2

OH

O

BnOBnO

OBn

OCH2CH=CH2

OBnO

BnOBnO

OBn

OCH=CHCH3

OBn

OBnO

BnOOBn

OH

OBn

HCl

HOCH2CH=CH2 NaH BnBr

DMF

ButOK

DMSO

H3O+

acetone

$� �� ������� ��� ������ ;���������������< ����� ��� ��� �������� !���� ��� ����������#� ���������� �� � ������� �������� ,�����!� ��� ������������ �� � ������!���� ��� ������ ���� �����!��������� ;������ �������� ��������< 2. #�����������#������ ��#� ���� �����2?G2/ ��� ����#�� ������� ��� ���� ����������� ��� ��� ���!���� ���� ��� !�������� ������ 4�J�����2 �� E���� �����*2� 2�

�������#� ������� ��� ������������ ���� ������ ���#�������� �����!�������� ����������� ����� 4���� �����������22

Ph3CCl

OH OH

OCH2OH OCH3

py

OH OH

OCH2OCPh3 OCH3

�� ��������� ��� ���!���� ��� �� ����� ������ �� ������������� ��� ��� ������ ��� ��� ���������� �� ��� �����&�� !���� ��� ������ ��� ��� �������������������� �� ����� �������� ����� ������� ���%#������� ���������� 1���&����� ��� ���%�%���������� �� ��������������� ��� � ��������� �������� ������������ �������� �� !��G��7��� ��������!����� �� ���� ������������)3�

Me3SiOO

Me3SiOOSiMe3

OSiMe3

OSiMe3

0�������� ��� :��������! 8����� /

Page 48: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

C� ��� ��� ����� ��� ���������! ���� �� +���� ���� ������� ��� ���� �� ������������� �� �����&�� !����� ������ ��������������3. =������� �������������� ������������� ����%������������������ ����%������������������ ��� ����������������������� ��� �������� ���� ���� ������ ������������ �� ��� ������������3? 3 57���� ����� ��� ���� ����� ���!���� ���� ���������� ��� � ������� ��������'���� ���������� ����� ����� �� ����������� ��� �� ��������� �� � ������ �����������#���#��

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOHO

OSiPh2But

OCH3

O

HO

OHOHO

HO

OSiPri3OH

O

O

OSiPri3O

O

OH OH

OCH2OH

NH

N O

O

O OH

OCH2

NH

N O

O

Pri2Si

O

Pri2Si

O

ButPh2SiCl

imidazole DMF

Pri3SiCl

Et3N DMF THF

Im2CO

(Pri2SiCl)2O

imidazole DMF

0���� ������ ���#�#� ���� �� ��� ������ ��������� ��������������� ����!���� ���������3/ ��� ��� ������� ����#�� ���� ��7����� �� ��������� ���� ����!��� ����� �������� ��� �������� ��� ��!� ������������������ �������� �����!�� ��������%�������� ;��� 0�%1 ���� �� �&������� �����! 3� �� ����.<�23

0����!�� ����� ���������� ���� ����#� � ����� ����� ��� ��� ���������!�� ��!������ �� ��� ������� ���������! !���� �� ����� #��������� �������� ��!������� ���� ����� ����� ����� �����������3 0���� ������ ��� �� ����#�� ����������� ���������� ��� ��� !������ ���� �� ���� ���������� �� 6�0�B% � D�0�B%�� 4��6�?0�B% �� :��

0�B% �� 4��:�?0�B%� 0��� #��� ���� ���������� ��� �������#�� �� ����� ������ ��#� �������� ���� ���������3� 3�

����������.� 9������ 6� E� ��� �������� ,� ;.3�<� ����� � ��� ��� �� ����� � ?..�?� +������ �� E�##� 8� ,� ��� 6���� +� ,� ;.3�<� # �� ��� ��� �� ����� �� .��� 0���� +� 8� ��� 4���� �� 1� �� ;.3?<� �� #�� ����� ���� �� ?2�/� 0������ A� A� ;.32�<� #���$� ����� %��� & � &���� �� ?.?�

� 0������ A� A� ��� 6����� �� ;.32/<� ������� ��� '���� �� 2?.��� @����� @� :� A� ��� 1���� A� ,� ;.33�<� ������� ��� �� ..��

/� +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 49: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� K�����L � 8� ��� :���� D� ;.3?3<� (��� )����� ����� ���� �� .�.�2� E�����& A� M� ��� 0���� A� I� ;.3�<� #���� �� ����� �� .�33�

3� "��F�! �� =������� ,� 8������� "� D� ��� 1������ 4� ;.32�<� �� ���� ����� �� �?��.�� D����#�� M� ��� 6�!������ 8� ;.33�<� ������� ��� '���� �� .�?��..� E�����& A� M� "������� @� 4� 0���� A� I� ��� ����� @� ;.3�<� �� #�� ����� ���� ��

/���.?� I������� �� ,� �� 6� 1������ 8� ,� 6� +��������� 8� �� 1� ��� 8������� D� 1� ;.32�<�

������� ��� '���� �� ??33�

.� 0����N :� ���7����� ��%+� :������ 6� '��������� :� E������� C� +���� �� ��� ����� 8� ;.32/<� ��� ��� �� *��� ��� +�

./� C������� @� @������� "� ��� >������� "� ;.33<� �� ���� ����� �� �3.�

.� 4��� 9� 6� '����� A� 9� 0���� A� I� ��� 9���� 0� �� ;.33/<� #���� �� ����� �� /�

.�� 6����� 6� ;.323<� ��� ��� �� *��� ��� .��

.�� 8���������F 8� 1��� C� 0F�-� 9� ��� 1���� "� ;.323<� �� ����� *��� ������ .?�

.2� 8������ �� �� "�����! ,� �� B����� "� 6� C� ��� 0������� '� 8� ;.332<� ������� ���

�� ./3?�.3� �������� 6� ��� @������# ,� 6� ;.32�<� �� #�� ����� ���� ��� �2�?�� "������� �� ���� +� "� ��� +���� '� ;.332<� �� ����� ����� ����� ������ � .��3�

?.� 4����� =� 4� :������� 0� �� A����� ,� �� ��� A������ 0� 6� ;.33<� �� ����� ����� ����������� � ??��

??� "����� 9� �� 0����� "� 6� 9��! >�%1� ��� 9��! +�%"� ;.322<� �� ���� ����� ��

/33�?� 4�����#� =� D� B#��������# 6� I� 4���������� E� I� ��� @�������# =� @� ;.32<�

��� ��� �� *��� ��� +2�?/� "����� ,� "� ;.3��<� # �� ��� ��� �� ����� (������ �� ..�

?� 9������� �� 6� ��� A��������� ,� +� ;.3��<� ������� ��� �� .�3�?�� +���� 1� ,� ��� "��!��� @� B� ;.3��<� ��� ��� �� *��� �� /��?�� +��������� 8� �� 1� ;.3�.<� ��� ��� �� *��� �� /3�

?2� :���#�L � C� 1� E�������� �� @� 0�������� "� ��� ����� �� ;.33.<� �������� .�.�?3� 8��������� +� :� �� ��� 4�������� 6� �� ;.32�<� ����� � ��� ��� �� ����� � ?�.��� #�� 4������ +� ,� ,� ��� 4���F �� ;.32<� ������� ��� '���� �� ���

.� ����! E� ��� +��� ��%"� ;.332<� �� ���� ����� �� ���?� 8����� �� 9� ��� 9��� :� 8� 6� ;.33.<� ��������� ������ � ������ �������� ����

9���� O 0��� =�� >��� �� 33�

� @����� �� :� ��� A�������� ,� "� ;.3�<� ������ ������� � /��/� +���� 8� 8� ��� 9�������� '� 6� ;.332<� ������� /2��� 4������ A� 9� ��� ,������ 6� 8� ;.32/<� �� ��� ��� �� ����� � .��� @��! �� 1� ;.3�<� #��� ����� *��� � .��

�� "�������� 0� ��� I���P �� ��%6� ;.32.<� ������� ��� '���� �� �3�2� I���P �� ��%6� ��� "�������� 0� ;.33�<� =����������� ������������ ��������� �� �����F���%.%

��������� ������ �� ���������� ��� ��� ���� �������� "�������� 0� ��� 6����� '�����

=�� >��� �� .?��3� +����� 1� '� ;.3�<� ����� � ��� ��� �� ����� � ?//�/�� "���� '� A� ��� 1�����%A��� 4� ;.3�/<� �������� ?��

/.� "�N ��� 8� 0��!���� 9� ��� I�����N !!�� "� ;.3�2<� #���$� ����� %��� & � &��� �� �3�/?� '���������� 0� �� '�=���� 6� :� ��� +��� 0�%�� ;.322<� �� #�� ����� ���� ��� 3?3�/� A������ D� 1� ��� A����������� "� ;.33<� +���� ���� #��� �� ..�.�//� 0����Q � �� ��� ;.33�<� ���� ����� ����� ��� ?�3�

/� :����� �� ��� C�#��� �� +� ;.3�<� �� ����� ���� ,������- �� .�?.�

0�������� ��� :��������! 8����� /�

Page 50: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

/�� "������ 9� =� ;.3.<� �� ����� ���� ,������- ��� 2�/�� @��� A� 4��� "� "� ��� 0����!�� ,� ;.32<� '� �� #��� ����� ��� ?��

/2� "������� 0� ;.3�/<� �� (������ ,�����- �� ?��/3� +F������� 0� 8���!����� +� :��#����!���� +� ��� 1���� 8� ;.3��<� ������� ��� '���� ��� A��� 0� 0� I�! A� ��� 6���� @� E� ;.32?G2<� �� ��� ��� �� ����� � ?�.�

.� 9����� "�%:� C#����� �� ��� 4����� '� A� ;.32<� �� ����� ����� ����� ������ � ??/��?� ������ "� 0� E�����! 8� ��� :������� +� ;.33�<� ��� ��� �� *��� ��� .�3�� E����� E� �� ��� 8���� 4� ;.323<� ������� ��� '���� �� /�3�

/� 4���� �� 6� ��� "��� E� '� ;.3��<� ��� ��� �� *��� �� ���� ,���� 6� @� ��� 0������ ,� 1� ;.32�<� �������� 3?3��� 4��! �� ��� 0F�-� 9� ;.32<� �������� ����� A������!� A� '������� �� 0� ��� 1�����%A��� 4� ;.33�<� ������� ��� '���� �� /���

2� >��! 8� '��! H� ��� @��! 1� ;.33�<� ������� ��� '���� �� ��?�3� ,�F��� �� ��� I������ ,� ;.33<� +���� ���� #��� �� .������ ������ "� @������ @� ��� �������� "� ;.32/<� �� ���� ����� �� .�

�.� @��F "� ��� M�#��F�!� +� ;.33?<� �� ������ ����� ��� �3��?� =���-��� =� "����� @� ,�� A� ��� >�������� B� ;.322<� ������� ��� '���� �� /.3��� B����� >� >������� �� ��� >�������� B� ;.32?<� ������� ��� '���� �� 22�

�/� +������ 4� 8���!! :� �� ��� 0��������� 4� ;.32/<� #��� ����� ���� � ��� /.3��� ��������� A� ��� 0��������� 4� ;.32/<� �� ����� ����� ����� ������ � ?�.���� "����� @� >������� �� ������ �� B����� >� ��� >�������� B� ;.32�<� ������� ���

�� �?.���� >�� E� ��� @���� '� ;.33<� ������� ?��2� >� 9� 0� 6� 8�� H� >��! K� ��� ��� K� ;?���<� ������� ��� '���� �� /�.��3� 8����L 1� ;.33�<� ������� ��� �� .�3�

��� 8�!! �� ��� 8�!! A� ;.3��<� �� ����� ���� � 2?��.� 9����� "�%:� ��� 4����� '� A� ;.32<� �� ����� ����� ����� ������ � ??.��?� E������� A� E����� :� ��� 0���� '� ;.323<� ������� ��� '���� �� /��3�

�� 8��� :� ��� 8�!! A� ;.3�/<� �� ����� ����� ����� ������� ?����/� 8�!! A� ��� 9����� +� '� ;.3�2<� �� ����� ���� � .3���� 4��� A� ��� 0�������� A� ;.3��<� #���$� ����� %��� & � &���� �� 2�

��� =����� �� @���-��� �� =������� >� ��� B!��� �� ;.33?<� ��� ��� �� *��� ��� .����� +���� D� �� ��� 0�!!� �� 9� ;.3�<� �� ���� ����� �� ??/��2� K��!��� 1� D� 4���� D� 8� ��� 0�����# 0� 4� ;.33�<� �� ���� ����� �� �3.�

�3� 4���� 8�%�� 4����� ,� ��� C���� 0� ;.33�<� ����� ������� ./.�2�� 8�!! A� ;.32�<� �� ����� ����� ����� ������ � �2�2.� "�������� 4� ;.3/2<� # �� ��� ��� �� ����� � �3�2?� "�������� 0� ��� 0���� ,� :� ,� ;.3��<� ����� � ��� ��� �� ����� � ��

2� +�������� 0� @� ��� "�������F B� ;.3�3<� ������� ��� '���� 3�2/� 6����� 0� ��� =����� A� ;.32.<� ������� ��� '���� �� ?.���2� @������ D� =����� 1� ��� 4����� �� ;.33<� ������� ��� '���� �� .�.�

2�� @���� I� 4��N ���� "� ��� @�N ���� "� ;.32�<� ������� ��� '���� �� ?�2�2�� A����FF� 8� +������ A� +����� 6� A� ��� D#������ ,� ;.32�<� ��� ��� �� *��� ��

?32�

22� @�#�L �Q :� ��� 4���� 0� ;.3�?<� ������� ��� '���� ?/3�23� 8����� �� 9� ��� 9��� :� 8� 6� ;.33.<� ��������� ������ � ������ �������� ����

9���� O 0��� =�� >��� �� �2�3�� '����� 8� 8� 0� ;.3�<� # �� ��� ��� �� ����� (������ �� ..�

3.� +���� D� �� ��� I������������ ,� ;.3�?<� �� #�� ����� ���� �� �.3��

/2 +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 51: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3?� E������ 6� ��� +��� �� "� ;.32<� �������� 2.��3� '���������� 0� �� ��� 4������� 6� �� ;.33�<� #���$� ����� %��� & � &���� �� .2��

3/� 6�F��� �� ;.33<� �������� ..�3� 6��F�� �� ��� 0���N ������ 4� ;.33�<� #���$� ����� %��� & � &���� �� /.�3�� 1��&�� �� +����#��� ,� +���� 1� ��� 8������� ,� ;.33?<� �� ����� ����� �����

������� ./.�3�� 1����P � �� 0���� +� ��� I�������� �� ;.332<� ������� ��� '���� �� ?��

��������%�

4����� ��������! �� � ���������� �� ������������ ������� �� �� ������ �� ��#������ ������#��� �� ��� #������ �����&�� !����� ������ '%!������������)

HOO

HOOH

OH

OH

B� ��� ��#� �����&�� !����� ������� �� �� ��� ������� �����&�� !���� ���� �����7�� ����! ���� �� � ��������� ��������� 5 ��� �� ��� ����� �����&�� !��������� ��� ��������� ������� �� �� �������� 9� ��#� ������� ���� ��#���� ���7����������� �� ��� �������� ������ ��� �� ����� ��� ��� ��������� ;�� 1������< ��� ��&���� �� ������� �� ��� ��������� �� '%!������ ���� �������� ��� �����!����������)

HOO

HOOH

OH

OH

HOO

HOOH

OCH3

OH

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HO

OH

OH

+

+

H+ –H2O CH3OH –H+

����� ������ ������� ������ �% ��� �%'%!�������������� ������� � ���� ������������ �� ��� �������� ������ ��� ������� ��� ��� ������ ��������� ����������� ���� ��!���)

BnOO

BnOOBn

OH

OBn

B���� ������� ��#� ���� ��#������ ����� ���� ����� ���� ���7�� ���������� �� ���

0�������� ��� :��������! 8����� /3

Page 52: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�������� ������ ��� ��#� ��� ����� ��#����!� �� ����#�� ����� ������ ������� �������#� ����������)

ROO

ROOR

OR'

OR

ROO

ROOR

OH

OR

reagents

A� �� +" "B� �� ,�?B "?0B /

��=�B+" +"B"

+"?:� "? :�%��%������ �� =� ="

+"?+"�+"? 4��B@ '60B�"B� �� ;:�:<A�+��"B

+"?++� K� +"+B?"2

+"?+"?0�6� 4�/=1 �"1?

;+"?<+"�+"? !%���������������� +"+= "?B3

,������ ����� ���� ����! ������ �� ��� ���������� �� ��� �������� ������ ��� �� � $$����������(( ����� �� ���� ��� ��� ���������� �� ����� �����&�� !�����)

ROO

R'ORO

OR

OCH3

ROO

HORO

OR

OCH3

O

reagents

R, is 2,10,11 H+ 1,2,12,13

CH3OCH2 14 H+ 1

CH3OCH2CH2OCH2 1,15 ZnBr2, CH2Cl2

2,16 or H+ 1

D#�� ����!� ����� ����� �� ������� ���� !���� ��� �� !������ ��������� ��������� ����� ��� ��� ���������� ��� ���� �������� ������� �� ������������� 5������� ��� ������� ��� ���� ��� �� ����� �� ��� ��!�� ����� �������

��� � �������

,�� ��������� �����#��� ���� ������������� ���� ����!��F� ��� �������� ��������� ���� ��� �� ��������� ���������! ���� ���� ��� �����&�� !���� ����� ����%. ?% �� . %������������� 0� ����� ��� ���� �� $$�������(( ���� ���� ������� ���$$������ �������(( ���� ��� ��#���� ������� ��� ����������� ��� ����������������� !����� ����� ;������< ����� �� ��� �����!���� ���������! !����� �� �������� ���� !������ �������� ��� ����������

C� ���� ���� ��� !������ ���������� �� ��������������� ��� ���������������������� .� ��� ������ ������� �� ���F�������� ;���F�������< ��� �������

� +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 53: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

;��������������< ���� ������ ����� �7����������! ���������� !�������� ����������� �������� �� . %���&��� ��� . %���&����� ���������� ��������#���)

OH

OH

OH + PhCHO

O

O

HO Ph

O

O

OH

23

+ H2OH+1

+ (CH3)2COH+

+ H2O

C� �������� ����� ����� �7����������! ���������� ��� ������ !���� ���� ����#� ������ �� �� �7�������� ����������!)

HOO

Ph O

"���#�� ���������� ��������� ����� ����� �� �� ��������� �� ������� � . %���� ���� �������������� ������ 5 ���� � ���!��� ���� �� ����� ����� ���� ���#������ ������ ����� ���%�7����������! ���������� ������! �� ���� ���� ��� ����������� ������ ���� ���������F��! $$. %���&���(( ������������)

HOO

O

H

13

����� ���� �������� ��� ��������� �� � ������������ ���� ���� ���F������������� � #������ �� ������ ���������� .2 .3 ��������� �����F��! ����� F��� �������� ��������� ��� ���F������� ������ �� �&������� �����)�

HOO

HOHO

OH

OCH3

O

HOHO OCH3

Ph O

O

HO

OH

O

OCH3

OH

HO

O

O

OCH3

O

PhCHO

ZnCl2

Ph

methyl 4,6-O-benzylidene-α-D-glucosided

methyl α-L-rhamnopyranoside(methyl 6-deoxy-α-L-mannopyranoside)

� =��� ���� �� ��� ���� ��� �����!������� ;*< �� ��� ��� ������ ������ �� ��� ��������� ����������� ��� ��� ��� �� $$!��������������(( �� �� ����������� �������!��

0�������� ��� :��������! 8����� .

Page 54: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

9��� ���� ��� ��� �������� ������ ����� ��� ��� ������ �� � $$������������F�%����(( ������� ��#��#��! ��� ��������� �� ��� ���� ���� ���F�������� �������������� ����� ������ ����������)?�G??

O

HOHO OCH3

Ph O

OHOO

HOHO

OH

OCH3

DMF or CHCl3

PhCH(OCH3)2 H+

1������ ���� � ���F������� ������ ����� �� �� ��������� ����� ���%���������������� � �%�������������� �� �������� ��� �� ����* ���� �� ��� � ������������ �� ��� ���������!�� � ��&���� �� ���������������� ����� �������)?

O

OOH

OO

HOOH

OH

OCH3 OCH3PhPhCHBr2

py

B�� �� ��� �����!��� �� ��� ���F������� ������ ���������! !���� �� ���� �� ����� ����#�� �� ��� ������ ���!���� ;���� ��������� ?/ ? �����!�������� ����������� ����� 4���� ����������<.G �� ��!������� ��� ������ ���� �� ������������#��� �� ������� ����� ��#��#� ���������� !���� ���������������� B#����� ���� ��� ������� �� ����� �� ������� ��� ���� ��#���� ��� ��� ����#�� �� ������F������� ������ !���� ���� ����������� ���#������ ���� � ���F�� ����� ����&�����)?� ?�

O

BnOBnO OCH3

Ph O

O BnOO

BnOBnO

OH

OCH3

HOO

BnOBnO

OBn

OCH3

LiAlH4 AlCl3

Et2O CH2Cl2

NaCNBH3 HCl

Et2O THF

��� ������� ��� ����� �� ������������ ������&����� ;�� B�< �� ����������� ;��B/< ������! �� ������������ ������������ ���� ��� �����7������ �������)

? +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 55: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

O

BnOBnO OCH3

Ph O

OO

BnOBnO OCH3

Ph O

O

AlCl3+

AlCl3

PhCHOO

BnOBnO

OAlCl3

OCH3

+

BnOO

BnOBnO

OH

OCH3

1. LiAlH4

2. H2O

, ������� �� ��� ������� ��������� �� ��� �� ����� �� ����� .�

=� ���� ����������� ������� ��#� ���� ��������� �� ��� �������#� ������!�� ���F������� ������� ��� �� �� ��#���� ���� ��� ������� �� !�#����� �� �������& ��������� ����! ������ ����%���� ��� ���#��� ��������?� . 1������ ����������� �� ��� ���������� -��� �� ���&���%���� ���F������� ������� 5 ���� #�������������! �����#������ ��#� ���� ���� ���� ���&����� �������)?2

O

BnO

Ph O

O

HO

OBn

O

O

Ph O

O

O

OBn

O

HO

Ph O

O

BnO

OBn

Ph

O

O

Ph O

O

O

OBn

Ph

LiAlH4 AlCl3

Et2O CH2Cl2

���� �

D����������� A������!�!���

0��#��� :������ A��������

,�+� E�,�"/ D�?B +"?+�? �%B" ?2:�?44� :�0" �� �"1�4" +"?+�? �%B" ?34�?4B�� �"1�4" +"?+�? �%B" �,�+� 6�=4" :�+" �� +"?+�? �%B" .

�"1 /%B"D�?B41 6�?="4" +"?+�? �%B" ?

+"+= /%B""+� =�+=4" �"1 /%B" +1+BB" D�0�" +"?+�? /%B" /D�?B41 +10B" =�+=4" �"1 /%B" �

0�������� ��� :��������! 8�����

Page 56: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

,������ ������ �������������� �� ���F������� ������� ��#��#�� ������������� !%���������������� �� ���� � ����� ���F����)�G/�

BzOO

HOHO

Br

OCH3

O

HOHO OCH3

PhO

O

O

HOHO OCH3

Ph O

OCCl4

NBS BaCO3

+Br+ Br–

��� ��� �� ������� ��������� ������� �� ������ ��������� ����� �� �����#� ����������/. ��� � ������� ������������� #������ ��������! ��������������%������� ��� ���� ���������/?

1������ ������� �&�����#� ������ ������� �F��� �� ���#��� � ���F������������� ���� � �����&� ���F����)/

O

TsOTsO OCH3

Ph O

O BzOO

TsOTsO

OH

OCH3

O

TsOTsO OCH3

Ph O

O

OH

O3

CH3COOH

!" ����#����� ���� �������� ��� /%�����&����F������� ������ �� ��������������� ���� ��� ������������ ���� ��� /%�����&����F�������� �������������� ����� ������ ����������)//

O

HOHO OCH3

Ar O

OHOO

HOHO

OH

OCH3

DMF'Ar' is 4-CH3OC6H4

ArCH(OCH3)2 H+

,� ��#����!� ��������� �� ���� ����������� ���F������� ������ ����� ���� ������������ �������� �� ���� �� ��� �������� ������ ���������� ��� �������#� ���!%������!)//

/ +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 57: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

O

BnOBnO OCH3

Ar O

O HOO

BnOBnO

OCH2Ar

OCH3

ArCH2OO

BnOBnO

OH

OCH3

NaCNBH3 CF3COOH

DMF

NaCNBH3 Me3SiCl

CH3CN

&������� ���� �������� ��� ����� �������������� ������ �� � ��!�� ����������� �� 1������ �� .23/ ��� ����� ���� ����� ���� ������� ��#� ����!����� ��� ������������ �� ���� ��������� ���������! !���� ����� ������ ���������� �����F��! ������� ? ?%�������&�������� �� ?%�����&���������

=�����! ����� ��� ����� �� � ������������ ������� ���� ���� ��� ��!�� ����� ��������! ����� ��������� ���������������)/�

O

OO

OH

O

O

O

O

OHO

O

O

OH

O

O

D-glucose

D-galactose

D-mannose

acetone

H2SO4

acetone

H2SO4 CuSO4

O OO

M���� ��� �����!�� ������ ���������� �������� ;�������� ����< ��� ����� ����������� ��� ����������������� ��#����� ���� ��� �� ��� ���� ���#��� ������������ �� ��������� ���� -��� ��� �����&�� !���� �#������� ��� �����7�������������������� B���� ������ ;"41/%����� ?. /%��������������� ����/�< ������� E���� ;1�+�

/2< ����� ������� ��� �������F����� ������� �7����� �����? ?%'������&�������� !�������� !�#�� ������� ������� �� ����� ���� �������

��� ������ ����������� ��� ����� �����#��)/3

HOO

HOHO

OH

OCH3

OHO

HOOH

OCH3

OH

O

OOH

OCMe2OCH3

OCH3

O

O

HOHO OCH3

O

ODMF

Me2C(OCH3)2 H+

0�������� ��� :��������! 8�����

Page 58: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ������ �������������� !�#�� � ����� ������ ��� ��!� �������! ����� ���� � '%!�������� ���� �������� ��� ������� ����������� -��� �� B?�

��� ���� ���!��� ?%�����&�������� ��� ��#������ �� ��� ���%.3��� ���!��� �� ��� ������� �� 8���� ��� "����� ��� ��� ��������� �� ���������������������� "���#�� ����! �� ��� ��!� ������#��� �� ��� ���!��� ��� ��� ������������ �� ���� �������� ���� ��� �������� ������ ���� ����� �������� ��$$������� �������(()�

HOO

HOOH

OH

OH

O

HOHO

O

O OH

OHO

HOOH

OH

OH

OO

HOOH

OH

O

HOO

HO

HO

OH

OH

O

HO

O

O OH

HOO

O

O

O OH

O

HOO

HOHO

OH

OCH3

O

OO

O

O

OCH3

CH2C(CH3)OCH3 H+

DMF

1������ ��� ����#�� �� ��� �������������� ���������! !���� !�������������� ��� �������� 5 �7����� ���� ;��������������� ����G����� 3 ) . �������������� �������#�< �� �������� ���� ����! �������#� ��� ���� ��%�%�������������� ����#���#��* ����� ��������� ��� ������� ��� ��� �� ������ ����������. �� � E���� ���� ���� �� ����;CCC< ��������? �� ������;CC<���������

O

O

O

OHO

O

O

O

O

OHHO

HO

H3O+

CH3OH

� +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 59: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

' �������� B�� �� ��� �������� �� ������ ������������ ��������� ��� ������ ������� $$���� ��� ����(( �� �� ���� ����������! ��������� �������� �������������� ��!���� ���������� , ��-�� ������ ��� ���� ���������� ��� ���� ������������� �� ������������� �� #������ ������� �������� ��� ��� ���� ����������������� ���� �� ���� �����!���� ���������� ����� !����� �������� ��#����� ���� �� #��� ������������� �� �� $$��������(( ��!�� ��� �� ���� ��#����� ������� ���� ��� ��#� �������� �������� ���!�����

C� ��� ���� �� ������ ���������! !����� E�� ��� ��������� �� ���!�����7����� �� ������ ����� ��������� ��� ������� ��� ��� ���������� �����7�������� #������ ����� �� �������� ����� �� �������������� C� ��� ����������������� � ��������������� ���!��� ��� ���� �� ����� ���� -��� ��� ? %������ ������ �%'%!���������������� �� #����� �� ������! � ������������� ���� �����7���� �������F�� �� ��� ����#����� �������� ������� � �����%������� ���� ������� �7�������� ������������ �� ��� ������� ���&��� ���!)/

OO

O

OHO

HOHO

OH

OCH3

H+

CHCl3+

76%

O

OCH3

HO HO

OO

O

0��� ����������� ���� �����#�� ���� ��� �������� �� #������ ����� �%'%���������������� ��� ��� ��������������� ���!��� ��� �� !������ 7���������� ���������� ���� ������ �� ����#� ��� ������������� ���������! !�����

C� �� �����#����� �� ��� ����� ��������� �� ��� ����� ���� . . ? ?%����������&��������&��� ������� ��� ���� �������#��� ��� ���7�������� #����������� ��������! ����� �� ������ �%'%���������������)�

OCH3

OCH3OCH3

OCH3

HOO

HO

HOOH

OCH3

OHOOH

OCH3

OO

OCH3

OCH3

+HC(OCH3)3 H+

CH3OH

48%

1������ ��� ���!��� �� ������ ��� ��� ���������� �� � ���7�������� #������ ������� ����� �� �� ��� � �������� �� ��� ��� ������ � ��������)�

HOO

HO

HOOH

OCH3

OHOOH

OCH3

OO

OCH3

OCH3

O

O

+HC(OCH3)3 H+

CH3OH

95%

���� ���� ���������� �������� �� �������� �� ������ �� !���� ��� �� ��������������������� ����������

0�������� ��� :��������! 8����� �

Page 60: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������#� ���� �������� ��� �������&������� ������ �� � ��������� �������������! !���� ;������ ������� ��� ��������! ������ ������� ��� 7���� ������&<���� ������ ���� �� ������������ ;�������&����� �������&����� �������� �������� .%�����&��������&��� ����� ������ ����������< � ���������� �� ���� . %���&������ ����� �������� ��� � !������ ��������� ������� ���������� ���� ���������������! �������������� ������)2

HOOH

OH OH

OH OH

OO

OH O

O OH

D-mannitol

cyclohexanone

HC(OEt)3 Et2OBF3DMSO

' �� ����������

,������� ������������� ����� ����� ����� ����������� �� 1������ �� .23/ �� ��#����������� ����� ���������� �� ��������� �������� ������� ���� ����� ��� �� ������ ���� �� ������! �� ������ �� ��� ������� ������. 0����7���� ������������� ����� ���� �� ��� �������� ��� ����� ������ ��������� �������������)�?

CHO

CH2OH

OHHOHO

CH(SEt)2

CH2OH

OHHOHO

CH(SEt)2

OHHO

O

O

O

O

CHO

O

O

CH2OH

(S)-2,3-O-isopropylideneglyceraldehyde (R)-2,3-O-isopropylideneglycerol

L-(+)-arabinose

CH3CH2SH

conc. HCl

NaBH4

acetone H+

Pb(OAc)4

THF NaOH H2O

C� �� �� ����������� ���� ���� ����#�� �� ��� ������������ ���������! !���� ������������� ����� ��7����� ��� ��� �� ��#������������ ���������� ���#� ����� ����� ���� �� "!;CC<� "���� ����� ������� ��#� ���� ��#������

$� ��������

,�����!� ����� ��� ���� ���� ������ �������� ����� �� ������� ����������� �/ �� ����� ������ ����������� �� .%���� ��!��� ���� ��� ��� ���� ��������� ������ ������ ������ ,� ���� ����� ����������� ��� #�������� �������! ��������� ��� ������������ �� ������������� ��� ��!��� ���!����� ��� ��� ����� ���������� �� ���

2 +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 61: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� �� ����������� ��� �������!)� ��

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

SCH2CH3

OAc

CH3CH2SH

Et2OBF3

ethyl tetra-O-acetyl-1-thio-β-D-glucopyranoside

�������� ���������%��

��� ��������� �� � #������ ���� ���� ���������� �&��� !�#�� ���� �� � ����������#���#� ����� �� � $$���������� ������(()

OH

OH

OSnBu2

O+ Bu2SnO + H2O

,��������� ��� ��F� �� ��� ��� ���� ������ ���� ���������� ������� �� ���� �������� �� ��� ����� #������ �����* �� ���� ��� ��� ���� ������ �� �������� �� ���������#��� ;���������������< �� �� �������� �&�!�� ���� �� ���� �����7�������������� ��� ����������� ��� �� ��������� ����� #��� ���� ����������)

OSnBu2

O OH

OCOR

OH

ORRBr

(RCO)2O

RCOCl or

=�� ���������!�� ���� ��7����� �� ��������� ��� ����� !���� ����������� ����� �������#� ���������� �� ������������ ����� ��� �������)��

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOOH

OCH3

OH

O

HOOCH3

Ph O

O

HO

HOO

HOBzO

OH

OCH3

HOO

HOOH

OCH3

OBz

O

BnOOCH3

Ph O

O

HO

1. Bu2SnO CH3OH

2. BzCl dioxane

85%2. BnBr Bu4NI

1. Bu2SnO PhH

85%

80%

0�������� ��� :��������! 8����� 3

Page 62: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ���#� ��������������� ���� ���� �#�� ����!� ��� �������������������� ����!���������#� �� �� ��� ������ �������� �� ������� ��� ������� �� � ������������������� C� !������ �� �7�������� �&�!�� �� �����������F�� �� ���������� �� ������� �� �&����. ��� ��� ��������� �������� �� � ������������������ ��������������� ��� ���� �� ��� ���������� ����������? � C� �������� . %���� ����������� ���� �� ���� � ������ ���������� �������

��� ������ ��� ����������! ������������ ���� ��������! �����������������&��� �� ��� ���!��� ��#� ��!���!���� ��� ���� ���� ���� �� ����� �������! !�������F������ ����� ���� ������������ ������ ��������� ��������/ � ,��!���������#� ��������� �� ������������� ���� ���� ���������� ������ ��������%�!� ��� ���� ����������� �� 1������ � ������ �� �������� ���������� ������������� ��� ��� �������F����� �� �%�%������%'%!�������� ���� ��� ���� ��!�� '%������)�2

OHO

HOOH

OH

OTrOH

O

HO

HO

OH

OTr OHO

HO

HO

OH

OH

HOAc

2. DMF 50ºC

1. Bu2SnO PhH

H2O

60%

0������ ����� ��� ������������� �� ��� ���������� ������ ���������!� �� �������� ���� ��� ��������� �� �� ������� ���� ���;�����������< �&��� !�#� ���� �� �$$������� �����((��3

;4�0�<?B R ? "BA � ? 4�0�BA R "?B

,!��� ��� ������#��� �� ��� �&�!�� �� ��� ������� ����� ��� !������ �������� ������������ �� �� �� �� ���� �� ����� �������� ���� ��������! �!���� ��� �!���������! ��� �������� �� � ������������������ ������ ��� ���������������������2� 0��� ����������! ��������������� �� ������������ ������� ���������#��)

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HO

HOOH

OCH3

HOO

BnOBnO

OH

OBn

HOO

HOBzO

OBz

OCH3

HOO

BzO

HOOBz

OCH3

HOO

BnOBnO

OBn

OBn

1. (Bu3Sn)2O PhCH3

2. PhCOCl

1. (Bu3Sn)2O PhCH3

2. BnBr Bu4NI

82%

90%

80%

�� +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 63: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

, ������ ������� ��� ���� ���� �� ��� #���������� �� ��� ��!���������#��� �� ���������� ��������! �� ��� �������� ���������� ���������2.

����������.� 8����� �� 9� ��� 9��� :� 8� 6� ;.33. .333<� ��������� ������ � ������ �������� ����

9���� O 0��� =�� >����?� @�������� :� �� ;.33/<� ��������� ������ ������ 0����!��� ��� �2 3��� 8���� �� ;.32.<� # �� ��� ��� �� ����� (������ �� �.�

/� +������� :� ��� 8���� �� ;.33�<� 0�������� �� �������������� ���F������� ��� ��������������* �� ���������� ��� ��� ���� �������� "�������� 0� ��� 6����� '����� =��>��� �� �

� "����� ,� "� ;.32.<� # �� ��� ��� �� ����� (������ �� .�

�� 0����Q � �� ��� ;.33�<� ���� ����� ����� ��� ?�3��� 8������ A� '� ��� 6�+����� �� 1� ;.3��<� # �� ��� ��� �� ����� �� ..�2� E�����& A� M� ��� '��!��F "� ;.3�<� �� #�� ����� ���� �� /��3�

3� 1�����%A��� 4� M�����! M� D� 9� K� B������� "� 6������ �� A� A�� +� 0� A������ +� ��� 6����� A� ;.33?<� ������� 3?��

.�� 9������ 6� E� 4������ ,� 4���������-�� 0� 0� ��� :����� 8� 8� ;.3�2<� �� ���� �����

�� 33��..� 6�������� =� >��������� ,� ��� 8����� :� ,� ;.3��<� �� ���� ����� �� ��?�.?� B������ �� >����� @� 0�!����� 0� 6����!���� >� ��� @�!� 8� ;.33�<� ������� ?�

.� K���! K�%"� E� ��%0� ��� ��%0� ��� 9��! ��%H� ;.332<� �� ����� *��� ������ .?�

./� =������ 0� ��� C����� >� ;.32�<� �� ��� ��� �� ����� � .�

.� D�%0������ "� ,� ��� 0������� +� ;.32/<� ��� ��� �� *��� ��� ?3�

.�� 8������ >� 6����� "� D� ��� >����� +� ;.32<� ������� ��� '���� �� 3�3�

.�� D���� D� E� 9���� 0� "� ��� 6����� E� =� ;.33/<� �������������� � ������ ������� � ���� 9���� O 0��� =�� >����

.2� A�������� =� @� ;.3�?<� ����� � ��� ��� �� ����� � .���

.3� +��������� 8� �� 1� ;.322<� *��� ����� ���� ����"(�� ��� ����?�� D#��� 6� D� ;.32�<� ����� � ��� ��� �� ����� � .�?.� ,����� A� '�& @� :������� A� ��� 0��N �F ,� D� ;.32<� ��� ��� �� *��� ��� ?2?�

??� 1���� I� 6������� 6� 0���� A� I� ��� �������� '� 6� 8� ;.322<� #���� �� ����� �� 2.�?� 8���!! :� �� ��� 0���� +�%8� ;.32�<� ����� � ��� ��� �� ����� � .��?/� H�� �� ��� "�� >� ;.33�<� ������ ������� �� 22.�

?� ,������ 6� ,� ��� 8���� 8� E� ;.33?<� ��� ��� �� *��� ��� ./.�?�� 8���!! :� �� ;.33�<� A�!���������#� ����#�!� �� �%���F������� ������� �� ���F�� ������ ��

���������� ��� ��� ���� �������� "�������� 0� ��� 6����� '����� =�� >��� �� �?�� 8���!! :� �� ;.32/<� ���� #���� ����� �� 2/�

?2� E����L � ,� C��� �� "����!� �� =�L ��L �� :� ��� =��F��L ��� ,� ;.32?<� ������� ��� �� �?.�?3� 8������ >� 8����� >� 4��������� 0� 8���� I� E�����& A� ��� >����� +� ;.33�<�

���� �� ����� �� 23��

�� ����! E� ��� +��� ��%"� ;.332<� ������� ��� '���� �� �.� D� 6� 8���!! :� �� "������! "� ��� B������� 0� ;.32<� �� ��� ��� �� ����� � ��?� B����� 6� E�� 9�%+� =���� >� @������ 0� 1����� @� ��� @������� 0� ;.33�<�

������� ..�3�� 8���!! :� �� "������! "� ��� 9����� 0� ;.32?<� ��� ��� �� *��� ��� 3��/� '�=���� 6� :� D������ �� 4� ��� '��������� @� +� ;.33<� ������� ��� '���� �� ��3�

0�������� ��� :��������! 8����� �.

Page 64: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� '������� 0� '� ��� ����� D� �� ;?���<� ������� ���. ,�������� �� 2��� :��� =� E� ��� @�������! E� E� ;.33�<� ������� ��� '���� �� �32�

�� "�������� 0� ��� :������ =� A� ;.3�3<� �� ���� ����� �� .��2� "����� �� E� ��� 0����� 0� 4� ;.3��<� �� ���� ����� �� ??�3� "�������� 0� ;.3�?<� ����� � ��� ��� �� ����� � .2�

/�� "�������� 0� ;.32�<� ���� ������ �� ?/�/.� +���L ���� 1� @����� 6� ��� +������� >� ;.33�<� ������ ������� �� .23�/?� +���� �� 0� +������ :� 6� 1����� 1� ��� :������ '� �� ;.322<� �� ����� ����� �����

������� 3/�/� '�����!������ :� 6����� +� 1��L ��� '� ��� +��S ��#��� A� ;.3�<� ���� �� ����� ��

.?�/�//� ��������� A� ��� 0��������� 4� ;.32/<� �� ����� ����� ����� ������ � ?�.�

/� 1������ D� ;.23<� (��� )����� ����� ���� �� ../�/�� 0������ B� ��� ;.3�<� ����� � ��� ��� �� ����� � .2�/�� "� '� >� E� K� �� E� K� �� E�� >� T� T�� '� H� ��� +�� 6� 0� ;.33?<� ������ �������

�� ?��/2� 0��!� :� :� 8����� 6� 6� '��!���� 1� ��� 0��#����#� "� +� ;.3��<� ������� ��� '����

/3�

/3� +������� 8� +������ 1� ��� 6���� ,� ;.322<� ��� ��� �� *��� ��� ?3���� 8���� �� ��� "����� '� ;.32.<� +����������� �� .2��.� 0F���� 9� ,� K���-��� ,� ������ @� =� ��� C��� D� A� ;.32�<� ������� ��� '���� ��

2?��?� @�� @� 0� 0��! >� "� E�� 4� "� ��� "��� +� 0� ;.32�<� �� ���� ����� �� /�/�� 0���#���� :� +������������ 6� ,���� A� I� ��� 0��!� I� @� ;.332<� ������� ��� '����

�� �3.�

/� E�� 0� I� E����� A� ������ :� '� ��� 9���� 6� ;.33?<� ������� ��� '���� �� /����� E�� 0� I� 4���� 8�%�� E����� A� 9���� 6� ��� "���������� '� 6� ;.33<� �������� �23��� 8���� :� E�� 0� I� :������F�� �� :������ "� 9� 6� ��� 9������� 0� E� ;.33�<� �� �����

����� ����� ������ � .��� "���� ,� E�� 0� I� B����� "� 6� C� B��� '� A� :������ ��%1� 9������� 0� E� ���

9����� @� D� ;.33�<� �� ����� ����� ����� ������ � ?�?�

2� >�� "� 1����� A� 9� +��� 0�%E� T��!��� 8� �� ��� ������ E� ;.33?<� �� ���� ����� �� �//�

3� 9����� �� '� ��� "����� '� ;.3��<� # �� ��� ��� �� ����� (������ �� .�

��� 1������ D� ;.23/<� (��� )����� ����� ���� �� ����.� 1�������� 6� ,��� 0� ��� 0�������� 6� ;.333<� �� ��� ��� �� ����� �� ��?� A����!��F D� 4� 0����� 8� '� ��� 0���� A� I� ;.33�<� #���� �� ����� �� .3.��� 6��-��#��L 6� '������ '� "�!�� :� ��� "�����%6����� 6� ;.32/<� ��� ��� �� *��� ��� ..�

�/� 6�,������ �� +� ��� "����!��� B� ;.332<� ������� ����� 1������ A� �� ��� 1������& A� "� ;.3��<� ��� ��� �� *��� �� ����� @����� @� :� A� ��� 1���� A� ,� ;.332<� �� ��� ��� �� ����� �� �3�

��� '�#�� 0� ��� "�������� 0� ;.32<� ������� ��� �� �/��2� '�#�� 0� ;.33�<� 0������#� �%������������ ��� �&������� ����! ���������� ������� ��� �������

������ �� ���������� ��� ��� ���� �������� "�������� 0� ��� 6����� '����� =�� >���

�� �3��3� 8������� �� 4� ;.332<� # �� ��� ��� �� ����� (������ �� .����� 6���#� A� 6� ��� 0F���� "� "� ;.3��<� �� ���� ����� �� .2?��.� =����� 6� ,� ��� ,������� E� ;.3��<� ������� ��� '���� ��

�?� '�#�� 0� �������� ,� ��� I�����P ��� ,� ;.32.<� �� ����� ����� ����� ������ � .�3��

�? +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 65: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� =����� :� I� 4�������� "� ��� E�����& A� M� ;.33?<� ���� �� ����� �� ?/.��/� ������� '� �� ��� :����� 4� I� E� ;.33/<� ��� ��� �� *��� ��� ./�

�� 4���� 8�%�� +����� 8� "� +���� �� ,� 8���� :� E�� 0� I� ��� :���� +� ;.33<� ������� 3.�

��� 8������� 4� '�#�� =� �� ��� 1������ 0� E� ;.33/<� ������� ��� '���� �� ���

��� E������� ,� ��� E������ A� ;.33/<� ������� ��� '���� �� 2�3��2� "����� 8� ��� @�#�L �Q :� ;.332<� �� ��� ��� �� ����� �� ���3� B!��� �� ��� 6����� 6� ;.32.<� ������� ��� �� ?��

2�� ,���� �� ��� I�����P ��� ,� ;.32.<� �� ����� ����� ����� ������ � ���2.� '��!���� 1� ��� 8���!! :� �� ;.33/<� �������� ..?.�

�( ���0� ��� ��� ������������� ���� �� ��#� ����������� ������� �� -��� ������ �����!�� ��� �&�!��� "���#�� ����� ����������� �����!�� ��� ������������ ���������� ��� �������� �������� �� ������������ ���������� ��� ����������� ����� �� ���� �� ��� $$����� ��!���(()

HOO

HONH2

OH

OHOH

O

HONH2

OH

OH

'D-glucosamine' 'D-galactosamine' 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose 2-amino-2-deoxy-D-galactopyranose

C� ��� �����&� �� ���������! !����� �� ����� ����������� �� �������� ������������� ���� ������� ��������� �#������� ��� ��� ���������� �� ��� ����� !�����

������������� ����� !���� ���������� �� ������������� ��� ������ �� ������������ ��#������ ������� �� ��� ������� ����� ;���F���&��������� ����%����&���������<� "���#�� ��� ����#�� �� ���� ��������� !����� ��7����� ������ �� �����!�� �� ��������� ���� ���������� ���� ��� ��#������ ������ ������������� ��������� �� ���������� 0� ����� ��� ���� �� ��#���� ��������������! !����� ��� ��� ������� ������

=����� ��� ������ ��� ��� ���� ���������! !���� ��� ������ !����) !%������%'%!���������� �� � ������ ��������� �� ���� ������� ���!��������%���� ��� ���������������� 9��� �#�� ���� ����� !���� �� ��� ������#� ����������#� ���� ���� �� ���#��� �� ���� � ������ ����!� $$�����((). ?

HOO

HONHCOCH3

OH

OH

HOO

HON(COCH3)2

OH

OH

N-acetyl-D-glucosamine2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose

0�������� ��� :��������! 8����� �

Page 66: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ����� ������ ��� �������� ���� ��� ��� ���������� �� ��� ����� !���� ������ ��� ����������� ��� ��� ����������������������)/G3

HOO

AcOOCH2CCl3

OAc

N O

O

AcOO

BnOO(CH2)3CH=CH2

OBn

N O

O Cl

ClCl

Cl

��� ������ ��� ���������� ������� �� ��� ������ ����#�� �������� �� �������������� �������

, ���%��%��#���� ���������� �� ��� ����� !���� �� ������� �� ��� �F���!����* ���� !���� ��� �� ���������� �� +? �� � ������������ �� � ������ ������� �� ���� ������������� �� �������������� �� ��� ����� �������.�

HOO

BnOO(CH2)3CH=CH2

OBn

NH2

HOO

BnOO(CH2)3CH=CH2

OBn

N3

TfN3 DMAP

CH3CN CH2Cl2

,� � ���� ���!� �� � ��������� ��� �F��� !���� �� ������ ������� �� ������ ��� ��������� ������ ������������ ��#� ��!!����� ��� ? %��������������� ���

��������������� !����� �� ������ ����� ���������! !������.. .? 1������ �������� �� ��� ���!���� ��� ��� ���������� ��� �����7���� ������������ �� �������� !���� �� !�#�� �� ����� ?�.

���� �

���������� ������������ ���������

N

O

O

N

O

O

ClCl

ClCl

–NHAc –NAc2 CH3COCl, EtNPri2

CH2C(CH3)OAc, TsOH

–NH2

H2NCH2CH2NH2

NaBH4, pH 5

O

O

O

O

O

O

ClCl

ClCl

1

2

NaOCH3, CH3OH

3,1415

N2H4 H2NCH2CH2NH2

4,56–NH2

�/ +������������) ��� 0���� 6�������� �� E���

Page 67: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����������.� +�����%:������� �� +� ��� 0������ A� A� ;.33<� ������� ��� '���� �� �2�.�?� '�������� ,� I� ��� 4���� 8�%�� ;.332<� ������� ��� '���� �� ���� 4����� �� 4������!�� :� ��� E����� '� ;.33?<� ����� *��� �� ..���/� '������� �� 0� 6����� A� A������ +� ��� 1�����%A��� 4� ;.33<� �� #�� ����� ����

��� �?�� '������� �� 0� '������� 0� '� ��� 1�����%A��� 4� ;.33�<� (����� �� � ����� � .3�3��� +�����%:������� �� +� ��� 0������ A� A� ;.33<� ������� ��� '���� �� /�

�� A������!� A� '������� �� 0� ��� 1�����%A��� 4� ;.33�<� �� ��� ��� �� ����� �� ./���2� E��!����N ���� 6� C�� >� ��� B!��� �� ;.332<� ������� ��� �� .2.�3� B����� E� @�������� 0� ��� K� �� ��� 1�����%A��� 4� ;.332<� ��� ��� �� *��� ��� ?��

.�� B����� E� ��� K� �� ��� 1�����%A��� 4� ;.332<� �� ���� ����� �� �3��

..� 4����� 0� 8� +�� '� 6� ��� 4���� 8�%�� ;.332<� �� ���� ����� �� /���

.?� ,�� 6� A� D� +�����%:������� �� +� C������ D�%0� C� D�%,���� D�%0� "� ��� 0������ A�A� ;.332<� &��� �� ���� ����� ?��

.� ���� "� ��� "����!��� B� ;.333<� #���$� ����� %��� & � �� /��

./� 4����� '� A� ��� ��������� 0� ;.3�3<� ���� �� ����� �� ��?�

.� @���� B� +������ 0� +� :����� 6� 6� ��� "����!��� B� ;.33<� ��� ��� �� *��� ���

.3�

���� � ;������� <

���������� ������������ ���������

–N3 6

–NH2 –N3 TfN3, DMAP

N–NH2 CH3CO(CH2)2COCH3, Et3N

H2, Pd-C Ph3P, H 2O

3

10

NH2OH.HCl 11

N–NH2

O

O

O

O

O

1. NaOH 12

2. H3O+

0�������� ��� :��������! 8����� �

Page 68: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

�� ����� �� � � � �����������

�� ���� ���� �� ��� �������� ��������������� ��������� �� � ������������������ ���� ��������� ���� ��� ������� �� ��������� ������ !� ������� �������� �� ���������" �� ��� ������� �"���#"� ����� ������ $% �����"������ ����������� �� �� &' (����������) �&* (������") �&+ (��,����� �� -� ������������ ���� ������) �& �&.� /��� � ����� ���� �� �������� ��������� ������ ��������� ���� ����� ���������� ���� ��������������� ������ �����������%����� ������ ��� ��� ������� �� ����������� ���� ��� ������������ �� ��� ����"������� �� � ���������� �� ��� ��������������� ���� ����������� ������� ������#" ��� ����� ���#" �� ����

0" ��� ������ �� ��� ���,���� ���� ���������� ���� �� ������� �#�������� ��� ������������� !� ����� �������� �� ��� �� ��� ������� ���� ���� ���� �� �"�������������"����� ��������"� �����������" ����� ���� ���� ������� ���� ��� ���� �����������

������� � ��� ������ �1� ���� ������" ���� ��� ���������� �� �#������� ��� ��������� �� ��� 2������������� �� ��� ���������� ������"� 3������ ���� �#���4�� �� ������� ����� ���� ������� ����� ��� �� ������� ����� ���� ������ ������ ���� 5 ����� ��� ���� �������� ���� ����"� 6�� ��������� �� �� ������ �� �� �������� �������� �� ��� ���������" ���� ���� ������ �����"����� ������ ���� ���� ��� ���� ��#�� ���������� ���

������� ����

6�� ��,�� �������� ���� ���� ���� ��������� ���� ��� ��������" ��77���������88� �� ���� ����� ���� ���� �� �������������� ��� ���� ��� ��� �#�������

� ��� $���� 0����� ��%�������� � ������ �� ������ ����� �� ��� ���� ��� 77���������88 �� ����������� ���������� �����������" ����� ��������� ���� ����%������� ������"��.

Page 69: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ��� ������� �"���#"� ����� ������ � ������"������ 6�� ���� ����������������8 (-�&� 9+�&.)

��� -������8 (-�&� �"������)* ��� ���� ���� ��� ��" ��

������ ��� ���� �����" ������� �#���4�� � ����� �����" �"����������������������� ��� �"�������� �����������:�; 6���� ��� ���� �#���4� ����������" ��� ��������" �������� ��� ���� ��� ������� ������ ��� �����"�� ����� ���� ���� � ������" �������<�

BnOO

BnOBnO

OH

OAll

BnOO

BnOBnO

CO2H

OAll

O

OO

OH

O

OO

OO

CHO

O

O

O

OBnOCH3

Ph O

O

HOO

OBnOCH3

Ph O

O

O

CrO3 H+

acetone

CrO3 py Ac2O

PCC CH2Cl2

orPDC Ac2O CH2Cl2

ms

3������ ��,�� ����� �� �#���4�� � ���� �� ����� �� ������"� �����#����'�

����� ��� ������� ������ �" =���4��� ��� >������ (������"� �����#�������"�����#"�������������)� ����� ��� ���� ��������� � ����� �� ��� ���� ������������ ��� ������"� �����#��� ��� �#������� ��� �� ����������� ��������"��������<

CHOH

OCHCH3

SCH3

C O + (CH3)2S

(CH3)2SO + X+ (CH3)2S+OX –HOX

+–H+

1��� ������" ��������� ��� ��������� �� 77(����"�����)����"� ������88 (�������"�����������) ��� �� �����������<

(CH3)2S+OX –HOX

CH3–S+=CH2

RCH2OH

–H+ RCH2OCH2SCH3

� ?��� ��� ��� ���������� �������� ���� �����4� ��� ������������� ���� ��� ������ �� ��� ����� �� ��������

*: -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 70: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� �� ��� ���� ������� ��������� � ���� ��� ��� ������"� �����#��� ��� ���������"������ ��������������� ���"������ ���������� ������#���� �"������A����������#��� ��� �#��"� ��������<''�'+

O O

OCH2OH OCH3

O O

OCHO OCH3

CH2OTr

CH2OBn

OBnOH

BnO

CH2OTr

C

CH2OBn

OBnO

BnO

O

HOTsO OCH3

Ph O

O

DMSO DCC H+

O

TsO OCH3

Ph O

O

DMSO Ac2O

DMSO P2O5

O

!� ����� ��� ���������� �� ������"� �����#��� �" �#��"� �������� �� ���� � ����������� ��� ��������� ������ �� �#������� ���� �� ��� ����� �� � ������ �� ��� ���5 �� �� ����� �� ��� 77�����88 �#�������� ����� ��� �������<'

HOO

BnOOBn

OCH3

O

BnOOBn

OCH3

O1. DMSO (COCl)2 CH2Cl22. Et3N

6���� ��� ���� � �� ������ ��� ��� ��� �� � ���"������ �����#���� ���� ���"��������� �� ����� ��� ���������� ������"� ������� ���� �� ��������� �����#�������� ��������� ���� ������"� �����#����'.

3 ����� ��� ���� ��� 77$���A>����� �����������88� ��� ������ ��� ����� �� ������ �"������� ��� ���� ���� �� ���� ���� �� �����" �� ��� ������"���������<'�'*

O

O

IAcO OAc

OAc

B�������� ������#��� �� � �������� �#���4�� � ���� ��� ������ �� ����� ���

6�� B�������� �� >�������������� *;

Page 71: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ��������� �������� �" �����"�� ����� ������� �� ���������(!!!) �����������(!C) ����� ��� �������������� ������� �� ������� �#���4�� � ���<'�A';

O

O

O

OHO

O

O

O

O

O

O

O

RuO2.H2O KIO4

K2CO3CHCl3 H2O

@�"� � ���� ������� � ����� ������� �� ���������%����� �#������ �" ������ ���� ���������"��������� ������������ ����� �� ���� �� �����"��� ���������� ����� ���� ������� �#���4�� � ���� ��� ��� ���� ���������� �� �������� ���������"��� ��� �������<+�

OBMSO

OH

OBn

OBMSO

OBn

OTPAP MNO

CH2Cl2 ms

6�� �� �������� ������������ �� ��� ������ ���� ���� �������" ��������< ����"���%��������� ������������ ��� ��� ��� �� ������ ��������� �#" �� �� �����%�#������+'

+�+�*�*%6��������"�����������%'%�#"�� ���� �� �����"��� ������� ���� � ��%�#������ �� ������� �� �#���4�� ������" �������� �� ������ ��� �����"�� �� ��������#"��� ����<++A+.

CH2OH

BnO O OBnOBn

CHO

BnO O OBnOBn

HOO

HOOH

OCH3

OH

HOO

HOOH

CO2H

OCH3

PhI(OAc)2 TEMPO

CH2Cl2

NaOCl TEMPO

NaHCO3 CH2Cl2

6�� ������ �#����� ����������� ��� ������" �� ��� ������ ���� ����� �� ����������������" ���� ��� ���� ����������� �#" ��%����%�������� ���"��� �������+

��� �������� ������ ������ 6�� ��������� �� ������ �� ���� ���������� �#������� ���� �� �� ������� �� �#��������� ���<+*

N

O

N

OH

N

O.

++ RCHO + H+

RCH2OH

co-oxidant

�� -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 72: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

!� ���������� ���� ��� ���� �� ��� �������� �� ������� ����� �������(������"����) �#��� ��� ���� �����"���� �#���� �� ��� ����� ���� ��� �������� ���%��������� ����������� ����� �� �#���4�� ������" ��� ����������" �" ���������������� �� �" �%����������������<+�A�

CH2OH

CH2OH

HO

OBnOH

BnO

OBn

OO

HO

OHHOOBn

OHCH2OH CH2OH

OBn

BnO

HOO

OH

O

CH2OH

OHO

OO

CH2OH

O

+

CH2Cl2

1. (Bu3Sn)2O PhH

2. Br2

O

(Bu3Sn)2O Br2

3,4-di-O-benzyl-D-fructofuranose 3,4-di-O-benzyl- -D-fructopyranoseβ

6��� �#������� �� ����" ����������� ��� ���" �� ��� ���������� �� ���� ��� ���������(����) ��� ��� ��� ��� (�������) ��� ���� �� ��� �� ����������" ������"���

!� �� �������" ����� ����� �� ���� ��� � ���� ���" �� ��� ������� ���������" ��� �#������� �� ������"����� ��������" �������� ��� ����� ����� �� ����������� ������� �"������ 5 ���������"� ��� �������� ��������� ����� �#" ������� ������� �� ��� ��������� ����� ��� ���������" �� ��� ������"� �����9"��� �� ������ �� ����� �"������ ��" ���� �� � �������4�� �������':

O

O

O

OHO

O

OH

mp 112–114ºC[α]D (EtOH) +44.5º

6��� ������� ����� ��� �� �������� ������� ��������� �� ��� �#������������� � �� ������"����� ������� ����� �" ��� ���� ���� �� �������� ���� �������(!C) �������� ���� ����" "���� � �� ����� ����� �� �#�������� ��� ���"�������� �������� ����������� �� �� ���� �������� ����� ������� ��� ��� ��4�'

��� ���� ���� �� �"������� ������"<+

HOO

HOHO

OH

OCH3

OH

O

OCH3

HO

HO

HOO

HOO

OH

OCH3

OOHC

OH

OCH3

H

HOHC

OH

CHOOHC

O

OCH3

HOHC

H

H2O2 NaIO4 H2O

–HCO2H

2 NaIO4 H2O

–CH2O

6�� B�������� �� >�������������� �'

Page 73: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

O

HOHO OCH3

Ph O

OO

HOHO OCH3

Ph O

O

O

O

PhN=NHO OCH3

Ph O

OO

H2NHO OCH3

Ph O

O

NaIO4

H2O

PhNHNH2

H2 Pd–C

H2O

EtOAc

6���� ��"�� �� ������� ��� �������� �� ��� ��4� ��� �������� ����� ������� ������� ���� �����" ������ �" ������� �� ����� ��������� �����������"�A*

������ �

?�� ���" "����� �������� ���� ���������� �� ,��� 77�����"��� �"��� �������88 ���77��������� ������88 ��� ��� ��������� �� ������"������� ������ ���" ���������� ��������� ���� ��������<�A;

O

O

O

O

O

OO

O

O O

O

OOAc

OO

O

OOAc

H2 Pd–C

O

OCH3

OCH3

HO

py

O

OCH3

OCH3

Ac2O

HO

EtOAc

H2 Pd–BaSO4

CH3OH

methyl 2,6-dideoxy-3-O-methyl-β-L-lyxo-hexopyranoside

3-O-acetyl-1,2:5,6-di-O-isopropylidene-α-D-gulose

O

OO

OH

O

OO

OO

I

O

OO

OO O

O

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcO

OAc

2. NaI acetone

1. TsCl py H2 Raney Ni

EtOAc

Zn HOAc

6�� ������� �� 77�����"��� �������� �"��� �������88 ��� �������� � ��� �� ��� ������� ���� ��������� �"��� �� �� ��������������� ���� �� ��� ������.�

1��� ��� ������ �� ������ �����"����� ��� ������� ��������� �"���������" �� ��� ���������� ��������� ���� ������"������ ������ ������ ����

�+ -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 74: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� ������ �����"������ ������ 6��� �����" ������ ��� �� ���� ������������� �� ��� D������A?������ �"������� ����� ��� ������ ���� �� ����������� �" ������ �����"����� ��� ��� ���������� �� ��� ������� �� ���������<

HOO

HOOH

OH

OHCH2OH

CH2OH

OH

OHOH

HO

pH 9

NaBH4 H2O

pH 5 HO

O

HOOH

OH

O

&���� ���������� ��������������� ��������� ���� �������� �������� ����% ������������%�"������<':�.'A.

O

O

O

O

O

O O

O

O

O

O

OH

O

OO

X

O

OO

OO O

O

O

TsOTsO

OTs

OCH3

HOO

TsOTsO

OCH3

HO

LiAlH4 Et2O

O

BnOOBn

OCH3

EtOH H2O

NaBH4

orNaBH4 DMSO

THF 25ºC

OHO

BnOOBn

OCH3

LiEt3BH

'X' is OTs, I

OLi(ButO)3AlH

Et2O

6�����"���� �"����� ��� ���� ���� ��������" ��� ��� ������� �� ���� �� ����������"����� �����������<..�.

O

AcOAcNH

Cl

OBn

ClO

AcOAcNH

Cl

OBn

O

AcOAcNH

OBn

excess reagents

PhCH3

Bu3SnH AIBN

6�� B�������� �� >�������������� �

Page 75: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

9������� ���� ������� � ��� �������� � ���� ����� �� ';� ���� 0����� ���>�-����� �������� ��� ���#" ������� �� ��������" �������� ���� ���� ��������������������� ��� ������� #��������<.*�.�

O

O

O

OHO

O

O

O

O

OXO

O

O

O

O

O

O

PhCH3

'X' is CS2CH3

2. CH3I

1. NaH CS2 THF Bu3SnH

6��� 77���������88 ��� ���� ������ �" 0����� ������� �� ��� ���� ������� �������� ��� ��������<

SCH3COC

SH

SCH3COC

SSnBu3H

C

H

C

H

H

.Bu3Sn

Bu3SnH

–Bu3SnSCOSCH3

.

.

+ Bu3Sn.

&��� ��� "����� ��� ������� ��� ���� ������� ��� �������� ��� �� �����" ��������� �� ������ ��� ��� ���#" ������� �� � ��������" ��������.:A� 3���� ������� ��� ���� #�������� �� �E����" ���������� ��������� �� � ������������� ������������� ���� ����� ����������<'

O

O

O

OHO

O

O

O

O

OXO

O

'X' is CSOPhPhOCSCl py

CH2Cl2

3����� � ��� �"������ ��� ����� ���� ��������" ��� ��� ���������� ��� ������������� ��� �� ��" ��#�� ��� ���� � ������� �� ��������� 3 ������ ������������ ���� �������� ��� ��� ������� �� ����� ��#�� ��� ��������+ ��� ����� �#���������� ���� ��� � �����"��� ������ �� ��� ��� ��� ��� ��� � �������������������� �� ������� ������� � ���F. � ���"��"����%��������� �� ������ �"�������� ���� �����������. 9������� �� �� ���� ���� ��� ���� ����� �� � ���9 ������� �������" �� ����� �� ����� � =�9 ���� ���� ����� ����� ��� ����������������������A: 6�� 0�����A>�-����� ���#" ������� ������ ��� �����������" �������� ��� ������" ��� �������" �������������;

�. -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 76: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3� �#������� �� ��� ����� ����������"�%����� ��������� " ��� ��� ���� ����� ��������� ���#" ������� �� � ����<*��*'

O

O

O

OCH3

HO

HO

O

O

O

O

O

O

O

O

OCH3

H

Bu3SnSCOO

O

O

O

OCH3

H

HO

O

O

O

OCH3

CH3SCOO

I

O

O

O

OCH3

CH3

HO

S

OCH3

H

H

Im2CSTHF

CH3I

1. Cr(OAc)2

BuSH DMF2. NaOCH3 CH3OH

Bu3SnH

PhCH3

NaOCH3CH3OH

!� ������"� ����� ��� ���� ������ ��� ��� ���#" ������� �� � ������"������� �������" ����� �������� � ������������ ��E�����<

CH2OH CH2X CH3

'X' is OTs, I

H:– or H.

9������� �� �� ��� 0�����A>�-����� ���� ������� ��������� ���� �� ���� �����������" ��������<

CHOH CHOCSX CH2

'X' is SCH3, OPh

H.

���������'� >�4���� �� (';;+)� ���� ���� ��� ''�

+� 9������"G � >� (';;�)� ��� ������ �� ������� ���������� 3-� >��� ���� ':*� 1����� ���$-� 3������� -������� ������"�

� 9������ 3� 9� (';::)� ����� � ��� ��� ��� ����� �� ������� ������� �� 3������� =�����

@������.� 0������ $� 9� B� ��� @��� 1� (';;�)� ������� ���� ��� '+�*��� ��� 0������� -� 3� 3�� $����������� @� =� -� ��� D��������� ?� >� (';:)� ��� ���� ����

��������� ���� +;�*� 2��� � =� �� ��� ����������� 0� (';�:)� ������� � ��� �� +*���� =����������� 2�� �������� 3� ��� $83����� >� (';:+)� ��������� +.�

6�� B�������� �� >�������������� �

Page 77: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

:� 9���������� ��� H ���� >�%�� ��� 3��������� D� (';:+)� ! ���� ��" ���#�� ����� $�';*��

;� 3��������� ?� ��� ����������� 0� (';:.)� ������� � ��� ���� -'�'�� 6������� 6� 6� (';;�)� ��������� :��''� ������ 2� 9� ��� >������� �� 2� (';�+)� ����� � ������� � ����� �� '�

'+� @������ � 0� (';�+)� ����� � ������� � ������ �� +�'� >������� 3� �� ��� ������ $� (';:')� ��������� '*�'.� 9������ �� >�� @��� I�� -���� ��� 3������� >� $� ��� C������� �� -� (';;:)� ! ��� ������ ���

+.���'� >�"��� �� $� ��� ���������� �� @� (';;.)� ! ��� ������ ��� �.;�'*� ��������� 3�� 0���� C� ��� H������ 6� (';;*)� ! ���#� ������ ��� ::�'�� 9������ 3� 9� (';::)� ����� � ��� ��� ��� ����� �� ������� ������� �� 3������� =�����

@������ �� .�':� 0����� $� -�� 9������ $� ��� 6������� -� 2�� ��� (';�+)� ������� � ���� ��� ';+�';� >������ =� H�� ���� D���"� $� H� ��� C� ��� 2� �� (';;�)� ! ������� � ������ �� **'�

+�� @�"� �� C�� /������ ��� 2�������� 1� =� ��� >������� �� =� (';;.)� ��������� *;�+'� 9��4��� 0�� @��4� B� ��� @�"� �� C� (';;:)� ��������� ;���++� $� >���� 3�� >�� ������ B�� =�������� @�� C������� 3� ��� =����������� 2� (';;�)� ! ���

������ ��� *;�.�+� >������ ?�� >�/����� 3�� 9��������� =� �� ?� ��� 9������� B� 0� (';;;)� ������� ��� %����� ���

'+�'�

+.� $�,������ 3�� 3������ !� 1� -� H� ��� �������� B� 3� (+���)� ���� �������� +�'�+� 9������ 3� 9� (';::)� ����� � ��� ��� ��� ����� �� ������� ������� �� 3������� =�����

@������ �� '��+*� �� /��"� 3� H� ��� 0������� 3� -� ��� ��� 0������ 9� (';;*)� ��������� ''�

+�� J��� 1� ��� �4����� 1� 3� (';;.)� ������� � ���� ���� +�+:� ��� $��,���� @�� 9��4������ -� 1�� D��������� �� >�� D�� ��� 2� �� ��� ��� $"�� >� ��

(';:*)� ������� � ���� ���� '.'�

+;� D�� � K� ��� 2������"� 6� 0� (';;)� ! ������� � ������ ��� ���� 9��������� �� ��� B�"� B� (';:)� ��� ! ������ ��� '*�'� =������ 3� �� (';:�)� 2�"���%������ � �#�������� �� ��� ������� ������ =� ���� 1� ���

9������ $� ���� ���� !0� 3������� =����� @������ �� ''*��+� =������� �� �� ��� ������ B� C� (';:)� &��� ! ������ �� ;.��� =� ���� 1� ��� 9������ $� ��� (';:�)� ��� ������� ������ ���� !0� 3������� =�����

@������ �� '+;;�.� 2����� =� 3� �� (';:')� & � ������� � ���� ��������� �� '�� 6�������� !� ��� 6������� ?� B� (';;)� & � ������� � ���� ��������� ��� '�*� $���� =� ��� =������ 3� �� (';:�)� & � ������� � ���� ��������� ��� '+�

�� @�����#� B� L� ��� ������ B� C� (';�)� &��� ! ������ �� '�;;�:� >�������� -�� -������� -� ��� D���� %9��� M� (';�:)� ������� � ���� ��� �;� B���� 1� ��� =� ���� 1� (';*)� ����� � ������� � ������ �� .��

.�� ���������� B� 3� 1�� 1���"� 3� 9� ��� H��������� !� $� (';:)� ���� ���� �� '+;�

.'� 6����� �� ��� >�"��� 0� (';:�)� ���� ����� ���� �*��

.+� 0�����"� B� 1� (';:)� ! ��� ������ ��� *.*�

.� >�3������� �� -� ��� ������ B� C� (';;�)� &��� ! ������ ��� ';��

..� /������� 1� =� (';:�)� ��������� **�

.� 0� ���"� =� 3� ��� 1������ �� -� (';;:)� &���' ���� (�� ) �� �� ��+�

.*� 0������ $� 9� B� ��� >�-������ �� 1� (';�)� ! ���� ���� ���#�� ����� $� '�.�

�* -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 78: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

.�� @��� 3� 1� >�� -���� 1� 9�� 1�� � 9� -� ��� 1�� � >� �� (';:;)� ���� �������� ���.��

.:� 9����� � 1� (';:)� ������� ���� ��� +*�;�

.;� 0������ $� 9� B� (';;+)� ������� ���� �� ++;��� 0������ $� 9� B�� ?�������� �� 3� ��� ���4�����"�� �� -� (';;�)� ?��� ������� ���#" ������� ��

����������"� ����������� �� ��������� �� ����������� ������� ���� ���������� 9��������� ������ /�� I���� >����� $������ �� ''�

'� B������ >� ��� 1������ �� �� ��� 9������� ?� (';:)� ! &� ���� ���� ���� .�;�

+� 0�� �� �� >� ��� B������� �� >� (';�;)� ��������� .�'�� /������� 1� =� ��� =��������� >� (';;+)� ������� :�'�.� 0����� ���� =�� $������� 0�� $�������� 2� ��� =���"��� >� (+���)� ������� ��� %����� ���

���

� @��� �� >�� -��� ������ ��� -� ��� 2������� $� (';:;)� ������� ��� %����� ��� +��*� ��������� $� ��� 9�N ���� 2� (';;�)� ������� ����� ��� � $� &�� -��� $� 9� ��� 0������ $� 9� B� (';;:)� ������� ;�

:� 0������ $� 9� B� ��� ������ >� (';;:)� ������� ��� %����� ��� ''�;� 0������ $� 9� B�� 0�������� =�� $������� ��� ��� � $� &� ��� ���4�����"�� �� -�� (';;')�

������� ���� �� :;*;�

*�� 0������ $� 9� B� ��� ������ B� C� (';�)� ! ���� ��" ���#�� ����� $� '���*'� 0������ $� 9� B� ��� ������������ B� (';��)� ! ���� ��" ���#�� ����� $� '�':�

��� ������ �1� ���� ,��� ���� ���� ���#"���� ��� �� ��� ���� �� ���� ���������� �� ����"������� �� ���#" �� ���� 3����� � ��� �� ��� ���� ��� ����� �� ���������� ����� �������������� ���� ��� ����� ������� ��� ��� ����� ����� ���� ��������������� �� �� ���� ����� �� ��������<'

HO

AcOO

AcOAcO

OTs

OAc

AcOO

AcOAcO

Br

OAc

HOO

HOHO

OH

OCH3

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOAcO

I

OAc

AcOO

AcOAcO

OAc

ClO

ClSO2OClSO2O

Cl

OCH3

ClO

HO

Cl

OCH3

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

NaI

AgF

SO2Cl2 NaI

Ac2O

py

py

HBr

CH3OH

HOAc

6�� B�������� �� >�������������� ��

Page 79: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

!� ���� ������ ������� ���� ���������� ��������� ���� ������ ��� ��������������� �� ���� �� �� ��� ���� ������" ������� �������� �� ��" �� �������� ��������" ������ ������ !� ��������� ������ ���������� ����� �� ��������� � ��� ��� ������������ �� ���� �� �� ��� �������� ������F ����������� � �"���"� ������� ��� �#����������" ��������� ���� �� 77�%���� �����88�

6���� ��� ��������" � ���� ��� �������� ������� ���� �������� ����������������� 9��������A9����� �������� ��� ��� �� �����<

O

HOHO OCH3

Ph O

O BzOO

HOHO

Br

OCH3

NBS BaCO3

CCl4

>��" �� ��� ��� ���� ��� ��� ������������ �� ���� �� ��� ���" �� ��� ����������������"����������� 6�� ���������� ���� ������� ����� �" ��������"� �������� ��������������� �� ���� �� �� ��� �������� ��� ���%�������� ����������

� ���� ����� ��� ������ �

3����� � ��� ����������� ������������ �������������� ��� �#������ �� � ���"�����" ������� ��� ����� ����� ��� ������� ��������" �� �� �� ��� ��� ������������ ����������� ������� ��� ������ ��� �����4� �������"����������� =������" ��� ����������� ������� ��� �������"���������� ���� ������ �������������� ������������������ ��� ������������4���� !� ����� ���� ���� ����������� ��� ��������� ��� ��� �� ������ ��� ��� �� ����������� ���������� (�� -*) �� ���"��#��"���������<'A

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOHO

I

OCH3

Ph3P ImH I2

PhCH3

O

O

O

O

O

OH O

O

O

ClO

O

HOO

HOOH

OCH3

OH

Ph3P CCl4

DMF

HOO

HOOH

OCH3

Br

Ph3P CBr4

py

�: -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 80: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

O

O

O

OHO

O

O

O

O

OO

Cl

O

O

O

O

O

I

Ph3P CCl4

Ph3P ImH I2

PhCH3

1���� ������������ �� ��� �� ���� ���� ��� ����� ���� �������� ������� ������������� �� ����� ������� �� ������� 6��� ����������� �� �� ���� ���� � ��������������� �� ������������ ������������ ��������� �� ������"������ 5 ������������� ��� �/+ ��������� ���� �/'� =��������"� ��������� ��� �����%�������� ��� ����������� �" ��� �������� �� �� ���" (��������� �����) �#" �������� 3 ������ ��������������� �� �������"����������%�������� ���� ���%���� �������� ���� ��� ������ ����� ���� ��� ��������� �� ��� ���" ��������������� �#���<

CHOH

Ph3PEPh3P + E+ –HE

X–

CHOPPh3++

XCH + Ph3PO

3����� � �������� ��� �� ���������� ���� � ������"����� �" ������������������������ ������������� ����� �����"�� � ��������� ��� ��������"������������������ ��� ������ �� ������ ����������" �����"� (�����"������)�����������������<*A:

O

BnOBnO

OBn

OCH3

MsO

FO

BnOBnO

OBn

OCH3

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOHO

F

OCH3

O

HOHO

F

OCH3

F

Bu4NF

CH3CN

DAST DAST

CH2Cl2

6�� B�������� �� >�������������� �;

Page 81: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

AcOO

AcO

HOOAc

AcOO

AcOF

OAc

OAc

D-mannose OAc

1. Ac2O H+

2. PBr3 H2O

3. NaOAc

DAST

diglyme

O

OO

OH

O

OO

OO

CHO

O

OO

OO

CHF2

O

O

CH2Cl2

DMSO DCC H+ DAST

6�� ��� ��� �� ���������" �#������� ��� �������� ��� ��� ������� �������������������� � ��� �������� ���� ��������� �� ����� �������<

CHOSF2NEt2CHOH + Et2NS(O)FEt2NSF3 + –HF

FCH

0������ �� ��� �� � ���������" �� (�����"������)������ ������������ ������� �%����� ��� ����� �������� �� ����������� ����������<;�'�

BMSOO

BMSO

HOOBMS

SPh

BMSOO

BMSOSPh

F

OBMS

CH2Cl2

DAST

3 ����� ����������� �� +%���#"%+%������ �� ��� �������� ��� �������� ��77�����������88 �'%����������"�%.%������%'�.%���4�������"���O+�+�+P������ ���(�����%������������)� �� � '�+%������<:�''A'*

AcOO

AcO

OAc

N

N

F

CH2Cl

AcOO

AcO

FOAc

AcOO

AcOF

OAc

OH

OH

O

AcOAcOOAc

O

AcO

FOH

+

+

+

(BF4–)2

+

70:30

DMF H2O

DMF H2O

Selectfluor

&��" ���� �������� ���������� �� ����� ��" ������ �������������������" �#������� ����� ��������� 6�� �������� �� � �������� ���� �� ���#"������ �� ��� ����� ��������� ������� ��������� �� ������� �� ����� ��������� �����������"�'�

:� -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 82: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ����� ��� ������ �

2�"���"� �������� �� ���������� ��� �� ������ �� �%���� ������ ���������E�����"� ����� ������ �� ����������� ��� �����E���� ������" �� �����������������" ��� ��������� ���� ��� ������ ���#"���� ��� �� ���� 6�� ������#������ �� ���� �������� ����� ���� ��� �"���"� ��������� ��� ��������<':A+�

AcOO

AcOAcO

OAc

Cl

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

Cl

OAc

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

TiCl4

CHCl33 h reflux

AlCl3

CHCl330 min rt

mp 75–76ºC, [α]D (CHCl3) +166º

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

mp 99–100ºC, [α]D (CHCl3) –13º

HBr

HOAc

mp 88–89ºC [α]D (CHCl3) +198º

OAcO

AcOOAc

SCH3

OAc OAcO

AcOAcO

OAc

Br

IBr

CH2Cl2

2�������"� �"���"� ��������� ��� �� �������� �� ���� ��� �% ��� ��� �%$%�"������ ������ 6�� �%������ �� ��������" ��� ���� ������ ��� ��� ����� ���� ��� ������%�������� ���� ������ ��� ��������� �� ��� �%������ ��������������� �� ������� �������<

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

Cl

OAc

AcOO

AcOAcO

OAc

Cl

AcOO

AcOO

OAc

O+

Cl–

E+ Cl–

6�� B�������� �� >�������������� :'

Page 83: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

2�"���"� ��������� ������� �� ��� ������ ������A������� ����� ��� �������" �������� ���" �� ��� �%$%������� 6��� ���� ����� ��� �"���"��������F �� ����� ����� �������"� �"���"� ������� ���� ������ ���" �����"��� ���� ������ ��� �������� �� �� �� ��" ��� �� �����E���� �"����������������������<';�+'A+*

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOAcO

OAc

I

AcOO

AcOOAc

I

OAc

AcOO

AcO

AcO

OAc

OAc

AcOO

AcO

AcOOAc

I

BnOO

BnOO

OBn

BnOO

BnOMe3SiO

OBn

HOOH

OOH

Me3SiOOSiMe3

O

OSiMe3

OSiMe3

I–

Me3SiOOSiMe3

O

I

OSiMe3

OH

NaI

acetone

I–

(Me3Si)2 I2

CH2Cl2

Me3SiCl Et3N

DMF CH2Cl2

Me3SiI

I

Me3SiI

2�"���"� ��������� ���� ���� ����� ��� ���" "���� ��� �� ���� ���������������� �� �������� ���� �� >����"��� ��� /������� �� �����4���� ��������� �� ����� ��������� ��� �� ��������� ��� ������� ��� ����������������<*�+��+:

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOOAc

F

OAc

BnOO

BnOBnO

OBn

OAc

BnOO

BnOBnO

OBn

F

CH3CN

AgF

HF

py

:+ -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 84: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

BnOO

BnOOBn

OH

OBn

BnOO

BnOOBn

F

OBn

AcOO

BPSOBPSO

OBPS

SPh

AcOO

BPSOBPSO

OBPS

F

DAST

THF

CH2Cl2

DAST NBS

6�� �%$%������ �� ��� ���� ������ ������� ���� � ���� ���� �� ��� ����� �� ����� ������A�������� ����� �� �� �������� �� ������� ��� �%$%������ �� �� � "�����3������ ���������" ������� �� �"���"� ��������� �� ����� ���E���"� ���" ��" ������������� �� ��� ��� ���"��<*

AcOO

AcOOAc

F

OAc

HOO

HOOH

F

OH

CH3OH

NaOCH3

���� ���������� ��� ������ ��������� ������ ���� ��� ����������� �� ��������������<

AcOO

AcO

OAc

AcOO

AcOF

OH

OAc

AcOO

AcOF

OAc

Br

AcOO

AcOF

F

OAc

HOO

HOF

F

OH

Selectfluor

DMF H2O

1. Ac2O py

2. HBr HOAc

AgF

CH3CN

NaOCH3

CH3OH

B������"� �� ��� ���� ����� ���� ��� �� ��� �"���"� ������� ��� �� ������������ ��� ���� �� ��� ���� ����������� ��� ����<+;

BnOO

BnOOBn

OH

OBn

BnOO

BnOOBn

X

OBn

Me2C=CXNMe2

CHCl3

X = F 99% α:β = 30:70Cl α

Br α I α

92%quant.quant.

6�� B�������� �� >�������������� :

Page 85: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3 ���" ������ ������ ��������� � ���������� �"������� �� �"���"� �������� � ������� ��� ���� �� ��<�

BMSOO

BnON3

OH

OBn

BMSOO

BnON3

OBn

Br

BnOOBn

OOBn

OH

BnOOBn

OOBn

Cl

SOBr2 ImH

CH2Cl2

SOCl2 ImH

CH2Cl2

?�����"� ������� ���� �� ���� �� � �������� ���� ���� ��� ����� �� ����������� ������ ��� �������" �������� �������� ���������� �������� ������ 5?������8� 77����������������88<'

Br

Br

AcOO

AcOOAc

CO2Me

OAc AcOO

AcOOAc

CO2Me

OAc

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOAc

OAc O

Br

OAc

OAc

OAc

OAc

+

Br2 hν

NBS hν

CCl4

CCl4

NBS hν

CCl4Br

AcOO

AcOOAc

OAc

6�� ���������� ��������� ��� �� ��� �� ��� �"������� ���<'�+

AcO

BzOO

BzOOBz

OPh

OBz

AcOO

AcOOAc

OPh1. Br2 hν CCl4

2. LiAlH4 Et2O3. Ac2O py

26%

phenyl tetra-O-acetyl-α-L-idopyranoside

AcOO

AcOOAc

F

OAc

Br

AcOO

AcOOAc

F

OAc

HOO

HOOH

F

F

F

HOO

HOOH

F

OH

HO

CCl4

1. AgF CH3CN

2. NH3 CH3OH

NBS hν

1. AgBF4 Et2O

2. NH3 CH3OH

:. -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 86: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

6���� �"���"� ���������� ���� +% ��� %������ ������������ ��� �� ���������� ����� ��� �������� �� ����� ���� �������� ������� �� ��� ������ ���� �� ������� �"������ �"����������.

���������'� �4����� 1� 3� (';�)� & � ������� � ���� ��������� �� ++�+� -������ 0� B� (';:)� ��� ������ ��� '�� 9�"����� -� B�� >������ @� $�� �������� D� /� ��� 6����"� 3� �� (';�')� ������� � ���� ���

��.� 1�������� B� @� ��� 3����44����� 3� D� >� (';:�)� ����� � ������� � ������ �

++��

� 2��� � =� �� (';:.)� ���� &��� ������ ��� :.�*� 6�����"�� 6� (';;�)� & � ������� � ���� ��������� �� ;'��� 6�"���� /� ?� ��� (';::)� *��������� ������� ������ �������� �� ����������� &������� 3-�

�"������� ������ �.� 3������� -������� ������"< 1����� ��� $-�

:� $�#� D�� 3������ >�� &������ �� ��� =���� 0� �� (';;;)� ������� ��� ������ �� +:��;� /�������� D� -�� @����������"� 6�� B������� �� @� ��� -������������ 3� (';:*)� ! &�

���� ���� ��� +.**�

'�� 0������� >� !�� >������ >� !� ��� -�������G �� �� (';;:)� ! ��� ������ ��� +':.�''� 0����� B� H� (';;:)� ! *������� ������ � '�'+� C������� �� =�� 0������� >� $�� 6���� -�%I�� J��� � J� ��� 1�� � -�%9� (';;;)� ! ���

������ ��� +*.�'� 3������ >�� $�#� D� ��� &������ �� (';;:)� ������� ���� ��� .:;�'.� &������ ��� 3������ >�� 1����� 9� ��� $�#� D� (';;;)� ! ������� � ������ �� +;��

'� 6�"���� �� $�� D������� -� -� ��� 9��� 2� (';;;)� ������� ���� ��� '+.'�'*� @�������� -� (';;:)� ����� �� +�� ���� ��� ������ '�'�� -���� B� ��� 2��N �4��� 0� !� (';::)� & � ������� � ���� ��������� ��� ��':� @�����#� B� L� (';*)� ����� � ������� � ������ �� ++� ++.�

';� 9�"���� @� �� ��� /����� ?� 9� (';)� & � ������� � ������ ��� +���+�� D������ D� =� B� ��� ?����� B� 3� (';;�)� ������� ��� %����� �� :+�+'� D������ D� =� B� ��� ?����� B� 3� (';;:)� ������� � %����� �� '�;�

++� 2����"� �� (';;:)� 2�"���"� ������� �� �� ���� �"�������� �� ������� ��������, ������ �� &������������ 9������"� 6� ���� ���� .� �3! =����� �������� -6� �� '+'�

+� 9���� >� �� ��� 2����"� �� (';;;)� �������� � ���� ���� *'�

+.� L���"���� 6� ��� 9���� ���� &� (';;*)� ������� .;;�+� L���"���� 6� ��� 9���� ���� &� (';;:)� ! ������� � ������ �� '':'�+*� -������ B�� D��4� 9�� >����������� $�� =������� 2�� =��������� �� ��� ������ ?� (';;;)� )��

! ��� ������ '.��

+�� �����4�� >�� 6� �� 9� ��� I���"���� >� (';;:)� ��������� �;;�+:� >��������� B� ��� $���"�� �� ���� (+���)� ������� � ��� ��� 'A+':�+;� H����� 0� ��� 1������� 6� (';:;)� ������� ��� %���� ��� �:'�

�� 0��������� $� D�� -�������� 3� B�� -����������� C�� 2����� @� 2�� @�"� �� C�� @�N ���� � L���� 1������� H� (';;:)� &���' ���� (�� ) �� �� .+�

'� �����G �� @� ��� ?������� B� �� (';;')� & � ������� � ���� ��������� ��� ��

+� 1�� � 3� 1�� 9�� �� ��� 1������� �� 2� ��� ! ����� �� ������

6�� B�������� �� >�������������� :

Page 87: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� $������ 2� ��� >�����4��� @�� C������ 3�� $������ >�� 0�4�4������ 3� >�� ����N ����� >� ���1������� �� 2� (';;:)� ������������� �� ''����

.� 9������ ��� 9�� �� ��� 1������� �� 2� (';;:)� ! ���� ������ ��� +�*��

������� ��� ���� ������!� �� ����������� �� ������� ������� ��� ������"���� �� ����� �� ��� ��������� ��������� ���������� �� ��� ������� !� ������� ������� ������� ����������"������ ��� �����" ����� ��������" ��� ������" ������ ���� ������������ �������������� �� ��� ���������"� ��� �#������ ���"�����������"������� ������� �� 77��%���"���#"������88� 3 ���� ���#" ���������������� ������ 77 �"����88� ��� ���E�� ��� ����� ��������" ���� �� ������������������"�

-�����"���� ���� ��� ���� �� ������� ������� �� ����� �����" ������������������� ��� �#������ ��� �"�������� !� �� ������ ���� �������� ���� ��������/����� �������� �� ���� ���� �� ������� � �������������� ������ ���� �������"����

��������

� ���� ����� ������� !� ��� �"������ ������� +�%� �.%� .�% ��� �*%������� ��� ��� ������ ���� ��� ���� �"�� �������" ���� ��� ���� ������ ���������� 6�� ��������� �� � +�% �� �.%������ ��� �����������" ����� ���� �������������� ����� ���� ����� (6�����A-����) ��������� " �� �� �#��������� ������� ���� �� ���� ������" ���� �� ��������� �" 0����� ��� �"2��� <+A

O

XOXO OCH3

Ph O

OO

OCH3

Ph O

O

HOO

HOBnO

OBn

OCH3

O

OBn

BnOOCH3

'X' is Ts

'X' is CS2CH3

NaI Zn DMF

Ph2SiH2 AIBNPhCH3

'X' is H

methyl 4,6-O-benzylidene-2,3-dideoxy- α-D-erythro-hex-2-enoside

ImH Ph3P PhCH3

ImH Ph2PCl I2PhCH3

2,4,5-triiodoimidazole

:* -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 88: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3 ������ ������� ������ ��� ��� �"������� �� � +�%������ �������� ��� ����������� � �"���� �������<*

O

HO OCH3

Ph O

O

HO

O

O OCH3

Ph O

O

O S

OO

O

OCH3

Ph O

O

1. SOCl2

2. NaIO4 RuCl3

Te LiEt3BH

THF

?�� ��� �"������� �� � .�% �� �*%������� � ���"������� ������� ��" ������������� ��� �� �� � ���"������� ������� ���� �� ���� ���������<�

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOHO

I

OCH3

AcOO

AcOAcO

Ph3P ImH I2

PhCH3

1. AgF py or DBU THF

2. Ac2O py

OCH3

3� ������� �"������� �� ��"���� �*%������� �������� ��� ��������� �� � *%�����%*%���#"%$% �����"��������<:

BnOO

BnOBnO

Br

OCH3

CHO

OBn

OBnOBn

Zn

EtOH

�� ����� ������� 3����� � '�%���"���%��#%'%������� ��� ������ �� ����� +%���#" ����������� ����� ��� ���� ���� ������ ��� �"����������"������F ��� ���� �� 77 �"���88 ��� ��� ������ ���� ��� ���� ���� ������������� �� �� �����"�� (���� �"����"��� �� ��� ���� ���������) ������� �����" �������<

AcOO

AcO

OAc

AcO

AcOO

AcO

OAc3,4,6-tri-O-acetyl-1,5-anhydro-2-deoxy-D-arabino-hex-1-enitol(D-glucal triacatate)

6�� B�������� �� >�������������� :�

Page 89: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

6���� ��� ���" ������� ��� ��� ��������� �� �"����� ��� �� ���� ������ ���� ��������� �� 77��������� ������88 ���� 4��� �� ������ ���� (�" ?������ ��';') �� � ���������� ��������� ���� ��������(!!) ������<'�;A'

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcO

OAc

HOO

HO

OH

AcOO

AcOAcO

OBPS

Br

AcOO

AcO

OBPS

O

OOAc

OAc

SPh

OO

OOAc

OAc

SO2Ph

O

OO

O

OAc

Zn NaOCH3

CH3OHHOAc

D-glucal

SmI2

THF

NaIO4 RuCl3

CH3CN CCl4H2O

SmI2

HMPA THF

6�� ��� �� 4����������� ������� ������ � �� �������� �����������'. ��� � 77������88 ��������� ����� �� �� �� ������� � ���� ���������� �� � ���� �� ���������" ���� ��� �"��� �� ��E������' 3� ������� ��������� (4��� ��� � �������"����� �� ���4���) ��� ���� ���� ���������'* ��� ���������A ������� ���������� � �� ����� ���� � ��� ��� �� ����� ��� ��������� �� �"���� ���� ���� �%���"� �� �%���"������ ����������<'�

O O

OCH2OCH2OCH3

Cl

OBn

OCH2OCH2OCH31. C8K THF

2. BnBr

?������� �"���� ��� �������" ��������� �� ������� ��� ��� ���� ���������� ���� ����� �"������ ������������� /�� ������� �����"�� ������������ ��� �#������ �������� ��� ������ (�� ������� 0'+) �������� �� ������������':A+�

:: -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 90: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

6�� ������ �"�� �� �������� ������ �� ��� ���� �� ��"���� ��� �������� �"��� 1���� ��������� �� ��� �� ��� ����%����� ��������<+'

O

O

O OO

OH

C

O

OH

O

O

O

CHH

CO2Et

Ph3P=CHCO2Et

PhH

!� �� ���� ���" ���� �� ������ ���� ��� ����� �� ���� ��� �� ��� �"������� ��������"�����

���� �����������

?�� ��� ����"������� �� ��� ��������� (���"�"���#"����� �"�����#����)� /��������� � ������"����� ���������� $%����%��#��%%����� *%���������� ��� �������� �� ��� ����� ��������<+.

HOO

HOOH

OH

OPO3H2

HC

HO

HC

OHOH

CH

CHO

OPO3H2O

HO

OH

OH

OH PO

O

HO

OH

OH

OH POOH

myo-inositol 1-phosphate 'P' is PO3H2

oxidation inositol cyclase

reduction

6��� ���� �� �������� ��� ���� ��������+ ��� �������� �" �������� ��� ����"������� �� ������"���� ���� ������"������ ���� ������� ������ ��� ������������������ �" ?������ �� ��� ���� ��������<��+�+*

BzOO

BzOBzO

BzOBzO

BzO

O

OH

OBzacetone

Hg(OAc)2 H2O

6�� B�������� �� >�������������� :;

Page 91: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

BnOO

BnOBnO

OCH3

BnOO

BnOBnO

OCH3

OAc

BnOBnO

BnO

O

OH

BnOBnO

BnO

O

OH

OAc

Hg(OCOCF3)2 H2O

acetone

Hg(OAc)2 H2O

acetone

6�� �������" �������� ��������� ��� ���� �������� �������� �� �#"�������������������� �" �� �������������� ����� ��������<+

O

ROOX

O

ROOX

OH

HgOAc

CHOCO

RO

HgOAc

H

RO

O

OH

–HOX–HOAc

Hg(OAc)2 H2O

+ Hg(OAc)2 HOAc

6�� ��������������" ���� �� �������� �� ��� ����� ������� ��� ���� ��������������+ -�������"� ��� �� ��� ����� ��� �� ���� �������������� �� ��� ��� ��� ������� ��� ������� �������� ��� �� ���<��+�+*A+:

BnOBnO

BnO

O

OH

OBn

BnO

BnO

O

OBn

BnO

BnOCH2OBnAcO

OBn

BnO

BnO

CH2OBn

NH2

MsCl Et3N

CH2Cl2

1. BnOCH2MgCl THF

2. Ac2O py DMAP

1. NaN3 Pd(PPh3)4 THF H2O

2. H2S py H2O Et3N

BnOBnO

BnO

O

OH

OAcBnO

BnOBnO

OH

OAcOH

NaBH(OAc)3

CH3CN HOAc

;� -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 92: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

6�� ���������� �� ���� ������"��� �"�������� ���� �� ����� ������ ����������� ����� �� ���� �������" ���� ��������<+;

HO

BnOO

BnOBnO

OCH3

BnOBnO

BnO

O

OCH3

BnOBnO

BnOOCH3

BnOBnO

BnO

O

OCH3

Bui3Al

PhCH3

Ti(OPri)Cl3

CH2Cl2

3������ �������� �� ��� �"������� �� ������"���� ���� ������"�������������� ��� �� ��� �������� ������� ��������� ���������"� ����� �����4�� ����������� ��������"<++�+��

O O

OCH2OH

O

O OBzO

CH2CO2Et

O O

CH2BrBzO

EtO2C

O

O

O

OH

OBn

Ph

O

O

OCSIm

OBn

Ph

OCH3

O

O CH2OCH3

OBn

Ph

O O

O

O

CH2CO2CH3

CH2Br

O O

O

O

2. Im2CS DCE

1. Ph3P=CHOCH3 THF

Bu3SnH AIBN

PhH

Bu3SnH AIBN

CO2CH3

PhCH3

Bu3SnH AIBN

PhCH3

(from D-glucose)

6���� ����� �� ��������� ��� ������� ���� ������� �������������� ���� ��#%%��"�

6�� B�������� �� >�������������� ;'

Page 93: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�������� �"���4�� ���� ������" ���� ����� ����%*%��"� ������������ ��� �������� ���� ��� ����� �� �������� �" 0������ ��� 0�������<++�'A.

.

.5-exo-trig 6-exo-trig

..

���������'� ?������� B� �� (';*;)� & � ������� � ���� ��������� ��� ';;�+� 0����������� @� 9� 0�� /���� 3� J�� &�� �� 9� ��� 2����� H� 3� >� (';;)� ������� ��� %�����

��� :.���

� 0������ $� 9� B�� ��� � $� &� ��� ���4�����"�� �� -�� (';;')� ������� ��� %����� ��� +*;�.� 2��� � =� �� ��� ����������� 0� (';�;)� ��������� :'�� @��� J�� -������� 0� ��� ����������� 0� (';;�)� ! ��� ������ ��� .+��

*� -���� 0�� >�/���"� D� -� ��� $������� $� -� (';;)� ������� ��� %����� ��� �+�;��� >�3������� �� -� ��� ������ B� C� (';;�)� &��� ! ������ ��� ';�:� 0������ 0� ��� C������� 3� (';�;)� -��� ���� &���� ��� +.���;� 9��������� 0� (';+)� & � ������� � ������ � +�;�

'�� ?������� B� �� (';*)� & � ������� � ������ ��� *��''� B���� 1� ��� =� ���� 1� (';*)� ����� � ������� � ������ �� .��'+� I������� >�� ����� ��� 9��������� /�� &����� 9�� !����� /�� L������� D� ��� I���������

��� ����������� ��������'� �� =�����"� =�� -��G ����G � 3�� >������ ��%>� ��� ����"N � =� (';;+)� ������� ��� %����� ��� :�*�'.� -���� B�� ?�N ������� 3�� 2��N �4��� 0� !� ��� 1�������� 9� (';:*)� ! ���� ��" ����

�������� ''.;�'� ������ 0� D�� 1�� J� ��� D������� >� (';;*)� ! ������� � ������ ��� ;�'*� �����G �� @� ��� /�G ����� !� (';;)� ! ������� � ������ ��� *�;�

'�� ?�N ������� 3� ��� 1�������� 9� (';::)� ! ������� � ������ � ���':� ?������ -� @� ��� ?������ B� 1� (';;;)� ! ��� ������ ��� '.+.�';� 9������ 6�� D������� �� @�� $����,�� � D� ��� ���"������� 6� (';;;)� ������� ��� %����� ���

*�:��

+�� �������� B� =�� -��������� -� @� ��� �������4� �� (';;;)� ! ��� ������ ��� ;:��+'� -������� =� >�� &������� 1� 2� ��� ���� � 6� �� (';:+)� ! ���� ��" ���� ��������

+;��

++� 9��������� �� ��� (';;�)� ����������� ������� ���� ���������� >����� $������ /�� I������� .A;'�

+� ?������� B� �� ��� >��������� �� (';;)� ���� ��� ��� +��;�

+.� 0������� �� H� 2�� B������� 3� ��� -������ $� @� (';�)� ������� !�� ���� +'�+� D���"� $� H� ��� �������� 1� B� (';�)� ! &� ���� ���� �� *:'��+*� 0������ �� @� ��� 0����� B� �� (';;')� ! &� ���� ��� ���� ;::�

+�� ����� D�%��� ������� ��� >��������� �� ��� 0������ >� (';;')� ���� %����� '.��+:� 6��������� 9�� D������� 9� ��� !�� ���� �� (';;:)� ������� ��� %����� ��� ;���+;� $����� =� !� ��� ����"N � =� (';;;)� &���' ���� (�� ) �� �� ����� >����%-��������� ��� =�4����� -�� ������� >� @�� >���QG ��4� @� ��� >���QG ��4%2���� 3� (';;+)�

! ��� ������ �� +*+�

;+ -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 94: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

'� 0������� �� H� (';�*)� ! ���� ��" ���� �������� �.�+� 0�������� 3� @� ��� H������ -� �� ��� �������� 3� D� (';:�)� ! ���� ��" ���� ��������

.:+�� 2����� 0� (';:*)� � ����� �� ������� ��������, *�������� �� ������.������ ��� ��

=�� ���� =����� &#�����

.� -������ $� =�� =������ /� 3� ��� 2����� 0� (';;*)� �������������� �� � ���� ���������C-9� 1��������

������ !�����3� ��� ���� �������� ���"��� �� ��� �������" ������ ���� ��� ���� �� ������������ ��� �"���#"� ����� ������ � �������������� ����� ���� �������������� ��������� �� � ��� ������A�#" �� ����� 0������ �� ��� �������� ��������� �"��� �� �"���#"� ���� ������� �� � ��������������� � ����� ��� ��� ���"��� �� ��� �� ��������F � �������������� ����� �� ������� ��� 77���"�������� �88 �������� ��� �������� ������� �� ���� �� �����������

O

OH

OH

OH

O

O

OCH3

Ph OO

O

1,6-anhydro-β-D-glucopyranose methyl 2,3-anhydro-4,6-O-benzylidene-α-D-alloside

� ���� ����� ������ !������

6�� ���� ��������� �� ��� ���%�������� ���"��� �� ��� ��� ��� ���#����� �������#���� ��� �� ������� �������� �����������"� �" ��� �#������� �� ������������� �� �� ���� ���� ���� �� ������� ���� ���� �������"� ���" ���������� �� �������� ������������ ������������<+A

O

OCH3

OAc

AcOAcO

OOAc

OCH3

AcOO

OAc

OCH3O

O

O

O

O

OHHO

TsO

O

O

O

OHO

+

2 : 3

H2O2 NaHCO3

PhCN CH3OHH2O

NaOCH3

CH3OH CHCl3

6�� B�������� �� >�������������� ;

Page 95: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

O

OCH3

Ph OO

O

O

OCH3

Ph OO

OTs

OH

BzOO

MsOOCH3

O

OBz

OMs

OCH3O OCH3

O

O

HOTsO OCH3

Ph OO

O

TsOTsO OCH3

Ph OO

O

OCH3

Ph OO

O

NaOCH3

CH3OH

NaOH PEGO

OCH3

Ph OO

O

PhH H2O

NaOH Bu4NHSO4

PhH H2O DMSOCH3OCH2CH2OH

NaOCH3

CH3OH CHCl3

?��� ��� ������ �� ��� �� ���� ���� ��� ������ �#������� �� �� ������ ��( �������") ��� ���" ���������������� !� ��������� ��� ��������� �� �� ���#��� �"��� �������� ������������ �� � �������� ���� ����� �� � �������� ������� ���������� ��� �������������� ����������� �#��� �� �� 77����%����������88 ����� ������� ����������� (&�) ��� ������ ���� (&6�� &>�) ��� �� ��������� ?������������ ����� ���� �� ����� ����� ������ �� ������� �" ��� �������������������� ���� � (.�' �� '�.)� �� ��� ���� �� ����� ���� ������������������ ��" �� ���������'�*

3������ �������� �� �� �� ���#���� �������� �� �������������� >����������������� �������" �� ��� ����<*

O

OCH3

Ph OO

OO

OCH3

Ph OO

OH

OH

DEAD Ph3P

THF

-��� ���� �� �����"�� �� ���� ����� ����� �� �������� 77=�"��������� �����88 �� �������� �� �� ��������" ������ �������<��:

TsOO

BzOOCH3

BzO

O

OCH3HO

O

OCH3

HOO

O

NaOCH3

CH3OH CHCl3

����%���#����� ����� ���� ������ ���� ��� ���#������� �� �� �#��"����

;. -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 96: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� ��� �� ������ ���� ������� ��� ������"������#����� ����"���� ��������"���������� ����"����<;A''

O

O

Ph OO

O

Ph

OCH3

OPh OO

OCH3

OPh OO

OCH3

O

O

1. BuLi THF

THF

+ Me2SO

2. H3O+

Me3S+(O)Cl– NaH

&� ��� ����� ���%�������� ���"��� �� ���� ��� ��������� �� ��� �*%���������� �� � ������ ���������� �� ��� ���� ��������� �� �"������� ���� � ��� ������ ���� �� -*<'+

OHO

HOHO

OTs

OCH3

OOH

CH2OTs

OCH3

OH

HO OO

OCH3

OH

HONaOH

EtOH H2O

�� ����� ������ !�����

3������� ���"��� �� ���� ����� ��� ��� ������A�#" �� ���� �� �� ����������� ������� ��" �� ���������� �� 77��������88 �������� 3 ���� ���"������������� �#��� ���� ����� ���" ��� ��������� '�+% ��� '�*%���"�����#��"������� ���� �� ���������<

O

OH

OH

OH

O

BnOO

BnO

OBn

O

1,2-anhydro-3,4,6-tri-O-benzyl-α-D-glucose 1,6-anhydro-β-D-glucopyranose

"#$������� ��� ����� ��� ����� ���� ������#����� �� �E����� ���� ���E���������� ���� � ��� � ������ �� ��� '�*%���"��� �"������ ����������<'

O

OOHO

OH

OHHO

OHOH

OH

HO

D-idopyranose 1,6-anhydro-β-D-idopyranose

85%

H3O+

6�� B�������� �� >�������������� ;

Page 97: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

?�� $%������ �� ������������ ��� ������ �� ��� ��������� F ��� ������� �� �������4���" � ���������� �������� ������ ��� �� ��� �� ������� ���� ����� �#����"���#"� ����� �� ��� �"������ ��� � !� ����� ��� $%�������� $% ����� ��� $%������ ���� ������ ����%�����"��� ������� ���������� � ������ ������ ����������� ��� ���"��� �� ��� ?�� ��� ����� ������#����� �������� ������������������ ��� �� �� ����������

&�� �� ��� ������ ��"� �� �������� '�*%���"��� ��#��"������� �� �" ����"���"��� �� ������" ��������� ������"������� ���� �� ������� ���������� ��������� �%�������� !� ���� ��" ��� �������� '�*%���"���%�%$% �����"�������%������"������ ��� % �������"������<'*A':

O

OH

OH

OH

O

OHO

OH

OH

O

OHO

HOOH

OH

OO

HOHO

OH

OH

OO

O

OH

O

O

OH

OH

OH

O

levoglucosan mannosan galactosan

1. distil (15–20 Torr)

2. acetone CuSO4

H3O+

18%

6�� ������� ����� ����� ���� 77 �"�����88 (������� ���"�����) ��� 77���� ����%���88 ���� ��� ���� ���� �� ����" ������ �� ������� ��� � �������� ����� ��� ���������� �������� �� ���� ��� ��������" �� ������ �������

&���� ������� ��� �������" ���� ��� ��� ����������� �� ��� �"������� �������" �������� ���� ���� �� ���������� �� ������ ��� -'A&' �� -*A&*����<';A+.

O

OH

OH

OH

O

AcOO

AcOOAc

OPh

OAc

HOO

HO

OH

O

HOO

HO

HO

OH

OH

HOO

HO

HO

OH

OTsO

OH

OH

OH

O

NaOH

H2O

TsCl NaOH

H2Opy

;* -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 98: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

AcOO

AcOOAc

OAc

OTr

O

OAc

OAc

OAc

O

DCE

TiCl4

2�"���� ��� �� ���������� ������� �� �����������4�� ���"��� �� ���<+A+;

HOO

HO

OHO

OH

OH

I

O

1. (Bu3Sn)2O CH3CN

2. NIS

&�� �� ��� ������� ���� �� ���� ������ ��� ���� ����� �� ��� �"������� �� ��� �"������ �� ���� ���" ����� �� ���� �� ��� �"������� ������� �� �����E�������������������� !������� �� ��� ��� ��� ���� ���������� �� ���� -' ��� -*� ��������� ������������ ('�.)� �� ����" �� �"���#"� ����� �� ������� ����������� ���������" ��� �� ���"��� ���� � ������ ���� ������" ������� ������ ������� �� ��� ������ .�' ������������ �� ��� �"������ ��� � >���� ��� ������ �� ����� �������� ��� ��� 77-���"88 +�% ��� �.%���#����<'�+:A+

O

OH

OH

OH

O

O

OTs

OH

OTs

O

TsClO

OTs

OO

py acetone

NaOCH3

CH3OH CHCl3

O

OBn

OO

O

NHcy

OH

OBn

O

O

AcOOBn

OAc

OAccyNH

O

OH

OH

I

O

O

OH

O

O

OH

OH

N3

OO

1. Na NH3

2. BnBr NaH DMF

cyclohexylamine

BuOH

Ac2O Et2OBF3

LiN3

DMF

6�� B�������� �� >�������������� ;�

Page 99: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

O

OAc

OAc

OAc

O

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

O

OBn

OBn

OBn

O

BnOO

BnOOBn

OH

SPh

Et3SiOTf Ac2O

Me3SiSPh Me3SiOTf

CH2Cl2

"#%������� ��� ����� ��� 6�� ������� �#����� �� � '�+%���"��� ��#%��"������ ��� �" 0�� �� ���" "���� � �<

AcOO

AcO

OAc

O

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOOCOCCl3

Cl

OAc

CCl4

PCl5 NH3

PhH

770�� �8� ���"�����88 ���� �� � ������� ���� �� ��� ������" �� ������"�������������" ���� �� ��� ���� �� ��� ����� �������� �"������� �� ������� �"@�����#�. /�����"�� ���� ������ �� ����������� �� �������� ���#���� (��������������� �� ���� ��� ������ ���� �� -' �" �� �#" �� ����������� �� -+)��� ���� ��" �� ���� ������ �����������

6�� ���� ���������� ��� ������������" ������ ������ ��� ��� �"������� ��'�+%���"��� ��#��"������� �������� ��� �#������� �� �"���� ���� ������"�%���#�����<�*

BnOO

BnO

OBn

BnOO

BnO

OBn

O

DMDO

acetone

3� �� ���� ����� ��� ����� �� �"���� ��� ������" �������� ��� ��� ��� ����������"����#������ �� �����" �������� �� ������� ��������� ���� �� ����������

6�� ����%�� ��������� �������� ������ ���� ���� � ������ ����������� ����� ������� ���� �������"� ��� ��������������� �� ������ ������ �#��������"�� ������������� 6�� ��� �� ���� ����������� �#���4�� � ����� ��� �#������%������������4��� ����� �������� ������ �"%�������� ���� ������" ���������� ���#���� >��� ���� �� ���� ����� ����� �������� ���#���� ��������� ������� �� �� ��"� ���" ��� ������� ���������� �� �"���"� ������� ��������

;: -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 100: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����������� ��� �"���"� ���������� �� ��� ����� �#���� �� �� ���#��� ���� ������ ���� �� �� ������<:

BnOO

BnO

OBn

O

BnOO

BnOOH

SPh

OBn

BnOO

BnOOH

NHBn

OBn

BnOO

BnOOH

F

OBn

BnOO

BnOOH

OBn

O

BnNH2 ZnCl2

ZnCl2 4-pentenol

Bu4NSPh

Bu4NF

���������'� 1�������� /� B� (';��)� & � ������� � ���� ��������� ��� '�;�+� �������� 3� &� ��� 1������� B� >� (';:.)� ������� � ���� ���� '*��� 1� ���� @� ?� (';*)� ����� � ������� � ������ �� '::�

.� �4�,�� 1� (';:*)� ������� � ���� ��� +.�� �4�,�� 1� (';::)� ������� � ���� ��� '�*� 2������� B� $� ��� �������� !� $� (';:')� &��� ! ������ ��� ';;��

�� 0������� -� 9�� D�� �� I�� ���������� D� 0� ��� 1������ ?� �� (';:)� ! ��� ������ ��� *:��:� 0�������� �� 2�� ?�������� B�� =���"� D� ��� 6������ 1� 3� (';*;)� ! ���� ��� �� ���;� 9������ $� ��� 1�������� 1� (';�)� ������� � ���� ��� ++��'�� D�� � B� $�� &������� 1� 2�� 1����� �� ��� 1�������� /� B� (';*�)� ! ���� ��" ����

�������� �+*�''� 9� ��� ��� 3��������� 6� ��� D������ @� (';�;)� ������� ���� ��� +:�'+� @����� 0� 3�� ������ ?� ��� �������� 3� >� (';*)� ����� � ������� � ������ �� '�+�

'� -R ���"G � >� ��� �����R �� ��� ��� (';��)� & � ������� � ���� ��������� ��� +�'.� 0���� >� (';;*)� '�*%3��"��� �� ���� �� ������� ���� ���� ��� ����#�� ���� 1���" ��� �����

/�� I���� ��� .A.:�

'� 3� "��� �� �� ��� $����� D� (';*:)� &��� ! ������ ��� +�.��'*� 1���� B� 0� (';*)� ����� � ������� � ����� �� ;.�'�� �����4����� ?�� ?������#� B� 9�� ���������� 6� 6� ��� -������� 6� 2� (';�:)� ������� �

���� �� .�':� 9���� B� >� ��� 9������ -� �� (';.+)� ! &� ���� ���� ��� +.�';� -������� 2� 9� (';*)� ����� � ������� � ������ �� ;��+�� 0����� 2�%��� !����� �� ��� ����N ��N � =� (';;)� ������� ��

+'� J������� >� 3�� 3������ B�� C���� 2� $� ��� ?�����%B���� 0� (';:;)� ! ��� ������ ��� *'+�

6�� B�������� �� >�������������� ;;

Page 101: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

++� @������ $�� 0������ ��� =�� -����� &� ��� $�������� 2� (';:;)� ��������� ';'�+� B��� >� C� ��� /� ���,��� >� (';:�)� ������� � ���� ���� '.'�

+.� -����� ��� >�$������ 3� !� ��� 9��������� -� 9� (';;*)� ������� � ���� ��� '�;�+� -4�������� ��� @����#� -� ��� C�"���S ���� 3� (';;+)� ������� ��� %����� ��� ++'�+*� >���"���� 9� 0� ��� C���������������� D� -� (';;')� ! ���� ��� ������ ';��

+�� 9������� B�� @����� 2� ��� &���������� ?� (';;*)� ������� +'�+:� -R ���"G � >� (';;.)� '�* < +�% ��� '�* < �.%$����"���%�%$%��#��"�������� �"������� ���

����������� ������������� �� *�������� �� ����� ����� �� ������������� %��������������

�� %������������" ��������� �� &������������ 1���4��� J� �� ���� ���� +� 36@ =��������������"� ��� '+'A'.*�

+;� >�3������� �� -�� �������� 0� 1�� ������ B� C� ��� 1����� 3� 9� (';;�)� &��� ! ������ ��� +�;��� 6������� $�� ���E������ ��%-�� /������ 3�%>� ��� 0���� ��%>� (';;+)� ! ���� ��" ���#��

����� $� '*�'� 0�� �"� -� ��� C���������� B� ��� ?�����%B���� 0� (';;.)� ������� ��� %����� ��� +*��+� 1�� � @�%K�� �������� /� ��� D�4������ 9� (';;�)� ! ���� ��" ���#�� ����� $� '*���

� @�����#� B� L� ��� 9������ �� (';*)� ����� � ������� � ������ �� .���.� @�����#� B� L� ��� 9����� 2� (';*)� ! &� ���� ���� � .''��� 9������� B� @� ��� $���������"� �� �� (';:;)� ! &� ���� ���� ���� ***'�

*� ������ ��� =� 9�� 0�������� >� 6� ��� $���������"� �� �� (';;�)� &� ��������� &���� ��� ���� 3���� 1�� -���� I�%I�� -������ $�� 2����� ��� ������4��� $� ��� ���������� >� (';:�)� !

��� ������ ��� +:���

:� $���������"� �� �� ��� 0�������� >� 6� (';;*)� &���' ���� (�� ) )����� ��� ':��

&� ��# ���� &� �� ��� '������������� !�����$��#"� ����� ���#" ��� ��������%����� �� ��� ��� ��� ����������4�� �" �������� �� ������������ �� ��� ������"����� ��������������< ���� �� � �"���#"� ����� ����������� �� � �"���#"� ���� �" �� ����� ���� �� ��� �������� ���� ���"� ����� 6���� ���� �� ��� ��� ������� ������� 5 ��� �������� ��������� ����� ���� ���E�� ��"����� ��������������� ���� ��� ���������� �������� ���� �� ����� ���� ���� �� ���������

&� �� !��������

$��#" �� ��� ����� �������" �� /������ ��� ���� �������� ���� 77���#"������88 (+%���#"%�%$%�������%�������������) �� ����� �� ���#"����������������� 3����� � ���#" ������� �� �������� �� ��" �������� �� � ������"�������� �� ��� *%���#" �� ��� ���� ��� ���� ���������� 5 E�������� (*%���#"%$% �����"������)� @%�������� (*%���#"%@%������"������) ��� @%������ (*%���#"%@% �������"������) ��� ��� ������������ �� ��������� ���� ��� ���������� ����� ������� �� ������ ��� ��������<

OH

OCH2OH OH

HOO

HOOH

OHHO OH

OOH

OHHOOH

O

OH

OH

'�� -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 102: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

1������ ���#" ������� �� -+ �� �%$%������������ ������� �� �����" �����������" �� ��� �������� ������� ����� ��� ����� ����� ��������� ���� �� ���������� �� �������� �"��������� ����������� �� -* (-9) ���� ������������������� ����� �� ����� ���� ���������� 2�"���� ����� � ���������� ������� �������� ��� �"������� �� ��� ���� ������ +%���#" �� ���<

AcOO

AcO

OAc

AcOO

AcOOH

OAc

HgOAcAcO

O

AcOOH

OAcNaBH4

THF

Hg(OAc)2 H2O

�������� ����� ��� �� �� ���� ���������� ��� ��� � ���� �� ��� ���� �������� ����� �� ��� �������� �� ��� ������������ �������� �� ��� ������� ��������� ������� ��������<

HOO

OHOH

OHO

OHOH

paratose abequose (3,6-dideoxy-D-ribo-hexopyranose) (3,6-dideoxy-D-xylo-hexopyranose)

1� ��� �� ��� ��������� �������� �� ���� ���� �� ���������� � ������ �"������� ����������<.

O

O

O

OHO

O

O

O

O

O

O

O

O

O

OXO

O

'X' is CS2CH3

2. CH3I

1. NaH CS2 THF PhCH3

Bu3SnH

1. H3O+

2. TsCl py

O

O

O

HO

TsO

O

O

O

O

O

O

O

CH3

HOHO

O

OHOH

H3O+

Et2O

LiAlH4

&�� ����� ����� ������ �� ���� ����F ���� ��� ������� �� (�� �����) ������������ ����� �#" �� ���� ���� � �� ��� ��� ��%������ ���#" �� �� �� ��������� ���� ��� ������ ���� �� � ������� �� ���� ����� �� ������������ ?��

6�� B�������� �� >�������������� '�'

Page 103: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�#������ ��� �"����"��� �� ����"� +%���#"%�%$%�������%��#��"�������� �� �����+��� ����� ������ ���� ���� �� ����"� �%$% �����"���������

���� &� �� !������

3���� ���#" �� ���� ������" �������� �� �� ,��� ��� 77����� �� ���88� ��� �� �������� ���� ��������� �� ��� �������� �� ��� ����� ���������� ����� 6�� ���������� ������� ��� +%�����% ��� +%���������%+%���#"%$% �����"������ ���%$% �������"������<

HOO

HOX

OH

OH

'X' is NH2 or NHAc

OHO

HOX

OH

OH

0��� �� ����� ����� �� ��� ��� ������� �� ��� ���� ���� �� ���" �� ��������������� ������� ������� ���" ���" ������� ����� �� ��� ��������� ��� ���������� ����� �����" ��������� ��� ������������� ���"����������� ��� �"�����������6�� �������� �� � ���� ����� �� � �������������� ������� ������� �� ������� �������������� ��� ��� ��������� �� � ���������" ���� �� �������� ���F ������������ ����� ������ � ��� ���� ����� ���� �� ������ ����� ������� � ������� �� �������" �� ��� �������� �� E��������

77�%3���"�%$% ����������88 �� �� ���#������� ��� �������� ����� �� ����� ��������� �������� ������ �"������� �������� �� ����� 9������� ����������� �� �%����"�%$% ����������� ���� ��� �� ����� �� ������������� �� ��� �"������� ����� ������������� ��� � ������ ���� ��������� �� ������<�

AcOO

AcON3

ONO2

OAc

HOO

HONHAc

OH

OH

AcOO

AcOAcNH

OAc

Cl

AcOO

AcO

OAc AcOO

AcON3

OAc

Cl

CH3COCl

HOAc

Et4NClCe(NO3)6(NH4)2 NaN3

CH3CN

6�� ������ �������������� �� ����� �� 77�4������������88 ���� �������� �"@�����#� ������" �������� � ������ ����� �� �� �� ��� ���� �� � �"���"��������:A'+

1������ �%����"�%$% ���������� �� ��������� ��� ������ ���� �� ��� ��� �������� �%����"�%$% ������������� /������" �������� ���� ���������" ���� �������������� ���� �� ��������� ������ ��� ������� �� �� �� � ����� ��� ���� ���

'�+ -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 104: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�4������������ �� $% ������� ����������� (�����)� � ������ ���������� �� �%����"�%$% ������������ ��� ��� �� �������� �����������" �� � ������ ��E�����<'

HOO

HONHAc

OBn

OH

HOO

PivONHAc

OBn

OPiv

TfOO

PivONHAc

OBn

OPiv OHO

PivONHAc

OBn

OPiv

OHO

HONHAc

OBn

OH

PivCl py Tf2O py

CH2Cl2 DCE

H2O NaOCH3

CH3OH

3������ ������ ����� �� �� ����� �� �"���������� �� �%����"�����%������ ���� (%���������%�%�����#"%$%�������%$%�������%+%����������� ����)<

HOAcNH

OH

O

OHHO OH

CO2H

6��� 77�� ��� ������ ��88 ����� �� �� ��� �������� ���� ��������� �� ��������������" �� �� �� �� ��� ��������� �� ��� �� ��� ��������� �� � ��� �� ��������������� �" ��� �������4� ������'. -����E�����"� ��������� ������� ��� ��� ��� ������ ���������� �� �%����"����������� ���� ���� ���� �������<'

HOO

HONHAc

OH

OH

HOO

HO

NHAc

OH

OH

CO2H

HO

NHAc

OH O

CH2OH

OH

HO

HOAcNH

OH

O

OHHO OH

CO2H

N-acetylneuraminatelyaseCH3COCO2H

23 kg scale!

N-acyl-D-glucosamine2-epimerase

?�����"� ����� �#���� � ����� �� ����� �� �� ���� �� ������ ��������� �� �77 �"���"������88 5 ��� ����� ���� �� �������� �������" �� ��� �������������� ����<

HOO

HOOH

NH2

OH

β-D-glucopyranosylamine

6�� B�������� �� >�������������� '�

Page 105: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3����� � ���� � �������� ��� �� �������� ���� $% ������� ��� ������� �� ��������������" ������ ����� �E����� ����������<'*

HOO

HOOH

NH2

OHNH3

CH3OH

H2OD-glucose D-glucose + NH3

9������� ���� �������� ������ ��� ����� ������ ��� ��%������ �"���"���������� ���� ���� ������ ��� ���� ��"��������� 1��� ��������"� � �"���"� �4��� ����� � ������ ��������� �� � �"���"������<'��':

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOOAc

OAc

OAcAcO

O

AcOOAc

N3

OAc

AcOO

AcOOAc

NH2

OAc

Me3SiN3 SnCl4

CH2Cl2

EtOAcH2 Raney Ni

DMF

NaN3

2�"���"������� ��� ���������� �� ������������� �� ��� �� ���� �� �� ����������� ��������� �� '%�����%'%���#"%+%������ �� �"%�������� ���� ������� ���������� ���� ������<'*

HOO

HOOH

OH

OH

HOO

HOOH

NHR

OH

NR

HO

OH

CH2OH

OH

HO

NHR

HO

OH

CH2OH

OH

HORNH2 H2O

NHR

HO

O

CH2OH

OH

HO HOO

OH

HO

OH

CH2NHR

'�. -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 106: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

6���� �� � ������� ���������" ���� �� ��� @���" �� 0��"�A3������ ��� H��������������� ����� ��������� ������� ��� ���� ����� �� ��� 3������ ������� �������� �� ����� ������ �� ��� 77>������� ��������88� � ������# ������ �� ������������� ������ ��� ������� ��� �������� �� �� ��� ���� ������ �� ��� ���������� �������� �� ����� �"����"��� ���������'*�'; 6�� 779�"�� ������� �����88 �� �������� ��� ������ �������� ����� �������� ������� ���� +%�����%+%���#"��������+�

'������������� !�������(��

3� ��� ���� �������� ��������%����� �� ��� ���� � ������ ����������� �� ��� ����� ���%�������� ������ ����� �� ��� �� �� ����� 5 ���� ������������ ��"������� ������ � �"��� �� ���� �� � �"���#"� ���� (���#")� H#������ �� ��������� �� �������� �� ��� ��� ����� �� ��������� ���� ����� �#����� �����������������"<

OH OH

OOH

CH2OH

Bu

OOCOBui

OHO O OH

OH

apiose (occurs in parsley)3-C-hydroxymethyl-D-glycero-tetrofuranose

HO NH2

O OH

mycarose blastmycinone vancosamine(of carbomycin) (of blastmycin) (of vancomycin)

?�� ��� �"������� �� ���� �"��� �� �������� �� ���� ������ ��� �� ������������� ���������<

O

OCH3

Ph OO

O

OCH3

Ph OO

O OH

O

O

O

O

O

O O

O

O

O

O

HCO2CH3

O

O

O

O

O

CH3O2CO

O

O

O

O

HOCH2

(CH3O)2P(O)CH2CO2CH3

ButOK

DMF

1. CH3MgI DME

2. H3O+

H2 Pd-C

2. H2O

EtOH

1. LiAlH4 THF

6�� B�������� �� >�������������� '�

Page 107: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

&��������� ��� ������ �� ���#���� ��� ����%������� ��������" ��� �� ��� �� ��� ���<

O

OCH3

Ph OO

O O

OCH3

Ph OO

OH

O

O

O

OXO

O

1. Me2Mg Et2O

2. H3O+

'X' is CS2CH3

O

O

O

O

O

NCCH2CH2

Bu3SnH AIBNCH2=CHCN

PhCH3

���������'� 9��������� �� (';**)� & � ������� � ������ ��� '.�

+� 0����������� B� ?� ��� 9��������� �� (';�')� & � ������� � ���� ��������� ��� +�;�� 0�������� H�� -��������� =�� $83������ =�� =������������� =� ��� =����������� 2� (';;:)�

������� ���� ��� *�''�

.� =������� �� �� ��� ������ B� C� (';�:)� &��� ! ������ ��� ..�� -����� 0� (';*;)� ���� ���� ��� .���*� =� ���� 1� ��� 9������ $� ��� (';:�)� ��� ������� ������ ���� !0� 3������� =�����

@������ �� *.��� >�@����� �� >�� ������ B� C� ��� 1���� �� (';��)� &��� ! ������ ��� +*:;�:� @�����#� B� L� ��� B��������� B� >� (';�;)� ��� ! ������ �� '+..�;� D��4"� 1� ��� �������� B� B� (';:)� %������ &�� ������ '��

'�� 0����44�� -� B� ��� 0��������� >� $� (';;+)� ������� ��� %����� ��� '�;�''� 2������"� ?�� >����� 3�� ����� @� D� ��� ����"N � =� ��� 6������ -� (';;')� ������� � ����

���� +��

'+� ������ ��� =� 9�� B����� � ��� ������� =�� 1�� � I� ��� -������ 1� �� (+���)� ������� � ������ *'�

'� B��������%������� @� ��� ���E������ ��%-� (';;:)� ������� � ���� ���� ':'�

'.� ��� !�4������ >�� 1�� 1�%I�� D��� 2� 0�� =� � >� ��� $"����� �� -�� ���� 0�� =���� 6� C����"���� >� @�� 1����� 9� ?�� &������ �� 1�� -������ =� >�� C�� ����� �� /�� B"��� $� >��1����� �� >�� 0������� B� -�� 9������ C� ��� -������� �� >� ��� =���� -� B� (';;)� �������

���� .':�'� >���� !�� &������� ��� &���� I� ��� 6������� I� (';;:)� ������� � ���� ���� ��'*� =� ���� 1� ��� 9������ $�� ��� (';:�)� ��� ������� ������ ���� !0� 3������� =�����

@������ �� ::'�

'�� =���������� 1� ��� 0�N ����� H� (';**)� ���� ����� ��� �++�':� =������� 9�� 2"�N � "���G �� J� ��� ?��������� >� (';�.)� ���� ����� ��� '*:�';� @���� ?� ��� ����������� H� (';;�)� &�� ���� (�� ) )����� ��� *�

+�� 1����� � 6� >� ��� ���N �4� 3� H� (';;;)� &���' ���� (�� ) �� �� :+��+'� =� ���� 1� ��� 9������ $�� ��� (';:�)� ��� ������� ������ ���� !0� 3������� =�����

@������ �� �*'�

++� I��������� �� (';:.)� & � ������� � ���� ��������� ��� *;�+� -�������� I� ��� -���G ����� ?� (';;�)� �������� ������� ��� �"������� �� ��������%����� �� ���� ��

����������� ������� ���� ���������� 9��������� �� ���� >����� $������ /�� I���� �� +���

'�* -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 108: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���������� �� ����� ��1��� ������� �� � ��������� �� �������� ��������� ����� ����� ��������� ��� �������� ��� � �� ��� ����� �� ������"������� �� ��� �����" ��� ���� ��" �� ����������� ��������� ���������"�

)����� ����� �

6�� 1���� ��������'A ��� ��� ������" ������� 9�����A1��������AH�������������.� ���� ����� ���� ��� �� ������"����� �"�������� 6�� ��� ������������� ��� ��������� ������ �� �#���� ��� ������"����� ����� (��� � ��#���� �� -'�� -*) �� �� ����� � �������� �� ��� �����<*A;

O

O

O OOC

OOHOO

O

CHH

CO2Et

OH

O

O

O OOCH2CO2Et

BnOO

BnOOBn

OH

OBn

CHOCH3

BnO

OBn

CH2OBn

OH

BnO

CH2OBn

OBn

BnO

OBn

CH2OCH3

O

OCH3

Ph OO

O AcNH

O

OCH3

Ph OO

AcNH

O

OCH3

Ph OO

AcNH

CO2EtH

EtO2C

O

OO

CHO

O

O

O

OO

C

O

OH

C H

CHO

Ph3P=CHCO2Et

PhH

'Ph3P=CHOCH3'

2. Bu3SnH AIBN

Ph3P=CHCO2Et

OOAc

OCH3

1. Im2CS

O

CH3CN

H2 Pd–C

EtOAc

OOAc

OCH3

1. Ph3PCH3Br BuLi PhCH3

Ph3P=CHCHO

2. Ac2O py

PhH

6�� B�������� �� >�������������� '��

Page 109: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���* �������� � � � ���� ���(��

6�� D������A?������ �"����"���� �"������� ��� ������ ����" ��� �����������"�������� �E����" �� ����� 9������� ���" ������������ ���� ���� ����� ������ �� ��� ���� �������� ��� ��� �� +%�������"����"�����4��� ��� ��� ���%�������#������� ��� �����"� �������<'

CHO

O

O O

O

OH

S N

O

O

OBn

S N

O

O

OBn

CHO

BnOO

BnOBnO

OBn

O

S

N

BnOO

BnOBnO

OBn

OAc

BnOO

BnOBnO

OBn

CHO

S N

SiMe3

2. Bu4NF

1. THF BnBr NaH

THF

1. MeOTf CH3CN2. NaBH4 CH3OH

3. CuCl2 CuO CH3CN H2O

1. Et3SiH TMSOTf CH2Cl2

2. deprotection

S N

Br1. BuLi THF Et2O –80ºC

2. Ac2O Et3N CH2Cl2

������ �� ����� �����

6�� >�������� ��������� �������� ��� ���������� �� � �"���#"� ���� ���� �������������� �� �������"���������� ��� � �����"� �4��������#"���� ��� ��������E���� ����������� ���� � ������������ ��� ���� �����" ���� ��������"������ ��� ��� ������������ �� ���� ��� �#" ��� ������ ��� �����% ��<'*A':

O

O

O

OHO

O

O

O

O

OXO

O

O

O

O

O

O

I

O

OCH3

OBn

HOO

OCH3

OBnBzO

Ph3P DEADCH3I

'X' is PPh3I

PhCH3

Ph3P DEADPhCO2H

THF

'�: -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 110: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

O

OO

OH

O

OO

OO

SCOCH3

O

O

O

OO O

O

O

OO

N3

O

O

O

OO

NH2

O

ON

O

O

Ar3P DIADCH3COSH

THF

'Ar' is 4-Me2NC6H4

Ph3P DEADphthalimide

THF

BuNH2

Ph3P DIADZnN6.2py

PhCH3

3� ��� �� ���� ���� ���� �� ��� ����� ���������������� ��� >�������� ���������������" �������� ���� ��������� �� ����� ������� �� ������ (�� �/+ �������)��� ���� ����������� ���� �� �����" ���� ��� �������" �������� ���������<'

R,OH

Ph3P + RO2C–N=N–CO2R Ph3P+–N–N––CO2 Ph3P+–N–NH–CO2R

RO2C–NH–NH–CO2R + Ph3P+ Nu–R, + Ph3PO Nu:–

H+CO2R CO2R

R

OR,

3 ���� �"������� �� � ����"� �������� ��������" ��� ��� ������������ �� � ��� ����������� ������������ ���" �� ��� ��������� ��������� ���� ��� ���������"<';

O

OCH3

Ph OO

O O

OCH3

Ph OO

O

O

OCH3

Ph OO

O

OCH3

Ph OO

HOO

OBz

OCH3

BMSOO

OCH3

CO2CH3

1. LiAlH 4 Et2O

2. Ac2O DMSO

'Ph3P=CH2'

H2 Pd–C

EtOH

1. H2 Pd(OH)2 EtOH

1. BMSCl DMAP ImH DMF

2. AlHBui2

CH2Cl2

BMSOO

OH

OCH3

1. RuCl3 NaIO4

CH3CN CCl4 H2O

2. CH3I K2CO3DMF

2. Ph3P DIAD PhCO2H THF

6�� B�������� �� >�������������� '�;

Page 111: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� ������

&���������� ��� ����������� ��� �����E�����" ���� ������"������ ��� ���"�������� �"������� ����� �� ���� ���%�������� ��� �������� ����������

?�� ��� �"������� �� �� ����������� � ���� �� �������" ������� ���� � �����������������<+�

OHO

HOOBz

SCH3

OBz AcOO

HOOBz

SCH3

OBzO

OOBz

OBz

SCH3

O

CH3O

TsOH CH3CN

CF3CO2H

CH3CN H2O

CH3C(OCH3)3

6�� ������� �"����"��� �� ���� �� ���������� �� � ������ ��������� �������"������ �� � ��������� ���������� �� ��� ��� ���� �����

?�� ��� �"������� �� ����������� �� ��� �������� ��������� ��� ����������������� �" @�����# ��� �� ������ ���<+'�++

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcO

OAcOAc

BrAcO

O

AcO

OOAc

O

OCH3

AcOO

AcOHO

OAc

OAc

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOO

OAc

O

OEt

Et4NBr collidine

EtOH

H+

AcOO

AcO

OOAc

O+

CHCl3

CH3OH lutidine

773���� �������88 ��� ���� �� ���� ��� ��� �"������� �� �����������<+

OBz OBz

OCH2OBz Cl

OBz O

OCH2OBz

OOCH3

Ph

CH2Cl2

Me2NCH(OCH3)2

&���������� ��� ���� �� �������� ����� ���������� �� ������� ������� �����4�� '�'%�������#"������� � �������� �������� ����������� �� ��� ���������� ������� ���� ������� �����4�� +%�����#"��������+.

''� -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 112: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

3 �������� ������� �� ���������� ���������� �� ���� �� ���� �������� ����� ��"���� ���#���������� ����� �� ��� �������������� �� �����%�%����"�%�%$% �����"������ ���� � $%����"������ ����� � ��������� �� �����%�%����"�%�%$%����"������<+

AcOO

AcOAcO

OAc

OAcAcO

O

AcOO

OAc

OO

AcO

OAc

OAc

OO

+

+

SbCl6–

AcOO

AcO

OAcOAc

OAc

SbCl5

CH2Cl2

1. NaOAc H2O

2. Ac2O py

SbCl6–

������ ��������������

B�� %������ ���������� ��� ������ � ������� �������� ���� �� ���� ����������� �� ���� �� �� �������� �� ��� ��� ��������� ����������� �� ��� �"������� ������� ������"����� ����������<

BnO

OBn

O

BnO

BnO

BnO

OBnBnO

BnO

OHCH2=CHMgBr

THF CH2Cl2

'Ru=CHPh'

OBn

BnO

BnOCH2OBnHO

+ C2H4

���������'� J������� I�� 3�� 3��#���� I�� H� ��� 3��#����� C� 2� (';�+)� & � ������� � ����

��������� �� ++��+� >��"������ 0� H� ��� B���4� 3� 0� (';:;)� ���� ���� �� :*�

� B�,��0���� 6� C� (';;�)� ?����������4�� ������"���� ����������� ���� ������"������< ����������� ��� �� ����������� �������� �� ����������� ������� ���� ���������� 9��������� ������ >����� $������ /�� I���� �� .�

6�� B�������� �� >�������������� '''

Page 113: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

.� 9������ @�� 9�������� 9�� 1������ 9� 2� ��� D������ 2� (';;)� ���� ����� ��� +.;;�� 1��������� 1� ��� ��� ��� H������ 1� $� (';*')� ! &� ���� ���� �� '��

*� -������� =� >�� &������� 1� 2� ��� ���� � 6� �� (';:+)� ! ���� ��" ���� �������� +;���� B�,��0���� 6� C� (';;')� &�� ���� ���� ��� ';�:� 0���������� �� ��� 9����� B� ��� 0������� ?� (';:)� ������� � ���� ���� -'��

;� -����%>����� 3�� -�������� >� �� ��� �� ��� 9����� ?� 2� (';:.)� ! ������� � ������ ��.��

'�� $������� 3� ��� >����� 3� (';;�)� 6���4���%����� ���%������ �#������� �� ������"�����

������������ �� ����������� ������� ���� ���������� 9��������� �� ���� >����� $������ /��I���� �� '��

''� $������� 3� (';;:)� ��������� '*:'�'+� $������� 3� ��� =������� $� (';;�)� &� ��������� &���� ��� �

'� $������� 3�� >����� 3� ��� =������� $� (';;)� ! ��� ������ �� +��'.� >��������� &� (';:')� ��������� '�'� 9� ���� $� @� (';;+)� ������� ��������� ��� �

'*� D��4� 9� ��� �������� =� (';:+)� %������ &�� ������ '+.�'�� ��� !�4������ >�� �������� >� �� ��� >�������� >� (';;�)� ������� � ���� ��� +:��':� C����� >� -� ��� B������ =� (';;�)� ��������� '��

';� ������ 3� 0�� !!! ��� 9���� D� �� (';:;)� ������� ��� %����� ��� '���+�� 2��� � =� �� ��� &�������� �� (';:)� ������� � ���� ���� +���+'� >�4����� >� ��� =������ 3� �� (';*)� ��� ! ������ ��� ';':�

++� @�����#� B� L� ��� >�� ��� 3� B� (';*)� ��� ! ������ ��� +';;�+� 9��������� �� ��� 0������ �� (';�)� ������� � ���� ��� -'.�+.� 0������� >� ��� 2����� �� (';;:)� ������� � ���� ���� '��+� =������� 9� (';�')� & � ������� � ���� ��������� ��� '+��

+*� B�"� B� ��� $��� �� D� (+���)� ���� �������� ';�+�� @��������� �� >� 3�� 3���������� -� -� >�� ��� 9����� =� 3� C�� &���������� 9� ��� ��� ���

>����� 2� 3� ��� ��� 0���� �� 9� (+���)� )�� ! ��� ������ :��

''+ -�����"������< 6�� ����� >�������� �� @���

Page 114: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

�� ����� �� �� ��� ������ � �� ���������

�� ���� ������� � ��������� �� ��������������� ����� �� ������� ��� ������ ����� ��������� ��� � �� �����������! ��� �������� ������ ��� ������� ������������ "� �� ��� ���� �� ���� �� ��� �� �������� ��� ������� �� � �� ��������� ������������ ����������

#�� �� ��� �$��� �� ��� ���� ��� ��������� �� �� ����� �� ��������� ��%������ �� &�'(

HOO

HOOH

OCH3

OH

HOO

HOHO

OH

OCH3

HOO

HOOH

OH

OH

CH3OH

+

+HCl

–H2O

glycosyl donor glycosyl acceptor aglycon

glycosidic linkage

)�� ��� ��������! � ����$� ������� � ����� �! ��� ���� ������ � �������� �� ���������� * ����! ���� ��������� �! ����� �+ ��� �+,+$ ���-������.����� )�������������� -$ ���� �� $ ����� ����. ������� �� ��� �� ��� � �� ������$���������� ��� ���+������������ ������� "�����! ��� ������� �� ��� �� ���������� � ������� ��� ��� � ������� ��������

/ �������� ��� ������ � ����� �� ��� � ��� ��� ����� ���$���� ��� ����������! ��� �0��� �(

HOO

HOOH

O

OH

OH

arbutin (plant)

Page 115: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

amygdalin (plant)

HOO

HOHO

O

OH

HOO

HOOH

O CN

Ph

)�� ����� �0��� �! ���$�� ��! �������� �� ���� ��� $ �������� ����$��! �������$ ���� ��� ���� ��� �$ ���� ��� ��� ����� �� ���$ ��� ,+$ ���������������� ��$�����1 ��2������ ����� ���� ������� ��� �$ ���� ��� ����� ���������������! $����������(

HOO

HOHO

O

OH

HOO

HOOH

OH6-O-β-D-glucopyranosyl-D-glucopyranose

"� �� ��� ��������� �� ��� $ �������� ����$� �� �� ��� �� ���� �� $���������� ������ ������ �� ��� ���������� �����

3������� ��� $����� ���������! ��� ���� ���$ � &!4+ ����$�! �� ������������� ���� ��� ��$��� �� ����� �������� ����(

O

X

O

OR

O

OR

O

OHO1' + 14 1' 4 1-HX

glycosyl donor glycosyl acceptor

5 $ ����� �����! $����� � �� �+ �� �+�����$�������! ��������� ���� � $ ����� �������� -� ��������� �� 67. �� ���� ��� ������������ ���������$ ��� ���$ �������� ����$�! ���� � �� ��� �+ �� �+�����$������� �� 3& �� "� ��� �������!����� �� � ������ � ��������� �� 34 �� ��� $ ����� ���������

"� ��� ������ �������������! ��� $ ����� �������� ��� �� ��� �����0� $���� �� ��� �������� -��������� . ������(

O

X1'

O

HO 1

OO

O1' 1-HX

+

glycosyl donor glycosyl acceptor

)�� ��������� �� ��� $ �������� ����$�� -����� ��� ��� ���8. ���� �� �� ��� �+ ��

&&4 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 116: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�+�����$������� �� ���� 3& ��� 3& � * ��� ������� �� � ���+�������$������������� 9��� � ������������ �� ����� ���(

HOO

HOHO

OH

O

OH

O

OH

HOOH

α-D-glucopyranosyl α-D-glucopyranoside

"� �� �� ��������! ���� �� ���� ���$�! ���� ��� ��������� �� � $ �������� ����$� �� ��� �� �� ���� ����� 5���� ���� ��� ���������� �� ��� $ ����� �����!����� ��� ��� ���� ��� �� ��� �������� �������� -�+ �� �+. �� ��� ������� ��� �������� ;��� ��� ������� �����0� $���� �� ��� $ ����� �������� -���������$ $�������������.� <�����! �� ������! ����������� � �� ����� ���� ��� ���� ��� ��� ����2���� ���! ��� ��� ��������� ������������ �������! ���� ��$������! ������������� ���� ���� ��� ��������� �� ����� ��� ������� �� ��� �����8

�� � ������� ������ � � � ������"� ������$ ��� $ �������� ����$�! � ��� ��������� ���� �� ���� �� ��� ����������� ����� �����0� $���� �� 3= �� � �������� ���$ * ����� ��� ���� ������ ��������(

O

OH

OR

OHO

HO

OH

OR

OHO

OR

OHO

HOOH

OR

α-D-gluco, galacto β-D-manno β-D-gluco, galacto α-D-manno DIFFICULT (1,2-cis) EASY (1,2-trans)

5� �� �� ����! �� �� ���� �� ���� &!=+����� ����$�� ��� ������ �� ���� ��� &!=+�� ����$�� "� ��������! ��� �����0� $���� �� 3= ���� �� ��������� �����$ ��� ����� $ ����������� ���� -��������� �������� �����+ �� ������� ��� �� ��������� ��� ������. ��� ��� ������ �� ���� ���������$ $���� ��� ���� � �������� ������ �� ������������������ �� ��� ��� � ���������� �$ ���� �� 3&� )�� ��� � �������������$�� ���� ����� �� �� ����������� �� �� ����� $���� �� 3= -� =+���0� ��$����� � =+���������+=+���0� ��$��! ���������� �.1 ������� �� �� ���� �� ������0�������� �����

������� �������� �� ��� ����� �� �� ��� ������ � �� �����<��� � � ��� ������� ���� �� � ��� ��� ��������� �� ��� $ �������� ����$� ��� �2�� $ ����� ����� ���� �� � ��������� �� ������ �� ������������ �0���������� ��� ��!

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &&

Page 117: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ����! � ������� ���� ��� ��$�������� �������� ����$� �� ��� �������� ������ ����(

OX

OOR

O

+

X–

O+

X–

HOR

–HX

5� ����! ����� >>�0���������� ����?? ��� ���;��� �� � ��� ����� ������� ��������� �2��������� �2� ���� �����+ ����! ��$� ����$� ������� ��� �� �� ����������� ��������� ���� �� ���� ����� 9��� �� ����� ������� � �� ������ ��� ��� ����� ��������! �����! ��� ���������� �� ��� $ ����� ���������

������ �� ��� �������

)�� ����2����� �� � $ ����� ����� �� ��� �������� ������ $�������� � �� � �����!��������$ �� ��� �� ����! ��� ���� ��������������� ���$��$ ���� �� �������� -��$��.���+���� �� � �� ����+��������� ���+����� )�� ����� �� ��� ���+���� ��� ���� � ������� �� ��� �0���������� ��� ���� ��� �������� �� ��� $ ����� �������� ��! ������� �0����$� ��� �����! �� ��� �� ��� �������� ���� ���� �� ���� ���(

O

OR

O+

X– HOR

–HX

O

XX–

O+

HOR–HX

OOR

)�� �� � �� ��� �� ���� ��� �� �������! �� ������� 9� ����� �� ��$� ��� �������������� ������� � ��� ����� �2� � �������� ����$� ���� �� 1 ����� �� ����� ��������� ��� ����� �� � ������� -���� �����! ���������������. ��� �� ��! �� �� !��� �������� ��=&! == @�� �� ���� ����� ��� ��� ��� ��������������� �� ���������� ����� ��� �������� �� ���������� �1 ��� ���� �� �� ���� $ ����������� ������������������ �� ���������� � ��� �� � �� �0� ����� �� �� ���� ������������(

OX

OOR

X–

O+

O+NCCH3

HOR

–HX,CH3CN

CH3CN

X–

&&A 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 118: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ����� ����� �� �

B������ ��� ����������� �� 3= �� � ��������� �2�� -���������. �����0� $����! ���������� ��� $����� � ������ �� �� ����� �� �� �����! ��� ������ $����� ����$ ����2� ����� -4+�����0����2� ��� �� � ������ ��� ��� ��������. ��� ��������! ���2��� �� ���� �� -=!=+������� ���������. ���� ������ )�� �� � �� ������2� ����� �� ���C�� * �� �� �� ����� $���� ���� �������� � ��$��� �� ��������������� �� ��� �������$ ��� ����� � -��� $ ����� ��������.� )�� �����! �� �������� ����! ��� �� � �������� � ��$��� �� ������ ����������� -������� � ��� ������ ��� ���� �� ���� �����. ��� � �� ������ ��� ������� ��� �� ������� �������������� ������ �� ��� ��������� �� ��� $ ������� ��! �� ����� �����! �� ����������(

O

O O

+ X–

HOR

–HX

O

AcO

XO

AcO

X

O

O O

OR

O

AcO

OR

�� ���� ����������� ����������� ������ ��� �� ������ �� ��� ���;��� �����

�� !!"������ ������## �������

"� �� �� �0��������� ���� ���� �����+�+����� +�+,+$ ����������� ������� �� ������! ������ ��� �� �� ���� ��� �� ������ �� �� �! ��� ���������� ��� ������ ������� @� ��� ����� ����! �����+�+���2� +�+,+$ ����������� ������� �� �������� � �������� ���� �� ����� ��� ���� ��� ��������! ��� ���� � ���� ��$���������

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

BnOO

BnOBnO

OBn

Br

"� ��� D�� ��� ��� ����� ����� ����� ����������� �� ����� ��� ��� ���� �������� �� ���� ������ %�����+E���! �� ��� �������� ��� ����+���$��$ ������� ��4+������� $ ��������! ����� �2�� ��� ���� � ���� ��� >>��������������??��������= D�� ���� �! ��� ���2� ������ ��� � ��������� � ������� $����� ������ ��� ��������$� ��� ���� ������ �� �������� ����$� �� ��� �������� ���$!���� ������ � �� 3&� 3������� �! ��� ������� $����� -������� � ���� �������� 3=. ��� � ������ ����������$ ��� �� ��������� ��� ��� � �� �� ��������

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &&�

Page 119: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����$� �� ��� ���$ -3&.� )�� ���� � �� >>�����$?? �� ��� ���2� ���� ������� ���>>��������$?? �� ��� ����� ������������ @���� ��������� $����� ���� ���� ����������=4

)�� >>��������������?? ������� ��� � �� �� ��� ���! � ����$� �� � ���� ����� ��$���! �� ��� $ ����� �������� �� ���� � ��������� � ������� -�������� �!� ������ ����������$. $����� �� ��� � ������ -��������. ��� ��� ����� ����� ����� �����0� $���� �� C������� ��� �� ���� ��� � ������ -� ����. $ ������������

HOO

BnOBnO

OBn

SPh HOO

BzOOBz

OBz

SPh

more reactive

�� !!��� ���� �������## �������

5$���! �� ��� %�����+E��� ��� ����� ���� ��� �������� �� ������� ���$ ����� ����� �������� ���$ ��� � ���� �� ��� ����� �� ������ ��������$ �� ��� ��������������� %�� �0��� �! ��� �������� �� � 4!A+�+���2� ����� ���$ ������� ������������ � �������$ �� ��� �������� ���$ ���� ����������� �0���������� ������������ ��� �� � ��� ��� ������� �� $ ����� �����(=

ROO

OR+ O+O

O

Ph

less stable

)��� >>�������� ������ ?? ������� ��� ���� ���� � ��� #�� �� ��� ������ ���� ����� ���������� �� ����� ������ ��� � ���� ������� ���$����� 9��� ������� � �$��������� � ��$��� �� ��$����� �� ��� �������� ���$ ��� ��������$� ��� �������������� �� �0���������� ����1 #�� ��� ���������� ��� ���� >>���������������$?? �� �������� ��� �������(=AF=�

BnOO

BnO

BnOOBn

SEt

OHOOBPS

SEt

OO

OCH3

OCH3less reactive as a glycosyl donor

�� !!�������"�� ��## �������

9��� >> �����?? $ ����� ������ ��� ����������2�� �� �����$ � $���� �� ����������� ������ ���� �� ���� � ����� ���� �� ��� ���������� ��� ���� ��

&&� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 120: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

$ ����������� ���������! ��� ��� �� ������ ���� ���� �� � ��������� ��C����� ��������� �� >>������?? ������=' %�� �0��� �! ���++��+=+� !4!A+���+�+���2� +�+,+$ ������� ��� ��� �� � �� � $ ����� ��������! ������� ��� �� ���� ���+=+��+=+� �+,+$ ������� -�������� �� ����� ����� ��� �������2����� ���� �� ������?����� ���. �� �� ������ $ ����� ����� ����$ �� ��� �������� �� � �������� ��� �����(�

BnOO

BnOOH

OBn

O BnOO

BnOOAc

OBn

O

acceptor and latent donor active donor

"�� ��� �� �� ��� �������� "�������

)���� �� �� ����� �� �����$ � $��� $ ����� ����� �� ��� �������� �� ������������� ��� $ ����������� �� ������ "� ����� �� �������� ��� ���������� �� �������������! ��� �� ������ � ��$��� �� ������� �������� �� ������! �������������������� ���� ���� ���� �� ��� �����0� $����-�. �� ��� ��������� %���0��� �! ����� !& �� � = ��� ������ ������ � ���� �� �� ���2� ��� ������$� ������� ������� ��� �0�$�� ����! ��� ����� ������� �� ��� ����� ��� �� ����������� ����$� ���� ���� ��� �� ������ ��� ��� ����� ��� ������� ����� � ������������� ������ �� �� ���� ��� �� ���� �������� ��� ������! ��������C����� �� � ���� ��� ����� �� �0�$�� ���� �� ��� ��������(

O

OO

OSnBu3

O

O

AcOO

AcOAcO

OTr

OAc BnOO

BnOBnO

OSiMe3

OCH3

OCPh3

δ−

δ+

OSiMe3

δ−

δ+

OSnBu3

δ−

δ+

�� ������� �� !!$��������� ��##

)�� ������� �� >>�����$��� ���?? ��� ����� �2�� �� )����� @$��� �������� � �������� �� ��� ������������ ����������4 "� �������! �� ��� ��� ��$ ����� ������! �����$��� ��� ��C����� ��� �������� ������ �� ���� ���������$����� �� ��� �������� ������! ��� ���� ��������� � �� � ���C�� ��� ��������

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &&'

Page 121: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� "� ��� ���� ��� ����! �����$��� ��� � ��� ��� ��� ���������� ����������� $ �������� ����$��(

O

ROX

R'OO

Y

+

O

AcOO

O

Y

AcOO

O

OX

'X' activation

'Y' activation

R = AcR' = H

R = HR' = Ac

)�� ������� ��� ���� �� ��������� ���� �� �� � �� ��� ��� �� ��� ����������������$ $����� ����� �� � �������� ���$1 ��� ����$ ������� �� �� ����������� �� � �� � �����$��� ������! ���� ���� $���� ����$ ������� �� ���������� ��� �� �������� ����������(

CH3COCH2CH2COOO

PMBOOCOCH2Cl

OBPS

STol

>>,��� � ���������������������??! �� >>���� � ���������� ���������??! ���� +���$ >>�������?? ��� >>����������?? �����! ��� ��������� � ���� � ��$�������������� �� ��� �������� �������� �� $ ������������AF�

B����� �� �������! � ���� ��� ����� �� ��� ����� �� ����������� )�������$�� �� ���� ������ �� ��� ���� ����� * � �������������� �� � ���� �� � ��$��� ��� �� ��� ����������� � ���� ! � ��� ������ �� ����� �� ����� �� �����-�� $������� �����$�� �� �����. ��� ��� ��0���� �� ������ �� ��� �0�' ,�������$�� ��� ������ �� ��� �������������� ��� �� ��� ������� �������! �������� �������� �� ����� -�� $������� �������� �� ������� ������ ! ��� �0��� �! �����������.�� ��$ -�������� �� ������������� ������ ! �����������.� )�� ���� ����������� ��� ������� �� ����! ������� �� ��� �� �������� �� ��� $ ����� ����� ��� ����-� ���� ��$�� �� ��������� .! �� � �������� � ���� � -$ ����� ���������. ����� ��� ����� 9��� �0��� �� ��� $���� �� ��! ��$����� ���� � ���� ���� ������������ ������� �2�����(4�! 4&

HOO

HOOH

OCH3

OH

O

CH2OH

D-xylose

OHOCH3

+

65% 30%

CH3OH

HCl

kinetic control

thermodynamiccontrol

HOO

HOHO

OCH3

&=� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 122: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

L-arabinoseBnOH HCl

HOO

HOHO

OBn

D-mannoseCH3OH HCl

HOO

HO

HOOH

OCH3

HOO

OH O+

HO OH

H

HOOH

OH+

HOOH

OH

OCH3

HOOH

OCH3

+

O

CH2OH

OCH3HO

OOCH3

HOOH

OCH3

OCH3

H+

H+ –H2OCH3OH –H+

+

CH3OH

–H+–H+

kinetic control thermodynamic control

E� ���� �� ��� %������ $ �����������! �� ���� ��� $ ����� >>�����?? �� � �� ����������� ���������� ���� ��$��! �� ��� ��������� �� $ �������� �� ��� ������� �� ����� �� ��� ��������� �����0� $����(

OOH

OO–

O

O–

OOR

–H+

RX

G���� ��� �����$ � ����� ���������� ��� ����! ��� ���� ��$�� �C�� ������� ���� ���0���� �� ��� ������ ������� �� ������������� �� ��� �������� �����0� $����1 ����������� � �� ����� �� ��� �0������ ������� ���� ��� �+������ �� ������� ��$�� ���� ������ � �� ��� �+,+$ �������� )��� ������ �� $ ����������� ��� ���� �0��� � �� ����� ��� �0�$�� ���� �� ��� $ ����� >>�����?? �� ��������

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &=&

Page 123: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ����� �� ��� � ����������� ��� ��������� �� �����$������� �� ������ �� ���� �� ����$ �$���� 9��� �0��� �� �� ��������� $ ������������ �� ��(4=F4

BnOO

BnOOBn

OH

OH

BnOO

BnOOBn

OH

O O

O1. ButOK THF

2. TfO OO

AcOO

AcOOAc

OAc

OH

HOO

HOOH

OH

FNO2

NO2

DABCO

DMF

NaHCO3

H2O EtOH

AcOO

AcOOAc

OAc

HOO

HOOH

NO2

NO2

O

NO2

NO2

O

+

+

)��� ��� ����$� �� �� ��� ���$� ����� �� ��� ������� ��� ������� ����������� ��� ���� �� ���� ��� $ �������� ����$�� )�� >>��$ �����?? $ ����� ������-�� ����! ����� ��������������� ��� ����$ ��������. �� �� ��������� �����!�� ���� �� � ������ �� ��� ������ -��� ��� ���������. ���������� %��� �!� �����$ �� �� $���� �� ��� ��� ��������� �� >>��� �����$?? ������� ����������� �! ��������� �� ����������� ������� �2����� �� �� $�����

%���������&� @������! �� /� -&'�=.� / ��������! �� ��� ������������! D�$���! �� ��� 6�����! ,� ���!

�� � "5! 5������� D����! #�����! �� =�'�

=� B������! 5� %� ��� H�����! /� I� -&'�'.� �������� � ��� @�������� ���� ������ �����������! D��$���� D����! @0�����

� D�� ���! 6� -&'�=.� ����� ���� !�� "� "����! ��! &�

4� D�� ���! 6� -&'�4.� ���� #� $���! ��! &�� 9������! E� E� -&'�A.� ����� ���� !�� "� "����! ��! =&=�A� 9������! E� E� -&'�'.� %��� ���� �����! ��! &=��

�� 9����J ! D� -&''&.� %��� ���� �����! ��! &'��� 9������! E� E� -&''&.� 9�������� �� $ ��������! �� ����������� ������ #�������! )����! B�

:� ��� % ����$! "� ���! �� � A! D��$����! @0����! �� �'� #�������! @� -&''=.� 5���� � � � ������� 2������ ��� ��� ���������� -�� �@+ ��� @�@+

����� �.! �� &������ ��� ��������� ����� -6�����+��� . I&4��! )�����! 9����$���!�� A=&�

&== 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 124: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

&�� ,����! E� ��� :�3�����! K� -&''.� ,������������ ��� � �$������������! �� $��'��������� � ����� �������! 9��������! :� ���! =�� ���! =�� ���� ������!

�� � "I�%�/� I ������! 5��������! �� 4��&&� )������! K� ��� )������! K� -&''.� ���� $���! ��! &��&=� B������! %� ��� 6����$�� ! @� -&''.� / ����� ����� ������� �� � �$����������� ���������! ��

&���� #������� &�����! I����! B� ��� #������! 3� ���! L�� �$ 6� ������ 3������ 5���!B��� ! �� =�&�

&� B����! /�+�� -&''A.� ������ ��� #�����! �! &��

&4� B����! /�+�� -&''A.� ����������! ��! &�'�&� B����! /�+�� -&''A.� (��� (������ ����! �! &�&A� D�� ���! 6� -&''A.� )����� ���� ����� �� ������������ ���������1 �� �������� ��

� �$����������� ���������! �� &���� &����� � ����������� #�������! K���! 9� 6� ���

@?<�� ! E� 5� ���! 6������ 5�������! <����� ����! �� &�&�� ��� E�������! �� ��� 6� ! K� -&''�.� ����� ���� !�� "��! ��! &=��&�� ������� �! ,� :� ��� ,��$ ��! 9� D� -&''A.� ������)����� *�! ��! �

&'� 9������! E� E�! 3�����+D� �����! ��+3� ��� E��2! @� -&'''.� %��� ���� �����! ��! �='�=�� ,����! B� /� -=���.� * ���� #� + %�� � ����� ,! =&��=&� �� ��! /�! 9����J ���! G� ��� ����� ����! �� -&'�'.� �������� $���! ��! =���

==� ��J �������! ��! #����! "� ��� )����! �� -&''&.� -���� ��� �����! �'�=� %�����+E���! B�! ��! H�! G�����$! G� I� ��� @�������! 6� -&''�.� * ��� �����! ��! A�A��=4� H���$! H�! @ ����! "� E�! M�! 7�+9�! ��������! E�! B�����! )� ��� ���$! 3�+6� -&'''.�

* �� ���� #��! ���! �4�=� %�����+E���! B�! ��! H�! 5������! 3� ��! 9���������! I� ��� B����! �� D� -&''&.� * ��

���� #��! ���! &44�=A� ,��$ ��! <� #�! #��! 9� L�! #�J ����$! G� ��� ��������! 9� #� -&''�.� * ���� #� + %�� �

����� ,! &�=�� /����! #�! 6��2��! B�! "���! 9� ��! #��$��! D�! #��! 9� L� ��� ��������! 9� #� -&''�.� #������!

44��

=�� /����! D�! #��! 9� L�! D������2��! ��! D������! 6� �� :� ��� �� ����! I� D� I� -&''.� #������!��&�

='� 3��! 9�! 6����N ���2+:���N �! %� ��� E��! E� -&''�.� * �������� �����! ��! A�'�

�� B����! /�+�� ��� "� ��! 9� -&''4.� ���������� -����! ��! '�&� )�������! M� I�! K����! D� "�! B����������! #� L� ��� K��������! <� K� -&''A.� * ��������

�����! ��! &�=��

=� H��$ ��! )� -&''�.� * ��� � �����! ���! =�4�� @$���! )� ��� :�����! :� -&'�A.� �������� $���! ��! 3&�4� K����! @�! "��! M� ��� @$���! )� -&''4.� * �� ���� #��! ���! &=���� ���$! 3�+6�! M�! 7�+9� ��� H���$! H� -&''�.� * �� ���� #��! ���! �&��

A� :�������! 9�! 3���! ��! D�������! �� 9� ��� 9���! #� E� -&'�.� ����� ���� !�� "� "����!��! &�

�� 9��;���! <� :� ��� ��� B����� ! 3� 5� 5� -&''&.� ����� ���� !�� "� "����! ��! &���

�� H��$ ��! )� ��� #�������! /� -&''�.� "�� * ��� �����! &A�'� :�����! ,� %�! ��� -&'A.� &����� �������� �����! �! =��4�� 3����! B� -&'A'.� ���� $���! ��! 4���

4&� /���$$! D� ��! ���������! K�+��! K���������! D� ��� #������$! B� -&'''.� * �������� �����! ��! &�

4=� 9������! E� E� -&''A.� )�� �������� �+� �� ����� ��� ��� ����� �������������� ������ *������� � ������$��� ��� $ ������� ���� ���������! �� &���� &����� � �����������

#�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���! 6������ 5�������! <����� ����! �� =��

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &=

Page 125: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

4� 9������! E� E� ��� K��2�! �� -&''4.� ��� �������� ���� ������! ��! =&�44� K������! 6� ��! �� K��! 5� ��! E�����! 3� ��� ��� B���! �� 6� -&'��.� $��� ���� ���

%�������! ��! �4� 9�����! 9� K�! 3���� ��! /� ��� D�����N �! 9� -&''.� ���������� -����! ��! A=��

�������� &�� ���/ ����� �� ���� � �� � ��������� �� � �� ��� ���� ������ �� ��� $ �������� ����$� �� ���� �� ��� � $ ����� �� ����� ���� ��� ���� �� ��� ����� ���������-&��'. �� � $ �������(&

HOO

HOOH

OH

OPhAcOO

AcOAcO

OAc

Cl

H2OKOPh

9��� ����� ���� -&'�&.! K����$� ��� K�����!� �0������ ��� �������� �� �������$>>���������$ �����?? ���� � ���� � �� ��� �������� �� �� ���-". ���������(=

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOOAc

OAc

ORROH

Ag2CO3

9���� ����� ��� ������ �������������! $ ����� �� ���� ���� ���� �� ������������ �� ��� ������� �$� ��� ��� ��������� �� ��� $ �������� ����$�� / ����� �� ������ ��� �������� ��� ���� ������� � �� $ ������� ���������1 $ ����� �������!��� ��$ ���������� �� �� ��� ������ � �� �� �� ��� ���! ��� ��� ������$ �������$���� � ���1 $ ����� � �������! ��� ���� ���� � �� ��� $ ����� �� ����! ������������� ��� ��� � �������� ������� ��� ��������� �� ��� $ �������� ����$��

���� �� ��� ��� �� �� � >>�����?? ���������� �� ��� ������� ������� ������� �2� $ ����� �� ����! ���� ���� ��������� �� ����������� ������� ��

�� '��� ��('���� %���� ����� )*+ ������,

9���� ��� ��������� �� ��� K����$�FK���� ��������! ����� ��� ���� �� �������������� �� ������� ��� ������� �� ��� �2��$ � ��+�� ���� -��� ��������� ����

� �� ��� K����$�! �� K�J ��$� -&�&F&'�A.! ������� �� ��� B����� ��� �� �� ������� ���� I�� %������� I����� K����! ������� �� K����$��� "� �� ��� � $����� � ����� ���� ���� %������ ��� 5�������$ ��� ����� ���� ���� �� ������$� ;��������� ����� ��� ����� �� K����$� ��� K�����

&=4 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 126: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� �0 ���� ���� � � ���� �.! �����$ � ��������� -�� ������ ��� �������������.!A �����$ �������� �� ��� �� ������ -�� ������ ���� ��� �������������$�� �� ��� ��� ������������ �����.! �����$ � ����� �� � ������ ������ -���������� ���� ���������O.� ��� ������$������$ ��� �� �� �� >>��������?? ������>>���� ��������??� "� ���� ��� ��$���! ����� ����� ���� �� �� ���� ���� �� $������� * ��� ����������� �� �������-"". ���������������-"". �0��� ����� ������� ��� �������$�� �� ��������� -6$B�=! � �����$����� ������O. ��� ������������ -6$@.�� 9� �� � ���������! ���� �� �������-"". �������! ���� ������������ � �� ������������ ��� ���������� �� 6� ������! ��� �� ���-". ���� ���!��� ������ � ���� �� ��� K����$�FK���� ���������'!&� 9��� �0��� �� ����������� $ ������������ ����� K����$�FK���� ���������� �� ��(

AcOO

AcOOAc

O

OAc

OAc

O

OAc

OAc

AcO

AcOO

AcOOAc

OAc

OO

BnOAcNH

OBn

OBn

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOOAc

OH

OAc+Ag2O CaSO4

CHCl311

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

HOO

BnOAcNH

OBn

OBn

+

HgBr2 ms

DCE12

AcO

AcO

O

Br

OAc

BnO

OH

O

OCH3

OBn

+Hg(CN)2 ms

CH3CN13

BnO O

OCH3

OBnAcO

AcO

O

O

OAc

5 $���� ��� �� ������ ��� ���� ������� �� � ��������$ ��� ��������� �� ���K����$�FK���� ��������� %�� ��� ������$������ ������� P���� �� � �� ���-". ���

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &=

Page 127: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�������-"". �� ��Q! �� ������� ���� � >>���� ��� ��?? ������� ��������! ������������������ �� � >>����+�� ?? ���������! ���� ���$ �� ��������� �� ����������������� ��� �������� ������(

O

AcOBr

OR

H

Ag+

%�� ��� ����$������ ������� P�� �� � �� ���-". ��� �������-"". ���������Q! ���� ��$$����� ���� � >>����� ��� ��?? ������� �������� ��� ������ ���� �� ��� 3&+�� �$�� ���� ���� �� �� �� �������� �����������! ����� �2�� �� ��������� ��������$���$ � �����C���� �������� ���� ��� ���$�������$ ����� $���� �� 3=(

O

AcOBr

Ag+

–AgBr

O

AcO+

O+

OAcO

O O

+

)�� ���� �� ��� ��� ��� �� ����������� �� ��� ����� �( �������� �� ��� � ���� �� ��� �������� ������ ���� ������ � �� ��� �����+$ �������! ������� ������ ����� ����� ����������� ���� �� �� ��� ��������� �� �� ����������� ���� ��� ���������������� -���� ������ ��� #����. ���� ������ �� � K����$�FK���� ��������! ��������$����� �� ��� ��������� ���������� ���� ��� �������� $ ������� �������� �(&4

O

O O

+

ROH

–H+ O

O O

OR

O

AcO

OR

O

O O+

EORE+

–E+

"� �$�� �� ������ ������� ��� ��� ����������� ���� ����������� ��� �������$�������� ��+��������! �� �� C���� ������ � ���� ��� ����������� �� &!=+�����$ �������� ����$ ��� K����$�FK���� �������� �������� �� �� �����������������������&!&A

&=A 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 128: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� ��� �� ��� K����$�FK���� �������� ��� ��� ��$�+��� � ����������� ��$ �������� �� ��� �����������! ����$ �� ��� ������ ����� �� ��0��! ����� ���� ������� 5 ����$� ����� ��������� �� ��� �������� ��� ���� �� �!&� ����� ��� �� ������1 ���� ��� ���� ��� �� ��� ��� �����! ��� ����������! �� ����� ������� ������ ��������� �� &!=+����� $ ���������

�� $��������� -������������ )*+ ������,

5� �� ���� ���� �� ������ ���������! ���� � ����������� ���� � �������������� � ���� ��� ��������� �� � $ ����� �� ��� ���� �� � ���� �� ����������� �� � ���� ���! ����� ���������! � ������ �� �� ��� ����� )���� ���� ������������ ��� $��� ���� �� ���� ���� �0 ����������� �� � ������� �� ����+���� ���� �������������������1 �����$ ���� �������! ����� ����� �� ��� �������� �� �������������� �� ��� �� ����� ���� � ������� ��� �� ��� � � ���� � )�� �����C�����������$����� �� ��� ���� ���� �0 ����������� ���� &!=+����� $ �������� ��������� � ��������� ���� #���� ����� ���� �� �������-"". �������1 ���� ������ �!�������� �� � ���� ��� ��� �������� �� ��� ���$��� �� ������(&'

O

O O

OCH3

O

O O

OR

O

AcO

ORROH H+

–CH3OH

E+

@� ��������! ������� � ���� �������������! � ��;�� ��� �������� ��+������� ����� ������ ���� ����� �� ��� �������� � ���� 1 ���� ���� ������� ��� �������� � ��� �������� �� ��� ��� �� ��������2�����(=�

HO OO

OBz OBz

OCH2OBz OAc

OBz OBz

OCH2OBz Cl

O

O

OOCH3

Ph

CH2OBz

OBz

O

O

OBz OBz

OCH2OBz O

HCl

CH2Cl2

Me2NCH(OMe)2

CH2Cl2

1.

PTSA PhCH3

2. HgBr2

K�������� ��� ���� ��� ���������� �������� ������ � ��� ���� "� � ��������� ��� ��������! ���� � ����$�� ���� �� ��� ��� �� ����+���� �����������=& �� ������;�� ���� ������� ���� ���$ ��� ������������ �� �����+ �� ����+���� �����

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &=�

Page 129: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� �$���== ���� ��� ��� ���� ���� �� � ������� �� ��� ������� "� ���� �����$���! ��� ���� ���������� ��������� ���� ��� � ����� ����� �� �������� ��� ����� ����� ����� �� ���� ���(

O

AcOBr

O

O O

CN

O

AcO

ORBu4NBr KCN

CH3CN

ROTr TrClO 4

CH2Cl2

+ TrCN

5� ����������$ �0������� �� K��������?� ���� ���� ��� ��� ����������� �� ������ ���� ��������� ����� ���������� �� �+,+$ �����������! ����� � �� �� �+����2����� �� ��� �������� �� ����� ����� �����(

AcOO

AcOO

OTr

O

CN

TrClO4

CH2Cl2(1 6)-β-D-glucan

)�� ���������� �� ��� ���������� ���������� ���� ���� ������$� � ���������� ��� ������� �������� ������� �2��(

O

O O+

O

O O

OCH3

O

O O

OR

O

AcO

OR

O

O O

CN

O

O O+

O

O O

ORClO4

H+ –CH3OH

E+

TrClO4

–TrCN

ROTr

–TrClO4

H+ O

HOOC+(Me)OR

O+

OH

O

HO

OR

–CH3CO2R

ROH

–H+

Tr+

ROH –H+

&=� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 130: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

5 ���� ������ ��������� �� ������������� ���� ���$ � -& � 4.+�+, ����$���� �2�� ��� �������� ������ ��������� �� �� �������� ����������(=

BnOO

BnOBnO

OBn

O

HO

O

HOBnO

OBn

OCH3

BnOO

BnOBnO

OBn

O

O

BnO

OBn

OCH3

O

BnOO

BnOBnO

OBn

O

O

BnO

OBn

OCH3

HO

+

Me3SiOMeTMSOTf

1,2-dichlorobenzene

LiAlH4 AlCl3

CH2Cl2 Et2O

&�� �� ������� � )*+ ����,

"� �� � ������ �� ��� ��$������ ��� ���������� �� #�����0 ����! ���� ������+��������� �$�! �� ��� �� � � ��������� � ��� ��� ���� ������ �� � ������ ��� ������������ �� &!=+�� $ ��������! ������ >>�� ��� ���� ����??! ���� �� ��� �� ��������� ������=4 #�����0! ����� �� �� ��� ���� �� ��� �������2����� ��������C���� ��������� �� � ������� �� $ ����� �� ����! �������� ���� � =+�+���2� ��������� �+,+$ ����� ������� ��� � �� ����� � �C�� ������� ���� ��� �+,+������ �� ���� ���� ���� ���$ � ������ �� �������� �������� )��� ��$� ��������� �+,+������! �� ���� ������ � �� ���+���� ������� ���� ��! ������������ �� �� ��� �������� �������! ��� �+,+$ �������� )�� ��� � ��������� ��� �� ��� ����� ���� ��� ��� �� ������� ���+����� ��� ���� � ����$�� �� ��������������� �� ��� ���� �������������(

O

Br Br–

O+

BnOBnO

Br–

O+

BnO

O

OBn

Br

O

Br–

+

Br–

OBn

OBr

BnO

ROH

O+

BnO

Br–

ROH

O+

BnO

O

ORBnO

Br– –Br–

ROH

–Br– –H+

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &='

Page 131: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

"� ���� �� ��� ���� �0��� -��� ������. �� ��� �������! �� �� ��� ���������$���� #�����0 ���� �����$� ���� ����� ��� �������� ��� ������ �� >>���� �������2�����??�= 9��� ������ ����������� ������� ���� ��������� ������� >>�� ��� ���� ����?? ��������� �� ����� ����� �� ���� ��� ����� ��� ������������=A

:��� &!=+�� $ �������� ���� ���� �������� ����� ��� ������������ �� ��������� �� &'� * �+,+$ �������������� ��� �+,+$� ��������������� ����0��� �� �� ���� ����$��! ���� �+#+���������������! � ������ ��������� ������ ������ � ��������$ � �$������������! ����$ � ������ �����(

BnO OBn

O

Br

OBn

O

AcOHO

OAc

OAc

OAcO

AcO

OAc

OAc

OAc

BnO OBn

O

O

OBn

+Et4NBr ms

CH2Cl227

OBn

O

Br

OBn

OCH3

BnOO

BnOOAc

OCH3

OOHO

AcNHOCH3

BnO

+

BnOO

BnOOAc

CH2OCH3

OO

AcNHOCH3

BnO

OBn

O

OBn

OCH3

O

Et4NBr ms

CH2Cl2 DMF28

"� ��� ����� �������$���� �� ��� ���� �� ��� �� ������ -�� ������ ��� �������������$�� �������. ��� ������� ��������� -�� �������� ���� ��� ��� �����������.�=�F�

"� ��� ��� � ����� �� ��� >>�� ��� ���� ����?? ���������! ��� $ ����� ������������ $�������� ���� ��� ��������� �� � 4+��������2���� ���� �����$�� �������1��������! ���� ���������� ���������� ��� ���� �� �(=4! &

BnOO

BnOBnO

OBn

OCOPNP

BnOO

BnOBnO

OBn

Br

COOH

NO2

+HBr

CH2Cl2

&� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 132: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

BnOO

BnOBnO

OBn

SCH3

BnOO

BnOBnO

OBn

Br

IBr

CH2Cl2

/����� ��� ������ � �������� ������� ��� ��� ��������� �� �+,+$ ����� ���������� ��� ����� ���� �� �� >>�������� ����������?? ��� ��� >>�� ��� ���� ����??������� �=

�������� ���� ������� )*+ ���� ��� *+ ������,

9� ���! �� ���� ���� ���� ��� �� ����� � ���� � $ ����� �� ������ ���� ���� �� ������ ��� �� $ ������� ���������� @� ��� ����� ����! $ ����� �������� ���� �������� ��� ���� � ��� ����� ��� �� ��� K����$�FK����! ���������� ��� >>�� ������� ����?? ����������� / ����� �������! �� ������ ����� ���! ���� ���� ���������� �� ����������� �� ��� >>�� ��� ���� ����?? �������� "� ����� ���� ��� ������� ����� $ ����� �� ���� �� ��� $ ����� � ������ ��� ���� ��� �� ������ �� ���� �����&'��� B����� ����! ������� �� ����������� ���� ������! ���� �+,+$ ����� � ������� ���� �� ����� � ���� � -��� ��� �+,+������ ���� ���� ��8.! ��� ������0����� �� >>��������?? �� �������$� � $ ����� � ������ �� ��� �� � ������

:�������� ����$�� ����$�A ���� ��� ������������ �� � ���$� �� -�0����.��������� �� ����� $ ����� � ������� �� ��� �� ��������� � $ ����� ������(�

SnCl2, AgClO4SnCl2, TrClO4Cp2MCl2 (M = Ti, Zr, Hf)AgClO4Me2GaClLa(ClO4)3.nH2OTrB(C6F5)4

Et2OBF3SiF4TiF4Me3SiOTfTf2OYb(OTf)3

<��� ��� ������ ���� ��� �� ���� ����������� �� $ ����� � ������� ���� �������� ���� � ������ ����$� ��������� -����$ �������. ��� � �� ��������� ���� �� ������ ��� �����C���� ��� �� � $ ����� �����(�

BMSO

OCH3

O

SPh

OCH3

O

SPh

HOOCH3

OSPh

BMSO

OCH3

O

O1. DAST NBS CH2Cl2

AgClO4 SnCl2 ms CH2Cl2

2.

"� $����� ! $ ����� � ������� ��� �� ���� ��� ��� ��������� �� ���� &!=+����� &!=+����� $ ��������� %�� ������ �����$ � ������������$ -�����. $���� �� 3=!

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &&

Page 133: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ������� ���� � �� ��� ��� ������� �� �� ��� K����$�FK���� �������� ���� &!=+����� $ ������� ���� ��1 ���� � ���+������������$ -�����. $���� �� 3=!��������� �� �����$������� �� ��� �������� ������ $����� � ���� ��! �������� ���� �����C����� �� � ���� ��� �� �������(

AcO

O

AcO

AcO

OAc

CO2Me

FO

OBn

OH

N3

O

O

OBn N3

OO

AcOAcO

CO2Me

O

+ TiF4

CH3CN

5$���! ��� ������ �� �� ���� ��� � �� � ������� �� � �� ��� ������� �� �������� �� $ ������������' #�� ��� ������ � ��������� ��� ��� ������� �� &!=+������� ���������$ $����� �� ������ ��� >>���������� �����$?? �� $ ����� � ������� �� $ ������� ����������4�

%���������&� :����� ! 5� -&��'! &��.� �� ���� *�! �! �1 �! A�

=� K����$�! �� ��� K����! I� -&'�&.� ��� (���� ���� ����! ��! '��� %������! I� ��� 5�������$! I� %� -&'�&.� ��� (���� ���� ����! ��! =���4� B������! 5� %� ��� H�����! /� I� -&'�'.� �������� � ��� @�������� ���� ������ ���

��������! D��$���� D����! @0�����

� "$������! K� -&'��.� ��� �������� ���� ������! ��! =4�A� 6� ������! B� ��� /���2! E� -&'&.� ��� (���� ���� ����! ��! &�'��� 6� ������! B�! B���! I� ��� ���� ��! 9� -&'�.� ��� (���� ���� ����! ��! '�'�

�� % �����! 6� :� -&'�=.� &����� �������� �����! �! 4�4�'� 6� ������! B� ��� H�����! �� -&'A=.� ���� ����! ��! =A�4�

&�� 6��������! 9� ��� B�����! �� -&'��.� &����� �������� �����! �! =4��

&&� E���� ��! ,� ,� ��� I����! �� #� -&'�.� * �� ���� #��! ��! ='�&=� ���C�����! ��+3�! ,�����! ,�! :� ��! :�+#� ��� 9����J ! D� -&'�&.� * ���� #� + %�� � �����

,! =A�

&� #����N �! 5�! <�N ��N ��! D�! <��2��N ��! 5� ��� ��$���! 6� -&'��.� ����������! ��! &=A&�&4� 3����! ,�! ,��! H� ��� /���� ��! 9� -&'''.� * ��� �����! ��! ==4�&� /���$$! D� ��! K���������! D�! K��������J �! "�! <�����$! )�! 9�������! 9� 3� )� ��� ��$� ���!

B� -&'�.� ���� ���� #�����! ���! A'�

&A� <�����! )�! B�����! 5�! H$������! :� H� ��� ������� �! ,� :� -&''�.� * �� ���� #��! ���!&='&�

&�� K�����! K� D� E�! 5 ���! :� ��� %�� �! E� 5� -&''A.� ���������� -����! ��! �����

&�� D����! I� -&'4.� ��� �������� �����! �! ���&'� ���$! �� ��� K��$! %� -&''�.� * ��� �����! ��! �44�=�� :�5���! ,� D�! D�����! 5� :� 5� ��� 9����! E� L� -&'��.� ���� * �����! ��! &'�&�

=&� K��������! <� K�! B������! 5� %�! 9��� �������! )� 5� ��� 9��������! L� �� -&'�&.��������� $���! ��! &��

==� K��������! <� K� -&'��.� ����������! ��! =�'�

&= 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 134: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

=� @�����! 6�! "�����! )� ��� "��$���! 9� -&''�.� #������! &4=��=4� #�����0! E� G�! 6�������! K� B�! 9����! E� L� ��� �����! K� -&'�.� * �� ���� #��! ��!

4�A�=� K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5�! ��� -&''A.� &���� &����� � ����������� #�������!

6������ 5�������! <����� ����! �� 0��

=A� B�����! )�! /���$$! D� ��! K���������! D� ��� :� ���� ! ��+#�! ����� ����� ���� ���=�� #�����0! E� G� ��� ,��$��2! 6� -&'�.� * �� ���� #��! ��! 4�A'�=�� <�����! D� L�! B��������! 6� ��� #�����0! E� G� -&''=.� ��� * �����! ��! =4&�

='� #�����0! E� G� ��� ,��$��2! 6� -&'�.� * �� ���� #��! ��! 4�A��� 6����$�� ! @�! <�����$! )�! #� D����! �� ��� #�����0! E� G� -&'�=.� �������� $���! ���!

&�'�&� K�����! K� D� E� ��� %�� �! E� 5� -&''�.� ���������� -����! ��! �=�

=� /�����! �� -&''�.� / ����� ������� �� ��$���� ���������! �� ������ #�������� ����� ������������! 6�� ����! )� ���! �� � 4! �5" D����! /�������� 3)! �� &=&�

� ,�0! K�! 5 ����! :�! @�����! �� ��� D�� ! B� �� -&'''.� ������� ��� �����! �! =���

4� )�������! )� -&''�.� ��� �������� ���� ������! ��! '&�� )����! �� ��� �������! :� -&''.� �������� $���! ���! &'��A� :��������! )�! :����! M� ��� 9����! 9�+�� -&'�&.� ���� -����! 4&�

�� )�������! K� ��� :��������! )� -&''�.� ���� -����! ��� <��� ���! K� 3�! ,� �! E� I�! D������;��! ,� D� ��� E���� ! �� #� -&'�4.� * �� ���� #��!

���! 4&�'�

'� K���2��! :� ��� )����! �� -&'�A.� �������� $���! ���! 4��4�� B����� ��! ,� K�! /����! #� /�! 6���! :� /�! 6��2��! B�! "���! 9� �� ��� #��! 9� L� -=���.�

����������( 5��������! ��! &��

�� � ���������� � ���� .�������� )*+ ���� ��� *+ ������,9����J ��� ��� ����� �� ��� �� ������� ��� ��� ��������� �� � $ �������! ��� ����� �� �� 9������ ��� ��� � �0���� ��� ������ ��� ���� ��� ��� ������� ��������������� � ���� �� ��� �� ����� ����� K����$�FK���� ����������"� ����! ��� ����� �������������� -)35. ������ �� ��� ����� ��������� ��� ������������ �� � &!=+�����+$ �������! ���� � ������� �� ���� ��� ���� �� ��� ��� ������� ���� ���$���� �� ��� ��������� �����

)�� ��������� �� � ���� ��$�� ���� ����� ������������� � �� ���� ������������ ��� �������� �� � ������ � ���� $���� ���� �� ��������� � ����! ���� ������ ���������������(

BnOO

BnOBnO

OBn

OH BnOO

BnOBnO

OBn

OC(NH)CCl3

BnOO

BnOBnO

OBn

OC(NH)CCl3

CCl3CN K2CO3

CH2Cl2

CH2Cl2

CCl3CN NaH

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &

Page 135: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� ��� �� ��������� ��������� ������� ��� ��������� �� ��� �+������ ������������� ������� ��� ,BG ������ ��� �+������1 ��� ��$�� �������� ����� � ������ � �� ��� ��������� �� ��� ���� ���� � �+�������4 5 ����$� 9������ ���������������������������� ������ �� �0� ��� ����� ���� ��! �� ��� ;��� �� ����! ����� �������� �� ��� ������ ���� -��������� ���������.! � ���������� � ��$� ������ ������������ �� ��� ���� ��$�� ��� �� ���� �� �������2����� �� ��� �+����� �������������� �� ������� �� �� � ���������(

OOC(NH)CCl3

OOHmutarotation

CCl3CN K2CO3

OO–

OOC(N–)CCl3

NaH

CCl3CN

OC(N–)CCl3

O

O

OH

O

O–

NaH

CCl3CN

)�� ������� ��� �� ��� )35 ������ ��� ������� ���� ��� �����(

BnOO

BnOBnO

OBn

OC(NH)CCl3

BnOO

BnOBnO

OBn

X

HX

CH2Cl2

X = Br F (HF.py) N3

BnOO

BnOBnO

OBn

OXHOX

CH2Cl2X = COR PO(OBn)2

)�� �����$�� ����� $��� ��� �������������� � ���� ���� � ��������! ������������$� ��� ����������� �0���������� ��� ������������� �� ��� �������2����� ����� ������ � ������ �+,+������1 ��� ������ ����� $��� ��� �������� �� ����������

)�� ��� �����$�� �� ��� )35 ������ ��� �� ��� ��������� �� ��� $ �������� ����$�(

ROO

ROOR

OR

OC(NH)CCl3 ROO

ROOR

OR

OR'R'OH promoter

solvent

&4 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 136: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� �������� �� $����� � ����� ���� ������ �������� �� �������� �� � ���� ��� -��;��� ���� ���� �������.! ��� 2��� �������!4 �� ���-". ���� ��� ��� ������ ��������� ���A ���� � �� ���� ���� �� ��������(

BnOO

BnOBnO

OBn

OC(NH)CCl3

BnOO

BnOBnO

OH

SPh+

A

Et2OBF3

CH2Cl2 hexane

BnOO

BnOBnO

O

OBn

BnOO

BnOOBn

SPh

BnOO

BnOBnO OPh

BnOO

BnOBnO

OBn

OC(NH)CCl3

BnOO

BnOBnO

OH

OR

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOO

BnOBnO

O

OBn

BnOO

BnOBnO OCH3

+

R = Ph

R = CH3

Me3SiOTfEt2O

Me3SiOTfCH3CH2CN–80ºC

B

C

AcOO

AcOOAc

OAc

OC(NH)CCl3AcO

O

AcOOAc

OAc4-nitrophenolEt2OBF3

CH2Cl2

D

O

NO2

%�� )35 ������ �����$ � ���+������������$ $���� �� 3=! ��������� ���� ��� � �������� �� ��� �������� �� �� �������� � ���� $����� � ���� �� �� ������������ �� � $ ������� ���� ��������� �� �����$������� �� ��� �������������� -����� �.! �������� � �� �� 9<=+���� ������� ���� ���$ �� �����������+����� %�� $ ������������ ���� ��� �������� �� ��� �����$�� �������� �� � ���� ���! ��� ���� �� ��� ������ � ������ �0���������� ��� �� ��$� ���� �� ����� ����� "� ���� ����������! ��� ���� � �+,+$ ������� �� ������1 �� �����!��� ���� �+,+$ ������� �� ������! ������ � �������� �� ��� �������������� � ��� �+,+�0����� ��� -����� �.1 �� ���������� � �� ����������� �! �� �� �����������! ��� ����� ��������� �� ��� ������� � ������������

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &

Page 137: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

>>�+����� ���?? ��� �� ��������! �����$ �� ��� ��������� �� ��� �+,+$ �������-����� �.�

O

RO

OEt2O

RO NCCH3

+

+R'OH

..

..

..

HOR'....

%�� )35 ������ �����$ � ������������$ $���� �� 3=! ��� �������� ��$ ����������� ��� $����� � ����� �0������ -����� �.� 5 ������ ����� ������������ ���� � ��$��� �� ������� ������ ��� �� �0����� �� ��� ����� $ ����������� ���� ���� )35 ��������

%��� �! ������ ����� �������� �� ��� )35 ������ ���� ������ �� ����� �������� � ����$ ������������ ��������(

� )�� ��������� �� ��������$ ���������� ��������� ���� )35 ������ �����$� ������������$ $���� �� 3= �� ��! �������� � ����$ �� ��� ������ -B%!):9@)� �� 6@)�. ������ �� ��� �������� ������ -����� �������$�� ����������$����� �� �������� ���������� ���� ��� ������� $ �������.�

� )�� ��������� �� ��� $���� �������� ���� � )35 ����� �����$ �������������$ $���� �� 3= �� ��� 5 ����$� ��� ������-�. ��� ���� ���������� ���! �� ��� ;��� �� ���� ���� ����� ���� ������ ��� �������� �� � ���� ������ ���� �� ������� ��� ��������� ���������� �� @= �� �������� ��� ���������

� %�� ���� ���������� �������� � ���� �! ����� �������$����� �� ��� )35����� ���� �� .+$ ����� ����� ������������ ��� �� � ���� ��! 9������ ������� ���� �� >>������� ���������?? * ��� �������� ��� � ���� ��� �������0�� ��� ���� ����� �� ��� )35 �������! '

� )�� ������ �� �� ������ �� ��� ��������� �� $ ���������������&�

%���������&� 9������! E� E� ��� K��2�! �� -&''4.� ��� �������� ���� ������! ��! =&�=� 9������! E� E� -&''A.� )�� �������� �+� �� ����� ��� ��� ����� �������������� ������ F

������� � ������$��� ��� $ ������� ���� ���������! �� &���� &����� � �����������

#�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���! 6������ 5�������! <����� ����! �� =��� D��$��! ��+E�! ���C�����! ��+3�! <����! :�! ,�����! ,�! :� ��! :�+#� ��� 9����J ! D� -&'��.� *

�� ���� #��! ��! A�A=�

4� G����! %� ��! :����! B� 9� ��� B����������! E� -&''�.� ���������� -����! ��! 44=&�� ,��$ ��! 9� D�! ������� �! ,� :� ��� K��������! �� �� -&''.� * �������� �����! ��!

&&�

A� ���$! H�+/�! ,��$ ��! 9� D� ��� K��������! �� �� -&''A.� ���������� -����! ��! A'���� K�����! :� 3� ��� 6�������! K� -&''�.� ���������� -����! ��! '�&'��� 9������! E� E� ��� )������! 5� -&''&.� ���������� -����! ��! �

&A 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 138: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

'� #��! :�! M�! B� ��� 6��! M� -&''�.� ���������� -����! ��! 4&�&�� /� ��! :�! %��������! L� ��� D ��C�� ��! ,� -&''�.� �������� -����! �! �&�

� ������� ���� )*+ ���� ��� *+ ������,)���$ ��������! ����� � �� ��� ���� ��� ���� ��� �0�$�� �� ��� �$ ����! ������� � ����������� �� �������������1 �� ���� � ����� ��������� ��� ������������� ���� �� ��� �� -���� � �� ��� �+,+�����$�������.! ��� ����� ������� �0����=

OOR

OSR R = alkyl, aryl

�� ���� � �� ��� � $ ����� �� ��� ������� ��� �� ����$ �������� �� ��������������� ���� $ ����� �������� ��� $ ����� � �������� "� ����! $ ����� �������� ��� �� $�������� ���� ����$ �������� � ��� ��� ���� ������ � ������ ����������� ��������� �� &!=+�� -�� ��� ���� ����. ��� &!=+����� -K����$�FK����. $ ��������(! 4

O O

O SCH3

OPMB

O O

O

OBn

OHO O

O

OBn

OO

OOPMB

OBu4NBr CuBr2

CH2Cl2 DMF+

AcOO

AcONPhth

OAc

SCH3

HOO

BnOBnO

OBn

OBn

+AcO

O

AcONPhth

OAc

OO

BnOOBn

OBn

OBn

Bu4NBr CuBr2HgBr2 ms

CH3NO2

5������ ���$���! ������� -����� ����.�� ������ ���� ���! ��� � �� �������� ���>>�� ��� ���� ����?? ������� �� � ����$ �������(

BnOO

BnOBnO

OCH3

BnOO

BnOBnO

OBn

SEtBnO

O

BnOBnO

OBn

O

BnOO

BnOBnO

OH

OCH3

+

Me2S(SMe)OTfBu4NBr

CH2Cl2

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &�

Page 139: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� ��� �����$�� �� ����$ �������� �� � �$����������� ��������� �� ����!������� �� ����� ���� �������� ��� �� ����������! ���� ��� ����� � �� ��������$��� ������ �� ���� �� ��� ��������� ���� ��� ���� �� ��� ����� $ ����� ������������ �1 ����! ���� ����� � ������� �� >>��������� ����������?? �� ����������� ������� "�����! ����� ��� ������ ����������� �� %������!A � ��� � ���$��� ��������� ��� ���� ���� ���� ��������� � ��� ��� ���������� �� ����$ ���������� $ ����� ������(

CH3OTf NIS, TfOH

Me2S(SMe)OTf IDCClO4 or IDCOTf

CH3SOTf PhSePhth or PhIO, Mg(ClO4)2 7

PhSeOTf (4-BrC6H4)3N.+SbCl6– 8–10

@� ����� ���������! ����� ���� ��� �� � ������ � �� ����$ �$��� ���! ���������! ��������$�� * ��� ��� ���� � �� ��������

)�� $����� ������� �� $ ����� ����� �� �����$��������� ��� �� ������ ������� �� � ����� ����� ����� ���� $ ����� �� ���� ��� ��� )35������(

O

OX

SR'O

OX

OR+ ROH + ESR'E+

–H+

X = Bn

O

OX

SR'O

OX

S+

R'

E O

OX+

O+

OX

E+ – ESR'

ROH

–ESR',H+

ROH Et2O

–H+

O

BnO OR

X = BzO

O O

Ph+

ROH

–H+

O

OBz

OR

)���$ �������� ���� � ���+������������$ -���2� �����. $���� �� 3= $����� ���� � ��� &!=+�� $ �������! ������� � ������������$ -�����. $���� $���� ��� &!=+����� $ �������� 9� ����� ���� �� ����� ��� ���������� � �$��� ���� �� ������ ���

&� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 140: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��������� �� &!=+�� ��� &!=+����� $ ��������! ���������� �� 5���� $���� ������������ ��� ����� �� ��� �������� ��� �$��� �� � ���� ���

,����$ ��� B���?� ���� �� ����$ ��������! �� ������ �������� ���� >>�����+���������?? ������ ��� � �� ��������� ���� �������� ���� ����� ����� ����� ���>>�����+���������?? ������ �������� �����1 ��� ��� ����� ���� �� �����! �>>�����$��?? ��������! .+�������������������� �� ���� ��� ���������(

BnOO

BnOBnO

OBn

SR BnOO

BnOBnO

OBn

ORIDCClO4

BzOO

BzOOBz

OBz

SEt

no reaction

NIS TfOH

ROH

IDCClO4

ROH

ROHBzO

O

BzOOBz

OBz

OR

,�����$ �� %�����+E���?� ��� ��� �������! ��� B��� �������� �� ��� >>������??�� >>�����?? ����$ �������� ��� �� ��� >>������?? �� ����$ ������������$ �>>��������??� )��� ������� ��� ������ �� �� �� $���� �� �� �� ��� ����������������(&&!&=

BzOO

BzOOBz

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BzOO

BzOOBz

OH

SEt

'armed'

'disarmed'

+

IDCClO4

Et2O DCE

OBzO

BzOOBz

OBz

SEt

BzOO

BzOBzO

OH

OCH3

BzOO

BzOO

OBz

BzOO

BzOBzO OCH3

BzO

NIS TfOH ms

Et2O DCE+

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &'

Page 141: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnOBnO

OBn

SEt

HOO

BzOOBz

OBz

SEt

+BnO

O

BnOBnO

OBn

O

BzOOBz

OBz

SEtO

IDCClO4

Et2O DCE

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOOBn

OBn

SEtO

1. NaOCH3 CH3OH

2. BnBr NaH Bu4NI DMF

IDCClO4Et2O DCE

HOO

BzOOBz

OBz

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOBnO

OBn

O

O

BzOOBz

OBz

SEtO

"� ��� ���� ��$$����� ���� ������ ��� �� � ����� �������� �� >>�����??����$ ��������& ��� ���� =+�+���� �� ����$ �������� ���� ������� �� � ��������� ��� ����������� �� &!=+����� $ ���������&4!&

@���� ������� ��� �� ����$�� ���� � �� �� ��;��� ��� ���������� ����� �������� �� � ����$ �������! ���� � ��� ������ �� �� ����!&A ��� ��2� �� � �� $����� �������� �� ��� �� ���!&� ��� �������� �����$������� �� ��� ����$ ���+����!&� ��� ������ �� �������� $����� �������� �� ��� �� ���&�!&' ��� ��� ���������� ��� �� ���������$ $�����(

BnOO

BnOOBn

SCHcy2

BnOO

BnOBnO

OBn

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

OIDCClO4

Et2O DCE

BnOO

BnOBnO

OH

SCHcy2

+

"� ��� ������ �� ��� �� ���������$ $�����! #�� ��� ���� ��������$ �� ����� ���� ��� �� ��� ��� �� ������� $ ����� ������! ��� ����$ ����$ ��������!��� ��� �������� �� >>�������� ������ ����������� �����$?? ��� $ �����������������=�F=

&4� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 142: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� ��� ������������� ��������

9� ���$ �������� ��� �������� ���� �������� ������������� �� ���� ��� ������� �� ��� ����$ ���������=A 5� �������� ������� �� ������� ���� � #���� ������� ��� �� ��� -� ��� � ������8.=� �� � $ ����� ������� �� ������� ���� �� � �� ����� �� �����1=� �� $����� ! ��� ������ �� �������$ ������� ����� �������� ������������ �� ��� �+,+������(

AcOO

AcOOAc

OAc

OAc

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOOAc

SePh

OAc

PhSeH Et2OBF3

CH2Cl2

'PhSeNa'

EtOH

%�� ��� ������������$ �� ���$ ��������! �� �� $����� � ���� ���������� ��������� �� ��� � �� � ���� �� �����! ����� � $�������� ���� ��� ���� �����(=�

BzOO

BzOBzO

OBz

Br

BzOO

BzOBzO

OBz

TePh'PhTeNa'

EtOH

B��� �� ���+ ��� �� ���+$ �������� ��� $����� � ���� �! ������ ��� �� ��� ������� �� ��������� ���� ��� �� � �� $ ����� ����� �� ��������� ���� ���� �� ����������(

AgOTf, K2CO3 27 IDCClO4

30

NIS 29 NIS, TfOH 30

)��� ���������� �� ������� ������ * �� ���$ �������� ����� �� ���������� ���� ���$ �������� ����! �$���! ��� ���� �������� ���� ����$ ���������& #��! ��������� ���� ��� ������� �� >>���������� �����$??! ��� ���������� ����� ��������� ��� � �� ���������� ���� ��� �� ����$ �� ��� ��(=�F=

BnOO

BnO

OBnOR

SEt

BnOO

BnO

OBnOBn

SePh

OHOOR

SePh

OO

OCH3

OCH3

> >

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &4&

Page 143: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

9��� �0��� �� ���� ��� ������� ��� �� �� ���+ ��� �� ���+$ �������� ��$ ������� ���������(=�!&F

AcO

AcO

O

X

AcO

BnOO

BnOBnO

OH

OCH3

AcO

AcO

O

AcO

OBn

O

OBn

OBn

O

OCH3

+

AgOTfK2CO3 ms

CH2Cl2 X = SePh and SEt (1:1)

AcO

AcO

O

SEt

AcO

+

82%

91%

BnOO

BnOBnO

OH

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

SePh

+

BnOO

BnOOBn

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

O

α/β (2:1)

BzOO

BzOBzO

OBz

TePhO

O

OO

OTolCOOO

TolCOOOCOTol

OCOTol

SePh

+ BzOO

BzOBzO

OBz

O

OO

O

OH

O

O

NIS TfOHEt2O DCE

�������� �����/ ��� )���� ��� ������ ���0 *+ ���� ��� *+ ������,

)���$ ��������! ����$ ��������� �! ��� ������ � ������ � �� �0������� ��������� ������ ��� �� ��0��� -�� ���� $ �������. �� �� ���� -�� ���� $ �������.(

OSR

OSO2R

OS(O)R

MCPBA

CH2Cl2

DMDO

acetone

&4= 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 144: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� ���$��� �� ������ ��� ��� ����������� �� ��� �� ���� �� ������� ���0�����1��� ��� �������� +�� ���������2��� ���� �� ��������� ��� ��� ����������� �� ����� ��0����4! "� ����! ��� �+,+����$ ������� ��� �� �� ������ � �0���2�� ������ ;��� ��� ������������ �� ��� �� ��0��� -�������� � ����$ �� � ������������� ������ ��� �������� �������. * ��� �+,+������ ���� ��� ���� ���������� ���(A

O

HOSEt

Ph O

O

HOO

HOS+

Ph O

O

HO

Et–O

MCPBA

CH2Cl2

BnOO

BnOBnO

OBn

SPh BnOO

BnOBnO

OBn

S+

O–

Ph

���� $ ����� �� ��0���� ����$ �� ���� �� �! �� ��� ��� ���������$ ���� �������� � �� �������$���� �� $ ����� ������� 6������! �� ���� ���� &'�' ���K���� �� ��� �2� ����� �������� �� )�� �����$�� �� ��� ������ �� ���� ���� �������������� ��������� ��� �� $ ����� ���� ����� ���� �� � ����������(�F4&

OPivO

PivOOPiv

OPiv

S(O)Ph

O

HOSPh

Ph O

O

N3

PivO

O

PivO

OPiv

OPiv

O

OSPh

Ph O

O

N3

+Tf2O DTBMP

CH2Cl2

)�� ������ ����� �� �� � $���� � �� ��� �������� �� � ���� �� $���� �� @= ����� ����� ��� ���� $���� ���� �� ��� ��������� �� &!=+����� $ ���������4= 6������!������ ���� � ���2� ����� �� @= ����� ���������� � �� �� ������� � ��������� ��&!=+�� $ ����������

���� ���� �� ��������� �� ��� ��������! ��� ��+�������� �� ��� >>�� ��0���������?? ��� ���� �� ���� ��� ��� ���� >>������� ��?? ����� �� ���� ���� ���� 5�������� ���� �� ���� ����� ����� �� ��$��� ��� ������ �� ���� �������� � ������ ��+�������� 5� �� � ���������! K���� ���������� ��� ��� �� � ���� ���� �������� ���� �� ���� �� ��� ��������1 ����� ������ ��� ��� ���� ����� �� �>>������$��?? �� ��� �������������� ������ �� ����� �� ����� ���� �������4�

@���� ���������������$�� ������������ ���� ���� ��$$������4F4

5 �� ��� $����� ������� �� �� $ ������� ��������� ��� �� ��� ��� �� ���

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &4

Page 145: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

>>�� ��0��� ������?? ��� K���� ��� ���� �� � �� >>����?? ��� ���������� �� ����� ��0��� ����� �� � ������ ������ �� ��� ����������� �� �� ���(4&

OS(O)Ar

Ar = 4-methoxyphenyl phenyl 4-nitrophenyl

reactivity

"� ��������! ��� ����� ��������� �� ��� ������ ��� �������� ���� ���������(4A!4�

OS(O)R

OS+(OE)R

O

TfO– +

O+

TfO–

TfO–

EOTf –EOSR

OOTf

OOSR

EOSR–EOTf

OOR'

R'OH–HOTffast

–78ºC

slow

rt

R'OH+

3���� ��� ��$$����� ���� $ ����� ���� ���� ��� �� �� ������������� �� ���>>�� ��0��� ������?? * �� ��� ����������� ����� � ��� ���� -����3.! ����������� �� �� ���� ��� ��� � � �� �� � ��� ����� �������! ��� �0��� �! � $ ����� ������� ��� �� ���-". ���� ���� K���� ��� ����� ���� $ ����� �� ������� ��� �� �� ������ ��� � �� �� ��� >>�� ��0��� ������?? ��� �� � �� ������$ ��� ������������� ��� �������� ��0���� ���� �� ��� � $��� ��� � �� ��� $ ������� �� ���������

)� ���� ��� ��� ���������� �� �� ��0���� �� $ ����� ������! �� �� �������� ������$ ��� ������ ���������� ->>����������� $ ����� �����??. ���� ����$��� ������� ���� ��$��� ������ � ���� $ ��������! ���� ������ � �����$� ��������������� �� � $ ����� ���� ���(4�!4'

OOH

OOR'

OOTf

Ph2SO Tf2O

2-chloropyridine

Et2NSF3Sn(OTf)2

Bu4NClO4Et3N

R'OH

–HOTf

5������� >>�� �������?? ���� � �� ���� ��$$����� �� $ ����� ��������

&44 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 146: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

%���������&� /���$$! D� �� -&''�.� ��� �������� ���� ������! ��! &�'�=� <�����$! )� -&''A.� / ����� ����� ���������� ��� ���������� �� ����$ ��������! �� ��0����!

��� ����� #+$ ��������( ������� ����� ��� ������ ���������! �� &���� &����� �

����������� #�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���! 6������ 5�������!<����� ����! �� �=�

� #�����$! :� ��� )����! �� -&''�.� #�������! A�4� 9���! 9�! :���! :�! "��! M� ��� @$���! )� -&'�A.� �������� $���! ���! 3A�

� 5��������! %�! %�J $���! D�! /���$$! D� �� ��� <�����! :� -&'�A.� ���������� -����! ��!'&'�

A� %������! E� ��! 6��! E� �� ��� L�����������! <� -&'�.� �������� $���! ��! �

�� %�����! K�! <����! M�! K����! )� ��� K�������! 9� -&''�.� #������! �4��� 9����J ! D� -&''&.� %��� ���� �����! ��! &'�'� H���$! M�+:�! :� ��! ��+:� ��� 9����J ! D� -&''=.� �������� $���! ���! ��

&�� :����! 9� ��� D����! B� :� -&''�.� �������� $���! ���! 4�&&� L�������! /� 6� ��� ��� B���! �� 6� -&''�.� ���������� -����! ��! =��&=� L�������! /� 6�! ��� #������! 9� 6� ��� ��� B���! �� 6� -&''�.� ���������� -����! ��!

&&�

&� K�����! K� D� E�! 5 ���! :� ��� %�� �! E� 5� -&''A.� ���������� -����! ��! &��&4� 9���! 9�! <�������! 9�! <�����! )�! "��! M� ��� @$���! )� -&'��.� ���������� -����! ��!

4�'��

&� K����! 9� ��� <�����! 9� E� -&''4.� * ��� �����! ��! =�&�&A� ,��������! 5�! 9�����! )� ��� B����! /�+�� -&''�.� #������! �&��&�� /�������! E�! 6� ���! ,� 9� ��� B����! /�+�� -&''�.� * ��� �����! ��! �&4�

&�� E��! E�! 5��������! %� @� ��� #��� ���! :� -&''=.� ���������� -����! ��! A��&'� 9 �����$�! #� 5� �� :�! H�$� ���+������� �! K�! ��� ��� :��� /� 5� ��� ��� B���! �� 6�

-&''.� #������! �

=�� /����! D�! #��! 9� L�! D������2��! ��! D������! 6� �� :� ��� �� ����! I� D� I� -&''.� #������!��&�

=&� /����! D�! #��! 9� L�! D������2��! ��! @�����! 6� :� "�! D������! 6� �� :� ��� ��������! 9� #�-&''�.� ���� "�� *�! �! 4&�

==� ,��$ ��! <� #�! #��! 9� L�! #�J ����$! G� ��� ��������! 9� #� -&''�.� * ���� #� + %�� ������ ,! &�

=� /����! #�! 6��2��! B�! "���! 9� ��! #��$��! D�! #��! 9� L� ��� ��������! 9� #� -&''�.� #������!

44��=4� :����! 9� ��� D����! B� :� -&''A.� D���� �� ���$ �������� �� ������� � $ ����� ����$ �$����

�� � �$����������� ��������� ��� ��� ������� ��������� �� ������������� ���������$ �� ��� ���

�� �����! �� &���� &����� � ����������� #�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���!6������ 5�������! <����� ����! �� &���

=� ����2��! H� �� ��� 32�������! 9� -&''�.� ��� �������� ���� ������! ��! &4�=A� %������! E� �� ��� %������0! E� 6� -&'��.� &����� �������� �����! �! =&�

=�� :����! 9� ��� D����! B� :� -&''.� * ��� �����! ��! =A'�=�� 9����! E� L�! )� �����! ,� :� /� ��� �� ����! 9� �� -&''�.� ���� * �����! ��! =�='� 6������! B� :�! L�������! /� 6�! ��� ��� :��� ! /� 5�! ��� B����� ! 3� 5� 5� ��� ���

B���! �� 6� -&''.� ����������! ��! �'���� H�������! 6� :�! ��� ��� :���! D� 6�! ��� ��� K ���! D� 5� :�! ��� ��� :��� ! /� 5� ���

��� B���! �� 6� -&''.� * �������� �����! ��! &�'&�

&� 9����! E� L�! )� �����! ,� :� /� ��� �� ����! 9� �� -&''�.� ���� * �����! ��! =��

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &4

Page 147: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

=� ��������! B� ,� ��� D����! B� :� -&''�.� �������� $���! ���! =�'�� M���$�! 9�! K�����! K�! :�������! 6�! :���! M�! 6���! @� ��� M������! ��+�� -&''�.�

���������� -����! ��! �'��4� 9�� ���! B� ��! 9����! E� L�! )� �����! ,� :� /�! �����! 5� 6� ��� �� ����! 9� �� -=���.�

���� * �����! ��! �'�

� K���� �! E�! ,� ���! E� /�! 6��2����� ��! <� )�! 6��! M� �� ��� 9����! :� �� -&''A.� * ��� �����! ��! �4��

A� 3����! ,�! :�����! ��! 9��! 9�! #��! K�+3�! E����$� �! 5� #� ��� ����! ,� �� -&''�.� ����

������! =�A��� K����! ,�! �� ���! 9�! 3���$! M� ��� L�� I�$��! ,� -&'�'.� * �� ���� #��! ���!

A��&��� M��! #� ��� K����! ,� -&''A.� * �� ���� #��! ���! '='�

'� "������! <� ��� 9��������! 9� #� -&''�.� * �� ���� #��! ���! 'A��4�� M��$! ,�! K��! 9�+6� ��� K����! ,� -&''&.� * �� ���� #��! ���! 4�&�4&� E�$�����! 9� ��� K����! ,� -&''.� * �� ���� #��! ���! &���

4=� )�������! 3�! /�! :� ��� K����! ,� -&'''.� * �� ���� #��! ���! &=��4� 9 �����$�! #� 5� �� :�! ��� ��� :��� ! /� 5� ��� ��� B���! �� 6� -&''4.� ���������� -����!

��! 4�&�

44� 5 ����! "�! K����! <� ��� :���RN �+#����! :� -&''A.� ���������� -����! ��! &4���4� /� ���� ����! ��! 9����! 5�! 9������! K�! E�$�����! 9� ��� K����! ,� -&'''.� * �� ����

#��! ���! A&�A�

4A� 3����! ,� ��� 9��! 9� -&''�.� * �� ���� #��! ���! &&=&��4�� /� ���� ����! ��! D���� ! E� 5�! ��� ��� K����! ,� -&''�.� * �� ���� #��! ���! 'A&�4�� /�����! B� 5� ��� /��! ,� M� -=���.� * �� ���� #��! ���! 4=A'�4'� 6������! :� ��� K���! 9� -&''�.� ���� ���� #� *���! ��! =�'�

�� 3���� ! 9�! D �����! "�! ����� ! 6� D� ��� E� ��! D� -&''�.� ���������� -����! ��! ��'��

������� ��� 1�-������� ������ ��� )*+ ���� ��� *+ ������,/ ��� � ��� 4+������� $ �������� �� �� ��������� ���������� � ���� �������!��� �������� ��������� �������! ����� ��� � ����� ��� ����� � �� �����$ ��$ ����� ������(

O OO

�������

)�� ��������� �� � ������ � $ ��� ���� � #���� ���� �� ��� �������� �� � ��������� ���� $���� ���� �� $ �������� �����$ ������������ �� ��� ���$(&! =

AcOO

AcO

OAc

AcOO

OAc

OEt

EtOH Et2OBF3

PhH

&4A 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 148: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� #���� ���� ����������� �� ��� $��� �����$ $���� �� @ ��� � ���������+����� �2�� ������ ���� ��(

O

AcO

+

OO

+

O

+BF3

)��� ������ �� �������� �� ��� � ���� �� ��� � ��� =!+����������� $ ��������5 ����$� ��� ��������� �� $ ��� � ��� �� � ������ �� ��� ������ ����� �����

%������?� ���������! �� ��������� �����! �� ���� ��� ��$�������� ������ ������� ��� ����� ����������� ��$��� �� $ ����� ������ �� ����� ��� ��$��( �����!��� ���� ��� ��� �� ������� ���0����� �� � ��������� ���$��� ���! ������! ������������� �� 9���� ,���������� �� ��� ��� � �� ��������������

5 $ ��� ���� ��� ���� �� �� ��� ���� $ ����� ������ 5���� ���� ������� �� �� �������� �������� �� ��� �������� ������ -�+ �� �+.! �� �0�$������ ���� �� ���������� �� 3=! �$��� �������� ������ �1 ��� $��������� �� �������������� ���0��� �� ��� ���� �� ����� ���� ���(! 4

BnOO

BnO

OBn

BnOO

BnOOH

OBn

ORBnOO

BnOO

OBn

DMDO

acetone

ROH

ZnCl2

@�� �� ��� ���� �������$�� �� ���� ������ ��� ���� ��� ������ $ ������� ��������������� � ���� �����0� $���� �� 3=! ���� �� � ��� ������� � ���������(

OO

OO

OTIPS

O

OHO

OTIPSOH

O

HO

OTIPS

OO

O

OTIPS

O

OH

OZnCl2

BnOOBn

OOBn

BnO OBn

O FOBn

OHO

OTIPSO

O

O

OTIPS

OO

OSnCl2 AgClO4

9����� ������ ���� �� �� ���� ����� ���� >>$ ��� ���0���?? ������� �$�(

� @� � ,:,@ ��� �� ���� �� $������� ��� ���0��� ���� ��� $ ��� * ��������$����! ���� �� :3DB5! ����� �����C���� ������������� �� ��� ���0����

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &4�

Page 149: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� )�� ���0��� �� ���� � ������ ���� ��$� �������� ��������! ����$ ����� �� �� �>>�����?? ����� �� ��� ����������� �� 3�

� <���� �! �� >>�+,+?? ���0��� �� ��� � � �+,+$ ������� ���� ��������� ������ � ���� ��� � #���� ����� 9��������! �+,+$ �������� ���� � ���� ��� ����� ��� �������� � ���� ��

O

O

O

O+

E

O

OE+

+

O

OE1. ROH

2. H3O+

O

OH

OR

O

HO OR

E+

� ���� �� �������� ���0��� �� �������������� �� � $ ����� �����!����������� ��������������� ��� ��� � � ���� ������ � ������

O

O

O

OH

SPh

O

OH

F

Bu4NSPh

Bu4NF

�� �� ������ �� ���� ������� �$� ���� �� ��� ���� ���� �� �������� ���������� �� >>$ ��� ������ �?? ��� ��� ��������� �� � ������ ������ ����$���

1�-������� ������ �����

"� ��� ��� &'���! %�����+E��� ����� �� ����������$ �������������� �� � >>��$���??��$�� ���������� ���� ��������� ���� .+����������������(

BnOO

BnOOBn

OCH3

NBS NaHCO3

CH3CN BnOO

BnOOBn

OCH3

Br+

..

..

O

CHO

OBn

OBn

OBnBr

&4� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 150: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)��� ������ ����������� �� �� ��� ���� ���� 4+������� $ �������� ��� �������� ���� �� � �� <B9! ���� ��������$ � ��� ���� �� ���������$ $���� ��� ����������� ������(

HOO

HO

HOOH

O

D-mannose

HO

CSA

OBzO

BzOBzO

OBz

Br

OBzO

BzOBzO

OBz

O

HO

AgOTf ms

CH2Cl2

O

BnO

Ph O

O

BnO

OO

BnO

Ph O

O

BnO

OHNBS

CH3CN H2O

"� ��������! ��� 4+������� $ �������� ���� ����� �� �� ��������� $ ����� ������(

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOO

BnOBnO

OH

OCH3

+ IDCClO4

Et2O CH2Cl2

BnOO

BnOBnO OCH3

BnOO

BnOBnO

OBn

O

9� ��� ���� ��� >><D/?? -�+������� $ �������. ������ �� $ ����� �����! ������� ���� ��� $����� �� ���� ����� ������� �� ��� ���� �� ����� ����� �� ��� 4+������� $ �������! ��� ����� ��� �� ��� $���� �� ���� ���$���� -���� ���� �� �����$ �������. ��� ��� ���� ��������� �� �0���2��$ �$���� ���� �� <B9 ���",33 @4�

)�� <D/ ������ ��� �� �� � ����� � ���� ��� %�����+E��� �����$ ��� ��0������� * ��� �� �� ��� �� ���� ��� ������� �� >>��������������?? $ ����� ������ ��� ��� ��������� ��� ������������$ ���������(

BnOO

BnOBnO

OBn

OBzO

O

BzOBzO

OBz

O

armed – IDCClO4 promotion 3SiOTf promotiondisarmed – NIS, TfOH or NIS, Et

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &4'

Page 151: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

5 ��� � ��� ����� �� $ ������� ��������� ��� �0�����(

AcOO

AcOOAc

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOO

BnOBnO

OBn

O

AcOO

AcOOAc

OH

OO

IDCClO4 ms

CH2Cl2

O

O O O

OO

OO

OH

O

O

BnOO

BnOBnO

BnOO

BnOBnO

OBn

O

O

1. NaOCH3 CH3OH2. BnBr NaH Bu4NI DMF

3. IDCClO4 ms Et2O CH2Cl2

BnOO

ClCH2COOOAc

OBn

O

BnOO

HOAcNH

OBn

OBn

+

+BnO

O

ClCH2COOOAc

OBn

BnOO

AcNH

OBn

OBnO

NIS Et3SiOTf

CH2Cl2

5 ���� ��� �� ��� <D/ ������ �� ���� �� ����� ����� ��� �� >>����+�������??-���������. �� ���������� ���� � ������ ���������1 ���� ���������! ������������ -� >> �����?? $ ����� �����. ��� �� ������� ���� 2��� ���� ����$������� ��� ����� �����('

O

OBn

O

O

OBn

O

BnOBr

O BrBr

Br2

Br2 Et4NBrCH2Cl2

Zn Bu4NIEtOH

&� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 152: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnO

AcOOBn

O

BnOO

HO

BnOOCOCH2Cl

O BrBr

OBn

O

OBnAcO

BnO

OBnOOCOCH2Cl

O BrBr

+

NIS Et3SiOTf

CH2Cl2 O

BnO

)�� ��������� �� ��� <D/ ������ ��� ���� �������$���� �� ���� �������� �� ���� � �� ����������(

O

OX

OO

OX

O

E+

O

OX

O+

E

O

EO

OX+

O+

OX

O

OX

OR

E+

+

ROH

–H+

)�� ������������� ������� �������! �� ���� ! �� ��� ������ �� >>7?? * ������$����� � $��� &!=+�� $ �������� ��� ������ ��� &!=+����� $ ��������

%���������&� %������! E� �� ��� D�����! <� -&'A'.� * ���� #� �! ���

=� %������! E� �� -&'A'.� ��� �������� ���� ������! ��! &''�� ,����������! 9� �� ��� B� �����! :� )� -&''A.� ����� ���� !�� "� "����! ��! &���4� 9�����$��! D� 6�! B� �����! :� )� ��� ,����������! 9� �� -&''�.� ��������� ����! ��!

��� %�����+E���! B�! G�����$! G� I�! ��! H�! @�������! 6�! :������! �� E�! E��! 3� 9�! E������!

3� ��� :�����! E� -&''=.� #������! '=��A� %�����+E���! B�! :������! �� E�! 6��� ��! 5� #� ��� 5������! 3� �� -&''.� %��� ����

�����! ��! ��'��� %�����+E���! B� ��� :�����! E� -&''�.� @ �$����������� ��������� �� �+������� $ ��������!

�� %��������� ����������� ��������! 6��������! 9� ���! :���� ,�����! <�� M���!

�� '��� :�����! E� ��� %�����+E���! B� -&''A.� �+D������ $ �������� �� � �$����������� ���������! ��

&���� &����� � ����������� #�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���! 6������

5�������! <����� ����! �� &�'� E������$�! E�! ,�������! �� 9�! %�����+E���! B� ��� 9�����! �� D� -&'''.� * ��� �����!

��! &���

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &&

Page 153: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����.����������� ������ )*+ ����,,+:������ �� � ������ ����������� �� ���� ������ � ��������$ � �$��������+����! ���� �� ����� ��� �������� �� �������� ��� � �� ����� � �� � ��� �$��� �� � �� ��� ���� ��$������ 5 ����$� ��� ������ ����$� �� ���� � �$��������+���� �� �+,+����! ����� �� � ���C���� ����$� ���������� �� ��� �+,+������������%�� �0��� �! ��� ��������������� ���� �� .+ ����� $ ����������� �� ������������ �������� ���� ����� �� ����$��(

CH

D-Man

D-Man D-GlcNAc D-GlcNAc NHCOCH2

D-Man

6

3

β1 4

β β

1 4

1

1

α

α

NH

CO

5 ����$� �� ���� ��������� ���� ������� ��� ��� ��������� ���+,+���������������� -&!=+����� ��� ��� �������������� � �������������$�����.! �� � � ���� ��� �� ����� ��� ������� � �� ���� �+,+����������������� 6���! �� ��� �������� ����� ������� � ������� ���!� ��! ��������� ��� �����

)�� ���$�� �� ��� ���� �� �� ��� �������� �� �+,+���������������� �� ����0�� ����������� �� ��� $���� �� 3=� 5� �� ���� ����! �� ���� $���� �� �� �����!���� ��� �+,+��������������� $����� � ���� �� ���� ������������� �� ��� ������� ��� �������� ������1 �� ��� $���� �� �� �����! ���� � �������� � �������������� �$��� ���� �� �� ��� ��������� �� ��� �+,+������(

OO

O+

OXO

Br

OAcO

BnO BnO

OR

O

OR

OOR+

X = Ac

X = Bn

ROH

–H+

@������ �! �� ���������� ����� ���� ���! ���� �������� �������$ �����C�����8

�������� &�� ���

D����� � ��� �� ��� ���� ������ ������� ��� ��� ��������� �� �+,+

&= 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 154: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���������������� ���� ��� ��� ��������� �� � =+�+���2� +�+,+������������� �� ��� ���� �� ���� �� � �������� ���� �� �� ���-". �� ����� �� �� ���-". 2�� ���(

OBnO

BnO BnO

X

OOR

OO

X

Ag+

H

R

Ag+

)�� �����$�� �� ���� K����$�FK���� �������� ��� �� ��� ���� ����� ��� �� ����������� ������� ��� >>����+�� ?? ���� �� ��������� ������� �� ��� ������� ����� �������� ��������� � ���� �� ��� �+���� �� ��� �����! ������$ ��� ��������� ���� �� �������� �� ��� ��C����� ������(F

BnOO

BnO

BnOOAc

Br

OHO

OAc

OBn

OBnO

O

BnO

BnOOAc

O

OAc

OBn

O

O

Ag(I) silicate Al2O3

CH2Cl2

AcOO

BnO

BnOOAc

Br

O

OH

OBn

N3

O

+

+

AcOO

BnO

BnOOAc

O

OBn

N3

O

O

Ag(I) zeolite ms

PhCH3

�������� �����/ ���

)�� ������ ����� �� 3���� ��$$����� ���� $ ����� ���� ���� ���� ��������������� ��� >>�� ��0��� ������?? �� $ ������������A "�����! �� ��� ��� �� �+,+������������� �� ��0���� �����$ ���+������������$ $����� �� 3= ��� 3 ���� 4!A+�+���2� ����� ���������$ $���� -�������� � �� ��������$� $ ����� ������

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &

Page 155: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���������.! ����� ��� �0���� � ������� ������ ��� ��� ��������� �� �+,+���������������� ���� ������ � ��� ���� �� �������� � ���� (�F'

O

ROS(O)Et

Ph O

O

RO

R = allyl or benzyl

O

ROOTf

Ph O

O

RO

O

ROOR'

Ph O

O

RO

Tf2O DTBMP

CH2Cl2

R'OH

–HOTf

)�� �������� �������� �� ��� ������ �� �0�� ��� ���! �� ���� ��� ������ �$����� �����������! ���� &+����+�+,+���������������� ���� ��������� ������� �� ���� ���� ��� �� ������� �+,+����������������(&�

O

BnOSPh

Ph O

O

BnO

HO

O

O

OCH3

O

+ O

BnO

Ph O

O

BnO

O

O

OCH3

O

OPhSCl AgOTf

CH2Cl2 DTBMP

���������������� �� �� ����.����������� ��

"� ������� �! �� ���� � �� ������ � �� $������� � �+,+$ ������������� ������������� ����� ���! �� @= �� ����������� � ���������! ������ ������������������ �� �� �0�������F��������� ��C�����(

BnOO

BnOOBz

OBn

OR'

BnOO

BnO

HOOBn

OR'

BnOO

BnOOH

OBn

OR'NaOCH3

CH3OH

1. DMSO Ac2O

2. H2 PtO2 EtOH

)��� ������ �� ��������� �� �+,+���������������� ��� ����� ��������� �� &'�=��� ��� ���� ���� �� ���� ��������� ��� �� ������� � ������� ���� � ��;���������� * ��� ����������� �� ��� =+�+��� $ ����� ������&& 5 �� ������������! ����� ������� ��� �����$������� �� 3= �� ��� �+,+$ ������������� ��

&4 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 156: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� ��� ����� �� ���� �������! �$��� ������� ���� ��� ��� � ������ ������ �� ������������ �� ��� $ ����� �����(&=

BnOO

BnOAcO

OBn

OC(NH)CCl3

BnOO

BnO

AcOOBn

OR

BnOO

BnOAcO

OBn

ORROH Et2OBF3

CH2Cl2 hexane

1. KOCH3 CH3OH2. Tf2O CH2Cl2 py

3. BuNOAc PhCH3

5� ������� ��� �� ������� �� ���� �������! ����� �������� ������� � ��� ��C����� ��� �������� �� � 4!A+�+���2� ����� $����! ��� ���� ���� ���� ��K��2(&

O

HOOR

Ph O

O

HO

O

PhNHCOOOR

Ph O

O

TfO

O

O

Ph O

O OR

O

NPh

py H3O+

O

O

Ph O

O OR

O

O

NaOCH3

CH3OH

DMF

#��������� �� ��� ���� ���� � ��������� ���� ��� �2�� $ ����� �� ���� �������� ���� � �������� ������ ��������� ��� ��� ��������� �� �+,+�����������+�����(&4

O

RO

OR

RO

OCOR

ROO

RO

HOOR

OR'

NBS

CH3OH

R'OH Ag2CO3ms

CH2Cl2

NaBH4

dioxane H2O

RO

O OR

ORO

Br

RO

O OR

ORO

R'O

3����� �� ���� ��������� ��� ��� ���� ����������� �� ��� =+� ��� �+,+$ ����� �������! ��� �+�������� $ ����������� -�������� � ��������� ����$

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &

Page 157: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ����������� �� $ ����� ������ ��������� �� ��� ��;����� ������� $����.��� ��� �������� ������ ����������

�������������� "������ ��� ������

)��� ��� ������ �� �� ��������� �� ������� � ��� ���� � �$���1 ������� ��� �0������ � ����� ��� ����������� ��� �� ��� ���� ! ���� ��� � �������� ������$ ����������� �� � ���� ������ %���� ��������� �� 6����$�� &A ��� ������������ �� 9����&� ��� @$��� ��� "��!&� ��� ������ ��C����� ��� $��������� ��� ,+������������� ����� ���� ��� �������� ������� �������� �� ���� ���� ������� �� @=1 ��� �������� �� ��� ����������� �������� ���� $���� ��� �+,+���������������(

OO

X

YOR

YOR

O+

OOO

OR

Y+

OHO

OR

E+

–EX

H2O

,���� � �� ���� ������������ ��� ��������� �� ��(&'

BnOO

BnO

OOBn

SEt

HOO

BnOBnO

OBn

OCH3

BnOO

BnO

OOBn

SEt

O

BnOBnO

OBn

OCH3

O

BnOO

BnO

HOOBn

OO

BnOBnO

OBn

OCH3

PTSA

CH2Cl2

BnOO

BnO

HOOBn

S(O)Ph

BnOO

BnO

OOBn

S(O)Ph

O

BnOBnO

OBn

OCH3

SiO

NIS DTBMPCH2Cl2

Me2SiCl2ImH DMAP

THF

Tf2O DTBPCH2Cl2 Et2O

&A 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 158: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

O

HO

O

O

SCH3

HO O

O

O

O

SCH3

O

OCH3

OCH3

CH2OCH3

DDQ msCH2Cl2

1. Bui2AlH

PhCH3

2. BPSCl ImH DMF

O

BPSO

O

O

SCH3

O

OCH3

O

BnONPhth

OBn

OArO

BPSO

O

O

SCH3

O

OCH3

O

HOO

BnONPhth

OBn

OAr

DDQ msCH2Cl2

O

BnONPhth

OBn

OArO

BPSO

O

O

HO

O

1. CH3OTf DTBMP ms DCE

2. H2O

'Ar' is4-CH3OC6H4

$���� .������

5 ����$� ����� ������� ���� ���� ���� ���� ��� ��� ��������� �� �+,+����������������! ���� ���� �� ������� ���������� � ���� ����� ���������������& @� ���! ������� ���� ���$ ��� � �� ����� �� ��+&!=+������ ��� ����� �������� ���� ,+������� ��� #+��������!=� ��� �� ������ ��������� �� �������������������!=& ��� ��� �� � >>�� �� ����?? -�� ����� 2�������. �� � ,+������� � ������!== ��� ���� ������ �� >>��������$�� $ ��������??= ��� ��� ���� ���������� �� � �+,+$� �������������� ������ ���=4 ���� ������� ��� ��� ����������� �+,+�����+ ��� �+#+������������������ @�� �� ��� ���� ��������� �� ��� ����� ��� :�������� �������� ��� ��� ��������� �� $ �������� ��� ��������� ��/���$$� )�� ������ �� ���� ��� ��� ����������� �� ��� �+,+����������������!���� � ����$ �� ��� �������� ������ �� ��� �������$ ��������� ! ��� $����� >>��������� �� �����$�������?? ���������� ���� ��� ������� ��� ��� ������������������ �� ��� $ ����� ��������(=! =A

O

O

O

O

OH

O O

O

O

O OPh

O+ HOPh

DEAD Ph3P

PhCH3

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &�

Page 159: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

)�� ������ �� $����� ��� � ��� � ���$� �� ������������ �� ��� �����������$�=�

%���������&� B������! %� ��� 6����$�� ! @� -&''A.� 9�������� �� �+,+������� ���������$ � �$������������!

�� &���� &����� � ����������� #�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���! 6������5�������! <����� ����! �� =&�

=� /��� ��! �� �� ��� @�����! 6� :� "� -=���.� * ���� #� + %�� � ����� ,! &4�&�

� D�� ���! 6� ��� #�������! @� -&'�&.� ���� ����! ���! &�=�4� ��� B����� ! 3� 5� 5�! B���2! )� ��� ��� 5� ��! 9� %� -&'�4.� ����������! ��! 4�'��� /���$$! D� �� ��� @�������! D� -&'�.� ���� ���� #�����! ���! =4'�

A� 3����! ,� ��� 9��! 9� -&''�.� * �� ���� #��! ���! &&=&���� 3����! ,� ��� 9��! 9� -&''�.� ����������! ��! �=&��� 3����! ,� ��� B����! /� E� -&''�.� ���������� -����! ��! ''�

'� 3����! ,� ��� ,��! H� -&'''.� ����������! ��! &A'�&�� 3����! ,�! 3��! �� ��� ,��! H� -=���.� * ��� �����! ��! &='&�&&� I����$! /�! #������$! B� ��� #�J ��$���! �� -&'�=.� ���� ���� #�����! ��! =���&=� %�J ������! 5� ��� K����2��! "� -&''�.� ���������� -����! ��! �=&�

&� /�J �����! �� ��� K��2! 6� -&''=.� �������� $���! ���! =&��&4� #��������� ��! %� ��! K �J ���! G�! 92�����! H� ��� ������! B� -&''�.� �������� $���! ���!

='�

&� /���$$! D� �� -&''=.� �������������� ���� ! �! �'�&A� B������! %� ��� 6����$�� ! @� -&''4.� ��� * �����! ��! &44��&�� 9����! /� ��� #� 3 ���! �� #� -&''A.� * �� ���� #��! ���! =4��

&�� "��! M�! @������! M�! @$���! )� ��� <�������! M� -&''�.� #������! &&�=�&'� I����! 9� 3�! %��������! 5� ��! )������+I� ��! E� �� ��� M�����! 6� 9� -&'''.� #������! &���=�� 6�����! /� ��� K���N �S ! D� -&''�.� �������� $���! ���! A�

=&� @�����! 6�! "�����! )� ��� "��$���! 9� -&''�.� #������! &4=��==� )������! K�! K�����! K�+�� ��� :��������! 9� -&''�.� #������! A4�=� H��$ ��! )� ��� #�������! /� -&''�.� ����� ���� !�� "��! ��! &='�=4� 9���! K�+�� ��� M��������! 5� -&''.� ���� -����! '�

=� 5T ����� ��! K�! /���$$! D� �� ��� "������! )� -&'�'.� ���� ���� #�����! ���! 4A��=A� E����! �� E� ��� #��! 7�+%� -&''&.� * ��� �����! ��! �4��=�� H���� ! ,� ��� �������! 9� /�! ����� ����� ���� ���

. ����������� .������+ ��� �������� ���

. ����������� .������

)�� $ �������� ����$� ��� �0����� � ������� ����� ���� �������� ��� ���������* �� ��� ����� ��� ��� �� ;��� ��� ������ �� ��������� ��� �� ��� ������� � ������ >>���� ����������?? ��� ������������ �� ��� ������������� 9�! �� �������� ����� �����+���+������ ���������� ��������� �� ���! ����� �0���� �� ����� �� ������������ ���� ��� ������ �� ����� ������� ��! �� ���! ���� ��� $����� $����� �����������

&� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 160: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�������� ������2 3������ �! $ ����� �������� ��� ���� � �������� ���! ����������� ���� � #���� ���� ��� � ����� ! $��� ���� �� ��� $ ���������& :����������� ���� ���� �� �0���� ��� ������ ��� � ����� ��������� �� &!=+�� $ ��������(=

BnOO

BnOBnO

OBn

OAc

Me3SiOO

BnOBnO

OBn

OCH3

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOBnO

OBn

OCH3

O

+AgClO4 GaCl3

Et2O

"���-""". �� ����� ��� ������ � ���� ���� �� � ��������� �� &!=+�� $ ������������� � ���������� ���� �� �/� )�� ������� ��$$��� ���� ���� � ������������� ���� �� �������2����� �� ��� ���$��� � ������ &!=+����� $ �������(

OAcO

AcOOAc

OAc

OAc

OAcO

AcOAcO

OH

OCH3

OAcO

AcOAcO

OAc

OAcO

AcOAcO OCH3

O+FeCl3

CH2Cl2

/ ����� 0�������� -�+� �� #+$ ����� ����������������. ���� ���� �������� ��� $ ����� ����� �� ������ ��� ��� ��������� �� �+,+��� ������(4!

OHO

HOOH

OBz

OR OHO

OH

OBz

OR

+ AgOTfCH3SBr ms

CH3CN CH2Cl2

OAc

AcO

AcO

AcNH

OAc

O

CO2CH3

SCSOEtOAc

AcO

AcO

AcNH

OAc

O

CO2CH3

O

9����J ��� ��$�������� � �0������ ��� �������A!�

L������ ������ ������� ���� ���� �� ��� ���������� �0������ ���� �������� ���� �� ����� $ ����� ������� 9� ���! �+$ ����� �����������F&� ���

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &'

Page 161: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���������� ���� ������ ��� ���� ���� ��! ���� ��� ����� ����$ ��������� ����$�� ��� ������ ����������� ��� ����� ����������(&&F&4

OBz

OOBzBzO

OH

BzO

OBz

OOBzBzO

OP(OEt)2

BzO

BnOO

BnOBnO

OBn

BnOO

BnOBnO

OH

OBn(EtO)2PCl EtPri2N

CH3CN Me3SiOTf Et2O

OBz

OOBzBzO

O

BzO

+ HOP(OEt)2 HPO(OEt)2

"������ ������ ���2 �� ���� � ����� ����������� � ���� $ �������� �� ������������� �� ��� >> ������������?? ������� �� ��� ��� �� $ ����� ������� "� ����!����� �� � ���$� �� ���� ������ ���� ���� ���� ���� ��������� � �� ��� ����������� $ ��������(A!�!&F&�

BnOO

BnOBnO

OBn

O

O

BnOO

BnOOAc

OBn

O

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOO

BnOBnO

OBn

O

BnOO

BnOOAc

OBn

O

isomerization

'Tebbe' methylenation

(Ph3P)3RhClDABCO

'latent' donor

BnOO

BnOBnO

OBn

O

'active' donor

)�� ����������$ ���������� �� ��� ���� ����� ��� � $ ����� ���������� ��������� ��� �� ���������� ����� �� ��� ��������(A!�!&

BnOO

BnOBnO

OBn

OHBnO

O

BnOBnO

OBn

O O

O

Cl O

O

py CH2Cl2

'active' donor

&A� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 162: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

OO

BnOBnO

OBn

OCH3

O

OO

BnOBnO

OBn

OCH3

BnOO

BnON3

OBn

BnOO

BnON3

OBn

OH

OO

BnOBnO

OBn

OCH3

'Tebbe' methylenation

Me3SiOTf CH3CN

5 �� ��� ����� ��������� ������� �� ���� ��� ���� ������� �(

O

O

O+O

E

O

+

O+ O

OR

E+ –ECH2CHO

ROH

–H+

OO O

O

O

OR

E+ ROH

–ECH2CHO

–CO2,H+

O

OH

O

OE

OO

OR+ H+E+

OO+

O

OR

O

EO

OO

OR

O+

E

O

EOO

OR

+

O

O

OR

O–Me2CO –E+

!!%����� ��� ��� ��!#2 >>E����� ����������??! �� ��� ��� �� �������������! ����������� � ���� ��� �������� � �� 6���������&' "� �������! ���� ������� ��������$ ��� $ �������� ���� ���� �� ������ ���������� �� ��� ���� �������� ����� �������� ������(

O

X

'X' is OH, halogen, SR

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &A&

Page 163: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

@���� �������! �������! �� � �� ��� ���������� �� � $���� ���� �� ������ ������� �������� ������ ��� �������� �� �� �� ����� �����(

O

X CH3O

O

CCl3O

NH

ORS

S

CH3O

CH2

SR

O

O 'X' is

5 ����$� ���� �����������! ���� ����� ��� $����� �� �0��� ��! ��� ������������ ������ ��� � ����! ��� ������� �� >>������ ����������?? ���� ���� ������ ��$��������� ���� ��� �������� �� ���� �� � $ ����� ����� ���� ����� ��������� ������

)�� ����� $��������� �� ���� �� ��� �� ��C�����$ >>������ ����������?? ���� =+������ ���� $ ��������(=�

HOO

HOOH

OH

NS HOO

HOOH

OH

OPriPriOH Hg(NO3)2

CH3CN

5 ����$� ��0����� �� ������� ���� $����� � ��������! ��� �������� ��� ���������! �������� � ��������� �� ���� ���� �� ���� �0����� ������� ��� ���� ������ ��� ��������� �$ ����(

HOO

HOOH

OH

NS

Hg2+

#����! ��� ������ ��� �0������ �� ��� ��� ���� ������ �� +�����0�+=+������ �0� -:@D. $ �������� ����! � ����$� ��������� �� ;��� � >>���� ����??

&A= 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 164: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������ �� ����� ���� ��� -��� ���������� ��� �������� ���� �� ����.! ��� ��C�������� ��� �� � ��$� �0���� �� ��� $ ����� ��������(

O

OO

OH

O

O

HOO

HOHO

OH

O

OO O

O O

NO

CH3O

CH3(H)

+CH3OTf

DMF

HOO

HOOH

OH

NO

CH3O

+

/����� �! ��� 9<= ������ �� ��� ������� $��������� ��� ������������� �� ���&!=+�� $ �������� %������ ������� �� 6�������� ������ ���� �������� :@D������! �� ���� ���� ����� ����� �� $ ����� ������! ��� � �� ���� ��������� � ������ $ ����� ����� �� �0����� ������� �� �������� � ���� � * ��� ���� �������� ��� ������-"". ���� ���� )�� ������������� ������� �� ��� �������$ ������������ ��������! ��������� �! �� ��� ������ �� ��� ���������$ $���� ��@= ��� �� ��� �� �����

5 ������� ���� ������ �� ��� >>������ ����������?? ������� ��� ��� ��� ���+$ ����� #+-=+������ . �������������� -)@D35). �� $ ����� ������(&'

BnOO

BnOOBn

OBn

OH

N S)2COBnO

O

BnOOBn

OBn

O NS

O

+Et3N

CH2Cl2

OPh O

O

AcO OCH3

O

HO

Ph OO

AcO OCH3

AgOTf CH2Cl2BnO

O

BnOBnO

OBn

O

)�� ���C�� ��������! �� ���-". ���� ���! �$��� ������ � ��������$ �����$� ������������ �� ���� ���� �� ��������� �������! � ��� ��� ��� ������� ���������������� �� )@D35) ���� :@D P������-"". ���� ���Q $������

:��� ������ �! 6�������� ��� ��� ��� ��� >>:@D $ �������?? �������� ����� ��������� �� $ ����� ���������� ��� ����� ��� ������ �����������=& ���K�������� ��� �0������ ���� ��� ��� �� >>$ ����� =+�������������0� ����?? ���

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &A

Page 165: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ����������� �� ������� �������������(==

HOO

HOOH

OH

NO

CH3O

HOO

HOHO

OH

OPO3H2

H3PO4

DMF

BnOO

BnO

BnOOBn

ON

O

HOO

BnOBnO

OBn

OCH3

BnOO

BnO

BnOOBn

O

BnOBnO

OBn

OCH3

O

Sn(OTf)2

CH2Cl2

+

�������� ��������

�� ���� ����� � ��� �� ���� ���������$ $ �������� ���! ���� ���! .+ ���#+$ ��������(

O

OR

O

NHR

O

SR

)���� ����� � ����� �� ��������� ��� ����� � ����� �! ����� � ��� ��������� �!� �� ����� � ���� � �� ��� ������ �� ����� ��� $����� � ������ � �� ����! ���� ���������� �� ���$����! ���������� �� 5������ � ��� �� �������� ���� �� ������$ ����� ���� ��� ������ ���� ��� ��� ������� �� ��� �0���� �� �0�$�� �� ������� �� ������(

O

C

)���� ��������� ��� ����� �� �+$ ��������1 �� ����! ���� ��� ����������� ����������������� ���! �� ����! ��� ���� � ��� �� ������� 3����C���� �! ���� �������� ���������! �������� � ���� � �� ��� ������ �� ���� ����� ��� ������

���! ����! ��� �+$ �������� �� ��������O %����! ���� ������ ��������������� � �+$ �������� ����$�( �C��������� �� � �+��� $ ������� �������� ��#���������� ���������� ��� ��������� ���������� ��������!= ������������� � �+��� ������ ���������$ ������������ ��� ���������� ����������= ���

&A4 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 166: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ���0�� ��� �������0�� ��� ��� ������ ������ ���� ���� ��� ����$ ������ ��� ���� ��0�� ������� � ������

HOO

HOOH O

O

OH

HO OHO

OH OH

OCH2OH

NH

O

O

aquayamycin

showdomycin

O

HO

OH

OH

H

OH

OH

part of the structure of palytoxin

9�����! �������� ���� ��$ �� � ��� ������ ���� �+$ �������� ��� � �� ���� �>>������?? �� $ �������� ��� �� �� �������� ���������� ��� ��� ����$� ���� ��� �� ���� �0������ ��� �$��� ��������! ��� ���������$ ���� �� ��� ��� ����� � $ ��������=�! 4 �������� ��� ������! ����� ��� ���� �� �������� ��������� ��� ���� ��� ������� ��� ��� ��������� �� �+$ ���������

������� ��� ��������� �� $ �������� -3F@ ���� ������������.! �� ��� ��$�! �� ���������� �� ������� ���� ���� �� � ������ �������� ����$� �� ����������� ������ ����! ���� �� ��� ��� ���� ���� ��� ��������� �� �+$ ��������* ��� ������������ �� � 3F3 ���� � ��� � ��� ���� � �0��� ��� �� ���������� )�� ����� ���� ������ �� ���� ���� �� ���� ����� ��� ���� ������ ���������(

O O O

+ : – .

C C+ C: – .

5$���! �������� �������� �� ���� ��������� �� ��� �������� ������ -� �� �. �� ������� �����������

�� ��� � �� �� ������ ��� �� ������ � ��������� ���2 )���� �� � � �������� ��������� ������� ��� ��� �������� �� � ��������� �� �� �������� � �������� ���� �� � � ��� �� �� ��������� ����� )�� �������� �� �� ��$������� ��

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &A

Page 167: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���$��� �� � $ ����� �� ��� �� ��� �� ��� � ��� ������� ��� ��� ��! ������� ����� ����� ���������$ $����� �� ��� ��$��! ��� ����� ��(

BnOO

BnOBnO

OBn

Cl

BnOO

BnOBnO

OBn

+ Me3SiMe3SiOTf

CH3CN

@� $����� ���$� �� ��� ������ ���� ���� �� K���� * ��� �������� �� ����$������� �� ���$��� �� �� � ���� ������(!A

BnOO

BnOBnO

OBn

OH

BrMg

THF

BnOO

BnOBnO

OBn

Et3SiH CF3COOH

CH3CN

BnOO

BnOBnO

OBn

O

I��0���� ��� ����� � �� ����$ �$���� �� ��$������� �� �������(!�

BnOO

BnO

OBn

O

BnOO

BnOHO

OBn

BrMg

ZnCl2 THF

%��� ��$���! ���� ����� �0������� ���� ������������! ������������ ����$������� �� �������! ��� � � ����� ����� ��� �2� ������ ����������� � �� ����������� ���� ����� �� � �������� ��(

O

HOOH

Ph O

O

AcNH

OH

HO

Ph O

O

AcNH

COOEt

Ph3PCHCOOEt

CH3CN

O

HOCH2COOEt

Ph O

O

AcNH

BnOO

BnOOBn

OBn

OH

BnOO

BnOBnO

OBn

CH2X

Ph3P+CH3Br– BuLi

PhCH3

X+

THF

'X' is I, HgCl

OBn

OHBnO

BnO

OBn

&AA 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 168: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ��� � �� �� ��������� ��� �� ������ � ������ ���2 5$���! ����������� �0��� ��� ��� �������� �� �� � �������� � �� �� �������� ��������� ������� ������ � ��� �2� ��� �������� �� �� � ������+����������$ $���� �� ����������� ������ �� ��� �� ��� $��������� ��� ����� �2����� �� ��� ��$����� ����$�(�

BnOO

BnOOBn

OBn

NO2

BnOO

BnOBnO

OBn

NO2

CH2OAc

BnOO

BnOBnO

OBn

CH2OAc

1. (CH2O)n K2CO3

CH3OH

2. Ac2O py

Bu3SnH AIBN

PhH

/ ����� �� ����� ��� ������� �� � ����� ������ ��� ��� ��������� �� �+$ ��������!�������$ ������� ��� ��� ����� ���� ����� $�����('F4&

OBnO

BnOAcNH

OBn

NSO2

OBnO

BnOAcNH

OBn

CHOHcy

SmI2 cyCHO

THF

BnOO

BnO

BnOOBn

SO2CH2PhBnO

O

BnO

BnOOBn

Ph

BnOO

BnO

BnOOBn

CH2Ph

CF2Br2 KOH Al2O3

CH2Cl2 ButOH

H2 Pd–C

L��� �����! ���� ��� ����� �� ��� ����� �2�� �� �� � ������+����������$ $���� ����� �������� ������! ��� �������� �� �� �0�$�� ���� �� 3= �� ����� � �+� ���������1 ���� ��� ������ �� ������� �� ��� �� $��� ���(4=F44

BnOO

BnOHO

OBn

Cl

BnOO

BnOLiO

OBn

Li

BnOO

BnOAcO

OBn

COOH

1. BuLi THF

2. C10H8Li

1. CO22. H2O

3. Ac2O py

BMSOO

BMSO

OBMS

SO2PhBMSO

O

BMSO

OBMS

SO2Ph

BMSOO

BMSO

OBMS

CHOHPh

CHOLiPh

1. LDA THF2. PhCHO

1. C10H8Li

2. CH3OH

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &A�

Page 169: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnOBnO

OBn

SO2Ph BnOO

BnO

OBn

SO2Ph

BnOO

BnO

OBn

CHOHPhBnO

O

BnO

OBn

SnBu3

BuLi

THF

Bu3SnH AIBN

PhCH3

1. BuLi THF

3. H2O2. PhCHO

�������� ��� ����2���� "� ��� ��� � &'���! �� ��� ����� ������� ���� �������������� � ��� �� � ������+��������� � ����� �� $��� �0�� �+$ ��������(

AcOO

AcOAcO

OAc

Br

AcOO

AcOAcO

OAc

CN

AcOO

AcOAcO

OAc

CN.

AcOO

AcOAcO

OAc

.

CH2=CHCNBu3SnH hν

Bu3Sn

CH2=CHCN

Bu3SnH.

5 ����$� ��� ������� ��� ��������� �� � �$��� �� ���� ��������� �� ��� ��$� ���������! ������������ $ ����� ������ -���������! �����$�� ���� �����������.!�� �� ���� ���� ������������ ���� �� �� ��� ��� �� ��� ��$� �������� �������� ���� ���������(

O

:

.

O

:

.

more reactive (B2,5)

:��� ������������� ���� ���� ���� �� ��� $����� ������� �� ��� ������$������ �����(4'F=

OAc

AcO

AcO

AcNH

OAc

O

Cl

CO2CH3

OAc

AcO

AcO

AcNH

OAc

O CO2CH3

CH2=CHCH2SnBu3AIBN

THF

&A� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 170: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnOOH

OBn

SePh

O

HOOBn

OBn

OCH3

O

OOBn

OBn

OCH3

BnOO

BnOO

OBn

SePh

Si

1. Me2SiCl2 BuLi THF

2.

ImH THF

O

HOOBn

OBn

OCH3

BnOO

BnOOH

OBn1. Bu3SnH AIBN PhCH3

2. Bu4NF THF

$���� �������2 L������ ����� ������� �0��� ��� ��� ��������� �� �+$ ����������� ��� ��� ���������� ���� �� $ ����� ���2������! $ ��� �!4 $ �������� ����� ���$ ���������A

%���������&� 3������! ��! #����! /� 5� ��� :����! 3� 5� -&'�.� ��� �������� �����! ��! &��=� :��������! )�! K��������! :� ��� )��������! )� -&''&.� ���� -����! '��

� 3������;��! 9� K� ��� <���! D� -&''�.� ���� ������! &�='�4� #�J ��! 6� ��� 9����� ! K� -&''=.� ���������� -����! ��! &&�� :����! 5� ��� 9����J ! D� -&''�.� �������� $���! ���! ��A� 9����J ! D� ��� :� ��! ��+:� -&''A.� 9�������� ��� ��� �� #+0��������! ������������ ���

������ ��� �� ���� ����������� �� ��� ��� � �� $ ����� �����! �� &���� &����� ������������ #�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� ! E� 5� ���! 6������ 5�������!<����� ����! �� &��

�� 9����J ! D� -&''&.� %��� ���� �����! ��! &'��� 6��������! 9�+��! M���$���! M�! 6����! )�! 6�����! 6� ��� "��$���! 9� -&''=.� ����������

-����! ��! =�

'� 6���������! L�! 9��$�! /� ��� )�����! "� -&''�.� ���� ������! =&='�&�� D ����! @� ��! 5������! E� B� ��� 9�����$��! D�6� -&'''.� ��� -����! �! =&&�&&� K����! 6�! 5���! 9�! "�������! M�! 6� ����! E� #�! E��2��! 6� ��� ���$! 3�+6� -&''4.� *

��� �����! ��! �A4�&=� :�J ��! )�! 9��������! E� ��� 9������! E� E� -&''4.� ���������� -����! ��! 4�A�&� 6��������! 9�+��! 9���! 5�! G���! K�! <���;���! :� ��� "��$���! 9� -&''.� ���� %����

�����! ��! ==A��

&4� )�����! 6�! 9�������! 6�! 9���! 5�! <�������! 9�! <���;���! :� ��� 6��������! 9�-&'''.� ���� ������! &='�

&� :����! 5�! I���� �! ��! L�����U ���! 5� ��� 9����J ! D� -&''=.� * �� ���� #��! ���! A4�

&A� B������! 5� /� :�! B�2����������! B� 3� B�! /�������! 5� %�! 6��� ! 5� E� ��� E���� ! :�5� -&'�'.� * �� ���� #��! ���! &'=�

&�� 3����� �! 6� K� ��� 3�����! 5� -&''4.� ���������� -����! ��! '&4�

&�� B����! /�+�� ��� "� ��! 9� -&''4.� ���������� -����! ��! '�&'� 6��������! 9� ��� -&''�.� %��������� ����������� ��������! :���� ,�����! <�� M���!

��� �&F4AA�

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &A'

Page 171: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

=�� 6��������! 9�! B��C���! 3� ��� #����$! <� -&'��.� �������� $���! ��! 3&��=&� 6��������! 9�! #�! D�+D� ��� "�����! 6� -&''�.� * �� ���� #��! ���! &='A�

==� %�������! 6�! K����! K�! )����! K�+�� ��� K��������! 9� -&''�.� ���� %���� �����! ��!&=44�

=� 6��������! 9� ��� D�����! 5� /� -&'�A.� ��� �������� ���� ������! ��! &&&�

=4� D������! :� 6� ,� -&''=.� ����������! ��! �4�=� ������ �! 3� ��� K����! 9� -&''4.� #�������! &�=A� D������! :� 6� ,� -&''.� 3+������� #�������! 3E3 D����! B��� E�����

=�� #���! ,� I� ��� )��$! 3� -&''.� ��� �������� � 3���������! D��$����! @0�����=�� B����22�! 3� ��� B��������! :� -&''A.� 9�������� �� �+$ ��������1 ���� � ������ �� �+

$ �������� ����$��! �� &���� &����� � ����������� #�������! K���! 9� 6� ��� @?<�� !E� 5� ���! 6������ 5�������! <����� ����! �� &A�

='� B���! ��+:� ��� /� �$���! )� -&''�.� ���� ���� �����! ���! &��� <������! %� -&''�.� ���� ���� �����! ���! �&� ,�! M�! #�������! E� �� ��� L ����! "� E� -&''�.� ����������! ��! ''&�

=� 9�2���! :�! K����! 9�! :����! K�! G��2���! 6� ��� @���! :� -&'��.� ����������! ��!&�&�

� K����! M� -&''�.� %��� ���� �����! ��! '�

4� I�������! ��+%�! B���0! :�! ��������! @�! 9���������! )�! B���! ��+:� ��� ����N ��2+B������! ��-&'''.� ���� "�� *�! �! 44=�

� B���! �� :�! %����! L�! 6�� �! ��! 9����! E� L� ��� )� �����! ,� :� /� -&''�.� ���� * �����!

��! 4A�A� 7��! M�+3�! H���$! M�+:�! :� ��! ��+:�! / ��������! 3� D� �� ��� 9����J ! D� -&'''.� "�� *

��� �����! 4�&��� I����! ,� 5�! )������! B� �� ��� 3�V ��N ! B� -&''�.� ���������� -����! ��! &��'�

�� B������$��! %� ��� L��� �! 5� -&'�.� 1��� ��� ����! ��! ==&��'� G����! ,�! 9���������! )� ��� B���! ��+:� -&''�.� * ��� �����! ��! =���4�� B� ���! D� 9� ��� %�����! E� �� -&''�.� ���������� -����! ��! �==�

4&� ��������! @�! 9���������! )�! I�������! ��+%�! ����N ��2+B������! �� ��� B���! ��+:� -&'''.����� "�� *�! �! 4��

4=� 6�������! :�! B�������! %�! 6��� ��! /� ��� K��� ��! 6� -&''A.� 1��� ��� ����! ��! &&'�

4� B���! ��+:� ��� 9����J ! D� -&'�.� ���������� -����! ��! A&�! A&�'! A&'�44� #����� �! D�! B���! ��+:�! �������! /� ��� 9����J ! D� -&'�A.� ���������� -����! ��! A=�&�4� )�$�! 6�! 6�! ��! ����! M� ��� M�������! :� -&''�.� #������! ����

4A� /����! B� -&'�A.� $������ � ������ #�������� ������ � �����2����� ����!D��$���� D����! @0�����

4�� 3�����! ,� D�! D�����! <� 5� ��� /����! B� -&''A.� #������������ � $����� $������!L36! ���������

4�� /����! B� ��� H���2! 6�+/� -&''�.� �+/ ����� ��������� ���� ���� ������ ���������! ��%��������� ����������� ��������! 6��������! 9� ���! :���� ,�����! <�� M���! �� ���

4'� D�� ���! 6� ��� :������ ��! D� -&''&.� -���� ��� �����! 4���

�� <�$�! �� @� ��� B��������! :� ,� -&''&.� ���������� -����! ��! '�&� 9����J ! D� -&''�! &''�! &''�.� %��� ���� �����! ��! 4'1 ��! 4��1 ��! &4'�=� E���������! /�! :� ��! ��+:� ��� 9����J ! D� -&''�.� ���������� -����! ��! A'��

� L��� �! 5� -&''&! &''.� %��� ���� �����! ��! ��1 ��! �&�4� 3�����! ,� D� ��� 9��! M�+/� -&'��.� �������� $���! ���! &A&�� B�����! :�! #�����! D� ��� 9����! ,� -&'�'.� * ��� �����! ��! &�'��A� 6�! ��! )�$�! 6�! ����! M� ��� M�������! :� -&''�.� * ���� #� + %�� � ����� ,!

=4=�

&�� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 172: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�"����� ��� ����/� ��� ����/� ������ ���=+5��������+=+���0� $ ��������! ������� � ����� �� ��� ,+���� ��� ,+�����������$�������! ��� ������ ���������� �� ���� ����� ����� -������!����������� �� ����. ��� $ ������;�$���� -$ �����������! ������$ �����! $ ���+ �����.� =+,��0� $ �������� ��� ����� ����� �� ��� � �$����������� ������� �������� �������� ������� ���� � ��� ��� �������� ��������

(O

HONHAc

OH

OO

HONHAc

OH

O)n

HONH2

O OH

chitin daunosamine3-amino-2,3,6-trideoxy-L-lyxo-hexopyranose

)���� ��� ����� �� $ �������� ������� � ����� ��������� ��������� �� ��� ������$����� * ��� �������� �� �� ��������� $���� -�� �����. ����$�� ��� �� �������� �����$�� ������$ �������� �� � �� ��� �1 � =+���0� ��������! ����$ ���������$�! ����� ��� ���������� $ ������� ���� ������ � �� ����� ����� )�� ����������� =+��������� ��� =+���0� $ �������� ��� ���0���� � ����� ��� ����������������� �������� ������� � =+��������� $���� �� ����� � �� ������������$ �������� ��������$ �� ��� �������� ������ -���� �� ��� �0���� �� ������$ ��������� ���������� �0�2� ���.! ��� ������� �� �� �0�$�� ��������� ��� �� 3=$���� ���� �� ���� ��� �� ��� �������� �������� �� ��������� �� ��� $ �������� ����$��

�"����� ��� ����/� ������ ����� �

)�� ���� ������� �������� �� ��� ��������� �� =+���������+=+���0� $ ����������� � �� �� ��� �2� � $ ����� ����� ���� ��� ��������� $���� � ����� �� � ����"�����! ���� ��������� ����� �� ��� ��� ��������� �� &!=+�����+$ ��������������� ���� �������� � �������� � ���� �� )�� ������������ �0�2� ��� �� ���������� � ���! ������ �! ��������� ��� �������� �������� �� ��� �����(

AcOO

AcONHAc

OAc

OAc

AcOO

AcO

OAc

AcOO

AcONHAc

OAc

O( )n

NO

Me3SiOTfCH2=CH(CH2)nOHDCE

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &�&

Page 173: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

/ ����� �� ������ ��� $ ����� ����� ��������������� ��� � �� �� ���� �� ��������14 �� ��������! ��� �0�2� ��� ��� ����� �� �������� �������� � ��� ���� ������ ��� �����C���� $ ������������ )�� ����� �������0�������� $���� ��� ����������� ��� ��� ���������� �� ��� ������� ����� �����$ ��� $ ����������� �����

:��� ������ ���� �� ��� �������� ���� .+.+����� $ ����� ������ ��� ����* ��� �� � �������� �� ���� � ������������ -��� ��������� �����C��������� �����. ���� �� ��� ���������� )�� ���� ������ ����� ������ ��� ������� ����� �����(4!AF�

AcOO

AcONAc2

OAc

SCH3

OBnO

BnOBnO

OH

OCH3

+HO

O

HOAcNH

O

OH

BnO

O

OBn

OBnOCH3

1. DMTST CH2Cl22. NaOCH3 CH3OH

AcOO

AcONPhth

OAc

X

CH3OO

HOBnO

OCH3

+HO

O

HONH2

OH CH3OO

BnO

OCH3O

1. X = OC(NH)CCl3 Me3SiOTf ms CH2Cl2

2. NaOCH3 CH3OH3. N2H4.H2O EtOH

'X' is halogen, OAc, SR, SePh, OC(NH)CCl3, O(CH2)3CH=CH2

AcOO

AcONTCP

OAc

OC(NH)CCl3

HOO

BzOBzO

OBz

OCH3

AcOO

AcONHAc

OAc

OO

AcOAcO

OAc

OCH3

+

1. Sn(OTf)2 CH3CN

2. NaBH4

H2O PriOH3. HOAc4. Ac2O py

5$���! ��� $ ������������ $����� � ������� �� � ��� &!=+����� ��������5 ����$� ������������� �� ��� ������� ����� $���� �� ��� �������� ������ ���0������! �� �� � ���� ����� ������� ��� ���� ������ ���� ��� ����� ����� $����-��� � ����! �������� ������ �� $����� � �����$��� �� ��� ,+$ ��������������$ ��� ���� � ���� ��� �+����.�

=+52���+=+���0� $ ����� ������ ��� ���� � �������� � ���� ��� �����+������ $ ��� �� ������ >>�2��� ���������?? �� >>�2��� �� �������?? ��� ��������������� ������� ��� ��� �������� ������ ��������� �� =+���������+=+���0�+

&�= 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 174: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

,+$ ��������������(=!4!'!&�

AcOO

AcO

OAc

OAcO

AcON3

OAc

SePh

PhI(OAc)2 NaN3(PhSe)2

OAcO

AcON3

OAc

OC(NH)CCl3

OAcO

AcON3

OAc

SCSOEt

OOBn

OBn

O

O

OH

OBn

OBn

O

AcO

O

OAc

N3

AcO

OBnO

O

OBn

OBn

OCH3

BnOO

BnOBnO

OH

OCH3

OAcO

AcON3

OAc

O

1. NaN3 CAN CH3CN2. NaNO2 H2O dioxan3. CCl3CN K2CO3 CH2Cl2

Me3SiOTfCH2Cl2

1. NaN3 CAN CH3CN2. KSCSOEt EtOH

Cu(OTf)2 msCH3CN

@���� =+�2���+=+���0� $ ����� ������ ���� ���� ���� ��� �� ���� ����������&&!&=

/ ��� � ���� � �� ���� ���� ��� ��� ��������� �� =+���������+=+���0�+�+,+$ ��������������! �� ����� ������ ����������(&!&4

BnOO

BnO

IOBn

NHSO2Ph

BnOO

BnO

OBn

BnOO

BnO

OBn

NSO2Ph

BnOO

BnO

OH

BnOO

BnO

OBn

OBn

O

OBnNHSO2Ph

O

AcOO

AcO

OAc

OAc

O

OAcNHAc

O

BnOO

BnO

OBn

NHSO2Ph

SEt

IDCClO4 msPhSO2NH2

CH2Cl2

EtSH LiN(SiMe3)2DMF

1.

LiTMP THF2. AgOTf

1. Na NH3 THF

2. Ac2O DMAP py CH2Cl2

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &�

Page 175: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

%��� �! �� ���� ��� ��������� �� �+,+����������������! ������ ���������� �� �� ���� ���� ��� ����� =+���������+=+���0� ������������1 ��� ����� ���� ������� �� ���� �� ��� �������� ������ ��������� �� � =+� ����0���(&

O

OO

OH

O

O

AcOO

AcO

AcONHAc O

O

O

O

O

O

+ Ag2CO3 I2 ms

CH2Cl2

1. C4H8O.BH3

THF

2. Ac2O CH3OH

1. NaOCH3

CH3OH

2. CF3COOH H2O

6-O-(2-acetamido-2-deoxy-β-D-mannopyranosyl)-D-galactopyranose

OBz

O OBz

OBzBzON

Br

OBz

O OBz

OBzBzON

O

OO O

O O

����/� ������ �������

5� ��������� �������� �! ��� ������ �� ��������� �� � =+���0� $ ������� �������� � �� ����� � �����$�� ���� �� 3= �� � $ ��� ��� ��� �������� ��� ������������ ��������(&�

AcOO

AcO

OAc

AcOO

AcO

OAc

ORROH H+

6������! �� ����� �� ��� ������� �� � ������������$ $���� �� 3=! ������ =+���0�$ ����� ������! ��� ����$ ����$ ��������!&' �������������������!=�!=& ����� ��+�������������!== � �������!= �����2� �� ��� ����������!=4 ���� ���� ������������� � ��� ��� ��������� �� � ������� �� $ �������� * ��� ���� ������� ��$����� � ��� ���� ���� � �+,+$ ��������

"� ����� �� ��������� � ��$��� �� �������� �������� �������� ���� ��� �������!������� ���� ���� ������� ����� ����� � ��������� �2� 3= �� �� 1 ��� $���� ��3= �� ��������� ��� �� �����C���� � ������� ����� ��� $ ����������� ����� 5������ ����� �� ���� �������� �� ���� �� � ��� ���� �������! �����$ �

&�4 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 176: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����������� �� 3=! �� ��� � ������� ����(=F�

HOOBz

O

BnO

O OBz

OBnO

OO

I

OBz

OBnO

OO

IDCClO4 ms

CH2Cl2Ph3SnH AIBN

PhH

+

O

O

O

HO

OCH3

O

O

OBzO

OCH3

O

HCO2Br

BzO

Br

O

HOBr

BzO

OBn

O

HCO2Br

BzO

Br

1. PDC HOAc CH2Cl22. LiAlH43. BzCl py

CH3OCHBr2ZnBr2

1. BnOH Ag2CO3

2. CH3OH HCl

1. BzCl py

2. CH3OCHBr2

ZnBr2AgOTf

O

HCO 2Br

BzO

O

Br

BzO

OBnO

O

HOHO

OHO

OBnO

1. CH3OH HCl2. Bu3SnH3. NaOCH3

HOO

HOBnO

O

RO

O

ROSPh

BnO OCH3O

HO

BnO OCH3

1. RCl EtNPri2

CH2Cl2

2. NaH BnBr Bu4NBr DMF dioxan 'R' is Me3Si(CH2)2OCH2

CH3OH

(PhS)2S+PhSbCl6–

1. CsF 18-crown-6 DMSO

2. reduction

OBnO

BnO

OBn 1. PhXCl CCl4

2. Na2CO3 H2O THF

OBnO

BnO

OBn

OHPhX

'X' is S or Se

1. ArOH DEAD Ph3P PhCH3

2. Bu3SnH AIBN PhCH3

OBnO

BnO

OBn

OAr

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &�

Page 177: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnO

OBn

BnOO

BnO

OBn

OAc

SePh

OBn

O

OBn

OCH3

OBn

BnOO

BnO

OBn

O

PhSeCl AgOAcPhCH3

Me3SiOTf msEt2O

2. Ph3SnH PhCH3

BnOO

BnO

OBn OBnO

OBn

BnOO

HO

OBn

BnOO

BnO

OBn

OH

O

OBnO

OBn

BnOO

BnO

OBn

O

1. DMDO acetone CH2Cl2

2.

ZnCl2 THF Et2O

1. C6F5OCSCl py N-hydroxysuccinimide PhCH32. Ph3SnH AIBN PhCH3

BnOO

BnO

OH

OCH3BnO

1.

5� ��� �� ���� ���� ��� ����� ���� ��! $��� ������� ��� �0��� ��� ��� ����������� =+���0� �+,+ ��� �+#+$ ��������1 ����� ���������� ��� � �� ������ ��&!=

<��� ��� ��� �������� � ���� ���� �������$����� �� � ����$ �������!������� �� ������ ������� ��� ���� ������ ��� �����$ �� � $ ����� � ������������ � ��� ��� ��������� �� ���� =+���0� �+ ��� �+$ ��������(

BMSOO

CH3O

OBPS

SPh

HO

BMSOO

CH3O

OBPS

SPh

F

BMSOO

CH3O

OBPS

OR

Et2NSF3CH2Cl2

1. ROH promoter

2. reduction

��� B���! �� � ������� ���� �$��� ���� ��� �� ����������$ �������$�����! ���������� � ������ ��������� �� ��� ���� ���� �� $ �������(4

POO

PO

OP

OCSOPh

SPhPO

O

PO

OP

SPh

ORPO

O

PO

OP

OR

'P' is a protecting group

ROH msNIS TfOH

Et2O DCE

RaNi

THF

&�A 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 178: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

@���� ���� ������� ��� ��� �������� ������ ��������� �� =+���0� $ ���������������� �� �� ����������F�

%���������&� B�����! ��! B�� ��$��! D� ��� #�����! ,� -&''=.� ���� $���! ��! &&A��

=� L�������! /� 6� -&''�.� 3������ ��������� �� �+$ ��������! �� ����������� ��������!B����! /�+�� ���! B �����! I������$�! �� '��

� %����������! �� K�! 9����! E� L� ��� )� �����! ,� :� /� -&''�.� ���� * �����! ��!

4�&�4� 9������! E� E� ��� K��2�! �� -&''4.� ��� �������� ���� ������! ��! =&�� :���;������! I�! :� �� ! :� ��� B���! K� -&''.� ���������� -����! ��! '=��A� 3�����+D� �����! �� 3� ��� 9������! E� E� -&''.� ���������� -����! ��! A��&! 4�

�� 9� �����! B� 5�! I +9������! E� "�! <�����! :� 5� ��� D�� ���! 6� -&''&.� * �������� �����! ��! &�A��

�� #���$! @�+)�! ,��$ ��! 9� D�! ������� �! ,� :�! D��$! 6� M� 9� ��� K��������! �� �� -&''4.�

.�� * �����! ��! 4'�'� /���� ��! /� ��� 9������! E� E� -&'�4.� -���� ��� �����! &�=A�

&�� 32�������! 9�! 5����! I� ��� E��������������! ,� -&''4.� * ��� �����! ��! �=A�

&&� :����! 5�! /�������! %� ��� 9����J ! D� -&''&.� ����������! ��! &4'�&=� #�����$! :� ��� )����! �� -&''�.� "�� * ��� �����! &&�'�&� ,����������! 9� �� ��� B� �����! :� )� -&''A.� ����� ���� !�� "� "����! ��! &���

&4� ,� B���� �! L�! #��! ��! 6������! #� /� �� ��� /��! ,� M� -=���.� ����� ���� !�� "��! ��!=�4�

&� K�;�! I�! #��������� ��! %� ��! <������! )�! M�����! 5� ��� H��! 9� -&'��.� ���� ���� #� *���! ��! &='&�

&A� )����! �� ��� K �����! �� -&''�.� ���� ���� �����! ���! =��&�� K��������$! 5�! B������ �! 5� %�+�� ��� E���! �� -&''�.� ���� ���� �����! ���! &�&�� )������! K�! <�$��! 6�! G�����! M� ��� :��������! 9� -&''�.� #������! &����

&'� <��� ���! K� 3�! 9���2! 9� D� ��� D������;��! ,� D� -&'�.� * �� ���� #��! ���!=4��

=�� #������ ��! #�! 9�;��! 6� ��� )����! �� -&''=.� #�������! &&�

=&� B�� �����! 6� ��� :���� ���! :� -&''�.� ���������� -����! ��! '�A&�==� 9�����! 6� ��� �� �����! 6� -&''�.� ���� ������! =�'�=� ��J �������! ��! #����! "� ��� )����! �� -&''&.� -���� ��� �����! �'�

=4� /��! M� ��� 9� �������! /� 5� -&''�.� * �� ���� #��! ���! &'=�=� 9�2���! K�! 9� �������! /� 5�! %������! E� �� ��� ,����������! 9� �� -&''�.� * �� ����

#��! ���! ��'�=A� )����! �� ��� 9���J �����! B� -&'��.� ����� ���� !�� "� "����! ��! �

=�� %�����! E� �� ��� K�� �! <� -&''.� �������� $���! ���! �&�=�� E����! �� E� ��� #��! 7�+%� -&''&.� * ��� �����! ��! �4��='� D���2! :� ��� B���! ��+:� -&'�'.� ���������� -����! ��! ��

�� /�����! �� ��� ,����������! 9� -&''&.� * ��� �����! ��! 44��&� )����� ! :�! L�����U ���! 5� ��� 9����J ! D� -&'�'.� ���������� -����! ��! =='�=� )��������! D�! )����� ! :�! L�����U ���! 5� ��� 9����J ! D� -&'�'.� ���������� -����! ��!

=�� <��� ���! K� 3�! #�����������! )�! E���� ! �� #� ��� 3����� �����! 5� -&'�A.� * ��

���� #��! ���! =4AA�

)�� %�������� �� ��� / �������� #����$� &��

Page 179: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

4� H�������! 6� :�! ��� ��� K ���! D� 5� :�! ��� ��� :��� ! /� 5� ��� ��� B���! �� 6�-&''.� ����������! ��! A�&�

� E����! �� E�! /��$! B� �� ��� B������! 3� I� -&'''.� ��� -����! �! �'&�A� E����! �� E�! <������! 9�! B������! 3� I� ��� B�����! K� -&'''.� ��� -����! �! �'��� E����! �� E� ��� <������! 9� -&'''.� ��� -����! �! �''�

&�� 3������������( )�� 9���� :� ��� �� �� #���

Page 180: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �

�� ���������� ���������

���������� �� �� ���������� ���������� ��� ��� �� ��

����� �������

�� ��� ��� �� ��!���� �� �� ��� ���� �� �� �����������" � �������#�� "#��������#����"� �� �� �#�"����������� �� ��������$ ��� ��� �� ��#� ����� ������ �� ��������� ����" �����%

&��� '��#��� ((��� � "#�����# ��#���))*�� +�����, ((��#���-����#����$ �� ������)).� /� 0���#��� �� ((� "#�����# �#������))1������ 2��������*������ ������� ((�����#���������������3))'�� 4���"" ((� ����"#�������))5�� .���� ((� "#�����# ��#��,���))��� 5���������� (("#���# ������#�))

6## ����� "��� ��7���� �� ����$ ����� �� �� ��� ������ �� "#����������� ���� ��"�����# ��� ��#���#� ����"� �� "�������� �������� 1�� ��������� �� �������8�� ����� ���� !����� #���� �� &��� '��#���%9

�� ��� �������� ��������� ������ � ����������� �� ����� �� ����� ���� � �������� � ��������� ��������� ������� �� � � ��� ��� ��� �� ����� �� � �������� ����� � � ����� �� � � ��� ������������������

���� � � �� ��� ��6���

Page 181: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� ��� ���7���� �����������$ � �� ��7� �� ������������ �� ��� 7������������� ���� ���#����� ��� "#�������� ����$ �� �## �� � ������� �� ��������#����� ��� ��� �� �� ������� ��� ��� ������������� :��� �� #�����" �� ������ #��"� �� ��� ���� � ��� ������ �#�"����������� ����������

������ ���������

6 ����� ��������� �� ��� �� ���� � ��������������$ �� ��� ��������7� ���������� ����� ���������������$ �� ����������� ���� ��� ������� �#�"�����������%�

O

XPO

AO

POA

OY

HOB O

YO

B

OY

HOC

1. Y X2. O

YCO

POA

O

OO

B

OOR

HOD

1. Y X2. O

CO

POA

O

OO

B

O

ORO

D

6 ��������� "#�����# ����� ;6$ < ����7����= �� ������� ��� �� �������� �#����#;>$ ? ������7�= �� "������� � ������������ ;6>$ ? ������7�=� 6���� ��� ���7�������� ? ���� <$ ��� ������� �� �������� ����# ��� ����# ���"�� �#�"����������� ����������

��7���# ������ 7������� �� ���� #����� �������� �,���$ ���� �� ���� ��7�#7�((�� ����� ������ �)) �������%@A

O

SPhPO

O

FPO

OSPh

HODAST NBS

� �� ����� �� ����#��� ��� ���"������� �������������$ �� ��������������� �� ���#��� �� ��� ��������

������ �� ��� "�����#�8�� ����������

BC� /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 182: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

O

PO

O

SPhO

DAST NBS O

PO

O

FO

OSPh

HO

O

PO

O

PO

O

O

HODMDO

O

PO

O

O

OH

DMDO O

POOH

O

O

O

O

HO

1�� ������� �� ���� �� ����� ������� ��7����#� ��#��� �� ��� ��������� ������ ��� ��� "#�����# ����� �7�� ������� ;����$ �#������ �7�� ����"#������� ������,��� �7�� �#����= ��� ����� ��� �����#��� ����� �,���#�� ;��� �,���#�$������� �7�� ����"#�������� ��� ��#���"#������� �7�� ����"#�������C=� 1��((#����������7�)) ������� ��������� ���#��� �� ������� 7������ ����$ �� �� ���������� �� ((�����"���#���))�B

6������ �����# �������� ��7�#7�� ��� ���� ��������� ������ � �� ���"#�����# ����� �7�� ������� ��� �� 7��� ���� ��������� ��� ���((��������������)) ������� ��������� ���#���%

O

POOR

XA

O

HO

OR'

XB

+

O

POOR

A

O

OOR'

XB

O

POOR

A

O

OOR

B

O

OOR'

XC

O

HOOR'

XC

1. R' R2.

&���$ ��� "#�������� ;6= ��� ;>= ������� ��� ���� �"#���� ��� ��� �� ����� �����������$ ��������7�#�$ ������� �� ��� ����7����" ������ �� * ;6= ���

D#�"����������� ��������� BCB

Page 183: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��� ������7����" ������ �� * � ;>=� 1�� ���������� �� ����� ������� ���E-�������# "#��������� ��� �� #���� �,������ �� ����"#�������� ��� ��#������#���#���B$B�

BnOO

BnOOBn

OBn

SEt

BzOO

BzOOBz

OH

SEt

BnOO

BnOBnO

OBn

BzOO

BzOOBz

SEt

+ OIDCClO

Et2O DCE

4

� �������� ���������

6 � �������� ��������� ������#�� ��� �#�"����������� ���� ���##��$ �������������������%

O

XPO

AO

POA

O

YO

B

OYHO

B

OOR

HOD

OCO

POA

O

OO

B

O

ORO

D

O

XP'O

C

O

P'OC

O

ORO

D

1. P' H

2.

1�� ���7��"��� ��������$ ����� ������ � ((�#��� ���������)) ;��� ��7�����������=$ ��� ��7���# ��7����"�� �7�� ��� #����� ������������ 1�� ���##������������ ��� ����� �� �������� ���� ������##� ��������" �������������;#������$ ��##������=$ �� �,�����7� �������������� ��� �� ���������� #��� �� ������������ ��!����� ���$ "�����##�$ ����� ��� �� �� ������#������ ���� ���� �� ����������� �� ��� "�� ��" �#�"����������� ������ �� "�����#$ ��� �������� ��

BC9 /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 184: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

� �-���"� ��� ��#����7���������#����7� ����7�����$ ((#����������7�)) ��� �����-"���#��� #��� ������#7�� 7��� ����#� �� ���7��"��� ����������B$BB

�� �������� �� ���������

>���� ��� ������#� �������� � ��"�#� ���7��"��� �������� �� �#�"��������������������$ ������ � �������������� ����7���7� �� ����������� ���� ���� �� �������#� �� �����" �� ���� � "#�����# ����� ��� � "#�����# ��������%B9

BzOO

BzOOBz

OBMS

SEt

OBnO

BnOOBn

OH

OCH3

BzOO

BzOOBz

OBMS

BnO

OOBn

O

H3CO

+

OBn

NIS Me3SiOTf

BzO

O

BzO

BzO

OBz

BzOO

BzOOBz

OBz

F

Cp2ZrCl2 AgOTf

BzOO

BzOOBz

BnO

OOBn

O

H3CO

OBn

O

1��� ����7���7� ������$ ���� ���#�� �� ���� �� ��� �������#�� �����#����� ���"#������� ���������$ ��� ���� ���#��� �� ��� ��������� �� � ��������������� ���� ������������ ��� ��� ���������� ��F������ �������� �� ,���������#�������� ������" �� ����B

������ ��� ���������

1�� �#������ "��# �� �#�"����������� ��������� �� �� �� ��#� �� ������#� �����#���#� �� !������� �� ((���-���))$ ���� �� ��� ����- ��� �������� �� ���#���"�#���� �� ��� "�� ��" �����$ ��� �� ���� ��� ������#����� �� ���������""����� ��� �������� ����7����" "����� ��� ��� ����#��� �������������#������#� ���� �� �����7����� ��#� ��7�# ��� ��������� �� ��#����-�������������� ;�� �� ��������� ��,�= ��� �����#� ������� ��7� ���� ���� ����� ���

D#�"����������� ��������� BC

Page 185: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���"���# ��""������ �� ��� ������� �� 1��������%BB$BE@B�

CH3O

BnO

OBn

O

SEt

OBn

O

SEt

OHO

OCH3O

CH3O

O

OCH3

OHO

OCH3O

+

NIS TfOHmsEt2O DCE

CH3OBnO

OBn

O

OBn

O

SEt

OO

OCH3O

'one-pot'

CH3OBnO

OBn

O

OBn

O

OO

OCH3O

CH3O

O

OCH3

O

OCH3O

O

HO

HO

O

OH

O

O

O

OCH3

O

HO

HO

HOHO

1. AcOH H2O

2. H2 Pd–C EtOH HOAc

NIS TfOHmsEt2O DCE

1 � ������ ������ �� :��" �������� ((���"������#�$ ���-��� �#�"��������������������))�BC$B�

1� ����#��� ���� �������$ � ��#������ �� ������ ��������� �� �#�"�������������� "�7���9�@B >������ ��� &����"��# ��7� ��7�#���� � ((��������#� ���#�)) ��"#�������� #����"���9$ �

� ����% ��������#�������� �"#��� ���� �����"� "#�����#G�������#

BCE /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 186: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����������B� >����$ 4�-�� ;B��A=� �������� �$ ��$ B���9� '��#���$ &� ;B�C9=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ B�� 0���#���$ .� /�$ /��#���#�$ 1� �� ��� 4�������"$ *� 5� ;B��B=� !��� ����� ����$ ��$ �

E� �#�����"�$ +� 6� �� 2�$ 7�� ��� 2���#$ 4� 6� ��� 7�� >���$ �� &� ;B��E=� �������� � "����$��$ E�B�

� �������$ *� :� ��� 5����������$ �� �� ;B�C�=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ AAA�A� &�#����$ *� +� ��� 5����������$ �� �� ;B�C�=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ AAAB�

�� ��H "���$ '�$ >�����"$ :�$ 4���""$ '� �� ��� '�#����$ 6� ;B�C�=� �� ����� %���$ ���$ 9���C� 2����$ �� ��� '����$ >� 2� ;B��=� #� &��� ����$ ��$ 9A���� 2�����$ 5� *�$ .���������$ '�$ I�����"$ I� ��� ������-*���$ >� ;B��C=� #� ��� ����

$ ��$ ���$ C�B�� J�������$ 4� &�$ 7�� +��� ��$ �� &� ��� 7�� >���$ �� &� ;B���=� �������� � "����$ ��$ BB�BB� >����$ 4�-�� ��� K��$ 1� ;B���=� $������$ C���

B9� K��$ 1� ��� >����$ 4�-�� ;B��C=� �������� � "����$ �$ 9BC��B� K��$ 1� ��� >����$ 4�-�� ;B��C=� #� ���� $ ��� !����� ����� '$ C��BE� ?�����$ &�$ &�����$ 1�$ 2���8���$ &� ��� 1��������$ 1� ;B��E=� �������� � "����$ ��$ ����B� ?�����$ &�$ &�����$ 1� ��� 1��������$ 1� ;B��E=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ ��B��

BA� *�"��7��$ �� ��� .����$ 5� ;B��=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ BC��B�� +��$ �� J� ��� '������$ &� :� 2� ;B��E=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ 99�9�BC� K���"$ K�$ D##����$ �� *�$ ?�$ <�-��$ :�������$ *�$ >����7$ 1� ��� :��"$ /�-&� ;B���=�

#� ��� ���� $ ��$ ���$ �E�B�� ?�$ <�-�� ��� :��"$ /�-&� ;9���=� #� &��� ����$ ��$ 9EB��9�� *���$ �� ��$ J�"$ *� ��� 2����$ .� +� ;B�C9@C=� #� �� ����� ����$ �$ 9AB�

9B� '��#���$ &� ;B���=� ������ ���� ���� �� ����$ �$ C9�99� 5��$ 6�$ ���$ ?� ��� D"� �$ 1� ;B��=� #� &��� ����$ ��$ EAC��9� 5��������$ 6� ��� >����$ 4�-�� ;B���=� �������� � "����$ ��$ BA9��

9E� 0�#����$ 2� ��� 0�����"$ 1� ;B��C=� #� ���� $ ��$ !����� ����� '$ BA���9� . ��$ D� ��� 5����������$ �� �� ;B��C=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ BCC�9A� /����$ 5� ��� 5��$ K� ;B��C=� �������� � "����$ �$ BACB�9�� :��#��$ �� ��� �������$ *� *� ;B��C=� �������� � "����$ �$ 99���

9C� �������$ *� *� ;B��C=� !��� ����� ����$ �$ ���9�� 4���""$ '� ��$ .���������$ '�$ +�8����$ 5�$ D�������$ ��$ *���$ .� ��� DH ����"$ +� ;B��C=�

!��� ����� ����$ �$ 9��

�� >�����#��$ 5� .�$ /�������$ 6� *�$ 4����$ +� 4�$ &���$ 2� 4�$ ����$ �� �� ��� +��$ �� J�;9���=� ���� ��� #�$ �$ B�9�

B� 5�H ���#�$ 6� ��� +��$ �� J� ;B���=� #� ���� $ ��� !����� ����� '$ ��

9� >������$ �� ��� &����"��#$ D� ;B��=� #� �� ����� ����$ ��$ B�E�

� ��������� ���� ��������� � �� ��������������

L7�� ����� ��� ��7������ �� ��� ((��#�� �����)) ������ ��� ��� ��������� ���#�"��������� �� 2�������#� ; ����$ �#������#�$ ��������� ��� � ��� �� � 0���#'��8� �� B�CE�=$ ��� ��� ����#�� ��������� ��F���� ��� �#�"����#������� #����$������������ �������� ��7� ������ �� ���#�8��" ��� ������ ��� ��� ��������� ���#�"������������� &� �7��$ ������ � "�� ��" ������� ����� �� � ����� ������������$ ����� ������# ���������" "���� ������7���$ � ���"#� ������� �����

D#�"����������� ��������� BC

Page 187: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

;�,���� ��� ���#���= �� ���������#� ������7��� ��� ����#��" �� � #��� ��� ���������#������,�#�� ����$ ���� �� ��� ��� ���� ��� �������������� :������ ��������������� �� �������� �� � ����� ���� �� ��� �������� �� � ���-�������������,�# "����$ ��� �����!���� ������������ �� � "#�������� #����"� �� �#�"��� ���## �� ��� ������ ������� M ���������" "�����$ ��"����#����7���$ ��������#����7���$��#7���$ �����$ ��������$ ���� �� ��������$ ������ ��� � ���� �� �� ����������� ����� ��� �## �7��#��#� ��� ��� ����� ��� ����-����� ���������# "�������������� �� ��� ������ �� ��#���#� ���$ ���� �� ��� ��� ���� ������������������N ����� ��$ �� ���$ ��� �7�� �� �����"���##� ��������� ���� ��5-"#����� ���� ���#� �� 7�� �� �� � "�����# "#�����# ������B� &� �7��$ ����������7����� �� ��� ��� �� ��#����� ��� ��� ��������� �� �#�"������������ ��7� �������� �7�� ��� #��� ������ ��� � ����� �7��7�� �� ��� ���� �## �� "�7�� �����

����� � � �������

D� ��� ��� ����� � ������$ ���� ��� �7��#��#� �� �������� �����$ ��� ���"���#;2�������#�= ��#�������� ;'�= �� ���## ����$ ����##� ��#��������#���� �� ����#����������� �� ��� ��"��� ((:��" �����))B9 ������ � ������� �#����# ��� ������������� ���� ��� �� �������� �� ���� �� �#������NB ((1����4�#)) ��� � ��#������������ ���� �� ���������#�8� ��� ��#�;����#��� "#���#=�BE$B :������ �## �� ��� ���7������� ���� �� ((� �##)) �� �����7� "��� ((#�����"�))$ ���� �� ��� ��� ���� ���((������##��-���� "#���)) ;/'4= M ��� ��"�#� �����,�#���� ������� �� ����# ������������#�8����� �� ��������������BA$B� 2��� �� ��� ������ ��� ���������##��7��#��#� ��� � 7������ �� ��������� ���������# "�����$ ��� �,���#�$ 2�������#������ ��� /#$ D& �� 0&9 ��� 1����4�# ��� >�$ D&$ 0&9$ �& �� /DD&�

CHCH2CHCH2

CHCH2CHCH2

CH2Cl

CHCH2CHCH2

CHCH2CHCH2

CH2O CH2OH

OH

CH2OHNaOCH3

CH3CONMe2

Merrifield resin Wang resin

cross-linked polystyrene

CH2O(CH2CH2O)nHOH

OH

OH TentaGel controlled-pore glass

BCA /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 188: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

$ ����� � ������ ����� ��� ��7����"� �� ����" ��#� �� ������� ��� ��������������# ��������� �� ��#�����$ ��� ����#�� ����� 7������#��� �� ����#��#� ��#��������" ��� ������������ ����� 1�� ���� ������ ��#��#� ��#���� ���� ������ �� ��� ��������� �� �#�"������������ �� &-�����# ��#�;����#��� "#���#=;2'L4=%BC$B�

CH3O(CH2CH2O)nH

��� ���

D�� ��"�� �� ��� ������� �#�"����������� ����$ ������##�$ �� ����� �������� �� �����#����� 1��� �� ����##� ���� ���#����" � ������ ����$ �#����"� ����#� �� �## ����� ��������� ������#������ ���� �## �� ������� ��� �� ��� ��#����$ ���� ������#� ������ �� #������� ��� ����# �������� >������ �� ��� #���#��� �� ���"#�������� #����"� �� ���� ����$ ��� �����# #������ ���#���� ��� ������$B$B�

���8�#�� ������$9� �����#���#� "�����$B$9B$99 ��#�# ������9 ��� ��#����$9E �##����7�� �� ��#� ��� ��#����7� ���"�����

��� !��������� � ��� ����� � ��� � ����

1���� ��� ��7����#� F��� � � �������� ��� �� ������ ��� ����� �������������� ����� ��#����$ ������ �����"� ��� �������� ������ ;� "#�������� #����"�= �����#�8��" ��� �� ��� ����� �����,�# "����� �� ��� ;��������= ���"%

O

PO linkerO

O

PO linkerO

��� ��� ���������� �����"� � "#�������� #����"�$ � �����!���� ������������ ����#�������� ��� �����,�# "���� �� �������� ��� ������� "#����������� ��� ����������� �� "�7� � ������������ �� �������� �� ��� #����� ��#����� ��� ������-�������� #����"�$ �� �������� ��� � �������� ��� ����� �� ��� ��#����-����� "#�����# ����� ��� �� �������� ������������ �"��� ����#��� 1���� �����"������ ��� ��� �"����� ������ �������� ���$ �� ����� ���� �� ����7� "#�����#������$ ���� ������� ��7� ���#��� ��������#�� ����#���

��� "�� �� # � �� $���

�� #��� ��� ��� ������� �� �#�"����������� ��������� �� ��#�����$ ��� ������"#�����# ������ �� ��#����-��������� ��������� ��� �����#���������������$�������# "#��������$ "#�����# ��#��,����$ ����"#�������� ��� "#���#��

D#�"����������� ��������� BC�

Page 189: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

%�� �&� ������ � �&� � �����

6#����"� ���� �� ��� ���#� ��� �� ��� ��#����-��������� ��������� ���#�"������������ �� ������� ��� �� ����#��#� ������$ �� �� ������#� ���� �� ������� ��� ������ ����� �� �� ���� ��� ��� �� ��#��#� ��#������

�� ��� ��������� ����" ����#��#� ��#�����$ � ���������# ����� ;��������� �������= �� � �##�� �� � ��#7��� ��� ��� ������ #����� ��������� 0�,�$ ��� ������������������� �� F����� �� ��� #����� ;������ �����"� ��� �������" �� ���-�������" ���=$ ��� ����#��� �������� ������� �� ��� ��� �� �� �,���� �� ������"���;�=� ��##� ��" � ��� ����$ ��� ���#� �� �������� ����# ��� ��������#�"����������� ��� ���� ������#��� 1�� ������������ �� ��� ���� �����,�#"����� "�����##� �������� ��� #��������� �� ��� �#�"����������� ���� ��� ������

��� ��� ��#��#� ��#���� ��������$ � ���������# ������� �� �"����7��#��#� ���� �� �"��� �������� �� � ������#� #�����$ ���#�8��" ��� ��#7�������� ���� ������� 1�� ����� �������������� �� ���� �������� �� ��� #�����$ ����� �������� �� � ���-�������� �����,�# "���� ;���� ������ ������� �� ��������� �� ��� #�����=�$B� �� ��� ������ ����$ ��� ������������ �� ��� ������������,�# "����$ ��##� �� �� ��������� ��� �� �,���� �� ��� ��,� "#�����#����� ��� ��������$ "�7�� ��� ������������ �������� �� ��� ��#����$ ���## ����#������ 1�� �������� �� �� ����� ;����##� ����-����# �����# �����= ���������������� ������� ���� ��� �� ��##����� ��� ������ *��������� �� ��� ���#����#��$ ����� ������������ ��� �#��7�"� ���� ��� �����$ ��� ������� �#�"����-��������

� �� '(�����

����� � ������������)��� ��

O

Si(CH2)3SH

O

O

OH

OH

OH

BnOO

BnO

ROOBn

OC(NH)CCl3

BnOO

BnO

ROOBn

linkerS

Me3SiOTf

CH2Cl2

donor

'R' is PhOCH2CO

BnOO

BnO

ROOBn

BnOO

BnO

OBnO

linkerS

1. guanidine DMF

2. donor

repeat 1. and 2.

3. NBS DTBP CH3OH THF

controlled-pore glass

BCC /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 190: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnO

BnO

BnOO

BnO

ROOBn

O

BnOO

BnO

OBnO

OCH3

HOO

HO

HO

HOO

HO

HOOH

O

HOO

HO

OHO

OCH3

deprotection

��� ���� ��#����-��������� ��������� �� �� ���������#$ �� ��� ���� ��� � ������� ������ �� ��#���� �� ���������$B� ���� ���� ����7� ��������� ;��� �,���#�$������#����� ����#��� ��� �����#���������������9A= ��� �� ������ �� ������� �������� �#�""��� "#�����#����� �����$ ���� ��#���#� �,������ �� ���"���� �� �������!�����$B ��� ���� ((������")) �� ��������� �������� �� ���� ���"� �� ������������ ��#�� �� �����7��" ��� ������ �� ��� ����# ��������B$9� ���� ������������"#�$ ����� �� ����� � ������ �����7����� �� ��� �������� ������-��#����7��� ��� "#������������ ��������� �� � ��#���� ������� �7�� �������������� �� �����# ��#������9C

������� ��� �����)��

CH2NH2

CHOH(CH2)4CONHCH2

NO2

linker

BnOO

ClAcO

BnOOAc

O

BnOO

ClAcO

BnO

O

AcO

NIS Et3SiOTf

CH2Cl2cross-linked polystyrene

OBn

OBnO

BnO

linker

BnOO

O

BnOOAc

O

OBn

BnOO

BnO

BnO

O

1. CS(NH2)2

CH3OCH2CH2OH

2. BnO

NIS Et3SiOTfCH2Cl2

donor

1. NaOCH3 CH3OH

2. donor

D#�"����������� ��������� BC�

Page 191: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

BnOO

BnO

BnOOBn

OBn

OBnO

BnO

BnOO

O

BnOO

O

OBn

CH(CH2)4CONHCH2

NO2

HOO

HO

HOOH

OH

OHO

HO

HOO

O

HOO

OH

OH

1. hν ΤΗF

2. deprotection

"�� �� ��� (����)��

PivOO

PivOPivO

OTr

OH

S linker

PivOO

PivOPivO

OH

S

PivOO

PivOPivO

OTr

S(O)Ph

PivOO

OPivPivO

TrO

Tf2O DTBMP

CH2Cl2

donorOPiv

O

PivO

PivO

OTr

linker

PivOO

PivOPivO

O

S

1. CF3CO2H CH2Cl2

2. donor

OPiv

O

PivO

PivO

O

linker

PivOO

PivOPivO

O

S

PivOO

OPivPivO

AcO

OPiv

O

PivO

PivO

O

PivOO

PivOHO

O

OPiv

1. CF3CO2H CH2Cl22. Ac2O py

3. Hg(OCOCF3)2 H2O CH2Cl2

1. ClCH2

2. CF3CO2H CH2Cl2

(cross-linked polystyrene)

��� ��� �����) ��7���# ��#����-��������� ��������� ���#�8��" ����"#���-����� �� ��� ����� ��7� ���� ��������� 1 � �� �������� ���#�8� &-�����#

B�� /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 192: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��#�;����#��� "#���#= ��� � ��������# #�����$9� ��� 2�������#� �����$ �"��� ���� �����#���#� #�����%�

O

O

O

OO

BzOBzO

OH

OCH3

O

Ph

OO

BzOSEt

BzOO

BzOOBz

BzO

O+

BzOO

BzOOBz

OH

BnOO

FmocOOBz

OBPS

O OO

O2N

O

SEt

+

"����)� 5����������$ �� #��� ��� ��� ������� �� ��� (("#���# ������#�))�������� ��� ��� ��������� �� �#�"������������ �� ��#�����$ ��� ���#��� ��������� �� � ��#�� �������$ "�����##� ��������" ��� ����� �������������� �� �"#�����# � � � M ��� �� ��� ���� ��������7� �������� �� � ��������� �� ���+� ��� �#��� "���� ����������� "#���#%B$9

O

NHSO2Ph

CH2OTIPS

SEt

OO

O

OSiPri2 OBn

O

OBn

O

cross-linked polystyrene O

HOO

HO

OTIPS

step A1. DMDO CH2Cl22.

ZnCl2 THF

step B

BnO OBn

O FOBn

Sn(OTf)2 DTBMPms THF PhCH3

OO

O

O

O

OO

BnOOBn

OOBn

O

CH2OTIPSBnO

OBnO

OBnO

O

O

O

O

O

O

BnOOBn

OOBn

O

BnO

1. PhSO2NH2 IDCClO4 CH2Cl22. LiN(SiMe3)2 EtSH DMF

OHO

HO

OTIPS1.

CH3OTf DTBP ms CH2Cl22. Bu4NF HOAc THF

D#�"����������� ��������� B�B

Page 193: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

O

NHSO2Ph

CH2OH

OBnO

OBnO

O

O

OH

O

O

O

BnOOBn

OOBn

O

BnO OHO

O

OH

�� ��� ���$ 5���������� ��� ��7�� ����� � �� ���� ���7�����" ��� ��#�7��"#���#$ ��� ���������$ ���� � ���� ����������� ����"#��������B$

����##�$ ��� ��� D"� � ��7� ���� ��"�������� ��� ������ ������������� ����#����-��������� �#�"����������� ���������� 6���� ���� ��� ���#������� ����� �����"���# "#�����#����� ������"�E ��� �������#���#�� �"#���� ��#�7���$

����� � � ��##��������� ��7� ���������� ��� ������� �� � ((����������� ��")) ���� �##� � ��� ��� ���7������ ������������ ;��7�����-����� ��#��� "�#= �� ����#�"����������� ����� ���������� ���� ��� ��#����%

HOO

HO

HO

OCH2CH2SiMe3

HOO

HO

HO

O

HOO

HO

OHHO

O

� �&���� ��� ��������� ��� ��� "������� � � ����&��������

1�� #��� ������ ��� �������� � ����#��� ����"� �� ��� ���#������ ��� ��������7��� �� ��������� ����$ �7�����##�$ ��� #��� �� � ��7�# �������������#�1���������##�$ �������� ��7� ����� ��� ���������$ 8��#�"���� ��� �7�� ����7�����#� �� ��#��� �#���� ��� ��"������ ����$ ���� �������# �,�������� ������#����$ ��� ���#� � �������# ��� ����������" ��������#�"���# �����������1�������" ��� ��� �������# ��������� �� ���� ������# ������� ��� ����� "�7�� ������� �������������#$ ��� ��� �����7�� ������ � ������� �������� ������7��� M � �#������# �,���#� ��#� �� ���� �� ������##���

�� ����� ����������# ����������$ �,�����7� ��������� ������ �� ��7�����#���!����� M ���� ��7� �,��������� ��� ���������� �� � #��" ���������$ ��#� ��

B�9 /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 194: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� ���� ��� ���"�� ��#���#� �,������� �������" ��� ��� ������� ����������� 1����������-�������� ����"� �� ���"�� ��#���#�� ��� �����7�� ����"� ���� ��� ����� "�����##� ��#� �� ��� ��� � ���# �� ��� � ����� ��� ��������� �� ������ ��� �������-������" ��"������A

6 ��7�# �������� �� ((���" �����7���)) �� ������ ��� �� �� ����((� ����� ��� ���������))B$�@E9 M ��� "��������� �� � ((#������)) �� �#���#���#���� ���������� �� ;��#��= ��#����-��������� ���������%

A1 A3B1 A3B1C1 A3B2C1 A3B3C1

A2

A3 A3B3 A3B1C3 A3B2C3 A3B3C3

A3B2 A3B1C2 A3B2C2 A3B3C2

A1B1 A1B1C1 A1B2C1 A1B3C1

A1B2 A1B1C2 A1B2C2 A1B3C2

A1B3 A1B1C3 A1B2C3 A1B3C3

A1

A2

A3

C1

C2

C3

B1

B2

B3

A2B1 A2B1C1 A2B2C1 A2B3C1

A2B2 A2B1C2 A2B2C2 A2B3C2

A2B3 A2B1C3 A2B2C3 A2B3C3

mix and split mix and split

�� ��� ((��, ��� ��#��)) �������� �##�������� ���7�$ � ���������#�8�� ���� ����#��� ������� ��������#� ��� ����� ���������$ ��� ��#����$ ���"���� ;6B@6= ��"������� ����� �� #� ���������#�8�� ���� ����#��� 1���� ����� ���� ����#�� ������� ��,�� ��� �����!����#� ��#�� ���� ����� ������ ����" ��������#� ��������"��� ��� ����� �� ���"���� ;>B@>=� 1�� ������� �� �������� �� �## ��� �������# #������ �������� �� ����� �����$ �� ���� ��� �������� ��#���#� ������ ��� ���!�� �������#� ��������" �� ���� #������ ��� ���� ���� �� ���#�"���# ����������#�"���# ����7��� �� ��##� �� �� ���#����� �� ��� ����7� ���� ����������������� �� ��� ���!�� �������# �� !������� M ���� �� ���� ��� ��� ���"���� �����3

6#����"� �� �� ����� � �����"����� ��� ������ �� "������� � #������ �� ������������� �� ��������� ���������$ ��� ��������" ��� ��������� ������������������� ������� ��"� ����#���E@E M �� ��� ��� ��� �� ������ ���� /#��� ���##%EA

�� � � ��� ���� �� ��������� �� ����� � � ������ �� � ��� � �� � ������ � � ����� ��� ���� � � ����( ���������� � ��������� �� ������� ����� ���������� ����� ���������� � ��������� �� ����� ����� � ������������ � ����������� ����� ��������� �� �� ��� ��������� ������� � ������� ������� ����� �� ����� � ��������� �� ��� ���� �� ����� �������� ���� ��� � ��� ���������� � �������� �������� ����� ��������� �� � �� �)����� ���� ���� � ������ �� �� ���� � ���������� � � �� � � � ����� ��� �)�� ��� � � ������� ������ �� ������

D ��" �� ��� ��#�7�#��� ������ �� ��������������� ��� �� ��� "�����#�������#���� ���������� ��� �������� ������������#$ �� �� ��� ���������" ���� ��

D#�"����������� ��������� B�

Page 195: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���� ����# B�� ��� &����"��# �� �������� ��� ����� ����������� �� � #������ ��������������� ;��������������=$ ��������� �� ��#����� ������ ��� ��� �� ���#���� ��������E� 1��� ����#� �� ���� ��##� �� �� � ������ ���� >����$�����#��" ��� ����������� �� � #������ �� �������������� ��� �� ������� ��������# ��� �������� ��������#����7��� ;���� ����#� ��� �,������� �������������������##� ��������� ��� ����#�,��� �� ��� #������=�EC

HOOH

OOH

OO

OO

O

'�#����-��������� ��������� ��� ���� �� ��##� $ ��� ��� �� ��� ���������#� ��7�#7��" ��� ��� �� "#�����# ��#��,���� ��� �� ��"������ ������-��"��������" ������ ���� �##� �� ��� �������������� ��� ��������� ��������������� �� ((����7�)) ��#���#��E�@B

2��� �����7������ �� ��� ������������ �� ������������ #��������$ ���� ����� ��� ��#���� ��������$ �������� �� �� ����������9@�

����������B� D�����$ &� 2� �� ��� .���$ 1� &� ;B���=� �������� �$ ��$ BC���9� >�� �$ 6� *�$ &�������$ '� &� &�$ D�������F�$ &� /� �� ��� *���$ 5� /� ;B��C=� $������$ CB��� 5����������$ �� ��$ 2�/#���$ .� ��$ *����#��$ �� 1� ��� *�""���$ *� >� ;B��=� $������$ ���$

B���E� ����8$ D� ;B��C=� ������ ���� ���� ��$ �$ B���� ���H ����#$ �� �� ��� ���"$ 4� ;B��A=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ B��A� &�������$ '� &� &�$ D�������F�$ &� /� �� ��� *���$ 5� ;B��A=� �������� �$ ��$ E9��

�� >�� �$ *� /� 5� ;B��C=� #� ���� $ ��� !����� ����� '$ 9��C� ���$ ?� ��� 2�����$ �� ;B��C=� ���� &���� ���� *� ��$ �$ ��B��� 2�������#�$ *� >� ;B�C=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ ����

B�� K��$ 1� ��� >����$ 4�-�� ;9���=� �������� �% 6��������$ ��$ B���BB� �������"���$ 5� /� ;B��C=� ���� �����$ 99��B9� :��"$ ��-�� ;B��=� #� ��� ���� $ ��$ �$ B9C�

B� &��������$ �� ��� &����$ &� .� ;B���=� $������$ B�9�BE� >����$ L� ;B��B=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ BB�B� 6����#��$ 2�$ >�����$ 4�$ 5� 0���#�$ +�$ ��������$ 6� ��� '�����##�$ 4� ;B��A=� �������� �

"����$ �$ ����BA� &����#$ 6�$ 2����$ L�$ ���"$ .�-&�$ *�������$ �� ��� �������$ *� *� ;B��C=� $������$ B�B�B�� 6����#��$ 2�$ >�����$ 4�$ 5� 0���#�$ +�$ ��������$ 6� ��� '�����##�$ 4� ;B��C=� �������� �

"����$ �$ B��

BC� 4��7���$ 5� �� ��� �����$ .� 5� ;B���=� ���� %���$ $ EC��B�� .��������$ �� �� ;B��A=� 6�7����� �� ��#����-��������� ��#����� ��������� �� �#�"��������-

����$ �� + ���� +��� �� �� �� ������ $��������$ .���$ �� &� ��� D)0��##$ *� 6� ���$

&�� ��� 6�������$ 0�����#����$ �� B�E�

B�E /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 196: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

9�� &�����$ 4� ��� .��������$ �� �� ;B��A=� $������$ B��9B� 0���#���$ .� /�$ :������"��$ 0�$ '�����$ �� ��� 5�*����$ �� ;B���=� #� ��� ���� $ ��$ ��$

EE��99� *������"�$ *�$ ������-*���$ >� ��� 4�����$ &� 2� ;B���=� �������� � "����$ ��$ �A�9� 5��$ 1�$ ��"���$ 2�$ ?�����$ &�$ 1��������$ 1� ��� '����$ �� 6�$ ��� ;B���=� �������� �

"����$ ��$ 9BEB�9E� :��"�#�$ 5� ��� 2�"������$ 4� ;B��C=� �������� � "����$ �$ 9C��9� *�������$ ��$ 4����$ 6� ��� �������$ *� *� ;B��C=� ������ ���� ���� ��$ �$ B9EB�

9A� :��"$ K�-4�$ 5��"#��$ �� '� ��� .��������$ �� �� ;B��A=� �������� � "����$ �$ A�C�9�� J������$ *�$ 7�� ��� .#���$ '� 6� 2�$ 5�� ��$ 2�$ 7�� ��� 2���#$ 4� 6� ��� 7�� >���$ ��

&� ;B��=� %���� ���� ���� !���*�$ ���$ EAE�9C� &���$ �� 6� ��� *����$ :� *� ;B��A=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ ���C�

9�� ?��$ +�$ 1��#��$ /� 2�$ 4����� $ *� �� ��� .����$ 5� ;B��E=� #� ��� ���� $ ��$ ���$A��

�� 0���#���$ .� /�$ :�������$ 0�$ +�$ ��$ '�����$ �� ��� :������"��$ 0� ;B��C=� ������ ����

���� ��$ �$ B��B� ������"��$ '� &� ��� 5����������$ �� �� ;B��C=� ���� ���� %���$ ��$ AC�9� K���"$ /�$ ������"��$ '� &� ��� 5����������$ �� �� ;B��C=� ������ ���� ���� ��$ �$

�CA�� K���"$ /�$ ������"��$ '� &� ��� 5����������$ �� �� ;B��C=� #� &��� ����$ ��$ BB9A�E� ���$ ?�$ .����$ D� ��� D"� �$ 1� ;B��A=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ 9B��

� ���$ ?� ��� D"� �$ 1� ;B���=� #� ��� ���� $ ��$ ��$ A9�A� >�� �$ *� 5� ��� 0� ���$ �� 2� ;B��C=� ���� ����$ �C��� 1������$ 0� .�$ 4������$ 2�$ 4�����$ 5� :�$ .���#����$ *� �� ��� ����#�$ �� ;B��=�

�������� �$ ��$ CB�

C� +� �$ 4� ;B��=� ���� $ �� %���$ ��$ ����� 1�������$ +� 6� ��� L##���$ �� 6� ;B��A=� ���� %���$ �$ �E�� >�#������#$ ��$ 7�� ��� >������-&�H �����#�$ /�$ +�����$ 6� ��� K����#$ /� ;B��A=� ������

���� ���� �� ����$ ��$ 99CC�EB� 1���#�8��$ 5� ��$ .���#����$ *� ��$ '����$ +� �� ��� &�##$ >� ;B��C=� ���� ����$ ��9�E9� �����$ 2� �� ;B��A=� ,��� ,��� �� � ��$ �$ 9��

E� 6����$ 2� �� ��� :�#���$ *� >�$ ��� ;B��C=� ���� ����$ ����EE� 0���#���$ .� /�$ <���$ <�-?�$ '���������$ K�$ ������$ 6� ��� 0�7�$ 2� '� ;B��=� ������

���� ���� �� ����$ ��$ 99C��

E� 2����$ L� ��$ �������$ ��$ /��"�##$ �� ��$ ������8$ 2� 2�$ +��$ 6�$ 2F�##�$ 6� 2� 2� ���6�������"$ *� :� ;B��=� #� ��� ���� $ ��$ ��$ B��C��

EA� +��#$ 2� ;B���=� #� ��� ����$ �$ �E�� .����$ D�$ >������$ ��$ 5��"$ ?�$ +����$ ��$ D����$ 6�$ �������"$ +� ��$ L����$ >� ���

&����"��#$ D� ;B��=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ 9�9��EC� >����$ 4�-��$ &������$ >� ��� &���$ �� ;B��A=� ������ ���� ���� �� ����$ ��$ 9CE�E�� +���"$ *�$ ?��$ +�$ +������$ ��$ 4�$ 2�$ I�8���$ ?�$ ��������$ .�$ &����$ 0�$ 4�#����#��7�$

��$ 1�������$ /�$ �����$ 6�$ >�� ��$ .�$ ���##$ :� /� ��� .����$ 5� ;B��A=� $������$ ��$B9��

�� >��������$ 6� ��� ���##$ :� /� ;B��E=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ ��

B� 0���#��$ &� '�$ >���#���$ '� 6� ��� ���##$ :� /� ;B��E=� #� &��� ����$ �$ E�9�9� �������$ 2�$ 6�#��$ /� ��� >����$ 4�-�� ;B��C=� �������� � "����$ �$ �C�B�� �8���$ 2� ��� ������ �$ ?� ;B��C=� �������� � "����$ �$ 9����E� :��"$ /�-&�$ ?�$ <�-�� ��� K���"$ K� ;B��C=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ �B��

� K��$ 1� ��� >����$ 4�-�� ;B��C=� ������ ���� ���� ��$ �$ BC�C�

D#�"����������� ��������� B�

Page 197: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

A� :�����"$ 1�$ .�##��$ /�$ D���8$ 1�$ &����$ ��$ �������$ :� ��� .��8$ &� ;B��C=� ������ ���� ���� ��$ �$ 9��

�� .��������$ �� ;B���=� ���� $ �� %���$ ��$ B�C� ��� &�#����$ '� 2�$ +� ���$ 1� +�$ 2�#��#$ 2� ��� >���$ .� ;B��C=� #� ��� ���� $ ��$ ���$

BB9�

�� >����$ 4�-�� ;B���=� �� ������� �� �� ��$ 5��� 9�$ �� 9C�

'�*������������ "�� ���� �������������

1���� ��� 7��� ���� ��8���� ���� ��� ���������� ��� ��� ���������" ���������������� ���� ��� 7��� "������ �� ���������������$ ��������� �� ���������� �� ��������������$ �� ����� �#������ �����������$ ����#� �����"� ���"#���#���� ��!�����$ ����� ��� ��8���� ���� ������ ��� ��������� �� �������8�-����$ �,�������$ ���������$ �����������$ ���������#����� ��� ������@���������� ���������� 6� �##$ ����� ��8���� ;��������� ��� ������������= ������������#� ��� ��� ��#�����8����� �� ��������������� ���� ��#������������ ����� ��������� �� ����#�, �#�"������������N �����#����$ �� ��� ����� ����$#������� ��� �������������� ���� � ��#����������� �� ((����)) ��� ��������� ����� �#�"����������� ���� �������� �� �� ��� ������������ ��� �����#���� ���� �##�� ��������� ���� ������� ���� ���$ ��"�����$ �� �����# ��� ��������� �� ��������������� �� ��� "#�������� #����"��

"�� �� �����������������

4#�����# ������������ ��� ���������#� ��� ��� �������� �� � "#�����# ���� ���� ����,�"�� ���� �� ������� ;����##�=� �� ����" ��$ ��� ����� �� "�����##� �"#�������$ ������������$ ��#�����������$ "#�����# ��������� �� "#�����# �����-�������#������N9A$9� �� ������� ���������$ ��� "#�����# ���� ��� �� ��������$ ����������� �� ������������� ������� #����"��$ �� ��#����#$ �����������# ����#������# ��������� 1�� �������� �� ����##� ��� �����,�# "���� �� ���������"��N ��� ��� �������� �� � ���� ��#���#�$ �����#���� �� ��� ��� ����#� ��� �����8��� �� ������ �#����� �� � �����#����

O

HO

O

O

O

PO

PO

O O

O– O–

OH OH

Obase

HO

OHB:–

AH

B�A /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 198: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

O

HO

HO

O

O

PO

PO

O O

O– O–

OH OH

Obase

HO

O

BH

A:–

1� ����$ ����� ��� ����� �������� ������# ���������� ��� ������������#������-��������� "#�����# ������������9C@� ��� ��� ((���������)) ��� � ���7�$ �� ����$����� ���� ��� #��"� "����� �� ��� ���� �� ������ �� �����#���� ;�� �� �����������,�= ��� ���� �������� �7������N �� �� !���� ������#� ;������#�= ���� ��� ��#� �� ���"�����# ���� ;6&= �� ����� ����#����� �� � ��7�#��� ����# ���� 0�7�����#���$"#�����# ������������ ��� �������" ���������"#� ��������� ���"���� ��� ������������ �� ��� "#�������� #����"� �� ��� #���������� 1�� ���� ��7����"� ����� ������ �� ��� ��"� ��"��- ��� ������-��#����7��� �,������� �� ��� ��8����$ ��������7����"�� ����" ��� ���� �� ��� ��8��� ��� ��� ���#������ ����� ���;���������= ��� ���!�� ��������� ����������� �,������� �� ���� ��8����B 2�������#���#�� ���#�"� ��� ���� ���� �� ��#��7� ��� ����#��� �� �##� ��" ������ ��"��� !��������� �� ��� ���� ��������� ��8�����A$9$ 1 � �,���#�� ��##� %

O

HONHAc

OH

OCH3

OHO

HOHO

OH

O

β-(1 4)galactosyl-transferase–HOUDP

HOO

HONHAc

OH

OCH3

OHO

HOHO

OH

OUDP+

O((������� ����������)) �� ��� #�������� I5' ;&DI5'= ��� �� �7����� �� ��� ����� � ����������� ;I5' � I2' � '�=E$ �� ((�������� ��"���������));I5' � I1' � I5'4#� � I5'4�#=A$AP

HOOH

O OGDPOH

O

NHAc

OH

OH

OHO

HOHO

OH

O

HO

+OH

O

HO

OH

O

NHAc

OH

OH

OHO

HOHO

OH

O

O

α-(1 3/4)fucosyl-transferase–HOGDP

D#�"����������� ��������� B��

Page 199: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

"�� ���� +��� ���� ,"�� �������-�������������

0����� ������� ��� ��8���� ���� ��� �����#��� ��� "#�������� #����"��J�����##� �## ��"������$ ���� ��� #� #� ������� �� ��� ���������� �����$ ��7���� ���� �� ����� �� � ��#������������ �� "�7� ��� ���## ��#���#�� ���� �������� ��������� ��� �� ���7��� ��� ����"� �� ���7� ��� ������������ ������7�7�#� �� ��������$ ����� ���� "#������� �����#����$ �� "#����������$ �����7�#7�� �� � ������ �� ����� ��������� ���� ������ ��� �����#���#��;"#�����������$ ������"#�����$ "#���#�����= ��������� ��� � ���������# ��## #����4#���������� ��7� ���� ���� ���� ������"�#� ������� ���� ��� #��� �7��#��#�"#�����# ������������ M��� ��� #��"� "����� ��� ����#��� �� �����# ������� ������ �����# ��������� �� ��� "#�������� #����"��

����������� � � ��� �������) �� � ����� �����$ "#���������� ��� ���#�������� ��������" �� ��� ��������� �� ���� ���� ��� M � ���� ��7����#���� ;���#���=$ ��##�#���� ;��##�#���=$ ,�#������ ;,�#��=$ ���������� ;������=��� �� ��� 2��� ����������##�$ ��� � #���#� ���� ��������#�$ "#���������� ����� �#�������� ��������" �� ��� ���� �� ���� �����#����N �� �-5-"�#���������������� ��� �#��7�"� �� �� �-5-"�#��������������� #����"�$ ��� ��8��� ����"�������������� �� ��� ������ �� � � ������ ;� ��� 5=� ��##� ��" �� ���� �������� ��� �I>2> L�8��� /��������� �#������������ ����� �� ��������������������$ ��� ;L/ �9�B�,= ���������" "#�����������E9 1�� ���� ������ ;�������##�#= ������ �� �#������������ �� ����� �� ��!����� ����#������� ����� ����������$ �##� ��" ��� ��� �����"����� �� ����#� ��"��� ��������� ����#����� "#����������NE$EE "#�����# ���������������������� ��7� ���� ����#��#��#���������E$� 0�� ���������"#�$ ��� ������� �� ���� ����#� ��7� � ����#��������� ((��#�)) ��� �� ������� �� ����7�-���� ���� ������� � ����#����� ����������� ;��� ��� �����������= �� ��� �����#���� ��������� :��� ��7���#����#��� ��� ��������#� ����#���� ��!����� ����#������� ��� ���� ������������ ����� �����-����������# ���������� ;���� <-��� ������##�"������ �������EA=$ �((�#��)) �� �������E�$EC

'( �. ��� �. ��������� ��� ��������� ��� �������) 1�� "�����# ������������#���� �� � "#��������� �� ��� �����#���� �� ��� �������� #����"�%

O

OR

HO

O

O

OH

HO

O+ H2O + HOR

� ����% ���������-������ ������ /6K? ������#

B�C /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 200: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

D� �������� �� ��� �������� ���� ��� �����#���� �� � ���"� �� �#�"�- �����#������������$ �� ������� ���� ����� �,��� � � ����� �� �����#����% ����� ���������#��� � "#�������� #����"� �� ��� ��� �� � ����� ;�) -"#����������=$ ����������#� ���� ��� ���-�������" ���$ ��� ����� ���� �#��7� �� �������#"#�������� #����"� ;��� -"#����������=%

O

O

HO

O

OHO

non-reducing end

exo-glycosidase

O

OH

OHO HO O+

O

O

HO

O

O

HO

O

O

HO

O OH

OHO O

endo-glycosidase

+

6� �7�� �#���� �������� �� ��� �������� ���� ���� �����#����$ ����" ������ �) -�� ��� -"#����������$ ��� �� ����� �������� ������ ���� ����#� "#��������$��7��#� ���� ������##� ��#� ��� ������ �� ��� ���� ��"�� �� ������ M �� ������������ ��������� ��� �������� "#����������%

O

ORHO

O

HO

HO

O

OHHO

O

OHHOO

HO

HO

inverting glycosidase

retaining glycosidase

/������#�$ ��� ����#��� �� �� ��������� ������ � "#��������� �� ��7�����" ����������" �� �� ���#�� ���#��� ��"����� ��������� ������������ ;��"��� =�E�$�

1�� ��8��� �� !�������$ � "#�������$ �� �� ��� -�����#��� ���� �#���#������#���� ��� ���������$ � �-"#���� ;� �-#����� ��#���� �� 5-"#�����=$ ������������ �� �����"�������� D�#� � ����#�� �� � E�A�$ �������������� �� ��� �-������ �� ��� ���� ��"��$ ������� ����� � �� ������� ��� ���� �� ��##� ������ ��� #���� �� ��� ���������� �� ������� ����#�� ;� �9$ ��� �-������ ����� ���� ���� ��"��= ���� ��� ������� �� �������������

D#�"����������� ��������� B��

Page 201: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

(f) t=72 h

(ppm)

Figure 5 H n.m.r, spectra of the anomeric region for the p 1,3 1,4 gliicanase catalysed hydrolysis of barley p-glucan at different times. Reproduced with permission/^

Page 202: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

:��� ���� ����������� ��� ��� ��7�����" ��� ��������" ��8����$ �� �� �� ������#� �� ���������� ;��� ���� ��� �������= ����� ���� �� ((�-���#���)) ���((�-���#���))N ��� ������ ��������� � �����#��� ���� ���� �� ���#��� ;�� �-#�������#���� �� 5-"#�����= �� ������� ���� ��"��� ��� ��������� �� �����"�������$ ������ ��� #����� �������� � ����#�� �����#���� ��� ��� ��7������ �������"�������� 6#����"� ��� ��������� ���#���$ "#�����# ������������ ���"#������� ��������� ��� ������ ��� ��������������� �� ��� ��#�7��� ����� ����� ������� ��$ ���7����#�$ �,����� �� ��7�������

��� ��������� � ���� � � ��� �������)����� &� ��� � �������#�8� �����������#����7��� ;��7�����" �� ��������"= �,������� �� "#����������Q .���#������� ��� ����� ������#� �������#� ��� ��� ��������� �� ������ �� "#���������� ��B� ���$ ���##�$ ��� ���� ��� ����"�� ����� ����%

inverting

O

OR

O

OHO

H H

O:–O

OO

OHO

O:–O

HOR

retaining (double displacement)

H

O

OR

O:–O

OO

HO

OO

O:–O

HOR

O

OO

O:–O

OH

H O

OH

O:–O

OO

H

D#�"����������� ��������� 9�B

Page 203: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

0�� ���������"#�$ �� �������� ������ �� ������ ��� "��� ���� �����#�����" ���� � �������#� ���7�N <-��� ������##�"����� ��� ��� � ��� ��������� ������������ ��� ����7� ����� �� ��7�����" ��� ��������" "#���������� ;�� 6R ��� � 6R $��������7�#�=$E$ 7������ ������� ��7� ��� � ���� ��F����� �������� �� ��� ��8������ ��#� �� ����#��� ��� �.� �� ��� "�����# ��������� �������

A ��� �,��������� ��� ������# ����������$ �� ����"��� �� �� �� ����7� �� ��� ������# ���� ��� �������� #��� ����7� �� ��� �����!���� �����#���� ����$ ��7� ���� ���������# ���������#� #���##��" ��� ((����#���� ���#�����#�)) �� ���� ��������" "#����������%�@�

F

FF

O

ODNP

O:–O

OO

H

O

O:–O

HODNP

O:–O

OO

H

FHO

HO

OH

O

FHO

HO

OH

O

O

OH

FHO

HO

OH

fast

H2O (slow)

O

F

O:–O

OO

H

O

O:–O

HF

O:–O

OO

H

OHHO

HO

OH

O

OHHO

HO

OH

O

O

OH

OHHO

HO

OH

fast

H2O (slow) –HFD-xylo-hexos-5-ulose

9�9 /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 204: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

6 �� ������� ���������� �� J���##�$ ���� �� ��-�#��� ;��� �� ���=����������� �� ��� ��������� �� ��� �����,�#�� ���� �� ��� ����#���� ���� �� �����8���$ ��� ����� ������� ��������� �� ��� ������������" �� ��� ��������� �������� �� "#������� �����#�����A�$AB

OO

R..

O O

H

O:–O

OO

..

O O

H

O:–O

R

..

syn (to C1-O5) protonation anti protonation

5

1..

:� ��7� �� ��������� ����"� ����� ��� ������ �� "#���������� ������������ ����� ���#������ �� ��� ��������� �� ��� "#�������� #����"�����������#�$ ����� ��8���� ��� ���!������ ;��� ����� �����#� �7��#��#�=$ �������� ������ ��� ��� ����#��� ��������#����7��� �� ����� ������������ �� ���"#�������� #����"�N �� ��� ����� ����$ ���� ��������� �,����� ���� ��"����#����7������$ ����#� �� � �����!����� �� ���� �����$ ��� �������# ���#� �� "#������� ��� ��!���� #� �

"�� ���� ��������� &� ���������,�- ���� ������ ,�/���&������ ��� �����������. ��� ������� ��������� ���� ���-) 1�� �����#���� �� � "#�������$�#����"� ��� � ����������� ������� �� ��� $ �� "�����##� ��"����� �� ������7�����#� ������� ���� "�7�� "��� ���#�� �� ��������%

O

ORHOO

OHHO+ H2O + HORglycosidase

1��������$ �� ��� ����� �� ��������8� "#�������� �� ��7�����" ���� �������$7������ ���������� ���� �� ���#���� �� ������# ��� �!��#������ �� ��� ����������������� 2������� ������� ��� ���� �����7�� �� ���������" ��� ��������������� ���� ��� �#����# �������� ��� ��� ��"�� �����$ �� �������" ��� ������ �������7��� �� ��� ���� ;�����" �� ��"���� ��-��#7���= ��� 7�����" ��� �����������;��� �����#���� �������� �� �� �,�������� �������=%B

D-glucose + HOCH2CH=CH2

(0.3 M)HO

O

HOOH

O

OHalmondβ-glucosidase

H2O (10% v/v)50ºC 48 h

62%

D#�"����������� ��������� 9�

Page 205: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

1�� ���� ��7����"� �� ��� ������� �� ��� ����#�����N "�����##�$ ��� ���#�� ������� ��� #� ;B@E�S= ��� ���������� �� ��� ������� ���� ��� �,���� ���������" �������#� �� ����##� ���������

"�� ���� ��������� &� ���������� ����� ��� ,��� �� �������� ���� ���-)�� ��� ����������� ��� �������� ��������� �� ������ �� � ��������" "#���������$��� ��7����# �� ��� ����� ���� �� ��� ������� ����#� ���7��� � 7���#� ��������� ����� "#�������� #����"�%

O

OR

O:–O

OO

HO

OO

O:–O

OR

H

��� ���� � ��������� �� �� ���������#$ ��� (("#�����# ��8���)) ������������ ������ ������ ���������#� ���� ���� ������7� �����$ ��� "#�����# ������� ���� ������������� �����#� �� �� �������� �#����# ;������ ���� �� ����= ���$ ����������� �� ���� �����$ ����� ���� �� � ������" ���� �� ��� ��8��� ������������� ��� �������� �#����#�

4�����##�$ ��� ������ ��7�#7�� ��� ��������� �� �� �,���� �� � "#�����#�#������$ E-����������# "#������� �� ������������ ;�� ��� ���� �������������"������� �� ���� ������� �� ��� �������= ��� ��� �������� �#����# ;������ "#������� ����#�= �� � ��,���� �� ���� ��� ��"���� ��#7��� ���������" ���"#��������� ;��� ������ �� ��� ��8��� �� ��� � �������# ����� ����=%A9$A

O

HOOH

OH

F

OHO

HOHO

OH

O HOO

HOOH

O

OH

O

HOOH

OH

OHO

HOHO

OH

OO

O

HOOH

O

OH

+

H. insolensendo-glucanase IpH 7H2O CH3CN

9�E /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 206: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

HOOH

O

OPNP

OH

HOO

HOHO

OH

OCH3

+

HOOH

OOH

OHO

HOO

OH

OCH3

HOOH

OOH

OHO

HOOH

O

OCH3

+

porcine liverα-L-fucosidasepH 4.8H2O DMSO

1�� ���#�� �� �������� ���� �� �� ��"��� ;E�@�S= ���� �� ��� ((��7���������#����)) �������� ���$ ������� �� ��� ������#��� ������ �� ��� ��8��� ;��������# �������� �� ����=$ ����� �� ����� ��� ����#������� �� ��� ��������� ����"���������� 1��� ���� ��������� ��� ����� ��� ��� ���� ��8��� ������������� ������� �� ����� 6 ((��#���#� ��8���)) �������� ��� ��� �� ��������������� ����%AE

O

HOOH

OH

OH

OHO

HOHO

OH

O

OHO

HONHAc

OH

OH

OHO

HOHO

OH

HO

O

OH

NHAc

O

HO

OHO

HOHO

OH OHO

ONHAc

OH

OH

+ +

bovine testesβ-galactosidase

pH 4.3 H2O

OHO

HOHO

OH OHO

ONHAc

OH

OH

OHO

HONHAc

OH

OH+ D-galactose +

E. coliβ-galactosidase

pH 7 H2O

1�� ������ #��� �� ���� "�����# ������ �� "#������� ��������� �� ���� ������� ((������ ��#� ��� ���� �� ���))$ ���� ���� �������� ��,���� ���� �� �#���#���������� �� ���� ��� ������� ������� ��� �� ���7����� �� � �������#�� ���������� ��#�������� �������"������$ �����#���� ��� �7��-"#����������� ��� ���������� ������ �,���#�� ��� ���7� ����������"�A@�B

"�� ���� ��������� ����� ����� ����������� ,������ ��� �������-)1��� #��� �������� �� ��� ��������� �� "#�������� ���#�8��" ��8��� ���������� ����� ��������#� �� ���7� :������ M �� ��� � � �������$ ��#� ���#��" ���� ���

D#�"����������� ��������� 9�

Page 207: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�7����" ���� ��� I��7������ �� >������ /�#�����$ �� ���#�8�� ���� � "#�����������-��"������� ���� �� #����� ��� ����#���� ���#�����#� ;/DD&= ���#� �� "�7�� �"#�����# �#������ �� ��� �� �� �����"������� ��� ���� �� ��#��7� ���� �� ��������� ��� �����# "#�����# ��8��� ������������� �� ��� �������� �� �� ���������#����#$ ��� ��������" ��������� �� ��� ��8��� ��#� ���� � �� "#�������3

O:–O

O

HOHO

HO

OH

F

O

HOHO

O

OH

ORH

CH3

OHO

O

HOHO

HO

OH

O

HOHO

OH

OR

CH3

O

–HF

1�� ������ �� ���� ������ �� ���� ��� ������ ��8���$ ��� (("#�����������))$#���� ��� ��������� �� ����#��� ��� �����#���� �� ��� "#�������� #����"� ��������� ��� ��������

�� ��� ���"���# ������� �� ��� ������$�9 �� �) -��������" �-"#���������;6�"= ���� �� ��� �������� ��� �� ���F����� �� ����-�������� ����"������ �����7��� ��� ����#���� ���#�����#�$ "#������� C ���� �#����� ;4#�C6#�=�:��� ���� ������ �� ��������� ��� 7������ ��������� ;���# "#�������� �������� �� �� ��� ����=$ "��� �� �,��##��� ���#�� �� "#�������� ����#���%

O

HOOH

OH

OPNPHOO

HOHO

OH

O

HOO

HOHO F

OH

HOO

HOHO

OPNP

OH

O

HOOH

OH

OPNPO

HOHO

OH

OHOO

HOHO

OH

O

+

+

38%

24%

Abg (Glu358Ala)H2O 8 h

9�A /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 208: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

O

HOOH

OH

OPNP

OHO

HOHO

OH

O

HOO

HOHO F

OH

HOO

HOHO

OPNP

OH+ 84%

*����� ��� ��� ������� �� ����� ������� �� 6�" ��� ��� ������ ������;4#�C���= ��� �,������� ����#�� "#����������� ����7��� ��� ��� ������������� �������� ����� ;� ������ �� � �� �����=�� 6#��$ � ����������������� �� ����� ��7����"�������E

'#���� ��� �����������#� ��7�#���� � ������ ;4#�BE6#�= �� ��� ��� -��������" B$-B$E-�-"#������� ���� *������ �������� ���� ��� ��� � ��� ��� �� ������������ �� �#�"������������%�

O

HO

OH

F

HOO

HOHO

OH

O

HO HOO

HOHO

OH

O OO+

O

HO

OH

HOO

HOHO

OH

O

HO

O

HOHO

OH

O OOOβ-glucanase (Glu134Ala)H2O pH 7.3 88%

5��"��8 ��� �#�� �������� � ������ ;4#�B��6#�= �� ��� ��� -��������" �-"#��������� ;L4�= ���� -���� � ��� ���� ��� �� ��� ���� ���� ���������##� ����� "#�����#����� �� � ���"� �� �������� �#����#�%�A

O

HOHO

OH

FOH

O

HOHO

OH

O HOO

HOOH

OBn

OH

O

HOOH

OH

OHO

HOHO

OH

OO

O

HOOH

OBn

OH

+

EGI (Glu197Ala)H2O pH 7

D#�"����������� ��������� 9��

Page 209: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

1���� �� �� ����� ���� "#������������ �## �#�� � ��F�� ��#� �� ��� ����������� �#�"������������ �� ��� ������$ ���� ���������##� ��� ��� �������������������

���� 0������

1�� ���������� �� ��� ��������� �� ��� ��8��� �� � ��#������ ������� ���"����#� �������� ��� ��8���-����#���� ��������� �� "#��������� D� ��� ��� ����$ ������� �� ��8���� �� ��#����� ��� �� ���� �� ��� �������������� ����� �� �"#���-��#���� ������$ ����#� ������ ����#��#� ����� �� ��#��#� M �#��7�"� ������� ��#���� ���� ��#����� ��� ��������� �#�"������������B$�C 6#�������7�#�$ �����8��� ����#� ��� �� ������#�8�� �� � ��#���� ;�"�����$ ��#�����#�����$ "#���=�� #������ �� � ���#���� ��" ��� ��$ ����� ��� ��!����� "#������� ���������$ ����#�����7�����9$��$C� 1���#�� ���7��� �� ��� ���������##� �7��#��#� ��8���� ���"#��������� ����#�8�� ��������� ;�� ��������" �7�� B���= ��7� ������#�����������$CB

6������ ������� ���� �� ��������$ ���� �� ��������� ��� ����������# �����$��7�#7�� ��� ���������� �� ������������-���������" ��8����$ �������#��#� ���"#���������� ���$ ���� �� #���$ ��� "#�����# ������������ ��� "#������� �������������� �������� ��� ���#������� �� ��� ������������" �� ��� ��������� �� �������� ���� ��8���� ���� �� �������� ;��#� �#������"$ ������� ��"��������$��"������#��� �� �����= ��� ��� ��7�#������ �� ���"� �� ������ ����� ��������;��������$ 6�5�$ ������$ ���#���8�=� 6���� ���� ��� 9-���,�-9-�#����- ��� -�#����"#�����# ����7���7�� ���� ��� ��������� ���7����#� ��� ��� �����#� ������ #���##��" ��� ���������" � ��� ���"� �� ��������" "#����������$ ����� �,����� ����##� ��������� �#��� �� "#��������� ��������� ���� �� ����� �� ��#���-���,�#����$ �����"��-���������" ���������#��%

HO

HN

HOOH

OH

OH

HO

HN

HOOH

OH

HO

HN

HO

OH

HONHHO

OH

HON

HOOH

N

HO

HO

nojirimycin deoxynojirimycin fagomine

isofagomine swainsonine castanospermine

OH

OH

2��� �� ��� ���#��� �� ����� ���������#�� �� ��� �� ���������7� ���������� ��"#���������� �� ���������� �� ����� �����$ �������� ��� ��"�� ������" �� ������F�"��� ���� �� ��� ����7�-���� �� ��� ��8����A�$AB$C9@�B

9�C /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 210: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

����������B� 5�����������$ 5� 4�$ &�����$ :� ��$ '�������$ *� +�$ >�����$ /� ��$ ���$ 4��������$ /�

2�$ .����$ 1� ��� :��"$ /�-&� ;B��B=� $��������$ E���9� 5�7��$ ��$ 6�"�T $ /� ��� 4��������$ /� ;B��B=� ���� �� ����� ���� *� �����$ �$ B��

� >��������$ 2� 5� ��� �����$ L� �� ��� ;B��B=� ������ �� �� ������ $��������$ 6/���������� ������ EAA� 6������� /������# �������$ :�����"���$ 5/�

E� :��"$ /� &� ��� :���������$ 4� 2� ;B��E=� ������ �� $�������� &����� ��������$1���������� ��"���� ��������� ������$ >�#� ��$ �� L� ��� 2�"���$ '� 5� ���$ 7�#� B9$

'��"����$ D,����$ �� 99�� 5���8$ .� ��� :�#�����$ &� ��� ;B��=� ����� ������ �� &����� $��������� �

����������� -��� �$ 7�#� �$ J/&$ :�������$ �� BA�

A� :��"$ /�-&�$ &�#����$ *� +�$ ������ �$ ?� ��� .�F�����$ 1� ;B��=� ������ ���� ���� ������$ ��$ EB9$ 9B�

�� :�#�����$ &� ;B��=� ((L�8������ ��������� �� &-"#��������))$ �� &����� $��������

-��������� ��$ :�#�����$ &� ���$ J/&$ :�������$ �� B��C� /���#���$ *� 6� ;B��A=� ������� � !������ ���� ����� � � $��������� +�������� ��

,� �������$ J/&$ :���������� .�U ��$ J� ��� 1����$ �� ;B���=� ���� $ �� %���$ ��$ EA�

B�� 1�������$ ��$ 2�4��7��$ 4� �� ��� :��"$ /�-&� ;B���=� ���� $ �� %���$ ��$ E���BB� ���8$ :� ��� :��"$ /�-&� ;B���=� D#�"����������� ��������� �� ��8������ "#�����������$ ��

!�������� �� ������ ��������$ &��������$ �� ���$ 2����# 5�����$ 0� ?���$ �� EC�

B9� 6�"�T $ /� ��� /����$ 5� &� 4� ��� ;B���=� �� ����� %���$ ���$ ��@AC�B� /����$ 5� &� 4� ��� J��$ 4� ;B��C=� ���� &���� ���� *� ��$ �$ �C�BE� 5�7���$ 4�$ �������$ 2� +� ��� :������$ �� 4� ;B��C=� 4#�����# ��������$ �� �����������

*� � ���� ������� � +��������� %��������$ �������$ 2� ���$ 7�#� B$ 6������� '����$+�����$ �� BB��

B� K����#$ 5� +� ��� :������$ �� 4� ;B���=� 4#�����# ����������� ����������$ �� �����������

.���� !� ����� ��������$ ��� 5���� >�����$ 0��������$ .�$ 2���-/���$ D� ��� '��#���$/� 5� ���$ 7�#� $ L#��7���$ 6��������$ �� 9���

BA� :������$ :� 2� ;B�CA=� �� ����� %���$ ��$ B�B�� '��#���$ �� /� ��� /�##��$ .� �� ;B�C�=� #� *� �� ����$ ���$ B�AB�

BC� /�� #��$ �� /� ��� '�#���$ 2� 2� ;B��A=� I�� �� "#�����#������������ �� ��� ��������� ����������# �#�"����������� ���#�"���$ �� + ���� +��� �� �� �� ������ $��������$ .���$�� &� ��� D)0��##$ *� 6� ���$ &�� ��� 6�������$ 0�����#����$ �� E�9�

B�� :��"$ /�-&� ;B��A=� '�������# ��������� �� �#�"������������ ����� �� "#�����#��������������� "#�����#����������$ �� + ���� +��� �� �� �� ������ $��������$ .���$ �� &� ���D)0��##$ *� 6� ���$ &�� ��� 6�������$ 0�����#����$ �� EA��

9�� 2����$ .� +� ;B��A=� ��������� "#�����#����������� ��������� ��� ����������N �����# ���#� ��"#������#�"�$ ��+ ���� +��� �� �� �� ������ $��������$ .���$ �� &� ��� D)0��##$ *� 6����$ &�� ��� 6�������$ 0�����#����$ �� E��

9B� 4��$ K� ��� :��"$ '� 4� ;B���=� ����� *� ����� *� ����� ��$ ��$ B�

99� 4������$ I� ��� 1����$ �� ;B���=� � ���� ���� ����$ ���$ 9B�9� DH ��#���$ *� ;B���=� � ���� ���� ����$ ���$ 99��9E� 4������$ I� ��� 1����$ �� ;B���=� ��� #� &��� ����$ B���

9� �����$ >� 6� ��� �7������$ >� L�8���� ����#����������� ��� ��������� �� ��#������������$ ��/��� ������� 0 �������� �� ������ *� � ��$ 1����$ ��$ ������-*���$ >� D� ��� 1������$.� 1� ���� 7�#� $ �����"��-J��#�"�

9A� /������$ *�$ +�#���$ +� ��$ /������$ /� L� ��� '�#�����$ 6� /� ;B��=� #� *� �� ����$ ���$ �

D#�"����������� ��������� 9��

Page 211: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

9�� +�#���$ +� �� ;B��B=� $������$ ��$ B9���9C� J���#���$ 6�$ *�H "��$ :�$ 5�������$ &� '� /� ��� ��������$ '� �� ;B��E=� +*& #�$ ��$ EB�

9�� /�������$ �� �� ��� 5�7���$ 4� �� ;B���=� *� ���������$ ��$ AC���� 4������#$ +� 0�$ /����##��$ /� ��� >�����$ ?� ;B���=� +*& #�$ ��$ EA�B� .�F�����$ ?�$ .�����$ &�$ L���$ 1� ��� &��������$ &� ;B��C=� �� ����� %���$ ���$

AB�9� 1��F�$ �� ;B��A=� #� *� �����$ ���$ B�� 5���8$ .� ��� :�#����$ &� ��� ;B��=� ����� ������ �� &����� $��������( �

����������� -��� �$ 7�#� ��$ J/&$ :�������$ �� �9��E� I�7��8�"�$ /�$ .��8$ &� ��� '��#���$ �� /� ;B���=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ ��C�� I�7��8�"�$ /�$ .�#�$ �� ��� '��#���$ �� /� ;B��E=� �� ����� %���$ ���$ 9C�A� :��"$ /�-&�$ &�����$ �� +� ��� :���������$ 4� 2� ;B�C9=� #� &��� ����$ �$ EBA�

�� :������$ �� 4� ;B���=� �� #� ����$ $ B�C� �����T ���8-2�����#��$ 6� ;B���=� � ���� ���� ����$ ���$ B��� J����#�$ 5� �� ��� :������$ �� 4� ;9���=� 4#���������-����#�8�� �#�"����������� ���������$ ��

�� ������� �� �������� �� *� � ��$ L����$ >�$ &���$ 4� :� ��� �����H $ '� ���$ 7�#� 9$:�#��-J/&$ �� �9�

E�� +�$ &� 5� ��� :������$ �� 4� ;B���=� ����� %��� *� �����$ ��$ EC��

EB� 0�#����$ .� 4� �� ;B��A=� ��������� ��� "#����������$ �� + ���� +��� �� �� �� ������$��������$ .���$ �� &� ��� D)0��##$ *� 6� ���$ &�� ��� 6�������$ 0�����#����$ �� BC�

E9� :���$ L� /� ��� ;B��9=� ����� . ��������� '112� %�� ������� �� � ��� . ���������

������� � ��� �������� �� 3�� � � *� ��������� �� + ������ *� � �� � ���. ��������� �� ��������� � � ������$ 6������� '����$ +������

E� &��������$ >� ��� 5�7���$ 4� ;B���=� ���� &���� $������ *� ��$ $ A��EE� /#��������$ 2� ��� &��������$ >� ;B��9=� !� ���� $���$ �$ B9��

E� /�����##$ �� 6�$ 5�7���$ 4� ��$ >�#���$ J� ��� &��������$ >� ;B���=� *� ����� #�$ ���$�9��

EA� 5�7���$ 4� ��� &��������$ >� ;B��=� $��������$ �$ C�

E�� &��������$ >�$ /�##�����$ ��$ �����"�$ ��$ +���$ '�$ 2�����$ ��-'� ��� 5�7���$ 4� ;B��=�!� �� .��� ���� $��� 3$�$ �$ �����

EC� �������$ ��$ +�""��$ +� +�$ &�����$ 4� ��� '������"�##$ *� ;B��=� 4*$ "����$ ���$ 9CB�

E�� :������$ �� 4�$ 5��������$ 5�$ >��7��$ +� 6�$ .�#����$ 5� 4�$ 2�##��$ *� /� �� :�����$ *� 6��� ��� 4�#���$ 0� *� ;B�CA=� *� ����� *� ����� %��� �����$ ��$ EC��

�� 2�#��$ /�$ ���VT ��8->������$ ��$ >������T $ 2�$ >����$ /� ��� '#����$ 6� ;B��=� *� ����� #�$

��$ ��B� �������$ 2� +� ;B���=� ���� %���$ �$ BB�B�9� K����#$ 5� +� ��� :������$ �� 4� ;9���=� ���� ���� %���$ ��$ BB�� .���#���$ 5� L� �� ;B�=� *� �� %���$ ��$ EBA�

E� :��"$ W�$ 4�����$ *� :�$ 1������$ 5�$ :�����$ *� 6� �� ��� :������$ �� 4� ;B��E=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ BB�E�

� 0��������$ J�$ >�����$ /�$ :�����$ *� 6� ��$ :������$ �� 4� ��� *���$ 5� *� ;B��C=�

*� ���������$ �$ E�B�A� 2�������$ +� '�$ &���$ 4�$ �������$ '� L�$ �����$ 2� 5�$ .�H ����$ 2�$ '#������$ +� 6�$ K����$

+�$ :��������$ :� :� ��� :������$ �� 4� ;B��A=� *� ���������$ ��$ ��C�

�� :������$ �� 4� ��� 6������#�$ *� ;B��=� !� ���� $���$ �$ AB�C� 5�7���$ 4� ��$ 2�����8��$ +�$ J�����$ 6�$ 5�����$ 2�$ >�8�8� ���$ 6� 2�$ ����H #���$ 2� ���

:������$ �� 4� ;B��C=� *� ���������$ �$ BB������ ��#8��������$ 4�$ 2�����8��$ +� ��$ :�#���$ .� ��$ :������$ �� 4�$ 5�����$ /� ��� 5�7���$

4� �� ;B���=� *� ���������$ ��$ EC9A�

9B� /������������% 1�� � ��� 2�#���#�� �� +���

Page 212: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

A�� &��"�����$ 1� 5� ��� J���##�$ 6� 1� ;B���=� ������ ���� ���� ��$ ��$ ���AB� J�����$ 6�$ ����H #���$ 2�$ '���#���$ 2�$ J���##�$ 6� ��� 5�7���$ 4� �� ;B���=� #� ��� ����

$ ��$ ���$ 9A9B�A9� ���� ������$ �� .�$ �����$ *� J�$ 1�#�����$ 5� 2� 4� ��� 5��"��8$ &� ;B���=� �������� �$ ��$

A��

A� �7������$ �� /� 1� ��� 1����$ �� ;B���=� �� ����� %���$ ���$ �B�AE� &�����$ +�$ ���������$ L�$ 2������$ .�$ +������$ '�-D�$ 4���������$ 6� ��� �7������$ ��

;B�C�=� �� ����� %���$ ���$ 9B��

A� �����$ ��$ ��F���$ 2� ��� .��������$ �� ;B��C=� ������ /��� ���� /��� �����$ ��$ 9���AA� +�$ ��$ *��������$ 5� L�$ �����$ �� 2� ��� :��"$ '� 4� ;B��C=� �������� � "����$ �$ C�A�A�� &���7�$ 2�$ �������$ 4� >�$ J�#����$ ��-+�$ '#����$ 6� ��� 5��"��8$ &� ;B��C=� #� ����

$ ��� !����� ����� '$ �B�

AC� J�#����$ ��-+�$ �����$ >�$ 5��"��8$ &� ��� '#����$ 6� ;B��C=� �� ����� %���$ ���$ ��A�� ���"$ ��$ <��$ :�$ +�$ �� ��� :��"$ '� 4� ;B��C=� �������� � "����$ �$ �B����� L���$ 1�$ .��8���$ ��$ 1�����$ .�$ .�����$ �� ��� D8���$ 6� ;B���=� �� ����� %���$ ���$

B����B� ���"�#�7�$ 2�$ ���"�$ �� ��� /����$ 5� &� 4� ;B���=� #� ���� $ ��� !����� ����� '$ �����9� 2�����8��$ +� ��$ :��"$ W�$ :�����$ *� 6� �� ��� :������$ �� 4� ;B��C=� #� ��� ���� $ ��$

���$ CN I� '����� �9 9���� 2����$ /��$ K����#$ 5� +�$ *���$ ��$ :�����$ *� 6� �� ��� :������$ �� 4� ;9���=� 4*$ "����$

���$ E��

�E� 0������$ D�$ K����#$ 5�+�$ ���##$ 5�$ 2�������8����$ 1�$ :�����$ *�6��� ��� :������$��4� ������ ���� ���� ��$ �� ������

�� 2�#��$ /� ��� '#����$ 6� ;B��C=� 4*$ "����$ ���$ 9�C��A� ����$ ��$ >����$ J�$ 4�����$ +�$ 5�7���$ 4� ��$ 2���8$ D�$ /�����������$ +�$ ����H #���$ 2�$

/����8$ �� ��� 5��"��8$ &� ;9���=� #� ��� ���� $ ��$ ���$ E9����� 1�������$ 6�$ '���"���$ 4�$ *����$ 2� ��� 2������$ 2� ;9���=� *� ��� +��� ���� "����$ ��$

A�

�C� D�����$ &� 2� �� ��� .���$ 1� &� ;B���=� �������� �$ ��$ BC������ 1������$ :� ��� :�������$ �� ;B���=� � ���� ���� ����$ ���$ ��C�� 5���8$ .� ��� :�#�����$ &� ��� ;B��=� ����� ������ �� &����� $��������� �

����������� -��� �$ 7�#� �$ J/&$ :�������$ �� ��CB� 5���8$ .� ��� :�#�����$ &� ��� ;B��=� ����� ������ �� &����� $��������� �

����������� -��� �$ 7�#� ��$ J/&$ :�������$ �� �A�

C9� +�"#��$ 4� ;B���=� ���� �� ����� ���� *� �����$ ��$ B��C� �����$ 4� �� ;B��=� ���� &���� $������ *� ��$ �$ A��CE� >�#�$ 2� ;B��C=� ���� ���� %���$ ��$ B�C� �#���$ 4� :� ��$ L���7�8$ �� /�$ �����$ 2� 5�$ >#�T ����$ ?�$ �� #� ������$ /�$ .��H ##�$ 1� 2�$

>����$ 4� ��$ >������$ '� ��$ 0���$ *� ��$ �������$ +� 0�$ D����������$ 0� 4� ��� ���#����$:� ;B��C=� !��� ����� ����$ �$ 9���

CA� ���H �8$ 6� L� ��� ;B���=� ���� ����� � /��� ����� ������� ��� . 5�������� �� *�� ��$

:�#��-J/&$ :��������C�� ������ �$ ?�$ �"������$ ?�$ ������ �$ 2� ��� ������$ ?� ;B��C=� #� ��� ���� $ ��$ ���$

����

CC� .�����$ 2�$ .����$ D�$ .�F�����$ 1� ��� :��"$ /�-&� ;B���=� *� ��� +��� ���� "����$ $9C���

C�� �����$ '� ��� :��"$ /�-&� ;B��C=� ���� �����$ BBAB���� :��"$ /�-&� ;B���=� ���� ���� %���$ ��$ �A�

D#�"����������� ��������� 9BB

Page 213: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�B� 6����$ 0�$ 0���$ *� ��$ 2�#����,$ *� �� ��� �#���$ 4� :� �� ;9���=� �������� �%6��������$ ��$ BAE�

Page 214: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

������� �

��� �������� ������� ���������� ������ ��������

� ���� ���� �� ���� ��� ����� ������ ��������� ��� �� �� ��� ��� ���� ���� ���!!" ���#� ���� �� ������� �� ��������#����$ ���%�������#���� ��� ���&������#'����$ ��� �� ���� �� ��( )��#� �#� ������ ������%� �� ���#��� ��������� ���#� �������� ����������$ ��# �� �� � ����$ ����#�� �#���� *��� ��� ��#���&�#���$ ��#�+�����$ �������$ ���#���$ ���#��$ ��������� �# ������,

-��� ������� ���� �� � ������% �� ��� ��#� ����#���� ��'$ ���%�' ������&������#����$ ��%����# ���� ���� ��#������ �������� �������� ���$ ���#���������$ #����� ����#���#� #� �����

��� �������

���� ��� ��� �������

������� �� �#������ �& ��� ��.&��� �&�#��&��� /��&�����0 �� ���#�� ��� �� ��#���#��# �� �'%������ �� ��� ��������� ��%���� � �#���1

HOO

HOHO

OH

OO

HOHO

OH

OH

maltose4-O-α-D-glucopyranosyl-D-glucopyranose

��2������ �&#��!! �� �#������ �& ��� ��.&��� �&�#��&��� �� ���#�� ��� ������������� 3�4 �������$ 54 �'%������ ��� �4 �� �������+�#���6 �� �� ���� �� ���������#$ �����& �� �����$ �������% ������� ����!!$ ��� �� � ��#��������������#��� �� �#����%�

Page 215: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

��������� �� � #�%�������# �� ������� ��� ����������� ��� �#���� ����� ����� ���&������#����$ ��&�������� ��� %�&��%��1

HOO

HOHO

OH

OH

O

OH

OH

HO

O

isomaltose

��������� �� � �#����� �� ��� �����#��� �&�#��&��� �� ���������$ ����� �#%���������������% ��� �������#& ��.&��� /���������&�#������ ��� � ��'����������0 �� ��##&��� ��� ��%#�������1

HOO

HOHO

OH

O

HOHO

OH

OH

O

cellobiose

)�� ����������� �� ���������� �� �����& �������� �& ��� �#������� �� ������ �#�����# ����# ���� ������ ���&�#��� ��� �����#�� �����

�� �������� �� ��� ��#���&�#��� ��#���� �� � ��#%� �����# �� %�&�������$ ����� ����� /��&%�����0 �� �� � ��#���& ��������#��1

HOO

HOHO

OH

OH

O

OH

OH

HO

O

gentiobiose

��� �������� �� ��� #�������% ���� ����� �� ��� ���&������#����$ ������#��/�#��� ��%��0$ ����&��� /���%�0$ ��#��&��� /����������# ��%��0 ��� �������1

HOO

HOHO

OH

HOO

HO

OH

OH

O

laminaribiose

5�7 8�#���&�#����1 )�� 9���� 2�������� �� :���

Page 216: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

��������� �� ��� #�������% ���� �� �#���� ���&������#����$ ��# �+�����$ ���+&���� ����� �� ����� ���� �����1

HOO

HOHO

O

HOHO

OHO

xylobiose

�� ������ �� ��� #�������% ���� �� ��� �������$ �%��� ����� ���&������#����1

HOO

HO

HOOH

O

HO

HO

OH

OH

O

mannobiose

�������$ � �&'�#����� �� ��� ���������#� �� ������$ �� ��� ���� ��������#�������� �� ��� ���� �� ������� /���$ 7�4 �� 6 �����$ 3�4 �� 0 ����������� ���� �'%�������� ��� �'%������ #�������1

OHO

HOHO

OH

O

HOHO

OH

OH

O

lactose

9��� ������ %#���� ���� ��� ��.&�� ���������!! ����# ������& ��� ��������������� ������#���!!6 ����#� ���� ������ �#����� ��� �'%�������� /�� �'%������0#������� �#�� ������� �� �&�#��&��� �� ���� ��� �&������ �� ��%������������!!�;��� ������� ���������� ��� �� #������� �& � �������'�#�� �����

�������� ��� ��� �������

)��#� �� � %������ �����#���� �� �������� ������� #������% ��� ���'#������%��������#����� )�� ��#��#$ ���������% � #����� � ���������� ����#�$ ��� �����& ���+������� ���������& /�+�������$ #��������$ ����� ��#������ ���� �� �����06 ��������#$ ���� �#$ �#� ������& ���#�� �& ������ ��� ��� �� �#���������� �� ��� ������

������� �� � ���'#������% ��������#��� ���� �� ��� ���� ��%�# �� ��� �+�#����� ��%�# ���� ��� ��%�# ����1

OH

HOOCH2OH

CH2OH

sucroseβ-D-fructofuranosyl α-D-glucopyranoside

HO

O

HO

OHHO

O

��������#����$ <��%�������#���� ��� =��&������#���� 5�

Page 217: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

9��#��� �� ����� ��� ��#��!� ���� ���������% �%��� ��� ���� ��> ���� �#��#������ �������&� )�� ����� ��.&��$ �� �#����$ �� ���� �� �&�#��&�� ���#���/?�@� �33�0 ���� ��� ��� ����������� ��%�#� ��� ��� �A������# ��+��#� �� �'�#������ ��� �'%������ �� �#������ �� ��#��� ���� �#� ��%�#!! /?�@��55�0�

���������$ � �������� ���� �� �� � ��#���& ��������#��$ �� ������#����������� �� ���� ����� ��� �� ����� �� �#���� �������$ ���%� ��� ���#����1

HOO

HOHO

OH

HO

OHO

HO

OH

O

trehaloseα-D-glucopyranosyl α-D-glucopyranoside

������� ��������

����� ��� �� � ���'#������% �#�������#��� ����� �� ������ ��� �� � �'%�������&����� �#���� �� ���#���1 �'�'%�������&#����&�'/�� 30'�'�'%�����&#'����&� �'�'�#������#�������$ ���#� ����� �� �'�'B���'/�� 30'�'�'B���'/�� 50'�'�'C#��� 2��& ����# ���%�������#����$ ���� �#$ �#� ��� ����� ������#��� ��������� ��� �#� *����� /%�&�����*�%����0 �� ����# ������������/�#������ ��� ������$ �� ��#������#0� )�� �#����&��� �+������ �#� ��� ����������������� ���$ ����� ���%�������#���� ���� �#� ����� ���*�%���� �� � �����/%�&�������0 �� ��� ��#���� �� ��� �#&��#��&�� ?��� �� � �#����� /%�&���#�����0�� ��� ��#���� �� ����# �����@ ��� �#� #���������� ��# ��� �$ ;$ �; ��� < �����%#��� ��#��&���1

HOO

RO

OH

HOO

NHAc

O

OH

O

HOOH

O

O

OH

HOO

HO

OH

AcNH

HOO

HO

OH

HO

A: R =

O: H

B:

5�3 8�#���&�#����1 )�� 9���� 2�������� �� :���

Page 218: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

)&�� � ����� �������� ���������� �� �&�� ; ��� ���� ����� �� ���� �#���'�#��������� �� ��� ��������� )&�� �; ����� �������� ���� ��� � ��� ; ����%��������#������� ��� �� ���� ��##��#� �#� ��� �#��� �������#�6 �&�� < ����� ���� ��������� �� ������ #������� �� �&�� �$ ; �# �; ��##��#� ��� �� ���� ������ �#���� �#��� ����#��

)�� ����������� �$ �'$ �' ��� �'$ �#� � %#��� �� �&���� ���%�������#���� ����������� ��+$ �� �� ��� ��%�� ��%�# #��%�$ #������� ��&$ ��� �#� ��#��� �& �����.&��� ��%#������� �� ���#��� �� ����$ ����� ��������� ������� �� � #��% �� ��+�� ��%�� �'%�����&#����� ����� ���� ��%����# �& �'�$7'�����%��6 ��� #����� �� ����������� �����!! ���� � �&�#������� �+��#��# ��� � �&�#������� ����#��#$ ��������� ��%����!! ��������� ��� ���� )��#� ��� ���� �� ���#���� ������ �� ��#����� �� ����� �&�����+�#�� ������!! ��������� ��� ���& �#� ���� �� ���� ����������� ����#���#& ��� �� ������#��� �#��������

������ ����������

)�� ���&������#���� �#� �� ���.��% %#��� �� ������&��#� ���� �� � � �� �� ����# � � ����� #��%� �� ��������� �� ��� ���� �#%����� " ���#%& ���#�%�$��#����#�$ �������$ �����%������& ��� ����� ������%$ �� ���� ��� � ���� D�#&�����$ � ������ ����%� �� ��� ��#����#� �� ��� ������# �# ��� �&�� �� %�&������������%� �����&�� ��� � �#������ ������ �� ��� �#���#���� ��� �������� �� ���#�������� ���&������#����

���� ������

9��#�� �� �#������ �& ��� ��%��# ������ ��� �� ���#�� �� %#������ �� ��� #����$����#�$ #��.����$ �#��� ��� ����� �� �� ���#%& #���# �� )��#� �#� #���#�� �����#�� �����% ���� ��������� �� &��#�$ �����& �����#��� ���� ��� ��� �� � %������ ��.��% �%��� �� ��� ��#�& �#�������� �� ����#� 9��#�� ��� ��� ����# ��� ��#���� �����#�� ����� ���� ����#$ ����% ���� ����������� �� ����� ��� ���#�����������#&� 2��� ���#�� �� ��� �#������ �#�� ���.� ��� ����# ���#��� ���� �������� ���$ �� ����$ ������ %� � � �#����� ���� ���� ����� ���#����#���������� �#� ������ �� �#���� ������� �� ��� ���� ��� #������ ������#��� " &����& #������# ���� ���� �%�������!! /�$3'���&�#�'�'�'%�����&#�����0 �� �����#������ �& ��� �&#��&��� �� ������ ���#���

9��#�� �������& �������� �� ��� ���&��#�$ ��&���� /5�40 ��� ��&��������/>�40� 9��� ��������& �#�� �# ��%����#�� ��#�� �� ������ ��� �#����� ��%�'��&���� ���#�� /��� ��&�������� �������0 �# ��&����'�#�� ���#�� /�������������& ��&��������0$ �� �+����� �� ��� �����# ����% %�������� #��� ����� &���������+& ���#��!!� �%���$ ����� ���#���� �� � ��������& ���� �� ��� ���� ��� #������������#����

��������#����$ <��%�������#���� ��� =��&������#���� 5��

Page 219: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

����� �� � #����� ��& ��� ��������# ���%�� /���30 ���&��# ����� ���������� �� ��� ��#�������% ����!!1

(O

HOHO

OH

OO

HOHO

OH

O)namylose (n~103)

��&����$ �� � #����� �� ��� ����#��� /�� 70'�'� �����%�$ ����� �� � ������� �#������ ���� ����� ��� �� ����'�#&��������� )�� ����+ ��� ����� ���������� �������� �� ������ %���� �������� ��� ���� ����#������ �� #���������� ��# ����������# ���� �����#�������5

�������� /��������# ���%�� ���>0 �� � ���� ��#%�# ���&��# ������&����$ �� ��% ��� ���� #�������% ���� �� ��� �����# ��� ���� �#������%?/�� 30'�'@ ����� � �#& ��� ������� �����6 ��&�������� ���� �������� ����������� �� ���� ������� ��� ����������1

O

HOHO

OH

OO

HOHO O

O

OO

HOOH

O OH

amylopectin

E�� ��#�#����%�&$ ��&�������� �� %������# �� ����� ��� #����� ��& ���'�#&���������

��� ����

B�&��%�� �� ������� �� ��� ������#��#� �� ���#�� �� ������ " �� �� � ���#�%�������#�����!! �� ���#%&� )�� ��#����#� �� %�&��%�� �� ���� ���� �� ���� ����&�������� �+���� ���� ��� �#������% �� ��#� �#�A����$ ����� � �#& �� �������� �����$ ��� ��� ��������# ���%�� ��& �� � �� ��%��#� D�#�������#������% ��.&��� ��� %�&��%�� �������#&���� ������� �� ����� �� ��#����# ���� �� �#����� �'%������ �'��������� ��# ���#& ���� ��� %�&���&��� ��A������

�������������

8�������� �� ��� ���� �������� ���&��# �� F�#�� ��� ����������� ���� ������#���� ��#� �� ��� ������� ���� �� ���#���� ����#� ��� ���� ��� ����

5�> 8�#���&�#����1 )�� 9���� 2�������� �� :���

Page 220: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

����#�������% ��� ����&�������$ �������� ��� ��%#�������� 8�������� �� ����&��#$ �� �#&��% ��������# ���%��$ �� ���������� �����1

(O

HOHO

OH

O

OHO

O)n

OH

O

H

cellulose (n is 103–104)

�� ����$ ���� ��� #������� �+������� ������ ���� ���������� ���� /�������.�� �&�&�#�%�� ������%0$ ��� ��������� �� ���� �� ���� �� � ��������� #�����!! ��#����#��G&�#�%�� ������% ������� ������$ �� �����# � ��#����� �# ����'��#����� �����/%� ��% ��� �&��� �� ���������$ �����& ��������� H ��� ��������� HH0$ ����#�� ��#�#�%����& �� ��� ���&��# ��� � �����A���� �����%��% �� ����� ����� ������ ���������#����#���!! ��� ���� ���#�� ��#�� ��� �������� �� �������% ����#��� ��#E���#� I ��������� �� ��� ��*�# ��#����#�� ����#��� �� ��� ���� ���� �� ������ ���� ���� �� ����# �#%������$ ��# �+�����$ �#��� ��%�� ��� ���� ���%�� 8��������#�� /���� ���#�0 �#� ���#�& ��#� ����������

<�� �� ��� ���� ���� �� ���������$ �� ���#��$ �� �� ��� ���� ��� ����# ������#&���#� ���#� �� %#��� ����#��� �� #�������% ��� �#��������� ��������% �#������� ������.&��'����� �#�����#��� )��#� �� ���� ����#� ����% �+������ �� ����#�������%��� ��#������% ��� ��#���%� �� ��� �������������!!$ ���� ���������� �� �#������ �����.&��� /����������0 ����� �� ��� ��#���� �� ��#���� �����#�� ���� �� ���� ����%#��� ��������� �� ��� ����#�� �� �#��������3 H����� ��#� �#� ���� �#������ ��#��&����% �#�%#����� ��� ��� ���#���� ��+���� ������#& ����� �� �������

H� �� � ��#�����& �� � ������� ���� ������ �����.� ���#�� �� � �#���#& ���#�� �����#%&$ �� ��% ��� ������& �� �&�#��&�� ��� �'�'%��������� �����%�$ ��� �#� �������� �����.� ��������� �� ��&����% ��� � ������'�#��# ���#������� #���� ����$ ��������#�����% ��� #����� �������� �� � ���� ���� �� ��� ����&������� �� ������������

����������

H� ��������� ��� �� ����#���� �� ��� �����#� �� ��� ����� ���%���$ ���� ��#��&������ ���� �� ��� ������#��#� �� ��� ������ ��#��� C���� �����& �� ��� �������� �#���������$ ��� ���� �� ��� �+��������� �� ������� ��� ��� ���� ���� �� ���&���%� /5�4 �� ����#����0$ ������ �� � ���&��# �� !'����&�'�'%���������� ����!��!��'������&����������� ����% ��� #����� ����1

(O

HONHAc

OH

O

ONHAc

O)n

OH

O

H

chitin

��������#����$ <��%�������#���� ��� =��&������#���� 5�J

Page 221: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

)�� ��#����#� �� ������ �� �������� #���������� �� ���� �� ���������$ ���� �����#�������!! ��� ���#���������# �&�#�%�� ���� A���� �� ����6 ��� ��������#���%�� �� ������ ���� ���#�+������ ���� �� ���������� )�� �#������ �� ��� ���������%#��� �� ������$ ���� �#$ �����#� �� �+�#� ��%#�� �� ��������& �� ��� ���&��# ����%�� � ����������� �� �����#���� ��� ����# ������� " ��� ����#��������# �&�#�%������� �� �� ��% ��� ��������� %#���� �#� ��#������#�& ��#��%�

F�.&��� /����������0 �� �+��� ���� �&�#��&�� ��� ������ ����� /���� ����!��!��'������&�����������0 �� ����#�� � ���� ���� �� ��� ������� �& �������%����� ���%�� �����%�� ������� K���&����$ ����% � ��������� �� ����#���%�&���&������ ����$ ��� #���#��� � ����������# �&������� �� ������ �#���� ���� ���� ���������� ��#� ��� �155

HOO

HONHAc

OH

O

HON O

OH

O

������������

G���#�� �� � ����#����&������#��� ���� �#� ���� ����� �#�� ��#���% �� ����� ������� H� �� ����� �#��������& �� ����� ���� ���� �#��#��� ����� ��� �� �������#� ������& ����# ��#%�#& ��� ��# ��� �#������� �� ��#��������

CO2–

(O

HOOSO3

–O

HO–O3SNH O)n

OSO3–

O

the main repeating unit in heparin

G���#�� �� � ��%��& �������� ��� ����� ��%��& ���#%�� ���&��# ���� �#��%�������#�����$ � ��& ��������# �� ��� ����� ���%������� �������$ ���� ������#�+����& �� ��� ����'��#���% �#�����$ ��#������5> G���#�� �� �+����� � ��� ���������� ���� ������� /�������%$ �������� #��������0$ �����#�%��% �� ���#�������#�� ��# � ������# ��� ��#� ����������#& �#�%� L������&$ �� ���%�������#������ ���� �&������.�� ����� #������ ��� ��� ������% ������� �� ����#��$ �� ��#��������� �� ��� ������ ��� �� ��� ����� ��#� ������ ���� ����#���5J

�� ������ ������ ������������

)�� ���� �� ����� �� ���� B#��'������ � ��� B#��'��%��� � �����#�� �� ������� �������%�&���$ � ���&��# �� ����� ���#� ������� ������ �#���'���� ������&������#��� ������ �� ���� ����#� �����������&$ �� B#��'��%��� � �����#��$

55� 8�#���&�#����1 )�� 9���� 2�������� �� :���

Page 222: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

���#� �� �� ����# ����#��� ���� �� �������� �� � �������&������#���I�#�����������+� H� B#��'������ � �����#��$ ���#� �� �� ����# ����#��� ��� ����������%�&��� ���� �� ������# ��� ��� �������� �� �� � ���&������#��� ����������� ���� /� ������# ���&��# �� �������#�� ���� ��� �#���� ���&��� �����%�#�0� ;��� ��#�� �� �����#�� �#����� �+�#��������# ���&������#����$ �#������� �����# � ����#��� ������� �� ������& �������� �� ��� ���� �� ����� �# �� ������ �����& ����� �� ��� ���� ��#����� )���� �#���� %�&�����*�%���� ������&������#���� �� ��� ��#���� �� ��� ���� ���������� ��� ����%���� ����#����������� �������� �� ������%���� #������� �� � ����6 �� ��������$ ����� ���� ��#������#���&�#���� �#� ��� ��� #���%������ ������� ��# �����%��� �� ��� �����#���$���� �� �����#�����%���

)�� �������&������#���5 �� B#��'��%��� � �����#�� �������� ���� � �����/����� �$ ����� �� ��� ��#���� �� ��� �����#���0 ��� � ���&������#���/��������� �� ��� ����� �& �� ����# ��� ����# ��#�0 ���� �#� ��%����# ���������%��� #���������� ��# ��� <'�������� ��#��&���� )�� �������# ���&���'���#���� �� ���� �&��� �� �����#��� ���� ������ �� ������ #�������$ ��� ��'������K'����%����

)�� ��#����#�� �� ��� �#���� <'�������� ���&������#���� ��� K'����%����#� ���A��$ ����� ����% ���#����#�.�� �& #�������% ��������!! �� ��� ���&��#��#����#��7 H�����$ ��� �&��� �� ����������#����$ ����� ��������% :'#�������/3'���+&':'�������0 ��� :'������ /3'���+&':'%��������0$ �#� �����$ ��%����#���� #�#�#$ �������� ��%�#� ���� �� $3'�����+& ��+���� ��� ��K��!! /'���+&'�'� �'����������� ����0�$3

-� ���� #���#� �� ���� ���*��� �� ����%������& ��� ��� #������ ������#������� ���� �� ������� ��� ������� �� ��#���&�#���'����� ������� �� �������� ������#�

�� ���� ���� =�%���$ -� ��� G�#���$ �� ��� /�J��0� ��� ������������" ������� � � #����������$

���� HH�$ HH;$ �������� =#���$ :������

5� 9����M �$ ��$ 8M �#�&N $ 2� ��� =���N �$ �� /�J30� ��� $���������������$ F#����$ H� ��� G���&$ �����$ �������� =#���$ :������

� ������$ �� :�$ �� ���$ �� F� ��$ 2��E����$ �� �� ��� D�O %���$ C� ��� /�JJ30� ������ ����

������������� �������$ ��� $ =�#%����$ <+��#��7� -������#$ L� :� ��� ;�2����#$ �� E� /�JJ50� � �������� ���" %�������������� � � �����

&����������$ �������� =#���$ :������� ��������$ B� <� ��� /�J>5$ �J>$ �J>0� ��� %��������������$ ���� �I$ �������� =#���$

:������3� �����#��$ 9� ��� /�JJ30� %�������������� � ������ �� ��������� �$ 2�#��� �����#$ E��

P�#��

�� )����$ 2� =� ��� G�#���%$ 9� F� /�JJ>0� � ��������� �� %������������� #������ �����$)�&��# ��� C#�����$ :������

>� �����#��$ 9� ��� /�JJ>0� %��������������" ���������� &�������� � � '� ���� �� (����������$

2�#��� �����#$ E�� P�#��

��������#����$ <��%�������#���� ��� =��&������#���� 55�

Page 223: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

J� 9����$ ;� �� ��� 9 ������$ ;� F�.&��� �����&��#������� ��� �&������� �� ���&������#����$ ����������� �� ) ������� � � ������ #������$ )����$ ��$ C#���#'L���$ ;� <� ��� )������$

K� )� ���$ ��� $ 9�#��%�#'D�#��%���� -������#$ L� :� ��� =�������$ F� C� /�J30� ������* ������� � � ���� �����$ ��� �$

�������� =#���$ :������

��� 9����$ ;� �� /�JJ30� 8�#��� %#��� ��#���&�#����$ �� ����� ���� +������$ G��#&$ L� �� ���K���������$ =� 9� ���$ 8������ ��� G���$ :�����$ �� 5��

�5� )������$ =� ��� 9�������%$ 8� G� /�JJ>0� ��" ��������" ��" #������$ ��$ 53�

�� G��%��#$ 8� G� ��� -����#$ =� �� ��� /�JJ�0� #���� ������ � � #������������ �� ��������$2�#��� �����#$ E�� P�#��

�7� K�����&$ �� C�$ =�������$ B� <�$ -�������$ =� �� ��� =�������$ :� ��� /�JJ0� �������� � ��������� &����������* %�������������� ������ � � � �������� ��������� �$ -�������

=��������%$ 8���#��%���� K����$ ��$ =������$ ;�$ G���.�$ )�$ G���.�$ Q� ��� -�%��������$ -� /�JJ>0� ������ ����

�������� �������$ ��� H� '� ��� ���� � � �������� �������$ -���&$ 8��������#�

�3� C��#���$ G�'=�$ =�%�R �$ 9�$ ;�N ��SO ��$ ��$ 8����$ 9�$ :�+�$ �� ��� ;�N ��SO ��$ ��'=� /�JJJ0�#����������$ ��$ �5>55�

��� 8�#����$ E� ��� D�#%�#�$ 8� /�JJ>0� ���� ��$ ���$ 3�5�

�>� C����#$ �� ;� ��� -����#$ �� 2� /�J3�0� ��" ��������" ��" #������$ ��$ ����J� 2�..�#����$ L� �� �� /�J��0� ���� $ =�#%���� =#���$ <+��#��5�� 2�..�#����$ L� �� �� ��� =���#$ 2� B� ��� /�JJ�0� ���� ,� ����-$ F�#����� 8����� 9�����&$

H9;E >>'>3>>J'��'��5�� ������$ =� ��� 2�..�#����$ L� �� �� ��� /�JJJ0� ���� � � ���� ����$ ;�#������# D�#��%$

;�����55� K���&����$ 9�$ K�&�����$ )� ��� 9����$ 9�'�� /�JJ30� ." " ��" ����$ ���$ ����

5� 8����#$ -� �� /�J>�0� ,����� /� � ������� %��������������0" ���������� � � '� ���� ��%���������$ B�#��� ��� ;#����$ :������

57� 8���$ ;� /�J>0� ��" ��������" ��" #������$ ��$ ��

5� �����$ 9� /�JJ�0� 8�#���&�#���� ���� �������%����� ��� ������#������� �#���#����$ �������������� � &��� &���� $ -���.��$ T� �� ��� E����#��$ K� �� ���$ 2�#��� �����#$ E��P�#�$ �� 5�J�

53� :����#��$ L� �� ��� )����$ )� /�JJ�0� G���#�� ���%�������#����1 ��� �����%��� �� ����������� ������������$ �� ������������ � &��� &���� $ -���.��$ T� �� ��� E����#��$ K� �� ���$2�#��� �����#$ E�� P�#�$ �� 5���

5�� 8��#��$ G� F� /�JJ>0� ,����� ��� �� � %����� �$ �������� =#���$ :������5>� ;����#$ �� -� /5���0� !�����$ ��$ 77J�5J� =������$ 2�$ G�N #����$ ��'=�$ ;�#���$ ��$ �#�%��.$ =�'��$ ���������&$ =�$ :�#����$ ��'8� ���

G�#��#�$ ��'2� /�JJJ0� !�����$ ���$ 7���

�� K������� $ E� K� ��� K��#��$ P�� �� /�J>J0� ���" ���" ���" #" ���$ ��$ ���� 9����� $ D� E� /�J>30� ��" ��������" ��" #������$ ��$ 5���5� ��������$ B� <�$ 8�����#*��$ �� ��� ;#�����$ =� �� /�JJ0� ��" ��������" ��" #������$

��$ �3J�� T�O �#��%�#$ Q�$ :�����#$ ;� ��� L��������$ F� )�� /�JJ70� ��" ��������" ��" #������$

�$ 5���

7� ������%�$ G� �� /�J>0� ��" ��������" ��" #������$ ��$ ��� :�����#%$ ;� /�JJ�0� ��" ��������" ��" #������$ ��$ 5�J�3� Q�%�#$ C� 2� /�J>�0� ��" ��������" ��" #������$ ��$ 5�

555 8�#���&�#����1 )�� 9���� 2�������� �� :���

Page 224: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

������� ��

�� � �������� ����� �� �����

�� � ������������������ �� �� ����� ������� ��� ��� !������� � ��"������ � ���� �� �� ���#��� �� �! �$ % ������� ��� ��!�� ���� &� � ��'���� ��!����� # �� ��$���������� ��!��������� ���� �� ���� �$ ��� � ������� ��� ���� ��� $���� $��� �(������ )$ ��� ���� � *����� ����� ��'������ ���������� ��!������� �� ���%�� ��� ���� � �� ��� ��� ��# ��� ���� �$ ��� ����� ������ �$ ��� %�� �������������� ���� &���� �' ���� ��#�%��� ������� ����� �$ � ��������� �$������!��� �������� �$ ������������ ��� ����� �! ����� ����������� ��� ������ ��!��������� ��� *�$����� ��� �������������� � � �� �� #���� ����� !�������� �� �� ����������� �� � ��� $���� $��� ��� � +� ��� ���� ������� ������� � ��������� , ��� ��������� ������������ �-�. /� ��%� ������� �'����� �$ �� � ����� ������� , ��� ������!���� �� !�������� ��� +� ����� � � � � �� ����� �� &�� ��������� �$ ����� !�������+�!���� ��� ��������!� 0�� ���� � ��� ���� ���$ ������� ��� ��� � ���� ����� ������ ���� ���� ���� "������ �������1 � �� �$ ������� ����� ��� ���� �������� �����$����#��

�� �� ����� ��� �� ���������

������������ � �� ��� ���� ��� ��� ���� �� �$ � ������� �� !����� � ������ ���� �� � ����� �� ����������� � � #� �� ��� !����� � ��� ��+�� ����������$ ��� ��������� ��� � �������� �$ ��� !��������� �� ��� ��� � ��������������� �� �$��� ����� �� �� �� ��!��� 2!������� ��!������3� 4���!��������� �� ����� � ���� � � �!�� ������������ ��� �1 ����� ������!��������� % ������� 55��%������66 � ������������ $��� ���� ��� 2�� $�# �� �����3������������

Page 225: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

���������� �� ��� � % ��� ��� �#� !����� ���� ��� � $$����� ���� �� ��� �����$ � ���!� ���#��� ��� ������������ ��� ��� ����� �7

CO–

NH–CH

HOO

HO

OH

AcNH OCHCH

NH–

CO–R

R = H (serine) CH3 (threonine)

O-glycosidic glycoproteins

OO

HO

OH

AcNH

NHCOCH2CH

NH–

CO–

N-glycosidic glycoproteins

D-Man α 1 D-Man D-GlcNAc D-GlcNAc NHCOCH2

α 1

D-Man

6

3

β1 4

β β

1 4

4���� �! $��� ����� �#� 55�� �!�����66 ����������� #� �� ��� ������ � ��� ��!����� � � ��� �%�� ��� � ��� ��!����� � � !��������� ��� ��� ��� � �� �$$������ ����������� �� ��� ���� �� ��� �� ��� %�� ��� ������������� ��� $���� � ��� !��������� ���

�� �����

&�� ���������� ��� �� ����� ��� � %���� ��� ������������ ������' ��� �$� ���������� � #� �� ��� ������������ ���� �� � �$��� �������� �� �� !����� �� �� ����� ��7

HOO

HO

OH

OH

O OCOR'

OCOR

a D-galactosyl diglyceride (bacteria, plants)

HOO

HO

OH

OH

O R'

NHCOR

OH

a D-galactosyl ceramide (animals)

)� ��� ���� ������' !����� � ��� ���� �� ��� !��!� �� ��� 2��� ���� ����������� �$ ��� !������� �!�� � ���8��3� ��� ��!�������� � ��� ����� �� ��������� �� ��!������ ��� ��� ������ �! �� !�������� �� � ������� �� ��� ������ �������������� � � �� � ��� �����

)� +��� ��� ���� ������� ��� ��������� ��� $���� �� �$ ���� ����� ����������!����� � �� ��%� ���� ����%������ ������ ��� 55�9) �������66� #� �� ��� ����

..8 :������������7 &�� 4#��� ;�������� �$ * $�

Page 226: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

������ ����� �� �� ��� ������ �������� ��� ���� ��� ������� ��� $�� ������������ �$ !��������� �� ������ ����������

HOO

HO

HO

HOO

HO

HO

O

HOOHO

OO

HOH3N+

OH

OH

OH OH

HO

O

HO

OH

HO

HO

O

HO

OH

O

OP

OCH2CH2NH3+

O

O–

O

O

OHOO

PO

O OCOC13H27

–O OCOC13H27

a GPI anchor of Trypanosoma brucei

��� � ��������������

�������� ������� ���� �� �$ 2�������3 � ����������� �� !����� � ����� � ���� ��� � � �� $�� �'������ � � � <7

2–O3POO

O

OH

OH

O NHOPO3

2–

ONH

OOH

OHO

O

O

OO

O

O

O

��������+�!���� ��� ������ ���!� ..

Page 227: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

)� � !�� �$ ��� ����� �$ ������' ���������� +��� ���� ����� #�� ���(����� !��� �� ���� ������� �� ��������� ������������� # �� � ����� ���������� ����� �� % ������� ��%���� � ������������� ������������� # ��$���� ���� ��� $��� # �� � ����� ������������= >�% ������ ��� ������� ������ ��������� ����� � � ���� $�� ����� !�������+�!���� � (����� ,��� ����� �$ ��� ���� �$ ������������� � ��� #���� �$ � ���!� � �� �������������������-.� ?������ �$ ��� ���!��� �! ���� �$ ����� �� � �� � ��� �����%���� �! $ ���� ���� �#� ��� ��� �'������ # �� �� ���� ����� ������ ���� �$����� � ��� � ���� *�# �'�

�� �� ��

�������

;��� �� #�� ���� � ��� ���� ������� �$ � ����� ����������� �� ���� #������ �� � � � ��� ��� �� �$ ��� ��� ���!������ ����� �� ��� ���� $������� ����� �� � #�������� �$ �� � �������$�� � ��� �$ !����� ���! ��� �%��� !��� ���

4��� ����� �!�� %�� ?������ ��� 9�� ���� ����! ������� #��� ���� �� ���� $� ��� ������� 0� � ������������ �� #� �� ����� ����� ��� ��� ������ �� �� �! � �� �$ ����� �7.@

O

HOOH

O

–O3SO–O3SNH

OSO3–

CO2–

OO

HOOSO3

– O

HONHSO3

OH

OSO3–

OCO2

–HO

O

HO–O3SNH

OSO3–

OO

<�����!� �� � ������������ �� ����������� � ������ �� ��� �������� � ���!� ������� ��� ����� �������� �$ ����� � ���� ��� �%��%�� � ��� ������� �� �$������ � �� ��� ����� ��� ������ �� &� ���� � � ���� ������ ��� #������������ ���!� � #�� ��� ��� �� ������� 0� ���!�� �� !�������� ����

A��� ���#���!� �$ ��� ������ �� �$ ��� �� �$ ����� �� � ������������ ��� �� !�������� �� ������ �� �������� �$ �� ��� ������ � � �� �!���� � 2��� ������������ �� <����� �3 ������� �� � ������ � � �� �!���� � 2&����� �3� )� ��� � ������ ���������� ��� �#� ���� �� #���

..B :������������7 &�� 4#��� ;�������� �$ * $�

Page 228: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

���� ���� ���7

natural heparin:

O

HOOH

O

–O3SO–O3SNH

OSO3–

CO2–

OO

HOOSO3

– O

HO–O3SNH

OSO3–

OCO2

–RO

O

HO–O3SNH

OSO3–

OO

OR'

CO2–

(O

HOOSO3

– O

HONHSO3

O)mH

OSO3–

OO

HO–O3SNH

OSO3–

CO2–

OO

HOOH

)n

H(O

R = R' =

A-domain

T-domain T-domain

O

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

CO2–

O

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

CO2–

(O–O3SO

synthetic oligosaccharide:

OCH3

O )nO

/ �� �C D� ��� 55.�����66 �� !�������� �� �'� � ��� �� ��� �������� � ��� % ��� � ��� �� ���� $�� ������� ����� � ��� �� �� � ������� ���� �$ ��� ��#����� � ���$$���� �$ ����� �� :���� � �� ���� ��� ������� � �������� ��������� �� �$$ � ���<����� � ��� ������ � � $$������� ����������� &����� � �� �%� � ��� � ���$$����= )$ ��� ������ ��� &����� � �� �� ��� ����� �! �� ��� ��������� �! ��� �$��� <����� � , ��������� ����� �! ��� ���������!����� ���� �� ��!!����� ���������7

O

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

CO2–

OO

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

OCO2

–CH3O

O

CH3OCH3O

OSO3–

OO

OR

O

CH3OOSO3

–O

CH3O–O3SO

OSO3–

OO

CH3OOSO3

(O

OSO3–

OSO3–

)nOPr

R =

A-domain

T-domain

��������+�!���� ��� ������ ���!� ..�

Page 229: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

O

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

CO2–

OO

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

OCO2

O

CH3OCH3O

OSO3–

OO

RO

OCH3

O

CH3O–O3SO

OSO3–

–O3S(O

O

CH3OOSO3

OSO3–

O )n

R =

T-domain

A-domain

&�� 55<�&����� � �@����66 2�C B3 �������� �� � ��� ������ � � ��� ���������$ ��� ������ � ��� ��� 55&�<����� � �D����66 2�C �3 #�� 55�� ������ �� ������� ��� %� $���� �� ������� $��� � �������� ����� � �������� ��66�.D��

<�����!� �� ���������� �'������� �����!�� �$ ����� � ��� ���� ��� !������ ������� 0��� ��� ������� �� #�� �� �� ��� ���� $ � �� +��� ������ �� )� #������!�� ���� ��� ������� #�� ��� ������ �� � ������ �$ ��� &����� �� )� ������� �%������ �� � ��$ � ����� � ������� � ���� #�� �������� #� �� �%������������ 0�� �� �� !�������� �� # �� ��� ������ �� �� ������ ��� $ ��� ���� $ ����� �������� � ���!7�

O

CH3O–O3SO

OSO3–

OO

CH3OOSO3

––O3S(O

OSO3–

O

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

CO2–

OO

CH3OOCH3

O

–O3SO–O3SO

OSO3–

OCO2

O

CH3OCH3O

OSO3–

OO

RO

OCH3

O

CH3OCH3O

OCH3

O

CH3OOCH3

OCH3

O )3

)3(O

R =

T-domain linker

A-domain

&�� ������� �$ �� � �������� �! � ��� �$ !����� ���!� ������ +��� $ �� ������������� �$$���� � �� !�������� �� ������� � �%�� ��� ���� �#� ��������

..@ :������������7 &�� 4#��� ;�������� �$ * $�

Page 230: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

���� ������ ��������

< � �� � �� �� �������������� � � �� � 2������� ������ ���'��������������������.���������� � �� �3 � � ������ ���� ��� ��!�� $���� �� ��� ���$���!��������� � �$ ���� ������ �� 2���� ����������3� ������ �� ��� ������ ������>�� �$ ��� ���� ���� �� �� !�������� ��� ����� � �! �� � � �� � �� � � �������� �7

HO

OH

O

HO

OH

O

NHAc

OH

HO

O

OH

OOH

OH

O

OH

O

CO2–

AcNH

HO

HOO

sLex

���� � ������ �!�� � ��# ����� �$ �������������� �� �! !��������� �� ������ ������� � #�� $���� �� ��� ���$��� �$ ����� � ����� ��� ��� !����� E�2�������� ��3� 9�2��������3 ��� 4������� � 2����������3� E��� �$ ����� ������ ������!� 0�� ��� � ���� �� %��� �! ��!����� � ���� *�# �' ��� � � ��� E������� � ������� �� #� �� ������ �� ��� %��� ����� ���!�� �$ ��� �$��������� ����� ���

/��� � ���� �+��� ������� ��� �������� �� ����� ������� �� ������� 0 �! �������� ��%��� �$ E������� � �� ����� � �������� �� $��� ��� � ������ �! ����� ����� � �� �$ �+���� &� � ������� �%��%�� �� ����� �� ���� � !�%����� ������ %����� ������� ��� ���#��� E������� � ��� � ���� *�# �'� /��� ��� ������������ �� ��� ����� ���� ����� � ��� ���!�� �$ ����!� �� ������ ����� ��� ���� �� �$ �$������ ��� &����$���� # �� ���� � ���� ��� ���������� �! �$ �� �#���� � ��� �$ !����� ���!�� ����� ��� ���� �� �������� �$$��� �� ������� � ����*�# �' 55� � ��66 2!����� ��� ��3 �� ���%��� ��� ����� �� ������� ��� �� ���� ����� � �$��������� �!���� ���$�� � ��� ��������� �$ � ������ ���� �� ������ �������� � �� &���� � ���� �% ����� �� ��!!��� ���� � � � ��� �������� ����� ��������� ������� �$ �������� � ��� �� ���� �� �� �$$��� %� ��������� $�� �������

&�� ������� � �$ � ���� *�# �' �� ��� ������ �$ ������ � ��� ������ ����������� �� ��� $����#�� ���� ���� � ���� ���� ��� ������ ��� ��0������ ���� ���������B-8� , ��� ������ �������� ��� � ����� ������� � �'�����$ � � ��!���F &���� ��������� ��%� ����#�� $�� ���� ��� ���������-$���� ������� ���� �� ��� � ����� �$ ��� ���$����� �� �$ � ���� *�# �' � ���� ��� $������ ����� $����� < �����"����� �$ ��� ������ ��� ���� �� ��� !� ��� �������� � �� �$ � ���� *�# �'�8��8. /��!� $�� �������� ��� ������� 0�� ���������

��������+�!���� ��� ������ ���!� ..D

Page 231: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

# �� � ���� ����%�� � �� �! �� E������� � �%�� ��� ������� � !���� � ����*�# �'7

HOOH

OOH

–O2C(CH2)3CONHCHCONCH2CONH(CH2)13CH3

HOHO

&���� ������� � ��������� ��� �$��� ���������������� � ������ ���� ���������# !��� ���� � �� # �� �� ����� ���� ��� ����%�� ���� ���������� A ��������� !����� ��� � ���� ��� �� �������� � � 55���� %�����66 $��� !���������'� � �� ����%�� ��� % ���8�88

�� ��������� G�%�H �I � 9� ��� 2�DD83� ��������� ����� ������� � ���� ��� ��� ����� ��� ��� ���� ������� �

<:4 4����� �� 4�� �� B�� <��� ��� :��� ��� 4�� ���� /��� �!���� �:�.� *������� �� 2�DD@3 2���������� ��� E�!� �� �� J� ���� <� J�3� ���������� � ������� ��

������� &� ���� 4����!����� ����� �� >�� 4�� J �� ��� 9� ;�� ;������ ;� ��� ?���� G� 2�DDD3� ��� !���� ���"�� ��� ��8� 4����� 9� ��� /��!� :��J� 2�DDD3� !����� ���"� ���� #��� ��� .���� J���# �0� ;� )� ��� 9 !���� /� ��� 2�D��� �D�@3� $�� ������������ � %���� )� ))� <����� �

9����� *������B� J���# �0� ;� )�� ��� 2�[email protected]� $�� ������������ � %���� )))� )K� <����� � 9����� *�������� L������� �� �� ��� ;������ L� 9�� ��� 2�DD3� ���� ����� �� #���������

������������ � ������� �� %������� <����� � 9����� *������@� *��� M� :� ��� *��� L� &� ��� 2�DD83� ��������������� � ��������� �� !��������� �

<����� � 9����� *������

D� ��% �� ?� �� 2�DDD3� &� ���"� ����' ���(�� $�� � )� .����� <���"����� �� ��� K����� �� �� 2�DDD3� $���������7 <��������� ��� �8���� ;����������� *� <� ��� ?����00 � :� L� 2�DDD3� ���"� #�� &�� �� �@8�

�.� 4� J �� ��� 9� ;� ��� ;������ ;� 2.���3� !����� ���"� ���� #��� ��� ��B.��� J�������� E� A� ��� 2�DD3� ������������ !��� � �� ��"�������� *����� �� *������

������� /������ �� ;� ���� %��� �8� J����� 9����� :� $��� (���8� G������ &� ��� 4�����$$� G� 2�DDD3� !����� ���"� ���� #��� ��� �.�

�� K������ M� �� ��� 4��� ��� L� L� 2.���3� ���"� ���� +�,�� ��� .����B� <�������� *� ��� N�!��� A� ;� ��� 2�D@3� ������ �������� ������� � �������'

������ � �� �������� !���,���� � <:4 4����� �� 4�� �� .�� <��� ��� :��� ��� 4�� ����

/��� �!���� �:���� G�������� G��<� 2�DD�3� $���� ���"���� ����� ��� .B��@� L���� 9� ;� ��� �#��� L� <� 2�DD�3� ���"� ����� BB��

�D� K��� � <� 2�DD3� ������������� �� D��.�� A������ ;� ��� G������ <� ��� 2�DD3� ������������� ������� !������� >'$���

N� %��� �� 9���� )��� (�# M����

.� :������������7 &�� 4#��� ;�������� �$ * $�

Page 232: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

.�� G������ <� 2�DD3� !��� ���"� +� �� �� �D�

..� A������ ;� ��� J ���!���� >� ��� 2�DD83� *������ ������������� %������� �� *������

������� J����� ?� �� ��� ���%��� �� ;� ���� >'$��� N� %��� �� 9���� )��� (�# M����.� �#��� L� <� 2�DD3� �����"� ���� $�� �� ��� ��.8� �#��� L� <� 2�DDB3� ���"� +�,�� �� B@�

.� &�#������ L� L� ��� J����� ��� <� &�� ��� ��� 2�DD�3� $�����-� �� ������������� ;������������ (�# M����

.B� / ��0��� O� �� ��� ( �$����� G� <� ��� 2�DD�3� ���������� �� .�� .� ���� ;����� �������

(�# M����.�� K��� � <�� :��� �!�� L�� E���� ��� A���0�� J�� J���� �� ��� ;����� �� ��� 2�DDD3� # �����

�� ������������� :4J* 9����� (�# M����.@� %�� ?������� :� <� <� ��� 9�� ���� ;� 2�DD3� !����� ���"� ���� #�� #����� ��� �B���

.D� 9�� ���� ;�� J�H ������ ���9�� ?������ <�� �� !��0� 9��<�� ����������� 9�� *������� ���:� ���J������� ���;� 2�DDD3� ����� ���� 8���

�� 4 ���P � 9� 2�DDD3� ����� ���� ���

�� �� !��0� 9��<�� *�������� )�� 4�������� ���;�� J������� ���;� ��� 9�� ���� ;� 2�DDD3� &� �������"�� � D�.�

.� 4����� 9� ��� /��!� :��J� 2�DDB3� ����� ���� !��� ���� /�!� ��� �.�@B�

� 4����� 9� ��� /��!� :��J� 2�DD@3� ���"� ��""��� ��B��8� 4 ������ E� E�� ;����%��� �� ��� �������#�� � �� <� ��� /��!� :��J� 2�DD@3� ���"� +�,��

��� @�

� /��!� :��J� 2�DDD3� !��� ���"� +� �� ��� �B�B� M��� ��� ;�� G �� � &�� &��� ��� &� ��� G����� J� 2�DD@3� &� ��������� ���"�� ��� B���� E����% �� N� ��� ;�!������� �� 2�DD@3� &� ���� ���"�� �� D�8�@� O���!� M��;�� ?���0��� <� ��� 4 ���P � 9� 2�DD@3� $���������7 <��������� �� .8��

D� ?� '�� >� ��� (�����!� &� 2�DD@3� &� ���� ���"�� �� .���8�� G����� 4�� ������ ��� :�� )�� ��� J�� A� 0 � &�� G����! � L� ��� G ��� ;� 2�DDD3� !�����

���"� ���� #��� ��� ����

8�� G���0������� �� 2�DD@3� $���������� �� �B�8.� E����% �� N�� ��������!� J� ��� ;�!������� �� 2�DD@3� &� ���� ���"�� �� D.�8� L��� L� 2�DD@3� &�� ���� ���� �$ ���!�������+�!����� � ���������� ���"� ���� ?�����

����� ���� ?���� �� E� ����!�� �� .8�88� L��� L� 2�DDD3� ���������� �� #����� ���� .�� �� 8�

��������+�!���� ��� ������ ���!� .�

Page 233: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

������� �

������ �������� �����������

��� ������� �� ������������ ������� ��!�� �� ��� ���� ��!������� ������ "��� #�"��� ������ $��%&'�(�)* � ������� ������������* ������� �������������* "�� ��������� ��� �+������ � ������ $������� ��� ,�������) ����"��+* ��,�� ��������� �� ��� ���� ����� �������+� ������ ����,�� ������ ��� ����� ���� ���� � ��"��+ ,������ ��� ��-����� �� ���� � ���! �� *������ ���������! ��� �!����� ��� ��,�!�� �� �������+� .� ����! ��*������ ��� ������ ��� �� /� ������ � ���� �� ����� ���������� �!�������� $!� ��)������� ���� �� ��� ��"��+ ��� ����� ���������� "��� ����������� ����� �� ����� ���� �� ������ �� �� �� ���� �� ���������� �� ��,����! �������+,�����

0���� ����� ���� �+���������* ��� ����!� ��� ���������� �� ,������� ��������� ������������ �� ��� ���,������ �� �������1 !����� ���������������!������ ��,� ���������� �������+ ��� ������� �����* �����!���� ���������������� .� ��� ���� ��������� ���� ��,��� ��� ���� �� ��� ,������� �� ������� ��� ����� �� ������ ����� ����!���� 2�"* ����* ��� ����� ,���������������3

.� ��� ���� ����* ,������� "��� ����� �� "����4��!����� ������������ ���� ��+��� �������� ���� ��������� ��������� 5����* "��� � ������ ������������! ����� ��������� ��� �������� ������������ �� �������� "�� ��������* ,������� "����������� �� ���� � ��4�������� ���������� �!����� � ���������� ��������� "����������� �� 6���� ������!�7�

��� ������� � ��� � ������ �������������� ����� �� ������ � �������������� � �������� ��������� ���� �� ����������� ��� ����

8������ "� �� ��������! � ������� ��� ���������� ����!�� �� � ��������� �������� .� ��������* ����� ���� �������� �� "������ �� ������� ��� -������������ ���������� ��� ���� �� ��� ���� ������ ��� ���� ����� �������39��� �����"� �� ���� � ::���� ���� //�

Page 234: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

��� !����42 ������ ����!�� ��� ���� ���������� �� ��� ������� �� ������������4 ��� ������4������ �����7

OHO

NHAc

OH

HOOH

OOH

OHO

OH

OHO

OHO

HO

OH

O

O

HO

OH

HO

OO

HO

OH

ORHO

O

O (CH2)12CH3

NHCO(CH2)17CH3

OH

R =

.� �� ������ �� ��,���� � ,������ ���� "���� �� ����,� �� �� ��-�,��� �� �������4������� ������!* ���� ����� �+������ �� �������!� �� ��� ���!���� ������* ;��������� ��� ��"������ ����� �������� ��� ����,� ����!�� � �������� � �������7(

O

HO

OBn

BnOO (CH2)12CH3

N3

OBn

R =

OHO

NHSO2Ph

OTIPS

OBnOBn

OOBn

OO

OTIPS

OO

O

OBnO

BnO

OBn

HO

OO

OBn

OBn

BnO

SEtOO

O

BnO

OBn

+

CH3OTf ms

Et2O CH2Cl2

OHO

NHSO2Ph

OTIPS

OBnOBn

OOBn

OO

OTIPS

OO

OBnO

BnO

OBn

OO

OBn

OBn

BnO

O

OO

BnO

OBn

OO

1. DMDO ms CH2Cl2

2. ZnCl2 THF

HO (CH2)12CH3

N3

OBn

OHO

NHSO2Ph

OTIPS

OBnOBn

OOBn

OO

OTIPS

OO

OBnO

BnO

OBn

OO

OBn

OBn

BnO

O

OR

OO

globo-H tumourantigen

�% <����� ������7 ��� 0"��� =�������� �� 5���

Page 235: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

.� � ����������� ����������� �� ��� ::!� ��� ������� // ������* �"� ��������������"��� ����� ���������* ���� -����� ��� ��� �������� �!� ��� ������ ������ .� ������� ������ �� ����!�� ���� "�� ������!������� ���������* ��� � ������� "���������� �� ������� ��� ��� � !� ������7

OHO

NHAc

OH

HOOH

OOH

OHO

OH

OHO

OHO

HO

OH

O

O

HO

OH

HO

OO

HO

OH

ORHO

OR =

O

<������� ������������ �� ��� ��� � !����* ��� ������ ��� ��� �������,� ���������"��� ��� �������* �� ���� ������ ������ ����* ���� ����"�� ��� ����������� ����� ������� !� �����-�!��� �� � ��� ,����� ����7

OHO

NHAc

OH

HOOH

OOH

OHO

OH

OHO

OHO

HO

OH

O

O

HO

OH

HO

OO

HO

OH

ORHO

O

R =

O(CH2)2NH(CH2)4CH

CO–

NH–

KLH

9��� ��� ���,� � ������� ,������ "�� ������������ �� ��,� �������� "������!�����,� ��� ��������� �������� ������* ����� "�� � ��!� ��� �������� �������������� > ���� � �������� "�� ��� ������ �� ������ ��� �������� �!����� ,�������������� �� ��� !����42 ����!��� ���� �� ���������� * ��� ������ ���� "��� ���� ������!���� ��� !����42 ����!�� �� ��� ������� �����+�* ���� �� ��� ������� �� �������������� �����* ��� ����� ���� � ����& ��� !����42 ����!�� ��� ���� ���� �������� �

<����� �����4����� ?������� �

Page 236: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

0������ $�<8 ���������! )�� ��� � @���� $����!� ������ ��� !� ��� � �����������������! )���

.� ������� ��,���������* ;��������� ��� �������� ��� � ������� �� ��� %4������ � !� ������ �� ��� !����42 ������ ����!��*�� �� "��� �� ��� ������ ���������!��� ���������� "��� ����� ������� �������������� �����*� !��������������������*�% �������� ������*� ���������A ��� ����� ���� ���! ������4������ .� ���� �����* ,������� ����,�� ���� ���-�!����� �� ����� ����!��� �� �������� ��� �� ��,����� �������� ������ ��� ������ �"��� ��,����������( 8�� �� ���* ���� ����� ���� ��� ,����� ����!�� ,������� �!����� ��������* �������* ����� �������! ������* ������ ������* �������� ������ ��� �,����� ������ "��� ���� �+�����A*�&

8 ������� � ������� �������� ��� ���� ����� � 9��!�� ��� B���!� ��

��"���� ��� ��,�������� �� ,������� ��� �������� ��� ��� ��� ���� ������������ �� �* ��������,�� * ��� ������ ����! � ����� �����!�� ���� �� ��� ��-���������,� ��!����� �� ������� ��� �������� � ������ "����"����

������������ @�����* <� �� ��� ������!�* 2� �� $�&(�)� .�������! �� ��� �����������* �� �����������������* 8�������* C� D� ���* ,��� �* 8������� B����* 5�����* �� �&��

�� @���* E� ��� �����!����* C� ��� $�&(�)� ������� ������ ������������ ��������* 9��� *

<����������� ������!�* 2� �� ��� 0���* E� F� $�&&%)� 0 ������� !� �����-�!���� �� ����� ,�������* �� �� �������! ����" ����������� ��� #�����������* 5��* G� <� ��� 5��* E� �� ���* 8�������B����* 5�����* �� ��

%� 5��* <�4�� $�&&A)� @�������� �������� ��� �����������7 ������!������ ��� ,�������* ����������������� �� $�������� #�����������* ;�������* 0� ���* =����� ;�����* H�" G���*�� %���

� ������!�* 2� �� ��� B��* E� 8� $�&&A)� B�� ����������� ��� !� �����-�!���� �� �����,�������* �� ��������������� �� $�������� #�����������* ;�������* 0� ���* =����� ;�����* H�"G���* �� %%�

A� B����* �� 2� $�&&()� #��� ���������� ����� ��������* ��* ������ ������!�* 2� �� $�&()� #��� ���������� ����� ��������* ��* ��(� B���* �� F�* F��* .� ��* 2�* 0�* @�������* =� ��* E�������* �� ��* F"��* D� ��� ;��������� *

0� �� $�&&A)� %� #�� ����� ����* ���* ��%((�&� E�!������* C�* 0��,��* 0� I�* 8�����* 0�* 0����* ;�* F��* .� ��* F��* 2� =�* 0�����,�* =�*

@�������* 9� C�* 5�� �* F� D�* 0����* 2� .�* 5�,��!����* B� D� ��� ;��������� * 0� ��$�&&&)� #� ��� ����� &��� '��* ��* A�

��� 5���������* �� =� ��� 0������* E� E� $�&&A)� (���� � #��� �����* �%������ J��* �� ��� @����* C�4�� $�&&&)� #� ��� ����� &��� '��* ��* %&���� 8����* �� E�* 8����* �� C�* J���!* K�4I�* 9�������* 5� ��* J�������* 8�* E�!������* C�*

5�,��!����* B� D� ��� ;��������� * 0� �� $����)� ����� '�� %�* �* �AA��� ;��������* B� B�* F��* 2� =�* J�������* 8�* B���* ��4F�* E�!������* C�* 5�,��!����* B� D�*

5�,�* ;� ��� ;��������� * 0� �� $�&&()� %� #�� ����� ����* ���* �A���

�%� <���* K�4��* 0����* ;� ��� ;��������� * 0� �� $�&&()� %� #�� ����� ����* ���* ��A���� F����* 0� ;�* 0��"���* �� @�* <���* K�4��* C����* B� 9�* 0����* ;�* E�!������* C�*

5�,��!����* B� D� ��� ;��������� * 0� �� $�&&()� %� #�� ����� ����* ���* ��%�%�

�A <����� ������7 ��� 0"��� =�������� �� 5���

Page 237: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ �������

�A� 5�,��!����* B�* E�!������* C� ��� ;��������� * 0� �� $�&&()� #������� ���)* K.K��

.������������ <����� ����� 0 �������* 0�� ;��!��

��� 8����* �� E� ��� ;��������� * 0� �� $�&&&)� %� #�� ����� ����* ���* ��(���(� F�!��� * E� E�* L��* ;�* C�����* 0� 0�* E������* =� 8� ��� 5��!�������* @� =� $�&&()�

#������� ���)* K.K�� .������������ <����� ����� 0 �������* 0�� ;��!��

�&� ;��������� * 0� �� ��� 8����* �� E� $����)� #� ��� ����� &��� '��* �* (����� 0����* B� ��� 9��!* <�42� $�&&()� ����� ������* ��A����� B���!� * ?� $�&&()� #� ��� ����� &��� '��* �* �(�

<����� �����4����� ?������� ��

Page 238: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

��������

��� ���� ������������ ���� ��� ������ ���� ���� ������ ���� ���� � ��� ����! ����� � !����������������!������� "����������� ����� ����� ���� ��!����� ���� �� ��������� ��� ���������� ��������� �� ������� ���!�� �� ��� ##$����!������ � !������������%%&

���� ����� ���� '(()� ��� '('(��� � �������� ��� �������� '((�� ��� *��������� ����� '((�� ���� '��� �������� ���� '((�� ��� ''('�����!����+����!��� ����! ,!��� ����-�����

.���� ��� ����� ��� ��� !��� �� ����� ��� ��� ��� � ����� �����!������ ������� ���������� �� !������ !�����

� � ������� �� ��� �����

�������� �������

������ ��������� ����� ������� ��� ���� ��������� �� ����!� ����!� ������������ �� !������������� ������� �� �� �� !����� �!������ � ##/0������������%% �� ��!� ������ ����� �� �� � ����� ����!� �����1��� ���2������ 3������ 4��5�!�� 0����!�� 4������!� �� "������ 6���-� .��.��������� 0����!���� 6���- ������� ����� ����!���� �� �� '(()�

7� ������� 8����& ����!������ 9:6$.;< !�����!�������= �� � �����������!����� ���� �������� ��� ��� �������� ������!�� �� � !������ ���5�!� ����� ����0�������������

7�� ������ 8����& ����!������ = �� � ���� ������ !�������/����������� � ����!���� ������ ����������

7��������� 8����& ����!������ 406"6$<;: = ������ 8����& ����!������ 406"6$<;: 40>?@2: = ���� ��� ���� �������� �� �� ������ ��� � ���

Page 239: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� ����� ����!� ������� ��� ������ ���� ����� ��� !����!�� ���������� ���� ���%���������

���������� ������� ��� ���������� ���� �� �� ��������� ������ ����������� ���������� !������ � !����!�� !�������� �� � �����!���� ������8>��������= ��� ���� ������� ��� �� �������� ���� ����������� 7!������������ ��� �� �� ���� �� ������� '�� 'A� '( ��� '� .�� ���� !���� ��������� ��� ����������� ���� �����!�� �� ��������� �� ������ �������� ��;������ 8����& ��������������!�� ������B,������=�

������ ������� � ����� �������� �������� ������� ����!� � ���������� �� !������������� ��!���� �� ������� 6" 8'()�= ��� 63 8'(�)= �������� ����������� 8'(A� �� 6"3 ��� '((� �� 6;�6"�63=�

!������ ��� ���������� ���� "������#$���% �� ������� �����/���������� ���� ���!������ �� ���� ;'*��� ������� ����!�� � ��� !�������� � !������������ ��� ����� ������������

���� �������

3������ ������ �� ��� ����!�� � ��� !�������� ��� ���!�������� � !������������ ��� ������ �� ������� 5������� ��� ���� �� ������ � �� ��!����� ��� ��!������ �������� �� !������������ ����� �� ���������� !������� ������!�������� .���� ��� ������� ���!������ 5������� ������� �� ��� !�������� � !������������� ������ ���������� ������� 8'()C=� ��� ������� � ���������� ������� 8'(A,C=� ���������� &������ 8'((*C=� ������������������ 8'(A'C=� '����������� 8'((�C= ��� '�������(����� ������� 8'(A*C=�

������ � �� ������ ����

!����� �� ���������� ������� 8'(),C= �� �� �-!������ ������ ���� �����������!������� �� ����!�� ��� �-���������� ���!������ �� � ���� � ����� ����/����� �� !������������D ������ 66 �� �������� ��� � ��� ���� �������� ��������� ��������� �� !����������� !��������

�� ����� �� ���������� ������� 8'(*C'()A= ��� �� ����� ������������ ������� ��� ����������� 8'()(C= ������� � ��� � �-!������������� �� ��� ����!�� � !����������� !�������� ��� ���!���������

���������� ���������� �������� ���������� ������� 8'()AC=� ��������+������� ����� �� ##��� ��� ����%%� �� �� ������ ������ � ��� !��������������������� ���� �� !������� �� � ���� � ����������

)� !������������� 8'()=� �� �������� 4����E � ��� !�/�������� �� � ����� �� !����������� !�������� .�� ��� ������ ��������� )� �����������*������� ��� ������������ ������ �� F��� 9����� ��� <���� >������ ������� � ##����%% �� ��� ������!���� �� !������������ 7 � ��� ������� ��

,*� 0������������& .�� 4���� G���!���� � @� �

Page 240: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�������� �� �����!����� �� ,��� �� ��� ��!��� ������� 8���� 62� '(�,D ���� 6��'(A�D ����� 662 ��� 66�� '(��= �� ������ ������� ��� ����

����������� + � ������ ���,� ������ �� 9���� G� 0������� !�� �� � ��� � ��� ������ �� !������ �� ##��!�!�������%% � ���������� !����������� !������������ ����� ��� �������� �����!�� ���� ��� ����� �� ����!�� �� ������� � ������������

��������� � -������ �������� ������� ��� 5��� ��������� 8'(((= ������ ������ 8���� � ##0������������ ��� ����� ����������� ��!������ ��������!��������� ��� ������� �������%%= ������� �� ������� ����!�� � !�������������

������ ������ ����

2 ������� ��� ��!��� ����� �� ���� ����� � �!���!� ��� ���� ��� �����!����� � ����� ���� ������� ������ ��� � !�� ����!� �� ��� ��� ������ � ��� ������8��� ������= �� ������� ��!��� �������� �� � !������ ����� 2� ��!�� ����� �����!������ ����!��� �� ���� �� ����� ������� ��� ����� ��� ��� ������� ������������!����� ���� �� ����� ������ ��� �������������

!����� !����� �� ���������� �������� 8���� H���� 4� >� ��� ?%$����� :�2�D >������ 2!�����!� $����������� '(()= ��� ��� ���� � ����� ������ ����������� ��� !������� ���� ��� �� ����!��� �� ��� ����!�� � !����������� !���������

��������� � ���������� ������� 8��� >��������� 4�D G��!�� <������$�� I���� '((�= ����� !������� ���� !�������� ���� ���� �� �� ���� ����������� ��� � �����/!������ ��!���� �� ����������� ����!�� � ��� ##�������!��������%% !��!���� 2 ����� ����!� � ��� ���� �� ��� ��!������ � �-����������������� �� ��� ����� ���!����8�= � ��!� !�������

���������� ������� 8��� ������ 3�/��D ���!���� ;��������� '((A=!������� � ������ � �� �������� ����� !������������ ��� ��� ����� �� !�������������� ���� ��� ��������� � ���!������ ��� ��� !�������� � ������!�!��5�������

���������� �������. ����������� 8��� >�!��� 4� G�D ?- ��� J���������9����� ?- ���� '((A= �� ��� ���� � ����� ������� �� ���������! !�������� ��� �����+�� �� ���� ��� �������� !������� ��� �������� �� �� ���� � ��� �������� !������

���������� !�����. ������� ��� !����� 8��� 0�������� I�D F����/K0>� F�������� '((A= �� � !���������� � ����� ��� ������������ ������ �������� ���� ���!����� ��� ��������� � !����������� ����!� ��!� �� �1�������� /������ ������� !����������� �����!�!����������� ��� !����!�!����

������ ���������

2� ���� �� ��������� ��� �!����� �! !�������� ���� ��� ������ ���������� ��� ����������!���� �� �� ���� ��!������ �� ������� ��-������ �� ��� �� ���������������������������� ��� ����� ������!����� 2 ��-����� ������� � !������ ����� � ���

2������- ,*'

Page 241: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������� �� ������� � ������ ���� � � ���5�!� �� �� ������ ��������������� ���������� �������� �������

���������� �������& !������������� ��� )��� ��������� �� >�����4� ;� H����� 82!�����! 9����� @������ '(AA= ��� 5��� ����� ��� ���� � � ����� ���/���� ��-������ �� !������������� .�� �������� �� �� ������!!������������ ���� � ���� �� � ���������� �� ����!���

!����� ���������� ������� �� :���� F� ������� 8G��!�� <������$�� I���� '(AA= ����� � ���������� �������� � ������!!������ !������������ � ���� �������� � ����� � ���������� �� ����!���

!�������������. )��� ������� ��� )��� ����� �� -������ �������� �� 9����G� 0������ ��� :����� 8:����= �� "������ 8F����� 0��!������� '((= �� ����������� �����!��� ������� � � ����� ���� L!������������ ������� 89������� >�������/������ '(�,=M ���� ���� ��� !����������� !�������� �� ������ .�� ������� ������������ �� ��� ����� ���� �� ��� ������������� !����������� !�������� �� � ���� � �� ��������� ���������� ������� ��� ��� ����� ����!����� ���� ##4��!������9������!�� :������� 0����������� 0��������%%� I�� ���� ��� ��� ��� !��������������������� �� ��� ����� ������� � !��� � ���� ����

�����������. ��������� ��� ������� �� ��!��� @������ ��� ������������������� �� 3����� L/����������� ���� ��� �������� 8.������ 4���������'(()=M ��� �����+������ ���������� �� 2��� >� >����� 8.������ 4���������'((A=D ��� ;������ ������� ���� ��� !������ ��� !������� ##0����!�� 2���!��%%����!� �� �� ��� 3����� �������� 0������ , � ��� ;������ �������� ��������##�������!�� 2���!��%%� �� �� �-!������ ������� � ��� ���� � !������������ ��������� 8���!��������=� .��� ���� �� ������� ##����%% �� ��� ��� /�����!����!����������� !������ ��� ���������� �-!������ ����� �� ������

0��������� � ���������� ������� �� ���� "� :���� 84�������� $��I���� '((A= �� ������� ���� ���� � �������!�� ��������D ����� �� � ����� �!!����� ����!�� � ��� !�������� � ��!���� ���������� ��� �����

)� !�������� ��� �������������� ������� � ����������� �� 4����<���� 8?- ��� J��������� 9����� ?- ���� '((A= �������� �� �������� � ��������!��� !����!�� ��� �������!�� ���������� � !������������� F��� ��������!������� 8��� ,� �����=� ��� ���� �� ���� ������� �� ��� !��������

0��������� � ���������� ������� ��� ����������� �� .����� H�@�������� 8F����/K0>� F�������� ,���= �� ��� ������ ��-����� �� !����/��������� 4������� �� ����������� �� ���������� �� ����!�� ��� ��!������

� � ����

���������� �������� ����,� �� G����� ���� 8F����� 0��!������� '(()= ���������� ��-�� ����� �� ���!������ ��� !�������� � !������������ ��� ���� ����������� ��� ���� ������ � ��� ����� � !��������� � ##�������� ���!��%% ������� ��� !������������ �� ��� ��������� � ������� �����!���

,*, 0������������& .�� 4���� G���!���� � @� �

Page 242: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

!������������ ������. ������ �������� �� ��� 0���������* 1������#����* ��� 0������2����� �� N����O � 3��P ������O � ��� 6����O � "� 9�����O � 82!�����!9����� @������ '((A= ���!����� � ������ � ���!����� �� ��� ���������������������� ��� �������1����� � ������!!�������� 2 ��������� � ��� ���� ����� ��!������ � �������� �-���������� ���!�������� � ���� � ��� ����� ����/����� ���!������

2������- ,*

Page 243: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�����

����� ������ ��� ������� ��� ��������� �� ������ ���� ��� � !�������� �� ��!!�" #�$

���%���� &�&'�� #�� ������ �� ���$ ������

������������ (�)*��������

�� ���������� ������ + ,-*)&��� ���� ����������

(.���������.(.���"�./.���������������� ����0���� �! &�(*

(.���������.(.���"�.�./.���������������� ����0���� �! &�

(.���������.(.���"� �������������������� &�&����0���� �! &�&*,

.���������. .�����"�./.����� �./.�������.(.����������� ���� &� ((-

(.���������.(.���"�./.��������������� &�(

(.���������.(.���"�./.������������� &�(

�������� �� ���������� ������ +*,�������� �� !�������� �! ��������������

������� ������������ ������������� �� &&)�.������./.������������� &�(*�.������./.����������� ) &�(�.���������������� ���� &� ((-

����0���� �! &���� ���� ������ 1�2��"

������ ���������� ������������������ �! ������ 0����"�� �����

-�������3� ����������� -*,�

&.�.������.( .���.�.���4���.�./.������ ,(

������� ��������� ����0���� �! ����������� -&����0���� �! +-

������� &&������� �����

��0�������� �! !�������� �!

�������� ����0�"���� ��

����.��������� �%��������� 2��0 & ).��0���� ��������� -*)

����� �������� +- -�������� �����

��0�������� �! !�������� �! �

������������� �������� �! ��������������������� &))

������������ ���������

/.!����� ���� ������������0�� !��� ������� ,*������� �! ���� &�"������� �! ,*��������� (,*��������� �! ��������� 2��0 ������ &�,

��������������� +�*-�����0������.����3�� +)*-�����4����� �! &))���.�������� +)*��"������� �! - -,

( .������� ����0���� �! +) +� ,.������� ����0���� �! +), .������� ����0���� �! +�

Page 244: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

).������� ����0���� �! +�������� ���������� �� �������� ������

&&- &)�*&/.������ ��������� ������� ��0�� �� ���������� ����� ,,*����� ���������� ����� ����3�� �! ,,*/.������� & ).��0���� ����� -)/.������� ��������� ��'������ ������������� &�,*����� ������� �� ����0���� �! ���0�������

&&������ ����� !�� ���������� �! �����

����� )������ ���������� ������ !�� )*&.�����.&.���"�.(.������ !�������� �!

&�,(.�����.(.���"�./.��������������� &�((.�����.(.���"�./.������������� &�(����� ���"� ������ ) &�(*

���������� �! ����� ����� )*��������� &&,�.��.�������� (�&����������� (&) (&�������� (&) (&�& ).��0����.�./.��������������� -)& ).��0����.�./.������������� - -

-) (&)& (.��0���� 0�"���������� !�������� �!

-+*-& ).��0���� 0�"���������� !�������� �!

-*+& ).��0����.�./.����������� -& ).��0����.�./.������������� -)��0���� ������ -*-

�������� -*-���.�������� -*

).��0���� ������ !�������� �! -�������� ������� +�*-�������� ��0���� ������ -*-�������� ���0��������� +�������� �!!��� &*

�"���������� (*!������ �!!������ (��3���� �!!���

���.�������� �!!��� #�$�

���.�������� �!!��� *,�������� ���"����

��������� -+*-����0���� �! -+

�������� 0����������� +&*�������� 0����"��� ���������� �! + ,-������� ������������ !�� (,�����0�������� ���� ((+������ &��%��������� &), &)/.���������

����������� �! ��������� &(*&,��������� ��

1.��������� ������������� �! &(&������� &&55��������������66 ������� #��

�������������$ &&�*&+ &-*,� &+&

�"��� ����� (��4��� ����� !�� ���������� �! �����

����� ),(.�4���.(.���"� �������� ������ &�(*�4������������ &�( &�(�4������������� &�(

������� �������� ��� ������ ��������� (��

��������� ��������0������ (&-*(�7����� �� �� 8� '� 3�� #�$�7����� /� 9� :� (�#�$�7�����*;�<����� ���"���������

���0�� �, ����4����� �� ���������� ������ ,����4�� ��0���

�!!��� �� ������������� &&��� ���������� ������ ,*,

���4������� ������ ���������� ������ ����3�� �! (*,

���4������� ������� �� ���������� ������ &*, - -, -

���4�� ���������� ������ ����3�� �! ,�����0��������� �� ���������� �! ( .

����� ����#�����������$ �"��� �� ���������� �!

����� )�*& �&

(,) =���"

Page 245: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������������� &������ ����0���� �! ���������0������

&+(*�����.����� ���������� &-& (&*&)���� ���!�������� (+ �������� �� ���������� ������ ,&��3��� ������ �.������������� (������0��.�0��� ������ &�

����0���� �! &�*)������.������ ����� �����.9 ������

������� !��� (,7����6� ��0������ -+������� �"������� �� �&).�����.).���"�./.���������������

��������� �! +��.����������������

������� �����!����� ����� , �+ &,+�"������� �� �&

������� 3������� ������� ( ()����������� +-*-(�����0������.����� 3������� (*)�����0������ ��������� &-(*,�����0������� ������� �! ���� &���������� �� ���������� ������ ,&��������������� (�+��������� 0������������ �(��������� �����!�� 0������������ �(���������� (&��������� (&�*&+

��������� 0��������� �! (&���� (&+

<���� ( . ��� ,.���"���� -��0��� ���!�������� (�*��������� ���� ���� (-*,��0����������3� ����3����� �! ��������

������ &+&*(�0���� &�& (&+*&-�0�������� (&-�0������������ �� ���������� ������ ,�&.�0�������0��.,.!�����.& ,.

���4�����������>(�(�(?���������#�����!�����������$ ���@�����!���� �������

.�0����������4��� ���� �"������� �� -+

�0������ ����"��� ����� �"���4��� ������ )+

<������6 ������� )+������������� ����0���� &-(*,���!��������� &-*(� (�*,

���� ���!�������� (+ ��0��� ���!�������� (�*���3����� ���!�������� &�%��������� ���2��� (+0��!.�0��� ���!�������� � &���2 ���!�������� � &�2��� ���!�������� &

����������.���� ����� #�� �������.��������� ����0���� �!���������0������$ &+)

���3������ ����0���� �! ���������0������ &+(*

������ !���������� 0���� (&+�����0����� ����0���� ���0�� � - &( A

#�$� � &�+������ ������� �� ���������� ������ �*+������ ���!���� ��������� �! +���������� +)�������"����� (&)�����0�"���

���!�������� �! (��%��������� ���2��� ���!��������� (+

�����0�"������� ������� �� ���������������� +

����������� &�&/�� /� �� #�$���0������3� ������������� &,,(.���"�.�./.� ��� �.�����!������� &��(.���"�.(.!����� ������ ����0���� �! +�(.���"� ����������

���������� &�&����0���� �! &�,*�

.���"�./. ���.0�"��� ����0���� �! �#�$����"����B�������� (�+���"������� &�����"� ������ &��*(

0��������� �������� 2��0 ������ ����� &�(

����0���� �! �(* �� &�&*(

=���" (,�

Page 246: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

/���*;����� ����������� �� �"���4�������� )-

��������� �� ���������� ������ � &&+� �.������ �������� ������ &�(���������� �"��� �� ����3����� �! �����

-*)� �& ).�����"�./. ���.0�"��������� &�&�����"� ������ &�& ).�����"�./.����.0�"��������� &�&#����0�������$���!�� ���!������� #/'@�$

!����������� �� �-*+� +��0����"�������� ��������� ����������� �� ���������� �! ����� �& &.�����0�"���0��� �� ����0���� �!

���0������� &&�( (.�����0�"�������� �� !�������� �!

�������������� ������� *),.#�����0�������$�������� ��

������!������� ,(�����0�����"�����

������� �"���4�� �� -+ &,��� ����������� �! ���!���� ����������

&,(*�����0��������� ����� !�� ���������� �!

����� ����� ),( .�����0��������� ����� !�� ����������

�! ����� ����� ),�����0�� ���!�"��� ����� �"���4��� ������

)+*-����� ���������� �! �*)&������0������ (&(*&

���������� �������� �� &&,*&���.�������� (&,*&�������� (&(*&,

������������� ���������� ����� ������������ ����3�� �! �

���0��������� �� ���������� ������ +��������� 3������� ������� ()

�� ���� �.������������� (���3����� ���!�������� &��4���.��������� ��������� ����0����

&-)*(�+��4���� �������3� ����������� ����� ,�

���"������������ �! �������������� ������� &))!�������� �! -*+ &,�

��� �.���"���� !�������� �! -,*�%�������� ����� (�/.� ��� �.����.(.����� ��������� ��/.����0���� ��������� �� &)C.�������� ((-������

�!!��� �� ������������� &&��� ���������� ������ +*,(

��0��� �� ���������� ������ ,*)�"������� ������� ���"������� �! -,*

!������� (�+��0���� 9� 3�� ,#�$!��0����6� ���� ,* +����0�� C� 9� #�$� &)*&+

���������� ����������� �! /.#�$.������� &&*&,

����0�� ������������� ,- &(�*&����0�� ���B������ !������� &�#�$�

�! ������� �����3������ �� 9�2���0 !������� (,�! ����������0��� &��! ������� ��

!��� ����� ������� �! ���� (#�$0�./.!�����!�������� �./.���������������

��� �������/.!�������

������ !���� (��������� & ��

1.!����� &���.#&��,$!�����������!����� &-�!������� ������� ����0���� �! ++!�������� ((*

���!��������� &!�������� ������ ,(

������������� (&,���������� -)/.���������

�������������� ������� ��������� ��

�.#&�,$���������������!����� &-�

(,+ =���"

Page 247: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������������ ((,����������� , &&, (&�����.9 ������ ������� (,#&�)$.�./.������ &(+�.������ ���������.��������� 0���������

�! &-- � & .�& ,.�.���������� &-- � (��/.�����!�������

������� ((�������������� ������

/.�������������������� (( �! (��%��������� ���2��� ���!��������� (+���!����� ���!�������� (-������3��� �! 0����"��� ,-

�./.���������������� �����!�������� ���./.���������������� &,*)

�./.������������������� &�).�.�./.��������������./.

������������� , &&,�./.�������������� �./.���������������

&&/.#�$.�������

����������� �! +*- ,-������ !���� (�*(����������� �! ��������� &&*&,��������� & �� (�

1.������������� !���� (����������� �! &(#�$�

�.������������ (� (�) (�������� �������� �������0 �� ����0���� �!

���������0������ &,+ &-& (������ ���"���� &,�*+������� +�*-

�"������� �! -� -+�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &-&*(�� ������ �! ��0���� ������ -� -+�� ������ �! ���"� ������ &�&�� ����0���� �! (.���������.(.���"�.�.

/.���������������� &��� ����0���� �! ���������� &,)*+��� ���� �������D ����������� ������

����������0��� ����������� &�

/.#�$.����������0��� �����������!��������� &� &)

/.����� �.��������� ��������� �������������� (()*���������B������ (& ((*)�������� (&������������ ((,*������������� ((- (�������������� ((*,������������������ ((��������� !�������� �! -)*������������� &-+*(�+

������!������� &-+��0������� �! (�+���0����� �! ������ (�&*������ ������������ (�*+����� &-+*(�&���.������������ &--���.������������ &--��3������ ������������ &-- (�&��������� ������������ &-- (�&

�������������55��������������66 ������� &&�*&+

&-*,� &+&�!!��� �! ���3���� &&) &+*-�!!��� �! ����������� �� <( &&�!������ �!!������ �������������3��� &(�55�����������3�66 ������� &&+*&- &)�

&+&55���0���������66 ������� &&-*(� &+&55������3��� ������66 �� &&+ &( &,�

&,&55������ ����3�����66 ������� &)&*,55��������� �������66 ������� &&+ &,�

��������� 0��������� &-+*(�+���������� &&*&,

��4���.��������� ����0���� �! &-) (�+���������� �� ������ &&*&,����0���� �!

!��� ������� ���������� &)�*&�� ������ ���������� &(&�� ����0�� ������������� &(�*&!��� �������� ������ &-*)��� 0����� ��������� &(-*&�������.������� �������0 &(� (�,*

=���" (,-

Page 248: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�� E������*E���� �������� &(,*� &(*

�� �FG #,.�������� ���������$���0�� &,+*&

�� ���0������ ��������� &(�*-�� ��3����#�$ 0��������� (�*,�� ���!�"��� ���0�� &,(*, &*,�0�����������.������� �������0

&(� (�*,�� ������������������ (�,*�� ����0��������������� ���0��

&*)��� ���� �������D (.���������.(.���"�

����������D (.���"� ����������D����������������D �����������������D�0������������

& (.��� ���������� ����0���� �! &(-*,� &,(*-

& (.� �� ���������� ����0���� �! &(,*- &&*,� &,(*&

�.���������� &),*-�"������ &),*����0���� �! &)*-

�� �������� �! ���������� ���������� ��������0���� &)*)

�� �������� �! ��������0���� ���������� ���������� &)�*+

!��� �������� �������� &)+*-�.���������� &),".���������� &�*,� &,(*, &),���������� ������� &&

��4������ 0��������� �! &-+*(�!�������� �! + ,- && &&,*&

������� �������� &&*((����� &&

#&�$.�./ ���������� ������� &(#&�,$.�./ ���������� ������� (&�#&�)$.�./ ���������� ������� &(#&�,$.�./ ���������� ������� &(- &(�������� ��������� && &&,

����3����� �! &&-!������ �!!������ ������3��� &&� &&+

&&-�������� �������� �� ��������� ����0����

&-

�������������� &�*,�������� �4���� &�,�������� �������� +(�������� �0�������

����0���� �! +&����0���� �! (.���������.(.���"�

���������� ����� &�(����0���� �! ���������� ����� &(, &&

�������� ������ && &&,������� ���������� �� &&- &)�*&(.�4���.(.���"� �������� ������ &�(*�0����������3� ����3����� �! &+&*(� �.������ �������� ������ &�(!������ �!!������ ������3��� &&�*&+������� �� &,)*+�������� 0������ �� &(,*(�.�������� �0���0���� ��� �0���0����

�� &-*)��.�������� ".#(.�������$ �0������������

�� &)�������� ���!�"���� �� &,(*,�������� "���0���� �� &-.���0�"�.(.��������"� ���������� ��

&)(*���0��������� ������� !�� &&-*(�,.�������� ���������� �� &,+*&�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &+� &++*-((.��������0�� ���������� �� &)(�������3� ����3����� �! &+&���������������� �� &,& &,(���!���� � ���!���� ���������� �� &,(*,����������������� �� &,&*(�0������������ �� &�*,�����0���������������� �� &*)

�������� ������ �� ��������� ����0���� &-�������� !��������

�� ��������� ����0���� &&*(����0���� �! +(*

�������� 0�������������� �! �������������� ������� &))�� ��������� ����0���� &(,*( &(*����0���� �! +&*,

�������� ������� +(�������� �0���0���� ����0���� �! &)*,

(� =���"

Page 249: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�.�������� �0���0���� ��� �0���0���� ���������� ������ &-*)�

�������� (.�������������"������ ������������� �! ������0������ &),

�.�������� ".#(.�������$ �0������������ �� �������� ������ &)

�������� �������� �� �.��������� ����0���� &)+*-

�������� ���!���� �� �.��������� ����0���� &)�

�������� ���!�"������ ��������� ����0���� &,(*, &*,�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &-��������� �����!������ &-)*��������� "���0���� �� �������� ������ &-���������0���� ��������� ����0���� �����

(�*+GF= ���0��� ((,*/.������ & ).��0���� ����� -)/.������

������ !���� (��������� & ��

0��!.�0��� ���!�������� � &0����� ���������

������������� �� &(-*&�! �0������������ &�

0������������������� +&*�! ��������0������ , ��*+���.�������� �+*+�

9��������*9����� �������� , �+9����� H� (�#�$�9�2���0 8� �� (�#�$�9�2���0 !������� (�*&

���3������ �� ����0�� !������� (,0��������� ��������� (� (( ,-0������ (&- (()*+

������ ���� �� (&-����0���� ���������0����� (()*+

0���.).���� �������� �����4����� �! -(0�"..���� �������� �����4����� �! -&*(/.����.0�"��..����� ).�0���0��� +-9���� ������������� &�

0����������� �0��4���.����� &�+9�����*8���2���0*C����� ��������

&��9����� <� @� (,#�$�#������ ������ ���.��������� (�,#������ ������ ������ ����������� (��

/.����������� & ).��0���� ����� - -)/.����� ��������� �������4����� ����� ,(������ !�� ���������� �! ����� �����

)*,��������4�� ��4���� (�+�������� ������� +-���.�������� &.�0���0��� +-��������� �������0���� �! +-��3������ (&��3��� ����� (&���!������� (�+���������� (&(

�� ������ ���� �� ����������� (&��������������� ������� �� ����������

������ *)�������������� ���������� ����� ����3��

�! )

������ C� (�����6 ������� )+

E.�������� ((��������

/.!����� ���� ������������0�� !��� ������� ,*������� �! ���� &��������� �!

E������ 9� �#�$�E������*����0�� #������.������$ ����0����

� - &( A #�$� � &�+E���� C� &(,#�$�E������ 8� &(,#�$�E������*E���� �������� &(,*�

�"������ �! �������������� ����� &( &(*

����������� &()*����0����� &(*)

=���" (&

Page 250: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�������� !�������� �! ������� (&,������� ����������� (&,������������� (&55�����������3�66 ������� #�� �������������$

&&+*&- &)� &+&1�����" :� I� ,#�$!��3��������� ���������� �! -) (&)1�2��� ����� ����� ����������� ������

����0���� �! &-&1��0����0���� �� 8� &&������ ����0���� �! ���������0������

&+�*(������� �������3� ����������� ����� ,�������������0������ ((� ((*)���0��� ��������� 0������ ���������

����� �(*1���� �� 7����*'������ 3�� C��������

������������� + &#�$! &�/.��"��� ��������� ��

;������� �������� &��������"�� &)������� (&(

�� ������ ���� �� ������� �������������� (&�

������� ����� (&(�������

���� 0��������� �! &(#�$���������� �! -)������ ���� �� (&,

���������� (&,�./.����������������

����0���� �! &(*+!��� �./.��������������� &,*)�� �������������� ������� ����3���

&)*��� E������*E���� �������0 &(*�� ���!�"��� ���0�� &*,

�������� -)/.�������

�������������� ������ ���0�� ��������� &(&��������� & ��

1.������� ����������� �! &(#�$�

�������� 3������� ������� ();����!���� ����� #�� �������.���������

����0���� �! ���������0������$ &+) &-&

�������� ����� ,(,.���0�"����4�� ��0�� �� ����������

����� ,,,.���0�"����4������� ������� ��

���������� ������ ,*,.���0�"����4�� ���������� �����

����3�� �! ,,(.���0�"�������� �� !�������� �!

�������������� ������� ).���0�"�.(.��������"� ���������� ��

�������� ������ &)(*���0�� ( .��0����., ).�.���4�������.�.

/.�������� - -,���0������� �������� ,���0�� ��0��� �� ��������� ����������� ,���0�� /.���������������� + ,- &&�.���0�� ����#��0����� ������$ ��

�������.��������� ����0���� �!���������0������ &+) &-&

���0�� ���!���� ��������������� &+���0�� ������� ����0���� �! &�-;���� �� '� (&#�$�;����6 ���3������ (&#�$�;�������� �������� &�+*-

�� !�������� �! ���"���� -,�� ��������� ����0���� &�*+

��".���.����� �������0 #!��������������� ����0����$ &-

��������0������������� ����3�� !��� +)*-����� ���"� &�(*�����0��.�0��� &�*)����������� ����3�� !��� +-*-(��0�������� �! -*-���"� &��*(0����������� �! ��*+�"������� �! ,* )�*�(��������� �! �(*��� ���� �������D �������D �������

;HF ���������� ��� .���0�"�.(.��������"� ����������

(( =���"

Page 251: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

������ ������������ ��������� ����0��������� (�*+

������������ (�������� &�

�7@ ����.�����������������.���������� ������������� ((,�������� �� ���������� ������ ,&��������.���������� 0����������� ��

����������� ��0������� (�+����� F��4� 2������ #�$� A � (�#�$�

&+������������ ���������� ��!������� !��

(-���.�������� ������� +)*����.�������� ��0���� ������ -*���.�������� 0����������� �+*+����.�������� ������0������ (&,*&���B�������� (�+�FG ���0�� �! ������������� &,-*&

���0����� &&��� ���� ,.�������� ����������

�������0���� ������������ ����������� !�������� �! ��0���� ������ -, -�

-+0����������� ��*+�

�.���������� ������������� ((,���!�� �����0���� &&&���������0������ (&*&)

��4������ 0��������� �! &-+*(�������� �! ���� ,#�$���������� �! -)��������� ����������� �! ,����0���� �! &�-*(�+

���3������ ����0���� &+(*�� ��4���.��������� ���������

����0���� &-)*� (�*+������ ����0���� &+�*(���.��� ����0���� &+*,�������.��������� ����0����

&+*-,�2�.����������� ����0���� &+

���.��� ����0���� �! ���������0������ &+*,

���0��������� ������������� &&� &(�*- &�����0���� �! &&�*&& &(�

55���0���������66 ������� #���������������$ &&-*(� &+&

���4���� !�������� �! )�"���������� ���� &&)

!������ �!!������ !�������� �! &&+�"�4������ �� ������������� �� ����0����

�! (.���������.(.���"� ���������� &�& &�(

�"��������! ��������0������ ,* )�*�(�! �0������������ &,(*,

�"���4��� �������0������ ����"��� ����� )+�����0�����"����� -+�����0�� ���!�"��� ����� )+*-�������� - -+���0�����.����� )-*��( ( ) ) .��������0������������.&.�"��

#�C;FH$ ���"������������ �� !�������� �!

����������� -��4��� ���4������� ������� �����!�����

�� ,

������"�� &)�������� ����0���� �! &�&F���� ������������� -,�����.�.������.�./.�����������

����0���� �! &&&,.�������� ����������

�� ��������� ����0���� &,+*& &+(�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &+-*-�������������� (&-*(��������� �� ����������� �! ��0����

������ - -+�������� ���� �"������� �� �&*(�0����0����4���� )�0����0����4��� )

��������� )�0����0����4���� ) &(#�$��0�������4���� ) &(#�$�

=���" (

Page 252: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

�0���0���� �� ���������� ������ ,&�0�������������� ��������� +,�0�0������� !�� ���������� �! �����

����� ),��3������� �� ���������� ������ ,&����0����"������ �����0�"����

�������0���� �! +-�������.��������� ����0���� �!

���������0������ &+*-,�����0���� �! ����� �� ������� &+��� ������������� ����0���� &-�"������ &++*-(�������� ������ ���� &+�

������� &-&*(�������� ���!�"���� &-��������� ���������� &+-*-��0������������ &-�*&����0���������������� &++*-

��������� 3� ������� �������� &++������� !�� &+� &-&����� �! �������� ���� &+)*�

������� �������3� ���!��������� �! ,(��������0������ (&)*(�

��4���� 0��������� �! &-+����3����� ������� 3������� (*)������� ��3�� �.1.!��������� (�������� ����0��� ���"��������� �! �����.(.���� ��0�� �� ���������� �����

,,*�������� ������ 3������� ������� ( ()��������.������ ����� �����.9 ������

������� !��� (,���������� ������ �*)

������� ,-*)&����� ������ )*������ +*,(��0��� ,*)

������������� ((*,/.������� ��������� �����0*���� ���0����� &() &�������� ������� ����0���� �! ++��������� (&*(

���!��������� �*&(.��������0�� ���������� �� ��������

������ &)(

��������� & ).��0���� ������ !����� �� -)

/.%����3��� &��

��!!����� (&55������3��� ������66 #�� �������������

���������$ &&+ &( &,� &,,������������� ��������� +�������� ������

��������� 0������������ �(���0��� ��������� 0������ �(*��������#==$ ������ ++������ ����0������ �(*����������� 0������ �*,4��� �� ������ ���� �( ++

�������� ������0������ (&(*&,�������� ������ �0������������� ,*��������� �! ��������0������ �(*55������ ����3�����66 ������� #��

�������������$ &)&*,��3����#�$ 0��������� ��������� ����0����

�� (�*,1.�0������ &���./.����!������� ���"��������� �� <(

&�&/.������

������ !���� (��������� ��

����.������� �����0���� &&&���� ��4� ������������� �! ():�!! H� �#�$0:�!! #������ �������$ ���0�� �*+���0�����.����� �"���4��� ������ )-*��

��������#==$ ������ ��������� �� ++��������� ����0��� ���"��������� �! �,

�@�����!���� ������� !����������� �� +� +��������� ((-�������3� ����������� -*,��������3� ����3����� �! �������� ������

&+&�������3� ���4�������� ,��������3� ���!��������� ,(

(, =���"

Page 253: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

���������������� �� ��������� ����0���� &,& &,(

"������� ������ ��� 3������� ������� ()

�0�2������� &), &)������ ����� ((-�./.���������� ����0���� �! &-������ 1�2��" ((-*������ ��0���

�!!��� �� ������������� &&-�� ���������� ������ ,*)����3�� �! ,)

���2 ���!�������� � &�������" 3������ (������ ����0������ ��������� �����

�(*���3���� ������������� �!!����� �� &&)/.������� ��������� �������.���.���� ����0���� &-���������� �������

���������� �! &��� ����3����� ������ -*)�

������� ��0����!!��� �� ������������� &&-�� ����3����� ������ )�

�����0 (&)*&���4���� 0��������� �! (&(��������� �! -) (&)

������� (&,*&0��������� �! (&

����� ������� �! ���� &����� ������� !�������� �! +)*-����� ���"���� !�������� �! -*���!���� �� ���������� ������ ,&���!����� ������ ,&*(���!�"��� ���0��

�� ��������� ����0���� &,(*, &*,�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &-��2��������� (�+@2��� �"������� )-����0���� &-) (�*+����0���� ���������� ������ !�� �*)

/.�������� ��������� ��

/.��������������� ������0���� �! )�

#�$.�������� ������������ ���!��������� &!�������� �! &,

�<' ��� ����0�������������������� ���0��������� &)� &)&����������������� �� ��������� ����0����

&,&*(�����G�� #�� �������.��������� ����0����

�! ���������0������$ &+)�����.�.���4��./.�������.& .�������

����0���� �! ,,������0�����0�0������� !�� ���������� �!

����� ����� ),( ( ) ) .��������0������������.&.�"��

#�C;FH$ �� �"���4��� ����� ���0��4���.����� 0����������� &�+�0��������� �� ���������� ������ +*-�0������������

��3������� �� ���������0����� ����0���� &+

�� ��������� ����0���� &�*,��0����������3� ����3����� �������0

&+(������ ���������� ������ &,��!!��� �! ���3���� &+*-��������� ���� &+

�������� �������� ��� !���������������� !��� && &�

�"������� �! &,(*,�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &-�*&���������� �! &(�������������� �! &�)

&.�0�� ������ +*-/.�� ��.����.(.����� ��������� ��/.�0����� ��������� ����� 0������� ��������� ����� �*,������*<�0�� ���0�� +)������� 7� <� G� ,#�$��������6 ���� , +�HF<'� ��� �.�������� ".#(.�������$

�0������������

=���" (

Page 254: Carbohydrates - The Sweet Molecules of Life - R. Stick WW

���������� ������ ������

55��������� �������66 ������� #�� �������������0����$ &&+

�������� ����� ,(������������4����� �� ���������� �! �����

(�����!������ &-)*������������������� ��������� ����0���� ��

(�,*���0����� && (&����������� 0������

��0����������� ����� ����"��������� ����� �,

����0��������������� #�<'$ ���0��!������� &)�� �������.��������� ����0���� �!

���������0������ &++*-��������#�$ ���� & &+-�� ����0���� �! (.���������.(.���"�

���������� &�(�� ����0���� �! ���������� &*)3���������� &,

���!���� ����� ,((.������0��������0��4��� �� 0�����������

�������� &�+������0������� ���!���� �� �������������

&(� &����0�����0���0��� 0����������� �����

�+*-�������0������ (&

����������� �! ������� !�� &- &-,������ ��0��

�!!��� �� ������������� &&-�� ���������� ����� ,

������ ���������� ����� ����3�� �! ,$ �������� � ��� GF= ���0�� ((��2��� ;� @� #�$��2��� ���!�������� &�2�.����������� ����0���� �!

���������0������ &+�2�.����� ����3����� ���0��� !��

���������0����� ����0���� &+�*(

(.����� �./.�������� ������� &(.����� �"���� �������������3� ���������

�! &�,����������� ���������� &,)*+����������� ������ +)*-

�� �������� ������ &,��"������� �! - -,��� ���� �������

3������� (*)3���������� &�3������ �����

�"�����3� ����3��� �! �&*(���������� �! �*� -*)� &&+

8��� ����� #�� �������.�������������0���� �! ���������0������$ &+)

8����� �������� +- &��

"�������� (&/."�����

������������� �! &(���������� ��

() =���"