Μια φιλική προς το περιβάλλον προσέγγιση για τη σύνθεση ολιγοκυτταρινών με βάση το βινύλιο
Η κυτταρίνη είναι το πιο κοινό βιοπολυμερές και το χρησιμοποιούμε καθημερινά για πολλά προϊόντα όπως χαρτί, σύνθετα υλικά, ακόμη και δομικά υλικά. Επιστημονικά, θεωρείται ότι είναι ένα γραμμικό πολυμερές, που αποτελείται από εκατοντάδες έως χιλιάδες μονάδες γλυκοζυλίου που συνδέονται μέσω του γλυκοσιδικού δεσμού.
Υπάρχουν ολιγομερή κυτταρίνης που συνήθως αναφέρονται ως ολιγοκυτταρίνες με λιγότερες μονάδες γλυκοζυλίου που συντίθενται με τρόπο φιλικό προς το περιβάλλον. Έχουν μεγάλο ενδιαφέρον την τελευταία δεκαετία, δεδομένου ότι έχουν ιδιότητες όπως αυτές της φυσικής κυτταρίνης. Επίσης, έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν για μη εύπεπτα προϊόντα διαιτητικών ινών.
Συνήθως, δύο μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί στη σύνθεση ολιγοκυτταρινών. Ένα από αυτά ήταν η αποδόμηση της φυσικής κυτταρίνης. Αυτή η μέθοδος είναι ταχύτερη και ευκολότερη αφού απαιτούνται μόνο φθηνά όξινα αντιδραστήρια. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι έχει λιγότερο έλεγχο όταν πρόκειται για τη χημική και κρυσταλλική δομή της σχηματιζόμενης ολιγοκυτταρίνης. Το δεύτερο είναι μέσω μιας συνθετικής οδού με τη βοήθεια ενζυματικής αντίδρασης. Αυτή η μέθοδος έχει καλό έλεγχο των δομών των προϊόντων που λαμβάνονται στον πολυμερισμό ενός σταδίου. Επιπλέον, τα ένζυμα δεν είναι τοξικές ενώσεις και μπορούν εύκολα να απομονωθούν από βιώσιμους πόρους. Επομένως, η μέθοδος είναι φιλική προς το περιβάλλον.
Η συνολική αντίδραση αυτής της μεθόδου μπορεί να θεωρηθεί ως ένας φιλικός προς το περιβάλλον τρόπος για την παραγωγή ολιγοκυτταρινών με βάση το βινύλιο. Αυτό είναι αποτέλεσμα των πρώτων υλών, των καταλυτών και των διαλυτών που χρησιμοποιούνται στην αντίδραση, τα οποία είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Οι πρώτες ύλες προέρχονται από ανανεώσιμες πρώτες ύλες όπου τα ένζυμα χρησιμοποιούνται ως βιοκαταλύτης. Ο διαλύτης που χρησιμοποιείται είναι ένα ρυθμιστικό διάλυμα με βάση το νερό. Επιπλέον, οι ομάδες βινυλίου που είναι διαθέσιμες στο άκρο αναγωγής των ολιγοκυτταρινών παρέχουν υψηλότερη αντιδραστικότητα και ευελιξία όσον αφορά τον πολυμερισμό με διαφορετικά, μικρότερα αποτελέσματα σε πολυμερή με νέες φυσικές και χημικές ιδιότητες.
Διαφορετικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται στη φιλική προς το περιβάλλον οδό ανίχνευσης της ποιότητας της συντιθέμενης ολιγοκυτταρίνης με βάση το βινύλιο. Η πρώτη είναι η χρωματογραφία λεπτής στιβάδας (TLC), η οποία πραγματοποιείται σε φύλλο αλουμινίου πυριτικής πηκτής με τη βοήθεια μέσου έκλουσης. Υπάρχει μια σύνθεση πέντε τύπων ολιγοκυτταρινών με βάση το βινύλιο από τους δεδομένους γλυκοζίτες βινυλίου. Εξάλλου, γίνεται και η σύνθεση της φυσικής ολιγοκυτταρίνης με τη βοήθεια του φυσικού υποστρώματος με στόχο τη σύγκριση των χαρακτηριστικών της συντιθέμενης ολιγοκυτταρίνης με βάση το βινύλιο με τα φυσικά. Η σύνθεση των ολιγοκυτταρινών με βάση το βινύλιο μέσω των περιβαλλοντικών οδών ακολουθείται από την TLC χρησιμοποιώντας μίγματα εκλούσματος του n- βουτανόλη/ισοπροπανόλη/νερό. Η βέλτιστη συνθήκη αντίδρασης έχει επιτευχθεί όταν η συγκέντρωση του δότη γλυκοζυλίου είναι είκοσι φορές μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση του δέκτη γλυκοζυλίου.
Θα πρέπει, επομένως, να είναι προφανές ότι η περιβαλλοντική ολιγοκυτταρίνη με βάση το βινύλιο ακολουθεί την πολυμορφική δομή της κυτταρίνης II και είναι θερμοδυναμικά σταθερή. Οι ολιγοκυτταρίνες με βάση το βινύλιο είναι αποτέλεσμα ισχυρών διαμοριακών δεσμών υδρογόνου μέσω της ενζυματικής σύνθεσης. Αν και ως τρόπος προστασίας του περιβάλλοντος, το διάλυμα της ολιγοκυτταρίνης σε διάλυμα θα μπορούσε να βελτιωθεί με τη βοήθεια ιοντικών υγρών.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Περιβαλλοντικά φιλικά μονοπάτια προς τη σύνθεση ολιγοκυτταρινών με βάση το βινύλιο, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Carbohydrate Polymers. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Azis Adharis, Dejan M. Petrović, Ibrahim Özdamar, Albert J.J. Woortman και Katja Loos από το University of Groningen.
