Новости химической науки > Органический дайджест 156

В сегодняшнем выпуске дайджеста: простой процесс декарбоксилирования гетероароматических карбоновых кислот; синтез сложного полиэфра катализируется липазой; люминогенная молекула как сенсор механического повреждения полимеров; синтез на основе мочевины позволяет получить перспективный анальгетик и синтез металлопластиковых нановолокон на границе раздела фаз жидкость-жидкость.

Для декарбоксилирования гетероароматических карбоновых кислот можно использовать несколько методов, однако для всех этих процессов требуется высокая температура реакционной смеси (170–200°C), которая ограничивает круг субстратов, участвующих в реакции и вызывает дополнительные трудности при выделении продукта.

Ларосса (I. Larrosa) с соавторами из Университета Королевы Марии (Лондон) разработал эффективную методику декарбоксилирования карбоксильной группы, расположенной в положении-2 гетероароматического цикла (например, 1) [1].

Простой серебряный катализатор в кислом растворе ДМСО весьма эффективен и в ряде случаев приводит к образованию продуктов декарбоксилирования типа 2 с количественными выходами. Новый синтетический протокол позволяет получать аналитически чистые продукты после обработки реакционной смеси водой без необходимости дальнейшей очистки.

Рисунок из Org. Lett. 2009, 11, 5710

Исследователи продемонстрировали, что важную роль в активации этого процесса играет гетероатом, расположенный в вицинальном положении относительно карбоксильной группы. Попытка декарбоксилирования бензофуран-3-карбоновой кислоты не приводила к образованию целевого продукта. Субстраты, карбоксильная группа которых располагалась на удалении двух или трех атомов от гетероатома, реагируют только при наличии сильных электроноакцепторных группировок по соседству с гетероатомом.

Авторы расширили разработанный синтетический протокол на региоселективное декарбоксилирование гетероарильных субстратов, содержащих в составе более одной карбоксильной группы (3). В этом случае отщепляется только та карбоксильная группа, которая находится по соседству с гетероатомом, приводя к 100% выходу продукта (4).

Биокаталитические процессы обычно слишком сложно осуществить в органических растворителях, поэтому их чаще проводят в двухфазной системе. В условиях двухфазной системы может быть увеличена концентрация субстрата в системе, облегчен способ удаления продукта, а также подавляется протекание побочных реакций.

Рисунок из Org. Lett. 2009, 11, 5710

При проведении катализируемого липазой получения сложных полиэфиров с помощью реакции поликонденсации необходим отвод из реакционной смеси воды для смещения равновесия реакции образования полимера.

Грагль (U. Kragl) из Университета Ростока разработал систему бифазного получения сложного полиэфира с помощью реакции себациновой кислоты с 1,4-бутандиолом. Новая система позволяет выделять конечный продукт, не удаляя воду из сферы реакции [2].

Было обнаружено, что в бифазной системе выходы продукта выше, чем в соответствующей монофазной, в которой для удаления воды используют молекулярные сита, хотя высокая концентрация диола может инактивировать фермент. Еще одно преимущество новой системы заключается в том, что в ней применяется не иммобилизованный, а нативный фермент, что способствует значительному ускорению реакцию.

Смеси люминогенов с полимерами применяются как люминесцентные сенсоры для определения изменения температуры, влажности и химического окружения.

Лотт (J. Lott) и Ведер (C. Weder) из Университетов Фрибурга (Швейцария) и Восточного резерва (США) разработали систему, основанную на смеси люминоген-полимер. Изменение цвета этой системы позволяет детектировать механические деформации деталей, изготовленных из этой смеси [3].

Рисунок из Macromol. Chem. Phys. 2010, 211, 28

Механохромные пленки были получены путем введения незначительных количеств (наприме, 0.3% по массе) 1,4-бис(α-циано-4-метоксистирил)-2,5-диметоксибензола (1) в поливинилиденфторид [poly(vinylidene fluoride) (PVDF)]. При механической деформации пленки испускаемый ею при флуоресценции свет меняется с оранжевого на зеленый. Механохромия обуславливается самоорганизацией эксимер-образующего люминогена 1 и дисперсией или диссоциацией агрегатов 1 при приложении механического напряжения.

Часто болевые ощущения подавляют, применяя нестероидные противовоспалительные лекарства [nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAID)] или опиаты.

Часто препараты NSAID неэффективны даже для средних болевых ощущений, а также могут вызывать существенные проблемы с желудком у ряда пациентов. Хотя опиаты более эффективны как болеутоляющие, они могут вызывать привыкание.

Ю (S. Yu) с соавторами из изучал эффективность N-арил- и N-гетероарилмочевин в качестве болеутоляющих средств. Препараты этого класса являются эффективными антагонистами рецептора TRPV1 и вызывают крайне ограниченное привыкание [4].

Рисунок из J. Org. Chem. 2009, 74, 9539

Авторы [4] разработали эффективный синтез антагониста рецептора (1), применив для этого новую реакцию сочетания производного бензилмочевины 5 и 4-хлор-1-метилиндазола (6).

Исходным для синтеза является 3-хлор-4-цианбензотрифторид (2), взаимодействующий с алкином с 95% выходом соединения 3. Производное 3 гидрируют в основных условиях, полностью восстанавливая алкиновый фрагмент до образования соли 4. Реакция 4 с фенилкарбаматом позволяет получить бензилмочевину 5. Индазол 6 получают, обрабатывая коммерчески доступный 2-хлор-6-фторбензальдегид избытком MeNHNH₂.

Маспох (D. Maspoch) с соавторами демонстрирует элегантный метод межфазной координационной полимеризации, с помощью которого можно получать одномерные металлополимерные нановолокна L- или D-аспарагиновой кислоты с солями меди(II) [5].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18222

Для получения таких нанокомпозитов исследователи ввели в контакт водный раствор Cu(NO₃)₂ с органическим слоем (5:1 EtOH–H₂O), содержащим L- или D- Asp и NaOH. Через две недели в системе образуются длинные однородные синие нановолокна 2, диаметр которых составляет 100-200 нм.

На основании данных элементного анализа кристаллическим нановолокнам можно приписать состав [Cu(Asp)(H₂O)_x], изучение кругового дихроизма нанокомпозитов показало, что аминокислоты сохраняют свою оптическую конфигурацию.

Источники: [1] Org. Lett. 2009, 11, 5710; [2] Org. Process Res. Dev. 2009; DOI: 10.1021/op8002807; [3] Macromol. Chem. Phys. 2010, 211, 28; [4] J. Org. Chem. 2009, 74, 9539; [5] J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18222

метки статьи: #медицинская химия, #органическая химия, #органический синтез, #химия поверхности, #химия полимеров