Новости химической науки > Органический дайджест 210

В этом номере дайджеста: какая «химия» приманит тараканов, обнаружена молекулярная мишень для средства традиционной китайской медицины; шестистадийный синтез стрихнина; золото может катализировать реакцию Соногаширы без палладия и 11-стадийный синтез агликоновой формы ломаивитицина.

Прокисшее пиво и арахисовое масло приманивают самых распространенных «домашних животных» – тараканов и, поэтому, применяются в ловушках. Биохимики из Университета Саймона Фрейзера выяснили, какие конкретно химические соединения так возбуждают тараканий аппетит [1].

Для определения строения конкретных соединений из «молекулярного букета» в прокисшем пиве и арахисовом масле, приманивающих тараканов, исследователи под руководством Герхарда Гриса (Gerhard J. Gries) использовали хромато-масс-спектрометрические методы в сочетании с хроматографическим/электроантеннографическим определением, используя в качестве элемента детектора антенны таракана. Отобранные таким образом кандидаты подвергались скринингу на ольфактометре.

Было выяснено, что к пиву насекомых приманивает комбинация этанола и пиранона, в то время как наиболее привлекающий их компонент в арахисовом масле – гексанол-1. Исследователи полагают, что пиранон, получающийся из аминокислоты и восстанавливающего сахара, указывает на присутствие углеводной пищи, а гексанол-1 – на наличие липидов. Исследователи полагают, что пиранон и гексанол-1 могут применяться в новых ловушках для тараканов.

Рисунок из Nat. Chem. Biol., DOI: 10.1038/nchembio.522

Определена молекулярная мишень соединения природного происхождения – триптолида (triptolide), традиционного средства Китайской медицины, в настоящего время проходящего клинические испытания на людях. Результаты работы Юна Лю (Jun O. Liu) смогут оказаться полезными для синтеза аналогов триптолида. [2].

Триптолид представляет собой дитерпен с необычной асимметрической структурой с ремя расположенными рядом эпоксидными группами. В Поднебесной триптолид использовался для лечения бесчисленного количества недугов – как показали исследования уже нашего времени, триполид обладает противовоспалительным, иммуномодулирующим, противозачаточным и противоопухолевым действием. Несмотря на богатую историю, молекулярная мишень триптолида до сих пор неизвестна.

Лю с соавторами показал, что триптолид связывается с одним из доменов фактора транскрипции TFIIH, способствующего синтезу белка и исправления дефектов ДНК. Исследователи предполагают, что результаты работы смогут ускорить дизайн других ингибиторов TFIIH.

Рисунок из Chem. Sci., 2011, DOI: 10.1039/C1SC00009H

Стрихнин, лучше всего известный как яд, и применяющийся в медицине в качестве стимулянта, может быть получен из коммерчески доступных реагентов в шесть стадий. Такой результат был получен в группе Кристофера Вандервала (Christopher Vanderwal) [3].

До настоящего времени самый короткий синтез стрихнина, разработанный Вирешем Равалем (Viresh Rawal) из Университета Огайо насчитывал 14 стадий, потому очевидно, что такая оптимизация полного синтеза стрихнина представляет собой эпохальный результат для синтетической химии.

Исследователи начали синтез с реакции Цинке – конверсии пиридина в соль пиридиния в результате взаимодействия с 2,4-динитрохлорбензолом и первичным амином, в конечном итоге реакция Цинке позволяет получить донорно-акцепторные диены, известные как «альдегиды Цинке». Дальнейшие этапы реакции включают внутримолекулярную реакцию Дильса-Альдера, катализируемое рутением гидросилилирование и перегруппировку, сопряженную с присоединением, приводящую к образованию альдегида, который затем легко преобразуется в стрихнин.

Рисунок из Chem. Commun., 2011, 47, 1446

Исследователи из Испании доказали, что чистое золото может выступать в качестве катализатора реакций кросс-сочетания, опровергнув публикацию годовой давности, сообщавшую, что каталитические свойства золота в реакции образования связей углерод-углерод обусловлены наличием в нем примесей палладия [5].

В 2007 году Авелино Корма (Avelino Corma) на основании кинетических исследований и квантовохимических расчетов пришли к выводу, что нанесенное на оксид церия золото может катализировать реакцию кросс-сочетания «само по себе» – независимо от того, присутствуют или отсутствуют в системе следовые количества палладия. Корма утверждал, что наночастицы золота достаточно активны для катализа.

Антонио Эхаваррен (Antonio Echavarren) оспорил доводы Кормы, приведя аргументы в пользу того, что для катализа важны именно палладиевые примеси – исследователи из группы Эхаваррена попытались воспроизвести катализируемое золотом кросс-сочетание фенилацетилена с йодбензолом, но так и не смогли получить продукты образования связи С–С без палладиевого «помощника».

Однако, новая попытка Кормы получить продукты кросс-сочетания в каталитической системе золото/оксид церия увенчалась успехом. Как поясняет Корма, каатлитический эффект обуславливается образованием наночастиц золота.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja200034b

Комплекс марганца позволил исследователям разработать агликоновой формы ломаивитицина (lomaiviticin), природной молекулы с абиотической и противораковой активностью [5].

Строение ломаивитицина воодушевило Сета Херцона (Seth B. Herzon) из Йеля, и исследователи разработали одиннадцатистадийный синтез к агликоновой форм е природного соединения. Ключевая стадия синтеза природного соединения – димеризация была осуществлена в условиях катализа комплексами марганца и протекала с минимальным протеканием конкурирующих реакций, практически без образования побочных продуктов, при этом для подбора оптимальных условий синтеза было проделано более полутора тысяч экспериментов.

Источники: [1] J. Agric. Food Chem., DOI: 10.1021/jf103621x; [2] Nat. Chem. Biol., DOI: 10.1038/nchembio.522; [3] Chem. Sci., 2011, DOI: 10.1039/C1SC00009H; [4] Chem. Commun., 2011, 47, 1446 DOI: 10.1039/c0cc04564k; [5] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja200034b

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #органическая химия, #органический синтез, #элементоорганическая химия