Новости химической науки > Органический дайджест 241

В этом номере дайджеста: индикатор для обнаружения нервнопаралитических отравляющих веществ; устойчивые α-борилальдегиды упрощают синтез малых молекул; масштабированный синтез аксинеламинов; молекулярные весы изменяют прочность взаимодействия алифатических CH с π-системой и эффективный синтез каликс[6]криптмочевины.

Исследователи из Канады разработали простую химическую систему, с помощью которой можно обнаружить взвешенные в воздухе частицы нервнопаралитических фосфорорганических отравляющих веществ [1].

Рисунок из Chem. Commun., 2011, DOI: 10.1039/c1cc13685b

Фосфорорганические отравляющие вещества угнетают холинэстеразу, что приводит накоплению в мозговой ткани ацетилхолина. При отравлении нервнопаралитическими отравляющими веществами приводит к бронхоконстрикции, потере сознания и смерти. Сложность обнаружения нервнопаралитических отравляющих веществ усугубляется еще и тем, что многие из них, как, например, зарин и зоман, не имеют цвета и запаха. Существующие в настоящее время методы обнаружения нервнопаралитических газов недостаточно эффективны для их применения в полевых условиях.

Нейл Бранда (Neil Branda) с коллегами разработал химический детектор зарина, зомана и его аналогов, в основе которого лежит дитиенилэтеновое производное, связывающее нервнопаралитическое ОВ таким же способом, как ферменты организма связывают эти фосфорорганические соединения. При связывании вещества-детектора с отравляющим веществом структура дитиенилэтена таким образом, что при облучении ультрафиолетом происходит переход его окраски от бесцветной до синей. Облучение посиневшего индикатора видимым светом запускает обратную реакцию, и синяя окраска снова исчезает.

Бранда отмечает, что в основе работы индикатора лежит фотохромизм – для наблюдаемого изменения цвета необходимо воздействие как фосфорорганического ОВ, так и ультрафиолета. До коммерческого применения новой индикаторной системы еще необходимо дальнейшее тестирование и некоторые доработки.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (35), 13770

Сразу в двух исследованиях сообщается о первом примере выделения α-борилальдегидов, ранее синтетически малодоступных бифункциональных реагентов, способных облегчить синтез органических соединений. Результаты работы позволят синтетикам быстро «собирать» сложные органические молекулы из строительных блоков с помощью автоматических систем примерно так, как сейчас происходит искусственный синтез белка [2,3].

α-борилальдегиды отличаются незначительной стабильностью, однако независимо друг от друга группам Андрея Юдина (Andrei K. Yudin) из Университета Торонто и Мартина Бёрке (Martin D. Burke) из Университета Иллинойса удалось открыть и получить стабильные α-борилальдегиды. Открытие было сделано по счастливой случайности при изучении других реакционных систем. Исследователи обнаружили, что α-борилальдегиды образуются в результате новой перегруппировки; полученные соединения были использованы для получения большого количества органических соединений.

Новые альдегиды содержат две функциональные группы, которые могут реагировать независимо друг от друга – нуклеофильный атом углерода, связанный с борильной группой и электрофильный углерод карбонильной группы.

Полученные α-борилальдегиды были функционализированы с образованием гетероциклов, спиртов, олефинов, енаминов, α-борильных кислот, алкенилтрифлатов и других соединений, включая непротеиногенные аминокислоты. У большинства продуктов функционализации борильная группа сохраняется в структуре, и эти соединения могут быть использованы в дальнейших синтезах.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (35), 13922

Исследователи разработали ускоренный и более эффективный метод синтеза ключевого интермедиата для получения аксинелламинов, массадинов и палауаминов. Новый метод позволяет получать граммовые количества этих природных продуктов, такого количества будет достаточно для исчерпывающего изучения их биологических свойств [4].

Фил Баран (Phil S. Baran) исправил наименее эффективную стадию получения соединений описанных выше – если ранее синтез спироаминокетонового интермедиата осуществлялся в 20 стадий с общим выходом 1% с низким уровнем стереоконтроля, Барану, Шуну Су (Shun Su) и Родриро Родригесу (Rodrigo A. Rodriguez) удалось разработать стереоселективный синтез этого соединения за восемь стадий с суммарным выходом 13%.

Получив граммовые количества спироаминокетона, Барану с соавторами удалось провести полный синтез 0.89 и 0.22 граммов аксинелламинов A и B, соответственно.

Рисунок из Org. Lett., 2011, 13 (16), 4320

Группа конформационно подвижных гибких молекул позволила химикам измерить значение малоинтенсивных межмолекулярных взаимодействий, возникающих в растворе при взаимодействии алифатических связей C–H и π-электронной системе ароматических соединений [5].

Так называемые молекулярные весы, разработанные Кеном Симудзу (Ken D. Shimizu) из Университета Южной Каролины созданы на основе бициклического N-арилимидного каркаса. Когда молекула-весы находится в сложенном положении, алкоксигруппа «притягивается» к ареновому фрагменту таким образом, что возникает изучаемое межмолекулярное взаимодействие. В раскрытой конформации за счет вращения вокруг связи C–N алкоксигруппа удаляется от ароматической системы. Определив соотношение конформаций с помощью метода ЯМР, исследователи из группы Симудзу смогли измерить величину энергии межмолекулярного взаимодействия, которая составила около 1 ккал/моль, что значительно меньше энергий многих типов межмолекулярных взаимодействий.

Рисунок из Org. Biomol. Chem., 2011, 9, 6373

Айвен Ябин (Ivan Jabin) сообщает об эффективном синтезе каликс[6]криптмочевины, синтез был проведен с помощью домино-реакции Штаудингера/аза-реакции Виттига с последующей [1 + 1] макроциклизации [6].

В сравнении с ранее полученными соединениями этого же класса, новый гетеродитопный рецептор отличается большей гибкостью и проявляет уникальные свойства в образовании комплексов гость-хозяин: он способен к связыванию нейтральных молекул, анионов, аммониевых ионов и тесных ионных пар – в зависимости от способа проведения распознавания, отличаясь при этом высокой селективностью по отношению к гостям каждого из классов.

Обзоры недели: статьи номера в журнале Chemical communications посвящены самоорганизующимся супрамолекулярным системам на основе кукурбит[n]урила [7]; полифункциональным п-фосфорилированным каликсаренам [8] и гидрированию иминов с помощью металлосодержащих катализаторов полусендвичевого типа [9].

Источники: [1] Chem. Commun., 2011, DOI: 10.1039/c1cc13685b; [2] J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (35), 13770; DOI: 10.1021/ja205910d; [3] J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (35), 13774; DOI: 10.1021/ja205912y; [4] J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (35), 13922; DOI: 10.1021/ja206191g; [5] Org. Lett., 2011, 13 (16), 4320; DOI: 10.1021/ol201657p; [6] Org. Biomol. Chem., 2011, 9, 6373; DOI: 10.1039/C1OB05759F; [7] Chem. Commun., 2011, 47, 9959; DOI: 10.1039/C1CC12091C; [8] Chem. Commun., 2011, 47, 9764; DOI: 10.1039/C1CC12048D; [9] Chem. Commun., 2011, 47, 9773; DOI: 10.1039/C1CC12326B

метки статьи: #кинетика и катализ, #медицинская химия, #органическая химия, #органический синтез, #элементоорганическая химия