Новости химической науки > Органический дайджест 249

Сегодня в дайджесте: полный синтез (–)-ацетиларанотина; получение ротаксанов в режиме one pot; вольфрам катализирует реакцию метатезиса для получения макроциклов; новые взрывчатые вещества и простой синтез арилциклогексанонов и циклогексенонов.

Элементная сера помогла успешно завершить длившийся уже четыре десятилетия поиск путей полного синтеза (-)-ацетиларанотина [(–)-acetylaranotin], алкалоида, выделенного из грибов. Полный синтез может оказаться полезным для исследователей для более детального уточнения механизма противоопухолевой и противовирусной активности, проявляемой ацетиларанотином и его производными [1].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja209354e

Ацетиларанотин представляет собой димерный эпидтиодикетопиперазин природного происхождения. Хотя химики уже синтезировали ряд похожих по строению природных продуктов, сам ацетиларанотин и наиболее близкие к нему по структуре соединения до сих пор не удавалось воспроизвести в лаборатории.

Исследователи из группы Сары Рейзман (Sarah E. Reisman) из Калифорнийского технологического смогли провести полный синтез ацетиларанотина, получив его с помощью катализируемой родиевым катализатором реакции циклоизомеризации с последующим элиминированием хлорпроизводного. На одном из этапов синтеза исследователи обратились к редко применяющимся в настоящее время синтетическим протоколам 1970-х годов – для того чтобы ввести в структуру ацетиларанотина эписульфидный фрагмент исследователи использовали элементную серу.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja208515r

Реакция метатезиса помогла химикам получить политротаксаны в режиме one-pot. Необычный полимер состоит из полиаммонийной цепи (синяя на схеме), на которую одеты макроциклические краун-эфиры (красные на схеме), заглушенная с обоих концов диметоксиареновыми фрагментами (зеленые) [2].

Исследователи из группы Роберта Граббса (Robert H. Grubbs), планируя синтез полимерного материала, содержащего фрагменты, не связанные с основной полимерной цепью химическими связями, обнаружили, что нет необходимости в предварительной взаимной организации ациклических диениламмонийных соединений и краун-эфиров – макроциклы самопроизвольно «окольцовывали» линейные фрагменты, поэтому введение в систему ротаксановых «заглушек» и рутенийсодержащего катализатора метатезиса позволило получить ротаксановый полимер в одну стадию.

Исследователи отмечают, что эффективность и простота, позволившая им получить полиротаксан, может быть использована и для синтеза других разнообразных полиротаксановых архитектур.

Рисунок из Nature, DOI: 10.1038/nature10563

В синтезе макрокислических олефинов редкая реакция может посостязаться в простоте и эффективности с процессом метатезиса, способствующего замыканию цикла. Однако эта реакция обладает и недостатками – метатезис с закрытием цикла отличается крайне низкой селективностью и, как правило, приводит к образованию смеси E- и Z-олефинов. Однако, благодаря новому алкилиденовому комплексу вольфрама химики могут использовать процесс метатезиса с закрытием цикла для получения олефинов с Z-конфигурацией, стереоселективность этого процесса составляет 97% [3].

Сотрудничество групп Амира Ховейды (Amir H. Hoveyda) и Ричарда Шрока (Richard R. Schrock) позволило разработать подходящий катализатор и применить его для увеличения выхода сложных природных соединений – эпотилона С (epothilone C) и накадомарина А (nakadomarin A). Прежде предпринимавшиеся попытки синтеза этих соединений осложнялись тем, что применявшаяся на последней стадии синтеза реакция метатезиса приводила к образованию смеси E- и Z-изомеров, которые было сложно разделить.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja208990z

При разработке взрывчатых веществ исследователи могут сталкиваться с одной важной проблемой – повышение эффективности одной из целевых характеристик взрывчатого вещества зачастую приводит к тому, что другие характеристики этого вещества становятся менее эффективными. Например, соединения, обладающие значительной взрывчатой силой, иногда оказываются способны к случайной детонации, однако исследователям удалось решить эту проблему, получив новый класс взрывчатых веществ – производные триазоловых солей [4].

Новые нитрозамещенные соли триазолов, разработанные в группе Жанны Шрив (Jean’ne Shreeve) из Университета Айдахо, обладают взрывчатой силой, сравнимой с взрывчатой силой традиционных взрывчатых веществ, но при этом гораздо менее чувствительны к ударам и менее склонны к случайной детонации.

Исследователи синтезировали библиотеку из десяти триазоловых солей с помощью трансформации двух кислотных производных триазолов, полученных для других целей. Исследователи определили плотность каждой соли и рассчитали их теплоты образования – комбинация этих двух свойств описывает энергетическую плотность взрывчатого вещества. Также была определена чувствительность новых взрывчатых веществ к механическому воздействию – исследователи бросали на дозу триазоловой соли массой 40 мг груз, определяя, какая сила требуется для взрыва или воспламенения.

Было обнаружено, что ряд высокоэнергетических солей отличается меньшей чувствительностью к механическому воздействию, чем обычные взрывчатые вещества. Например, соль, образованная 5,5’-бис(тринитрометил)-3,3’-азо-1H-1,2,4-триазолом, характеризуется энергетической плотностью, сравнимой с энергетической плотностью гексогена, однако вдвое устойчивее к детонации по сравнению с гексогеном.

Рисунок из Org. Biomol. Chem., 2011; DOI: 10.1039/C1OB06356A

Белен Сид (M. Belén Cid) из Автономного Университета Мадрида разработал простой и эффективный органокаталитический подход у синтезу α-арилциклогексенонов и циклогексанонов, ключевыми стадиями которого являются присоединение по Михаэлю и альдольная конденсация; разработанная реакция отличается высокой стереоселективностью [5].

Обзоры недели: в журнале Chemical Society Reviews опубликованы обзоры, посвященные катализируемому палладием кросс-сочетанию кремнийорганических реагентов [6]; органическим синтезам в воде [7] и последним достижениям в области использования кооперативного связывания ионов в асимметрическом органокатализе [8].

Источники: [1] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja209354e; [2] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja208515r; [3] Nature, DOI: 10.1038/nature10563; [4] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja208990z; [5] Org. Biomol. Chem., 2011; DOI: 10.1039/C1OB06356A; [6] Chem. Soc. Rev., 2012, DOI: 10.1039/C1CS15181A; [7] Chem. Soc. Rev., 2012, DOI: 10.1039/C1CS15222J; [8] Chem. Soc. Rev., 2012, DOI: 10.1039/C1CS15200A

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