Новости химической науки > Органический дайджест 342

В этом номере дайджеста: получение упорядоченных разветвленных полимеров; изомерные циклопропены демонстрируют уникальную биоортогональную реакционную способность; стерически управляемая функционализация бисиминаценафтена; полный синтез (–)-ауксофурана и новый способ снятия дитиоацетальной защиты.

Обычно клетки синтезируют белки в виде линейных цепей, затем эти цепи под действием ферментов спирализуются в соответствующие трехмерные структуры. Тем не менее, ряд специалистов по синтезу искусственных белков предпочли бы синтезировать разветвленные белковые цепи, топологически подобные разветвленным синтетическим полимерам. Полимеры такой формы могли бы привести к созданию новых биологических материалов, которые могли бы найти применение в различных областях – от направленной доставки лекарственных препаратов до восстановления тканей.

Новая работа показывает, что простые генетически кодируемые метки могут применяться для получения полимерных нитей различной формы [1].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja4076452

Исследователи, работавшие под руководством Франца Арнольда (Frances H. Arnold) и Дэвида Тиррелла (David A. Tirrell) из Калифорнийского технологического института модифицировали разработанную ранее британскими исследователю методику, основанную на получении меток с помощью бактериального белка, образующего необычные, изопептидные связи между боковыми фрагментами лизина и аспартата. Им удалось перестроить ген белка таким образом, что образующиеся в процессе трансляции белки содержат остатки лизина и аспартата. При смешении два пептида, имеющих название SpyTag и SpyCatcher, взаимодействуют, формируя изопептидную связь в течение минут.

Исследователи из группы Арнольда решили использовать эту систему для получения белков уникального пространственного и топологического строения за счет введения меток, обуславливающих формирование изопептидных связей в белки – заготовки для синтеза. Они ввели SpyCatcher в один конец синтетического белка и SpyTag – в центр той же цепи. Этот подход позволил исследователями получить белки в форме кругов, звезд и других. Как отмечается, реакции, приводящие к разветвлению, могут протекать самопроизвольно в воде или живой клетке без необходимости применять катализатор.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja407737d

Биоортогональные реакции (химические реакции, которые способны протекать внутри живых систем, не мешая естественным биохимическим процессам) имеют огромное значение для определения строения и биологической роли соединений природного происхождения. Тем не менее, много популярных биоортогональных реакций несовместимы друг с другом, что ограничивает их применение для тандемного исследования целых систем биомолекул.

Дженнифер Прешер (Jennifer A. Prescher) выяснил, какие две реакции могут быть использованы одновременно для введения меток в сложном окружении: инверсная реакция Дильса-Альдера тетразинов с 1,3-дизамещенными циклопропенами и 1,3-диполярное циклоприсоединение иминнитрилов к 3,3-дизамещенным циклопропенам. Важным обстоятельством является то, что применяющиеся в этих биотрансформациях циклопропены различаются положением одной метильной группы. Новые биоортогональные реакции могут внести новую струю в мониторинг многокомпонентных процессов в клетках и организмах [2].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja407070y

Алан Каули (Alan H. Cowley) описывает синтез, свойства и результаты теоретического исследования стерически управляемой функционализации ред/окс-активного бисиминоаценафтеного (BIAN) класса лигандов [3].

В зависимости от стерической ситуации по соседству от фрагмента N–C–C–N лиганда Ar-BIAN, функционализация может протекать по механизму радикальной дезароматизации или нуклеофильного С-алкилирования имина. За функционализацией следили с помощью ряда динамических методов, в том числе и ЭПР, результаты экспериментов интерпретировали с помощью расчетов DFT-D чтобы определить факторы и механизмы, влияющие на образование того или иного производного Ar-BIAN.

Рисунок из Org. Lett., 2013, DOI: 10.1021/ol402345x

Джон Букувалас (John Boukouvalas) описывает первый синтез ауксофурана, недавно обнаруженной ауксин-подобной сигнальной молекулой стрептомицетов. Синтез из коммерчески доступных реагентов может быть осуществлен в семь стадий, общий выход составляет 59% [4].

Ключевыми этапами синтеза является последовательность присоединение по Дильсу-Альдеру/реверсия цикла, позволяющая получить нужный интермедиат непосредственно из неактивированного алкина.

Рисунок из Tetrahedron, 2013, DOI: 10.1016/j.tet.2013.08.061

Йосинори Кондо (Yoshinori Kondo) заявляет, что комбинация 1,4-бензохинона и каталитических количеств NaI является эффективной системой для удаления дитиоацетальной защиты [5].

Реакции гладко и однозначно протекают в мягких условиях, близкой к нейтральной среде, в результате чего образуется широкий набор алкил- и арилальдегидов и кетонов, как правило с хорошим выходом; процесс не затрагивает большинство известных функциональных групп.

Обзоры недели: могут показаться интересными обзоры, посвященные строению и свойствам органических карбонатов природного происхождения [6]; новым подходам к окислению функциональных групп, кактлизируемым йодидом двухвалентного самария [7] и химическому синтезу природных соединений в потоке [8].

Источник: [1] J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja4076452; [2] J. Am. Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja407737d; [3] J. Am. Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja407070y; [4] Org. Lett., 2013, DOI: 10.1021/ol402345x; [5] Tetrahedron, 2013, DOI: 10.1016/j.tet.2013.08.061; [6] Chem. Rev., 2013, DOI: 10.1021/cr300430e; [7] Chem. Soc. Rev., 2013, DOI: 10.1039/C3CS60223K; [8] Chem. Soc. Rev., 2013,

DOI: 10.1039/C3CS60246J

метки статьи: #органическая химия, #органический синтез