Новости химической науки > Органический дайджест 176

В этом номере дайджеста: металл-полииновый молекулярный провод для переноса электронов; от дендримеров к функциональным полиэтиленовым наночастицам; хемоферментативный подход для синтеза хиральных лекарств; синтез энантиомерно чистых трифторметилзамещенных аминокислот и катализируемый комплексами палладия синтез производных фенантрона.

Химики из Университета Цюриха синтезировали новый активный в окислительно-восстановительных реакциях металлоорганический провод, который может быть использован для разработки новых методов хранения информации. [1].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja102570f

Хайнк Берке (Heinz Berke) и Кушик Венкатесан (Koushik Venkatesan) получили молекулярный провод исходя из бисвольфрамбутадиинового комплекса, полученного ими ранее, IL₂W≡C–C≡C–C≡WL₂I (L – 1,2-бис(дифенилфосфино)этан. После замещения бутадииновых групп йодидными лигандами в молекулярный провод были введены способные к окислительно-восстановительным реакциям железосодержащие фрагменты. Было обнаружено, что сопряженные полииновые провода могут способствовать эффективному переносу электронов на расстояние более 24Å.

Индивидуальные провода, соединяющие два электрода, могут быть окислены или восстановлены при приложении напряжения. Окисленный провод потенциально может хранить один бит информации, восстановление провода эквивалентно стиранию одного бита. Устройства для хранения и считывания информации, полученные на основе многих параллельных нанопроводов, могут управляться низким напряжением.

Сун (G. Sun) и Гуан (Z. Guan) из Университета Калифорнии получили функциональные настраиваемые частицы на основе дендримеров с помощью one-pot многостадийной полимеризации с блуждающей цепью [chain-walking polymerization (CWP)] [2].

Рисунок из Macromolecules 2010, 43, DOI:10.1021/ma100367q

Исследователи провели функционализацию дендримерно-построенного полиэтилена (молекулярная масса около 320 кДа) 3-бутеноатом (1), а затем проактивировали полученный продукт палладиевым комплексом-прекурсором, получив поливалентный катализатор блуждающей цепи [multivalent chain-walking catalyst (MVCWC, 2)] содержащий около 174 каталитически активных центров. Дендримерный MVCWC инициировал полимеризацию этилена, что позволило получить высокомолекулярные функциональные наночастицы (3) с молекулярной массой 35 МДа, радиусом 48.1 нм и 71 дендримерных полиэтиленовых фрагментов.

Исследователи подтвердили универсальность метода для сополимеризации и функционализации и смогли получить дендримерные наночастицы полиэтилена с защищенными спиртовыми группами.

Ривастигмин (rivastigmine) (1) – лекарство на основе карбамата, которое является ингибитором холинэстеразы и оказывает селективное воздействие, улучшая когнитивную способность пациентов с болезнью Альцгеймера. Виннокислая соль соединения 1 фигурирует на рынке лекарственных препаратов под названием Exelon.

Рисунок из J. Org. Chem. 2010, 75, 3105

Ким (M.-J. Kim) с соавторами из Университета науки и технологии Поханг (Корея) разработали стратегию получения 1 с помощью метода динамического кинетического разрешения [dynamic kinetic resolution (DKR)] рацемического интермедиата с помощью ферментативного катализа [3].

Процесс DKR заключается в том, что протекающая in situ катализируемая металлокомплексом рацемизация сочетается с ферментативной реакцией. В этом исследовании в качестве катализатора рацемизации применялся связанный с полимером комплекс рутения 5.

Исходным материалом для предложенной последовательности является коммерчески доступный гидроксикетон 2, который обрабатывали N-этил-N-метилкарбамоилхлоридом, в результате чего получали карбамат 3. Ацетильную группу карбамата 3 селективно восстанавливают боргидридом натрия до рацемического спирта 4. Соединение 4 обрабатывают 4 молярными процентами катализатора 5, коммерчески доступной липазой Novozym-435, и изопренилацетатом, что позволяет получить ацетат 5 с энантиоселективностью 99%. Гидролиз 6 в присутствии мягкого основания позволяет получить хиральный спирт 7. Целевое соединение 1 получают, обрабатывая 7 MeSO₂Cl и третичным амином, после чего в систему вводят Me₂NH.

Последовательность реакций отличается высокой стереоселективностью, общий выход 1 составляет 57%. Новый метод наглядно демонстрирует потенциал совместного использования металлокомплексного и биологического катализаторов для синтеза новых хиральных соединений.

Фторированные биологически активные соединения весьма важны для современного процесса разработки лекарств.

Рисунок из Org. Lett. 2010, 12, 2008

Бенхэм (C. Benhaim) с соавторами сообщает о первом синтезе энантиомерно чистого (>99% ee) прекурсора β-трифторметил-α-аминокислоты за счет стереоселективной реакции гидрирования [4].

Стратегия основана на образовании прохиральных алкенов типа 1 с помощью методики Шоллкопфа. Эта реакция позволяет защитить аминогруппу формильной, а не ацетильной группой. Формильную группу легко удалить после проведения последующих реакций. Авторы работы обнаружили, что каталитически активный комплекс родия с хиральным циклическим фосфорсодержащим лигандом позволяет получить наилучшие результаты для гидрирования 1 и получения прекурсора 2.

Соединение 2 образуется с выходом >99% и ее >99%. Обработка 2 кислотой позволяет получить оптиечски чистую целевую аминокислоту – трифторвалин 3 в виде ее солянокислой соли. Для аналогов 2, содержащих функциональные группы, чувствительные к действию сильной кислоты, авторы разработали альтернативный подход – конверсию 2 в аминокислоту действием разбавленного водного раствора слабого основания, затем – 2М HCl и водным раствором HCl в метаноле MeOH.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2010, DOI: 10.1021/ja1026248

Чин-Хонг Ченг (Chien-Hong Cheng) из Национального Университета Циньхуа (Тайвань) описывает катализируемую палладием активацию связи C−H алкиларилкетонов с последующей реакцией продукта активации с арилйодидом [5].

Каталитическая реакция втор-алкиларилкетонов позволяет получить производные 10,10-диалкилфенантрона. Предложенный механизм образования целевого соединения включает двойную активацию связи С–Н и последующую циклизацию енолята.

Анонсы недели – в журнале американского химического общества Chemical Reviews опубликован обзоры, посвященный химии винилиденциклопропанов [6]; в журнале Королевского химического обществаChemical Society Reviews опубликован обзор, в котором описываются новые реагенты для органического катализа – сульфоны [7].

Источники: [1] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja102570f; [2] Macromolecules 2010, 43, DOI:10.1021/ma100367q; [3] J. Org. Chem. 2010, 75, 3105; [4] Org. Lett. 2010, 12, 2008; [5] J. Am. Chem. Soc., 2010, DOI: 10.1021/ja1026248; [6] Chem. Rev., 2010, DOI: 10.1021/cr900381k; [7] Rev., 2010, 39, 2018DOI: 10.1039/b911852g

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