Новости химической науки > Органический дайджест 223

В сегодняшнем номере дайджеста: новые свидетельства в пользу антиоксидативных свойств кофе; смесь фруктовых соков для профилактики сердечнососудистых заболеваний; нержавеющая сталь для катализа реакции гидрирования; спироциклизация аминонитрила кетоном и диоксид углерода способствует растворению третичных аминов в воде.

Результаты новой работы приводят глубокий и обстоятельный анализ того, как кофеин, содержащийся в кофе, чае и других продуктах питания может защищать организм от факторов, способствующих развитию синдрома Альцгеймера и сердечнососудистых заболеваний – чем его действие обусловлено на молекулярном уровне [1].

Рисунок из J. Phys. Chem. B, 2011, 115 (15), 4538

Анниа Галано (Annia Galano) и Хорхе Рафаэль Леон-Кармона (Jorge Rafael León-Carmona) приводят свидетельства в пользу того, что кофе является одним из наиболее богатых источников полезных для здоровья антиоксидантов. Ряд новейших исследований позволяет утверждать, что кофеин (который, кроме кофе, содержится в чае, какао и других продуктах питания) обладает существенным антиоксидативным эффектом и может защищать людей от болезни Альцгеймера и других заболеваний. Однако, исследователям практически ничего неизвестно о механизме действия кофеина на вызывающие окислительный стресс свободные радикалы.

Чтобы получить информацию об особенностях действия кофеина исследователи провели квантово-химическое исследование особенностей взаимодействия кофеина со свободными радикалами. Результаты исследования демонстрируют отличную сходимость с экспериментами in vitro и in vivo, подтверждающих то, что главным антиоксидантом в кофе является кофеин.

Рисунок из Food Funct., 2011, DOI: 10.1039/C1FO10040H

Исследователи из Франции разработали смесь фруктовых и ягодных соков, способных снизить риск сердечнососудистых заболеваний [2].

Полифенолы можно обнаружить в таких продуктах питания, как красное вино, темный шоколад и зеленый чай. Благоприятное влияние полифенолов на здоровье широко известно – их содержание в продуктах питания понижает риск развития сердечнососудистых заболеваний. Причины такого эффекта связаны с тем, что полифенолы увеличивают содержание сосудорасширяющих соединений в организме.

В поисках более здоровой полифенолсодержащей альтернативы спиртному или шоколаду исследователи в сотрудничестве с группой компаний Eckes-Granini, производителем фруктовых соков, исходя из того, что в состав различных фруктов и ягод входят различные полифенолы (зачастую обладающие горьким вкусорм), разработали и протестировали смеси соков различного состава. Фруктовые «коктейли» оценивались на вкус, также in vitro на артериях свиней определялась их способность к расширению сосудов.

Было обнаружено, что сочетанием наибольшей эффективности в расширении сосудов и наименее горьким вкусом отличается композиция на основе виноградного сока (63%), к которой добавлен яблочный, черничный, земляничный, брусничный, гранатовый соки, а также сок черной рябины. Такая смесь не отличается самым высоким содержанием полифенолов, но характеризуется наибольшей эффективностью.

Рисунок из ACS Catal., 2011, 1 (4), 355

Обычный метод конверсии биомассы, полученной путем переработки углеводов, представляет собой кислотно-катализируемое дегидрирование с последующим дегидрированием под действием катализаторов на основе переходных металлов. Обычно эти реакции проводят при повышенном давлении с применением гомогенных или гетерогенных катализаторов в реакторе из нержавеющей стали марки 316SS. Сплав 316SS состоит из железа, хрома, никеля, молибдена и марганца, содержит следовые количества неметаллов. Часто сплав 316SS считают химически инертным, так как он пассивируется за счет образования на поверхности слоя оксида хрома.

Шлаф с соавторами продемонстрировал возможность кислотной активации внутренней поверхности реактора из 316SS и превращения ее в катализатор для гидрирования продуктов, полученных из биомассы [3].

Исследователи выдерживали глицерин или левулиновую кислоту в водном растворе трифторуксусной кислоты при повышенном давлении водорода при 250°C. Когда глицерин выступал в качестве субстрата, уже низкой концентрации кислоты (20 mM) оказывалось достаточно для образования смеси н- и изо-пропанола, восстановление левулиновой кислоты приводит к образованию смеси γ-валеролактона и пентановой кислоты в жидкой фазе и бутана с бутеном-1 среди газообразных продуктов реакции.

Исследователи полагают, что каталитические свойства стали 316SS обуславливаются образованием на стенках реактора смешанных оксидов-гидроксидов хрома, например, Cr(OH)₃(H₂O)₃. Кислая среда не приводила к разрушению реактора даже через несколько реакционных циклов.

Рисунок из Org. Process Res. Dev., 2011, 15 (1), 44

Спироциклические имидазолиноны являются ключевыми интермедиатами для синтеза эффективного переносчика глицина.

Для упрощения и увеличения эффективности синтеза спироциклического имидазолинона в группе Грэма (J. P. Graham) предложили последовательность реакций, одним из этапов которой является участие 4-бромбензальдегида в реакции Штрекера, приводящее к образованию аминонитрила, который затем вступает в реакцию спироциклизации с циклопентаноном в присутствии каталитических количеств метилата натрия [4].

На практике наилучший выход целевого продукта (40%) достигается при проведении реакции в н-бутаноле при 80°C. Поскольку продукт кристаллизуется при охлаждении реакционной смеси, его легко выделять.

Рисунок из Green Chem., 2011, 13, 619

Многие третичные амины по своей природе гидрофобны и не смешиваются с водой, но есть ли способ получения гомогенной системы вода/амин?

Джессоп (P. G. Jessop) с соавторами обнаружил, что провести смешение воды с третичными аминами можно при помощи насыщения системы углекислым газом [5].

Способ основан на том, что при пропускании через гетерогенную смесь вода/амин углекислого газа образуются водорастворимые аммониевые соли угольной кислоты, в результате чего пропадает граница раздела фаз между слоем воды и амина и система гомогенизируется. Продувка через гомогенную систему аргона, азота или просто воздуха приводит к вытеснению углекислого газа и расслоению смеси. Добиться разделения гомогенной обогащенной углекислым газом смеси можно также нагрев гомогенный раствор и позволив CO₂ улетучиться.

Обзоры недели: в журнале Chemical Reviews опубликованы обзоры, посвященные окислительно-восстановительным реакциям, катализируемым выделенными ферментами-оксидоредуказами [6] и применению кинетического изотопного эффекта для изучения механизмов реакций металлоорганических соединений [7]; в журнале Tetrahedron – обзоры, посвященные химии имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазолов [8] и применению 4,4′-дифтор-4-бора-3a,4a-диаза-s-индаценов (BODIPY) в качестве компонентов новых светоактивных материалов.

Источник: [1] J. Phys. Chem. B, 2011, 115 (15), 4538; DOI: 10.1021/jp201383y; [2] Food Funct., 2011, DOI: 10.1039/C1FO10040H; [3] ACS Catal., 2011, 1 (4), 355; DOI: 10.1021/cs200053h; [4] Org. Process Res. Dev., 2011, 15 (1), 44; DOI: 10.1021/op100210s; [5] Green Chem., 2011, 13, 619; DOI: 10.1039/C0GC00806K; [6] Chem. Rev., 2011; DOI: 10.1021/cr100334x; [7] Chem. Rev., 2011, DOI: 10.1021/cr100436k; [8] Tetrahedron, 2011, 67, 19, 3289; doi:10.1016/j.tet.2011.03.027; [9] Tetrahedron, 2011, 67, 20, 3573; doi:10.1016/j.tet.2011.03.028

метки статьи: #биохимия, #бытовая химия, #органическая химия, #органический синтез, #физическая химия, #элементоорганическая химия