Новости химической науки > Органический дайджест 254

В сегодняшнем номере дайджеста: применение фторированных азиридинов для получения 1,3-оказолидинов; амфотерные полимеры изменяются под воздействием физиологических факторов; диоксид углерода и эпоксид для получения полиинденкарбоната; катализ палладием приводит к образованию подофиллотоксинового цикла и полный синтез гапалиндолов J и U.

Значение фторсодержащих соединений, в особенности – содержащих трифторметильный фрагмент, в фармацевтике весьма велико. Одним полезным источником трифторметильного фрагмента для введения в органические соединения являются фторированные азиридины, которые можно рассматривать как скрытые 1,3-диполи. Такие азиридины могут образовывать аддукты с рядом нуклеофилов. В связи с этим исследователи из группы Ханамото (T. Hanamoto) недавно разработали удобный одностадийный синтез 2-трифторметил-N-тозилазиридина.

Рисунок из Org. Lett. 2011, 13, 6240

Новая работа исследователей из группы Ханамото посвящена катализируемому серебром 1,3-диполярому 1,3-присоединению 2-трифторметил-N-тозилазиридина к альдегидам, позволяющему получить цис-4-трифторметил-N-тозил-1,3-оксазолидинов с высокой регио- и стереоселективностью. Все изученные реакции приводили к образованию целевого продукта в качестве единственного изомера с выходом до 91% [1].

Выходы целевого продукта, однако, изменяются в широких пределах, выходы весьма сильно зависят от стерических и электронных эффектов альдегида. К удивлению исследователей, реакция с 2-трифторметил-N-тозилазиридином протекает только с альдегидами, кетоны в реакции не участвует.

Рисунок из Macromol. Chem. Phys. 2011, 212, 2268

Цзя (X. Jia) и Лянг (D. Liang) из Университета Пекина разработали протеиноподобный полимер, который реагирует на незначительные изменения в окружении, моделирующем физиологические системы. Главной цепью разветвленного полимера является регулярный сополимер стирола и ангидрида малеиновой кислоты. Боковые цепи – привитые к главной цепи фрагменты функционализированных аминов размыкают ряд циклов малеинового ангидрида, степень модификации полимера можно регулировать, варьируя скорость реакции амина с полимером [2].

Одновременное содержание в полимере аминных и карбоксильных групп позволяет полимеру образовывать стабильные дисперсии в воде и реагировать на незначительные изменения рН. При комнатной температуре частицы полимера заряжены положительно при низких значениях pH и отрицательно заряжены – при высоких значениях pH. Изоэлектрическая точка полимера равна 5.1 единиц рН.

Чувствительность боковых групп полимера к незначительным (моделирующим физиологические) изменениям и температуры, и уровня рН приводит к значительным изменениям в структуре полимера. Например, при pH 6.2 карбоксильные группы полностью ионизированы, и частицы агрегируют при температуре около 34 °C. При увеличении значения pH на 0.1 температура агрегации возрастает на 10°C. Если pH <5.0 ионизация карбоксильной группы сменяется ионизацией аминогрупп, и при pH 3.0 частицы не реагируют на изменения температуры.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18610

Поликарбонаты представляют собой одни из наиболее распространенных коммерчески производимых термореактивных пластмасс. Большую часть этих материалов получают с помощью процесса поликонденсации, одном из участников которого является бисфенол-А или другие бисфенолы. Весьма перспективной альтернативным способом получения термореактивных пластмасс является каталитическое сочетание оксиранов и диоксида углерода. Однако, полимеры, получающиеся в соответствии с последним способом, отличаются весьма низкой температурой перехода в стеклообразное состояние (T_g), что ограничивает возможности их применения на практике.

Одним из способов изменения T_g является использование объемного эпоксидного мономера с фенильными циклами, который мог бы препятствовать молекулярному вращению в полимерной цепи. Исследователи из группы Даренсбурга (D.J. Darensbourg) получили стерически объемное эпоксипроизводное – инденоксид [3].

Полученный инденоксид был вовлечен в реакцию сочетания с диоксидом углерода. В роли катализатора выступало производное Co(III). Реакция протекает при повышенном давлении и при низких температурах, ее основным продуктом является сополимер, побочным – циклический карбонат. Полученный полимер характеризуется T_g 134°C, что является наиболее высокой температурой T_g для поликарбонатов – продуктов реакции эпоксидов с CO₂.

Рисунок из Tetrahedron, 2012, 68, 2, 423; doi:10.1016/j.tet.2011.11.002

Функционально-обогащенная полициклическая система подофиллотоксина (podophyllotoxin) типа ABCD была получена с помощью катализируемой Pd(II) циклизации производного алкена, который получают в пять стадий из коммерчески доступного 6-бромпипероналя [4].

Это исследование расширяет синтетический потенциал известной методологии карбоэтерификации, ранее разработанной Донгом с соавторами (Angew. Chem., Int. Ed.2009, 48, 9690–9692). Применение PdCl₂(MeCN) ₂, LiCl и CuCl₂ позволяло получить целевой подофиллотоксин, содержащий винилхлоридный фрагмент. Эта реакционная система была использована на пропаргилзамещенном алкене, полученном в три стадии из 6-бромпипероналя, в результате чего была получена циклическая система подофиллотоксина ABCD, цикл D в котором был представлен не лактоновой, а фурановой структурой.

Исследователям удалось получить циклическую систему подофиллотоксина ABCD исходя из функционализированного α-метилен-γ-бутиролактона с помощью каталитической системы (Pd₂(dba)₃•CHCl₃, LiBr и CuBr₂).

Рисунок из J. Org. Chem., DOI: 10.1021/jo202139k

Роберт Уильямс (Robert M. Williams) из Университета Колорадо сообщает об успешном полном синтезе d,l-гапалиндолов (d,l-hapalindoles) J и U. Гапалиндол J был получен с общим выходом 11% за 11 стадий, а гапалиндол U – с общим выходом 25% за 13 стадий из коммерчески доступных реагентов [5].

Метод, с помощью которого были получены эти соединения, представляет собой новую стратегию быстрого и эффективного получения циклической системы, характерной для 6:5:6:6 гапалиндолов.

Источники: [1] Org. Lett. 2011, 13, 6240; [2] Macromol. Chem. Phys. 2011, 212, 2268; [3] J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18610; [4] Tetrahedron, 2012, 68, 2, 423; doi:10.1016/j.tet.2011.11.002; [5] J. Org. Chem., DOI: 10.1021/jo202139k

метки статьи: #медицинская химия, #новые материалы, #органическая химия, #органический синтез, #химия полимеров, #элементоорганическая химия