Новости химической науки > Органический дайджест 178

В этом номере дайджеста: click-химия для получния гликопептидов; одностадийный синтез эфиров хинолин-3-карбоновых кислот; получение функционализируемых гидрогелей для множественных click-реакций; зафиксирован неуловимый интермедиат и простое и эффективное катализируемое медью получение 2,4-дизамещенных имидазолонов.

Сун (J. Sun) и Шлаад (H. Schlaad) из Института Коллоидной химии и поверхности Макса Планка (Потсдам) разработали новые строительные блоки для гликополимеров - полипептидные гомополимеры и полипептидсодержащие сополимеры, которые могут связываться друг с другом с помощью обычных приемов click-химии. Избежать применения защитных групп или переходных металлов исследователи смогли за счет хорошо известной 'тиол-еновой' химии боковых цепей. [1].

Рисунок из Macromolecules 2010, 43, 4445

Исследователи обратили внимание на поли-Dl-аллилглицин, который был получен с помощью живой полимеризации с раскрытием цикла соответствующего мономера - N-карбоксиангидрида. Раскрытие цикла инициировалось н-гексиламином, в результате чего образуется гомополимер (молекулярная масса 1.84 кДа, полидисперсность - 1.1) или имеющим на концевой группе аминный фрагмент полиэтиленоксидом (молекулярная масса 3.6 кДа), что приводит к образованию блок-сополимера (молекулярная масса 4.8 кДа, полидисперсность -1.09).

Авторы использовали термо- или фотоинициируемое тиол-еновое присоединение для модификации поли-Dl-аллилглицина метил-3-меркаптопропионатом. Присоединение по радикальной схеме при 70°C в течение 1 дня приводило к 100%-ной конверсии аллильных групп, фотоприсоединение отличалось меньшей эффективностью и зависело от концентрации, источника УФ-излучения, температуры и других факторов.

Существующие методы синтезов 3-карбоксилатхинолинов обычно требуют большого количества синтетических стадий, жестких условий, дорогих реагентов, и отличаются низкими выходами. Венкатесен (H. Venkatesan) из научного отдела фирмы Johnson & Johnson сообщает о простом методе, который может быть реализован в режиме one-pot и приводит к образованию целевых продуктов с высоким выходом [2].

Рисунок из J. Org. Chem. 2010, 75, 3488

Для синтеза исследователи выбрали разновидность реакции Фридлендера; в качестве исходного соединения был использован замещенный o-нитробензальдегид (например, 1). Восстановительная циклизация 1 с помощью 3,3-диметоксипропионата (2) и SnCl₂, взятого в качестве восстановителя, позволяет получить метилхинолин-3-карбоксилат (3) как правило, с хорошими выходами.

Метод получения достаточно прост - все реагенты смешивают в EtOH и кипятят с обратным холодильником до завершения процесса (обычно 1,5-4 часа). Обработка реакционной смеси водой и последующая колоночная хроматография приводит к образованию целевого соединения. Бромидные, хлоридные, сложноэфирные, метоксильные и О-бензильные группы устойчивы в условиях реакции, если в исходном соединении содержатся гидроксильные и аминные группы, выход целевого продукта понижается. Дополнительное преимущество нового метода заключается в том, что реагент 2 коммерчески доступен.

Биологически активные гидрогели часто находят применение в качестве переносчиков и шаблонов для медицинских приложений, как, например, доставка лекарственных препаратов и создание искусственных тканей. Использование трех последовательных click-реакций позволило исследователям из группы Саниала (R. Sanyal) из Университета Богазичи (Стамбул) получить семейство гидрогелей с большим размером пор, высокой степенью набухаемости и функционализированными периферийными группами [3].

Рисунок из Macromolecules 2010,43, 3801

Первая click-реакция между алкин-функционализированным сложнополиэфирным дендроном (1) и азидсодержащим полиэфиром (2) позволяет получить коньюгаты 3. Функционализация периферии 3, сопровождаемая второй click-реакцией коньюгата (4) с диазидом 5 дает гитдрогели, способные абсорбировать массу воды, составляющую до 2015% от их собственной массы. Третья click-реакция 6 с биологическими молекулами, функционализированными азидами, дает гидрогели (7) с управляемой биологической активностью.

Стереохимический контроль является важным элементом для химического синтеза, обычно катализ стереоселективных превращений оснвоан на использовании систем, содержащих токсичные переходные металлы или чувствительные к условиям реакции ферментам. Таким образом, привлекательными катализаторами таких процессов являются оптически активные органические молекулы.

Одним из процессов, протекающим с использованием таких катализаторов является реакция альдольной конденсации, катализируемая вторичными аминами. Считается, что эта реакция протекает через образование енаминового (C=C-N) интермедиата, однако прямых экспериментальных доказательств этого предположения так и не было получено до настоящего времени.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.200906629

Однако, наконец, недостающее звено было поймано. Исследователи из группы профессора Гшвинда (Ruth Gschwind) из Университета Регенсберга изучали самоальдолизацию пропионового альдегида, каатлизируемую пролином, с помощью метода ЯМР [4].

Ключом для успешного наблюдения за реакционной системой был растворитель - диметилсульфоксид, способный образовывать водородные связи с гидроксильными протонами енаминового интермедиата и стабилизировать молекулу, ограничивая ее способность вступать в дальнейшие химические процессы и позволяя однозначно определить ее с помощью ЯМР. Результаты исследования позволяют глубже понять механизм реакций подобного рода.

Рисунок из Org. Lett., 2010, DOI: 10.1021/ol1008813

Некоторые производные имидазолонов обладают высокой биологической и фармакологической активностью, они также выступают в качестве хромофоров в флуоресцентных белках.

Хуа Фу (Hua Fu) из Университета Циньхуа (Пекин) предлагает простой и эффективный подход к получению 4-арилиден-2-алкил-4,5-дигидро-1H-имидазол-5-онов (2,4-дизамещенных имидазолонов) исходя из доступных 2-бром-3-алкилакриловых кислот и амидинов без использования дополнительных добавок и катализаторов; получение целевых соединенйи по новому методу можно провести в мягких условиях [5].

Анонсы недели - в журнале американского химического общества Chemical Reviews опубликован обзор, посвященный существующим подходам и новым концепциям, применяющимся для описания электрохимии токопроводящих полимеров [6]; в журнале Королевского химического обществаChemical Society Reviews также затрагивается проблема проводящих полимеров - обзор в этом журнале посвящен физической теории возбуждения в токопроводящих полимерах [7].

Следует отметить и то, что в июне 2010 года увидели свет первые номера двух журналов, так или иначе посвященных проблемам органической химии - журнала ACS Medicinal Chemistry Letters Американского химического общества и журнала Chemical Science Королевского химического общества Великобритании.

Источники: [1] Macromolecules 2010, 43, 4445; [2] J. Org. Chem. 2010, 75, 3488; [3] Macromolecules 2010,43, 3801; [4] Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.200906629; [5] Org. Lett., 2010, DOI: 10.1021/ol1008813; [6] Chem. Rev., 2010, DOI: 10.1021/cr900226k; [7] Chem. Soc. Rev., 2010, DOI: 10.1039/b917724h

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