Новости химической науки > Органический дайджест 164

В этом выпуске дайджеста: эффективный синтез хиральных α,β-аминокислот; активность фермента контролируется светом; аллильные гем-дибензоаты позволяют получить анти-1-ен-2,3-диолы; one-pot синтез хиральных бицикло[3.3.0]октатриенов и относительная кинетическая основность золотоорганических соединений.

Высокоэффективный синтез хиральных α,β-диаминокислот необходим для получения биологически активных соединений и интермедиатов для органического синтеза.

Барбас Третий (C. F. Barbas III) из Исследовательского Института Скриппса использовал основания Шиффа глицина в качестве исходных соединений для получения хиральных α,β-диаминокислот. Хотя подходы, основанные на использовании производных глицина в качестве исходных для диаминокислот, уже описывались, существует лишь ограниченное число примеров асимметрических реакций [1].

Рисунок из Org. Lett.2010, 12, 708

Исследователи из группы Барбаса приводят первый пример применения бифункционального алкалоидного производного тиомочевины (1) в качестве катализатора реакции Манниха глициновых оснований Шиффа, (например, 2) с α-аминосульфонами (3). Эта реакция приводит к образованию in situ N-карбамоилиминов (4), обработка которых кислотой приводит к высвобождению производных α,β-диаминокислот (5).

Авторы сообщают о том, что бифункциональная природа катализатора 1 является ключом для успешного протекания реакции. Соединения 4 отличаются высокой оптической чистоты (в некоторых случаях ee достигает >99%), такая же степень оптической чистоты характерна и для образующихся α,β-диаминокислот (5).

Свет может управлять селективным управлением активностью фермента с помомщью фоточувствительное соединение-медиатор азобензолового ряда. Соединение-медиатор переходит из цис- в транс- конфигурацию под воздействием синего света и обратно – при облучении ультрафиолетом.

Пингуд (A. Pingoud) с соавторами из Университета Юстуса Либиха, Московского государственного университета и Университета Крита использовали производное азобензола (1) в качестве сшивающего агента для модификации фермента, контролирующего расщепление молекулы ДНК. Исследователи выбрали одноцепочечную гомодимерного фермента PvuII, который был поперечно сшит 4,4’-бис(малеинимидо)азобензолом (azomal) по месту ряда аминокислотных остатков, перед сшивкой замененных на цистеиновый остаток. Было получено несколько вариантов scPvuII, в которых остатками цистеина было замещено по два или четыре соответствующих остатка [2].

Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 1361

Модифицированные ферменты scPvuII тестировались на изменение вызванное светом активности. Ряд сшитых производным азобензола ферментов проявляют более высокую активность при цис-конфигурации азобензолового фрагмента. Симметричная сшивка-замещение в обоих доменах фермента приводит к шестнадцатикратному увеличению активности фермента в расщеплении ДНК.

Авторы продемонстрировали обратимость фотоактивации фермента. Изменение активности проявляется в большей степени при модификации аминокислотных остатков вблизи от активного центра фермента. Полученные результаты демонстрируют, что контролируемый светом фермент может оказаться удачным инструментом для изучения генов in vivo.

Хан (S. B. Han) и Крише (M. J. Krische) из Университета Техаса описывают эффективную реакцию, в которой аллильный гем- дибензоат вступает в катализируемую комплексами иридия реакцию восстановительного сочетания с альдегидами. Метод позволяет получать продукты анти-алкоксиаллилирования [3].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 1760

Первоначально исследователи собирались получить анти-1-ен-2,3-дибензоаты исходя из аллильного гем-дибензоата 1, полученного из акролеина. Катализатор получали из [Ir(cod)Cl]₂, 4-циано-3-нитробензойной кислоты и аллилацетата в комбинации с хиральным фосфиновым лигандом (R)-SEGPHOS.

Продукты реакции (например, 2) образуются с хорошими выходами и преимущественным образованием определенных оптических изомеров. Новый метод позволяет получать производные с арильнфми, гетероарильными, алкильными и алкенильными заместителей. Природа заместителей практически не влияет на выход и стереоселективность реакции.

Целевые диолы удалось получить за счет небольшой модификации основной реакции. В этом случае альдегиды обрабатывали гем-дибензоатом, игравшим роль донора аллильного фрагмента, с последующим введением в реакционную смесь MeOH и K₂CO₃. В результате модифицированной реакции можно получить анти-1-ен-2,3-диолы (3), выходы и степень оптической чистоты которых были такими же, как и выходы дибензоатов. Исследователи отмечают, что новый метод является хорошей альтернативой методикам, в которых для асимметрического алкоксиаллилирования необходимо применение предварительно металлированных нуклеофилов и хиральных добавок.

Рисунок из Tetrahedron, 2010, doi:10.1016/j.tet.2010.03.010

Юхиро Хаяси (Yujiro Hayashi) из Токисйского Университета Науки предлагает метод one-pot синтеза хиральных бицикло[3.3.0]октатриенов [4].

Хиральные бицикло[3.3.0]октатриены можно получить с высоким выходом исходя из таких простых реагентов как α,β-ненасыщенных альдегидов и циклопентадиена в результате one-potпроцесса.

Рисунок из Organometallics, 2010, DOI: 10.1021/om901101f

Сьюзан Блюм (Suzanne A. Blum) из Университета Калифорнии с помощью экспериментов по протодеаурированию определила относительную кинетическую основность серии различных производных золота, определенные для разных комплексов значения основности различаются на 2,2 порядка [5].

Исследователи изучили влияние электронодонорных и электроноакцепторных заместителей на скорость протодеаурирования алкенил- и арилзолота. Было обнаружено, что до стадии полного протодеметаллирования существует еще одна стадия предварительного равновесия, исследования демонстрируют участие π-электронов кратных связей C−C в протодеаурировании винилзолота, алкинилзолота и арилзолота.

Источники: [1] Org. Lett.2010, 12, 708; [2] Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 1361; [3] J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 1760; [4] Tetrahedron, 2010, doi:10.1016/j.tet.2010.03.010; [5] Organometallics, 2010, DOI: 10.1021/om901101f

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