Новости химической науки > Органический дайджест 133

В сегодняшнем выпуске дайджеста: катализатор для высокоселективной теломеризации бутадиена; молекулярная упаковка сильно влияет на эффективность эмиссии флуорогенов; синтез функционализированных пиразолов с помощью присоединения по Михаэлю; переносчик противоракового препарата разлагается в раковых клетках и диборсодержащий реагент для реакций кросс-сочетания.

Теломеризация – цепная реакция внедрения повторяющегося фрагмента М мономера между двумя фрагментами соединения X—Y (телогена), приводящая к набору гомологичных теломеров X—М_n—Y (n = 2 — 40). Многие исследовательские группы во всем мире ищут способы оптимизации теломеризации бутадиена в присутствии метанола или уксусной кислоты.

Рисунок из US Patent 20097541506

Линейные продукты теломеризации привлекают интерес, так с помощью реакции гидрирования и расщепления метоксиэтана как они могут быть трансформированы в октен-1. 1-Октен может использоваться в качестве сомономера при получении линейного полиэтилена низкой плотности.

Селективность образования целевых линейных продуктов недостаточна для использования теломеризации в промышленности. Побочные продукты теломеризации представляют собой разветвленные изомеры, тримеры и 4-винил-циклогексен – продукт реакции Дильса-Альдера.

Роеетгер (D. Roettger) с коллегами из Oxeno Olefinchemie обнаружили, что металлы 8–10 групп с карбеновыми лигандами приводят к увеличению активности и возрастанию селективности реакции теломеризации. [1]

Молекулярная упаковка сильно влияет на эффективность эмиссии флуорогенов с похожими химическими структурами.

Исследователи из группы Жанга (H. Zhang) и Вонга (Y. Wang) из Университета Джилинь систематически изучают влияние молекулярной упаковки на фотофизическое поведение группы производных 2-(фениламино)бензойной кислоты (1–4). [2]

Рисунок из Chem. Commun. 2009, 3199

Флуорогены 1–4 не проявляют эмиссионных свойств в растворе, однако их эмиссия увеличивается при агрегации – это называется эффектом эмиссии, вызванной агрегацией [aggregation-induced emission (AIE)]. Исследователи связывают эффект AIE с образованием внутри- и межмолекулярных водородных связей, ограничивающих подвижность молекул и обеспечивающих жесткость молекулярных структур.

Изученные молекулы образуют смешанную кристаллическую упаковку, в которой одновременно присутствуют H- и J-агрегаты. TКвантовые выходы флуоресценции (Φ_F) меняется в широких пределах – для соединений 3 и 4 наблюдаются самые высокие (Φ_F = 43%) и самые низкие (Φ_F = 24%) квантовые выходы соответственно. Изучение кристаллической структуры показывает, что эффективность эмиссии уменьшается параллельно соотношению агрегатов H/J, что указывает на существенное влияние типа молекулярной упаковки на фотофизические свойства флуорогенов.

Уникальный набор биологических и фармакологических свойств веществ, содержащих в своей структуре пиразольное кольцо, подтверждается многочисленными исследованиями. Например, производные 1-алкил-3-гидроксипиразола могут играть роль ингибитора ферментов и обладают противодиабетическим, противораковым и нейролептическим действием. Энантиоселективный синтез пиразолов такого типа, содержащих хиральные заместители, до настоящего времени был затруднен.

Рисунок из Org. Lett. 2009, 11, 2249

Гогой (S. Gogoi), Жао (C.-G. Zhao) и Динг (D. Ding) из Университета Техаса сообщают о высокоэффективном одностадийном получении β-(3-гидроксипиразол-1-ил) кетонов (3) из алифатических ациклических α,β-ненасыщенных кетонов (1) и 2-пиразолин-5-онов (2). Эта реакция аза-присоединения по Михаэлю ускоряется хиральным катализатором (4) и сокатализатором – бензойной кислотой [3].

Было исследовано 12 комбинаций реагентов и получены соединения 3 с выходом 78–87% и ее 94-98%. Исследователи полагают, что их работа – первый пример азаприсоединения 2-пиразолин-5-онов к α,β-ненасыщенных кетонам по Михаэлю. Возможность практического использования соединения с 1-алкил-3-гидроксипиразоловым фрагментом проиллюстрирована синтезом соединения 5, ингибитора обмена глюкозы, использующегося при лечении диабета 2 типа.

Переносчики противораковых препаратов обычно представляют собой инертные соединения, предназначенные для доставки лекарств в пораженные клетки, однако агрегация молекул-переносчиков в опухолевой ткани может приводить к развитию серьезных побочных эффектов.

Исследователи из Университета Науки и Технологии Китая под руководством Вонга (Y.-C. Wang) разработали переносчик лекарства, который самопроизвольно разлагается в клетке [4].

Рисунок из Bioconjugate Chem. 2009, 20, DOI: 10.1021/bc900144m

Переносчик представляет собой блок-сополимер 1 поли-ε-капролактона и полиэтилэтиленфосфата. Два сегмента связаны между собой дисульфидной связью, чувствительной к глутатиону, восстанавливающему полипептиду, содержащемуся в клетке, который способен восстановить любое дисульфид-содержащее соединение, разрушая связь S–S.

Находясь в организме, амфотерные молекулы переносчика первоначально предохраняют гидрофобный противораковый препарат доксорубицин (doxorubicin), образуя мицеллы сферической формы за счет гидрофильного полиэтилэтиленфосфата. При проникновении частиц через клеточную мембрану и вхождении их в клетку инициируется окислительно-восстановительная реакция глутатиона, находящегося в клетке и гостя-сополимера. Сферические мицеллы разлагаются, и лекарство, ингибирующее рост опухолевых клеток высвобождается.

Ранее, изучая реакционную способность винилтрифторбората калия 1 Моландер (G.A. Molander) и Сандрок (D.L. Sandrock) из Университета Пенсильвания продемонстрировали способность этого вещества к гидроборированию и кросс-сочетанию с образованием функционализированных трифторборатов, содержащих этильные мостиковые группы.

Теперь они сообщают о гидроборировании 1 9-борабицикло[3.3.1]нонаном в ТГФ, приводящем к образованию соединения 2. Такое соединение образуется in situ и вступает в различные реакции, катализируемые палладием или рутением. Соединение 2 может выступать в роли линкера для связывания различных электрофилов [5].

Рисунок из Org. Lett. 2009, 11, 2369

Реакции протекают в режиме one pot и приводит к образованию ряда продуктов, например 3, 4 и 5 с высокими выходами.

Источники: [1] US Patent 20097541506; [2] Chem. Commun. 2009, 3199; [3] Org. Lett. 2009, 11, 2249; [4] Bioconjugate Chem. 2009, 20, DOI: 10.1021/bc900144m; [5] Org. Lett. 2009, 11, 2369

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