Новости химической науки > Органический дайджест 93

В сегодняшнем выпуске дайджеста: селективное получение альдегидов с малыми циклами; наномасштабные координационные полимеры в доставке противораковых препаратов; полный синтез резвератрола и превращения бензохинонов в замещенные циклопентеноны.

Формилциклопропаны представляют собой одни из самых востребованных строительных блоков для синтетической химии. Это объясняется как биологической активностью формилциклопропанов, так и возможностью превращения альдегидной группы в другие потенциально полезные функциональные фрагменты.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2008, DOI: 10.1021/ja805059f

Существует достаточное количество методов для синтеза этих соединений, например, реакции циклоприсоединения или использование замещенных циклопропанов в качестве исходных соединений, однако подход, разработанный Уильямом Шерриллом (William M. Sherrill) и Майклом Рубином (Michael Rubin) из Университета Канзаса является первым примером каталитического диастерео- и энантиоселективного гидроформилирования циклопропенов с образованием хиральных циклопропанов [1].

Исследователи осуществляли реакцию замещенных циклопропенов с синтез-газом (CO и H₂) в мягких условиях (60 °C) в толуоле. Для осуществления реакции требуется лишь небольшое количество обычного прекатализатора гидроформилирования – комплекса Rh(acac)(CO)₂), который in situ реагировал с конформационно жестким фосфинферроценильным лигандом, отвечающим диастереоселективность или с хиральными фосфиновыми лигандами, увеличивающими ee. Исследователи отмечают, что новый метод представляет собой удобный подход к оптически активным циклопропилкарбоксиальдегидам исходя из доступных прохиральных циклопропенов.

Для дизайна наномасштабных координационных полимеров [nanoscale coordination polymers (NCP)] исследователи комбинируют ионы металлов и полидентатные лигнады, что практически делает безграничным выбор строительных блоков. Если стабильность NCP может быть оптимизирована за счет используемых мостиковых лигандов, растворимось полимера в водной среде может способствовать контролируемому высвобождению биологически активных веществ.

В группе Лина (W. Lin) из Университета Северной Каролины на основании того, что ряд платиновых препаратов до сих пор используется в химиотерапии некоторых разновидностей рака, приспособили NCP для переноса противораковых препаратов – производны металла 10 группы в раковые клетки. Метод основан также на стабилизации платиносодержащих NCP оболочкой из аморфного оксида кремния. Эта оболочка предотвращает быстрое растворение полимеров и контролирует скорость высвобождения комплексов платины [2].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11584

Исследователи получили NCP из Tb³⁺ и мостиковых дисукцинатцисплатиновых лигандов (1), доводя pH получающегося водного раствора до значения ~5.5, после чего к реакционной смеси быстро приливали MeOH. Образующийся NCP осаждался из водного раствора, его отделяли центрифугированием, промывали спиртом и диспергировали в EtOH с помощью ультразвукового перемешивания диаметр частиц NCP, диспергированных в EtOH составлял ~58 нм.

Обработка поливинилпирролидон-функционализированного NCP Si(OEt)₄ в водном растворе, содержащем NH₃ стабилизирует координационный полимер, предотвращая его от быстрого растворения в воде. Толщина оболочки из SiO₂ составляла от 3 до 7 нм, диаметр частиц NCP с оболочкой составлял 53 нм.

Исследователи смогли добиться контролируемого высвобождения координационных соединений платины с помощью диализа образцов в буфере с pH 7.4. Типичное время растворения наночастиц и высвобождения платиносодержащего препарата – 5.5–9 часов, для немодифицированных оксидом кремния частиц NCP это время не превышает одного часа; «запас» времени оказывается полезным для медицины, так как позволит осуществлять более пролонгированную циркуляцию платинасодержащих препаратов организме.

Последующие цитотоксические исследования in vitro новых препаратов на клетках рака прямой кишки человека HT-29 не приводило к приемлемому уровню клеточной смертности, так как в среде не присутствовало достаточное количество восстановителей для превращения частиц 1 в активные производные Pt(II). Однако авторы уверены, что присутствие восстанавливающих биомолекул in vivo обеспечит новому препарату требуемый уровень активности.

Резвератрол (1) – фитоалексин, который можно обнаружить в красном вине. Его длительное потребление может понизить риск сердечнососудистых заболеваний. Многими исследователями предпринимались попытки синтеза этого соединения.

Рисунок из Tetrahedron Lett. 2008, 49, 5668

Коррейя (C. R. D. Correia) из Университета Кампинас (Бразилия) изучили арилирование стиролов солями арендиазония в присутствии палладиевых катализаторов (tреакция Хека-Мацуды) для синтеза резвератрола и его аналогов, как, например, потенциальный противораковый препарат DMU-212 (2). Преимущества реакции Хека-Мацуды заключаются в том, что этот процесс быстрее, дешевле и «зеленее» некоторых других методов органической химии, а также избегает использования фосфиновых лигандов [3].

Для получения DMU-212 авторы оптимизировали реакцию тетрафторбората 3,4,5-триметоксифенилдиазония (3) с пара-метоксистиролом (4), подобрав оптимальную температуру, растворитель, тип катализатора и нормы его загрузки. Наиболее оптимальными оказались следующие условия: бензонитрил в качестве растворителя, 1 мольный % катализатора Pd₂(dba)₃ при комнатной температуре, в этих условиях соединение 2образуется с хорошим выходом за 1 час, благодаря особенностям процессе образуется лишь один геометрический изомер – Е.

Авторы получили резвератрол в результате сочетания арендиазониевой соли 5 с пара-ацетоксистиролом (6) в присутствии Pd(OAc)₂ в атмосфере CO, выполнявшего роль восстановителя для Pd(II). Удаление защиты гидроксильной группы позволяет получить целевой природный продукт с высоким выходом.

Защищенные o-бензохиноны [o-benzoquinones (MOB)] являются реагентами, способными к [4 + 2] циклоприсоединению с большим кругом диенофилов и могут использоваться для синтеза природных соединений.

Као (T.-C. Kao), Чуанг (G. J. Chuang) и Ляо (C.-C. Liao) из Университета Циньхуа (Тайвань) сообщают, что фотоокисление at MOB (например, 1) приводит к уменьшению размера цикла и образованию плотнофукнционализированных 4-гидрокси-2-циклопентанонов, причем результат реакции зависит лишь от выбранного растворителя [4].

В то время как CHCl₃ способствует образованию эндопероксидов, использование MeOH приводит исключительно к образованию циклопентенонов типа 2. Исходные MOB получали, окисляя соответствующие 2-метоксифенолы диацетоксийодбензолом в MeOH.

Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7325

В качестве фотосенсибилизатора авторы использовали бенгальский розовый. Реакцию проводили, пробулькивая газообразный кислород через раствор MOB при одновременном облучении. По завершению реакции раствор обрабатывали раствор тиомочевинной, в результате чего образуется 2. Обработка образующегося циклопентанона NaHCO₃ приводит к образованию хирального эпоксида и ортоэфира (3).

Для демонстрации возможностей нового метода исследователи использовали 2, чтобы синтезировать (±)-унтенон А [(±)-untenone A] (4) – природного продукта, ингибирующего клеточную пролиферацию ряда полимераз.

Источники: [1] J. Am. Chem. Soc., 2008, DOI: 10.1021/ja805059f; [2] J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11584; [3] Tetrahedron Lett. 2008, 49, 5668; [4] Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7325

метки статьи: #кинетика и катализ, #органическая химия, #органический синтез, #химия полимеров, #элементоорганическая химия