Новости химической науки > Органический дайджест 188

В этом номере дайджеста: Оксфорд и Гарвард представляет два новых метода генерации связи C–¹⁸F; click-химия для исчерпывающего гликозидирования поверхности полимера; композит графен/нейлон-6 с настраиваемыми механическими свойствами и многокомпонентная реакция для получения функционализированных циклогексенонов.

Период полураспада изотопа ¹⁸F составляет около двух часов, этот изотоп претерпевает позитронный распад, что позволяет использовать ¹⁸F в качестве радиоактивной метки для позитрон-эмиссионной томографии [positron emission tomography (PET)]. Этом метод диагностики становится все более популярным в медицине и в исследованиях по разработке лекарственных препаратов.

Введение ¹⁸F в органическое соединение – кандидат в лекарство может использоваться для изучения взаимодействий биологически активных соединений с кандидатами в лекарства, что позволяет получать информацию о свойствах кандидатов в лекарства в ходе их разработки и ускорить уменьшить время от начала разработки препарата до его коммерциализации.

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.201002310

Существующие методы введения ¹⁸F в состав органических соединений неудобны и, зачастую, основаны на применении газообразного фтора, который обладает крайне низкой селективностью в реакциях с органическими соединениями. Фтор отличается токсичностью и может вызывать коррозию аппаратуры, из-за чего возможность использования ¹⁸F –меченых кандидатов в лекарства и, соответственно, применения позитрон-эмиссионной томографии весьма ограничена.

Для разработки новых методов генерации связи С–¹⁸F Вероника Говернер (Véronique Gouverneur) из Оксфорда внедрила ¹⁸F в известный реагент фторирования – селектфлуор (Selectfluor). Реагент нетоксичен т позволяет осуществлять фторирование многих субстратов в мягких условиях [1].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja105834t

Второй процесс, разработанный в группе Тобиаса Риттера (Tobias Ritter) из Гарварда основан на применении оксида серебра, катализирующего фторирование производных арилолова с помощью электрофильного гексафторфосфата N-хлорметил-N-фтортриэтилендиаммония [2].

Риттер подчеркивает, что разработанная в его группе реакция представляет собой первый пример образования связи С–F в процессе кросс-сочетания, катализируемого производными серебра.

Процесс, разработанный в группе Риттера может применяться для введения ¹⁸F во многие субстраты, включая полипептиды, поликетиды и алкалоиды, не затрагивая диеноновые, спиртовые, эфирные, сложноэфирные и оксетановые функциональные группы.

Рисунок из Macromol. Rapid Commun. 2010, 31, 1078

Многие моно- и дисахариды отличаются слабым сродством по отношению к собственным белковым рецепторам. Природа решает эту проблему, применяя «эффект гликозидных клестеров». Очевидно, что для изучения взаимодействия углевод-белок необходима разработка эффективного процесса гликозидирования поверхности синтетических полимеров.

В группе Сюй (Z.-K. Xu) из Университета Чжейцзян (Гуанчжоу, Китай) разработали новую стратегию эффективного гликозидирования поверхности полимеров [3].

Стратегия, предложенная китайскими исследователями, заключается в том, что полипропиленовая мембрана модифицируется с помощью вызванной УФ-излученим полимеризации акриловой кислотой и амидированием полиакриловой кислоты пропаргиламином. Гликозидирование поверхности, модифицированной алкиновыми фрагментами, проводят с помощью click-реакции производными азидоглюкозы в мягких условиях, в результате чего достигается плотность гликозидирования не менее10 ммоль/см².

Рисунок из Macromolecules 2010, 43, 6716

В группе Гао (C. Gao) также из Университета Чжейцзян (Гуанчжоу, Китай) использовали окисленную форму графена для прививки различных функциональных групп, в особенности – карбоксилатных, к поверхности графена [4].

Полимеризация с раскрытием цикла капролактама (1) инициируется 6-аминокапроновой кислотой (2), которая на первом этапе протонируется с образованием енола 3, который, в свою очередь, образует соединение 4. Последующая реакция 4 с оксидом графена (5), присутствующем в реакционной смеси, приводит к тому, что частицы графена (6) равномерно распределяются в матрице полимера.

Таким образом исследователям удалось получить нейлон-графеновые композиты с содержанием графена от 0.01 до 10%.

Рисунок из Org. Lett. 2010, 12, 3108

В группе Картера (R. G. Carter) из Университета Орегона сообщают о методе синтеза энантиообогащенных енонов, содержащих два соседствующих стереогенных центра. Реакция ускоряется новым органическими катализатором и протекает как многокомпонентное сочетание [5].

Ключевым соединением для нового процесса является хиральный катализатор на основе пролина, модифицированный сульфонамидной группой (1). Катализатор 1 может быть получен из недорогих исходных соединений – сульфонамидного производного хиральной пролин-2-карбоновой кислоты.Объемная липофильная группа в составе 1 способствует увеличению растворимости катализатора в неполярных растворителях.

Многокомпонентная реакция протекает как кросс-сочетание альдегида 2 и енона 3, выступающего в роли акцептора в реакции Михаэля. Целевая структура – циклогексанон 4 образуется при введении в систему бензиламина.

Выход продукта и стереоселективность процесса его образования увеличивается в присутствии молекулярных сит. Выход продукта составляет около 80%, , в реакции могут участвовать различные субстраты.

Анонсы недели – в журнале Chemical Reviews опубликован обзор, в котором обобщаются последние примеры примененени реакции Бэйлиса-Хиллмана в органическом синтезе [6]; в журнале Королевского химического обществаChemical Society Reviews интересен обзор, посвященный строению и свойствам рецепторов ионных пар [7].

Источники: [1J. Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.201002310; [2] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja105834t; [3] Macromol. Rapid Commun. 2010, 31, 1078; [4] Macromolecules 2010, 43, 6716; [5] Org. Lett. 2010, 12, 3108; [6] Chem. Rev., 2010, DOI: 10.1021/cr900291g; [7] Chem. Soc. Rev., 2010, DOI: 10.1039/C002694H

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