Новости химической науки > Органический дайджест 190

Сегодня в дайджесте: прямое карбоксилирование ароматических гетероциклов; простой способ получения аминов из альдегидов; новый противомалярийный препарат; супрамолекулярная инкапсуляция управляет флуоресценцией и суспендированные наноагрегаты красителей поглощают два фотона и излучают в красном свете.

Углекислый газ может являться привлекательным источником углерода в реакциях карбоксилирования, так как он доступен и дешев. Ранее реакции карбоксилирования углеродсодержащих нуклеофилов с помощью CO₂ протекали с использованием гомогенного металлокомплексного катализа или основывались на применении стехиометрических количеств металлоорганических реагентов.

Вечоркин (O. Vechorkin), Хирт (N. Hirt) и Ху (X. Hu) из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали метод карбоксилирования гетероциклических соединений, например, бензотиазола, в положение C2 при 125°C слегка повышенном давлении CO₂ и в присутствии слабого основания – карбоната цезия. [1].

Рисунок из Org. Lett. 2010, 12, 3567

Продукт карбоксилирования, 2-бензотиазолкарбоновая кислота (1), была выделена с выходом 98%. Из-за медленного декарбоксилирования соединения 1 в растворе исследователи конвертировали 1в устойчивый сложный эфир 2. Реакцию карбоксилирования также проводили с субстратами 3 и 4, образуя в предложенных условиях реакции продукты карбоксилирования 5 и 6 соответственно. Производные имидазола и тиофена в исследованных условиях не вступают в реакцию карбоксилирования, их цикл раскрывается.

Существует несколько способов получения первичных аминов, однако они основаны на гидрировании при повышенном давлении водорода или использовании гидридов металлов, поэтому очень часто получение аминов происходит в несколько стадий, включающих помимо всего введение и удаление защитных групп.

Рисунок из J. Org. Chem. 2010, 75, 5470

Стокер (B. L. Stocker) и Тиммер ( S. M. Timmer) из Университета королевы Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) сообщают о новом методе получения аминов из альдегидов, не требующем использования защитных групп [2].

Исследователи использовали реакцию Вазелла (Vasella reaction) – восстановительное аминирование йодогликозидами (производными D-рибозы или D-ксилозы).

Реакция метилйодгликозида 1 протекает при комнатной температуре, образуя соответствующий алкениламин 2 с высокими выходами, побочных продуктов не наблюдалось. Исследователи отмечают, что стереохимическая конфигурация фуранозного цикла не влияет на протекание реакции. Образование первичных аминов протекает с высоким уровнем хемоселективности, соотношение первичных и вторичных аминов составляет минимум 20:1.

Возбудители малярии часто могут вырабатывать резистентность к лекарствам против малярии, поэтому исследователи постоянно находятся в поиске новых способов лечения малярии. Группа исследователей разработала новое соединение, которое способно вылечить малярию лишь одной дозой препарата [3].

Рисунок из Science 2010, 329, 1175

Исследовательская группа Элизабет Винцелер (Elizabeth A. Winzeler) разработала новый препарат, первоначально проведя скрининг библиотеки, состоящей из 12000 соединений, а затем получив производные наиболее перспективных кандидатов. В результате долгой работы исследователи отобрали единственное соединение спироиндолоновой структуры, получившее регистрационный номер NITD609. В случае успешного прохождения экспертизы фармакологических и токсикологических свойств нового соединения исследователи надеются приступить к первой фазе его клинических испытаний уже в конце этого года.

Было обнаружено, что NITD609 быстро останавливает белковый синтез в организме возбудителя малярии, ингибируя ген аденозинтрифосфатазы, ответственной за транспорт катионов через мембрану клетки возбудителя. То, что механизм действия нового соединения отличается от механизма, характерного для других средств лечения малярии, объясняет причины успешного действия нового препарата в том числе и против штаммов малярии, выработавших резистентность.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9984

Дюб (H. Dube), Амс (M. R. Ams) и Ребек Младший (J. Rebek, Jr.) изучили обратимую инкапсуляцию молекул гостей (азобензолов и стильбенов) за счет супрамолекулярного взаимодействия, используя в качестве аналитического инструмента флуоресценцию [4].

Было продемонстрировано, что капсулы, состоящие из двух молекул 1 (1• 1) являются хорошими хозяевами для 4,4’-диметилазобензола (2) в транс-конформации (транс-2), переходящего цис-2 при облучении светом с длиной волны 365 нм. Конформационный переход способствует высвобождению молекулы 2 из комплекса гость-хозяин.

Инкапсуляция транс-4-метил-4’-этилстильбена (транс-3trans-3) капсулой 1• 1 приводит к гашению флуоресценции. Конкурирующее инкапсулирование транс-2 и транс-3 приводит к тому, что комплекс гость-хозяин образуется только с производным азобензола, при этом при облучении смеси светом с длиной волны 318 нм транс-3 флуоресцирует. При облучении системы светом с длиной волны 365 нм транс-3 полностью замещает транс-2 в составе комплекса гость-хозяин за 50 минут, этот переход сопровождается понижением интенсивности флуоресценции.

Рисунок из Chem. Commun. 2010, 46, 4689

Многие флуоресцентные красители теряют способность к эмиссии в физиологических условиях, так как в водной среде происходит агрегация молекул красителя. Поскольку коротковолновое излучение (ультрафиолет) опасно для живых клеток, поэтому перспективна разработка флуоресцентных биосенсоров, способных к длинноволновой эмиссии при облучении ближним ИК.

Хуа (J. Hua) и Тиан (H. Tian) из Университета Восточного Китая (Шанхай) разработали флуорогенную систему, работающую подобным образом [5].

Флуорогены представляют собой разветвленные молекулы, которые состоят из электроноакцепторного 1,3,5-триазинового ядра, трех π-сопряженных транс-стильбеновых мостиков и большого количества периферийных электронодонорных групп.

Одним из примеров является флуороген 1, раствор которого в ТГФ не излучает, однако наноагрегаты этого соединения, суспендированные в смеси вода-ТГФ (объемное соотношение 9:1), излучают интенсивный красный цвет ( около 600 нм) при возбуждении ближним ИК (около 800 нм), поглощая два фотона на молекулу.

Анонсы недели – в журнале Chemical Reviews вышел обзор, посвященный влиянию воды на протекания органических реакций – реакций, протекающих в воде и в присутствии воды [6]; в журнале Angewandte Chemie International Edition интересен обзор, посвященный использованию металлоорганических- каркасных структур в биологии и медицине [7].

Источники: [1J. Org. Lett. 2010, 12, 3567; [2] J. Org. Chem. 2010, 75, 5470; [3] Science 2010, 329, 1175; [4] J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9984; [5] Chem. Commun. 2010, 46, 4689; [6] Chem. Rev., 2010, DOI: 10.1021/cr100162c; [7] Angewandte Chemie International Edition, 2010, DOI: 10.1002/anie.201000048

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