Новости химической науки > Органический дайджест 196

В сегодняшнем выпуске дайджеста: в катализируемом палладием кросс-сочетании участвует гидразин; светоизлучающие диоды могут быть получены на основе одного полимера; биотиновая ферма и молекулярная мишень талидомида; синтез пиперидинилкетонов из циклобтанона и полностью делокализованно-радикальный этинилвинилфениленовый мостиковый комплекс рутения.

Впервые исследователям удалось использовать катализируемую палладием реакцию кросс-сочетания для введения арильных фрагментов в молекулу гидразина. Образующиеся в результате такого кросс-сочетания арилгидразины оказываются полезными интермедиатами в синтезе азотсодержащих гетероциклов, например, индолов и пиразолов [1].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201003764

Новая реакция кросс-сочетания, разработанная в группе профессора Марка Страдиотто (Mark Stradiotto) позволяет получать целевые продукты с выходами от умеренных до хороших, продукты реакции образуются с большой скоростью и при умеренном нагревании. Поскольку гидразин является активным окислителем и может восстанавливать как палладиевый катализатор, так и арилхлорид или арилтозилат, для каталитической реакции применяются электроноизбыточные лиганды, препятствующие протеканию нежелательных побочных реакций, например – соединения на основе морфолина, получившего название Mor-DalPhos.

Страдиотто отмечает, что нагревание гидразина в присутствии палладия может приводить к взрыву, угроза взрыва уменьшается при использовании гидразингидрата, а не безводного гидразина. Он добавляет, что сам он не испытывал трудностей при проведении реакции в масштабах лаборатории (от 50 мг до 2 г), однако пока еще невозможно предсказать, как проявит себя это процесс при масштабировании до объемов промышленного производства.

Потенциальное применение полимерных белых светоизлучающих диодов – белый светящийся фон жидкокристаллических мониторов и телевизоров. Обычный подход к получению таких диодов включает в себя смешение красителя и полимера, однако, из-за возможности протекания процессов фазового разделения такие диоды нестабильны. Решением проблемы нестабильности цвета может стать светоизлучающий диод, состоящий из одного полимера.

Ли (P.-I Lee), Хсу (S.L.-C. Hsu) и Лин (P. Lin) разработал белый светоизлучающий диод из одного полимера за счет процесса сополимеризации функционализированных диоктилфлуоренов с производными хиноксалина [2].

Рисунок из Macromolecules 2010, 43, 8051

Выбранная исследователями стратегия заключалась в сополимеризации диоктилфлуоренбисборонового эфира с различными количествами дибромдиоктилфлуорена и дибромпроизводными двух производных хиноксалина. Синтез сополимера осуществляли с помощью катализируемой палладием реакции в присутствии катализатора фазового переноса – четвертичной аммониевой соли. Получающийся в результате процесса сополимер хорошо растворяется в обычных органических растворителях, его молекулярная масса лежит в пределах 21–25 кДа; полученные полимеры отличаются высокой термической стабильностью, их температура стеклования составляет 143°C.

Изменение молярного соотношения компонентов позволяет сбалансировать цвета эмиссии полимера и добиться белого излучения. Из полимеров, строение которых было оптимизировано для испускания белого цвета, были выполнены экспериментальные светоизлучающие диоды, максимальная яркость и эффективность которых по току составляли 12,300 кандел/м² и 2.56 кандел/A соответственно.

Рисунок из Org. Biomol. Chem. 2010, 8, 4059

Талидомид является одним из наиболее печально известных фармацевтических соединений, который, попадая в организм, мог самопроизвольно рацемизоваться, при этом (R)-энантиомер был лекарством от бессонницы, а (S)-изомер – сильнейшим тератогеном, в результате чего около 10000 детей родилось с недоразвитыми конечностями. В настоящее время талидомид применяется в клинической практике для облегчения состоянии я пациентов, страдающих от множественной миеломы и терминальной стадии рака кости.

У ученых до настоящего времени нет единого мнения о механизме действия талидомида. Для установления механизма в группе Стюарта (S.G. Stewart) из Университета Западной Австралии был разработан молекулярный зонд для измерения биологической активности [3].

Фрагмент талидомида (на рисунке обозначен красным) работает как распознающий элемент, который связывается с интересующей нас молекулярной мишенью. Фрагмент биотина (синий) в молекулярном зонде способствует быстрой и чувствительной реакции, полиэтиленгликоль используется в качестве линкера, который увеличивает растворимость системы в воде и не дает биотину мешать взаимодействию фрагмента талидомида с молекулярной мишенью. Для синтеза зонда исследователи использовали 1,3-диполярное циклоприсоединение.

Сравнение фактора ингибирования некроза опухоли в присутствии синтетического молекулярного зонда и самого талидомида показало, что связывание линкера и биотинового фрагмента с пиперидиновым каркасом талидомида не изменяет биологическую активность талидомида. Полученные результаты могут быть использованы для синтеза аналогов талидомида, действующих на другие биологические мишени.

Рисунок из Org. Lett. 2010, 12, 4372

Михайлюк (P. K. Mykhailiuk) с соавторами обнаружил потенциальную возможность применения конформационно жестких кандидатов в лекарства для «закрепления» функциональных групп в биологически активной конформации. Исследователи сообщают о результатах исследования конформационно заторможенного производного пиперидина 1, это соединение было получено в результате двухстадийного синтеза из циклобутанона (2) [4].

Синтез протекает через двойную реакцию Манниха соединения 2 c N,N-бис(метоксиметил)бензиламином (3) в присутствии хлорсилана. В результате этой реакции образуется бициклическое производное 4. Последующий гидролиз кеталя позволяет получать целевое соединение 1 с выходом 89% с возможностью масштабирования метода для синтеза 50 граммов продукта в одну загрузку.

Исследователи продемонстрировали разносторонние свойства соединения 1, получив несколько производных, включая спирты (5), амины (6) и трифторметильные производные (7). Полученные строительные блоки можно рассматривать как конформационно заторможенные аналоги 4-замещенных пиперидинов (8).

Рисунок из Org. Lett. 2010, 12, 4372

Райнет Винтер (Rainer F. Winter) из Университета Регенсбурга получил дирутениевые комплексы состава (X)(dppe)₂Ru−C≡C−1,4-C₆H₄−CH═CH−RuCl(CO)(PiPr₃)₂ (X = Cl, C≡CPh), содержащие несимметричные мостиковый лиганд – несимметричный этинилвинилфенилен [5].

Исследование как нейтральных, так и окисленных комплексов методами электрохимии, спектроскопии видимой и УФ-области, ИК- и ЭПР указывают на делокализацию как заряда, так и радикального центра во всех полученных комплексах рутения независимо от их степени окисления. Результаты исследования могут оказаться полезными для разработки удлиненных π-сопряженных металлоорганических систем, которые могут применяться для разработки электронных проводов для электронных систем будущего.

Обзоры недели: в журнале Chemical Reviews опубликован обзор, посвященный катализируемым переходными металлами процессам энантиоселективной α-гетерофункционализации карбонильных соединений [6]; в журнале Angewandte Chemie – обзор, демонстрирующий то, что трифлимидаты металлов представляют собой более эффективные катализаторы для органического синтеза, чем трифлаты [7].

Источники: [1] Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201003764; [2] Macromolecules 2010, 43, 8051; [3] Org. Biomol. Chem. 2010, 8, 4059; [4] Org. Lett. 2010, 12, 4372; [4] Org. Lett. 2010, 12, 4372; [5] Organometallics, 2010, DOI: 10.1021/om1007133; [6] Chem. Rev., 2010, DOI: 10.1021/cr100197z; [7] Angewandte Chemie, 2010, DOI: 10.1002/anie.200906407

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