Новости химической науки > Органический дайджест 226

В сегодняшнем выпуске дайджеста: катализатор метатезиса для получения Z-изомеров; механизм действия уксусной кислоты на мембрану клетки; кросс-сочетание белков с образованием связи C–C создает карман для субстрата; каскад каталитических реакций позволяет получать замещенные пирролы и новая методология синтеза пироглутаматов.

Разработан новый рутенийорганический комплекс, катализирующий реакцию метатезиса с образованием Z-олефинов [1].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja202818v

На начальных этапах изучения механизма и синтетического потенциала реакции метатезиса непредельных соединений практически все катализаторы – как метатезиса с раскрытием цикла, так и кросс-метатезиса – способствовали образованию E-алкенов. Ситуация со стереоселективностью реакции метатезиса начала изменяться, когда в группе Ричарда Шрока (Richard R. Schrock) были получены моноарилоксидпирролидиновые производные вольфрама и молибдена, катализирующие метатезис, генерирующий двойную связь с Z-конфигурацией.

Z-алкены образуются также в процессах метатезиса, катализируемых полученными Робертом Граббсом (Robert H. Grubbs) комплексами рутения с N-гетероциклическими карбенами, однако стереоселективность этого комплекса значительно ниже, чем у комплекса Шрока.

В новой работе Граббс сообщает о новой, модифицированной версии рутениевого катализатора, в котором адамантильный заместитель карбена также связан и с атомом рутения. В реакции метаттезиса такое металлоциклическое соединение проявляет стереоселективность, сравнимую с селективностью комплексов молибдена и вольфрама.

Рисунок из Journal of General Physiology DOI: 10.1085/jgp.201110615

К внешним воздействиям, способным вызывать отклик белка TRPA1 – ионного канала клеточных стенок, вовлеченного в распознавание ирритантов природного происхождения – добавился еще один класс – слабые кислоты [2].

Обнаруженный в рецепторных нейронах носовой и ротовой полости TRPA1 обычно распознает такие реакционноспособные электрофильные молекулы, как коричный и акриловый альдегиды, которые связываются с цистеиновыми аминокислотными остатками, входящими в состав белка. Эмили Лайман (Emily R. Liman) из Университета Южной Калифорнии продемонстрировали, что TRPA1 способен распознавать изменения рН цитозоля (внутренней клеточной жидкости), вызванные влиянием слабых кислот.

Исследователи обнаружили, что слабые кислоты, как, например, уксусная и пропионовая, проникают в клеточную мембрану в недиссоциированной форме и активирует ионный канал «изнутри» за счет диссоциации, протекающей уже непосредственно в ионном канале. Фрагменты TRPA1, вовлеченные в этот механизм до настоящего времени неизвестны.

Рисунок из Science, DOI: 10.1126/science.1205687

Исследователи из Университета Орегона выделили из морских водорослей белок, содержащий необычную ковалентную связь C–C между остатками валина и фенилаланина [3].

Проявляющая биологическую активность третичная структура белков зачастую может поддерживаться ковалентными связями, однако в их образовании участвуют кислород-, азот- и серосодержащие функциональные группы. Даниэль Арп (Daniel J. Arp) и Эндрю Карплюс (Andrew Karplus) изучал белок симеритрин (symerythrin), выделенный из Cyanophora paradoxa. Точная функция этого белка пока неизвестна, однако благодаря строению, напоминающему строение других белков, он может принимать участие в восстановлении реакционноспособных кислородсодержащих частиц.

Исследователи предполагают, что связь С–С в белке образуется по следующему механизму – содержащий два атома железа фрагмент белка образует интермедиат Fe(IV)₂O₂, который отрывает атом водорода от метильной группы соседнего валинового остатка, образуя радикальный центр, который затем взаимодействует с фенильным фрагментом фенилаланина, способствуя образованию циклогексадиенил-радикала.

Связывание двух аминокислотных остатков завершается депротонированием с одновременным переносом электрона на железосодержащий центр. Исследователи предполагают, что такая внутримолекулярная сшивка белка обеспечивает формирование «кармана» для связывания субстрата.

Рисунок из Chem. Commun., 2011, 47, 4379

Каскадные каталитические реакции представляют собой удобный и эффективный способ синтеза практически ценных органических соединений. Однако, успех каскадных реакций часто зависит от совместимости реагентов и катализаторов, вовлеченных в процесс, а определение такой совместимости требует химической интуиции и многочисленных экспериментальных проверок.

Даррен Диксон (Darren Dixon) из Оксфорда сообщает о разработке one-pot каскадном синтезе 2,5-дизамещенных пирролов из иминов и нитроалкинов. Реакция катализируется основанием и комплексами золота(I), после оптимизации условий выход целевых продуктов составляет 86% [4].

Рисунок из Chem. Commun., 2011, 47, 3219

Ранее было обнаружено, что ряд соединений природного происхождения с пироглутаматной структурой демонстрируют противоопухолевые и противомикробные свойства. Хотя синтезы таких соединений являются объектом пристальным интереса многих исследовательских групп, остается необходимость в разработке удобных настраиваемых методик функционализации пироглутаматного цикла различными реагентами.

Венкатрам Мередди (Venkatram R. Mereddy) с соавторами разработал и исключительно малостадийный метод синтеза таких функционализованных пироглутаматов с помощью алкилирования иминоэфиров аминокислот аллилбромидами или аллилацетатами, которые, в свою очередь можно легко получить по реакции Бэлиса-Хиллмана-Морита [5].

Обзоры недели: в журнале Organic & Biomolecular Chemistry опубликован обзор, посвященный применению каскадных реакция полициклизации для синтеза природных продуктов [6]; в журнале Chemical Communications интересен обзор, посвященный методам синтеза алленов [7], а также обзор, посвященный применению глицерина и его производных в качестве экологически безопасных растворителей для органического синтеза

Источники: [1] J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja202818v; [2] Journal of General Physiology (DOI: 10.1085/jgp.201110615); [3] Science, DOI: 10.1126/science.1205687; [4] Chem. Commun., 2011, 47, 4379; DOI: 10.1039/C1CC10751H; [5] Chem. Commun., 2011, 47, 3219; DOI: 10.1039/C0CC05609J; [6] Org. Biomol. Chem., 2011, 9, 3997; DOI: 10.1039/C1OB05212H; [7] Chem. Commun., 2011, 47, 5384; DOI: 10.1039/C0CC05640E; [8] Chem. Commun., 2011, 47, 6208; DOI: 10.1039/C1CC10620A

метки статьи: #биохимия, #молекулярная биология, #органическая химия, #органический синтез, #элементоорганическая химия