Новости химической науки > Органический дайджест 231

В этом выпуске дайджеста: молекулярный ротатор в твердом состоянии отличается асинхронной динамикой; трициклические изотиазолохиноны эффективны против золотистого стафилококка; сочетание нитрон-алкин приводит к региоспецифичному образованию оксазолов; вторичная переработка полиамидов в химическое сырье и получение функционализированных [2.2]парациклофанов в мягких условиях.

Молекулярные роторы представляют собой многообещающие нанотехнологические устройства, которые могут лечь в основу создающихся молекулярных машин. Хотя к настоящему времени уже известно многое о поведении молекулярных роторов в растворе, информация об их динамическом поведении в твердотельном состоянии практически отсутствует.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (19), 7280; DOI: 10.1021/ja2006274

Сантильян (R. Santillan) и Гарсиа-Гарибэй ( M. A. Garcia-Garibay) изучили твердотельную динамику молекулярного ротатора, состоящего из п-фениленового ротора, с которым связаны два этинилстероидного статора [1].

В кристаллическом состоянии изученный ротатор демонстрирует полиморфизм. Одна из полиморфных модификаций пакуется, образуя одномерные колонны, в которых вложенные друг в друга роторы образуют спиралевидную систему.

Динамика вращения изученного молекулярного ротатора включает в себя два асинхронных процесса, которые включают относительно медленный переход (2 × 10⁴ – 1.5 × 10⁶ c^–1) между двумя парными траекториями обращения, протекающими в режиме быстрого обмена (>10⁸ с^–1). Процесс, отличающийся низшей скоростью, характеризуется отрицательной энтропией активации [–23 кал/(моль˙K)] и меньшим значением энтальпийного барьера (2.2 ккал/моль).

Рисунок из J. Med. Chem., 2011, 54 (9), 3268

Появление бактериальных штаммов, обладающих резистентностью к антибиотикам определенного рода, является причиной ряда вспышек серьезных инфекционных заболеваний. Одним из наиболее опасных штаммов такого типа является метициллин-резистентный штамм золотистого стафилококка [methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MSRA)]. В настоящее время борьба с этим штаммом ведется с помощью антибиотиков ципрофлоксацинового типа, структурным элементом которых является хинолоновый фрагмент, поэтому в поиске средств от резистентных штаммов исследователи в первую очередь обращают внимание именно на различные модификации этой структуры.

Соединения, представляющие собой производные изотиазолохинолона, воздействуют на болезнетворные бактерии в соответствии с механизмом, сходным для хинолоновых структур – они ингибируют репликацию бактериальной ДНК, в результате чего болезнетворные бактерии погибают. Бредбери (B. J. Bradbury) сообщает о модификации производных изотиазолохинолона, приводящей к усилению их активности по отношению к MSRA [2].

Исследователи предлагают общий метод синтеза и очистки 8-метоксиизатиазолохинолонов, содержащих 7-аминоциклические заместители. Методы синтеза и очистки были использованы для получения библиотеки соединений и оценки их противобактериальной активности, были найдены наиболее эффективные для борьбы со штаммом MSRA препараты, минимальные концентрации ингибирования которых (0.06-0.09 мкг/мл) эффективниее, чем у коммерчески доступных лекарственных препаратов для борьбы с грам-положительными штаммами.

Рисунок из Org. Lett., 2011, 13 (10), 2746

3,5-Дизамещенные изоксазолы являются важными структурами, применяющимися в синтезе многих лекарственных препаратов. Необходимость их получения в значительных количествах мотивирует исследователей активнее разрабатывать методы региоселективного синтеза, протекающие с образованием целевых продуктов с высоким выходом.

Мурарка (S. Murarka) и Штудер (A. Studer) из Университета Мюнстера разработали метод получения оксазолов, основанный на сопряженном кросс-сочетании и дегидрировании замещенных нитронов и терминальных алкинов [3].

Исследователи применяют следующий синтетический протокол – реакция трет-бутилзамещенного нитрона с алкином в присутствии катализатора – соли цинка, тетраметилпиперидин-оксила (TEMPO) и кислорода в качестве окислителей. Аэробное кросс-сочетание приводит к образованию алкинилированного нитронового интермедиата, отщепление от которого трет-бутильной группы позволяет получить оксим, циклизующийся с образованием региоизомерно-чистого целевого 3,5-дизамещенного изоксазола.

Исследователи подчеркивают, что в качестве исходных реагентов для реакции можно использовать замещенные алкины и нитроны с разнообразным строением, и то, что синтез протекает в мягких условиях.

Рисунок из Green Chem., 2011, DOI: 10.1039/C1GC15172J

Предложен метод разложения полиамидов до производных ω-гидроксиалкановых кислот (полезных интермедиатов и сырьевых веществ для химической промышленности) с помощью сверхкритического метанола. Это один из первых промышленных методов вторичной переработки полимеров, не основанный на методах деполимеризации [4].

Новый метод разработал Акио Камимура (Akio Kamimura) с соавторами из Университета Ямагучи. В настоящее время вторичная переработка пластических масс зачастую заключается в деполимеризации полимеров и получению исходных мономеров. Однако методы деполимеризации не всегда экономически эффективны, являясь одними из наиболее дорогих методов вторичной переработки пластиков. Очевидно, что разработка альтернативных методов могла бы решить, в том числе, и ряд экономических проблем.

С помощью сверхкритического метанола Камимуре удалось селективно конвертировать найлон-6 в метиловый эфир 5-гидроксикапроновой кислоты и метиловый эфир 5-гексеновой кислоты. Поскольку стоимость этих реагентов выше стоимости мономера найлона-6 – капролактама, Камимура уверен, что его метод окажется более выгодным для вторичной переработки отходов пластмасс.

Рисунок из Green Chem., 2011, DOI: 10.1039/C1GC15172J

Дарио Пасини (Dario Pasini) описывает новый синтетический подход к получению [2.2]парациклофанов, содержащих различные функциональные группы в алифатических мостиках, и способных участвовать в реакциях элиминирования с образованием [2.2]парациклофандиенов [5].

Новый метод основывается на двойной перегруппировке Пуммерера исходных дитиациклофанов, сопровождающейся уменьшением размеров цикла за счет фотохимической экструзии атомов серы, метод можно применять для ароматических соединений, модифицированных различными заместителями – как донорными, так и акцепторными.

Обзоры недели: в журнале Organic & Biomolecular Chemistry опубликован обзор, посвященный свойствам диоксазабороканов dioxazaborocanes [6], в журнале Chemical Reviews – обзор, посвященный применению бора (и, в особенности, карборанов) в разработке новых лекарственных препаратов [7].

Источники: [1] J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 (19), 7280; DOI: 10.1021/ja2006274; [2] J. Med. Chem., 2011, 54 (9), 3268; DOI: 10.1021/jm101604v; [3] Org. Lett., 2011, 13 (10), 2746; DOI: 10.1021/ol200849k; [4] Green Chem., 2011, DOI: 10.1039/C1GC15172J; [5] Org. Biomol. Chem., 2011, 9, 5018; DOI: 10.1039/C1OB05319A; [6] Org. Biomol. Chem., 2011, DOI: 10.1039/C1OB05330B; [7] Chem. Rev., 2011, DOI: 10.1021/cr2000866

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