|
|
|
Главная --> Справочник терминов Индуцированной динамической Из огромной группы индольных алкалоидов часто выделяют три подгруппы в соответствии с их узкой локализацией по источникам: это эргоалка-лоиды (алкалоиды лизергиновой кислоты), выделяемые из грибов, паразитирующих на злаковых; алкалоиды ри-зерпиновой кислоты; а также алкалоиды К реакциям общего характера следует отнести те реакции,которые обусловлены присутствием основного атома азота во всех соединениях этого природного класса органических веществ. Исключением являются лишь некоторые представители индольных алкалоидов по причине делокализации и включения неподеленной пары электронов атома азота этого гетероцикла в ароматическую л-систему (аймалин), а также алкалоиды, атом азота которых По такому же смешанному пути биосинтеза идет образование некоторых сложных индольных алкалоидов, на начальной стадии которого триптофан Ацилированием прохиральных 3,3-бис(оксиметил)оксоиндо-лов (59) 1-этоксивинил-2-фуроатом, катализируемым липазой Candida rugosa (Meito OF), получены оптически активные производные (60) - синтоны биологически важных индольных алкалоидов, таких как спиротрипсостатины А и Б, (-)-физостигмин и (-)-эсерметол 75. единения в биогенезе многих индольных алкалоидов. 30.1.7 Биосинтез индольных алкалоидов 606 вая кислота (4) (из Aspergillus spp.), в структуре которой сохранены оба атома азота дипептида-предшественника. Однако природа звеньев соединений-предшественников может быть замаскирована например, в результате окислительных реакций, как в случае образующегося из валина Cs-фрагмента антибиотика цефалоспо-рина С (8; Л-б-аминоадипоил-7-АЦК) (из Cephalosporium spp.)) путем образования новых углерод-углеродных связей или посредством потери аминного атома азота, например, в виридикатине (5) (из Penicillium viridicatum) и атроментине (6) (из Paxillus atromentosus). Метаболиты, построенные на основе аминокислот, приведены на схемах (4) —(7)*. Биосинтетические реакции типа молекулярных перегруппировок или расщепления углерод-углеродных связей еще более маскируют природу исходных предшественников, так что звенья последних часто изменяются до неузнаваемости. В качестве примеров приведены представители большой группы растительных индольных алкалоидов, в том числе кори-нантеин (19) и иохимбин (20), а также продуцируемые грибами поликетиды афлатоксины, обладающие сложными гетероциклическими структурами (см. схему 24). Ключ к биосинтетическому происхождению последних был подобран посредством изучения возможных структурных взаимосвязей с другими природными соединениями, биогенез которых более очевиден, особенно с продуктами метаболизма таксономически близких видов или родов. Как было показано выше на примере грибных алкалоидов эхи-нулина (11) и агроклавина (12) [25], существуют биосинтетические пути, в которых участвуют различные предшественники; структурный анализ этих соединений не представляет затруднений. Менее очевидно доказанное участие триптофана и мевалоно-вой кислоты в биосинтезе большой и сложной в структурном отношении группы растительных индольных алкалоидов. Представителями двух главных подгрупп индольных оснований являются Иохимбин (20), имеющий пентациклическую структуру, и родствен- Интересно сравнить процесс циклизации (22)->(23) в цикло-пентаноидно-монотерпеновой гипотезе с обратной реакцией, явившейся основой другого, в высшей степени оригинального предположения, высказанного ранее. В первых работах по биосинтезу индольных алкалоидов Барджер [31] и Хан [32] предположили, что нетриптаминовое Сю-звено иохимбина (20) (включая кольцо Е) образуется из остатка дизамещенного фенилаланина. Вскоре после установления строения стрихнина Вудвард [33] предложил оригинальную биосинтетическую схему, включавшую окислительное расщепление кольца промежуточного соединения, родственного 3,4-дигидроксифенилаланину (ДОФА). Эта любопытнейшая гипотеза непосредственно вытекала из работ Робинсона по выяснению строения эметина (21) [34]; считалось, что полученные при этом результаты, как и последовавшее затем установление структур большого числа алкалоидов, относящихся к соединениям ко-ринантеиновой группы с «секо-кольцом Е», подтверждают предположение Вудварда. С ретроспективной точки зрения выдающееся значение гипотезы Вудварда заключается в том, что в ней впервые было высказано предположение о взаимосвязи типа «предшественник— продукт» между алкалоидами коринантеиновой и иохимбиновой групп. В настоящее время считается, что более многочисленная «секо-группа» биосинтетически предшествует алкалоидам другой группы с карбоциклическим кольцом Е, причем механизм циклизации, вероятно, аналогичен превращению свертеамарина (25) в эритро-Ценаурин (26) с последующим ферментативным расщеплением гликозидной связи эмульсином (схема 11). Реакция циклизации Может протекать через промежуточную стадию ациклического Диена; диеновой структурой обладают, в частности, коринантеин (19) и секологанин (28). Но истинный механизм образования али-Циклического кольца Е иохимбина еще не выяснен. Специфические Взаимосвязи между различными группами индольных алкалоидов За последнюю четверть столетия наше понимание биосинтетического происхождения природных соединений значительно продвинулось вперед; в некоторых областях, например в химии стероидов, тетрациклинов и индольных алкалоидов, достигнуты поразительные успехи. Пути биосинтеза соединений других групп изучены недостаточно. Например, мы до сих пор еще очень мало знаем о деталях механизма циклизации трипептидного предшественника в бициклическую кольцевую систему пенициллина. Надежды на то, что и в этой области в ближайшем будущем будет достигнут прогресс, связаны с некоторыми последними достижениями, в том числе с выяснением стереохимии включения прохи-ральных р-углеродных атомов цистеина [110,111] и валина [112,113], а также с применением методов работы с протопластами и бесклеточными ферментными системами [114,116]. Путем выделения и изучения соответствующих ферментов или ферментных систем удалось добиться определенных успехов и в выяснении биогенеза других классов вторичных метаболитов [115]. Для детектирования свободных радикалов имеется и другой магнитный метод, использующий обычный спектрометр ЯМР. Этот метод стал применяться после того, как было открыто явление химически индуцированной динамической поляризации ядер [126, 127]. Если спектр ЯМР снимать в ходе реакции, то одни сигналы могут усиливаться либо в положительном, либо в отрицательном направлении, а другие могут ослабевать. Когда это наблюдается для продукта реакции, это означает, что по крайней мере часть такого продукта образуется через промежуточный свободный радикал [128]. К примеру, возник вопрос, участвуют ли радикальные интермедиа™ в реакции обмена между этилиодидом и этиллитием (реакция 12-38). ются с неспаренным электроном. Наличие этого явления всегда означает, что в реакции участвует свободный радикал, однако его отсутствие необязательно свидетельствует о том, что свободноради-кальный интермедиат не образуется, поскольку реакция с его участием может проходить и без наблюдаемого эффекта химически индуцированной динамической поляризации ядер. Кроме того, на-0 ^ ° блюдение этого эффекта еще не говорит 128. Известен родственный метод, называемый химически индуцированной динамической поляризацией электронов; см. обзор: Ноге, Joslin, McLauchlan, Chem. Soc. Rev., 8, 29—61 (1979). Высказывалось предположение [192], что синглетные кар-бены внедряются по прямому одностадийному механизму, а триплетные (которые, будучи свободными радикалами, легче отрывают водород) — по свободнорадикальному механизму. Это подтверждается результатами исследования химически индуцированной динамической поляризации ядер [193] (т. 1, разд. 5.8); так, соответствующие сигналы наблюдались в этил-бензоле, полученном из толуола и триплетного СН2, но не наблюдались при той же реакции с синглетным СН2 [194]. Несмотря на значительное число исследований [332], механизм образования реактивов Гриньяра окончательно не установлен. Изучение химически индуцированной динамической поляризации ядер [333] (т. 1, разд. 5.8), стереохимии, кинетики и продуктов [334] указывает на то, что свободные радикалы являются интермедиатами реакции. Дальнейшее подтверждение этому получено после улавливания свободных радикалов [335]. Предложен следующий механизм образования реактивов Гриньяра [333]: В пользу этого механизма свидетельствует получение продуктов сочетания и диспропорционирования из R- и R'-, а также наблюдение химически индуцированной динамической поляризации ядер (см. т. 1, разд. 5.8) [348]. 193. Изучение механизмов реакций карбенов с помощью химически индуцированной динамической поляризации ядер описано в обзоре: Roth, Асе. Chem. Rec., 10, 85—91 (1977). Соединение 2 представляет собой частично восстановленный кватерфенил. Конечно, сочетание необязательно должно происходить по положениям орто — орто, могут образоваться и другие изомеры. В пользу стадий (9) и (10) свидетельствует выделение соединений 2 и 3 [15], хотя обычно в условиях реакции дигидрофенилы, подобные 3, окисляются до соответствующих дифенилов. Другим доказательством в пользу этого механизма являются детектирование интермедиата 1 с помощью химически индуцированной динамической поляризации ядер (ХПЯ) [16] (см. т. 1, разд. 5.8), а также отсутствие изотопных эффектов, которые должны были бы наблюдаться, если бы лимитирующей была стадия (7), включающая расщепление связи Аг—Н. В представленном механизме лимитирующая стадия (8) не включает потерю водорода. По аналогичному механизму идет реакция, в которой атакующим радикалом является НО-(реакция 14-5). 290. Применение метода химически индуцированной динамической поляризации ядер к изучению перегруппировок описано в обзоре: Lepley, in: Lepley, Gloss, Chemically Induced Magnetic Polarization, pp. 323—384, Wiley, New York, 1973. В пользу этого механизма свидетельствует получение продуктов сочетания и диспропорционирования из R1' nR2', а также наблюдение химически индуцированной динамической поляризации ядер. промежуточным образованием радикальных интермедиатов; 2) статьи Хараша [5] , в которой одновременно и независимо было объяснено образование «аномальных» продуктов присоединения; 3) работы Флори, содержащей точный анализ кинетики полимеризации [б]. В последующие годы в области химии радикалов наблюдался значительный прогресс как в теоретическом отношении, так и в использовании для синтетических целей в лабораторных масштабах и в промышленности. Использование физических методов исследования, в особенности спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [7], и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для изучения химически индуцированной динамической поляризации ядер (ХИДПЯ) [8], позволяет непосредственно наблюдать радикалы, изучать их свойства и более успешно исследовать сложные механизмы реакций.  Интенсивно изучаются Интенсивно перемешивается Идентификации продуктов Интересные возможности Интересным результатам Интересное превращение Интересно поведение Интермедиата образуется Интерпретации результатов |
- |
Навигация