|
|
|
Главная --> Справочник терминов Клеточных мембранах Как уже отмечалось выше, уходящие группы X по легкости замещения их на нуклеофильные реагенты можно расположить в следующий ряд: Hal > ОН >• NH2. Казалось бы, этот ряд можно было бы продолжить влево и дополнить группами, имеющими еще больший отрицательный индуктивный эффект, например NO2 и CN. В самом деле, имея на атоме, непосредственно связанном с остальной частью молекулы, значительный положительный заряд, эти группы могли бы в еще большей степени увеличить дефицит электронной плотности на атакуемом атоме углерода и тем самым облегчить протекание реакции ну-клеофильного замещения по механизму SN2. Однако в действительности ни для нитрилов карбоновых кислот, ни для первичных и вторичных алифатических нитросоединений неизвестны случаи вытеснения анионов CN или NO2 , хотя вытеснение этих групп в виде анионов в условиях проведения реакций нук-леофильного замещения энергетически выгодно. Нуклеофильность алкокси- и ароксигрупп сильно возрастает, если в качестве растворителей используются не спирты, а биполярные апротонные растворители, не способные сольватировать анионы (см. 7.3). В этих растворителях гладко проходят реакции ну-клеофильного замещения хлора в соединениях, не содержащих электроноакцепторных заместителей. Отличительной особенностью любого ионизационного механизма ну-клеофильного замещения является образование трехкоординированного карбокатиона на стадии, определяющей скорость реакции. Существенно, чтобы энергия таких частиц была не слитком высока. Образование карбениевых ионов в низовой фазе является очень неблагоприятным процессом. Теплота образования (СН3)зС+ (гргг-бутильного- катиона) составляет +169 ккал/моль по сравнению с —32 ккал/моль для изо* бутана [191. Реакция Метод определении стереохимичеекого направления реакция ну-клеофильного замещения можно проиллюстрировать на примере 2-ок-тилюзилата: (+)-2-Окти.чапегл имеет 1акую же конфигурацию, как и октаиол-2 так как его можно пел) чтггь из спирта реакцией, не затрагивающей м-ральный центр. Весь процесс спирт ->тозилат^*- ацетат должен, таким образом, протекать с суммарным обращением конфигурации, поскольку образуется (—) -2-октилацетат. Образование тоэияата из спирта происходит без затрагивания хирального центра, так что обращение конфигурации должно происходить на стадии нуклеофильного замещения. Сравнения вращений (-)-)-ацетата и (—)-ацетата количественно характеризует стереохимию реакций как 100% -пое обращение конфигурации при замещении тозилат нона ацетат ионом. Отметим, что сопоставление конфигураций и величин вращения в этой ^последовательности реакций не требует знания абсолютных конфигураций. Хиральный субстрат не должен быть обязательно оптически чистым, т. е, представлять собой только один энантиомер. Стереохимическое направление реакции можно определить, сравнивая знаки и величины вращения относительным, а не абсолютный путем. На самом деле использованный в примере октапол-2 имел только 11%-ную оптическую чистоту. Стереохимия реакций нуклеофильного замещения изучена для субстратов различной сложности — от первичного алкила до триарилме-пила; типичные примеры собраны в табл. 5.4. Хиральный Ы-бутаиОл-1 и его производные имеют небольшие, но измеримые величины оптического вращения и представляют собой ценные субстраты* для изучения важного случая замещения в первичных системах. Пример (1) в табл. 5,4 иллюстрирует стереоспецифичное обращение, наблюдаемое л,ля ]г]-бут1гл-1-я.-бромбе11золсульфоната даже в реакции с таким слабим нтклеофнлом, как муравьиная кислота. Это обращение свидетель-ci¦;¦••, ti о высокой степени участия растворителя на стадии замещения клеофильного замещения водорода. В галогенпроизводных этих 9,6.1. Реакции нуклеофильного замещения клеофильного замещения сульфогруппы (1), галогена (2), диазогруииу клеофильного замещения может протекать по двум различным механизмам. клеофильного замещения. (Водород, как правило, не вытесняется из арома- 1,4-Бензохинон (раздел 8.4.5) и его производные являются эффективными составляющими выполняющих оборонительные функции секретов некоторых жуков. Сложные производные 1,4-бензохинона, убихиноны (коферменты Q), необходимы для переноса электронов в клеточных мембранах. К производным хинонов относится и витамин К, повышающий свертываемость крови, а также ряд природных красителей (разд. 7.9.2.2). Рентгеноструктурный анализ комплекса 222«К+ показывает, что 36-чле-ный цикл галиномицина представляет собой складки из шести фрагментов р-спирали (браслетообразная форма), стабилизированных внутримолекулярными водородными связями шести карбонильных групп с соседними амидными группами N-H. Благодаря этим водородным связям конформа-ция 222 почти заморожена, а ее центральная полость оказывается идеально соответствующей иону К+. Эффективность связывания этого катиона обеспечивается шестью сложноэфирными карбонильными группами, обращенными внутрь полости молекулы. Липофильные алкильные группы остатков D-валина и L-молочной кислоты, составляющих вачиномицин, обращены наружу, образуя гидрофобную периферию молекулы. Последняя, во-первых, препятствует проникновению воды к центральной ее части и тем самым предохраняет «системообразующие» водородные связи от разрушения, и, во-вторых, обеспечивает растворимость и самого тзалиномицина, и его комплекса с К+ в липофилъных средах, в частности в клеточных мембранах. (Вопрос о конформациях валиномицина гораздо сложнее, чем здесь упрощенно изложено — подробнее см. в монографии [33f].) Другой тип природного ионофора представлен структурой антибиотика нонактина (223). Рентгеноструктурный анализ комплекса 222»К+ показывает, что 36-чле-ный цикл валиномицина представляет собой складки из шести фрагментов р-спирали (браслетообразная форма), стабилизированных внутримолекулярными водородными связями шести карбонильных групп с соседними амидными группами N-H. Благодаря этим водородным связям конформа-ция 222 почти заморожена, а ее центральная полость оказывается идеально соответствующей иону К'1". Эффективность связывания этого катиона обеспечивается шестью сложноэфирными карбонильными группами, обращенными внутрь полости молекулы. Липофильные аткильные группы остатков D-валина и L-молочной кислоты, составляющих валиномицин, обращены наружу, образуя гидрофобную периферию молекулы. Последняя, во-первых, препятствует проникновению воды к центральной ее части и тем самым предохраняет «системообразующие» водородные связи от разрушения, и, во-вторых, обеспечивает растворимость и самого валиномицина, и его комплекса с К+ в липофильных средах, в частности в клеточных мембранах. (Вопрос о конформациях валиномицина гораздо сложнее, чем здесь упрощенно изложено — подробнее см. в монографии [33f].) Другой тип природного ионофора представлен структурой антибиотика нонактина (223). Другим динамическим процессом является поперечное перемещение фосфолипндных молекул между внутренней и внешней половинами бислоя [11]. В модельных мембранах оно происходит медленно (tt/2 ж 6,5 ч), однако наличие других компонентов биологических мембран может резко увеличить эту скорость; так, Л/, в клеточных мембранах электрического органа электрического угря составляет 5 мин. Убихиноны (кофермент Q) являются производными 3-метил-5,6-диметокси-2-гр<2нс-полипренил-1,4-бензохинона (40; п = 1—12). Они широко распространены в природе и локализованы в митохондриях клеток растений и животных, а также в клеточных мембранах нефотосинтезирующих бактерий. Большинство организмов обычно синтезирует ряд убихинонов, среди которых преобладают соединения с определенной длиной цепи (п = 8—9 или 10). Следует отметить, что существуют также бензохиноны с аминоза-местителями в ядре и с восстановленными или эпоксидированными Рентгеноструктурный анализ комплекса 222 «К+ показывает, что 36-чле-ный цикл валиномицина представляет собой складки из шести фрагментов р-спирали (браслетообразная форма), стабилизированных внутримолекулярными водородными связями шести карбонильных групп с соседними амидными группами N—Н. Благодаря этим водородным связям конформа-ция 222 почти заморожена, а ее центральная полость оказывается идеально соответствующей иону К+. Эффективность связывания этого катиона обеспечивается шестью сложноэфирными карбонильными группами, обращенными внутрь полости молекулы. Липофильные алкильные группы остатков D-валина и L-молочной кислоты, составляющих валиномицин, обращены наружу, образуя гидрофобную периферию молекулы. Последняя, во-первых, препятствует проникновению воды к центральной ее части и тем самым предохраняет «системообразующие» водородные связи от разрушения, и, во-вторых, обеспечивает растворимость и самого валиномицина, и его комплекса с К+ в липофильных средах, в частности в клеточных мембранах. (Вопрос о конформациях валиномицина гораздо сложнее, чем здесь упрощенно изложено — подробнее см. в монографии [33f].) Другой тип природного ионофора представлен структурой антибиотика нонактина (223). Важнейшие биохимические функции миоинозита — участие в построении клеточных мембран и в биосинтезе аскорбиновой кислоты (витамина С). В клеточных мембранах миоинозит находится в виде инозиттрифосфати- Ликопановый скелет, как мы знаем, строится путем конденсации двух молекул дитерпеноидного пирофосфата по типу "хвост к хвосту". В клеточных мембранах археобактерий присутствуют тефатерпеновые диолы, обра- олы], которые являются составными частями клеточных мембран и могут служить меткой при изучении патологических изменений в клеточных мембранах [662]. фруктовых соках. Лимонная кислота является исходным компонентом в большинстве метаболических циклов. (5)-(3-Гидроксимасляная кислота образует полимерный эфир, широко встречающийся в клетках и клеточных мембранах. желчь, stereos — твердый) С27Н45ОН. Он содержится частично в виде эфиров почти во всех органах человека, но особенно в больших количествах в мозге, в веществе нервов и в клеточных мембранах. Впервые холестерин был выделен из желчных камней, главной составной частью которых он является.  Коэффициент извлечения Коэффициент механических Коэффициент нормальных Коэффициент погашения Коэффициент поступательного Карбоксильные гидроксильные Коэффициент рефракции Коэффициент теплопроводности Коэффициент заполнения |
- |
Навигация