|
|
|
Главная --> Справочник терминов Модификации структуры Совершенно иной характер носят технрлогиче-ские процессы химической модификации природных высокомолекулярных соединений, из которых наибольшее значение имеют производства эфиров целлюлозы. Классификация. По методам получения все высокомолекулярные соединения можно разделить на три группы: природные (например, белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук), синтетические (полиэтилен, полихлорвинил и др.) и искусственные, которые получены путем химической модификации природных полимеров. По ассортименту и масштабам применения первое место занимают фосфорорганические инсектициды и акарициды, среди них — мета-фос, тиофос, карбофос и хлорофос (см. п. 3.13). Первые два для человека и животных высокотоксичны. На втором месте стоят синтетические пиретроиды (продукты модификации природных пиретринов, содержащихся в цветах долмацкой ромашки (1,2)). Далее следуют производные карбаминовой кислоты (3,4) и, наконец, хлоруглеводо-роды (ДДТ, гексахлорциклогексан и др.), производство которых в настоящее время резко снизили, а в СССР практически прекратили. До последней четверти прошлого века человек потреблял только натуральные высокомолекулярные продукты. История развития химической обработки (модификации) природных полимеров начинается с синтеза нитроцеллюлозы в 70-е годы XIX в., а в конце века — важного .продукта химической модификации целлюлозы — ацетата. Первые синтетические полимеры типа фенолформальде-гидных смол были получены в начале. XX в., а начиная с 30-х годов начал осуществляться в промышленности синтез полимеров методом полвконденсации и полимеризации диеновых и виниловых мономеров, пик развития которого приходится на 40-е годы. В 50-х годах получены стереорегулярные полимеры и разработаны промышленные методы производства пластиков на основе этилена и про-пилена, а на основе изопрена и бутадиена—эластомеров с регулярной и контролируемой структурой и свойствами. Все высокомолекулярные соединения в зависимости от происхождения подразделяют на синтетические, полученные путем синтеза из низкомолекулярных соединений; природные, выделенные из природных материалов, и искусственные, полученные путем химической модификации природных полимеров. Проиллюстрированы возможности использования микроорганизмов для биотрансформации органических соединений. Показана перспектива применения методов микробиологической химии для модификации природных соединений и получения ценных оптически активных синтонов, используемых в стереонаправленном синтезе биологически активных веществ. Библиография - 90 ссылок. В настоящем обзоре освещаются некоторые новые примеры удачного использования ряда гидролаз микроорганизмов в энан-тиоселективном катализе для получения оптически активных син-тонов биологически активных соединений (лекарственных веществ и феромонов насекомых) путем кинетического расщепления и дерацемизации рацематов или путем десимметризации про-хиральных предшественников и мезо-соединений, а также в региоселективной модификации природных соединений, появившиеся в течение последних двух лет. пиретроиды (продукты модификации природных пиретринов, содер- Развитию синтетических методологий получения гетероциклических соединений с перфторалкильными группами посвящено много работ, которые детально анализировались [19-29]. Значительное количество публикаций в этой области посвящено модификации природных соединений введением фтор-или перфторалкильного заместителя. По ассортименту и масштабам применения первое место занимают фосфорорганичеекие инсектициды и акарнциды, среди них — мета-фос, тиофос, карбофос и хлорофос (см. п. 3.13). Первые два для человека и животных высокотоксичны. На втором месте стоят синтетические пиретроиды (продукты модификации природных пиретринов, содержащихся в цветах долмацкой ромашки (1,2)). Далее следуют производные карбаминовой кислоты (3,4) и, наконец, хлор углеводороды (ДДТ, гексахлорциклогексан и др.), производство которых в настоящее время резко снизили, а в СССР практически прекратили. Гидрокси-1,4-нафтохиноны широко распостранены в природе. Многие из них проявляют цитостатическую, вируцидную, бактериостатическую, фунгицидную активность [1, 2]. В ходе наших исследований по модификации природных и синтетических нафтохинонов путем их конверсии в О- и S-гликозидные производные, было обнаружено, что ацетилглюкозид 2а под действием MeONa/MeOH легко омыляется в За, который затем быстро гетероциклизуется в труднорастворимый хинон 4а [3]. Естественно также, что и в этом анализе необходимо с самого начала плести какие-то ограничения на перебор вариантов, иначе не избежать непроизводительной траты машинного времени и человеческих сил на просмотр «малоконцептрировашшго сырья». Поэтому, хотя программа ЛХАСА II состоянии пройти до 15 последовательных шагов по модификации структуры, с тем чтобы сделать ее готовой для разборки по схеме ретродиеиового синтеза, реальная глубина этого поиска ограничена четырьмя— шестью шагами. •окружение одинаково, называются эквивалентными, таковыми, например, являются протоны СН3-группы или бензольного кольца. Поле Н для всех эквивалентных ядер одинаково, а для неэквивалентных— различно (для них отличаются условия резонанса). В результате сигнал ЯМР-поглощения состоит из нескольких пиков, каждый из которых соответствует какому-то одному сорту эквивалентных ядер. Полученная картина называется спектром ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. Из таких спектров ЯМР можно делать заключения о строении молекул. Форма линии ЯМР зависит как от расстояний, так и от углов, образуемых магнитным вектором и направлением ориентации макромолекул, что дает возможность исследовать процессы модификации структуры полимеров. Изучение деформируемости полимерных пленок непосредственно в спектрометре ЯМР позволяет обнаружить и количественно оценить ориентацию цепей, а также установить роль повторных ориентации в изменении структуры полимеров. Методом ЯМР можно изучать характер соединения атомных групп в цепи (оценивать число структурных образований «голова к голове» и «голова к хвосту»). Особенно важную информацию можно получить методом ЯМР при изучении структурных особенностей стерео-регулярных полимеров. Многие витамины утрачивают свое специфическое действие при химической модификации структуры (иногда даже появляется антивитаминная активность у модифицированной молекулы). Однако в некоторых случаях у производных витаминов наблюдается и усиление витаминного действия или проявление новой фармакологической активности, используемой для лечения разнообразных патологических состояний Было синтезировано несколько десятков тысяч производных стрептоцида (3), из которых в практику внедрено более 30 лекарственных веществ. Модификации структуры проводились главным образом по двум аминогруппам и привели к заметным изменениям фармакологической картины биодействия получаемых производных, что позволяло конкретизировать пути их применения (при инфекциях желудочно-кишечного тракта, мочевых путей, глазных и др. болезнях), улучшить их проникание в биожидкости, ткани, через клеточные мембраны, а также пролонгировать действие лекарственных веществ. Следует отметить, что перемещение в фармакофоре аминогруппы из положения 4 в положение 2 или 3, а также ее замена на любой безазотистый заместитель ведет к исчезновению биоактивности. Введение заместителей в сульфамоильную группу изменяет токсичность лекарственного вещества. Ниже представлена схема синтеза четырех лекарственных веществ сульфаниламидной серии - сульгина (8), сульфадимезина (10), норсульфазола (12) и сульфафуразола (14), получаемых типичной конденсацией ароматического сульфонилхло-рида (5) с различными аминными компонентами (7, 9, 11, 13): Вулканизация при ЮС "С п кипящей воде или паром может продолжаться до 72 ч и, следовательно, требует повышенного расхода энергии. При этом получаемые вулканизаты не обладают достаточной химической и теплостойкостью вследствие модификации структуры или увеличения сульфидности серных связей. Так, эбонитовые обкладки, вулканизованные при 100 "С, пригодны дли эксплуатации при температурах не выше 60 °С, в то время как проведение вулканизации под давлением и при более высоких температурах обеспечивает длительную работу этих обкладок при 100—105 СС. Оптимальнаи температура вулканизации почти всех резиновых смесей для обкладки составляет 125—150 "С, так как именно в этом температурном интервале достигается наиболее стабильная структура меж молекулярных связей. Получение интерполимеров открывает новые возможности модификации структуры и свойств полимеров. Дальнейшие модификации структуры хлордиазепокси- В основном работы по выпуску новых марок изопреновых каучуков для шинной промышленности осуществлялись американскими и японскими фирмами и касались они химической модификации структуры макромолекул. Так, фирма "Бриджсто-ун" [43] для снижения гистерезисных потерь при качении, повышения тепло- и износостойкости, сцепления с сухим дорожным покрытием предлагает изготовлять протекторную смесь, включающую 100 частей высокомолекулярного гидрированного диенового каучука (ГДК) с Mw ^ 300000, в котором гидрировано 60-90 % ненасыщенных связей (ННС) диеновой части и 10-200 частей низкомолекулярного ГДК с Mw~ 5-103- 20-104, в котором гидрировано >20 % ННС. Диеновыми каучуками для гидрирования могут быть: НК, СКИ, БСК, СКД. В патенте приведены рецептуры смесей и физико-механические свойства резин. Впервые о использовании фенольных" смол в качестве компонента резиновых смесей на основе натурального каучука указано в 1902 г.45. Однако эти и дальнейшие исследования не дали положительных результатов46. Для получения вулканизатов на основе каучуков общего назначения с фенольными смолами большинство исследователей пошли по пути модификации структуры фенольных смол с целью снижения их полярности. Впервые о использовании фенольных" смол в качестве компонента резиновых смесей на основе натурального каучука указано в 1902 г.45. Однако эти и дальнейшие исследования не дали положительных результатов46. Для получения вулканизатов на основе каучуков общего назначения с фенольными смолами большинство исследователей пошли по пути модификации структуры фенольных смол с целью снижения их полярности. Очередность мест замены фрагментов при модификации структуры 3 -этил-1 -о кса-3 -_________азадиклопентана по различным видам биологической активности_____________  Молекулой углеводорода Моноциклические ароматические Монокристаллов полиэтилена Мономерными единицами Мономеров называются Монооксим диацетила Монозамещенных циклогексанов Максимальной температуре Мостиковой структуры |
- |
Навигация