|
|
|
Главная --> Справочник терминов Природного источника Реакция таурина с азотистой кислотой протекает нормально с выделением азота и образованием изэтионовой кислоты [158а]. Таурин реагирует с цианамидом, давая не растворимое в спирте вещество, напоминающее соединение, получаемое из глицина 11736]. При взаимодействии с азидом холевой кислоты таурин превращается в природное соединение—таурохолевую кислоту [175]. Нагревание с фталевым ангидридом или янтарной кислотой ведет к образованию соответствующих имидов [176]: Недавно найдено также природное соединение, высокая оптическая активность которого вызвана исключительно наличием алленовой группировки. Это — антибиотик, микомицин, выделенный из одного микроорганизма. Ему приписана следующая формула: своей неустойчивости относительно редко используется п этой реакции, и чаще всего для синтеза циклобутанонов применяют более стабильные а-хлоркетены, которые генерируются in situ (действием триэтиламина на хло-рангидриды а-хлорзамещенных кислот) в присутствии второго компонента циклоприсоединения. На схеме 2.127 приведены типичные примеры этой реакции — образование циклоаддуктов 378 [32Ь] и 379 [32с]. Отметим, что, хотя в последнем случае реакция протекала с довольно скромным выходом (около 20%), однако она оказалась самым удобным методом синтеза аддукта 379, из которого в одну стадию был получен микотоксин монилиформин (380), природное соединение уникальной структуры, которую довольно затруднительно получить другим способом. Ендииновые антибиотики по характеру воздействия на ДНК сайт-селективны. Например, при обработке ДНК каликеамицином y'i (293) основная часть разрывов приходится на фрагменты (сайты) ТССТ и СТСТ [401], Узнавание сайтов ДНК и эффективность связывания с ними определяется взаимодействием ДНК с углеводными и/или ароматическими остатками антибиотика [40Ь,е,1]. Так, согласно результатам исследования с помощью ЯМР, 293 в растворе принимает развернутую и высоко организованную конформацию, особенно хорошо приспособленную для связывания с малой бороздкой ДНК. При этом критически важным для селективности и эффективности связывания является контакт с олигосахаридным доменом антибиотика 293. Деструкция ДНК может достигаться также и при действии каликеамицинона, аглико-на антибиотика 293. В этом случае требуется гораздо более высокая концентрация агента, а реакция протекает неселективно и преимущественно путем расщепления единичной нити. В то же иремя было показано, что синтетический олигосахарид, идентичный углеводной составляющей 293, связывается с тем же сайтом ДНК, что и исходное природное соединение, и такое связывание может полностью блокировать расщепление ДНК антибиотиком [40т]. В области 400—700 см~' многие органические молекулы имеют настолько сложные спектры, что отнесение всех полос поглощения к определенным структурным элементам сопряжено со значительными трудностями даже при наличии обширного экспериментального материала. Однако именно эта область имеет наибольшее значение при решении вопроса о структуре неизвестного соединения, Как показывает опыт, два вещества (например, природное соединение п его синтетический аналог) могут быть признаны идентичными, если их спектры в этой области во всех деталях полностью совпадают. Поэтому эту область называют также областью «отлечаткоп пальцев». своей неустойчивости относительно редко используется п этой реакции, и чаше всего для синтеза циклобутанонов применяют более стабильные сс-хлоркетены, которые генерируются in situ (действием триэтиламина на хло-рангидридьг а-хлорзамещенных кислот) в присутствии второго компонента циклоприсоединения. На схеме 2.127 приведены типичные примеры этой реакции — образование цихлоаддуктов 378 [32Ь] и 379 [32с], Отметим, что, хотя в последнем случае реакция протекала с довольно скромным выходом (около 20%), однако она оказалась самым удобным методом синтеза аддукта 379, из которого в одну стадию был получен микотоксин монилиформин (380), природное соединение уникальной структуры, которую довольно затруднительно получить другим способом. Ендииновые антибиотики по характеру воздействия на ДНК сайт-селективны. Например, при обработке ДНК каликеамицином /i (293) основная часть разрывов приходится на фрагменты (сайты) ТССТ и СТСТ [401]. Узнавание сайтов ДНК и эффективность связывания с ними определяется взаимодействием ДНК с углеводными и/или ароматическими остатками антибиотика [40Ь,е,1]. Так, согласно результатам исследования с помощью ЯМР, 293 в растворе принимает развернутую и высоко организованную конформацию, особенно хорошо приспособленную для связывания с малой бороздкой ДНК. При этом критически важным для селективности и эффективности связывания является контакт с олигосахаридным доменом антибиотика 293. Деструкция ДНК может достигаться также и при действии каликеамицинпна, аглико-на антибиотика 293. В этом случае требуется гораздо более высокая концентрация агента, а реакция протекает нсселективно и преимущественно путем расщепления единичной нити. В то же время было показано, что синтетический олигосахарид, идентичный углеводной составляющей 293, связывается с тем же сайтом ДНК, что и исходное природное соединение, и такое связывание может полностью блокировать расщепление ДНК антибиотиком [40т]. Это природное соединение включает очень редко встречающийся в лекарственных веществах оксетаповый фрагмент Пока В середине 1990-х годов исполнилось 150 лет химии пиридина и около 70 лет с начала введения в лечебную практику синтетических лекарственных веществ с пиридиновым фрагментом. В настоящее время из 1500 наиболее известных лекарственных веществ, применяемых в медицине, 5% составляют препараты пиридинового и 6% - препараты пиперидинового рядов. Эра пиридиновых лекарственных веществ началась после открытия витамина 65. Установление в начале 20-го века простоты его строения - это природное соединение с важным биодействием оказалось 3-пиридинкарбоновой (никотиновой) кислотой -стимулировало синтетические исследования производных пиридина для поиска искусственных лекарственных веществ. Уже в 1920-х годах был получен диэтиламид никотиновой кислоты (кордиамин), полезный для лечения нарушений кровообращения. Начиная с 1945 г. в течение десяти лет появились гидрази-ды и тиоамиды пиридинкарбоновых кислот, обладавшие противотуберкулезными свойствами. В 1950-х годах были синтезированы пиридинальдоксимные антидоты, эффективные в лечении отравлений фосфорорганическими отравляющими веществами и пестицидами. В 1960-1980-х годах были созданы серии нейро- Достаточно просто определить, что все это органические вещества, но если в левой колонке представлены классы монофункциональных органических соединений (а органическая химия и определяется как химия углеводородов и их функциональных производных), то в правой колонке мы видим типично природное соединение, которое является полифункциональным органическим соединением. Кофермент А. Сложное природное соединение, содержащее сульфгвдрвльную группу —SH. Биологическая функция кофермента А заключается в том, что он переносит ацетильные группы [СН3С(0)] от одного вещества к другому. На воздухе этот кофермент окисляется, превращаясь в биологически неактивное соединение. Теперь о структуре самих упражнений. Они составлены в виде тестовых карточек, состоящих из трех частей. В первой части (наверху) каждой карточки написана структурная формула (реже эмпирическая) органического соединения, его тривиальное название и краткая характеристика практического использования или природного источника. Тем самым частично компенсируется недостаточность сокращенного курса органической химии в информативной, фактической стороне. Здесь же приведена ссылка на учебник или учебное пособие, в котором студент может получить дополнительные сведения о данном соединении. (Список литературы и условные сокращения даны на с.338.) Во второй части упражнения предложено 5 вопросов, касающихся деталей строения и особенностей свойств названного соединения. Как правило, обязательны вопросы о типах функциональных групп и видах пространственной изомерии. Наводящие вопросы об электронном влиянии заместителей позволяют студентам ответить на остальные вопросы о главных типах и механизмах реакций, о способности реагировать с одним и тем же веществом по различным направлениям, о реакциях отдельных функциональных групп г специфических свойствах, возникающих в результате взаимного влияния различных функциональных групп. Наиболее дискуссионной является третья часть упражнения, где приведен набор выборочных ответов на предлагаемые вопросы. Ответы не альтернативны, среди них можно выбирать неограниченное количество правильных ответов (естественно, в пределах предлагаемых). Среди предлагаемых ответов есть и неправильные, которые подобраны чаще всего по принципу типичных ошибок студентов. Это относится прежде всего к выбору функциональных групп, типов и механизмов реакций. Основная цель подбора неправильных ответов по принципу типичных ошибок - научить студентов их избегать, понять "логику" их возникновения. одним соединением, а смесью десятков веществ, чаще всего летучих эфиров, сложных эфиров, спиртов, альдегидов, кето-нов и углеводородов. Ниже приведены некоторые примеры с указанием природного источника: Бензальдегид С„Н5—СНО — простейший представитель ароматических альдегидов — нерастворимая в воде жидкость с характерным запахом горького миндаля (бензальдегид действительно содержится в горьком миндале в виде глюкозида амигдалина —сбёдине-ния с глюкозой и синильной кислотой). Из этого природного источника бензальдегид был впервые выделен в начале прошлого" века'и Эмпирический выбор перспективного соединения среди большого числа хщственньгх кандидатов особенно характерен для работ по созданию новых юкарсгвенных и вообще биологически активных препаратов. Здесь теория [а^аще простая эмпирика) позволяет лишь предположить (но отнюдь не гарантировать!), что те или иные соединения, содержащие определенный на-5t»p структурных фрагментов, будут проявлять желаемую активность. Мно-ество же других важнейших особенностей будущего лекарства, таких, как, гоюеичность, способность накапливаться в организме или, наоборот, быстро наводиться из него, возможные краткосрочные или долговременные побоч-оле эффекты, комплекс физико-химических свойств, обусловливающих №зличные возможности введения в организм и устойчивость при хранении [ стерилизации, совместимость с другими лекарственными препаратами и <ногие другие, почти не поддаются априорной оценке. Поэтому после обнаружения перспективной биологической активности того или иного ве-цества, выделенного из природного источника или синтезированного в ла-(Оратории, всегда следует серия работ по синтезу ряда его аналогов и сравни-елъное изучение всего комплекса их свойств, существенных для оценки Кйможностей их практического использования. Примечательная эффективность внутримолекулярного диенового синтеза побудила более внимательно изучить вопросы биогенеза некоторых типов полициклических соединений, синтез которых по этой схеме казался вполне реальным с точки зрения синтетиков. Оказалось, что Природа не менее нашего «осведомлена» о подобных возможностях, и действительно для ряда примеров было экспериментально доказано использование внутримолекулярной циклизции по Дильсу—Альдеру как одной из стадий биосинтеза. Так, из патогенных грибов AUernan'а so/ол/были выделены фитотоксины, со-ланопироны А и D (37ба и 376Ь). Сам факт выделения пары диастереомеров из одного и того же природного источника был достаточно необычным, ибо в подавляющем большинстве случаев биосинтетические превращения протекают с абсолютной стереоселективностью. Изучение биосинтеза этих соединений с использованием изотопно меченых соединений показало, что они образуются в результате циклизации общего предшественника 377 [31u,v], как это показано на схеме 2.125. Эмпирический выбор перспективного соединения среди большого числа родственных кандидатов особенно характерен для работ по созданию новых лекарственных и вообще биологически активных препаратов. Здесь теория (а^аще простая эмпирика) позволяет лишь предположить (но отнюдь не га-райтировать!), что те или иные соединения, содержащие определенный набор структурных фрагментов, будут проявлять желаемую активность. Мно-аЬство же других важнейших особенностей будущего лекарства, таких, как, тоюеичность, способность накапливаться в организме или, наоборот, быстро выводиться из него, возможные краткосрочные или долговременные побочные эффекты, комплекс физико-химических свойств, обуслоачивающих различные возможности введения в организм и устойчивость при хранении И стерилизации, совместимость с другими лекарственными препаратами и Многие другие, почти не поддаются априорной оценке. Поэтому после обнаружения перспективной биологической активности того или иного вещества, выделенного из природного источника или синтезированного в лаборатории, всегда следует серия работ по синтезу ряда его аналогов и сравнительное изучение всего комплекса их свойств, существенных для оценки Возможностей их практического использования. Примечательная эффективность внутримолекулярного диенового синтеза побудила более внимательно изучить вопросы биогенеза некоторых типов полициклических соединений, синтез которых по этой схеме казался вполне реальным с точки зрения синтетиков. Оказалось, что Природа не менее нашего «осведомлена» о подобных возможностях, и действительно для ряда примеров было экспериментально доказано использование внутримолекулярной циклизции по Дильсу—Альдеру как одной из стадий биосинтеза. Так, из патогенных грибов Alternaria solani были выделены фитотоксины, со-ланопироны А и D (376а и 376Ь). Сам факт выделения пары диастереомеров из одного и того же природного источника был достаточно необычным, ибо в подавляющем большинстве случаев биосинтетические превращения протекают с абсолютной стерео селективностью. Изучение биосинтеза этих соединений с использованием изотопно меченых соединений показало, что они образуются в результате циклизации общего предшественника 377 [31u,v], как это показано на схеме 2.125. В экспериментальном плане, напротив, далеко не все методы классической органической химии могут быть широко использованы в химии природных соединений, особенно на стадии определения химического состава, выделения и определения индивидуальных компонентов какого-либо природного источника. Это связано с тем, что молекулы многих природных соединений достаточно стабильны только при нормальных температурных условиях, а некоторые из них и при этих условиях живут недолгое время, поскольку являются интермедиатами; другие молекулы стабильны только в условиях in vivo; многие природные соединения обладают большой молекулярной массой и не могут быть переведены в паровую фазу даже при глубоком вакууме, а те из них, которые являются биополимерами, как правило, еще имеют и очень низкую растворимость в большинстве растворителей. В тех случаях, когда биологическая активность какого-либо природного источника обусловлена действием естественного комплекса его веществ (например, водный экстракт растения, спиртовая вытяжка моллюска и др.), исследование ведется по пути выращивания культуры ткани этого организма в лабораторных условиях. Метод не приобрел еще широкого индустриального применения, но научные изыскания в этом направлении весьма интенсивны. При этом следует отметить, что очень часто химический состав искусственно выращенной культуры ткани качественно и количественно отличается от первоисточника. Этот факт может быть использован как метод синтеза с помощью ферментной системы Аллооцимен, достаточно редко встречающийся в природе, но достаточно доступный синтетически (из природного источника при пиролизе ос-пинена), представляет собой пример сопряженного триенового углеводорода. Он проявляет свойства сопряженных диенов, вступая в реакции Дильса-Альдера, а при использовании в качестве диенофила 3,3-дизаме-щенного циклопропена образуется синтетический сесквитерпен, который является природным по структуре, но пока что в природе не найден. Свойства триеновой сопряженной я-систе-мы проявляются у него при присоединении некоторых электрофильных реагентов. Так, каталитическое присоединение тиолов к аллооцимену дает продукты 1,2- и 1,6-присоединения в соизмеримых количествах (схема 6.7.5). Настоящие реакции протекают в соответствии с правилом Марковникова и правилом орбитального контроля. Доказательство идентичности выделенного из природного источника  Применяют метиловый Применяют преимущественно Применяют различные Применяют специально Применены обозначения Применения кислорода Применения органических Предварительно полученных Применения растворителей |
- |
Навигация