Главная --> Справочник терминов


Разнообразных продуктов Изложенный выше полный синтез стероидов, равно как и многочисленные другие успехи группы Вудворда [1Ь] в создании разнообразных природных соединений, в наиболее яркой и выразительной форме демонстрируют мошь и красоту органического синтеза. Не будет преувеличением сказать, что осознание органического синтеза, как искусства, сложилось в умах химиков-органиков [1с], прежде всего, благодаря знаменательным достижениям признанного маэстро этой области науки, Р.Б.Вудворда. С тех пор сотни сравнимых по сложности полных синтезов были выполнены во многих лабораториях мира. Артистическое мастерство исключительных личностей прошлого превратилось сейчас почти в ремесло, доступное любому квалифицированному химику-органику. Несомненной предпосылкой для такого превращения виртуозности в «рутину» послужила разработка новых эффективных и универсальных синтетических методов, прогресс в тактике синтеза. Не менее важным, однако, оказалось и становление нового мышления в области стратегии, понимание того, что это высокое искусство базируется на науке, на точном знании и строго логическом анализе и общих, и частных проблем, на расчете и предвидении. С течением времени роль научного компонента в этой области интеллектуального творчества с необходимостью возрастала (и возрастает!), хотя в ней всегда остается достаточно пространства для воображения и интуитивных озарений [Id]; иначе говоря, органический синтез по-прежнему остается высоким искусством.

Экспериментальные исследования путей биосинтеза дают обширную информацию о химии этих процессов. Эти знания обеспечивают твердую основу для всей области биомиметических путей синтеза разнообразных природных соединений, которые используют стратегические принципы, разработанные Природой (см., например, синтез морфина, разд. 3.2.1). Однако, несмотря на многочисленные экспериментальные данные о механизме основных биохимических трансформаций, нам все еше слишком мало известно о способе действия фермента как катализатора. Был предложен целый ряд гипотез для объяснения замечательной способности ферментов осуществлять высоко эффективный и селективный катализ. Это было предметом многочисленных исследовании по созданию специальных химических моделей ферментативного катализа (см. ниже). Кроме того, имеются еще более важные аспекты ферментативного катализа, а именно: способность ферментов в нужный момент узнавать свой субстрат среди тысяч органических соединений, присутствующих в клетке, и регулируемость активности ферментов. Деятельность сотен и тысяч ферментов, одновременно оперирующих в любой живой системе *, требует же -сткого управления с тем, чтобы в каждый данный момент и в каждом конкрет-

Впоследствии метод нашел широкое применение для синтеза разнообразных природных изофлавонов и их аналогов. Изофла-воны получаются с высокими выходами [36—37].

Изложенный выше полный синтез стероидов, равно как и многочисленные другие успехи группы Вудворда [1Ь] в создании разнообразных природных соединений, в наиболее яркой и выразительной форме демонстрируют мошь и красоту органического синтеза. Не будет преувеличением сказать, что осознание органического синтеза, как искусства, сложилось в умах химиков-органиков [1с], прежде всего, благодаря знаменательным достижениям признанного маэстро этой области науки, Р.Б.Вудворда. С тех пор сотни сравнимых по сложности полных синтезов были выполнены по многих лабораториях мира. Артистическое мастерство исключительных личностей прошлого превратилось сейчас почти в ремесло, доступное любому квалифицированному химику-органику. Несомненной предпосылкой для такого превращения виртуозности в «рутину» послужила разработка новых эффективных и универсальных синтетических методов, прогресс в тактике синтеза. Не менее важным, однако, оказалось и становление нового мышления в области стратегии, понимание того, что это высокое искусстло базируется на науке, на точном знании и строго логическом анализе и общих, и частных проблем, на расчете и предвидении. С течением времени роль научного компонента в этой области интеллектуального творчества с необходимостью возрастала (и возрастает!), хотя в ней всегда остается достаточно пространства для воображения и интуитивных озарений [Id]; иначе говоря, органический синтез по-прежнему остается высоким искусством.

Экспериментальные исследования путей биосинтеза дают обширную информацию о химии этих процессов. Эти знания обеспечивают твердую основу для всей области биомиметических путей синтеза разнообразных природных соединений, которые используют стратегические принципы, разработанные Природой (см., например, синтез морфина, разд. 3.2.1). Однако, несмотря на многочисленные экспериментальные данные о механизме основных биохимических трансформаций, нам все еще слишком мало известно о способе действия фермента как катализатора. Был предложен целый ряд гипотез для объяснения замечательной способности ферментов осуществлять высоко эффективный и селективный катализ. Это было предметом многочисленных исследований по созданию специальных химических моделей ферментативного катализа (см. ниже). Кроме того, имеются еще более важные аспекты ферментативного катализа, а именно: способность ферментов в нужный момент узнавать свой субстрат среди тысяч органических соединений, присутствующих в клетке, и регулируемость активности ферментов. Деятельность сотен и тысяч ферментов, одновременно оперирующих в любой живой системе", требует жесткого управления с тем, чтобы в каждый данный момент и в каждом конкрет-

Установлено, что двууглеродный первичный предшественник — уксусная кислота, обычно использующаяся в виде ее тиоэфира с коферментом А, участвует в биосинтезе большого числа разнообразных природных соединений. Так, с помощью меченых соедине-

Впервые существование поликетидов как обширного класса природных соединений было постулировано Колли в 1907 г. на основе изучения реакций, в которых in vitro из поли-р-кетоациль-ных производных образовывались ароматические соединения, в частности орселлиновая кислота (2); им же предложено название «поликетиды». Однако в то время были известны структуры слишком малого числа природных соединений, и провести обоснованное сравнительное изучение не представлялось возможным; поэтому гипотеза Колли практически не разрабатывалась до тех пор, пока она не была независимо сформулирована Берчем в 1952—1953 гг. [1, 2]. В это время стало возможным сравнение структур большого числа самых разнообразных природных фенольных соединений; таким путем было показано, что характерные для них углеродные скелеты могут быть схематически изображены в виде определенным образом изогнутых линейных цепей, построенных из С2-звеньев таким образом, что в них окислены чередующиеся атомы углерода. После этого в свете уже известных данных

В качестве примеров, иллюстрирующих многообразие таких превращений, приведено образование соединений (24)—(28); все они являются грибными метаболитами простого тетракетида орсел-линовой кислоты (2). Орцинол (24) представляет собой продукт декарбоксилирования, осуществляющегося при действии специфической декарбоксилазы [27]. Грифолин (25) является одним иа фарнезилзамещенных метаболитов (2) [28] [другой пример такого рода — микофеноловая кислота (45), см. разд. 29.1.3.1; элек-трофильное алкилирование ароматических колец пренилпирофос-фатами происходит в самых разнообразных природных соединениях и не ограничено областью поликетидов]. Продуцируемое лишайниками соединение (28), очевидно, образуется при окислительной 3,5-димеризации соединения (2). Пеницилловая кислота (27) возникает при действии оксигеназы на метиловый эфир (26); известно, что ферментативная атака происходит именно в указанных на схеме положениях [29]. В последующих разделах будут приведены другие примеры превращений поликетидов.

Сложнейшим элементом исследования полисахаридов и углеводсо-держащих смешанных биополимеров является выделение индивидуальных соединений. Даже отделение примесей неуглеводного характера в ряде случаев представляет собой трудно разрешимую задачу, но главной проблемой остается разделение на компоненты смесей полисахаридов, получаемых при экстракции разнообразных природных объектов. Несмотря на быстрый прогресс в технике разделения смесей высокомолекулярных соединений, требуются значительные усилия для усовершенствования имеющихся и создания новых способов выделения индивидуальных полисахаридов и смешанных углеводсодержащих биополимеров. Мало удовлетворительны и аналитические методы контроля индивидуальности выделяемых веществ.

Изложенный выше полный синтез стероидов, равно как и многочисленные другие успехи группы Вудворда [1Ь] в создании разнообразных природных соединений, в наиболее яркой и выразительной форме демонстрируют мощь и красоту органического синтеза. Не будет преувеличением сказать, что осознание органического синтеза, как искусства, сложилось в умах химиков-органиков [1с], прежде всего, благодаря знаменательным достижениям признанного маэстро этой области науки, Р.Б.Вудворда. С тех пор сотни сравнимых по сложности полных синтезов были выполнены во многих лабораториях мира. Артистическое мастерство исключительных личностей прошлого превратилось сейчас почти в ремесло, доступное любому квалифицированному химику-органику. Несомненной предпосылкой для такого превращения виртуозности в «рутину» послужила разработка новых эффективных и универсальных синтетических методов, прогресс в тактике синтеза. Не менее важным, однако, оказалось и становление нового мышления в области стратегии, понимание того, что это высокое искусство базируется на науке, на точном знании и строго логическом анализе и общих, и частных проблем, на расчете и предвидении. С течением времени роль научного компонента в этой области интеллектуального творчества с необходимостью возрастала (и возрастает!), хотя в ней всегда остается достаточно пространства для воображения и интуитивных озарений [Id]; иначе говоря, органический синтез по-прежнему остается высоким искусством.

Экспериментальные исследования путей биосинтеза дают обширную информацию о химии этих процессов. Эти знания обеспечивают твердую основу для всей области биомиметических путей синтеза разнообразных природных соединений, которые используют стратегические принципы, разработанные Природой (см., например, синтез морфина, разд. 3.2.1). Однако, несмотря на многочисленные экспериментальные данные о механизме основных биохимических трансформаций, нам все еще слишком мало известно о способе действия фермента как катализатора. Был предложен целый ряд гипотез для объяснения замечательной способности ферментов осуществлять высоко эффективный и селективный катализ. Это было предметом многочисленных исследований по созданию специальных химических моделей ферментативного катализа (см. ниже). Кроме того, имеются еще более важные аспекты ферментативного катализа, а именно: способность ферментов в нужный момент узнавать свой субстрат среди тысяч органических соединений, присутствующих в клетке, и регулируемость активности ферментов. Деятельность сотен и тысяч ферментов, одновременно оперирующих в любой живой системе*, требует жесткого управления с тем, чтобы в каждый данный момент и в каждом конкрет-

цию полимеризации. Однако присутствие в молекуле акролеина двух качественно различных двойных связей приводит к образованию разнообразных продуктов полимеризации. Их объединяют под общим названием и о л и а к р о л е и н ы*.

При нагревании гетероцепных полимеров обычно протекают очень сложные процессы, которые сопровождаются уменьшением молекулярной массы полимеров и выделением разнообразных продуктов их разложения. Например, молекулярная масса полиамидов (рис. 46) при температуре выше 100 °С быстро уменьшается, и выделяются метан, этан, пропан, бутан, этилен, бутилен и циклопентанон.

В настоящее время добываемая нефть 'непосредственно1 не используется, а является богатейшим источником и сырьем для получения многих тысяч самых разнообразных продуктов. На рис. 120 наглядно показаны основные направления иапользования главнейших продуктов, получаемых из нефти и газа в результате их термической и химической переработки.

В результате дегидрирования предельных углеводородов получаются химически активные непредельные углеводороды, например этилен, пропилен и т. д. При окислении образуются кислородсодержащие продукты: спирты, альдегиды, кетоны и другие; при гало^ идировании или нитровании — соответственно галоидо- или нитро-производные. Гидратацией углеводородов можно получить спирты. При процессах полимеризации образуются ценные высокомолекулярные соединения. Алкилирование дает такие важные продукты, как изопропилбензол, алкилат и другие. Упомянутые реакции протекают при разных температурах, давлениях и катализаторах. Органический синтез имеет неисчерпаемые возможности для получения самых разнообразных продуктов.

бовалось найти нуклеофилъные реагенты, способные селективно реагировать по одному из этих элсктрофильных центров. Оказалось, что стандартные диалкиллитийкупратные реагенты «не чувствуют» различия в активности тозилатной и трифлатной групп, и оба этих центра подвергались нуклео-фильной атаке примерно с одинаковой легкостью. Напротив, менее активные реагенты алкилмагнийкупратного типа не реагировали с тозилатной функцией и замещению подвергалась исключительно трифлашая группа. Получающийся на первой стадии продукты далее повторно алкилировали, на этот раз по оставшейся тозилатной группе, с помощью диалкиллитий-купратных реагентов. Примечательно, что обе стадии алкилирования проводятся как последовательность реакций в одном реакционном сосуде и приводят к образованию целевых продуктов с высоким выходом. Разработанная схема несимметричного бис-алкилирования допускает возможность независимого варьирования строения нуклеофильного остатка в реагентах, используемых на первой и второй стадиях последовательности (см., например, получение аддуктов 166 и 167, схема 2.79). Таким образом, на основе общего хирального бифункционального субстрата 165 можно получать широкий набор разнообразных продуктов, которые далее могут использоваться как субстраты в синтезе энантимерно чистых целевых соединений, в том числе и ряда феромонов. Отметим еще раз, что успешное решение подобного рода непростых задач стало достижимым только благодаря наличию широких возможностей тонко дозируемых изменений свойств применяемых реагентов.

с магний- или литийорганическими соединениями обычно приводит к образованию смесей продуктов 1,2- и 1,4-присоединения. В некоторых (но далеко не во всех!) случаях проблему селективного получения 1,4-аддуктов удается решить с помощью куттратных реагентов. Ситуация резко упрощается, если брать диметиламиды типа 231 (см. схему 2.95) в качестве акцепторов Михаэля. Благодаря наличию диметиламидного фрагмента полностью блокируется атака нуклеофила по карбонильному атому углероду, и реакции с литийорганическими реагентами самой различной природы протекают исключительно как 1,4-присоединение [26h]. Более того, образующийся на первой стадии карбанионный интермедиаг обладает достаточной стабильностью в условиях присоединения по Михаэлю, что дает возможность далее вводить его в реакции с широким кругом электрофилов и таким образом получать набор разнообразных продуктов присоединения С-нуклеофилов и С-электро-филов по двойной связи субстрата типа 231. Того же результата можно добиться при работе с триметилгидразидами кислот, как, например, 232 [26i].

Среди всех соединений, являющихся источниками галогенз?1ме-щенных карбенов, самые высокие выходы неизменно дает фенил -тригалогенметилртуть. Это соединение также, по-видимому, приводит к образованию самых разнообразных продуктов, так как получаемый из него карбен реагирует даже с такими плохими акцеп-

Эта перегруппировка, имеющая некоторое промышленное значение, приводит к образованию разнообразных продуктов [31]

Такое окисление различных производных этилена приводит к получению самых разнообразных продуктов [1]. Некоторые соединения такого типа, например стирол и n-метоксистирол, дают;аде-тали с выходами 64 и 93% соответственно (в расчете на исходные

бовалось найти нуклеофилъные реагенты, способные селективно реагировать по одному из этих электрофильнь!х центров. Оказалось, что стандартные диалкиллитийкупратные реагенты «не чувствуют» различия в активности тозилатной и трифлатной групп, и оба этих центра подвергались нуклео-филъной атаке примерно с одинаковой легкостью. Напротив, менее активные реагенты алкилмагнийкупратного типа не реагировали с тозилатной функцией и замещению подвергалась исключительно грифлатная группа, Получающийся на первой стадии продукты далее повторно алкилировали, на этот раз по оставшейся тозилатной группе, с помощью диалкиллитий-купратных реагентов. Примечательно, что обе стадии алкилирования проводятся как последовательность реакций в одном реакционном сосуде и приводят к образованию целевых продуктов с высоким выходом. Разработанная схема несимметричного бис-алкилирования допускает возможность независимого варьирования строения нуклеофильного остатка в реагентах, используемых на первой и второй стадиях последовательности (см., напри-мер, получение адцуктов 166 и 167, схема 2.79). Таким образом, на основе общего хирального бифункционального субстрата 165 можно получать широкий набор разнообразных продуктов, которые далее могут использоваться как субстраты в синтезе энантимерно чистых целевых соединений, в том числе и ряда феромонов. Отметим еще раз, что успешное решение подобного рода непростых задач стало достижимым только благодаря наличию широких возможностей тонко дозируемых изменений свойств применяемых реагентов.

с магний- или литийорганическими соединениями обычно приводит к обр зованию смесей продуктов 1,2- и 1,4-присоединения. В некоторых (но дал ко не во всех!) случаях проблему селективного получения 1,4-аддуктов удае1 ся решить с помощью купратных реагентов. Ситуация резко упрощается, ei ли брать диметиламиды типа 231 (см. схему 2.95) в качестве акцепторов Mi хаэля. Благодаря наличию диметиламидного фрагмента полностью блокир? ется атака нуклеофила по карбонильному атому углероду, и реакции с т тийорганическими реагентами самой различной природы протекают исклк чительно как 1,4-присоединение [26h]. Более того, образующийся на перво стадии карбанионный интермедиат обладает достаточной стабильностью условиях присоединения по Михаэлю, что дает возможность далее вводит его в реакции с широким кругом электрофилов и таким образом получать на бор разнообразных продуктов присоединения С-нуклеофилов и С-электро филов по двойной связи субстрата типа 231. Того же результата можно до биться при работе с триметилгидразидами кислот, как, например, 232 [261].




Разноименно заряженных Разнообразные химические Разнообразных химических Разнообразных полимеров Разнообразными органическими Разнообразной структуры Разогретая резиновая Разрывным напряжением Расщепление фуранового

-
Яндекс.Метрика