Главная --> Справочник терминов


Структурно родственных Благодаря изящному методу Реппе циклооктатетраен стал легко доступным соединением. Он образуется с хорошим выходом (80%) в результате полимеризации ацетилена при нагревании (в автоклаве под давлением) в тетрагидрофуране в присутствии неорганических солей никеля [NiCl2 или Ni(CN)2] и небольшого количества окиси этилена. Циклооктатетраен представляет собой золотисто-желтую жидкость с т. кип. 142— 143°/760 мм и т. пл. —7°; он отличается сильно ненасыщенным характером и большой реакционной способностью. Особый интерес представляет то обстоятельство, что он может реагировать в трех структурно различных формах:

Осталось обсудить еще один вопрос, относящийся к химической связи в органических соединениях. В подавляющем большинстве соединений все молекулы имеют одинаковую структуру независимо от того, можно ли ее удовлетворительно представить формулой Льюиса. Однако многие соединения представляют собой смесь двух или нескольких структурно различных соединений, находящихся в состоянии быстрого равновесия. Когда такое явление, называемое таутомерией [228], имеет место, происходит быстрый перенос атома от одной молекулы к другой и обратно. Почти во всех случаях таким подвижным атомом является водород.

Среди множества природных соединений существует обширный класс изопреноидов (или терпеноидоп), включающий тысячи структурно различных соединений, которые объединены единством пути биосинтеза из небольшого числа ключевых предшественников. Роль некоторых соединений этого класса, таких, как витамины А и D или стероидные гормоны, уже давно известна: они выполняют важнейшие регуляторные функции в организмах млекопитающих. Также понятна практическая полезность ряда других издавна известных изопреноидов, как, например, камфоры, ментола или каучука. Однако долгое время ничего конкретного не было известно ни о функциях, ни о полезных свойствах еще сотен природных соединений этого класса. В результате к 50-м годам XX в. сложилось мнение, что большинство изопреноидов, например растительного происхождения, образуются в живой клетке как физиологически инертный балласт для связывания отходов метаболизма (вторичные метаболиты). При этом как-то даже не ставился такой вопрос: а почему все-таки организму потребовалось ценой значительных затрат энергии синтезировать тс или иные, иногда очень сложные структуры, если их единственное назначение — обеспечивать функционирование системы удаления «шлаков»? В те времена могло показаться, что лишь профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску и выделению, изучению строения, а также еще и синтезу все новых и новых природных изопреноидов. Типичная «инвентаризация неликвидов, числящихся на балансе природы» — вот мнение, которое авторам доводилось слышать от некоторых ученых-функционеров, •откоторых, к сожалению, зависело распределение средств на научные исследования.

Возможность обеспечить эффективную стабилизацию карбокатионных интермедиатов в комплексах типа 116 позволила реализовать новый вариант проведения электрофильного присоединения по двойной связи сопряженных енинов 117 в виде последовательности кинетически независимых стадий присоединения электрофила и нуклеофила, как показано на схеме 2.44. Исходным субстратом в этой реакции является ДКГК-комплекс 118, а ключевым звеном — образование стабильного катионоидного ин-термедиата 119 в результате присоединения катионоидного электрофила ПОДБОЙНОЙ связи. Этот интермедиат также оказался способным вступать в реакции с рядом типичных ковалентных нуклеофилов, и таким образом в результате последовательности операций, проводимых в одном реакционном сосуде, удалось получить (после окислительной декомплексации аддуктов 120) набор структурно различных продуктов типа 121. Примечательно, что как природу исходного сопряженного енина, так и природу электрофильного и нуклеофильного компонентов показанного сочетания можно варьировать совершенно независимо и в довольно широких пределах.

До сих пор мы рассматривали способы регулирования селективности образования связей С—С, основанные на изменениях в свойствах нуклеофиль-НОЙ компоненты. Очевидно, что не менее эффективными средствами такого контроля могут быть вариации в природе реагентов, эквиватентных одному и тому же электрофилу. Например, столь различные по свойствам соединения, как RCO+BF4~, RCOC1, (RCO)2O, RCOOR1, в реакциях с нуклеофила-ши выступают в роли переносчиков одного и того же ацил-катиона. Точно также такие непохожие соединения, как соли триачкилоксония RjO^BF^", •алкилтозилаты, алкилгалогениды или алкилацетаты, могут использоваться в •качестве эквивалентов одного и того же алкил-катиона. Понятно, что при Наличии столь богатого арсенала электрофильных реагентов, различающихся по своей активности, стабильности, чувствительности к стерическим пре-•йятствиям, эффектам растворителя и т. п., почти всегда можно выбрать такой •реагент, который обеспечит нужную хемо- или региоселективность реакции с субстратом, имеющим несколько нуклеофильных центров. •' Весьма поучительным примером того, насколько может быть эффективной регулировка селективности за счет казалось бы не очень значительных •Вариаций в природе электрофильной и/или нуклеофильной компонент, мо-тут служить результаты исследований группы Котсуки (241], направленных ЙА разработку общей методологии синтеза ряда структурно различных энан-'Шомерно чистых феромонов (см. схему 2.79).

Среди множества природных соединений существует обширный класс изопреноидов (или терпеноидов), включающий тысячи структурно различных соединений, которые объединены единством пути биосинтеза из небольшого числа ключевых предшественников. Роль некоторых соединений этого класса, таких, как витамины А и D или стероидные гормоны, уже давно известна: они выполняют важнейшие регуляторные функции в организмах млекопитающих. Также понятна практическая полезность ряда других издавна известных изопреноидов, как, например, камфоры, ментола или каучука. Однако долгое время ничего конкретного не было известно ни о функциях, ни о полезных свойствах еще сотен природных соединений этого класса. В результате к 50-м годам XX в. сложилось мнение, что большинство изопреноидов, например растительного происхождения, образуются в живой клетке как физиологически инертный балласт для связывания отходов метаболизма (вторичные метаболиты). При этом как-то даже не ставился такой вопрос: а почему все-таки организму потребовалось ценой значительных затрат энергии синтезировать тс или иные, иногда очень сложные структуры, если юс единственное назначение — обеспечивать функционирование системы удаления «шлаков»? В те времена могло показаться, что лишь профессиональный педантизм и отсутствие воображения заставляют химиков вести нескончаемую работу по поиску и выделению, изучению строения, а также еще и синтезу все новых и новых природных изопреноидов. Типичная «инвентаризация неликвидов, числящихся на балансе природы» — вот мнение, которое авторам доводилось слышать от некоторых ученых-функционеров, •отхоторых, к сожалению, зависело распределение средств на научные исследования.

Возможность обеспечить эффективную стабилизацию карбокатионных интермедиатов в комплексах типа 116 позволила реализовать новый вариант проведения электрофильного присоединения по двойной связи сопряженных енинов 117 в виде последовательности кинетически независимых стадий присоединения электрофила и нуклеофила, как показано на схеме 2.44. Исходным субстратом в этой реакции является ДКГК-комплекс 118, а ключевым звеном — образование стабильного катионоидного ин-термедиата 119 в результате присоединения катионоидного электрофила но двойной связи. Этот интермедиат также оказался способным вступать в реакции с рядом типичных ковалентных яуклеофилов, и таким образом в результате последовательности операций, проводимых в одном реакционном сосуде, удалось получить (после окислительной декомплексации аддуктов 120) набор структурно различных продуктов типа 121. Примечательно, что как природу исходного сопряженного енина, так и природу электрофильного и нуклеофильного компонентов показанного сочетания можно варьировать совершенно независимо и в довольно широких пределах.

в. До сих пор мы рассматривали способы регулирования селективности образования связей С—С, основанные на изменениях в свойствах нуклеофиль-\ ной компоненть[. Очевидно, что не менее эффективными средствами такого ;' контроля могут быть вариации в природе реагентоп, эквива!ентных одному и тому же электрофилу. Например, столь различные по свойствам сосдине-J; ШМ, как RCO+BF4~, RCOC1, (RCO)2O, RCOOR1, в реакциях с нуклеофила-; •МИ выступают в роли переносчиков одного и того же ацил-катиона. Точно ч также такие непохожие соединения, как соли триалкилоксония Я3ОТВКГ, ;; -алкилтозилаты, алкилгалогениды или алкилацетаты, могут использоваться в \ теачестве эквивалентов одного и того же алкил-катиона. Понятно, что при fi1' Наличии столь богатого арсенала электрофильных: реагентов, различающих-!: *Я по своей активности, стабильности, чувствительности к стерическим пре-fi -Пятствиям, эффектам растворителя и т. п., почти всегда можно выбрать такой ij -реагент, который обеспечит нужную хемо- или региоселективностъ реакции с f, 'субстратом, имеющим несколько нуклеофильных центров. 'I •' Весьма поучительным примером того, насколько может быть эффективной регулировка селективности за счет казалось бы не очень значительных •Вариаций в природе электрофильной и/или нуклеофильной компонент, мо-Jyr служить результаты исследований группы Котсуки [241], направленных и* разработку общей методологии синтеза ряда структурно различных энан-"Шомерно чистых феромонов (см. схему 2.79).

В дальнейшем эта методика циаппт-илиронапия с теми или иными видоизменениями природы используемых катализаторов неоднократно использовалась к исследовательской практике [73 — 7G]. Ценность получаемых соединений в данном случае состоит в том, что на их основе можно получить большую серию структурно различных продуктов [60, стр. 128—131, 161 — 176J :

Упарим раствор, отогнав воду в вакууме. В остатке мы получим сироп, содержащий все четыре циклические формы. Индивидуально ли такое вещество? По-видимому, нет, так как в нем присутствуют молекулы четырех структурно различных типов — четырех изомеров. При стоянии этот сироп самопроизвольно закристаллизовался, мы опять получили индивидуальную a-D-глюкопиранозу. Как же так: из смеси четырех веществ, не прибегая к химическим или физическим воздействиям, мы снова получили индивидуальное вещество? Видно, с понятием индивидуальности и в самом деле не все обстоит так просто, как кажется.

структурно различных примесей. Ни мускарин, ни его стерео-

Новый подход к правилу точек кипения предложен в работе [11]. Точки кипения серии структурно родственных соединений авторы работы выражают уравнением:

На этом основании можно определить конфигурацию, но только в рядах структурно-родственных соединений, так как величина J зависит также и от природы заместителей.

В общем случае для получения 85 и структурно родственных соедине-

Другим примером применения ауторадиографического метода является поиск новых феналенонов и их предшественников, продуцируемых P. herquei. До выполнения описываемой работы были известны три структурно родственных соединения: атровенетин (48), геркеинон (49) и норгеркеинон (37). Ранее было показано, что пигмент (37) является поликетидом с изопреноидным заместителем [45].

Давно отмечалось родство различных типов алкалоидов, имеющих пергидрофенантреновую систему циклов. Очевидно, в растениях существует общая тенденция к синтезу соединений сходной структуры различными путями; доводы чисто химической логики в таких случаях непригодны для суждения о биогенетическом родстве соединений по их строению. Показательными примерами могут служить совершенно различные пути биосинтеза структурно родственных алкалоидов кониина и Af-метилпельтьерина (см. разд. 30.1.3.1), анабазина и анатабина, выделенных из одного и того же растения (см. разд. 30.1.3.1 и 30.1.3.2), мезембрина и алкалоидов Amaryllidaceae (см. разд. 30.1.5).

^а згом основании можно определять конфигурацию, но только .fc рядах структурно-родственных соединений, так как величина / здвисит также и от природы заместителей

Для фармакологических исследований получены натриевые соли указанных выше гетероциклических карбоновых кислот, а также структурно родственных 5-арилиденроданин-З-алканкарбоновых кислот, которые синтезированы по методу, описанному в литературе [15] (схема 9).

Существует несколько типов природных соединений, структурно родственных гваянам. Их родство имеет две основы. Во-первых, циклизация предшественника 2.177 может протекать путем более сложным, чем это показано на схеме 29, и приводить к трициклическим продуктам. Во-вторых, в процессах катаболизма гваяновых сесквитерпеноидов случаются химические реакции, идущие с потерей фрагментов, перегруппировками и циклизациями. Основные типы веществ, образующихся при этом, указаны в табл. 3.

Для морских бактерий характерны галоидированные пирролы, такие как тетрабромпиррол 6.59 и пентабромсеудилин 6.60. Последние два вещества оказывают сильное антибактериальное действие. Они подавляют рост многих видов бактерий в концентрации 10~3мкг/мл, что сильнее любого из широко применяемых медицинских препаратов. Галоидосодержащие пирролы синтезируются не только морскими организмами, но и микробами, обитающими в других экологических нишах. Здесь обращает на себя внимание ряд структурно родственных бактерицидных веществ, начинающийся пирролнитрином 6.61.




Соответствует структура Соответствует увеличению Соответствующей аминокислоты Соответствующей максимуму Соответствующее изменение Схематически изображен Соответствующего галоидного Соответствующего первичного Соответствующему увеличению

-
Яндекс.Метрика