|
|
|
Главная --> Справочник терминов Вторичные нитроалканы 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. - по Кижнеру- Вольфу 196 Встречный синтез 40 Вторичные метаболиты 19, 28 Высокое разбавление 222, 223, 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. Одним из важнейших источников органических соединений в природе является глюкоза, которая образуется в растениях и ауто-трофных микроорганизмах путем восстановления СО2. Из глюкозы в результате различных ферментативных превращений образуется несколько типов универсальных биосинтетических единиц, из которых в процессе ряда последовательных катализируемых ферментами реакций формируются углеродные скелеты большинства природных соединений. Эти взаимосвязанные последовательности метаболических превращений составляют основу биосинтетическои классификации, согласно которой все природные соединения несколько произвольно подразделяются на две основные группы — первичные и вторичные метаболиты. Термин «вторичные метаболиты» едва ли справедлив по отношению ко многим из этих соединений, строение которых чрезвычайно разнообразно и зачастую весьма сложно. В то же время традиционная, чисто химическая классификация очень неудобна для описания биогенеза подобных молекул. В настоящее время биохимическая функция большинства вторичных метаболитов неизвестна, но это, вероятно, временное явление, поэтому нецелесообразно возводить наше незнание в ранг постоянного классифика- Вторичные метаболиты ционного признака. Тем не менее предложение классифицировать первичные и вторичные метаболиты соответственно как «биохимические реактивы» и «химические реактивы» [3] при современном состоянии наших знаний представляется разумным. Сейчас без труда можно ответить на вопрос о том, какие типы вторичных структур синтезируются в природе и (по крайней мере, в рамках известных механизмов) как они образуются из очень, ограниченного круга первичных предшественников. Без сомнения, в будущем предстоит прежде всего найти ответ на вопрос о причинах их образования. Обладают ли вторичные метаболиты какой-либо полезной функцией, и если нет (и, следовательно, если они представляют собой только эволюционный атавизм или другую «метаболическую фикцию»), то почему они и продуцирующие их организмы сумели выжить в течение столь долгого времени в обстановке жестокой конкуренции, когда недостаточная степень утилизации ресурсов организма обычно оказывается гибельной? Ответ на этот ключевой вопрос, возможно, будет получен путем сопоставления биохимической природы таксономически родственных видов с условиями, необходимыми для сохранения их индивидуальности. До настоящего времени изучение природных соединений было чрезвычайно успешным, и все же те сведения, которыми мы располагаем, неизбежно фрагментарны, поскольку методы обнаружения и выделения природных соединений носят более или менее случайный характер. Следовательно, доступная сейчас информация скорее всего не отражает истинного положения ни в качественном разнообразии структур, ни в количественном (относительное содержание индивидуальных метаболитов и промежуточных веществ на каждой стадии роста организма) отношении. Очевидно, необходим более систематический поиск новых соединений. Один из возможных подходов (см. разд. 28.1.7.1) заключается в применении простой экспериментальной методики, которая основана на включении меченных радиоактивными изотопами первичных предшественников во вторичные метаболиты; образование последних может контролироваться обычными методами аутора-диографии. Это позволило бы исследовать весь спектр метаболической активности индивидуальных организмов как в качественном, так и в количественном отношении. Однако сейчас все еще господствует случайный подход, когда для изучения выбирают только несколько основных соединений со специфическими химическими или биологическими свойствами. вания, гидроксилирования, О- и jV-метилирования в различных последовательностях [250]. Эти результаты предостерегают от упрощенного представления о том, что вторичные метаболиты всегда образуются одним единственным путем. Из 1,3-азолов только оксазол не участвует в основных биохимических процессах, однако существуют вторичные метаболиты (особенно в морских организмах), которые включают в себя структуру тиазола (и оксазола), например антибиотик цистотиазол А из бактерий Cyctobacterfuscus [3]. Система ими-тежит в основе незаменимой аминокислоты гистидина, функции в процессах ферментативного протонного переноса, венный гистидину гормон гистамин вызывает расширение сосудов и служит основным фактором в аллергических реакциях, таких, как сенная Тиазолиевый цикл представляет собой активный химический центр i та тиамина (витамина BI). Образовывать соли со щелочами могут только первичные и вторичные нитроалканы. Первичные и вторичные нитроалканы могут участвовать в реакции конденсации с альдегидами и кетонами с образованием нитроспир-тов. Реакция протекает в присутствии щелочных или кислых катализаторов: Образовывать соли со щелочами могут только первичные и вторичные нитроалканы. Первичные и вторичные нитроалканы могут участвовать в реакции конденсации с альдегидами и кетонами с образованием нитроспир-гов. Реакция протекает в присутствии щелочных или кислых катализа- Для прочих первичных нитроалканов могут быть получены продукты моно- и дицианэтилирования, но последние практически выделены не были, так как нитроалканы сравнительно медленно реагируют с акрилонитрилом. Это видно на примере нитроэтана, который при кипячении с акрилонитрилом в водноспиртовом растворе в присутствии едкого кали образует продукт моноциан-этилирования, т.е. у-нитровалеронитрил с выходом только 30% 2!0. Если применить в качестве катализатора пиперидин, то реакция идет еще медленнее, и при 18-часовом кипячении смеси компонентов в бензоле выход не превышает 1%212. Вторичные нитроалканы, а также нитроциклогексан, цианэтилируются несколько легче, чем первичные210'211. Получен также продукт цианэтили-ровалия 1 -хлор-1 -нитроэтана 13. Для того, чтобы предотвратить последующее нитрозирование нитроалкана параллельно образующимся алкилнитритом, в реакционную смесь необходимо вводить мочевину или лучше многоатомные фонолы резорцин или флюороглюцин. Выход первичных нитроалканов по этому методу не превьпиает 60%, т.е. инже, чем при алкилировании нитрита серебра (75%-80%). Однако вторичные нитроалканы следует получать алкилированием нитрита натрия в ДМФА: Первичные и вторичные нитроалканы находятся в таутомерном равновесии с аци- Первичные и вторичные нитроалканы могут участвовать в реак- Нитроалкан (псевдо-аци-форма) находится в таутомерном равновесии с соответствующей нитроновой кислотой (аци-форма), однако это равновесие обычно почти полностью смещено в левую сторону. Вследствие —/-эффекта нитрогруппы первичные и вторичные нитроалканы являются СН-кислотами и растворяются в щелочах с образованием солей. Образующийся анион стабилизован за счет мезомерии; (5). Конденсация с карбонильными соединениями. По типу аль-дольнсй конденсации первичные и вторичные нитроалканы присоединяются к альдегидам и кетонам, причем в большинстве случаев реакция завершается отщеплением воды, приводя к а, р-непредельным щтросое* динениям: (6). Аминометилирование. В качестве СН-кислот первичные и вторичные нитроалканы-подвергаются аминометилированию по Манниху [см. раздел 2.2.4.1, реакции альдегидов и кетонов, реакция (13)J:  Вторичную аминогруппу Введенного пластификатора Вулканизации эластомеров Выделение сероводорода Вулканизационной структуры Вулканизаты полученные Вулканизованного натурального Взаимного положения Взаимодействия электронов |
- |
Навигация