химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

Автор Н.А.Преображенский, Р.П.Евстигнеева

тиленида натрия с карбонильным кислородом. Замена сложноэфирной группы на амидную резко повышает устойчивость карбонильного кислорода к действию ацетиленида натрия. Это было использовано в синтезе линолевой кислоты [38]. Для устранения возможности изомеризации при снятии замещенной амидной группировки щелочным гидролизом осуществляют предварительное гидроксили-рование двойных связей. Синтез линолевой кислоты проведен по схеме:

Н

CH3(CH2)4C==C-CH2Br -j- NaC=C(CH2),CON(CH3)2->-

I

н н

I

-»- СН3(СН2)4С=С—CH2-CeeeC(CH2)7CON(CH3).

I

н

->¦ СНз(СН2)4СН—СНСН2С=С(СН2),СООН

он он

Вг2

->- СНз(СН2)4СН—СНСН2СН=СН(СН2)7СООН —*¦

I I

ОН ОН

Вг Вг

I I Zn

-—»- СН3(СНг)4СН-СНСН2СН—СН(СН2),СООН —*¦

I I

Вг Вг ->¦ СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СН(СН2)7СООН

Конденсацией транс-1 -бромоктена-2 с натрийпроизводным N.N-диме-тиламида децин-9-овой кислоты получают диметиламид транс-октаде-цин-9-ен-12-овой кислоты, который через стадии гидроксилирования и омыления превращают в эрытро-12,13-диоксиоктадецин-9-овую кислоту. Избирательное гидрирование этой кислоты и последующее бромирова-

ние приводят к трео-9,10,12,13-тетрабромоктадекановой кислоте, дебро-

мирование которой дает линолевую кислоту.

1. KMnOj

2. НОСН]

->¦

212

Получение ненасыщенных кислот окислительным сочетанием металлических и броммагниевых производных алкинов-1. В синтезе полиацетиленовых соединений широко используется разработанный Глазером и Залкиндом метод удлинения углеродной цепи, основанный на окислительном сочетании ацетиленидов металлов и алкинов-1:

[О]

RC=CMe + R'C=CH -*- RC=C-C==CR'

Окислителями в данной реакции служат хлориды и бромиды одно-и двухвалентной меди, красная кровяная соль, иод, кислород и др. Конденсация проходит с удовлетворительными результатами и при наличии в R и R' различных функциональных групп (СООН, COOR, ОН, СО, CN), что позволяет использовать этот метод для получения ненасыщенных кислот с сопряженными системами двойных связей. Так, например, синтезирована октадекатриен-9,11,13-овая кислота:

ГО]

СНз(СН2)3СН=СН—С=СН -f- MeG=C(CH2)7COOR -*~

но-

-1- CH3(CH2)3(CH=CH)3(CH2)7COOR -*- СНз(СН2)3(СН=СН)3(СН2)7СООН

Методом окислительного сочетания получен ряд антибиотиков, например:

hoch2(c=c)3conh2 СН2(С=С)3(СН=СН)2СН2СООН

агроцибин изомикомицин

Синтез ацетиленовых и этиленовых соединений с помощью реакций элиминирования и расщепления гетероциклов. Ацетиленовые и этиленовые связи можно вводить с помощью реакций элюминирования: де-гидрогалогенирования, дегалогенирования и др. Так, дегидрогалогенй-рованием эфиров «-галогенкислот получают а,6-ненасыщенные кислоты:

NaOH

r(ch2)„chcoor -*¦ r(ch2)„_1ch=chcooh

I

X

Для получения ненасыщенных кислот используют а-алкильные производные 3-хлортетрагидрофурана и 3-хлортетрагидропирана, которые при восстановительном расщеплении образуют ненасыщенные спирты алифатического ряда:

Na

-» rch2ch=ch(ch2)4oh

q ch2ch2r

Переход от спиртов к соответствующим кислотам осуществляется либо через стадию окисления, либо омылением нитрилов [39].

Расщепление а-замещенных тетрагидропиранов и а-замещенных фу-ранов используют также для получения спиртов с концевой тройной связью:

NaNH2; NH3 (жидк.)

--- НСзеС(СН2)4ОН

О

о

\СН2С1

Синтез ненасыщенных кислот с помощью электролиза (метод Кольбе). По данному методу электролизу подвергают смесь моно- и дикар-боновой кислот. В случае синтеза ненасыщенных кислот необходимым

213

условием успешного протекания реакции является удаление двойной связи в исходных .кислотах по крайней мере на два атома углерода от карбоксильной группы.

В синтезе эруковой кислоты совместному электролизу подвергают олеиновую кислоту и монометиловый эфир адипиновой кислоты [17, pt. 3, р. 1769]:

1. Электролиз

2. НО-

СНз(СН2),СН=СН(СН2)7СООН + НООС(СН2)4СООСНз-*~

->¦ СН2(СН2)7СН=СН(СН3)цСООН

Синтез полиеновых кислот по реакции Виттига. Реакция Виттига нашла широкое применение в синтезе природных соединений и их аналогов [40]. Она заключается во взаимодействии карбонилсодержащих соединений с алкилидентрифенилфосфоранами и протекает через промежуточное циклическое соединение:

(С6Н6)3Р+ о-

R\ I I

;С=Р(С6Нб)3 + R"COR"' ->¦ R'-C-C-R" -»-

Я/ I |

R R'"

(С8НБ)3Р-0

-* R'-C-C-R" -> ^С=Ч + (С«Н6)„РО

I | R/ \R"'

R R"

Реакция позволяет вводить двойную связь в строго определенное положение с одновременным удлинением углеродной цепи на звено желаемого строения. Варьируя заместители, можно получать соединения с различными функциональными группами и углеводородными остатками. Однако при реакции Виттига в классическом ее виде обычно образуется смесь стереоизомерных олефинов с преобладанием транс-фор-мы. Выяснено, что на стереонаправленность реакции существенное влияние оказывает растворитель. Так, при осуществлении реакции в диметилформамиде или диметилсульфоксиде на холоду соотношение изомеров резко сдвигается в сторону, цыс-формы. Найдено, что и в бензоле реакция может быть проведена стереонаправленно (образование цыс-формы) при добавлении аминов или галогенидов металлов [41].

По реакции Виттига конденсацией альдегидов с со-карбэтоксиалкил-идентрифенилфосфоранами получен ряд tfuc-изомеров ненасыщенных жирных кислот [42]:

' (С6Н5)3Р +

XCH2(CH2)„COOR -> (C6H6)3PCH2(CH2)„COOR X" ->

CH3(CH2)mCHO

-*¦ (C,H6)3P=CH(CH2)„COOR -»- CH3(CH2)mCH=CH(CH2)„COOR

R=C2HB

Например, конденсацией пеларгонового альдегида (m=7) и со-карб-этоксиоктилидентрифенилфосфорана (п=7) синтезирована олеиновая кислота с 95%-ным содержанием цыс-изомера.

В заключение можно сказать, что в настоящее время синтезированы не все природные кислоты, однако разработаны методы, которые позволяют осуществить синтез большинства из них.

214

ВЫСШИЕ ЖИРНЫЕ СПИРТЫ И АЛЬДЕГИДЫ

Наряду с жирными кислотами к числу гидрофобных компонентов липидов можно отнести также длинноцепные жирные спирты, которые входят в состав нейтральных и фосфорсодержащих липидов с простой эфирной связью (алкильные липиды), и альдегиды, входящие в состав плазмалогенов.

Для качественного и количественного анализа высших жирных спиртов, являющихся составной частью липидов, применяют различные методы. Большая часть из них основана на выделении алкиловых эфиров глицерина при помощи щелочного гидролиза или восстановления LiAlH4 фракции нейтральных или сложных липидов и последующего разделения полученной смеси алкиловых и алкен-1-иловых эфиров глицерина либо тонкослойной хроматографией на силикагеле, пропитанном AgN03, либо расщеплением алкен-1-иловых эфиров глицерина кислотным гидролизом.

Полученные алкиловые эфиры глицерина переводят в различные производные (изопропилиденовые, диацетаты, диметоксильные) и идентифицируют методом тонкослойной или, чаще, газо-жидкостной хроматографии. Периодатным окислением этих эфиров получают алкиловые эфиры гликолевого альдегида, а восстановлением йодистым водородом — алкилиодиды. Эти производные затем также подвергают газо-жидкостной хроматографии. Алкилиодиды восстановлением алюмогид-ридом лития можно перевести в алканы, а взаимодействием с ацетатом серебра — в ацетоксиалканы, которые далее подвергают анализу. Однако способ восстановления йодистым водородом непригоден для анализа ненасыщенных эфиров.

Используя совокупность указанных методов анализа, проведено исследование состава спиртовых компонентов в различных классах нейтральных и сложных липидов алкильного типа, выделенных из различных природных источников. Показано, что в образовании простой эфирной связи с глицерином принимают участие главным обравом спирты с четным числом атомов углерода и неразветвленной цепью, как насыщенные, так и ненасыщенные. Основными представителями этих спиртов являются гексадециловый, октадециловый и октадецен-9-ол-1 (олеиновый) спирты. В составе алкильных липидов обнаружены также спирты с длиной цепи С4—С22, в том числе спирты с нечетным числом атомов углерода, разветвленные и полиеновые спирты.

При изучении альдегидного состава плазмалогенов обычно проводят расщепление плазмалогенов по винильноэфирной группе с освобождением альдегидов. Разработаны способы специфического гидролиза 90%-ной уксусной кислотой, трихлоруксусной кислотой, солями ртути и других тяжелых металлов.

Первые способы количественного определения альдегидов были основаны на получении различных кристаллических производных. Однако в последнее время для определения альдегидного состава плазмалогенов используют почти исключительно газо-жидкостную хроматографию. Чаще всего исследуют смеси диметилацеталей, однако при этом следует считаться с возможностью отщепления спирта с образованием алке-нилалкиловых эфиров. Более удобны для анализа альдегидов с помощью ГЖХ циклические ацетали с этиленгликолем или триметилен-гликолем. В ряде случаев модифицируют альдегиды до спиртов, которые хроматографируют в виде ацетатов, или до кислот, анализируемых в

215

виде метиловых эфиров. В последнее время показана возможность анализа этим методом и свободных длинноцепных альдегидов.

Все эти методы позволили установить, что основные альдегидные компоненты плазмалогенов обычно содержат углеродную цепь из 16 или 18 углеродных атомов, насыщенную или мононенасыщенную (Ci8:i) [43]. Значительно более редко присутствуют альдегиды состава с12—Си, а также разветвленные насыщенные альдегиды, хотя в некоторых тканях содержание их довольно значительно. Так, «-тетрадеканаль, например, составляет 14% суммарного содержания альдегидов в мышцах лошади, 16—23% альдегидов сердечной мышцы крысы являются разветвленными, богат короткоцепными и разветвленными альдегидами молочный жир. Альдегиды состава С2п и с21 встречаются редко, высшие гомологи не обнаружены. Кроме того, в плазмалогенах наблюдается высокое содержание ненасыщенных альдегидов, из которых наиболее распространен октадецен-9-аль (олеиновый альдегид) [44]. В менингио-ме человека в составе лецитин-плазмалогенов обнаружены полиеновые

аЛЬДеГИДЫ Ci8:2 И С20:4-

Состав минорных альдегидов довольно разнообразен. В некоторых источниках (сердце человека, сперма быка и барана и т. д.) вариации невелики, однако в липидах бычьей селезенки найдено более 20 различных альдегидов, а состав плазмалогенов морских организмов и микроорганизмов еще разнообразнее. Например, в Clostridium byturicum обнаружены уникальные альдегиды, содержащие циклопропановое кольцо.

полиолы

Многообразие липидов в значительной степени определяется наличием в их составе различных полиспиртов (глицерин, различные диолы, мио-инозит, моносахариды).

Глицерин. Наиболее типичным и самым распространенным поли-олом в составе липидов всех классов является глицерин. Обнаружение глицерина в липидном гидролизате достигается с помощью бумажной и тонкослойной хроматографии, а отделение от других полиолов — с помощью адсорбционной хроматографии. Для идентификации получают производные глицерина, например трибензоат. Количественное определение глицерина проводят различными методами, например периодат-ным окислением с количественным определением выделяющегося при этом формальдегида. Широкое развитие получил метод ГЖХ летучих производных глицерина (ацетаты, силиловые эфиры).

В биологических источниках (растительных, животных и бактериальных) в составе нейтральных и фосфорсодержащих липидов обнаружены различные низшие спирты — этиленгликоль, 1,2- и 1,3-пропанди-олы, 1,2-, 1,4-, 2,3- и 2,4-бутандиолы. Для выделения их использовали газо-жидкостную хроматографию (в виде ацетатов и триметилсилиловых эфиров), а идентификацию осуществляли с помощью масс-спектрометрии.

Миоинозит. Миоинозит является оптически неактивной формой шестиатомного циклического спирта — гексаоксициклогексана (известен также под названием мезоинозит или t'-инозит).

Миоинозит присутствует в растительных и животных тканях в основном как структурный компонент липидов, лишь частично он обнаружен в свободном состоянии (например, в хрусталике глаза животных

216

и т. п.), в виде гексафосфата (фитин) или О-метиловых эфиров (сек-войтол, борнезит и т. д.).

Для получения миоинозита инозитсодержащие липиды подвергают гидролизу; выделяют его с помощью ионообменной хроматографии, а идентифицируют — бумажной хроматографией.

Предпочтительной конформацией для миоинозита является конформация кресла:

ОН

В молекуле миоинозита гидроксильные группы в положениях 1, 3, 4, 5 и 6 являются экваториальными, а гидроксил в положении 2 имеет аксиальную конфигурацию, причем экваториальные гидроксильные группы у Ci, С3 и С5 и аксиальный гидроксил у С2 расположены по одну сторону плоскости кольца (цыс-ориентация). Подтверждением цис-ори-ентации гидроксильных групп у Ci и С2 служит образование 1,2-изопро-пилиденмиоинозита, поскольку вицинальные цис-(но не транс-)-окси-группы реагируют с образованием 1,3-диоксоланов.

Для доказательства аксиального расположения гидроксильной группы у С2 была использована высокостереоспецифичная реакция дегидрирования циклитов, осуществляемая ферментативно с помощью культур Acetobacter syboxydans и Aerobacter aerogenes или под действием кислорода в присутствии платинового катализатора. Оба процесса затрагивают лишь аксиальные гидроксильные группы. Миоинозит при этом превращается в сциллоинозозу:

Миоинозит оптически неактивен в связи с наличием плоскости симметрии, проходящей через положения 2,5, и представляет собой мезо-форму, однако асимметрично замещенные производные миоинозита обладают оптической активностью.

В настоящее время разработаны разнообразные химические, микробиологические и ферментативные методы количественного определения миоинозита.

Микробиологический метод основан на способности миоинозита про-мотировать рост отдельных микроорганизмов и дрожжевых грибков. Известен специфический ферментативный путь определения миоинозита, основанный на его окислении в глюкуроновую кислоту с помощью ферментной системы почек. Ферментативные и микробиологические методы являются достаточно точными и специфичными, но, к сожалению, связаны с такими трудоемкими процессами, как очистка фермента, выращивание микроорганизмов и т. д.

Химический метод количественного определения миоинозита основан на его окислении периодатом натрия и последующем колориметриче-

217

ском или спектрофотометрическом определении избытка окисляющего агента. Необходимым условием данного метода является отсутствие таких соединений, как глицерин, этаноламин, сахара и т. д., которые также окисляются периодатом.

УГЛЕВОДЫ

В составе гликолипидов обнаружены представители всех основных классов моносахаридов: гексозы, аминосахара, дезоксисахара, уроновые кислоты и т. д.

Углеводный состав гликолипидов определяется в значительной мере природным источником. Так, гликолипиды животного и растительного происхождения характеризуются большей упорядоченностью углеводного состава, чем гликолипиды бактериального происхождения, для которых наблюдаются значительные вариации в наборе углеводов. Наиболее часто встречающиеся в составе гликолипидов углеводы представлены в табл. 15.

Таблица 15. Типичные углеводные компоненты липидов

Моносахарид

Класс

страница 31
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Химия биологически активных природных соединений" (6.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
суккуленты цена
Компания Ренессанс металлические поручни для лестниц - надежно и доступно!
кресло сеньор
складовки в москве стоимость

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)