химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

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

лению защитных групп в условиях, не сопровождающихся миграцией и рацемизацией:

СН2ОН CH2OCOR' CH2OCOR'

I 2R'COCl I I

НО—С—H -*• R'COO—C—H ->• R'COO—C—H

1 I I

CH2OR CH2OR CH2OH

j R'COCl

CHaOCOR' CH2OCOR' CH2OCOR'

R"COCl I I

HO-C—H -*~ R'COO—C—H -*¦ R"COO-C-H

I I I

CH2OR CH2OR CH2OH

О-д

R = CH2CeH6, Tr, —^_y, COOCH2CCl3

Получение насыщенных 1,2-диацил-5п-глицеринов не представляет трудностей и осуществляется преимущественно на основе З-О-бензил-[79] и З-О-тритил-жп-глицеринов [56] с удалением защитных групп каталитическим гидрированием. Этот метод может быть использован для синтеза ненасыщенных соединений; в этом случае двойные связи защищают с помощью бромирования и последующего дебромирования. Однако в настоящее время метод не имеет широкого применения.

В случае ненасыщенных 1,2-диацил-5П-глицеринов исходят из З-О-тетрагидропиранил-жп-глицерина [77] и 3-0-В,В,'В-трихлорэтилкарбона-та sn-глицерина [74], так как в условиях удаления этих защитных групп (соответственно, мягкий кислотный гидролиз и действие цинка в СН3СООН или метаноле) сохраняются структура и конфигурация двойных связей. Более перспективным, по-видимому, является применение доступного З-О-р.р^р-трихлорэтилкарбоната sn-глицерина.

246

В синтезе других классов нейтральных липидов, в частности нейтральных плазмалогенов, необходимы 2,3-диацил-5/г-глицерины, которые могут быть получены аналогичным образом, исходя из 1-О-бензил-{82] и ЬО-тритил-жп-глицеринов [73]

CH2OR CH2OR СН2ОН

I R'COCl I I

НО—С—H -*~ R'COO—С—Н -»- R'COO—С—Н

I I I

СН2ОН CH2OCOR' CH2OCOR'

R = СН2СвНБ, Тг

а также из З-О-ацил-жп-глицерина:

СН2ОН СН2ОТг СН2ОТг СН2ОН

II I. I

НО—С—Н -v НО—С—Н -v R'COO—С—Н -*¦ R'COO—С—Н

I I I I

CH2OCOR CH2OCOR CH2OCOR CHaOCOR

Рацемические соединения могут быть получены указанными выше методами и избирательным ацилированием 2-моноглицеридов.

Для получения смешанных 1,2-диглицеридов предложены методы, сочетающие химические и ферментативные превращения [68]. Так, при обработке 1,2-ди-О-ацил-З-О- (тетрагидропиранил-2) -глицеринов панкреатической липазой, которая избирательно расщепляет первичную слож-тюэфирную группу, образуется 2-О-ацил-З-О- (тетрагидропиринил-2) -глицерин, который далее подвергают последовательно ацилированию и кислотному гидролизу:

CHaOCOR СНгОН CHaOCOR' CHaOCOR'

I липаза | R'COCl | |

CHOCOR -*- CHOCOR ->¦ CHOCOR ->- CHOCOR

I I I I

CH2OR" CH2OR" CH2OR" CH2OH

Синтез триглицеридов

Триглицериды, содержащие три одинаковых остатка жирных кислот, так называемые простые триглицериды, получают с помощью катализируемой кислотами этерификации глицерина высшими жирными кислотами или их хлорангидридами, а также переэтерификацией метиловых или этиловых эфиров высших жирных кислот и глицерина в присутствии щелочных катализаторов [66]. Однако во всех указанных выше методах, как правило, наряду с триглицеридами образуются моно- и диглицериды. Лучший способ получения простых триглицеридов достаточной степени чистоты основан на ацилировании 1-моноглицеридов хлорангидридами высших жирных кислот в присутствии органических оснований.

Триглицериды, содержащие остатки двух различных жирных кислот, •синтезируют обычно ацилированием моно- и диглицеридов. Симметричные диглицериды этого типа получают этерификацией 1,3-диглицери-'дов или 2-моноглицеридов. Несимметричные триглицериды с двумя различными остатками кислот синтезируют на основе 1-моноглицеридов.

247

Триглицериды, включающие остатки трех различных кислот, получают ацилированием 1,2- и 1,3-диглицеридов, содержащих остатки различных кислот:

CH2OCOR CHaOCDR CH2OCOR

I I I

CHOCOR' -»- CHOCOR' -<- CHOH

I I I

CH2OH CH2OCOR" CH2OCOR"

В связи с разработкой доступных методов получения триглицеридов оказалось возможным осуществление синтеза глицеридных компонентов растительных и животных жиров: льняного, соевого [83], сафлоро-вого и кукурузного масел, масла бобов какао, молочного жира [84].

Переэтерификация триглицеридов. Молекулы триглицеридов при определенных условиях проявляют тенденцию к переэтерификации. Различают два вида переэтерификации триглицеридов: межмолекулярную (о) и внутримолекулярную (б), например:

CHaOCOR CH2OCOR" CH2OCOR"' СН2ОСС R"

a) CHOCOR' + CHOCOR"' ч=± CHOCOR' + CHOCOR

II II CHaOCOR» CH2OCOR"" CH2OCOR" CH2OCOR""

CH2OCOR CH2OCOR CH2OCOR'

6) CHOCOR' -» CHOCOR" + CHOCOR

CH2OCOR" CH2OCOR' CH2OCOR"

Межмолекулярная переэтерификация представляет большой интерес, так как позволяет получать твердые и жидкие жиры с заданными свойствами. Внутримолекулярную переэтерификацию обычно проводят в присутствии различных катализаторов, из которых широкое практическое применение имеют метилат натрия, сплав натрия и калия и другие, позволяющие проводить процесс при относительно низких температурах.

Наибольший интерес для промышленности представляет межмолекулярная переэтерификация глицеридов жиров, в результате которой происходит изменение глицеридного состава жиров, что открывает практические возможности для придания жирам желательных физико-механических свойств. Экспериментальные исследования по изучению процесса межмолекулярной переэтерификации позволили наметить два основных типа реакций: реакции, протекающие с образованием максимального количества динасыщенных-мононенасыщенных и мононасы-щенных-диненасыщенных глицеридов и реакции, приводящие к образованию тринасыщенных глицеридов. Реакции первого типа идут при температуре, значительно превышающей температуру плавления исходного жира, до наступления равновесия (ненаправленная переэтерификация) .

Реакции второго типа, сопровождающиеся максимальным образованием предельных триглицеридов, обычно проводят при низких температурах.

В. настоящее время процесс переэтерификации триглицеридов жиров изучен достаточно полно и нашел практическое применение. Проведена переэтерификация ряда растительных масел: хлопкового и ара-

248

хисового, оливкового и кокосового, соевого и хлопкового, а также свиного жира и многих других растительных масел и животных жиров.

Частным случаем переэтерификации является ацидолиз триглицеридов и жирных кислот. Эта реакция позволяет снизить температуры плавления природных жиров (бараний и говяжий жиры и др.) путем введения в их молекулы низкомолекулярных насыщенных или высокомолекулярных ненасыщенных жирных кислот. Путем введения насыщенных кислот в жидкие природные жиры можно повысить их температуры плавления и получить жиры с желаемой консистенцией.

При переэтерификации образуются все теоретически возможные соединения, включая позиционные изомеры.

НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЛИПИДЫ С ПРОСТОЙ ЭФИРНОЙ СВЯЗЬЮ

В зависимости от типа присутствующих гидрофобных компонентов нейтральные липиды с простой эфирной связью можно разделить на две биологически связанные группы: производные высших спиртов алифатического ряда (алкильные липиды) и производные высших жирных альдегидов (1-алкенильноэфирные липиды или нейтральные плазмалогены) .

Алкильные нейтральные липиды

Различают следующие типы алкильных нейтральных липидов:

CH2OR CH2OR CHoOR CH2OR

I

НО—С-Н RCOO—¦.—Н RO—С—Н R'COO—С—Н

CH2OCOR" СН2ОН СН2ОН

и III IV

сн2<

Алкиловые эфиры глицерина (I) выделяют из неомыляемой фракции, получаемой при щелочной обработке нейтральных липидов. В основном они представлены 1-О-гексадециловым, 1-О-октадециловым и 1-0-(октадецен-9-иловым) эфирами глицерина, получившими соответственно тривиальные названия химилового, батилового и селахилового спиртов [85].

В большинстве изученных природных объектов алкиловые эфиры глицерина присутствуют в виде диацильных производных, т. е. соединений со структурой 1-0-алкил-2,3-диацилглицерина II. Эти соединения найдены в различных органах животного организма (костный и головной мозг, сердце, плазма крови, эритроциты, селезенка и т. д.), растительных маслах и микроорганизмах [85]. В значительно больших количествах они присутствуют в жире обитателей моря: морской звезде, иглокожих, моллюсках, различных видах рыб и т. д. [86].

1,2-О-Диалкилглицерины III и 1-0-алкил-2-ацилглицерины IV являются структурными фрагментами фосфолипидов, выделенных из источников животного и бактериального происхождения.

Из печени гренландской акулы кроме указанных алкильных липидов выделены 1-0-(2-метоксиалкил)-глицерины [87]:

CH2OCH2CHR

I I

НО—С—Н ОСНз

I

СН2ОН

24»

Природные алкиловые эфиры глицерина принадлежат к ряду 1-0-алкил-яп-глицерина; аналогичную стереохимическую конфигурацию имеют соединения II (1-0-алкил-2,3-диацил-яп-глицерин), III (1,2-О-диал-кил-вп-глицерин) и IV (1-0-алкил-2-ацил-5П-глицерин).

Синтез алкильных нейтральных липидов. Для введения алкильного остатка в молекулу глицерина и его производных разработано несколько методов.

Первый способ, который получил наиболее широкое развитие, основан на взаимодействии замещенных глицератов с алкилгалогенидами {88] или алкиловыми эфирами n-толуол- или метансульфокислот: СН2ОМе CH2OR I RX | НС—0\ /СН3 -*¦ НС—0\ /СН3

н2с—о/ \сн3 н2с—о/ \сн3

X = С1, Вг, I, OTs, OMs; Me = Na, К

Наиболее удобен препаративный метод, включающий первоначальное получение алкоголята путем азеотропной отгонки воды из смеси -замещенного глицерина (предпочтительно изопропилиденглицерина) и едкого кали в подходящем растворителе, и последующее алкилирование бромистым алкилом [89]. Способ алкилирования, использующий реакцию галогензамещенного глицерина с алкоголятами высших спиртов, менее удобен и широкого распространения не получил.

При взаимодействии глицидола с алифатическими спиртами в присутствии кислотных и щелочных катализаторов раскрытие окисного кольца происходит неоднозначно, результатом чего является образование смеси изомерных 1- и 2-алкиловых эфиров глицерина:

СН2ОН CH2OR СН2ОН

I ROH | I

НС\ ->- СНОН + CHOR

I > I |

н2с/ СН2ОН СН2ОН

При применении защитных групп, используемых в химии глицеридов, можно получить различные представители алкильных липидов.

Для введения алкильного остатка в положение 1 молекулы глицерина обычно проводят алкилирование изопропилиденглицерина с последующим снятием защитной группировки. Для синтеза оптически деятельных природных 1-0-алкил-яп-глицеринов используют 2,3-изопропи-лиден-яп-глицерин, получаемый из малодоступного L-маннита, или проводят обращение конфигурации З-О-алкил-яп-глицеринов, приготовляемых из 1,2-изопропилиден-яп-глицерина [82]:

СН2ОН CH2OR CH2OR

I RBr I H+ I

НзС\с/0-С—H -*- НзС\ /О—C—H ¦-*¦ HO—C—H

н3с/ \o—сн2 н3с/ \o—ш2 CH2OH

ЦО^ /О—CH2 CH2OH CH2OTs

.0 RBr I TsCl I СНз COOK

Н3С/ \0—С—H -*- HO—C—H -*- TsO—С—H ->

I I I

CH2OH CH2OR CH2OR

250

СН2ОСОСН3 СН2ОН CH2OR

I -он I I

H—С—OCOCH3 —>- Н—С—ОН = НО—С—н

CH2OR CH2OR СН2ОН

Обращение конфигурации З-О-алкил-яп-глицеринов осуществляют через стадии тозилирования, замены тозильных остатков на ацетокси-группы и последующего щелочного омыления.

Указанными методами синтезированы природные химиловый, батиловый и селахиловый спирты, при ацилировании которых обычными методами получены соответствующие диацильные производные [90]. Обратный порядок введения заместителей, т. е. алкилирование 2,3-диацил-яп-глицеринов, некорректен ввиду возможности миграции ацильных остатков под действием оснований и образования веществ изомерного строения, а также вследствие возможной рацемизации.

Для получения 1,2-диалкил-яп-глицеринов алкилируют З-О-тритил-[91] или З-О-бензил-яп-глицерины, а затем удаляют защитные группы каталитическим гидрированием или кислотным гидролизом (в случае тритильной группы):

СН2ОН CH2OR CH2OR

I RBr; КОН I 1

HO-C—H -*- RO-C—Н -v RO-C—Н

I У I

СЦ.Х СН2Х СН2ОН

Тритильная защита имеет более широкую сферу применения, так-как позволяет вводить ненасыщенные алкильные остатки; возможность избирательного введения тритильного остатка в молекулу 1-О-алкил-sn-глицерина позволяет осуществить синтез соединений с различными алкильными остатками [91]:

CH2OR CH2OR CH2OR CH2OR

II I I

НО—С—H -> НО—С—H -> R'COO—C—H -> R'COO—C—H

I I I I

CH2OH CH2OTr CH2OTr CH2OH

ЬО-Алкил-2-ацил-5п-глицерины синтезируют ацилированием 1-О-ал-кил-З-О-тритил-вп-глицеринов и последующим удалением защитной группы [91].

Нейтральные плазмалогены

Отличительной чертой всех плазмалогенов, обусловливающей их выделение в отдельный класс липидов, является наличие в них винильно-эфирной группировки —О—СН=СН— [92—94]. Благодаря ей при гидролитическом расщеплении плазмалогенов образуются длинноцеп-ные альдегиды, называемые плазмалями, с чем и связан термин «плазмалогены», или альдегидогенные липиды. Лабильность винильноэфир-ной группировки отличает плазмалогены от других липидов, содержащих двойную связь в любом ином положении.

Нейтральные плазмалогены были обнаружены впервые в 1960 г. в морской звезде, а позднее в молочном жире, желтке яйца, а также в различных органах и тканях млекопитающих, в том числе и человека (головной и спинной мозг, сердце, жировая ткань и т. д.). Обнару-

251

жены они в составе хиломикронов (см. стр. 370) и tfJ-липопротеинов: человека [85].

Строение нейтральных плазмалогенов было установлено на основании ряда химических превращений:

СНаОН

I CH2OCH=CHR н+ СН2ОН

R'COO—С-Н | -*- \ +RCH2CHO

СНО СНО

СН,

1

aOCOR"

н+ Тю

4

CH2OCH=CHR CH2OCH=CHR CH2OCH2CH2R I "он I [H] R'COO—C—H ->¦ HO—C—H ->¦ HO—C—H

I I I

CH2OCOR" CH2OH CH2OH

СНгОСНгСН^ I

CHO

Эти соединения легко гидролизуются кислотами с образованием соответствующих альдегидов и диглицеридов, щелочной гидролиз приводит к алкениловым эфирам глицерина и высшим жирным кислотам. Алкениловые эфиры глицерина с целью установления положения алке-нильноэфирной группы подвергали дальнейшим превращениям, что дало возможность установить локализацию алкенильноэфирной группы у первичного спиртового гидроксила.

Одним из наиболее существенных вопросов стереохимии плазмалогенов является конфигурация двойной связи в алкенильноэфирной группе. чыс-Конфигурация двойной связи в плазмалогенах доказана методами ИК-спектроскопии [наличие полос поглощения в области 1260, 1110, 1660 см-1 (одиночная полоса) и отсутствие поглощения при 1200* и 930 см-1] [95] и ЯМР-спектроскопии. Природные плазмалогены характеризуются сигналом —ОСН-группы при 6=5,87—5,93 млн-1, имеющим вид дублета с /=6,5 Гц; у граис-изомеров аналогичный сигнал-сдвинут в более слабое поле (6=6,20—6,28 млн-1, /=12—13 Гц).

Конфигурация асимметрического центра нейтральных плазмалогенов установлена путем сопоставления оптических характеристик гидрированных нейтральных плазмалогенов и синтетических 1-0-алкил-2,3-диацил-вп-глицеринов [96, 97]. Это позволило отнести их к одному и» тому же ряду соединений.

Таким образом показано, что нейтральные плазмалогены являются. цис-1-0-(алкен-1-ил)-2,3-диацил-яп-глицеринами:

Н Н

I I

CH2OC=CR

I

R'COO-С—Н

CHaOCOR"

252

В последние годы обнаружены нейтральные плазмалогены, включающие две алкенильноэфирные группы, положение которых точно не установлено:

CH2OCH=CHR R"CH

страница 36
< 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
акустические панели для кинотеатров цена
www.zwilling.com
техник по обслуживанию холодильного оборудования обучение
дачные поселки мо

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
(29.03.2017)