химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

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

=CHO—С-Н или R'COO

CH2OCOR'

Синтез нейтральных плазмалогенов. Высокая активность ^ыс-алке-нильноэфирной группировки в реакциях присоединения, исключительная лабильность к действию кислотных агентов и необходимость избирательного введения ее в молекулу полиола (что обусловливает применение специфичных защитных групп) крайне затрудняют синтез плазмалогенов.

При получении нейтральных плазмалогенов возможны различные вариации в последовательности создания структурных элементов. Один вариант (Л) предусматривает первоначальное введение алкенильно-эфирной группы в положение 1 молекулы глицерина при защищенных положениях 2 и 3, последующее снятие защиты и ацилирование гидроксильных групп в положениях 2 и 3 образовавшегося 1-алкенилового эфира глицерина. Путь Б предполагает создание алкенильноэфирной группировки на последней стадии синтеза при наличии ацильных остатков в положениях 2 и 3 глицерина:

CH2OCH=CHR CH2OCH=CHR I л I Б СНОН -*- CHOCOR' ч—

I I СН2ОН CHaOCOR"

ch2och=chr I

-с-н ch„och=chr"

снаон

CHOCOR'

CHaOCOR"

Большая часть разработанных методов относится к группе Л и основана на применении 1-алкениловых эфиров глицерина. Первые успехи в синтезе 1-алкениловых эфиров глицерина достигнуты при использовании циклических а-галогенацеталей глицерина [98, 99], при обработке которых металлами (литий, натрий) происходит элиминирование галогена и расщепление цикла. При использовании несимметричных диоксоланов получают трудно разделимую смесь 1- и 2-алкениловых эфиров глицерина:

СНаОН Hal НаС-0\ Ме

снон rchch(or,))2 hLo/CTR ~^

1 I Hal

СНаОН СНаОН

CH2OCH=CHR CHjOH

I I -*¦ СНОН + CHOCH=CHR

I I

CHaOH CH2OH

253

Применение симметричных циклических галогенацеталей позволяет избежать образования 2-изомера, однако этот метод непригоден для получения оптически деятельных соединений:

СН2ОН Hal СН2—СХ Hal

R'CHCH(OR")2 1ХТГЛГ1 V—-1___ [Н]

CHOR "-----? CHOR NCHCHR'

I I /

CH2OH CH2— <У

CH2—Ck Hal CH2OCH=CHR'

I \ I Me I

-*¦ CHOH XHCHR' -*• CHOH

CH2— o/ CH2OH R - 1 CH2CeHfi

Указанные методы в настоящее время ограничены областью синтеза диольных плазмалогенов, в частности производных этиленгликоля, и других диолов.

Реализован метод синтеза 1-О-(алкен-1-ил)-5Я-гдицерин0В на основе 2,3-циклокарбоната 1 -О- (1 -хлоралкил) -sn-тлицерина [ 100]. ?,8-Цикло-карбонат sn-глицерина вводят в реакцию переацетализаций с диалкил-ацеталями высших жирных альдегидов. Полученный симметричный ацеталь действием хлористого ацетила превращают в соответствующий а-галогенэфир, который без выделения обрабатывают триэтиламином (отщепление НО) и далее карбонатную группировку удаляют действием щелочных агентов:

CH2R I

СН2ОН сн2—о—сн—о—сн2

I (R'OfcCHCHaR | | CHsCOCI /О-С—Н ——-»- /О—С—Н /О—С-Н-"

2o=q I о=а I о=с |

\0—СН2 NO—СН2 \0—СН2

CH20—CHCH2R"

I I

/О-С-Н С1

о=с

\0-CHa

CH2OCH=CHR (C2H5)3N I но"

-HC1 0=СХ |

\о—СН2

CH2OCH=CHR С-Н

—> но-

I

СН2ОН

При этом получают цис- и граис-1-0-(алкен-1-ил)-яп-глицерины в отношении 4:1; далее их ацилируют в нейтральные плазмалогены и разделяют на индивидуальные изомеры фракционной кристаллизацией или хроматографией на силикагеле, пропитанном AgNOs. Основным достоинством данного метода является преимущественное образование Чыс-изомера при реакции элиминирования, а к числу недостатков следует отнести экспериментальные трудности, обусловленные высокой лабильностью а-галогенэфиров. Широкое применение метода для получения соединений природной конфигурации ограничено дефицитностью исходного 2,3-циклокарбоната sn-глицерина.

Осуществленный советскими исследователями [101] синтез алкени-ловых эфиров глицерина основан на превращениях В-замещенных алки-

254

ловых эфиров глицерина, которые в отличие от а-галогенэфиров вполне устойчивы. При взаимодействии длинноцепных 1,2-эпоксиалканов с 2,3-изопропилиденглицерином в присутствии щелочных катализаторов получают 1-0-(2-оксиалкил)-2,3-изопропилиденглицерины. Далее осуществляют последовательное замещение оксигруппы в оксиалкильном остатке на иод (или введение тозильной группы), снятие кетальной защиты мягким кислотным гидролизом и отщепление иодистоводородной или n-толуолсульфокислоты при действии трет-бутилата калия в среде грег-бутилового спирта. Подбором экспериментальных условий удается, провести реакцию элиминирования только в направлении образования двойной связи, сопряженной с простой эфирной [102]:

ОН

СН2ОН CH2OCH2CHR НС-Оч RCH~CH>2 НС-Оч —>

I ;с(сн3)2 | ;с(снз)2

н2с— о/ н2с—о/

X X 4

CH2OCH2CHR CH2OCHaCHR CH2OCH=CHR

i i A

->¦ НС—Оч ->- СНОН —*- снон

I ;с(снз)2 1 I

н2с-о/ сн2он сн2он

X = OTs, I

Соотношение цис- и трсис-изомеров зависит от условий реакции элиминирования.

В настоящее время для получения 1-алкениловых эфиров глицерина могут быть использованы методы, основанные на элиминировании га-логеноводорода от а- и 6-галогенэфиров.

Для синтеза нейтральных плазмалогенов с успехом использованы методы, основанные на превращениях симметричных [103] и несимметричных [104] линейных ацеталей 2,3-диацилглицерина и высших альдегидов алифатического ряда.

Несимметричные ацетали III, полученные при взаимодействии ал-кенилэтиловых эфиров I с диглицеридами II в присутствии кислотных катализаторов, при нагревании с сульфосалициловой кислотой давал» нейтральные плазмалогены VI. Изучение этой реакции показало, что первоначально происходит диспропорционирование несимметричного ацеталя III с образованием двух симметричных ацеталей — диалкил-ацеталя IV и ди-(2,3-диацилглицеро)-ацеталя V, а далее — отщепление молекулы диглицерида от ацеталя V с образованием плазмало-гена:

CH2R

СН2ОН CHaOCHOCaHj

RCH=CHOC2H5 + CHOCOR' -*¦ CHOCOR' -*

I I

CH2OCOR" CH2OCOR°

I III

255

CH2R

RCH2CH(OC2H6)2 +

СНг— О— С CHOCOR'

Н—О—СН.

HOCOR'

12

CH2OCOR"

CHaOCOR"

IV

v

СН2ОН

+11

— CHOCOR'

,, CH20COR" CH2OCH=CHR

CHOCOR'

CH2OCOR"

VI

Схема была модифицирована путем направленного получения симметричных ацеталей V с помощью реакции переацетализации диалкил-ацеталей IV с диглицеридами II. Это позволило сократить число стадий и увеличить общий выход нейтральных плазмалогенов.

При реализации предложенной схемы необходимо учитывать возможность ацильной миграции как на стадии получения ацеталей, так и при их разложении. Однако проведение этих процессов в тщательно контролируемых условиях (температурный режим, продолжительность реакции, количество катализатора) позволяет свести к минимуму ациль-ную миграцию. По данному методу получают цис- и транс-изомеры в соотношении 1:1.

Получение альдегидогенных липидов природной конфигурации сопряжено с решением ряда стереохимических проблем: созданием цис-1-алкенильноэфирной группировки и получением соединений ряда 1-0-(алкен-1-ил)-яп-глицеринов. Для решения первой проблемы наиболее заманчивым является стереоспецифический синтез. В частности, для этой цели была исследована реакция Виттига, которая однако не дала положительных результатов. Неудачной оказалась попытка изомеризации у~заме1Ченных аллиловых эфиров изопропилиденглицерина под действием сильных оснований, а также попытки проведения стереоспе-цифичного элиминирования в ряду 6-замещенных алкиловых эфиров глицерина с помощью пространственно затрудненных оснований. Перспективным казалось использование для стереоспецифичного синтеза плазмалогенов замещенных ацетиленовых, эфиров глицерина и его про-изводных. Однако трудности получения этих эфиров и их высокая лабильность не позволили реализовать эту возможность. Таким образом, все многочисленные попытки стереоспецифического синтеза плазмалогенов оказались безуспешными, а реакции элиминирования, как уже указывалось, приводят к образованию смеси цис- и транс-изомеров.

Проблема получения 1-алкениловых эфиров глицерина и его производных с ыис-конфигурацией двойной связи была успешно решена с помощью метода каталитической изомеризации [105]. Удобным объектом изомеризации, осуществляемой в присутствии каталитических количеств селена или ацетата ртути, являются транс-1 -О- (алкен-1 -ил) -2,3-диацил-ям-глицерины; в образующейся равновесной смеси изомеров содержится 30—45% ыыс-формы. Разделение стереоизомеров и повторная изомеризация позволяют осуществить полное превращение транс-

256

форм в природные ыыс-соединения. Метод применим к оптически активным соединениям, так как в ходе его не наблюдается рацемизации.

Вторая стереохимическая проблема в синтезе плазмалогенов связана с тем обстоятельством, что применение в качестве оптически активного сырья D-маннита, широко используемого в химии липидов, приводит к 3-0-(алкен-1-ил)-яп-глицеринам — антиподам природных соединений, что вызывает необходимость проведения вальденовского обращения либо на стадии получения алкениловых эфиров глицерина, либо при получении производных глицерина, используемых в их синтезе.

Для обращения конфигурации 1-алкениловых эфиров глицерина с успехом использован метод вальденовского обращения, основанный на взаимодействии эфиров сульфокислот с калиевыми солями карбоновых кислот. В связи с лабильностью 1-алкенильноэфирной группировки реакцию проводили в среде биполярных апротонных растворителей (ди-метилсульфоксид, диметилформамид) [105]:

CHaOCH=CHR CHaOCH=CHR

R'COOK

Н—С—ОН -*¦ Н—С—OTs

СН2ОН CH2OTs

CH2OCH=CHR CH2OCH=CHR

->- R'COO-C—H ->¦ HO—C—H

I I

CH2OCOR' CH2OH

R' = CH2, (CHa)nCH2; n = 13, 15 и др.

При введении остатков высших жирных кислот наряду с обращением конфигурации происходит одновременно синтез нейтральных плазмалогенов природной оптической конфигурации, т. е. из 3-0-(алкен-1-ил)-sn-глицерина можно получить 1-О-(алкен-1-ил)-2,3-диацил-яп-гли-церины с выходом ~70%.

Используя описанные методы создания 1-алкенильноэфирной группировки и указанные стереохимические превращения, в настоящее время можно синтезировать нейтральные плазмалогены природной конфигурации с различным набором 1-алкенильноэфирных и жирнокислотных остатков.

¦

НЕЙТРАЛЬНЫЕ ДИОЛЬНЫЕ ЛИПИДЫ

В семенах различных растений, жирах млекопитающих, морских организмов, рыб и дрожжах обнаружены 1-алкенильноэфирные и ацильные производные различных диолов состава Сз—С4, для которых предложено общее название «диольные липиды» [106]. В морских организмах (например, в морской звезде) обнаружены также алкиловые эфиры диолов:

СНзСН(СНа)пОН R'COO(CHa)„OCH=CHR OCH=CHR

CH3CH(CHa)nOCH=CHR CH3CH(CH2)„OCOR

I I OH OCOR'

HO(CH2)„OCH=CHR R'COO(CH)„OCOR

ri=\, 2, 3, 4-.

17—2394

257

Диольные липиды по химическим свойствам и хроматографическо-му поведению мало отличаются от глицеридов и могут быть обнаружены лишь с помощью газо-жидкостной и тонкослойной хроматографии, поскольку они присутствуют в незначительных количествах.

Моноацильные производные диолов получают непосредственным ацилированием их, однако при этом образуется примесь диацильного производного. Лучшие результаты достигнуты при использовании мо-нозамещенных производных диолов, например, ацилированием тритиль-ного производного диола и последующим снятием защиты:

TrOfCH^CHaOH-> TrO(CHa)„CH2OCOR'-> HO(CHa)nCHaOCOR'

Моноацилгликоли могут быть получены также обработкой 1-иод-1-дезокси-2-ацилэтиленгликоля водноспиртовым раствором AgN03 или Ag*N02 [107]:

+

CH2I +AgX СН2

I -*¦ I

CH2OCOR ~AgI CH2OCOR

CH2ck н20 СН2ОН

-+ | ^CR -> |

~х СН20/ CH2OCOR

Ацилированием моноацилгликолей получают смешанные диациль-иые производные гликолей. Нейтральные плазмалогены диольного типа получают, исходя из 2-(1-бромалкил)-1,3-диоксоланов [108]: Вг

сн2сх I ch2och=chr ch2och=chr

I ;chchr —v i —v I

сн2о/ ch2oh ch2ocor'

Образующуюся смесь цис- и граис-изомеров разделяют хроматографией на силикагеле, импрегнированном AgN03.

Нейтральные диольные плазмалогены синтезируют также путем окислительного расщепления природных 1-О-алкениловых эфиров глицерина с последующим восстановлением эфироальдегидов [109]: ch2och=chr

i юг ch2och=chr liaiHj ch2och=chr снон ->- I -*- i

I сно ch2oh

ch2oh

Аналогично синтезируют алкиловые эфиры диолов путем деструкции алкиловых эфиров глицерина.

ЭФИРЫ ХОЛЕСТЕРИНА

Холестерин является важным компонентом животных тканей. Так, вещество мозга содержит до 7% холестерина в расчете на сухую массу. Основная часть холестерина присутствует в связанном состоянии в виде ацильных, алкильных и алкенильноэфирных производных:

Х= COR.R, CH=CHR

258

Наиболее распространены эфиры высших жирных кислот, содержание которых в плазме крови составляет 70% от общего содержания холестерина, а в надпочечных железах — 90%.

Наряду с насыщенными жирными кислотами (пальмитиновой и стеариновой) в составе эфиров холестерина обнаружены ненасыщенные кислоты: олеиновая, линолевая, линоленовая и другие.

Эфиры холестерина получают этерификацией холестерина высшими жирными кислотами или их хлорангидридами.

Холестерилалкиловые и холестерилалкен-1-иловые эфиры обнаружены лишь в сердечной мышце быка и свиньи в концентрациях значительно меньших, чем эфиры высших жирных кислот. Основным спиртом является гексадециловый, а альдегиды представлены пальмитиновым и стеариновым.

гликолипиды

Гликолипидами называют соединения, молекулы которых содержат ли-пидный и углеводный фрагменты, соединенные ковалентной связью. Гликолипиды охватывают разнообразные по структуре соединения и представлены в различных организмах животного, растительного и бактериального происхождения. В последнее время значительно возрос интерес к данному классу соединений, что обусловлено их важной биологической ролью. Полагают, что гликолипиды выполняют как метаболические, так и структурные функции. Они входят в состав клеточных и внутриклеточных мембран, обладают антигенными свойствами [ПО].

В данном разделе описаны лишь нейтральные гликолипиды и некоторые их производные (сфингогликолипиды рассмотрены в разделе «Сфинголипиды», гликофосфолипиды — в разделе «Фосфолипиды»).

Моно-'и дигликозилднглицериды

В растительных источниках (зерна пшеницы, кукурузы, красные морские водоросли, фотосинтезирующие водоросли Chlorella, зеленые листья ряда растений и т. д.), а позднее и в животных тканях (головной мозг) и в некоторых микроорганизмах обнаружены моно- и дигликозилднглицериды, основным углеводным компонентом которых является галактоза. Строение данных соединений установлено на основании ряда химических превращений, используемых в химии углеводов [Ш].

В продуктах щелочного гидролиза моногликозилдиглицеридов были обнаружены жирные кислоты (2 моль на 1 моль липида) и 3-O-fi-D-галактопиранозил-яп-глицерин. В результате исчерпывающего метилирования и последующего щелочного деацилирования был получен тет-раметилгалактозилглицерин, кислотный гидролиз которого привел к образованию глицерина и 2,3,4,6-тетра-О-метилгалактозы. При окислении этого соединения периодной кислотой образуется соответствующий альдегид. С помощью аналогичных превращений устанавливалось строение д

страница 37
< 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
мастер и маргарита. д. назаров, к. волостнов орган билеты
моноколесо legway zero
ручки межкомнатные на савеловской
встроенная акустика для дома

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
(18.10.2017)