химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

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

х групп. При действии щелочной фосфатазы на и-дифосфат миоинозита в качестве промежуточного соединения выделяют миоинозитмонофосфат.

Перечисленные методы анализа позволили установить строение мио-инозитди- и -трифосфатов, получаемых щелочным гидролизом поли-фосфоинозитидов мозга быка. Выделенные изомерные миоинозитдифос-фаты имели одинаковый состав, но различные оптические свойства. Один из них окислялся периодатом натрия с образованием неорганического фосфата, муравьиной кислоты и двуокиси углерода, что свидетельствовало о пара-ориентации фосфатных групп. При частичном щелочном и ферментативном гидролизе этого соединения образуются Ш-миоинозит-1-фосфат и 1?)-миоинозит-4-фосфат. Легкость кислотной изомеризации исследуемого дифосфата в 1/3-миоинозит-2,4-дифосфат характеризует присутствие фосфатной группы в положении 1 или 2. На основании данных реакций и сравнения его с синтетическим Ш-миоино-зит-1,4-дифосфатом этому соединению приписана структура Ш-миоино-зит-1,4-дифосфата (см. схему I на стр. 306).

При перйодатном окислении, последующем восстановлении и де-фосфорилировании второго миоинозитдифосфата был выделен D-треит, что подтверждало 4,5- или 1,6-расположение фосфатных групп. При обработке его аммиаком получены миоинозит-4- и 5-фосфаты, а при действии щелочной фосфатазы — миоинозит (см. схему II на стр. 306).

20—2394

305

Схема I

н2о3ро

ОН

NH3 или он

щелочная но j_I

фосфатаза

оро3н2

но он

1Х)-миоинозит-1,4-дифосфат

Н+

NaI04

H2OgPO

OH

он

но 6ро3н2

1Д-МИ0ИН03ИТ-2,4-дифосфат

ю;

щелочная фосфатаза

НО

он

р=оро3н2

1-f0P0sH

но он

Ю-миоинозит-1-фосфат

н2о3ро

+

2

но он

Ю-миоинозит-4-фосфат

NH,

нсоон + со2 + 2Н3Р04

Схема II

. l.NaBH4

Р J—-СНО 2.Дефосфорилн-

|/р ^__рование

сно

сн„он I

но-с—н I

н—с-он I

сн2он

D-треит

ОН

ОН

+

миоинозит-5-фосфат

миоинозит-4-фосфат

Этот миоинозитдифосфат обнаружил устойчивость к кислотноката-лизируемой изомеризации, а сравнение его с синтетическим миоинозит-1,6-дифосфатом показало ряд отличий в химическом и хроматографиче-ском поведении. На основании этих исследований ему была приписана структур а 1 D-м иоинозит-4,5-дифосф ата.

Наряду с инозитдифосфатами из продуктов щелочного гидролиза полифосфоинозитидов мозга быка выделены изомерные миоинозиттри-фосфаты с удельным вращением соответственно —27,4 и —15,3°. Получение D-идита в результате периодатного окисления одного из миоино-1зиттрифосфатов, последующего восстановления диальдегида и дефос-форилирования свидетельствовало о наличии двух фосфатных групп в положениях 1 и 4. Частичное ферментативное дефосфорилирование

306

приводило к образованию 4,5-дифосфата, а частичный щелочной гидролиз— к миоинозит-1-, миоинозит-4- и миоинозит-5-фосфатам:

он

он

щелочная фосфатаза

он он

к^ой \) + |/р.

он -Гон

но он

но он

сн2он

1. NaBH4

2. Н0Г

но-

но-

-он " -он

сн2он

v р=оро3н2 ^

Указанные превращения дали возможность предложить для этого трифосфата структуру Ш-миоинозит-1,4,5-трифосфата. В случае второго миоинозиттрифосфата последовательное периодатное окисление, восстановление и дефосфорилирование дало D-сорбит, что указывало на структуру 2,3,5- или 2,4,5-трифосфата. Частичный ферментативный гидролиз трифосфата приводит к миоинозит-4,5-дифосфату, а щелочной гидролиз — к смеси миоинозит-2-, -4- и -5-фосфатов. В кислой среде исходный трифосфат изомеризуется в 1,4,5- и 3,4,5-трифосфаты. Последние превращаются соответственно в D-идит и D-ксилит в результате периодатного окисления, восстановления и дефосфорилирования:

сн2он

он он

сн2он

но-

-он сн2он D- сорбит

но рн

но-

но-

-он

+ но-

1. ю4

2. NaBH4

3. НО

щелочная фосфатаза

-он

сн2он /?-идит

Н

iOH

НО Р ID-миоинозит 2,4,5-трифосфат

| НОГ

сн2он -он

-он

сн2он Д-ксилит

он v

20*

307

р=оро3н2

Таким образом показано, что данный трифосфат является lD-мио-инозит-2,4,5-трифосфатом.

Вопрос о структуре ди- и трифосфоинозитидов (стр. 304) был окончательно решен при исследовании структуры глицерофосфорилмиоино-зитди- и трифосфатов I и II, полученных деацилированием природных соединений действием гидроксиламина [187]. Дифосфат I при действии щелочной фосфатазы дефосфорилируется в Ш-1-0-(глицерофосфорил)-миоинозит III, щелочной гидролиз дает смесь миоинозит-4-фосфата, миоинозит-1,4- и миоинозит-2,4-дифосфатов, глицерофосфата и глицерина. При периодатном окислении дифосфата I получают соответствующий альдегид, при действии на который фенилгидразина расщепляется фосфодиэфирная связь, что исключает изомеризацию фосфатных групп, и образуется миоинозит-1,4-дифосфат:

ОН

О II

о-р-о-сн2

III

н-с-он

I

сн2он

щелочная фосфатаза

ОН

о II

о-р—о-сн,

ю;

но он

|ш3

I

"о н-с-он

I

сн2он

О CBH5NHNH2> КЛ^

о-р—о-сн

но он

I

сно

он

+

он

СНпОН

I 2

+ но-с-н

он но он

сн,он

I 2

+ снон

I

сн2оро(он)2 сн2он

р=рро3н2

308

Данные превращения соответствуют структуре 1?)-1-0-(глицерофос-форил) -миоинозит-4-фосфата.

Для установления строения глицерофосфорилмиоинозитдифосфа-та II применены аналогичные реакции; для него предложено строение 1D-1-0- (глицерофосфорил) -миоинозит-4,5-дифосфата:

он _ он

1. Ю4 р

2. C6H5NHNH2 i/p

он

но р Р=ОР03н2

о-р-о-сн2

~о н-с-он I

сн2он

щелочная фосфатаза

III

CHgOH сн2он + rv + но-с-н + снон сн2оро(он)2 сн2он

На основании всех выполненных исследований природным ди- и трифосфоинозитидам приписаны структуры Ш-1-0-фосфатидилмиоино? зит-4-фосфата V и 1?М-0-фосфатидилмиоинозит-4,5-дифосфата VI:

он

1А~\ о Кон yi ii

но он

о-р-о-сн,

V

"о h-c-ocor ch2ocor

p=opo3h2

он

U—к, о

о-р—о—сн2 но он ~o h-C-OCOR

I

VI

ch2ocor

Сложные фосфоииозитиды. В растениях и микроорганизмах найдены сложные фосфоииозитиды, содержащие наряду с обычными компонентами (глицерин, инозит, фосфор, жирные кислоты) углеводные остатки, фитосфингозин, амины, аминокислоты и т. д.

Среди гликолипидов кислотоустойчивых бактерий, в частности в Ми-cobacierium tuberculosis, обнаружены моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и гексаманнозилфосфатидилмиоинозиты..

Строение мономаннозилфосфатидилмиоинозита установлено традиционными методами, используемыми в химии углеводов, — метилированием и идентификацией полученного при метанолизе пентаметилмио-инозита. Таким образом было установлено, что остаток маннозы присоединен к миоинозиту в положении 2. На основании этих исследований природному соединению приписана структура Ш-1-0-фосфатидил-2-0-а-

309

D-маннопиранозилмиоинозита (R=H):

В случае диманнозида (Рч = а-.0-маннопиранозил) второй остаток D-маннозы находится в положении 6 миоинозита, т. е. гликолипид является 1?)-1-0-фосфатидил-2,6-ди-0- (а-?)-маннопиранозил)-миоино-зитом.

Три-, тетра-, пента- и гексаманнозилмиоинозиты также являются производными 2-О-маннозилмиоинозита и содержат в положении 6 миоинозита соответственно остатки ди-, три-, тетра- и пентасахаридов.

Выделены также соединения, у которых свободные ОН-группы остатков миоинозита или маннозы этерифицированы высшими жирными кислотами [188]. Из фосфолипидов сои и арахиса выделен инозитсо-держащий липид, при гидролизе которого были получены инозитмоно-фосфат, глицерофосфат, галактоза, арабиноза, жирные кислоты, этаноламин. Из сои, кукурузы, арахиса, подсолнечника и семян других растений выделен инозитсодержащий ^ритогликолипид, в составе которого обнаружены фитосфингозин, жирные кислоты, фосфорная кислота, инозит, глюкозамин, гексуроновая кислота, галактоза, манноза и арабиноза.

Синтез фосфоинозитибов

Основные трудности в синтезе фосфоинозитидов обусловлены необходимостью избирательного фосфорилирования миоинозита, в связи с чем возникает проблема селективной защиты гидроксильных групп в мио-инозите.

При осуществлении синтеза этих соединений следует считаться с возможностью миграции фосфатного остатка [189], а также с ацильной миграцией [190] при использовании сложноэфирных защитных групп в миоинозитном кольце. К защитным группам предъявляется ряд требований: возможность селективного введения, удаление без разрыва фосфоэфирных связей и с сохранением функциональных групп в глицериновой половине молекулы.

В развитии синтетических исследований в области инозитфосфати-дов можно отметить следующие основные этапы: 1) синтез рацемических замещенных миоинозитов и получение на их основе рацемических инозитфосфатидов различной структуры, 2) разработка методов получения оптически активных производных миоинозита и синтез оптически активных инозитфосфатидов.

Синтез рацемических замещенных миоинозитов и инозитфосфатидов. Для защиты гидроксильных групп в молекуле миоинозита широко используют кетальные защитные группировки: изопропилиденовую

310

[191, 192], циклогексилиденовую [193]. При взаимодействии миоинозита с циклогексаноном в присутствии n-толуолсульфокислоты получают моно-, ди- и три-О-циклогексилиденовые производные, разделяемые хроматографическими методами:

Следует отметить, что в первую очередь образуются ацетали и кета ли по чыс-гиДР0Ксильным группам, т. е. в положениях 1, 2 и 2, 3, а затем по транс-гидроксильным группам [193].

На основе ?)?-1,2-0-циклогексилиденмиоинозита достаточно просто получить ?)?-3,4,5,6-тетра-0-замещенные миоинозиты, в частности Д?-3,4,5,6-тетра-0-бензил- или -тетра-О-ацетилмиоинозиты:

F = COCH3 , СН2С6Н5

Был предпринят ряд попыток селективной защиты гидроксильной группы при С2 ?)?-1,4,5,6-тетра-0-замещенных миоинозитов с учетом стереохимических различий между Сцз) (е) и Сг (с). Однако оказалось, что ряд заместителей (Ac, Ts, CH2C6H5, СН3) [194] вводятся селективно в положение 1 (3) вследствие больших стерических затруднений в положении 2, что приводит к /Я.-1,3,4,5,6-пента-0-замещенным миоино-зитам. Таким образом, ни одна из указанных защит не может привести к ?)?-2,3,4,5,6-пентапроизводным миоинозита.

Получение ?)?-1,2,4,5,6-пента-0-бензилмиоинозита было осуществлено при помощи аллильной защиты [195], которая селективно вводится при С3 Д?-1,4,5,6-тетра-0-бензилмиоинозита. Полученный аллиловый эфир бензилировали в положение 2 и затем удаляли аллильную защиту кислотным гидролизом:

311

R=CH,CeH6

Д?-1,2,4,5,6-Пента-0-ацетилмиоинозит также синтезируют на основе ?)?-1,4,5,6-тетра-0-бензилмиоинозита [196]. При ацетолизе последнего сохраняется бензильная группа у Q и получается DL-1-О-бензил-2,3,4,5,6-пента-О-ацетилмиоинозит, который после гидрогенолиза дает DL-1,2,4,5,6-пента-О-ацетилмиоинозит:

R — С Hi,CgHg

Полученный таким образом пентаацетилмиоинозит удобно применять в синтезе фосфоинозитидов в связи с возможностью удаления ацетильных групп гидразинолизом. Переход от Д?-1,2,4,5,6-пента-0-заме-щенных производных миоинозита к монофосфоинозитидам осуществляется традиционными методами химии липидов [197]: А) хлорангид-ридным, Б) последовательным применением хлорангидридного метода при фосфорилировании пента-О-ацетил (или бензил) миоинозита (R=Ac, СН2СбН5) и метода серебряных солей при присоединении глицеридной компоненты. В последнем случае при использовании ацильных защит возможен синтез ненасыщенного фосфатидилмиоинозита.

Лучшие результаты достигнуты при обращении к варианту В, который предусматривает получение 1-фосфата Д?-2,3,4,5,6-пента-0-бензил-миоинозита при фосфорилировании Д2.-1,2,4,5,6-пента-0-бензилмиоино-зита (К=СН2СбН5) ди-(2,2,2-трихлорэтил)-хлорфосфатом и его последующую конденсацию с 1,2-диацилглицерином в присутствии 2,4,6-три-изопропилбензолсульфохлорида [198]:

312

ro or 9

Lr0_p_0_Hj?

nj\°R У OC6H5 H-C-OCOR

or

1. ci2p(o)oc6h5

сн2он

2. H-C-OCOR"

I

CHjOCOR

CH2OCOR

ro or

1. (CCI3CH2o)jPOCl

2. Zn + CHgCOOH

CIP(o)(OR/)J о

ro

ro or or

1. [H]

2. HO"

ho oh

1. Nal; (CH3)2CO

2. AffNOj

ho

o-p-o-ch,

о h-c-ocor

oh

фосфатидилмиоинозит

ch2ocor

CHsOH

rq or H-C-OCOR" o-p-oh

CHjOCOR

oh

ro or

ro or °

o-p—o—ch2

or' h-c-ocor"'

ch0ocor'

СНЛ

1

H-C-OCOR I , CH.OCOR

Кроме фосфатидилмиоинозита синтезирован ряд производных [199], •содержащих аминоспирты, аминокислоты и пептиды:

но он °CH2CH2NHR

о—р—о—сн9

II I ,

о CHOCOR

CH2OCOR"

¦

r=H,COCHNH2, COCHNHCOCH2NH2

CHg ^Hg

Конденсацией Д?-1,2;4,5-ди-0-циклогексилиденмиоинозита с хлор-окисью фосфора и диглицеридом получены ?)?-1,4-дифосфоинозитиды чо он ° о J-^"Г0?"2

ro-J-O^lV ОН CHOCOR'

w он ch2ocor"

Синтез оптически активных фосфоинозитидов. Различные типы природных инозитфосфатидов обладают оптической активностью вследствие наличия фосфатидильного остатка у экваториального гидроксила при Сь что делает молекулу асимметрично замещенной [201].

Синтез оптически активных фосфоинозитидов в основном сводится к получению оптически активных производных миоинозита, переход от которых к оптически активным фосфоинозитидам осуществляют с помощью методов синтеза рацемических соединений.

Для получения оптически активных производных миоинозита возможны принципиально различные методы. Одно направление включает использование природных веществ, содержащих миоинозит с элементами молекулярной асимметрии, и переход от них к асимметрично замещенным производным миоинозита нужной структуры. Другое направление основано на расщеплении на антиподы рацемических асимметрично замещенных миоинозитов, полученных на основе миоинозита.

В качестве оптически активного сырья по первому методу используют галактин [202], квебрахит [203], борнезит [204] и т. д. Так, оптически активный lD-миоинозит-З-фосфат был получен на основе галак-тина через стадии бензилирования, кислотного гидролиза а-гли-козидной связи, фосфорилирования 1Д-1,2,4,5,6-0-бензилмиоинозита и удаления защитных групп [202]:

с^он но он or ° но он

но А—о X-L 2>н* hoJ-L (но)2р—о

он oh or он

гал актин lD-миоинозит-З- фосфат

r-ch2c6h5

314

' Синтез 1?)-миоинозит-3-фосфата на основе квебрахита (Ш-2-О-ме-тилмиоинозита) включает получение 1?-3,4;5,6-ди-0-циклогексилиден-квебрахита, тозилирование последнего и обработку тозилата треххло-ристым бором. Полученный lL-1-О-тозилинозит бензоилировали и затем удаляли тозильный остаток (с обращением конфигурации при С3), в результате чего был получен 1?)-1,2,4,5,6-пента-0-бензоилмиоинозит, превращаемый известными методами в Ш-миоинозит-З-фосфат [203]:

1С- миоинозит-3-фосфат

R = COCgHg

На основе галактина и квебрахита получают лишь Ш-миоинозит-З-фосфат, от которого можно перейти только к Ш-З-фосфатидилмиоино-зиту, т. е. к соединению с неприродной конфигурацией. К тому же, если учесть малую доступность природного сырья и трудоемкость описанных схем, то становится очевидным малая перспективность этого направления синтеза оптически активных фосфоинозитидов.

По-видимому, больших успехов следует ожидать в получении оптически активных производных миоинозита путем расщепления на антиподы рацемических асимметрично замещенных миоинозитов [205]. Для разделения рацемических асимме

страница 44
< 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
аренда светового оборудования в москве
Рекомендуем фирму Ренесанс - чердачные лестницы складные - надежно и доступно!
стул изо т
кладовая для одежды

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
(11.12.2016)