Биомиметикалық синтез - Biomimetic synthesis

Биомиметикалық синтез ауданы болып табылады органикалық химиялық синтез бұл биологиялық тұрғыдан шабыттандырылған. Термин «биогенетикалық гипотезаны» тексеруді де қамтиды (болжамды табиғаттағы биосинтез курсы) ұсынылған биосинтезді қатар жүргізуге арналған бірқатар реакцияларды, сондай-ақ синтетикалық реакция немесе қалаған синтетикалық мақсатқа бағытталған реакциялар бір немесе бірнеше имитациялауға арналған зерттеу бағдарламаларын орындау арқылы белгілі ферменттер қалыптасқан түрлендірулер биосинтетикалық жол.[1][2] Биомиметикалық синтездің жалпы келтірілген ең алғашқы мысалы болып табылады Сэр Роберт Робинсон Келіңіздер органикалық синтез алкалоидтың тропинон.[3]

Робинзон тропинон синтезі.png

Жақынырақ мысал Э.Дж. Кори Келіңіздер карбениум -инженерлік сызықтықтың циклизациясы полиен тетрациклді қамтамасыз ету стероидты сақина жүйесі,[4] сызықтық полиеналардың катиондық циклизациясын зерттеуге негізделген Альберт Эшенмосер және Гилберт Шторк,[5][6] және кең зерттеулер W.S. Джонсон циклизацияны бастауға және тоқтатуға және циклизация кезінде катиондық карбений тобын тұрақтандыруға қойылатын талаптарды анықтау (табиғат арқылы жүзеге асады) ферменттер биосинтезі кезінде стероидтер сияқты холестерол ).[7] Екінші анықтамаға қатысты, синтетикалық органикалық немесе бейорганикалық катализаторлар табиғатта жүзеге асырылған химиялық өзгерісті жүзеге асыру үшін қолданылады биокатализатор (мысалы, таза ақуыз катализатор, а металл немесе басқа кофактор байланысты фермент немесе а рибозим ) осындай каталитикалық жүйелердің дизайны мен сипаттамасы берілген биомиметикалық синтезді жүзеге асырады деп айтуға болады. биомиметикалық химия.[8][9][10]

Синтезі прото-фафиллин

Прото-Дафнифиллин скваленнен биосинтезделеді
(а) синтездеуге арналған А және В негізгі прекурсорлары прото-фафиллин. б) диалдегидті А-ға айналдыру механизмдері прото-фафиллин.

Прото-дафнифиллин - бұл прекурсор биосинтез отбасының алкалоидтар табылды Daphniphyllum macropodum. Бұл өзінің кешеніне байланысты қызығушылық тудырады молекулалық құрылым бұл сақина құрылымы мен спиро көміртегі орталығының арқасында әдеттегі органикалық синтез әдістері үшін күрделі мақсатқа айналдыру. Ұсынылған биосинтез жолына негізделген прото-фофиллин сквален, Клейтон Хиткок және сіздің әріптестеріңіз керемет талғампаз және қысқа толық синтез жасады прото-қарапайым бастапқы материалдардан алынғанфофиллин.[11] Бұл биомиметикалық синтездің күрделі табиғи өнімнің жалпы синтезін жеңілдете алатындығының мысалы.

Хиткоктың синтетикалық жолындағы шешуші қадам ациклді диалдегидтердің түзілуіне циклданудан тұрады прото-фафиллин. Екі диалдегидтің де (А немесе В) скваленге ұқсас көміртегі қаңқасы бар және оларды қарапайым бастапқы материалдардан синтездеуге болады. Құрамында қарапайым реактивтер бар А немесе В өңдеу калий гидроксиді, аммиак, және сірке қышқылы қалыптасуына алып келді прото-фафиллин. Бұл керемет қадамда алты σ-байланыс және бес сақина пайда болды. Диалдегидтің бастапқы материалы (А) калий гидроксидімен өңделгенде гидроксилдігидропиран аралық С алғаш пайда болды деген бастапқы есепте ұсынылды. Аралық С аммиакпен әрекеттесуінен 2-аза-1, 3-диенді аралық өнім (D) пайда болды. Қышқыл-катализденген Дильс-Альдер реакциясы реакция жағдайында одан әрі соңғы өнімге айналған аралық Е түзілді.

Википедиядағы биомиметикалық синтездердің мысалдары

Биомиметикалық синтездердің басқа әдебиет үлгілері

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ de la Torre MC, Сьерра MA (қаңтар 2004). «Биомиметикалық органикалық синтездегі соңғы жетістіктер туралы пікірлер». Angew. Хим. Int. Ред. Энгл. 43 (2): 160–81. дои:10.1002 / anie.200200545. PMID  14695603.
  2. ^ ван Тамелен Е.Е. (1961). Табиғи өнімдердің биогенетикалық типтегі синтездері. Фортшр. Хим. Org. Naturst. 19. 242-290 бб. дои:10.1007/978-3-7091-7156-1_5. ISBN  978-3-7091-7158-5.
  3. ^ Робинсон Р (1917). «LXIII. Тропинон синтезі». Химиялық қоғам журналы, мәмілелер. 111: 762–768. дои:10.1039 / CT9171100762.
  4. ^ Corey EJ, Luo G, Lin LS (1997). «Биологиялық белсенді тетрациклдік сестертерпен скаляренциалды энантиоселективті синтез». Дж. Хим. Soc. 119 (41): 9927–28. дои:10.1021 / ja972690l.
  5. ^ Эшенмосер А, Феликс Д, Гут М, Мейер Дж, Стадлер П (1959). «Терпеноидты полиендердің қышқыл-катализденетін циклизациясының кейбір аспектілері». Волстенхолмде Г.Е., О'Коннер М (редакторлар). Ципа қорының Терпендер мен стероидтер биосинтездеріне арналған симпозиумы. Novartis Foundation симпозиумдары. Лондон: Дж. Және А. Черчилль. 217–230 бб. дои:10.1002 / 9780470719121.ch14. ISBN  9780470719121.
  6. ^ Stork G, Burgstrahler AW (1955). «Полиенді циклдеудің стереохимиясы». Дж. Хим. Soc. 77 (19): 5068–77. дои:10.1021 / ja01624a038.
  7. ^ Джонсон В.С., Маршалл Дж.А., Киана Дж.Ф., Франк Р.В., Мартин Д.Г., Бауэр БК (1966). «Стероидтардың жалпы синтезі - гидрохризендік тәсіл - XVI: рацемиялық конессин, прогестерон, холестерин және оған қатысты кейбір табиғи өнімдер». Тетраэдр. 22: 541–601. дои:10.1016 / S0040-4020 (01) 90961-5.
  8. ^ Бреслоу Р. (Қаңтар 2009). «Биомиметикалық химия: биология шабыт ретінде». Биологиялық химия журналы. 284 (3): 1337–42. дои:10.1074 / jbc.X800011200. PMID  18784073.
  9. ^ Ли СК, Холм РХ (сәуір 2003). «Спекулятивті синтетикалық химия және нитрогеназа мәселесі». Америка Құрама Штаттарының Ұлттық Ғылым Академиясының еңбектері. 100 (7): 3595–600. дои:10.1073 / pnas.0630028100. PMC  152967. PMID  12642670.
  10. ^ Бреслоу Р. (1995). «Биомиметикалық химия және жасанды ферменттер: дизайны бойынша катализ». Химиялық зерттеулердің шоттары. 28 (3): 146–153. дои:10.1021 / ar00051a008.
  11. ^ Пьетр С, Хиткок Ч. (Маусым 1990). «Протофафиллиннің биомиметикалық жалпы синтезі». Ғылым. 248 (4962): 1532–4. дои:10.1126 / ғылым.248.4962.1532. PMID  17818314.
  12. ^ Гао С, Чен С (2012). «Накитерпиозин». Ли Джейджде, Кори Э.Дж. (ред.). Табиғи өнімдердің жалпы синтезі: органикалық химияның шекарасында. Берлин: Шпрингер. 25-38 бет. ISBN  978-3-642-34065-9.
  13. ^ Хиткок Ч., Hansen MM, Ruggeri RB, Kath JC (1992). «Daphniphyllum алкалоидтары. 11. Метил гомосекодафнифиллаттың биомиметикалық жалпы синтезі. Тетрациклизация реакциясының дамуы». Органикалық химия журналы. 57 (9): 2544–53. дои:10.1021 / jo00035a008.
  14. ^ Хиткок Ч., Piettre S, Ruggeri RB, Ragan JA, Kath JC (1992). «Daphniphyllum алкалоидтары. 12. Пентатсил қаңқасының ұсынылған биосинтезі. прото-Дафнифиллин ». Органикалық химия журналы. 57 (9): 2554–66. дои:10.1021 / jo00035a009.

Әрі қарай оқу