Biyomimetik sintez - Biomimetic synthesis

Biyomimetik sintez maydonidir organik kimyoviy sintez bu biologik jihatdan ilhomlangan. Ushbu atama "biogenetik gipoteza" ning ikkala sinovini o'z ichiga oladi (taxmin qilingan tabiatdagi biosintez jarayoni) tavsiya etilgan biosintezga parallel ravishda ishlab chiqilgan bir qator reaksiyalarni, shuningdek, sintetik reaktsiya yoki kerakli sintetik maqsadga qaratilgan reaktsiyalar bir yoki bir nechtasini taqlid qilish uchun mo'ljallangan dasturlarni o'rganish orqali. ma'lum ferment o'rnatilganlarning o'zgarishi biosintezli yo'l.^[1]^[2] Biyomimetik sintezning odatda ilgari surilgan namunasi Ser Robert Robinson "s organik sintez alkaloidning tropinon.^[3]

Yaqinroq misol E.J. Kori "s karbenium - muhandislik chizig'ining oraliq siklizatsiyasi polien tetratsiklik bilan ta'minlash steroid halqa tizimi,^[4] chiziqli polienlarning kationli siklizatsiyasini Albert Eshenmoser va Gilbert Stork,^[5]^[6] va keng qamrovli tadqiqotlar V.S. Jonson tsiklizatsiyani boshlash va to'xtatish talablarini aniqlash va tsiklizatsiya paytida kationli karbenium guruhini barqarorlashtirish (tabiat orqali amalga oshiriladi) fermentlar biosintezi paytida steroidlar kabi xolesterin ).^[7] Ikkinchi ta'rifga nisbatan sintetik organik yoki noorganik katalizatorlar tabiatda a tomonidan amalga oshirilgan kimyoviy transformatsiyani amalga oshirish uchun qo'llaniladi biokatalizator (masalan, faqat oqsilli katalizator, a metall yoki boshqa kofaktor ga bog'langan ferment yoki a ribozim ) bunday katalitik tizimlarning dizayni va xarakteristikasi deb nomlangan biomimetik sintezni amalga oshirmoqda deyish mumkin. biomimetik kimyo.^[8]^[9]^[10]

Sintezi proto-fofilin

Proto-Dafnifillin skvalendan biosintez qilinadi

(a) sintezi uchun asosiy prekursorlar A va B proto-fofilin. b) Dialdegid A ni konvertatsiya qilish mexanizmlari proto-fofilin.

Proto-dafnifillin - bu kashfiyotchidir biosintez oilasining alkaloidlar ichida topilgan Daphniphyllum macropodum. Bu murakkabligi tufayli qiziqish uyg'otadi molekulyar tuzilish eritilgan halqa tuzilishi va spiro uglerod markazi tufayli uni an'anaviy organik sintez usullari uchun qiyin maqsadga aylantiradi. Tavsiya etilgan biosintez yo'li asosida proto-fofilin skvalen, Kleyton Xitkok va hamkasblar juda oqlangan va qisqa umumiy sintezni ishlab chiqdilar proto-faqat oddiy boshlang'ich materiallardan.^[11] Bu biomimetik sintezning murakkab tabiiy mahsulotning umumiy sintezini qanday soddalashtirishi mumkinligiga misoldir.

Heathcock sintetik marshrutining asosiy bosqichi hosil bo'lish uchun A yoki B asiklik dialdegidlarning tsiklizatsiyasini o'z ichiga oladi proto-fofilin. Ikkala dialdegid (A yoki B) skualenga o'xshash uglerod skeletlariga ega va oddiy boshlang'ich materiallardan sintez qilinishi mumkin. A yoki B ni o'z ichiga olgan oddiy reaktivlar ketma-ketligi bilan davolash kaliy gidroksidi, ammiak va sirka kislotasi shakllanishiga olib keldi proto-fofilin. Ushbu ajoyib bosqichda oltita b-bog'lanish va beshta halqa hosil bo'ldi. Dastlabki hisobotda birinchi marta dialdegid boshlang'ich moddasi (A) kaliy gidroksidi bilan ishlanganda, gidroksildihidropiran oraliq S hosil bo'lganligi taklif qilingan edi. 2-aza-1, 3-dienli oraliq (D) oraliq C ning ammiak bilan reaktsiyasidan hosil bo'lgan. Kislota-katalizlangan Diels-Alder reaktsiyasi hosil bo'lgan oraliq E hosil bo'lib, u reaksiya sharoitida oxirgi mahsulotga aylantirildi.

Vikipediyada biomimetik sintezlarga misollar

karpanon, Chapman yondashuvi orqali
spirotryprostatin B, Ganesan yondashuvi orqali
endiandrik kislota, qarang Biyomimetik Total sintez, Nicolaou yondashuvi orqali

Biomimetik sintezlarning keyingi adabiyot namunalari

Nakterpiosin tipidagi C-nor-D-homoning Merk sintezisteroidlar masalan, Strukturaviy: kesilgan, qisqargan va kengaytirilgan halqalar (seko-, nor- va gomosteroidlar), C-13 atom migratsiyasi orqali^[12]
Heathcock sintezi skvalen - olingan dafnifilin tipidagi alkaloidlar, masalan. Dafnifillum, tetra / pentatsiklizatsiya kaskadlari orqali^[13]^[14]

Adabiyotlar

^ de la Torre MC, Sierra MA (2004 yil yanvar). "Biyomimetik organik sintezdagi so'nggi yutuqlar haqida sharhlar". Angew. Kimyoviy. Int. Ed. Ingl. 43 (2): 160–81. doi:10.1002 / anie.200200545. PMID 14695603.
^ van Tamelen EE (1961). Tabiiy mahsulotlarning biogenetik tipdagi sintezlari. Fortschr. Kimyoviy. Org. Naturst. 19. 242-290 betlar. doi:10.1007/978-3-7091-7156-1_5. ISBN 978-3-7091-7158-5.
^ Robinzon R (1917). "LXIII. Tropinon sintezi". Kimyoviy jamiyat jurnali, bitimlar. 111: 762–768. doi:10.1039 / CT9171100762.
^ Corey EJ, Luo G, Lin LS (1997). "Biologik faol tetratsiklik dengiz sesterterpen skalarenialining oddiy enantioselektiv sintezi". J. Am. Kimyoviy. Soc. 119 (41): 9927–28. doi:10.1021 / ja972690l.
^ Eshenmoser A, Feliks D, Gut M, Meier J, Stadler P (1959). "Terpenoid polienlarning kislota-katalizatorli siklizatsiyasining ba'zi jihatlari". Volstenxolme GEda, O'Konner M (tahrir). Ciba Foundation Terpenes va Steroidlar Biosinteziga bag'ishlangan simpozium. Novartis Foundation simpoziumi. London: J. & A. Cherchill. 217-230 betlar. doi:10.1002 / 9780470719121.ch14. ISBN 9780470719121.
^ Stork G, Burgstrahler AW (1955). "Polien siklizatsiyasining stereokimyosi". J. Am. Kimyoviy. Soc. 77 (19): 5068–77. doi:10.1021 / ja01624a038.
^ Jonson WS, Marshall JA, Keana JF, Frank RW, Martin DG, Bauer QK (1966). "Steroidlarning umumiy sintezi - gidroxrizen yondashuvi - XVI: Ratsemik konessin, progesteron, xolesterin va shu bilan bog'liq ba'zi tabiiy mahsulotlar". Tetraedr. 22: 541–601. doi:10.1016 / S0040-4020 (01) 90961-5.
^ Breslou R (Yanvar 2009). "Biomimetik kimyo: biologiya ilhom sifatida". Biologik kimyo jurnali. 284 (3): 1337–42. doi:10.1074 / jbc.X800011200. PMID 18784073.
^ Li SC, Holm RH (2003 yil aprel). "Spekulyativ sintetik kimyo va nitrogenaza muammosi". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 100 (7): 3595–600. doi:10.1073 / pnas.0630028100. PMC 152967. PMID 12642670.
^ Breslou R (1995). "Biomimetik kimyo va sun'iy fermentlar: dizayni bo'yicha kataliz". Kimyoviy tadqiqotlar hisoblari. 28 (3): 146–153. doi:10.1021 / ar00051a008.
^ Piettre S, Heathcock CH (1990 yil iyun). "Proto-dafnifillinning biomimetik total sintezi". Ilm-fan. 248 (4962): 1532–4. doi:10.1126 / science.248.4962.1532. PMID 17818314.
^ Gao S, Chen S (2012). "Nakiterpiosin". Li JJda, Corey EJ (tahr.). Tabiiy mahsulotlarning umumiy sintezi: Organik kimyo chegaralarida. Berlin: Springer. 25-38 betlar. ISBN 978-3-642-34065-9.
^ Heathcock CH, Hansen MM, Ruggeri RB, Kath JC (1992). "Dafnifillum alkaloidlari. 11. Metil homosekodafnifillatning biomimetik total sintezi. Tetratsiklizatsiya reaktsiyasining rivojlanishi". Organik kimyo jurnali. 57 (9): 2544–53. doi:10.1021 / jo00035a008.
^ Heathcock CH, Piettre S, Ruggeri RB, Ragan JA, Kath JC (1992). "Daphniphyllum alkaloidlari. 12. Pentatsilik skeletining biosintezi. proto-Dafnifillin ". Organik kimyo jurnali. 57 (9): 2554–66. doi:10.1021 / jo00035a009.

Qo'shimcha o'qish

Poupon E, yo'q B, nashr. (2011). Biomimetik organik sintez. Alkaloidlar. 1. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. doi:10.1002/9783527634606. ISBN 978-3-527-32580-1.
Ashely E (2004 yil 5-yanvar). "Tabiiy mahsulotlarning biomimetik sintezi" (PDF). Adabiyot seminari, Stoltz tadqiqot guruhi. Kaliforniya texnologiya instituti. Arxivlandi asl nusxasi (PDF) 2010 yil 23 iyunda. Olingan 24-noyabr, 2013.

[pmid14695603-1] Torre MC, Sierra MA (2004 yil yanvar). "Biyomimetik organik sintezdagi so'nggi yutuqlar haqida sharhlar". Angew. Kimyoviy. Int. Ed. Ingl. 43 (2): 160–81. doi:10.1002 / anie.200200545. PMID 14695603.

[van_Tamelen_1961-2] van Tamelen EE (1961). Tabiiy mahsulotlarning biogenetik tipdagi sintezlari. Fortschr. Kimyoviy. Org. Naturst. 19. 242-290 betlar. doi:10.1007/978-3-7091-7156-1_5. ISBN 978-3-7091-7158-5.

[Robinson-3] Robinzon R (1917). "LXIII. Tropinon sintezi". Kimyoviy jamiyat jurnali, bitimlar. 111: 762–768. doi:10.1039 / CT9171100762.

[4] Corey EJ, Luo G, Lin LS (1997). "Biologik faol tetratsiklik dengiz sesterterpen skalarenialining oddiy enantioselektiv sintezi". J. Am. Kimyoviy. Soc. 119 (41): 9927–28. doi:10.1021 / ja972690l.

[5] Eshenmoser A, Feliks D, Gut M, Meier J, Stadler P (1959). "Terpenoid polienlarning kislota-katalizatorli siklizatsiyasining ba'zi jihatlari". Volstenxolme GEda, O'Konner M (tahrir). Ciba Foundation Terpenes va Steroidlar Biosinteziga bag'ishlangan simpozium. Novartis Foundation simpoziumi. London: J. & A. Cherchill. 217-230 betlar. doi:10.1002 / 9780470719121.ch14. ISBN 9780470719121.

[6] Stork G, Burgstrahler AW (1955). "Polien siklizatsiyasining stereokimyosi". J. Am. Kimyoviy. Soc. 77 (19): 5068–77. doi:10.1021 / ja01624a038.

[7] Jonson WS, Marshall JA, Keana JF, Frank RW, Martin DG, Bauer QK (1966). "Steroidlarning umumiy sintezi - gidroxrizen yondashuvi - XVI: Ratsemik konessin, progesteron, xolesterin va shu bilan bog'liq ba'zi tabiiy mahsulotlar". Tetraedr. 22: 541–601. doi:10.1016 / S0040-4020 (01) 90961-5.

[pmid18784073-8] Breslou R (Yanvar 2009). "Biomimetik kimyo: biologiya ilhom sifatida". Biologik kimyo jurnali. 284 (3): 1337–42. doi:10.1074 / jbc.X800011200. PMID 18784073.

[Lee_2003-9] Li SC, Holm RH (2003 yil aprel). "Spekulyativ sintetik kimyo va nitrogenaza muammosi". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 100 (7): 3595–600. doi:10.1073 / pnas.0630028100. PMC 152967. PMID 12642670.

[10] Breslou R (1995). "Biomimetik kimyo va sun'iy fermentlar: dizayni bo'yicha kataliz". Kimyoviy tadqiqotlar hisoblari. 28 (3): 146–153. doi:10.1021 / ar00051a008.

[Piettre_1990-11] Piettre S, Heathcock CH (1990 yil iyun). "Proto-dafnifillinning biomimetik total sintezi". Ilm-fan. 248 (4962): 1532–4. doi:10.1126 / science.248.4962.1532. PMID 17818314.

[GaoChen2012-12] Gao S, Chen S (2012). "Nakiterpiosin". Li JJda, Corey EJ (tahr.). Tabiiy mahsulotlarning umumiy sintezi: Organik kimyo chegaralarida. Berlin: Springer. 25-38 betlar. ISBN 978-3-642-34065-9.

[Heatchcock1992_11-13] Heathcock CH, Hansen MM, Ruggeri RB, Kath JC (1992). "Dafnifillum alkaloidlari. 11. Metil homosekodafnifillatning biomimetik total sintezi. Tetratsiklizatsiya reaktsiyasining rivojlanishi". Organik kimyo jurnali. 57 (9): 2544–53. doi:10.1021 / jo00035a008.

[Heatchcock1992_12-14] Heathcock CH, Piettre S, Ruggeri RB, Ragan JA, Kath JC (1992). "Daphniphyllum alkaloidlari. 12. Pentatsilik skeletining biosintezi. proto-Dafnifillin ". Organik kimyo jurnali. 57 (9): 2554–66. doi:10.1021 / jo00035a009.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]