Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эритромицин , антибиотик группы макролидов , является одним из многих природных макроциклов. [1]

Макроциклы часто описывают как молекулы и ионы, содержащие двенадцатичленное или более-членное кольцо. Классические примеры включают краун-эфиры , каликсарены , порфирины и циклодекстрины . Макроциклы описывают обширную зрелую область химии. [2]

Определение ИЮПАК
Макроцикл : циклическая макромолекула или макромолекулярная циклическая часть макромолекулы.

Примечание 1. Циклическая макромолекула не имеет концевых групп, но, тем не менее, может рассматриваться как цепь.

Примечание 2: в литературе термин макроцикл иногда используется для молекул с низкой относительной молекулярной массой, которые не считаются макромолекулами. [3]

Синтез [ править ]

Образование макроциклов путем замыкания кольца называется макроцилизацией . [4] Сообщается о новаторской работе по изучению терпеноидных макроциклов. [5] Основная проблема макроциклизации заключается в том, что реакции замыкания кольца не способствуют образованию больших колец. Вместо этого, как правило, образуются небольшие кольца или полимеры. Эта кинетическая проблема может быть решена с помощью реакций с высоким разбавлением , при которых внутримолекулярные процессы предпочтительнее, чем полимеризация. [6]

Некоторые макроциклизации предпочтительны с использованием шаблонных реакций . Шаблоны - это ионы, молекулы, поверхности и т. Д., Которые связывают и предварительно организуют соединения, направляя их к образованию кольца определенного размера. [7] В крауне - эфиры часто генерируется в присутствии катиона щелочного металла, который организует конденсационные компоненты путем комплексообразования. [8] Примером макроциклизации является синтез (-) - мускона из (+) - цитронеллаля . 15-членное кольцо образуется в результате метатезиса с замыканием кольца . [9]

Синтез мускона через RCM
Уропорфириноген III , биосинтетический предшественник порфиринов. [10]

Возникновение и применение [ править ]

Одним из важных применений являются многие макроциклические антибиотики, макролиды , например кларитромицин . Многие металлофакторы связаны с макроциклическими лигандами, включая порфирины , коррины и хлорины . Эти кольца возникают в результате многоступенчатых процессов биосинтеза, которые также включают макроциклы.

Макроциклы часто связывают ионы и способствуют переносу ионов через гидрофобные мембраны и растворители. Макроцикл окружает ион гидрофобной оболочкой, которая способствует свойствам фазового переноса . [11]

Калиевый (K + ) комплекс макроцикла 18-краун-6 .

Макроциклы часто биоактивны и могут быть полезны для доставки лекарств. [12] [13]

Подразделения [ править ]

  • Cryptand
  • Ротаксан
  • Catenane
  • Молекулярный узел
  • Эффективная молярность
  • Макроциклическое стереоконтроль

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Hamilton-Miller, JM (1973). «Химия и биология полиеновых макролидных антибиотиков» . Бактериологические обзоры . 37 (2): 166–196. PMC  413810 . PMID  4578757 .
  2. ^ Чжичан Лю; Шива Кришна Мохан Наллурия; Дж. Фрейзер Стоддарт (2017). «Обзор макроциклической химии: от гибких краун-эфиров до жестких циклофанов». Обзоры химического общества . 46 (9): 2459–2478. DOI : 10.1039 / c7cs00185a . PMID 28462968 . 
  3. ^ Р. Джонс; Я. Каховец; Р. Степто; ES Wilks; М. Гесс; Т. Китайма; В. В. Метаномски (2008). ИЮПАК. Сборник терминологии и номенклатуры полимеров, Рекомендации ИЮПАК 2008 г. («Фиолетовая книга») (PDF) . RSC Publishing, Кембридж, Великобритания.
  4. ^ Франсуа Дидерих; Питер Дж. Стэнг; Рик Р. Тыквински, ред. (2008). Современная супрамолекулярная химия: стратегии синтеза макроциклов . Wiley ‐ VCH. DOI : 10.1002 / 9783527621484 . ISBN 9783527621484.
  5. ^ H. Höcker (2009). «Циклические и макроциклические органические соединения - личный отзыв в честь профессора Леопольда Ружички» . Циклические и макроциклические органические соединения, Кем. Ind . 58 : 73–80.
  6. ^ Висенте Марти-Сентеллес; Мритуанджай Д. Пандей; Г-н Изабель Бургете; Сантьяго В. Луис (2015). «Реакции макроциклизации: важность конформационной, конфигурационной и предорганизации, вызванной шаблоном» . Chem. Ред . 115 (16): 8736–8834. DOI : 10.1021 / acs.chemrev.5b00056 . PMID 26248133 . 
  7. ^ Гербелеу, Николай В .; Арион, Владимир Б .; Берджесс, Джон (2007). Николай В. Гербелеу; Владимир Б. Арион; Джон Берджесс (ред.). Матричный синтез макроциклических соединений . Wiley ‐ VCH. DOI : 10.1002 / 9783527613809 . ISBN 9783527613809.
  8. ^ Педерсен, Чарльз Дж. (1988). "Макроциклические простые полиэфиры: простой полиэфир дибензо-18-краун-6 и дициклогексил-18-краун-6 простой полиэфир" . Органический синтез .; Сборник , 6 , с. 395
  9. ^ Камат, В.П .; Hagiwara, H .; Кацуми, Т .; Hoshi, T .; Сузуки, Т .; Андо, М. (2000). «Направленный синтез (R) - (-) - мускон из (+) - цитронеллаля», направленный на закрывающий метатезис. Тетраэдр . 56 (26): 4397–4403. DOI : 10.1016 / S0040-4020 (00) 00333-1 .
  10. ^ Пол Р. Ортис де Монтельяно (2008). «Гемы в биологии». Энциклопедия химической биологии Wiley . Джон Вили и сыновья. DOI : 10.1002 / 9780470048672.wecb221 . ISBN 978-0470048672.
  11. ^ Чой, Киханг; Гамильтон, Эндрю Д. (2003). «Макроциклические анионные рецепторы на основе направленных взаимодействий водородных связей». Обзоры координационной химии . 240 (1–2): 101–110. DOI : 10.1016 / s0010-8545 (02) 00305-3 .
  12. ^ Эрмерт, Филипп (2017-10-25). «Дизайн, свойства и недавнее применение макроциклов в медицинской химии». Международный химический журнал CHIMIA . 71 (10): 678–702. DOI : 10,2533 / chimia.2017.678 . PMID 29070413 . 
  13. ^ Марсо, Эрик; Петерсон, Марк Л. (14 апреля 2011 г.). «Макроциклы - это великие циклы: приложения, возможности и проблемы синтетических макроциклов в открытии лекарств». Журнал медицинской химии . 54 (7): 1961–2004. DOI : 10.1021 / jm1012374 . ISSN 0022-2623 . PMID 21381769 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Chambron, JC .; Dietrich-Buchecker, C .; Hemmert, C .; Khemiss, AK .; Mitchell, D .; Sauvage, JP; Вайс, Дж. (1990). «Переплетение молекулярных нитей на переходных металлах» (PDF) . Pure Appl. Chem. 62 (6): 1027–34. DOI : 10.1351 / pac199062061027 .
  • Иода, Масахико; Ямакава, Дзюн; Рахман, М. Джалилур (2011-11-04). «Сопряженные макроциклы: концепции и приложения». Angewandte Chemie International Edition . 50 (45): 10522–10553. DOI : 10.1002 / anie.201006198 . ISSN  1521-3773 . PMID  21960431 .