Химики синтезировали яд рыбы фугу за 22 стадии

Яд нервно-паралитического действия тетродотоксин, содержащийся в некоторых видах семейства иглобрюхих, удалось синтезировать в 22 стадии с выходом в 11 процентов. Синтез оказался одним из самых коротких в истории благодаря удачно выбранной реакции циклоприсоединения.

Химическая формула тетрадотоксина
© ru.wikipedia.org

Тетродотоксин вызывает блокировку натриевых каналов, и отравление им приводит к параличу, а полулетальная доза токсина для человека не превышает миллиграмма вещества на килограмм веса. Тем не менее рыбу фугу (общее название разных видов рода Takifugu), в которой этот яд содержится, после тщательной подготовки употребляют в пищу любители японской кухни.

Но кроме сильной токсичности, ученых интересует необычная молекулярная структура тетродотоксина. Его молекула состоит из четырех циклических фрагментов с 9 стереоцентрами и содержит кислотную группу в орто-форме. Синтезировать тетродотоксин впервые удалось в виде смеси стереоизомеров в 1972 году, а первый его стереоселективный синтез ученые провели в 2003 году.

После этого разные группы химиков разработали и провели еще несколько стереоселективных синтезов тетродотоксина, но химики под руководством Дирка Траунера (Dirk Trauner) из Нью-Йоркского университета решили пересмотреть сложившийся подход к синтезу этого соединения. Они хотели ввести большую часть функциональных групп, содержащих кислород, в одно из исходных веществ, а потом, с помощью циклоприсоединения получить сложную циклическую основу молекулы.

Читайте также:  Японцы разобрались в причинах уникальности свойств воды

В качестве исходного вещества ученые выбрали производное глюкозы, уже содержащее несколько стереоцентров, и ввели в него нитрометановый фрагмент. На следующей стадии он вступил в реакцию циклоприсоединения с фенилизоцианатом, в результате образовался гетероцикл изоксазол. И хотя реакции прошла с неплохим выходом в 35 процентов, образовался не тот стереоизомер, который был нужен для дальнейшего синтеза.

Поэтому химики решили найти другую стратегию, используя то же исходное вещество. Они превратили его в нитрилоксид, который вступил в реакцию диполярного циклоприсоединения с двойной связью, и в результате получилась циклическая основа молекулы, а стереоцентры образовались с нужной конфигурацией. Выход реакции циклоприсоединения составил 86 процентов.

Затем, чтобы получить кислотный фрагмент в орто-форме, химикам пришлось использовать катализатор на основе комплекса рутения. Он позволил провести присоединение гидроксильной группы к тройной связи и последующее окисление двойной связи под действием образовавшегося in situ тетраоксида рутения RuO4.

На последних стадиях синтеза химики ввели в молекулу гуанидиновый фрагмент и провели снятие защитных групп с помощью трифторуксусной кислоты. В результате образовалась смесь тетродотоксина с его производным, содержащим на один цикл больше. Их удалось разделить с помощью колоночной хроматографии.

Читайте также:  Ящер-муравьед бил добычу гигантским когтем

В результате химики провели стереоселективный синтез тетродотоксина с общим выходом в 11 процентов. Они считают, что это достижение упростит изучение биохимических превращений токсина и позволит получать его аналоги — потенциальные лекарственные препараты.

Статья опубликована в журнале Science
Источник: Михаил Бойм nplus1.ru

Похожие статьи:

  1. Кольцевые полимеры — что это?
  2. Новое открытие позволит создавать компьютеры с мгновенной загрузкой
  3. Физики “закрыли” карбид технеция
  4. Разработан новый метод синтеза графеновых нанополосок
  5. Химики СПбГУ создали возобновляемые полимеры на основе растительного сырья
  6. Химики МГУ увеличили эффективность генераторов водорода почти до максимума

Метки Технологии, Химия. Закладка постоянная ссылка. « Российские учёные разработали уникальный метод синтеза карбидов для получения ультратугоплавких материалов Ученые нашли способ генерировать магнитные поля в диэлектриках без увеличения показателя преломления »

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.

Комментарий

Имя

Сайт

Δ

Источник материала: sci-dig.ru

Поделиться новостью: