Макроцикл

Макроциклы часто описываются как молекулы и ионы, содержащие кольцо из двенадцати и более атомов. Классические примеры включают краун-эфиры , каликсарены , порфирины и циклодекстрины . Макроциклы описывают большую, развитую область химии. ^[2]

ИЮПАК определение

Макроцикл : Циклическая макромолекула или макромолекулярная циклическая часть макромолекулы.Примечание 1. Циклическая макромолекула не имеет концевых групп, но, тем не менее, ее можно рассматривать какцепь.
Примечание 2: В литературе термин макроцикл иногда используется для молекул с низкой относительной молекулярной массой, которые не считаются макромолекулами. ^[3]

Синтез

Образование макроциклов путем замыкания кольца называется макроцилизацией . ^[4] Сообщалось о новаторских работах по изучению терпеноидных макроциклов. ^[5] Основная проблема макроциклизации заключается в том, что реакции замыкания колец не способствуют образованию больших колец. Вместо этого имеют тенденцию образовываться небольшие кольца или полимеры. Эту кинетическую проблему можно решить, используя реакции высокого разбавления , при которых внутримолекулярные процессы предпочтительнее полимеризации. ^[6]

Некоторые макроциклизации предпочтительны с использованием темплатных реакций . Шаблоны — это ионы, молекулы, поверхности и т. д., которые связывают и предварительно организуют соединения, направляя их к образованию кольца определенного размера. ^[7] Краун -эфиры часто образуются в присутствии катиона щелочного металла, который организует конденсирующиеся компоненты путем комплексообразования. ^[8] Показательной макроциклизацией является синтез (-)- мускона из (+)- цитронеллаля . 15-членное кольцо образуется в результате метатезиса, замыкающего кольцо . ^[9]

Синтез мускона посредством RCM — Synthesis of muscone via RCM

Возникновение и применение

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

Макроциклы часто связывают ионы и облегчают транспорт ионов через гидрофобные мембраны и растворители. Макроцикл окружает ион гидрофобной оболочкой, что облегчает фазовый перенос . ^[11]

Калий (К ⁺) комплекс макроцикла 18-краун-6 .

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

Подразделения

См. также

Макроциклический лиганд

Ссылки

^ Гамильтон-Миллер, Дж. М. (1973). «Химия и биология полиеновых макролидных антибиотиков» . Бактериологические обзоры . 37 (2): 166–196. дои : 10.1128/бр.37.2.166-196.1973 . ПМК 413810 . ПМИД 4578757 .
^ Чжичан Лю; Шива Кришна Мохан Наллурия; Дж. Фрейзер Стоддарт (2017). «Обзор макроциклической химии: от гибких краун-эфиров к жестким циклофанам». Обзоры химического общества . 46 (9): 2459–2478. дои : 10.1039/c7cs00185a . ПМИД 28462968 .
^ Р.Г. Джонс; Й. Каховец; Р. Степто; Э.С. Уилкс; М. Хесс; Т. Китаяма; В. В. Метаномски (2008). ИЮПАК. Сборник терминологии и номенклатуры полимеров, Рекомендации ИЮПАК 2008 г. («Фиолетовая книга») (PDF) . RSC Publishing, Кембридж, Великобритания.
^ Франсуа Дидерих; Питер Дж. Стэнг; Рик Р. Тыквински, ред. (2008). Современная супрамолекулярная химия: стратегии синтеза макроциклов . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/9783527621484 . ISBN 9783527621484 .
^ Х. Хёккер (2009). «Циклические и макроциклические органические соединения – персональный обзор в честь профессора Леопольда Ружички» . Циклические и макроциклические органические соединения. Кем. Индий . 58 : 73–80.
^ Висенте Марти-Сентеллес; Мритуанджай Д. Панди; г-жа Изабель Бургете; Сантьяго В. Луис (2015). «Реакции макроциклизации: важность конформационной, конфигурационной и шаблонно-индуцированной предорганизации» . хим. Преподобный . 115 (16): 8736–8834. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00056 . hdl : 10234/154905 . ПМИД 26248133 .
^ Гербелеу, Николай В.; Арион Владимир Борисович; Берджесс, Джон (2007). Николай Владимирович Гербелеу; Владимир Борисович Арион; Джон Берджесс (ред.). Темплатный синтез макроциклических соединений . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/9783527613809 . ISBN 9783527613809 .
^ Педерсен, Чарльз Дж. (1988). «Макроциклические полиэфиры: полиэфир дибензо-18-краун-6 и полиэфир дициклогексил-18-краун-6» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 6, с. 395 .
^ Камат, вице-президент; Хагивара, Х.; Кацуми, Т.; Хоши, Т.; Сузуки, Т.; Андо, М. (2000). «Направленный замыкающий кольцо метатезис (R)-(-)-мускона из (+)-цитронеллаля». Тетраэдр 56 (26): 4397–4403. дои : 10.1016/S0040-4020(00)00333-1 .
^ Пол Р. Ортис де Монтеллано (2008). «Гемы в биологии». Энциклопедия химической биологии Wiley . Джон Уайли и сыновья. стр. 1–10. дои : 10.1002/9780470048672.wecb221 . ISBN 978-0470048672 .
^ Чой, Кихан; Гамильтон, Эндрю Д. (2003). «Макроциклические анионные рецепторы, основанные на направленных взаимодействиях водородных связей». Обзоры координационной химии . 240 (1–2): 101–110. дои : 10.1016/s0010-8545(02)00305-3 .
^ Эрмерт, Филипп (25 октября 2017 г.). «Дизайн, свойства и новейшее применение макроциклов в медицинской химии» . CHIMIA Международный химический журнал . 71 (10): 678–702. дои : 10.2533/chimia.2017.678 . ПМИД 29070413 .
^ Марсо, Эрик; Петерсон, Марк Л. (14 апреля 2011 г.). «Макроциклы - великие циклы: применение, возможности и проблемы синтетических макроциклов в открытии лекарств». Журнал медицинской химии . 54 (7): 1961–2004. дои : 10.1021/jm1012374 . ISSN 0022-2623 . ПМИД 21381769 .

Дальнейшее чтение

Шамброн, JC; Дитрих-Бучекер, К.; Хеммерт, К.; Хемис, АК.; Митчелл, Д.; Соваж, Япония; Вайс, Дж. (1990). «Переплетение молекулярных нитей на переходных металлах» (PDF) . Чистое приложение. хим. 62 (6): 1027–34. дои : 10.1351/pac199062061027 . S2CID 21741762 .
Йода, Масахико; Ямакава, Джун; Рахман, М. Джалилур (4 ноября 2011 г.). «Сопряженные макроциклы: концепции и приложения». Angewandte Chemie, международное издание . 50 (45): 10522–10553. дои : 10.1002/anie.201006198 . ISSN 1521-3773 . ПМИД 21960431 .

[1] Гамильтон-Миллер, Дж. М. (1973). «Химия и биология полиеновых макролидных антибиотиков» . Бактериологические обзоры . 37 (2): 166–196. дои : 10.1128/бр.37.2.166-196.1973 . ПМК 413810 . ПМИД 4578757 .

[2] Чжичан Лю; Шива Кришна Мохан Наллурия; Дж. Фрейзер Стоддарт (2017). «Обзор макроциклической химии: от гибких краун-эфиров к жестким циклофанам». Обзоры химического общества . 46 (9): 2459–2478. дои : 10.1039/c7cs00185a . ПМИД 28462968 .

[3] Р.Г. Джонс; Й. Каховец; Р. Степто; Э.С. Уилкс; М. Хесс; Т. Китаяма; 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 . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/9783527621484 . ISBN 9783527621484 .

[5] Х. Хёккер (2009). «Циклические и макроциклические органические соединения – персональный обзор в честь профессора Леопольда Ружички» . Циклические и макроциклические органические соединения. Кем. Индий . 58 : 73–80.

[6] Висенте Марти-Сентеллес; Мритуанджай Д. Панди; г-жа Изабель Бургете; Сантьяго В. Луис (2015). «Реакции макроциклизации: важность конформационной, конфигурационной и шаблонно-индуцированной предорганизации» . хим. Преподобный . 115 (16): 8736–8834. doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00056 . hdl : 10234/154905 . ПМИД 26248133 .

[7] Гербелеу, Николай В.; Арион Владимир Борисович; Берджесс, Джон (2007). Николай Владимирович Гербелеу; Владимир Борисович Арион; Джон Берджесс (ред.). Темплатный синтез макроциклических соединений . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/9783527613809 . ISBN 9783527613809 .

[8] Педерсен, Чарльз Дж. (1988). «Макроциклические полиэфиры: полиэфир дибензо-18-краун-6 и полиэфир дициклогексил-18-краун-6» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 6, с. 395 .

[Kamat2000-9] Камат, вице-президент; Хагивара, Х.; Кацуми, Т.; Хоши, Т.; Сузуки, Т.; Андо, М. (2000). «Направленный замыкающий кольцо метатезис (R)-(-)-мускона из (+)-цитронеллаля». Тетраэдр 56 (26): 4397–4403. дои : 10.1016/S0040-4020(00)00333-1 .

[Hemes-10] Пол Р. Ортис де Монтеллано (2008). «Гемы в биологии». Энциклопедия химической биологии Wiley . Джон Уайли и сыновья. стр. 1–10. дои : 10.1002/9780470048672.wecb221 . ISBN 978-0470048672 .

[11] Чой, Кихан; Гамильтон, Эндрю Д. (2003). «Макроциклические анионные рецепторы, основанные на направленных взаимодействиях водородных связей». Обзоры координационной химии . 240 (1–2): 101–110. дои : 10.1016/s0010-8545(02)00305-3 .

[12] Эрмерт, Филипп (25 октября 2017 г.). «Дизайн, свойства и новейшее применение макроциклов в медицинской химии» . CHIMIA Международный химический журнал . 71 (10): 678–702. дои : 10.2533/chimia.2017.678 . ПМИД 29070413 .

[:0-13] Марсо, Эрик; Петерсон, Марк Л. (14 апреля 2011 г.). «Макроциклы - великие циклы: применение, возможности и проблемы синтетических макроциклов в открытии лекарств». Журнал медицинской химии . 54 (7): 1961–2004. дои : 10.1021/jm1012374 . ISSN 0022-2623 . ПМИД 21381769 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]