Traven__39__39_Organicheskaya_khimia_39_ _39__Tom_1 (1125750), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Чтобы содержание глутатиона в лимфоцитах (а именно лимфоциты первыми включаются в специфический иммунный ответ организма) находилось на необходимом высоком уровне, иммунная система организма должна быть в постоянной «боевой» готовности (подробнее об иммунной системе см. далее в разд. 13.6). В повседневной жизни абсолютным иммунитетом могут похвастаться, однако, немногие. Даже незначительные личные неприятности н легкие недомогания ослабляют иммунный ответ организма. Не укрепляет иммунную систему и собственно курение.
Применение лекарств, стимулирующих поддержание концентрации глутатиона в организме на высоком уровне, также малоперспективно, поскольку ведет к постепенному ослаблению иммунной системы. Самое разумное в этой ситуации — отказаться от курения, чтобы не создавать организму проблем, решение которых может оказаться для него слишком сложной задачей. 12.1. РЕТРОСИНТЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ Первым этапом ретросинтетического анализа является анализ последней стадии, которая ведет к получению целевого соединения. При этом определяют возможный предшественник, который может выступать как исходное состояние на этой последней стадии — первый предшественник.
Соответствующая стадия в методе ретросинтетичсского анализа называется ретросинтет и ческой стадией. Она изображается следующим образом: Целевая молекула ( атас~ по!ссо1в) Первый ~~ лрслшсствснннк (рсесвгвоб 1 рстросннтстнчсская стрелка Затем первый предшественник рассматривают как целевое соединение и анализируют стадию, предшествующую его получению. Таким образом, определяют наиболее вероятную структуру второго предшественника.
Указанная процедура позволяет установить наиболее подходящие предшественники на каждой стадии. Сведения о свойствах органических соединений, полученные в предыдущих разделах, позволяют приступить к решению главной задачи органической химии — к синтезу органических соединений заданного строения. Иногда все стадии синтеза целевого соединенин (сагдес сошроппд) представляются вполне очевидными. В таких случаях структуры исходных соединений и промежуточных продуктов сомнений не вызывают. Значительно чаще последовательность превращений, которые ведут к целевой структуре,не является очевидной и химику приходится тщательно анализировать каждую стадию различных схем синтеза, которые могут привести к желаемому результату.
Чтобы решить синтетическую задачу в этом случае, химик должен быть знаком с основами сгпратегии органического ситпеза. Общепринятым методом этой стратегии является в настоящее время ретросинтетнческий анализ. 511 12Л. Ретросинтетнческий анализ В относительно простых задачах направленного синтеза ретросинтетический анализ ведет к формированию так называемого синтетичесзсвво дерева. Целевая молекула возможные перные предшественники возможные вторые предшественники 3 И К Л М Н О П Р С Т У Синтетическое дерево может быть сформировано, когда в ходе ретро- синтетического анализа становятся ясными все стадии синтеза, предшественниками в которых выступают доступные реагенты.
В ходе ретросинтетического анализа требуется выяснить возможно большее число потенциальных предшественников и предложить возможно большее число синтетических путей. Само собой разумеется, что от химика для этого требуется знание возможно большего числа реакций, с помощью которых можно сформировать заданный скелет молекулы и трансформировать ту или иную функциональную группу до требуемой.
Химики пользовались этим приемом долгие годы, однако идеологию метода ретросинтетического анализа в современном виде впервые предложил Е, Кори (19б0 г.). Эта идеология позволила в последующие годы разрабатывать стратегию синтеза сложных природных структур с применением компьютерных программ. За развитие теории и методологии органического синтеза Е. Кори в 1990 г. был удостоен Нобелевской премии.
Часто структура предшественника однозначно не устанавливается, однако определяется его химическая природа в соответствии с механизмом превращения. При этом предшественник в обобщенном виде может быть представлен реакционноспособной частицей, называемой синтоном. Источником синтона могут служить один или несколько реагентов, которые называют синтетическими эквивалентами. Например, реактив Гриньяра КМпХ и литийорганический реактив 1я1 1 могут рассматриваться в качестве синтетических эквивалентов карбаниона Гс:о (синтона).
Ниже показано, каким образом ретросинтетический анализ может дать сведения об оптимальных путях синтеза различных спиртов из соответствующих реактивов Гриньяра и предшественников, содержащих карбонильную группу. На первой стадии определяют атом углерода целевой молекулы спирта, который связан с гидроксигруппой. При этом имеют в виду, что предшественником этого атома углерода должна быть С=О-группа. 512 Глава!2.
Введение в органический синтез Н Н К-~-С вЂ” ОН ===о и. + С=О Н Н Вторичные спирты по аналогичной схеме анализа являются продуктами двух различных комбинаций реактива Гриньяра и альдегида. Н Н 1 .о В.,: = В,— С вЂ” ОН = В2. '+ С=О К2 К1 Н О=С ~2 По той же логике ретросинтетиче ского анализа три различные комбинации реактива Гриньяра и кетона дают один и тот же третичный спирт. Например, для получения 2-фенил-2-пентанола в рамках метода ретро- синтетического анализа можно предложить три синтетические схемы. О и СНзМЯ1 + С СНЗСНЗСНз ОН С вЂ” СНЗСНЗСНз СНЗ метилмагнии иодид 1-фенил-1-бутанон 2-фенил-2-пентанол О / Ъ чи СНзсНЗСНЗМдВг + ' ' С вЂ” СНз пропилмагнийбромид ацетофен он ОН СН, ОН СНЗ вЂ” С вЂ” СН2СН2СНЗ,'1~„'2"О5Ь' С вЂ” СН2СН2СНЗ 2-пентанон СНЗ МяВ.
+ фенилмагний- бромид На второй стадии мысленно разрывают связь между найденным атомом углерода и присоединенным к нему фрагментом. Этот фрагмент, как можно предположить, может происходить из реактива Гриньяра. После того, как определены оба предшественника — карбонильный партнер реакции и атакующий его карбанион, может быть написана стадия синтеза, в которой реактив Гриньяра будет применен как синтетический эквивалент карбаннона. В соответствии с проведенным анализом первичные спирты следует рассматривать как продукты присоединения реактива Гриньяра к формальдегиду. 12.2. Введение в спектральные методы идентификации органических соединений 513 Успех решения задачи методом ретросинтетического анализа определяется в первую очередь количеством реакций, которыми химик владеет для создания и трансформации разнообразных функциональных групп в молекулах органических соединений.
Правильному выбору синтетической схемы способствует также знание электронных эффектов в органических молекулах и механизмов органических реакций. Как было показано в предыдущих разделах, скорости реакций (и особенно ионных) в значительной мере определяются полными (или дробными) зарядами, имеющими противоположные знаки на соответству- ющих атомах реагентов. Поэтому проводя, например, ретросинтетический анализ для получения 1-циклопентил-1-пронина, логично остановиться иа метилиодиде как одном из реагентов. А учитывая полярность связи углерод — галоген, в качестве второго реагента целесообразно выбрать карбанион, а именно циклопенти- лэтинид-ион или его синтетический эквивалент — циклопентилацетилен.
и во до С= — С вЂ” СНз =а С=С: =~ С— = СН + 1 — СНз Ь -иклопснтилл- 1-пролин Тогда синтез целевого циклопентил- ацетилен циклопентил- атинид-ион соединения может быть проведен по схеме Успешное проведение многостадийного синтеза сложного органического соединения невозможно, если химик не имеет в своем распоряжении методов анализа тех веществ, которые он выделяет на промежуточных стадиях.
Современные методы идентификации органических соединений полностью основаны на применении спектральных методов. Их изложению и посвящена последующая часть этой главы. 12.2. ВВЕДЕНИЕ В СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ Спектральные методы идентификации органических соединений основаны на исследовании взаимодействия вещества с электромагнитным излучением. Характер этого взаимодействия определяется энергией излучения (табл. 12.1). Излучение энергии, как и ее поглощение, происходит квантами, энергия которых С =СН н, ~~«-Сьв С: )х)а ~„~, С— = С вЂ” СНз гчагчнх и, снй 514 Глива !2.
Введение в органический шштез где Ь вЂ” постоянная Планка; у — частота колебания, с -1 Электромагнитное излучение можно охарактеризовать длиной волны, которая связана с энергией излучения следующим соотношением: Е = /зс/г» () = с/о), где ) — длина волны, см; с — скорость света 3!Ого см/с. В спектроскопии для характеристики излучения часто используют волновое число б. У = 1/)с, Е = ЬСИ Волновое число имеет размерность см ' и показывает, сколько длин волн укладывается в 1 см. Электромагнитные колебания охватывают большой интервал длин волн (табл.12.1): от 10 " см (у-лучи) до километров (радиоволны). В зависимости от длины волны различают несколько видов излучения: радиоволны, тна излучения Процессы, вротсаающнс о чолскулс ари аоглощснна азлучсння Частота т, сн з Эасргиа к,зв Длина волны л, » <10 ' >10 ' Переориентация спинов ядер и электронов (ЯМР- и ЭПР-спектроскопия) Колебания атомов Радиоволны 10-10 1О ' — 1О Микроволновое 1Оз — 1О 10-4 10-2 -10 ' ИК- 10"-10 10~-1О ' Видимое, УФ- -10 10о-10з 1О з-1О'о -ю' Рентгеновские лучи -10т 1О "-10" 1Оз-1О" у-Лучи Таблица !2.! Спектр электромагнитных волн в кристаллической решетке.
Вращение молекул Колебания атомов и групп атомов вмолекуле. Колебательная спектроскопня (ИК- и КР-спектроскопии) Переходы внешних (валентных) электронов в молекуле. Электронная спектроскопня 1спектроскопия в видимой области, УФ-спектроскопия). ФЭС Изменение энергетического состояния внутренних электронов атома(рентгеноструктурный анализ, рентгенозлектронная спектроскопия) Ядерные реакции под действием у-излучення 515 1тЗ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
