Документ рассматривает основные подходы к синтезу макроциклов, выделяя разнообразие систем и их применение в биологии, каталитических процессах и аналитической химии. Основное внимание уделяется сравнению бестемплатных и темплатных методов, а также условиям, влияющим на кинетический и термодинамический контроль реакции. Выводы говорят о бурном развитии синтеза макроциклов и преимуществах темплатного метода как более эффективного.

1. МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. М.В. Ломоносова
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ЛАБОРАТОРИЯ ЯМР
Основные подходы к синтезу
макроциклов
(Анализ литературы)
Колесников Григорий

2. Основные обзорные статьи
Катаев Е.А., Сесслер Дж., Устынюк Ю.А. Изв. Ак.Наук, 2009, pp. 1729-1742
Katayev E.A., Kolesnikov G.V., Sessler J.L. Chem.Soc.Rev., 2009, pp. 1572-1585
Borisova N.E., Reshetova M.D., Ustynyuk Yu.A. Chem. Rev., 2007, pp. 46-79
Kopp F., Marahiel M. Nat.Prod. Rev., 2007, pp. 735-749
Katayev E.A., Ustynyuk Yu.A., Sessler J.L. Coord.Chem. Rev., 2006, pp. 3004-3037
Rowan S.J., Sanders J.K.M., Stoddart J.F. Chem. Rev., 2006, pp. 3652-3711
Laughrey Z.R., Gibb B.C. Top.Cur.Chem., 2005, pp. 67-125
Sessler J.L., Siedel D. Angew.Chem., 2003, pp. 5134-5175

3. Разнообразие макроциклических систем
Биология
• Биологически активные вещества
• Хелатирующие агенты
• Транспортные агенты
Каталитические системы
• Специфическое окружение для иона металла
Аналитическая химия
• Рецепторы, экстрагенты, сенсоры
Молекулярные устройства

4. Основные используемые реакции
Остальные реакции:
Rowan S.J., Sanders J.K.M., Stoddart J.F. Chem. Rev., 2006, pp. 3652-3711
Rowan S.J., Sanders J.K.M., Stoddart J.F. Angew.Chem., 2002, pp. 898-952

5. B A C
A
C
B

6. Бестемплатные методы
кинетический контроль
термодинамический контроль
Sanders et al., JOC, 1999, pp. 5804-5814

7. Темплатные методы

8. Динамическая комбинаторная химия
самоорганизация молекул
внутри единой системы
специфическое
взаимодействие молекулы
гостя с молекулой хозяина
приводит к селективному
отбору:
А) молекулы хозяина
Б) молекулы гостя

9. Содержание
1. Примеры использования различных стратегий в
синтезе природных макроциклических веществ.
2. Синтез объектов супрамолекулярной химии.
а. Бестемплатные методы;
б. Темплатные методы.

10. Предорганизация
Woodwart et al., JACS, 1981, pp. 3210-3219

11. Предорганизация субстрата изменением
стереконфигурации одного стереоцентра
Woodwart et al., JACS, 1981, pp. 3210-3219

12. Биохимический синтез
Journal of Antibiotics,
1995, pp. 647-650

13. Применение темплатного эффекта
Furstner et al., JACS, 2002, pp. 1168-1169

14. Использование темплаты не возможно
Weinberg et al, Inorg.Chem., 1991, pp. 4204-4210

16. Предорганизация
Nowick et al., JOC, 2010, pp. 1822-1830

17. Предиспозиция
S.J. Rowan et al., JACS, 1997, pp. 2578-2579

18. Механоселективная саморепликация
Science, 2010, pp. 1502-1506

20. Катион или Анион?
J.L. Sessler et al., Inorg.Chem, 1992, pp. 529-531

21. Кинетический контроль
Katayev et al., Supramol.Chem., 2008, pp. 619-624

22. Циклопирролы
Sessler et al., JACS, 2003, pp. 6872-6873 Sessler et al., Angew.Chem., 2002, pp. 1422-1425

23. Теломестатин
Takahashi et al., Org.Lett., 2006, pp. 4165-4167

24. Термодинамический контроль
Katayev et al., Angew.Chem., 2005, pp. 7386-7390

26. Темплатная сборка на перренат-ионе
Katayev et al., J.Radioanal.Nucl.Chem, 2009, pp. 385-389

27. Темплатная сборка на сульфат-ионе

28. Направленная селекция темплатного синтеза

29. Выводы
1. Синтез макроциклов – одно из бурно развивающихся
направлений современной химии.
2. Темплатный синтез в целом является более эффективным и
специфичным, чем бестемплатный.
4. В зависимости от условий проведения синтеза наблюдается
кинетический или термодинамический контроль продуктов
реакции.
5. Перспективным и эффективным является использование
полифункциональных блоков-предшественников.
6. Выбор оптимальной структуры блоков-предшественников,
наиболее подходящих для выполнения определенной функции,
делается на основе результатов Динамической Комбинаторной
Библиотеки и Квантовохимических Расчетов.