Переэтерификация диолами сложноэфирной группы экзоцикла производных хлорофилла а

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Получение ближайших производных хлорофилла а и направления его химической модификации 6
1.2 Реакции периферических заместителей производных хлорофилла а 10
1.2.1 Реакции восстановления производных хлорофилла 10
1.2.2 Окислительные превращения экзоцикла феофорбида а и его аналогов 10
1.2.3 Реакции кето-группы экзоцикла феофорбида а и его аналогов 11
1.2.4 Реакции экзоцикла феофорбида а: амидирование сложноэфирной группы и размыкание под действием аминов 12
1.3 Формирование сложноэфирной связи (связь С(О)-О-С) на периферии макроцикла производных хлорофилла а и реакции сложноэфироной группы 12
1.3.1 Восстановление и гидролиз сложноэфирных групп 15
1.3.2 Переэтерификация сложноэфирной группы экзоцикла метилфеофорбида а и его аналогов 17
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 21
2.1 Классификация исходных реагентов 21
2.2 Хроматографическое исследование соединений 22
2.3 Получение феофитина а 22
2.4 Получение этилфеофорбида а 23
2.5 Переэтерификация феофитина а и этилфеофорбида э а диолами 23
2.5.1 Переэтерификация феофитина а этиленгликолем 23
2.5.2 Переэтерификация феофитина а диэтиленгликолем 24
2.5.3 Переэтерификация феофитина а триэтиленгликолем 24
2.5.4 Переэтерификация этилфеофорбида а этиленгликолем 25
2.5.5 Переэтерификация этилфеофорбида а диэтиленгликолем 25
2.5.6 Переэтерификация этилфеофорбида а триэтиленгликолем 26
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 27
3.1 Получение феофитина а 27
3.2 Получение этилфеофорбида а 28
3.3.2 Переэтерификация этилфеофорбида а диолами 34
4 ВЫВОДЫ 38
5 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ А 41
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 43
ПРИЛОЖЕНИЕ В 45
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 47
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 49
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 51
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 53
ПРИЛОЖЕНИЕ З 55

Весь текст будет доступен после покупки

Известно, что хлорофиллы и их производные играют значительную роль в живой природе, как фотосинтетические пигменты, именно поэтому их изучению уделялось и уделяется большое внимание. Также эти соединения могут участвовать во многих окислительно - восстановительных реакциях, выступая в роли антиоксидантов и прооксидантов, также для изучения различных аспектов фотосинтеза и встречного синтеза хлоринов, содержащихся в различных организмах.
Производные хлорофилла являются перспективными исходными веществами для синтеза биологических активных веществ, противоопухолевых и диагностических лекарственных препаратов. Например, производные хлорофилла используются как фотосенсибилизаторы в фотодинамической терапии онкологических заболеваний.
Применение для синтеза биологически активных соединений природных порфиринов выгодно отличается от использования синтетических порфиринов тем, что, как правило, токсичность получаемых веществ, в случае природных порфиринов, значительно меньше.
Строение порфирина влияет на свойства макроцикла. Введение различных заместителей может значительно изменить геометрические параметры и реакционную способность порфирина в химических реакциях. Если рассмотреть периферические заместители хлоринового макроцикла, то они во многом определяют свойства хлориновых соединений, поэтому наиболее эффективный способ влиять на свойства производных хлорофилла а заключается в модификации периферических заместителей и внедрении на периферию хлоринового макроцикла фрагментов заданного строения. Интересными реакциями с точки зрения химической модификации периферических заместителей производных хлорофилла а и внедрении на периферию хлоринового макроцикла фрагментов заданного строения являются реакции переэтерификации сложноэфирных групп диолами, позволяющие получить новые производные хлорофилла а с дополнительными функциональными гидрофильными группами на периферии макроцикла.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Получение ближайших производных хлорофилла а и направления его химической модификации
Хлорофилл, как одно из главных соединений растительного мира, давно вызывает большой научный интерес. Основным и важным свойством хлорофилла является его способность поглощать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в химическую энергию в ходе протекающей в клетках растений фотохимической реакции [1]. Хлоропласты высших растений и зеленых водорослей содержат два типа хлорофиллов: хлорофиллы a и b.
Первоначально в качестве источника хлорофиллов служили в основном листья растений (крапива, шпинат и водоросли). Для получения хлорофилла а и его производных используется биомасса цианобактерии спирулины, преимущество которой заключается в большом содержании хлоринов, а так же в том, что в ней содержится только хлорофилл а, и получение порфиринов может быть проведено без применения колоночной хроматографии.
Также в качестве источников фитохлоринов, могут быть использованы различные концентраты, которые получаются в качестве отходов при выделении биологически активных веществ из зеленых частей растений. Особенностью подобных источников производных хлорофилла является то, что целью обработки растительной массы в этих случаях является не выделение производных хлорофилла, а получение непорфириновых биологически активных веществ. Одной из главных задач при анализе значимости того или иного хлорофилл-содержащего сырья находится в изучении качественного состава находящихся в нем хлоринов [1]. Получение производных хлорофилла а из этих источников усложняется тем, что помимо хлорофилла а в них так же находится хлорофилл b. При получении индивидуальных соединений наличие хлорофилла b приводит к обязательному использованию хроматографии [2]. Спирулина, содержит только хлорофилл а и являются основными источниками его получения.
Методы получения хлоринов можно разделить на две группы. Первая группа методов основана на выделение самих хлорофиллов и предполагает мягкую обработку сырья, не позволяющую полностью выделять все хлорины, содержащиеся в сырье. Вторая – предполагает максимально полное извлечение из растительного сырья производных хлорофилла, причем в этом случае целевыми соединениями являются их производные, а не сами хлорофиллы [3].
Карбоксильные и сложноэфирные группы являются важнейшими реакционными центрами в молекулах хлоринов, реакции которых широко используются для самых разных превращений. Сложноэфирные группы исходно имеются в молекулах различных хлорофиллов, в том числе и хлорофилла а. При гидролизе сложноэфирной группы заместителя в положении 17 получают соответствующие карбоновые кислоты. Карбоксильная группа может быть так же сформирована при окислении винильной и альдегидной групп.
Важным свойством хлорофилла является его способность поглощать энергию солнечных лучей и преобразовывать ее в химическую энергию в ходе протекающей в клетках растений фотохимической реакции [3]. Хлоропласты высших растений и зеленых водорослей содержат два типа хлорофиллов: хлорофиллы a и b.
Первоначально в качестве источника хлорофиллов служили в основном листья растений (крапива, шпинат и водоросли). Для получения хлорофилла а и его производных используется биомасса цианобактерии спирулины, преимущество которой заключается в большом содержании хлоринов, а так же в том, что в ней содержится только хлорофилл а, и получение порфиринов может быть проведено без применения колоночной хроматографии. Так же в качестве источников фитохлоринов, могут быть использованы различные концентраты, которые получаются в качестве отходов при выделении биологически активных веществ из зеленых частей растений [4]. Одной из главных задач при анализе значимости того или иного хлорофилл-содержащего сырь является изучение качественного состава находящихся в нем хлоринов. Получение производных хлорофилла а из этих источников усложняется тем, что помимо хлорофилла а в них так же находится хлорофилл b. При получении индивидуальных соединений наличие хлорофилла b приводит к обязательному использованию хроматографии. Спирулина, содержит только хлорофилл а и является основным источникам его получения.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Порфирины: структура, свойства, синтез/ К.А. Асаров, Б.Д. Березин, Р.П. Евстигнеева и др. (Н.С. Ениколопян, Г.В. Кириллова, О.И. Койфман, А.Ф. Миронов, Г.В. Пономарёв, А.С. Семейкин, О.Г. Хелевина, К.Б. Яцимирский) – М.: Наука. 1985. – 333 с.
2. Миронов А.Ф. Разработка сенсибилизаторов второго поколения на основе природных хлорофиллов. // Росс. Хим. Журн. (1998) №5, с. 23-26.
3. Белых Д.В. Синтез полифункциональных хлоринов на основе метилфеофорбида а и его аналогов: Ин-т химии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар, 2012. 164 с.
4. Shinoda S., Osuka A. Transesterification of the ?-keto ester in menthyl pheophrbide-a // Tetrahedron Lett. 1996. V . 37. No 28. P. 4945-4948.
5. Старцева О.М., Белых Д.В., Шегера В.М., Тулаева Л.А. Новые димерные производные хлорофилла а с фрагментами ди-, три-, и тетраэтиленгликолей в качестве спейсеров между макроциклами. //Butlerov Communications. 2014. V. 37. No 6 P. 43-48.
6. Старцева О.М., Белых Д.В., Шегера В.М., Тулаева Л.А. Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 38. № 6. С. 43–48.
7. Белых Д.В., Мальшакова М.В., Юдина Ю.А., Завадская К.А., Худяев В.М., Кучин А.В. Изв. АН. Сер. хим. 2011. № 4. С. 705–714.
8. Мальшакова М.В., Белых Д.В., Алексеев И.Н., Витязева О.В., Кучин А.В. Макрогетероциклы. 2013. Т. 6. № 1. С. 62–66.
9. Buravlev E.V., Chukicheva I.Yu., Belykh D.V., Kutchin A.V. Mendeleev Communications. 2006. v. 16. No 6. p. 316–317.
10. Miyatake T., Tamiaki H., Shinoda H., Fujiwara M., Matsushita T. Tetrahedron. 2002. v. 58. p. 9989–10000.

Весь текст будет доступен после покупки