Эритромицин , макролидный антибиотик, является одним из многих встречающихся в природе макроциклов. [1]
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]
Определение ИЮПАК макроцикла в химии полимеров
Синтез
Образование макроциклов путем замыкания кольца называется макроцилизацией . [3] Сообщалось о новаторской работе по изучению терпеноидных макроциклов. [4] Основная проблема макроциклизации заключается в том, что реакции замыкания кольца 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. [5]
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. [6] Краун -эфиры часто образуются в присутствии катиона щелочного металла, который организует конденсирующиеся компоненты путем комплексообразования. [7] Показательной макроциклизацией является синтез (-)- мускона из (+)- цитронеллаля . 15-членное кольцо образуется в результате метатезиса, замыкающего кольцо . [8]
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 . [10]
^ 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.
^ Франсуа Дидерих; Питер Дж. Стэнг; Рик Р. Тыквински, ред. (2008). Современная супрамолекулярная химия: стратегии синтеза макроциклов . Вили-ВЧ. дои : 10.1002/9783527621484. ISBN9783527621484.
^ Х. Хёккер (2009). «Циклические и макроциклические органические соединения - личный 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 . Вили-ВЧ. дои : 10.1002/9783527613809. ISBN9783527613809.
^ Педерсен, Чарльз Дж. (1988). «Макроциклические полиэфиры: полиэфир дибензо-18-краун-6 и полиэфир дициклогексил-18-краун-6». Органические синтезы .; Коллективный том , том. 6, с. 395
^ Камат, вице-президент; Хагивара, Х.; Кацуми, Т.; Хоши, Т.; Сузуки, Т.; Андо, М. (2000). «Направленный метатезисом замыкания кольца синтез (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. дои : 10.1002/9780470048672.wecb221. ISBN978-0470048672.
^ Чой, Киханг; 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». Международный химический журнал Chimia . 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.