stringtranslate.com

Малеимид

Малеимид – химическое соединение формулы H 2 C 2 (CO) 2 NH (см. схему) . Этот ненасыщенный имид является важным строительным блоком в органическом синтезе . Название представляет собой сокращение малеиновой кислоты и имида , функциональной группы -C(O)NHC(O)- . Малеимиды также описывают класс производных исходного малеимида, в которых группа N H заменена алкильными или арильными группами, такими как метил или фенил соответственно. Заместителем также может быть небольшая молекула (например, биотин , флуоресцентный краситель, олигосахарид или нуклеиновая кислота ), реакционноспособная группа или синтетический полимер , такой как полиэтиленгликоль . [1] Человеческий гемоглобин , химически модифицированный малеимидом-полиэтиленгликолем, представляет собой заменитель крови под названием MP4.

Органическая химия

Малеимид и его производные получают из малеинового ангидрида обработкой аминами с последующей дегидратацией. [2] Особенностью реакционной способности малеимидов является их восприимчивость к присоединениям по двойной связи либо путем присоединения Михаэля , либо посредством реакций Дильса-Альдера . Бисмалеимиды представляют собой класс соединений с двумя малеимидными группами, соединенными атомами азота через линкер, и используются в качестве сшивающих реагентов в химии термореактивных полимеров . Соединения, содержащие малеимидную группу, связанную с другой реакционноспособной группой, такой как активированный эфир N-гидроксисукцинимида , называются малеимидными гетеробифункциональными реагентами (например, см. Реагент SMCC ). [1]

Природные малеимиды

Лишь немногие природные малеимиды – например, цитотоксический шоудомицин из Streptomyces showdoensis [3] и пенколид из Pe. многоцветный [3] – сообщалось. Фариномалеин впервые был выделен в 2009 году из энтомопатогенного гриба Isaria Farinosa ( Paecilomyces Farinosus ) – источник H599 (Япония). [4]

Биотехнологии и фармацевтические применения

Методики, опосредованные малеимидом, являются одними из наиболее часто используемых в биоконъюгации . [5] [6] Благодаря исключительно высокой скорости реакции и значительно высокой селективности по отношению к остаткам цистеина в белках , большое разнообразие гетеробифункциональных реагентов малеимида используется для приготовления таргетных терапевтических средств, сборок для изучения белков в их биологическом контексте, на белковой основе. микрочипы или иммобилизация белков. [7] Например, новые многообещающие таргетные лекарственные препараты, конъюгаты антитело-лекарство , состоят из трех основных компонентов: моноклонального антитела , цитотоксического препарата и линкерной молекулы, часто содержащей малеимидную группу, которая связывает лекарство и антитело. [8]

Малеимиды, связанные с цепями полиэтиленгликоля , часто используются в качестве гибких связывающих молекул для прикрепления белков к поверхностям. Двойная связь легко реагирует с тиоловой группой цистеина , образуя стабильную связь углерод-сера. Прикрепление другого конца полиэтиленовой цепи к шарику или твердой подложке позволяет легко отделить белок от других молекул в растворе, при условии, что эти молекулы также не содержат тиоловых групп.

Полимеры и липосомы, функционализированные малеимидом, проявляют повышенную способность прикрепляться к поверхности слизистой оболочки ( мукоадгезия ) вследствие реакций с тиолсодержащими муцинами. [9] [10] [11] Это может быть применимо при разработке лекарственных форм для трансмукозной доставки лекарств.

Технологические приложения

Полимеры на основе моно- и бисмалеимида используются при высоких температурах до 250 ° C (480 ° F). [12] Малеимиды, связанные с резиновыми цепями, часто используются в качестве гибких связывающих молекул для армирования резины в шинах . Двойная связь легко реагирует со всеми гидроксильными , аминными или тиоловыми группами, присутствующими в матрице, с образованием стабильной связи углерод-кислород, углерод-азот или углерод-сера соответственно. Эти полимеры используются в аэрокосмической промышленности для высокотемпературного применения композитов. В F-22 компании Lockheed Martin широко используются термореактивные композиты, в которых бисмалеимид и закаленная эпоксидная смола составляют до 17,5% и 6,6% конструкции по весу соответственно. [13] F-35B компании Lockheed Martin (версия этого американского истребителя STOVL), как сообщается, состоит из материалов на основе бисмалеимида, а также из современных композитов с термореактивной полимерной матрицей из углеродного волокна . [14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Хермансон Г (2013). «Глава 6: Гетеробифункциональные сшивающие агенты». Биоконъюгатные методы . Эльзевир. стр. 299–339. дои : 10.1016/B978-0-12-382239-0.00006-6. ISBN 978-0-12-382239-0.
  2. ^ Кава MP, Дина А.А., Мут К., Митчелл MJ (1973). «Н-Фенилмалеимид». Органические синтезы; Сборник томов , т. 5, с. 944.
  3. ^ аб Биркиншоу Дж. Х., Калянпур М. Г., Стикингс CE (февраль 1963 г.). «Исследования по биохимии микроорганизмов. 113. Пенколид, азотсодержащий метаболит Penicillium multicolor Григорьева-Манилова и Порадиелова». Биохимический журнал . 86 (2): 237–243. дои : 10.1042/bj0860237. ПМК 1201741 . ПМИД  13971137. 
  4. ^ Путри С.П., Киносита Х., Ихара Ф., Игараши Ю., Нихира Т. (август 2009 г.). «Фариномалеин, содержащее малеимид соединение энтомопатогенного гриба Paecilomyces Farinosus». Журнал натуральных продуктов . 72 (8): 1544–6. дои : 10.1021/np9002806. ПМИД  19670877.
  5. ^ Коньев О, Вагнер А (август 2015 г.). «Разработки и последние достижения в области реакций селективного образования эндогенных аминокислотных связей для биоконъюгации». Обзоры химического общества . 44 (15): 5495–5551. дои : 10.1039/C5CS00048C . ПМИД  26000775.
  6. ^ Фрэнсис МБ, Каррико И.С. (декабрь 2010 г.). «Новые рубежи биоконъюгации белков». Современное мнение в области химической биологии . 14 (6): 771–773. дои : 10.1016/j.cbpa.2010.11.006. ПМИД  21112236.
  7. ^ Хермансон Г (2013). «Глава 1 - Введение в биоконъюгацию». Биоконъюгатные методы . Эльзевир. стр. 1–125. дои : 10.1016/B978-0-12-382239-0.00001-7. ISBN 978-0-12-382239-0.
  8. ^ Бек А., Гетч Л., Дюмонте С., Корвая Н. (май 2017 г.). «Стратегии и проблемы для следующего поколения конъюгатов антител и лекарств». Обзоры природы. Открытие наркотиков . 16 (5): 315–337. дои : 10.1038/nrd.2016.268. PMID  28303026. S2CID  22045270.
  9. ^ Тонглаирум П., Бранниган Р.П., Опанасопит П., Хуторянский В.В. (октябрь 2016 г.). «Наногели, содержащие малеймид, как новые мукоадгезивные материалы для доставки лекарств». Журнал химии материалов Б. 4 (40): 6581–6587. дои : 10.1039/C6TB02124G . ПМИД  32263701.
  10. ^ Калдыбеков Д.Б., Тонглаирум П., Опанасопит П., Хуторянский В.В. (январь 2018 г.). «Мукоадгезивные липосомы, функционализированные малеимидом, для доставки лекарств в мочевой пузырь» (PDF) . Европейский журнал фармацевтических наук . 111 : 83–90. дои : 10.1016/j.ejps.2017.09.039. PMID  28958893. S2CID  35605027.
  11. ^ Моисеев Р.В., Калдыбеков Д.Б., Филиппов СК, Радулеску А, Хуторянский ВВ (ноябрь 2022 г.). «Украшенные малеймидом ПЭГилированные мукоадгезивные липосомы для доставки лекарств в глаза». Ленгмюр . 38 (45): 13870–13879. doi : 10.1021/acs.langmuir.2c02086. ПМЦ 9671038 . ПМИД  36327096. 
  12. ^ Лин К.Ф., Лин Дж.С., Ченг Ч. (1996). «Высокотемпературные смолы на основе аллиламина/бисмалеимидов» (PDF) . Полимер . 37 (21): 4729–4737. дои : 10.1016/S0032-3861(96)00311-4.
  13. ^ Андерсон В.Д., Мортара С. (23–26 апреля 2007 г.). «Аэроупругий проект F-22 и проверка испытаний». Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA) : 4. doi : 10.2514/6.2007-1764. ISBN 978-1-62410-013-0.
  14. ^ «Lockheed Martin F-35B может похвастаться технологией НЛО и сражается за команду США» . Международное время науки. 21 августа 2013 года. Архивировано из оригинала 21 февраля 2014 года . Проверено 28 января 2014 г.

Внешние ссылки