WikiDer > Капнеллен

Capnellene
Капнеллен
Delta-Capnellene.svg
(-) - Δ9(12)-капнеллен
Имена
Другие имена
Капнеллен, Δ9(12)-капнеллен
Идентификаторы
3D модель (JSmol)
ChemSpider
Характеристики
C15ЧАС24
Молярная масса204.357
Опасности
Главный опасностилегковоспламеняющийся
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Капнеллен это встречающийся в природе трициклический углеводород происходит от Капнелла imbricata, разновидность мягких кораллов, обитающих в Индонезия. С 1970-х годов капнеллен стал объектом синтеза многих исследователей из-за его стереохимия, функциональность и интересная геометрия карбонового каркаса. Много алкоголь производные капнеллена продемонстрировали потенциал в качестве химиотерапевтический агент с антибактериальный, противовоспалительное средство и противоопухолевые свойства.

Структура

Δ9(12)-капнеллен, также называемый в литературе просто капнеленом, представляет собой мононенасыщенный углеводород с молекулярной формулой C15ЧАС24. Он имеет трициклический скелет, геминальную диметильную группу, третичную метильную группу и экзоциклическую метиленовую группу.

Capnellene.png

Капнеллен также является сесквитерпен, класс терпены это естественно полухимикаты. Однако это не изопреноидный сесквитерпен, а это означает, что в отличие от большинства сесквитерпенов его структура не основана на повторении изопрен единица. Капнеллен является предполагаемым биосинтетическим предшественником капнелланолов, группы спиртов на основе капелленового скелета, которые также производятся Capnella imbricata, Тем не менее биосинтез содержание этих соединений еще не выяснено.[1][2]

История

Группа капнеллана стала центром синтеза в 1970-х и 80-х годах. Ученые полагали, что эти соединения имели противомикробный свойства, основанные на более раннем открытии антимикробной активности в горгонария мягкие кораллы[3] и более позднее исследование антимикробных терпеноид соединения в альционарии.[4] Также постулировалось, что капнеллены также защищают мягкий коралл, предотвращая оседание личинок.[4]

Capnellenetriol.png

Capnella imbricata является богатым источником многих неизопреноидных сесквитерпенов, которые все разделяют цис, анти, цис-tricyclo [6.3.0.02,6] ундекановая кольцевая система.[5] Следовательно, первым известным выделением производного капнеллана был не капнеллен, а капнелланол. В рамках продолжающегося поиска терпеноидов из морских источников Kaisin et al. (1974)[6] характеризует наиболее распространенный терпеноид Δ9(12)-капнеллен-3β, 8β, 10α-триол, из колоний Capnella imbricata. Структура и абсолютная конфигурация триола определяли по спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и позже подтверждено рентгеновская кристаллография.[7]

Kaisin et al. (1974)[6] придумал название «капнеллан» для углеводородного скелета, на котором основана молекула. Однако Shiekh et al. (1976)[8] также утверждают, что произошли от имени. Первое выделение углеводородной формы Δ9(12)-капнеллен, был получен в 1978 году.[9] С тех пор многочисленные группы изолировали как ∆9(12)-капнеллен и его спиртовые производные.

Естественная изоляция

Precapnelladiene.png

Встречающиеся в природе спиртовые производные капнеллена были выделены с помощью простой экстракции ацетоном.[10] из Capnella imbricata, вид мягких кораллов (порядок Альционацея) известный как Kenya Tree Coral. Капнелла - широко распространенный род мягких кораллов, обитающих в основном в тропических рифах Индонезии.[11] Эти кораллы производят различные стерины, сесквитерпены и дитерпены. В частности, производные капнелланола, содержащиеся в Капнелла служить защитной системой, подавляя рост микроорганизмы и поселение личинок на поверхности коралла.[12] Однако детали этого защитного механизма широко не изучены. Хотя естественный синтез капнеллена и его производных еще не изучен, сесквитерпеновый углеводородный прекапнелладиен был выделен из того же коралла, и исследования показывают, что он может быть биогенетическим. предшественник.[13]

Полный синтез

Капнеллен был популярной мишенью для синтеза из-за его молекулярной архитектуры, его роли в защитном механизме мягких кораллов, а также проблемы, связанной с высокой степенью стереохимической сложности и сложностью скелета ундекана.[1][2][14] В 1981 году был осуществлен первый стереоконтролируемый синтез (±) -Δ9(12)-капнеллен был получен в девять этапов с общим выходом 60%.[5] Их исходный реагент представлял собой диметилированный циклопентенилкарбоксальдегид, и общий синтез проходил в форме ряда пентановых колец. аннуляции. Второе пентановое кольцо образовано конденсация из альдегид винилмагнийбромидом, а затем Назаровская циклизация диенона. Региоспецифическая [3 + 2] циклопентаннуляция с использованием озонолиз и внутримолекулярный альдольная конденсация, образует третье кольцо, и простая реакция дегидратации дает целевой капеллен.

Revised stevens paquette Synthesis.png

С момента первого синтеза многие исследователи успешно собрали капнеллен и его производные. Подходы к этому синтезу разнообразны и включают в себя такие центральные шаги, как аннулирование, метатезис олефинов, радикальная циклизация, и реакции захвата.[1][2][5][12][15][16] Синтез, который чаще всего цитируется в литературе, включает два ключевых промежуточных соединения, образованных Стилле реакция, то палладийкатализированный связь из винил трифлат с винилом Станнане.[17] Легко приготовленный триметилциклопентанон можно превратить в винилтрифлат, который связывают с винилстаннаном на первой стадии, катализируемой палладием, с получением желаемого дивинилкетона. Второе 5-членное кольцо образуется в результате циклизации Назарова, и продукт готовится для второго катализируемого палладием сочетания. Эта стадия дает еще один дивинилкетон, который можно циклизовать до Enone, гидратированныйи превращается в алкен путем олефинирования с получением капнеллена.

PaladiumSynthesis.png

Приложения

С 1960-х годов морские организмы с надежными системами химической защиты стали мишенью для «молекулярной добычи» - метода открытия лекарств, который исследует интересующие организмы на предмет полезных соединений.[18] Химические вещества, участвующие в защитных системах этих организмов, часто обладают антибактериальными, противовоспалительными и химиотерапевтическими свойствами. Производные капнеллена и их наземные аналоги, гирсутаны, демонстрируют антибактериальные и противоопухолевые свойства с фармакологическим потенциалом.[1]

Противоопухолевые свойства

Капнеллен-8β, 10α-диол и его ацилированный деривативы демонстрируют значительные цитотоксичность in vitro против эпителиоидной карциномы шейки матки (HeLa, оральный эпидермоид (KB), медуллобластома (Даой) и толстая кишка аденокарцинома (WiDr) линии опухолевых клеток человека.[19] Диол также был эффективен против человека. лейкемия, почечная лейомиобластома, двоеточие и рак молочной железы Сотовые линии.[20] В том же исследовании капнеллен-8β-ол продемонстрировал селективную токсичность в отношении лейомиобластомы почек и рак яичников клеточных линий, в то время как 3β-ацетоксикапнеллен-8β, 10α, 14β-триол был активен против клеточных линий лейкемии. Противоопухолевые свойства производных капнеллена еще предстоит изучить. in vivo.

Противовоспалительные свойства

Производные капнеллена недавно были определены как возможные средства лечения невропатическая боль. Невропатическая боль характеризуется повреждением периферических или центральных нервов, что приводит к патологическому ноцицептивный передача, нейронный процесс, отвечающий на вредные раздражители. Два производных капнеллена Δ9,12-капнеллен-8β, 10α-диол и 8α-ацетокси-Δ9,12-капнеллен-10α-ол демонстрирует потенциал как анальгетики способен ослабить невропатическую боль. Эти соединения были показаны in vivo уменьшить два белка, которые опосредуют воспаление, циклооксигеназа-2 (ЦОГ-2) и индуцируемый синтаза оксида азота (iNOS).[21] В естественных условиях, Δ9,12-капнеллен-8β, 10α-диол ингибируется гипералгезия поведение на мышиной модели нейропатической боли дозозависимым образом. Дополнительно обработка Δ9,12-капнеллен-8β, 10α-диол ингибировал повышающую регуляцию иммунореактивности в мышиной модели, специфически направляя продукцию COX-2.[22] В отличие от многих нестероидные противовоспалительные препараты, Δ9,12-капнеллен-8β, 10α-диол выгоден по своей селективности в отношении изофермента СОХ-2, избегая многих желудочно-кишечных побочных эффектов, связанных с ингибированием СОХ-1. Этот факт позволил бы управлять Δ9,12-капнеллен-8β, 10α-диол в более высоких дозах, потенциально предлагающий значительное облегчение невропатической боли.

Capnellene Drugs.png

Рекомендации

  1. ^ а б c d Стилл, Джон Р .; Граббс, Роберт Х. (1986). «Синтез (. + -.) -. DELTA.9,12-капнеллена с использованием титановых реагентов». Журнал Американского химического общества. 108 (4): 855–856. Дои:10.1021 / ja00264a058.
  2. ^ а б c Mehta, Goverdhan .; Мурти, А. Нараяна .; Редди, Д. Сивакумар .; Редди, А. Вира. (1986). «Общий подход к линейно конденсированным трихинановым натуральным продуктам. Полный синтез (. + -.) - гирсутина, (. + -.) - кориолина и (. + -.) - капнеллена». Журнал Американского химического общества. 108 (12): 3443–3452. Дои:10.1021 / ja00272a046.
  3. ^ Burkholder, P. R .; Буркхолдер, Л. М. (1958). «Антимикробная активность роговых кораллов». Наука. 127 (3307): 1174–5. Дои:10.1126 / science.127.3307.1174. PMID 13555859.
  4. ^ а б Цереско, Л.С. (март 1962 г.). «Химия кишечнополостных. III. Встречаемость антимикробных терпеноидных соединений в зооксантеллах альционариев». Trans N Y Acad Sci. 24 (5 серия II): 502–3. Дои:10.1111 / j.2164-0947.1962.tb01426.x. PMID 13879507.
  5. ^ а б c Paquette, Leo A .; Стивенс, Кеннет Э. (1984). «Стереоконтролируемый полный синтез трихинанового морского сесквитерпена Δ9 (12) -капнеллена». Канадский химический журнал. 62 (11): 2415–2420. Дои:10.1139 / v84-415.
  6. ^ а б Кайсин, М; Sheikh, Y.M .; Дарем, L.J .; Djerassi, C .; Tursch, B .; Daloze, D .; Braekman, J.C .; Losman, D .; Карлссон, Р. (1974). «Капнеллан - новый трициклический сесквитерпеновый скелет из мягкого коралла?». Буквы Тетраэдра. 15 (26): 2239–2242. Дои:10.1016 / S0040-4039 (01) 92222-1.
  7. ^ Карлссон, Р. (1977). «Структура и абсолютная конфигурация Δ9 (12) -капеллен-3β, 8β, 10α-триола». Acta Crystallographica Раздел B. 33 (4): 1143–1147. Дои:10.1107 / S0567740877005548.
  8. ^ Шейх, Y; Singy, G .; Кайсин, М .; Eggert, H .; Джерасси, Карл; Tursch, B .; Daloze, D .; Брекман, Дж. К. (1976). «Терпеноиды - LXXI, Химические исследования морских беспозвоночных - XIV. Четыре представителя нового класса сесквитерпенов - капнеллановый скелет». Тетраэдр. 32 (10): 1171–78. Дои:10.1016/0040-4020(76)85041-7.
  9. ^ Ayanoglu, E; Gebreyesus, T .; Beechan, C.M .; Джерасси, Карл; Кайсин, М. (1978). «Терпеноиды LXXV. Δ9 (12) -капнеллен, новый сесквитерпеновый углеводород из мягкого коралла?». Буквы Тетраэдра. 19 (19): 1671–1674. Дои:10.1016 / S0040-4039 (01) 94636-2.
  10. ^ Кайсин, М .; Braekman, J.C .; Daloze, D .; Турш Б. (1985). «Новые ацетоксикапнеллены из альционовых capnella imbricata». Тетраэдр. 41 (6): 1067–72. Дои:10.1016 / S0040-4020 (01) 96474-9.
  11. ^ «Ocean Coral» предлагает обезболивающее'". Новости BBC. 4 августа 2009 г.. Получено 12 апреля 2011.
  12. ^ а б Лю, H; Кулькарни, М. (1985). «Полный синтез (±) -Δ9 (12) -капнеллена». Буквы Тетраэдра. 26 (40): 4847–4850. Дои:10.1016 / S0040-4039 (00) 94967-0.
  13. ^ Аяноглу, Эсер; Гебрейесус, Таракегн; Бичан, Кертис М .; Джерасси, Карл (1979). «Терпеноиды - LXXVI1Precapnelladiene, возможный биосинтетический предшественник скелета капнеллана». Тетраэдр. 35 (9): 1035–1039. Дои:10.1016 / S0040-4020 (01) 93720-2.
  14. ^ Сингх, V; Prathap, S .; Поринчу, М. (1997). «Новый стереоспецифический полный синтез (±) -Δ9 (12) -капнелена из п-крезола». Буквы Тетраэдра. 38 (16): 2911–2914. Дои:10.1016 / S0040-4039 (97) 00501-7.
  15. ^ Curran, D; Чен, Мэн-Синь (1985). «Радикально-инициированные полиолефиновые циклизации в конденсированном циклопентаноидном синтезе. Полный синтез (±) -Δ9 (12) -капнелена». Буквы Тетраэдра. 26 (41): 4991–4994. Дои:10.1016 / S0040-4039 (01) 80834-0.
  16. ^ Литтл, Р. Дэниэл; Кэрролл, Гэри Л .; Петерсен, Джеффри Л. (1983). «Полный синтез морского природного продукта .DELTA.9 (12) -капнелена. Обращение региохимии во внутримолекулярной реакции улавливания 1,3-диила». Журнал Американского химического общества. 105 (4): 928–932. Дои:10.1021 / ja00342a048.
  17. ^ Crisp, G.T .; Скотт, Уильям Дж .; Стилл, Джон К. (1984). «Катализируемое палладием карбонилирующее сочетание винилтрифлатов с органостаннанами. Полный синтез (. + -.) -. DELTA.9 (12) -капнелена». Журнал Американского химического общества. 106 (24): 7500–7606. Дои:10.1021 / ja00336a033.
  18. ^ Ливетт, Брюс Дж .; Сандалл, Дэвид В .; Киз, Дэвид; Вниз, Джон; Gayler, Ken R .; Саткунанатхан, Нарматха; Халил, Зейнаб (декабрь 2006 г.). «Терапевтическое применение конотоксинов, нацеленных на нейронный никотиновый рецептор ацетилхолина». Токсикон. 48 (7): 810–29. Дои:10.1016 / j.toxicon.2006.07.023. PMID 16979678.
  19. ^ Shen, Y .; Tzeng, G .; Kuo, Y .; Таха Халил, А. (2008). «Цитотоксическая активность производных капнеллена-8b, 10a-диола из тайваньского мягкого коралла Capnella sp» (PDF). J. Chin. Chem. Soc. 55 (4): 828–833. Дои:10.1002 / jccs.200800123. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-04-02.
  20. ^ Моррис, L; Джаспарс, Марсель; Адамсон, Кэти; Вудс, Саманта; Уоллес, Хизер М. (1998). «Пересмотр капнелленов: новые структуры и новая биологическая активность». Тетраэдр. 54 (42): 12953–12958. Дои:10.1016 / S0040-4020 (98) 00784-4.
  21. ^ Чанг, Чин-Сян; Вэнь, Чжи-Хун; Ван, Шан-Квэй; Дух, Чанг-И (2008). «Капнеллены из Formosan Soft CoralCapnella imbricata». Журнал натуральных продуктов. 71 (4): 619–21. Дои:10.1021 / np0706116. PMID 18302334.
  22. ^ Жан, Йен-Сюань; Чен, Ву-Фу; Сун, Чун-Сун; Дух, Чанг-И; Хуанг, Ши-Инь; Линь, Чан-Шинг; Тай, Мин-Хон; Цзэн, Шунь-Фен; Вэнь, Чжи-Хун (2009). «Капнеллен, природное морское соединение, полученное из мягких кораллов, ослабляет нейропатическую боль, вызванную хроническим сужением, у крыс». Британский журнал фармакологии. 158 (3): 713–25. Дои:10.1111 / j.1476-5381.2009.00323.x. ЧВК 2765592. PMID 19663884.