Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
Таким же действием, как и физостигмнн, обладает синтетическое производное .н-аминофснола, и р о с т и г м и н м-(СНзЬ.К'СООСоН-^СНз^ЗО^Нз. В настоящее время его часто применяют вместо физостигмипа.
ГЛАВА 75
БИОГЕНЕЗ ПРИРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ 1
Исключительная способность живой клетки к синтезу органических соединений уже давно привлекала внимание химиков, и поэтому еще в ранних органо-химических исследованиях делались попытки выяснить пути, по которым живая клетка создает большое число органических веществ. Различные гипотезы об этих путях первоначально не были достаточно обоснованы, но за последние годы был сделан ряд открытии (главным образом с помощью меченых соединений), позволивших придти к важным заключениям о биогенезе природных веществ.
Если можно показать, что вещество А в клетке превращается через продукт Б в соединение В, то это, конечно, еще пе означает, что такой путь образования В является единственным возможным или, хотя бы, наиболее обычным. Можно лишь считать, что А и Б эквивалентны исходным веществам и могут их заменить; идентификация же этих веществ часто представляет большие трудности и в каждом случае требует тщательных исследований.
Ниже в качестве примеров будут кратко рассмотрены некоторые теории биосинтеза различных органических природных веществ.
* [В действительности, формула строения эзсрпна была предложена Робинсоном и доказана Барджсром и Стедмапом. а пе Полоиовскимн; синтез эзерпна также был осуществлен иным путем. Подробнее об этом см. в книге Т. А. Генри «Химия растительных алкалоидов», Госхнми.чдат, (956. — Прим. редактора.]
' Ср. R. Robinson, «The Structural Relations of Natural Products», Oxford, 1955; C. Schopf, Z. Angew. Chem.. 50, 779 (1937); A. J. Birch, в книге «Perspectives in Organic Chemistry», N. Y., 1956, стр. 134 [Перспективы развития органической химии, под ред. А. Тодда; Издатинлит, 1959, стр. 103], а также в книге L. Zec Ii meiste г, «Fortschritte der Chemie Organischer Natursloffe», Bd. 14, Wien, 1957, стр. 186.
Нзопреновое правило
1135
Изопреновое правило. Наличие в терпенах изопреновых или изо-пентановых остатков, первоначально установленное Валлахом, привело Ружичку в 1У22 г. к формулированию так называемого изопрено-в0Го правила, согласно которому углеродный скелет терпенов и родственных соединении построен из изопентановых групп:
с—с—С—С
нзопеїгтаиовая группа
соон
аоиетиновая кислота
Р-амирин
Это правило впоследствии оказалось полезным для выяснения строения многих соединений, так как оно ограничило число возможных формул. Его не следует, однако, понимать в том смысле, что биогенез терпенов в действительности протекает через изопрен. Наоборот, мы точно знаем, что это не так. Во многих случаях удалось доказать, что микроорганизмы способны синтезировать терпены, стероиды, сквалеп и т. п. полностью из уксусной кислоты и что образующаяся из трех ацетатных остатков мевалоновая кислота
НООССН2С (ОН) СНгСНгОН I
сн„
очень часто является исходным веществом в биосинтезе этих терпенов и стероидов. Поэтому можно считать достаточно обоснованными пред-положения о том, что синтезы природных веществ, построенных из «изопреновых единиц», осуществляются из ацетата через мевалоповую кислоту, причем изопрен как таковой в этих процессах не принимает никакого участия. Вероятный механизм таких синтезов будет рассмотрен несколько позже.
Соединение ацетильных групп по схеме «голова к хвосту». Уже в начале нашего столетия Колли на основании своих работ по дегидр-ацетовой кислоте и диацетплацетопу постулировал биогенез фенолов нз остатков уксусной кислоты соединением последних по схеме «голова к хвосту». Так, например, орсин по этой схеме образуется в результате следующих реакций:
—со
4СН8соон —> сн3со;сн2со;сн2со:сн2соон-
тетрауксусная кислота
со
/ \,
-ию
сн3
сн., сн.,
I " I
-со со /
сн„
он I
Н:;С-
ч/
-он
орсин
диацетилане гон
Сначала гипотеза Колли не имела успеха, так как было высказано мнение, что такой небольшой элемент, как молекула уксусной кислоты, теоретически может быть исходным для построения почти любой
1136
Гл. 75. Биогенез природных веществ
желаемой структуры. Однако в 1953 г. «ацетатное правило» было видоизменено и расширено Берчем и стало полезным принципом для разъяснения биогенеза многих природных веществ.
Биогенез изопреноидов, с одной стороны, и соединений, построенных по «ацетатному правилу» Колли — Берча, с другой, может быть в настоящее время рассмотрен и попят с единой точки зрения. Вначале при участии коэпзпма Л происходит конденсация двух молекул уксусной кислоты по принципу «голова к хвосту» с образованием промежуточного продукта из которого в результате дальнейших аналогичных конденсаций по пути II получается полнацетильная цепь (ацетилацетон, диацетилацетон и т. д.); последняя, в свою очередь, представляет собой исходный материал для всех тех природных веществ, синтез которых' протекает по «ацетатному правилу».
Если, однако, промежуточный продукт 1 (ацетоуксусная кислота) реагирует с активированной уксусной кислотой не своей метильной, а кетонной группой (путь I), то образуется мевалоновая кислота, из которой по нижеследующей схеме могут быть построены «изопреновые цепи»: _
