Makrocikli

Makrocikli so organske molekule, ki vsebujejo obroč iz najmanj dvanajstih atomov. Glavni predstavniki te skupine so kronski etri, kaliksareni, porfirini in ciklodekstrini.

IUPAC definicija: Makrocikel: ciklična makromolekula ali večji ciklični del makromolekule.

• ciklična makromolekula nima končnih skupin, a je lahko kljub temu smatrana za verigo.
  • v literaturi se termin makrocikel včasih uporablja za molekule z nizko molsko maso, ki se sicer ne bi klasificirale kot makrocikli..

Sinteza

Tvorba makrociklov z zaprtjem obroča je imenovana makrociklizacija. Glavna težava tvorbe molekul tega tipa je, da se večji obroči težje tvorijo. Tvorijo manjši obroči ali polimeri,ki so kinetično favorizirani produkti. Težavo rešimo z visokim razredčenjem, zaradi katerega se favorizirajo intramolekularni procesi.

Makrociklizacije lahko izvajamo tudi templatno. Templati so ioni, molekule ali površine, ki vežejo oz. razporedijo zvrsti tako, da nastane obroč določene velikosti. Na primer, kronski etri se pogosto tvorijo v prisotnosti ionov alkalijskih kovin, ki organizirajo komponente s kompleksiranjem. Ilustrativni primer makrociklizacije je sinteza muskona iz citronelala z rutenijevim templatom.

Pojavi in uporaba

Eden pomembnejših načinov uporabe je sinteza makrocikličnih antibiotikov - makrolidov (npr. clarithromycin). Kofaktorji, za ta primer najbolj zanimivi kovinski ioni, se vežejo na makrociklične ligande, ki vključujejo porfirine, korine in klorine. Omogočajo njihov transport čez hidrofobne membrane oz. topila, saj ion obda s hidrofobnim slojem. Pogosto so bioaktivni in so lahko uporabni za vnos zdravil.

Pomembna aplikacija je sinteza makrocikličnih antibiotikov, makrolidov (npr. klaritromicin).

Viri

[1] Hamilton-Miller, JM (1973). "Chemistry and Biology of the Polyene Macrolide Antibiotics". Bacteriological Reviews. 37 (2): 166–196. PMC 413810. PMID 4578757.

[2] Zhichang Liu; Siva Krishna Mohan Nalluria; J. Fraser Stoddart (2017). "Surveying macrocyclic chemistry: from flexible crown ethers to rigid cyclophanes". Chemical Society Reviews. 46 (9): 2459–2478. doi:10.1039/c7cs00185a. PMID 28462968.

[3] R. G. Jones; J. Kahovec; R. Stepto; E. S. Wilks; M. Hess; T. Kitayama; W. V. Metanomski (2008). IUPAC. Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature, IUPAC Recommendations 2008 (the "Purple Book") (PDF). RSC Publishing, Cambridge, UK.

[4] François Diederich; Peter J. Stang; Rik R. Tykwinski, eds. (2008). Modern Supramolecular Chemistry: Strategies for Macrocycle Synthesis. Wiley‐VCH. doi:10.1002/9783527621484. ISBN 9783527621484.

[5] H. Höcker (2009). "Cyclic and Macrocyclic OrganicCompounds – a Personal Review in Honor of Professor Leopold Ružička". Cyclic and Macrocyclic Organic Compounds, Kem. Ind. 58: 73–80.

[6] Vicente Martí-Centelles; Mrituanjay D. Pandey; M. Isabel Burguete; Santiago V. Luis (2015). "Macrocyclization Reactions: The Importance of Conformational, Configurational, and Template-Induced Preorganization". Chem. Rev. 115 (16): 8736–8834. doi:10.1021/acs.chemrev.5b00056. PMID 26248133.

[7] Gerbeleu, Nicolai V.; Arion, Vladimir B.; Burgess, John (2007). Nicolai V. Gerbeleu; Vladimir B. Arion; John Burgess (eds.). Template Synthesis of Macrocyclic Compounds. Wiley‐VCH. doi:10.1002/9783527613809. ISBN 9783527613809.

[8] Pedersen, Charles J. (1988). "Macrocyclic Polyethers: Dibenzo-18-Crown-6 Polyether and Dicyclohexyl-18-Crown-6 Polyether". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 6, p. 395

[9] Kamat, V.P.; Hagiwara, H.; Katsumi, T.; Hoshi, T.; Suzuki, T.; Ando, M. (2000). "Ring Closing Metathesis Directed Synthesis of (R)-(−)-Muscone from (+)-Citronellal". Tetrahedron. 56 (26): 4397–4403. doi:10.1016/S0040-4020(00)00333-1.

[10] Paul R. Ortiz de Montellano (2008). "Hemes in Biology". Wiley Encyclopedia of Chemical Biology. John Wiley & Sons. doi:10.1002/9780470048672.wecb221. ISBN 978-0470048672.

[11] Choi, Kihang; Hamilton, Andrew D. (2003). "Macrocyclic anion receptors based on directed hydrogen bonding interactions". Coordination Chemistry Reviews. 240 (1–2): 101–110. doi:10.1016/s0010-8545(02)00305-3.

[12] Ermert, Philipp (2017-10-25). "Design, Properties and Recent Application of Macrocycles in Medicinal Chemistry". CHIMIA International Journal for Chemistry. 71 (10): 678–702. doi:10.2533/chimia.2017.678. PMID 29070413.

[13] Marsault, Eric; Peterson, Mark L. (2011-04-14). "Macrocycles Are Great Cycles: Applications, Opportunities, and Challenges of Synthetic Macrocycles in Drug Discovery". Journal of Medicinal Chemistry. 54 (7): 1961–2004. doi:10.1021/jm1012374. ISSN 0022-2623. PMID 21381769.