Thioestery

skupina chemických sloučenin

Thioestery jsou organické sloučeniny obsahující funkční skupiny s obecným vzorcem R–S–CO–R', jedná se o analogy karboxylátových esterů, u kterých je atom kyslíku spojující zbytek kyseliny s alkoholovým nahrazen atomem síry. Vznikají esterifikačními reakcemi karboxylových kyselinthioly. V biochemii jsou významnými zástupci deriváty koenzymu A, například acetyl-CoA.[1]

Obecný strukturní vzorec thioesteru

PřípravaEditovat

Nejčastěji se thioestery připravují reakcemi acylchloridů s thioláty alkalických kovů:[1]

RSNa + R′COCl → R′COSR + NaCl

Další často používaný způsob spočívá v odštěpení halogenidů solemi alkalických kovů s thiokarboxylovými kyselinami, například thioacetáty lze získat z thiooctanu draselného:[1]

CH3COSK + RX → CH3COSR + KX

Obdobná alkylace octanových solí se provádí jen ojediněle. Lze ji provést působením Mannichových zásad na thiokarboxylové kyseliny:

CH3COSH + R′2NCH2OH → CH3COSCH2NR′2 + H2O

Thioestery mohou být rovněž připraveny kondenzací thiolů a karboxylových kyselin za přítomnosti dehydratačního činidla:[2][3]

RSH + R′CO2H → RSC(O)R′ + H2O

Obvykle používaným dehydratačním činidlem je zde [N,N'-dicyklohexylkarbodiimid (DCC).[4] Lepší udržitelnosti přípravy a výroby thioesterů bylo dosaženo použitím bezpečnějšího činidla v podobě anhydridu kyseliny propanfosfonové (T3P) a k přírodě šetrnějšího rozpouštědla cyklopentanonu.[5] Acylanhydridy a některé laktony mohou být použity na přípravu thioesterů rekcemi s thioly za přítomnosti zásady.

Thioestery mohou být vytvořeny přeměnou alkoholů Micunobovou reakcí za využití kyseliny thiooctové.[6]

Jinou možností je karbonylace alkynů a alkenů za přítomnosti thiolu.[7]

ReakceEditovat

Karbonylová skupina thioesterů je reaktivní vůči nukleofilům, dokonce reaguje i s vodou. Thioestery jsou tak častými meziprodukty přeměn alkylhalogenidů na alkylthioly. Thioestery reagují s aminy za tvorby amidů:

 

V podobné reakci, využívající „měkký“ kov k zachycení thiolátu, jsou thioestery přeměňovány na estery.[8]

Thioestery poskytují užitečnou chemoselektivitu při syntézách biomolekul.[9]

Reakcí probíhající výhradně u thioesterů je Fukujamovo párování, při němž thioester reaguje organozinečnatým halogenidem za katalýzy palladiem, přičemž se tvoří keton.

 
 
Thioestery jsou součástmi NCL metod syntézy peptidů.

BiochemieEditovat

 
Struktura acetylkoenzymu A, thioesteru zapojovaného do biosyntézy řady biomolekul

Thioestery jsou častými meziprodukty biosyntetických reakcí, jako jsou tvorba a rozklad mastných kyselin a kyseliny mevalonové, sloužící jako prekurzor steroidů. Jako příklady lze uvést malonyl-CoA, acetoacetyl-CoA, propionyl-CoA, cinamoyl-CoA a ACP. Acetogeneze probíhá přes syntézu acetyl-CoA. Do biosyntézy ligninů jsou zapojeny thioesterové deriváty kyseliny kávové.[10]

Tyto thioestery se tvoří podobně jako syntetické, rozdíl spočívá v tom, že dehydratačním činidlem je ATP. Thioestery mají také velký význam při značení bílkovin ubikvitinem, který označuje proteiny určené k degradaci.

Oxidací atomu síry u thioesterů (či thiolaktonů) je součástí bioaktivace léčiv proti srážení krve tiklopidinu, klopidogrelu a prasugrelu.[11][12]

ThionoesteryEditovat

 
Strukturní vzorec methylthionobenzoátu

Thionoestery jsou sloučeniny izomerní s thioestery, atomem síry je zde nahrazen karbonylový kyslík esteru; například methylthionobenzoát má vzorec C6H5C(S)OCH3. Tyto látky se obvykle připravují reakcemi thioacylchloridů s alkoholy.[13]

 

Také mohou být získány reakcí Lawessonova činidla s příslušným esterem nebo treating Pinnerových solí se sulfanem. Další variantu představuje transesterifikace methylthionoesteru za přítomnosti alkoholu v zásaditém prostředí.[14]

 

OdkazyEditovat

ReferenceEditovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Thioester na anglické Wikipedii.

  1. a b c Matthys J. Janssen "Carboxylic Acids and Esters" in PATAI's Chemistry of Functional Groups: Carboxylic Acids and Esters, Saul Patai, Ed. John Wiley, 1969, New York: pp. 705–764 DOI:10.1002/9780470771099.ch15
  2. S. Fujiwara; N. Kambe. Topics in Current Chemistry. Berlin / Heidelberg: Springer, 2005. ISBN 978-3-540-23012-0. DOI 10.1007/b101007. Kapitola Thio-, Seleno-, and Telluro-Carboxylic Acid Esters, s. 87–140. 
  3. Synthesis of thioesters [online]. Organic Chemistry Portal. Dostupné online. 
  4. MORI, Y.; SEKI, M. Synthesis of Multifunctionalized Ketones Through the Fukuyama Coupling Reaction Catalyzed by Pearlman's Catalyst: Preparation of Ethyl 6-oxotridecanoate. Org. Synth.. 2007, s. 285. Dostupné online. (anglicky) ; Coll. Vol.. S. 281. (anglicky) 
  5. Andrew Jordan; Helen F. Sneddon. Development of a solvent-reagent selection guide for the formation of thioesters. Green Chemistry. 2019, s. 1900–1906. DOI 10.1039/C9GC00355J. 
  6. R. Volante. A new, highly efficient method for the conversion of alcohols to thiolesters and thiols. Tetrahedron Letters. 1981, s. 3119–3122. DOI 10.1016/S0040-4039(01)81842-6. 
  7. Šablona:Ullmann
  8. Wan Kit Chan; S. Masamune; Gary O. Spessard. Preparation Of O-esters From The Corresponding Thiol Esters: Tert-butyl Cyclohexanecarboxylate. Organic Syntheses. 1983, s. 48. DOI 10.15227/orgsyn.061.0048. 
  9. N. A. McGrath; R. T. Raines. Chemoselectivity in chemical biology: Acyl transfer reactions with sulfur and selenium. Accounts of Chemical Research. 2011, s. 752–761. DOI 10.1021/ar200081s. PMID 21639109. 
  10. A. L. Lehninger; D. L. Nelson; M. M. Cox. Principles of Biochemistry. [s.l.]: Worth Publishing, 2000. Dostupné online. ISBN 1-57259-153-6. 
  11. D. Mansuy; P. M. Dansette. Sulfenic acids as reactive intermediates in xenobiotic metabolism. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2011, s. 174–185. Dostupné online. DOI 10.1016/j.abb.2010.09.015. PMID 20869346. 
  12. P. M. Dansette; J. Rosi; J. Debernardi; G. Bertho; D. Mansuy. Metabolic Activation of Prasugrel: Nature of the Two Competitive Pathways Resulting in the Opening of Its Thiophene Ring. Chemical Research in Toxicology. 2012, s. 1058–1065. Dostupné online. DOI 10.1021/tx3000279. PMID 22482514. 
  13. R. J. Cremlyn. An Introduction to Organosulfur Chemistry. [s.l.]: John Wiley and Sons, 1996. ISBN 0-471-95512-4. 
  14. J. Josiah; Robert Britton; Chadron M. Friesen. Base-Catalyzed Transesterification of Thionoesters. The Journal of Organic Chemistry. 2018-10-04, s. 12784–12792. Dostupné online. DOI 10.1021/acs.joc.8b02260. PMID 30235418. 

Související článkyEditovat

Externí odkazyEditovat