Метод синтезу 1-(феніл)алкіл-3-ацил-1,2,8-триазаспіро[4.5]деканів

Piperidines spiro-fused to other heterocycles and being structural elements of pharmacologically active molecules can be considered as “preferred fragments” of metabotropic receptor ligands. The method for obtaining 1,2,8-triazaspiro [4.5]decane comprising spiroannelation of 1,4-dihydropyridine and pyrazolone cycles. When heating of 1-(phenyl)alkyl-4-[2-[2-arylhyqrazono]-1,3-dioxobutyl]pyridinium halide in pyridine or by reacting of 1-(phenyl)alkyl-4-[2-[2-arylhyqrazono]-1,3-dioxobutyl]pyridinium halides and 1-(phenyl)alkyl-4-{1,3-dioxo-3-phenyl-2-[2-(4-methylphenyl)hydrazono]propyl}pyridinium halides with diisopropylethylamine at 25°C the intramolecular reductive alkylation of the electrophilic pyridinium cation occurs forming 1-(phenyl)alkyl-3-acyl-1,2,8-triazaspiro[4.5]decanes, which are solid coloured substances. The spectral properties of the cyclization products have been studied; formation of the spiro-fused system and the presence of the 1,4-dihydropyridine fragment have been determined. Confi rmation of their structure has been obtained by carrying out the X-ray diffraction of 3-acetyl-8-benzyl-1-phenyl-1,2,8-triazaspiro[4.5]deca-2,6,9-trien-4-one crystal, which, in its turn, has clearly confi rmed orthogonality of the spiro-fused planes. The dihydropyridine ring in the molecule is not fl at and is located in the half-chair conformation with deviation of carbon spiro atom from the plane of the rest atoms of the cycle. This is due to formation of the intramolecular C-H...π hydrogen bond.Пиперидины, спиросочлененные с другими гетероциклами как структурные элементы фармакологически активных молекул, могут рассматриваться как «привилегированные фрагменты» лигандов метаботропных рецепторов. Предлагается способ получения производных 1,2,8-триазаспиро[4.5]декана, заключающийся в спироаннелировании 1,4-дигидропиридинового и пиразолонового циклов. При нагревании 1-(фенил)алкил-4-[2-[2-арилгидразоно]-1,3-диоксобутил]пиридиний галогенидов в пиридине или при взаимодействии 1-(фенил)алкил-4-[2-[2-арилгидразоно]-1,3-диоксобутил]пиридиний галогенидов и 1-(фенил)алкил-4-{1,3-диоксо-3-фенил-2-[2-(4-метилфенил)гидразоно]пропил}пиридиний галогенидов с диизопропилэтиламином при 25оС происходит внутримолекулярное восстановительное алкилирование электрофильного пиридиниевого катиона с образованием 1-(фенил)алкил-3-ацил-1,2,8-триазаспиро[4.5]деканов, которые представляют собой твердые окрашенные вещества. Изучены спектральные свойства продуктов циклизации, на основании которых установлено образование спиросочлененной системы и присутствие фрагмента 1,4-дигидропиридина. Подтверждение их строения получено при проведении РСА кристалла 3-ацетил-8-бензил-1-фенил-1,2,8-триазаспиро[4.5]дека-2,6,9-триен-4-она, который однозначно подтвердил ортогональность спиросочлененных плоскостей. Дигидропиридиновый цикл в молекуле немного разуплощен и находится в конформации полукресло с отклонением спироатома углерода от плоскости остальных атомов цикла, что является следствием образования внутримолекулярной C-H…π водородной связи.Піперідини, спіросполучені з іншими гетероциклами як структурні елементи фармакологічно активних лейовані фраґменти» лігандів метаботропних рецепторів. Пропонується спосіб отримання похідних 1,2,8-триазаспіро[4.5]декану, який полягає в спіроанелюванні 1,4-дигідропіридинового та піразолонового циклів. При нагріванні 1-(феніл)алкіл-4-[2-[2-арилгідразоно]-1,3-діоксобутил]піридинію галогенідів у піридині або при взаємодії 1-(феніл)алкіл-4-[2-[2-арилгідразоно]-1,3-діоксобутил]піридинію галогенідів і 1-(феніл)алкіл-4-{1,3-діоксо-3-феніл-2-[2-(4-метилфеніл)гідразоно]пропіл}піридинію галогенідів з діізопропілетиламіном при 25оС відбувається внутрішньомолекулярне відновне алкілювання електрофільного піридинієвого катіону з утворенням 1-(феніл)алкіл-3-ацил-1,2,8-триазаспіро[4.5]деканів, які є твердими забарвленими речовинами. Вивчені спектральні властивості продуктів циклізації, на основі яких встановлено утворення спіросполученої системи та присутність фрагменту 1,4-дигідропіридину. Підтвердження їх будови отримане при проведенні РСА кристалу 3-ацетил-8-бензил-1-феніл-1,2,8-триазаспіро[4.5]дека-2,6,9-трієн-4-ону, який однозначно підтвердив ортогональність спіросполучених площин. Дигідропіридиновий цикл у молекулі не є плоским і знаходиться в конформації півкрісло, в якій спіроатом Карбону відхилений від площини інших атомів циклу, що є наслідком утворення внутрішньомолекулярного C-H…π водневого зв’язку

Будова 2-арилгідразонів 1R-3-(4-піридиніл)-1,2,3-пропантріонів

For the first time 2-arylhydrazones of 1R-3-(4-pyridinyl)-1,2,3-propanetrion have been synthesized with the help of Japp-Klingemann reaction. They are characterized by the keto-hydrazone structure, but since the initial dicarbonyl compound is asymmetric, there is a real possibility of formation of two tautomer forms – form A (where the fragment with acetyl group acts as the acceptor of the hydrogen bond) and form B (where 4- the pyridoyl fragment acts as the acceptor of the hydrogen bond). In the solid state 2-arylhydrazones of 1R-3-(4-pyridinyl)-1,2,3-propanetriones exist in the form of tautomer A. In the solid state the structure of the initial 1R-3-(4-pyridinyl)-1,2,3-propanetriones, as well as the structure of 2-arylhydrazones of 1R-3-(4-pyridinyl)-1,2,3-propanetriones obtained from of them has been studied with the help of IR spectroscopy (in the range of 1500-1600 cm-1 where the intensive absorption is observed). In this part of the spectrum the hyrazones absorption differs from the initial compounds. Distinctive intensive bands appear in the ranges of 1508-1516 cm-1 and 1640-1665 cm-1. Besides, none of the carbonyl groups of 2-arylhydrazones of 1R-3-(4-pyridinyl)-1,2,3-propanetriones is enolized. Both forms (A and B) may exist in solu­tions. The proportion of forms is controlled by the nature of the solvent. In all compounds of CDCl3 the concentration of isomer A is higher than that of isomer B. In the spectrum of 1-(4-pyridinyl)-1,2,3-butantrion-2-[(4-methylphenyl) hydrazone) there are no signals, which could be attributed to isomer B. It testifies the predominant coordination of the hydrogen bond by the fragment with the acetyl group and formation of strong intramolecular hydrogen bonds. The ratio of isomers in solution of the polar solvent (DMSO-d6) changes in favour of accumulation of more polar minor tautomer B. Factors affecting the isomers equilibrium position have been evaluated together with determina­tion of the dependence between the electronic effect of the substituent in the para-position of the phenylhydrazone fragment and the ratio and characteristics of A and B isomers. The intramolecular hydrogen bond strengthens with the presence of electron-donating substituents, while the thermodynamic efficiency of tautomer A increases. Quaternization of 2-arylhydrazones of 1R-3-(4-pyridinyl)-1,2,3-propanetrion by iodic methyl occurs only by the pyridine atom of nitrogen, thus decreasing the content of compounds that are derivatives of minor tautomer B. С помощью реакции Яппа-Клингемана впервые синтезированы 2-арилгидразоны 1R-3-(4-пиридинил)-1,2,3-пропантрионов. Для них характерно кето-гидразонное строение, но поскольку исходное дикарбонильное соединение несимметрично, реально возможно образование двух таутомерных форм, в одной из которых акцептором водородной связи выступает фрагмент с ацетильной группой (форма А), а в другой – с 4-пиридоильной (форма В). В твердом состоянии 2-арилгидразоны 1R-3-(4-пиридинил)-1,2,3-пропантрионов на- ходятся в форме таутомера А. В твердом состоянии методом ИК спектроскопии в интервале 1500-1600 см-1, где наблюдается интенсивное поглощение, была исследована структура как исходных 1R-3-(4-пиридинил)- 1,3-пропандионов, так и полученных из них 2-арилгидразонов 1R-3-(4-пиридинил)-1,2,3-пропантрионов. В этой части спектра картина поглощения гидразонов отличается от стартовых соединений. Появляются характерные интенсивные полосы при 1508-1516 см-1 и 1640-1665 см-1. При этом ни одна из карбонильных групп 2-арилгидразонов 1R-3-(4-пиридинил)-1,2,3-пропантрионов не енолизирована. В растворе присутствуют обе формы А и В. Соотношение форм контролируется природой растворителя. В CDCl3 у всех соединений содержание изомера А существенно выше, чем изомера В. А в спектре 1-(4-пиридинил)-1,2,3- бутантрион-2-[(4-метилфенил)гидразона) вообще отсутствуют сигналы, которые могут быть отнесены к изомеру B. Это свидетельствует о доминирующей координации водородной связи по фрагменту с ацетильной группой и образовании прочных внутримолекулярных водородных связей. В полярном растворителе (DMSO-d6) соотношение изомеров в растворе изменяется в сторону накопления более полярного минорного таутомера В. Проведена оценка факторов, влияющих на положение равновесия. При этом определена зависимость между электронным эффектом заместителя в пара-положении фенилгидразонного фрагмента и соотношением и характеристиками изомеров А и В. Внутримолекулярная водородная связь становится прочнее в случае присутствия электронодонорных заместителей, а термодинамическая выгодность таутомера А возрастает. Кватернизация 2-арилгидразонов 1R-3-(4-пиридинил)-1,2,3- пропантрионов йодистым метилом проходит исключительно по пиридиновому атому азота и тем самым уменьшает содержание соединений производных от минорного таутомера В.Реакцією Яппа-Клінгемана вперше синтезовані 2-арилгідразони 1R-3-(4-піридиніл)-1,2,3-пропантріонів. Для них характерна кето-гідразонна будова, але оскільки вихідна дикарбонільна сполука несиметрична, реально можливе утворення двох таутомерних форм, в одній з яких акцептором водневого зв’язку виступає фрагмент з ацетильною групою (форма А), а в другій – з 4-піридоїльною групою (форма В). У твердому стані 2-арилгідразони 1R-3-(4-піридиніл)-1,2,3-пропантріонів знаходяться у формі таутомера А. У твердому стані методом ІЧ-спектроскопії в інтервалі 1500-1600 см-1, де спостерігаєть­ся інтенсивне поглинання, була досліджена структура як вихідних 1R-3-(4-піридиніл)-1,3-пропандіонів, так і отриманих з них 2-арилгідразонів 1R-3-(4-піридиніл)-1,2,3-пропантріонів. У цій частині спектра картина поглинання гідразонів відрізняється від стартових сполук. З’являються характерні інтенсивні смуги при 1508-1516 см-1 та 1640-1665 см-1. При цьому жодна з карбонільних груп 2-арилгідразонів 1R-3-(4-піридиніл)-1,2,3-пропантріонів не енолізована. В розчині вже присутні обидві форми А і В. Співвідношення форм контролюється природою розчинника. В CDCl3 у всіх сполук вміст ізомера А зна­чно вищий, ніж ізомера В. А в спектрі 1-(4-піридиніл)-1,2,3-бутантріон-2-[(4-метилфеніл)гідразону) вза­галі відсутні сигнали, які можуть бути віднесені до ізомера B. Це свідчить про переважну реалізацію координації водневого зв’язку за фрагментом з ацетильною групою і утворення міцних внутрішньомолекулярних водневих зв’язків. У полярному розчиннику (DMSO-d6) співвідношення ізомерів у розчині змінюється у бік накопичення більш полярного мінорного таутомера В. Проведена оцінка факторів, які впливають на положення рівноваги. При цьому встановлена залежність між електронним ефектом замісника в пара-положенні фенілгідразонного фрагмента і співвідношенням та характеристиками ізомерів А та В. Внутрішньомолекулярний водневий зв’язок зміцнюється у випадку присутності електронодонорних замісників, а термодинамічна вигідність таутомера А зростає. Кватернізація 2-арилгідразонів 1R-3-(4-піридиніл)-1,2,3-пропантріонів йодистим метилом проходить виключно по піридиновому атому азота і тим самим зменшує вміст сполук похідних від мінорного таутомера В

Molecular Mechanisms of Fiber Differential Development between G. barbadense and G. hirsutum Revealed by Genetical Genomics

Cotton fiber qualities including length, strength and fineness are known to be controlled by genes affecting cell elongation and secondary cell wall (SCW) biosynthesis, but the molecular mechanisms that govern development of fiber traits are largely unknown. Here, we evaluated an interspecific backcrossed population from G. barbadense cv. Hai7124 and G. hirsutum acc. TM-1 for fiber characteristics in four-year environments under field conditions, and detected 12 quantitative trait loci (QTL) and QTL-by-environment interactions by multi-QTL joint analysis. Further analysis of fiber growth and gene expression between TM-1 and Hai7124 showed greater differences at 10 and 25 days post-anthesis (DPA). In this two period important for fiber performances, we integrated genome-wide expression profiling with linkage analysis using the same genetic materials and identified in total 916 expression QTL (eQTL) significantly (P<0.05) affecting the expression of 394 differential genes. Many positional cis-/trans-acting eQTL and eQTL hotspots were detected across the genome. By comparative mapping of eQTL and fiber QTL, a dataset of candidate genes affecting fiber qualities was generated. Real-time quantitative RT-PCR (qRT-PCR) analysis confirmed the major differential genes regulating fiber cell elongation or SCW synthesis. These data collectively support molecular mechanism for G. hirsutum and G. barbadense through differential gene regulation causing difference of fiber qualities. The down-regulated expression of abscisic acid (ABA) and ethylene signaling pathway genes and high-level and long-term expression of positive regulators including auxin and cell wall enzyme genes for fiber cell elongation at the fiber developmental transition stage may account for superior fiber qualities

The localization of NADPH oxidase and reactive oxygen species in in vitro-cultured Mesembryanthemum crystallinum L. hypocotyls discloses their differing roles in rhizogenesis

This work demonstrated how reactive oxygen species (ROS) are involved in the regulation of rhizogenesis from hypocotyls of Mesembryanthemum crystallinum L. cultured on a medium containing 1-naphthaleneacetic acid (NAA). The increase of NADPH oxidase activity was correlated with an increase of hydrogen peroxide (H2O2) content and induction of mitotic activity in vascular cylinder cells, leading to root formation from cultured hypocotyls. Diphenylene iodonium (DPI), an inhibitor of NADPH oxidase, inhibited H2O2 production and blocked rhizogenesis. Ultrastructural studies revealed differences in H2O2 localization between the vascular cylinder cells and cortex parenchyma cells of cultured explants. We suggest that NADPH oxidase is responsible for H2O2 level regulation in vascular cylinder cells, while peroxidase (POD) participates in H2O2 level regulation in cortex cells. Blue formazan (NBT) precipitates indicating superoxide radical (O2 •−) accumulation were localized within the vascular cylinder cells during the early stages of rhizogenesis and at the tip of root primordia, as well as in the distal and middle parts of newly formed organs. 3,3′-diaminobenzidine (DAB) staining of H2O2 was more intense in vascular bundle cells and in cortex cells. In newly formed roots, H2O2 was localized in vascular tissue. Adding DPI to the medium led to a decrease in the intensity of NBT and DAB staining in cultured explants. Accumulation of O2 •− was then limited to epidermis cells, while H2O2 was accumulated only in vascular tissue. These results indicate that O2 •− is engaged in processes of rhizogenesis induction involving division of competent cells, while H2O2 is engaged in developmental processes mainly involving cell growth

Structural characterisation of the pectic polysaccharide rhamnogalacturonan II using an acidic fingerprinting methodology.

Rhamnogalacturonan II (RG-II) is a structurally complex cell wall pectic polysaccharide. Despite its complexity, both the structure of RG-II and its ability to dimerise via a borate diester are conserved in vascular plants suggesting that RG-II has a fundamental role in primary cell wall organisation and function. The selection and analysis of new mutants affected in RG-II formation represents a promising strategy to unravel these functions and to identify genes encoding enzymes involved in RG-II biosynthesis. In this paper, a novel fingerprinting strategy is described for the screening of RG-II mutants based on the mild acid hydrolysis of RG-II coupled to the analysis of the resulting fragments by mass spectrometry. This methodology was developed using RG-II fractions isolated from citrus pectins and then validated for RG-II isolated from the Arabidopsis mur1 mutant and irx10 irx10-like double mutan