фосфорилирование

ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ

замещение атома в молекуле орг. соед. на остаток фосфорной или к.-л. другой фосфорсодержащей кислоты либо их производного (кислого эфира и др.), напр.:

В широком смысле Ф. наз. замещение любого атома или группы атомов на остаток фосфорсодержащей кислоты или введение остатка такой кислоты в молекулу любыми др. способами.

Ф. обычно осуществляется по механизму бимол. нуклеоф. замещения (S_N2) у атома P. Как правило, переходное состояние имеет конформацию тригон. бипирамиды с атомом P в центре.

Наиб. активные фосфорилирующие агенты — соед., содержащие связь P — X [X = Hal, OH, OR:, OC(O)R: и др.]. Реакция катализируется основаниями, кислотами, ионами металлов.

Фосфорилирующая способность соед. Р(Ш) обычно выше, чем соед. P(V). Так, хлориды Р(Ш) могут гомолитически фосфорилировать углеводороды в присутствии окислителей при γ-облучении. Известны примеры Ф. спиртов, аминов, тиолов с помощью соед. пятикоординац. P (фосфоранов).

Ф. с помощью кислот P осуществляют обычно с участием конденсирующих агентов (карбодиимидов, SO₂Cl₂ и др.). В некоторых случаях (напр., при Ф. фосфоновыми кислотами, когда орг. заместитель — алкилпергалогенид или алкил, содержащий в β-положении к атому P галоген) реакция происходит с разрывом связи P-C, напр.:

Замещение в молекуле атома H у атома С на группировку P(O)ClX (X = Cl, Alk, Ar, RO, R₂N) осуществляют взаимод. орг. соед. с XPCl₂ и O₂ (окислительное хлорфосфонирование).

Для избирательного Ф. полифункцион. соед. подбирают соответствующий фосфорилирующий агент или условия реакции, напр.:

Иногда для избирательного Ф. осуществляют предварит. защиту функц. групп, не подлежащих Ф.

В биохимии часто возникает необходимость введения в молекулу остатка фосфорной кислоты. Иногда это удается осуществить в одну стадию путем использования в качестве фосфорилирующего агента метафосфорной кислоты, H₃PO₄, или ее производных [напр., CH₃C(O)OP(O)(OH)₂, H₂NC(O)OP(O)(OH)₂] в сочетании с конденсирующими агентами. Эту же задачу часто можно осуществить, применяя фосфаты типа R₂P(O)X (R = PhO, PhCH₂O и др.; X = OH, Hal и др.). В этом случае после Ф. замену группы R на OH осуществляют гидролизом или с помощью каталитич. гидри-рования.

Ф. некоторых важных ферментов приводит к их ингибированию (потери ферментативной активности). Так, многие фосфорорг. соед. (напр., фторангидриды эфиров фосфоновых кислот, и-нитрофениловые эфиры кислот фосфора) способны фосфорилировать холинэстеразы (считают, что Ф. осуществляется по группе OH остатка серина в активном центре), что приводит к блокаде нервно-мышечной передачи импульсов в вегетативной нервной системе (см. ацетилхолинэстераза). Фундам. значение для жизнедеятельности всех живых организмов имеет Ф., осуществляемое при обмене веществ, которое катализируется ферментами группы фосфотрансфераз. Донорами фосфатной (реже пирофосфатной) группы обычно служат нуклеотиды, среди которых главную роль играет АТФ. Ресинтез АТФ в клетке осуществляется гл. обр. при окислительном фосфорилировании (в аэробных условиях), а также при фотосинтезе и гликолизе (в анаэробных условиях).

Ф. широко применяют для синтеза пестицидов, лекарственных средств, экстрагентов, пластификаторов, негорючих пропиток и др.

• см. также Абрамова реакция, Арбузова реакция, Кабачника — Филдса реакция, Кирсанова реакция, Клея — Киннера — Перрена реакция, Михаэлиса — Беккера реакция, Перкова реакция, Пищимуки реакция, Тодда — Атертона реакция, Хорнера реакция

^{Лит.: Корбридж Д., Фосфор. Основы химии, биохимии, технологии, пер. с англ., М., 1982, с. 344–80; Hudson R., Green M., "Angew. Chem.", 1963, Bd 75, № 1, S. 47–56; Cox J., Ramsay О., "Chem. Rev.", 1964, v. 64, № 4, p. 317–52.}

_{Г. И. Дрозд}