Кіріспе

Малемид — H2C2(CO)2NH формулалы химиялық қосылыс (суретті қараңыз). Бұл қанықпаған имид органикалық синтезде маңызды құрылыс блогы болып табылады. Атауы малей қышқылы және имидтің – C(O)NHC(O) функционалдық тобының қысқартылған түрі. Малеимидтер – NH тобы алкил немесе арил топтарымен (мысалы, тиісінше метил немесе фенил) алмастырылған малеимидтің туындыларының класын да сипаттайды. Субституент сонымен қатар кішкентай молекула (биотин, флуоресцентті бояғыш, олигосахарид немесе нуклеин қышқылы), реакцияға қабілетті топ немесе полиэтиленгликоль сияқты синтетикалық полимер болуы мүмкін. Малеимид полиэтиленгликолімен химиялық түрлендірілген адам гемоглобині MP4 деп аталатын қан құюға қолданылатын зат болып табылады.

Органикалық химия

Малеимид және оның туындылары аминдермен өңдеу және содан кейін сусыздану арқылы малейлік ангидридтен дайындалады. Малеимидтердің реактивтілігінің ерекшелігі – олардың қос байланысқа Майкл қосылыстары немесе Дильс-Альдер реакциялары арқылы қосылуға бейімділігі. Бисмалеймидтер – азот атомдарымен байланыстырғыш арқылы байланысқан екі малеимид тобы бар қосылыстар класы. Олар термореактивті полимер химиясында байланыстырушы реагенттер ретінде қолданылады. Малеимид тобының басқа реактивті топпен, мысалы, белсендірілген N-гидроксисукцинимид эфирімен байланысы бар қосылыстар малеимид гетеробифункционалдық реагенттер деп аталады (мысалы, SMCC реагентін қараңыз). және *Pe. multicolor*-дан пенколид.

Биотехнология және фармацевтикалық қолдану

Малеимидті катализдейтін әдістер биоконъюгацияда ең көп қолданылатын әдістердің қатарында. Протеиндердегі цистеин қалдықтарына өте жоғары реакция жылдамдығы және айқын таңдаулылығының арқасында, мақсатты терапиялық препараттарды, протеиндерді олардың биологиялық контекстінде зерттеуге арналған жиынтықтарды, протеинге негізделген микромассивтерді немесе протеиндерді бекіту үшін көптеген малеимид гетеробифункционалды реагенттер қолданылады. Мысалы, перспективалы мақсатты дәрілік терапиялар, антидене-дәрі конъюгаттары үш негізгі компоненттен тұрады: моноклоналды антидене, цитотоксикалық дәрі және линкер молекуласы, көбінесе малеимид тобын қамтиды, ол тиолдар немесе диендер арқылы антиденеге дәріні конъюгациялайды. Полиэтиленгликоль тізбегіне байланысты малеимидтер жиі протеиндерді беттерге бекіту үшін икемді линкерлер ретінде қолданылады. Қос байланыс цистеиндегі тиол тобымен тез ретро-Михаэль реакциясына түседі, нәтижесінде тұрақты көміртегі-күкірт байланысы пайда болады. Цистеиндер емдеу мақсатындағы сайтқа таңдаулы модификациялар үшін жиі қолданылады, себебі сульфидрил топтарымен толық биоконъюгация жылдамдығы жоғары, бұл цитотоксикалық дәрінің жоғары мөлшерін енгізуге мүмкіндік береді. Полиэтилен тізбегінің екінші ұшын бұрандаға немесе қатты тірекке бекіту, егер бұл молекулаларда тиол топтары болмаса, протеинді ерітіндідегі басқа молекулалардан оңай бөлуге мүмкіндік береді. Малеимид функционалды полимерлер мен липосомалар тиолды қамтитын муциндермен реакциялардың нәтижесінде шырышты қабық бетіне жабысу қабілетін (мукоадгезия) арттырады. Бұл трансмукозалық дәрі жеткізу үшін дозалық формаларды жобалауда қолданылуы мүмкін. Малеимид-тиол аддукттарын түзетін ретро-Михаэль реакциялары нақты бақылауды талап етеді. Аддукттарды құрайтын препараттардың мақсатты қабілеті in vivo тұрақсыздығына байланысты оңай бұзылуы немесе жоғалуы мүмкін. Тұрақсыздық негізінен тиосукцинимидтің түзілуіне байланысты, ол тиол және глутатион алмасу реакциясына қатысуы мүмкін. Содан кейін B-элиминациялық реакция жүреді, нәтижесінде мақсаттан тыс белсенділік және препараттың тиімділігінің төмендеуі пайда болады. Қазіргі уақытта тиоэстерлерді, мысалы тиосукцинимидтерді тұрақтандырудың жалпы әдісі жоқ, сондықтан дәрілердегі мақсаттан тыс әсерлерін жоюға болады. Бірақ тиол алмасуымен байланысты проблемаларды бірнеше бақыланатын әдістер арқылы азайтуға болады. Тиосукцинимидтің бес мүшелі сақинасын гидролиздеу тұрақты гидролизатты құрайды, бұл малеимид-тиол байланысының жойылуын болдырмайды. Сақинаны ашу гидролизі үшін арнайы катализаторлар мен негіздер қажет, олар биологиялық үйлесімді болмауы мүмкін және қатал жағдайларға әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, оң зарядталған ортадағы цистеиндер немесе электронды тартып алу тобы тиосукцинимид сақинасының өзіндік гидролизденуіне мүмкіндік береді. Күрделі молекулалық дизайн және синтез бұл процестерді әлеуетті түрде қиын етеді. Гидролизбен байланысты тағы бір мәселе N-арил алмастырылған туындыларына қарағанда N-алкил алмастырылған туындыларына қолданғанда туындайды, себебі олар тұрақты аддукттар алу үшін тым баяу гидролизделеді. Малеимид-тиол аддукттарын тұрақтандырудың баламалы әдісі тиосукцинимид байланысын бір молекулалық күш спектроскопиясы арқылы созу болып табылады.

Технологиялық қолдану

Моно және бисмалеймид негізіндегі полимерлер жоғары температурада қолданылатын жағдайларда пайдаланылады. Ал каучук тізбектеріне байланысты малеймидтер көбінесе шиналардағы каучукты күшейту үшін икемді байланыстырушы молекулалар ретінде қолданылады. Қос байланыс матрицадағы барлық гидрокси, амин немесе тиол топтарымен оңай реакцияға түсіп, сәйкесінше тұрақты көміртегі-оттегі, көміртегі-азот немесе көміртегі-күкірт байланысын қалыптастырады. Бұл полимерлер аэроғарыш саласында композиттерді жоғары температурада қолдану үшін қолданылады. Lockheed Martin компаниясының F 22 ұшағының құрылымының салмағы бойынша 17,5% бисмалеймид және 6,6% қатайтылған эпоксидтен тұрады. Lockheed Martin компаниясының F 35B (бұл американдық истребительдің STOVL нұсқасы) құрамында, қатар жоғары технологиялық көміртек талшықты терморезистентті полимерлік матрицалы композиттермен бірге, бисмалеймид материалдары да бар.