Химики Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) разработали простой и высокоэффективный способ направленного синтеза широкого ряда новых веществ. С его помощью ученые получили порядка 50 таких соединений, которые пригодны для создания противоопухолевых препаратов. Результаты исследования ученые опубликовали в журнале SynOpen.
Николай Зимницкий
Методом, который представлен в статье, можно синтезировать очень широкий ряд соединений и в дальнейшем выбирать из них самые подходящие для лечения той или иной болезни. Синтез таких веществ — один из наиболее эффективных и динамично развивающихся подходов к созданию современных лекарств, в том числе против онкологических заболеваний.
Уникальность результатов исследований еще и в том, что химики УрФУ впервые досконально изучили свойства таких аминокислот, как пипеколиновая и тетрагидроизохинолин-3-карбоновая кислота.
«Эти кислоты очень плохо вступают в подобные реакции. Но нам удалось найти реагенты, с участием которых реакции протекают быстро и продуктивно. Это же касается всех проведенных нами реакций: период от их начала до получения готового продукта занимал меньше суток, а выход конечного продукта в большинстве случаев составил 70–80% и выше от теоретического, — поясняет Николай Зимницкий, ассистент кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений УрФУ, соавтор статьи и исследования. — Так как мы ставили перед собой задачу научиться в короткие сроки синтезировать большое количество новых веществ, можно с уверенностью сказать, что задача выполнена успешно. При этом без использования дорогостоящего оборудования, в условиях невысоких температур и практически без нанесения вреда окружающей среде, то есть экономично и экологично, с соблюдением принципов “зеленой химии”».
Речь идет о реакции [3+2]-циклоприсоединения между тремя атомами азометин-илидов и двумя атомами сопряженных алкенов.
«В молекуле илида положительный и отрицательный заряды располагаются на разных атомах, что позволяет илидам вступать в реакции с огромным количеством соединений, в том числе с представленными в нашей статье. Алкены — в нашем случае нитрохромены — это органические соединения с двойной связью между атомами углерода. Химическая активность нитрохроменов под воздействием нитрогруппы в их структуре существенно увеличивается, что также позволяет им вступать в более широкий спектр реакций», — объясняет Николай Зимницкий.
Строительные блоки, из которых состоят илиды, — аминокислоты и аценафтенхинон, а также их производные, — обладают биологической активностью. То же можно сказать и о хроменах. Некоторые производные этих строительных блоков (в том числе представленные в природе, к примеру, хорсфилин — алкалоид, обладающий обезболивающим действием) уже зарекомендовали себя как соединения с выраженными противоопухолевыми, антимутагенными, противовоспалительными, противотуберкулезными, антималярийными, антимикробными, противогрибковыми свойствами, как улучшающие питание клеток и способствующие развитию памяти.
«Это значит, что вещества, синтезированные путем “сложения” илидов и хроменов, тоже с большой вероятностью будут демонстрировать биологическую активность. Подтверждения этого мы видим в совместных работах с биологами нашего института.
Многие соединения, созданные ранее и нами, и другими научными коллективами и родственные тем, которые мы синтезировали и описали в данной статье, могут запускать апоптоз — процесс “умирания”, гибели клеток. При этом раковые клетки уничтожаются активнее и быстрее, а обычные клетки при этом выживают. В этой работе мы обнаружили, что сочетание хромен-аминокислота-аценафтенхинон также отличается очень большой химической активностью», — комментирует Николай Зимницкий.
Отметим, сотрудники кафедры органической химии и высокомолекулярных соединений УрФУ изучают свойства нитрохроменов с начала 2000-х годов. Разработкой реакций циклоприсоединения занимаются с 2013 года. Дальнейшая цель ученых — сформировать «библиотеку» биологически активных соединений и изучить их биологическую активность.
Описанные исследования проведены благодаря поддержке Министерства науки и высшего образования (проект FEUZ-2020-0052) и Российского фонда фундаментальных исследований (грант 20-03-00716).
Информация предоставлена пресс-службой Уральского федерального университета
Источник фото: https://urfu.ru/ru/news/35283/
