Ученые Томского политеха вместе с шведскими и китайскими коллегами придумали новый химический инструмент для создания азотсодержащих молекул, своего рода «заготовок» будущих лекарств и основы органической электроники.
Как уточняют в пресс-службе вуза, новый метод — скелетное редактирование — позволяет в один реакционный шаг получить азот-азотное соединение, которое, благодаря своей структуре и химическим свойствам, имеет большое значение для медицины и фармакологии. При этом, технологии их производства труднодоступны.
— В основе технологии лежит «перекраивание» молекулы: связи внутри исходной молекулы разрываются, атомы меняют взаимное расположение и после этого между двумя атомами возникает новая связь. При этом, метод позволяет, как в конструкторе, менять исходные компоненты и получать множество различных соединений по одной общей схеме. Это особенно важно для медицинской химии, где необходимо быстро синтезировать десятки и сотни похожих молекул, чтобы затем сравнивать их биологические свойства для выбора лучшей основы будущего лекарства, — отмечает один из авторов исследования, заведующая лаборатории «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ Елена Степанова.
В качестве исходного вещества ученые взяли оксадиазолидиноны — устойчивые пятичленные соединения, которые можно получить из широко распространенных бензальдегидов и нитроаренов. Их соединили с алкинами или алкенами с кратными углерод-углеродными связями. Реакция проходила с добавлением йодида меди (I). Он активировал связь азот–кислород, помогал раскрыть исходное кольцо и отделить углекислый газ, а затем направлял сборку нового кольцевого каркаса со связью азот–азот.
Результаты лабораторных экспериментов показали, что новая технология с алкинами позволила получить более 30 соединений с выходами целевого вещества с азот-азотной связью от 62% до 89%, а с использованием алкенов — более 40 соединений с выходом целевого продукта до 92%. Полученные соединения ученые проверили с помощью монокристальной рентгеновской дифракции, подтвердив их структуру.
«Расчеты показывают, что технология применима для широкого набора химических групп, в том числе, и для поздней модификации сложных молекул, где необходимо на заключительных стадиях синтеза добавить к молекуле азотсодержащий цикл, не разрушив остальные ее части. Это позволит в перспективе упростить получение библиотек соединений для фармацевтического скрининга, разработку новых функциональных материалов и модификацию сложных природных веществ», — добавляет Елена Степанова.
Будущие исследования ученых будут посвящены расширению круга подходящих веществ и разработке стереоселективной версии процесса синтеза, который позволит контролировать трехмерное строение получаемых молекул.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».