Томские химики нашли способ собирать основу лекарств за одну реакцию
В Томском политехническом университете вместе с партнёрами из Китая и Швеции создали инструмент для химического синтеза. Он даёт возможность получать молекулы с азотом за одну реакцию. Такие соединения нужны как заготовки для лекарств и как база для органической электроники. Об этом сообщает сайт Tomsk.Ru.
Азот-азотные циклические структуры применяют в медицине и фармакологии. Из них также делают красители, светочувствительные материалы и компоненты органической электроники. На их основе разрабатывают противовоспалительные препараты и молекулы, которые взаимодействуют с ферментами и рецепторами.
Прямые методы получения подобных соединений малодоступны. Обычно за основу берут вещества, где нужная связь уже присутствует, и поэтапно надстраивают молекулу. Иные подходы требуют сложных катализаторов и реагентов, что ограничивает набор продуктов.
По словам Елены Степановой, заведующей лабораторией «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ, метод основан на перестройке молекулы. Связи внутри исходного соединения разрываются, атомы меняют положение, затем между двумя атомами появляется новая связь. Такой подход сравнивают с конструктором: меняя компоненты, можно получать множество соединений по одной схеме. Для медицинской химии это важно, поскольку приходится быстро синтезировать десятки и сотни похожих молекул, а затем сравнивать их биологические свойства.
Международная группа применила скелетное редактирование. За один шаг удалось получить азот-азотное соединение. Исходными веществами стали оксадиазолидиноны — устойчивые пятичленные соединения, которые можно взять из доступных бензальдегидов и нитроаренов. Их соединяли с алкинами или алкенами, имеющими кратные углерод-углеродные связи. В реакцию добавляли йодид меди(I): он активировал связь азот–кислород, помогал раскрыть кольцо, отделить углекислый газ, а затем вёл сборку нового циклического каркаса с азот-азотной связью.
С алкинами получено более 30 соединений, выход целевого вещества составил от 62% до 89%. С алкенами синтезировали более 40 соединений, выход достигал 92%. Структуру веществ подтвердили методом монокристальной рентгеновской дифракции.
По расчётам, технология подходит для широкого набора химических групп. Её можно использовать для поздней модификации сложных молекул, когда на последних стадиях синтеза нужно добавить азотсодержащий цикл, не разрушив остальные части. Это в перспективе упростит создание библиотек соединений для фармскрининга, разработку функциональных материалов и модификацию природных веществ.
Дальнейшие работы будут направлены на расширение круга подходящих веществ и создание стереоселективной версии синтеза. Она позволит управлять трёхмерным строением молекул.
