Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Швеции разработали новый метод модификации ароматических соединений, который позволяет провести процесс деароматизации за один шаг. Об этом сообщает ТАСС, ссылаясь на пресс-службу Минобрнауки РФ. По информации источника — данная разработка может лечь в основу создания более эффективных лекарств и улучшить свойства материалов. Метод также применим в аналитической химии.
Ароматические соединения являются обширным классом органических веществ и широко используются в качестве основных строительных блоков в химической промышленности. Они могут быть функционализированы (модифицированы) или даже полностью восстановлены до неароматических веществ. Однако процесс деароматизации обычно сложен, так как ароматические соединения неохотно вступают в такие реакции. Существующие методы решения этой проблемы часто занимают много времени и мало изучены. Ученые ТПУ предложили принципиально новый подход.
Суть разработанного метода заключается в следующем: на начальном этапе синтеза происходит активация реагентов с помощью фотокатализа. Видимый свет запускает реакцию, в ходе которой образуются радикалы. Эти радикалы затем быстро реагируют с акцепторами радикалов, что приводит к образованию сложных структур, таких как спироциклы, а также позволяет вводить новые функциональные группы, например, имины.
Получающиеся в результате соединения обладают высокой реакционной способностью. Это делает их подходящими для дальнейших реакций, в том числе в качестве промежуточных продуктов в синтезе фармацевтических соединений. Сам синтез сложных соединений с созданием комплексных трехмерных структур происходит всего за один синтетический шаг.
По словам ученых, новый метод позволяет одновременно образовывать сразу несколько химических связей. За один шаг синтеза можно создать до четырех различных связей, включая:
- «углерод-кислород»
- «углерод-углерод»
- «углерод-азот»
Разработанный метод может быть применен в различных областях:
- Фармакология для создания более эффективных лекарств
- Материаловедение для улучшения свойств материалов
- Аналитическая химия для идентификации других соединений и оптимизации фармакологических производств
Метод был апробирован на известных лекарствах, применяемых для лечения дислипидемии – заболевания, связанного с повышением уровня холестерина, триглицеридов и липопротеинов в крови. В ходе эксперимента ученым удалось активировать молекулы лекарств и инициировать реорганизацию их структуры с высоким выходом новых производных. Весь процесс реакции занял всего несколько часов. Это значительное улучшение по сравнению с классическими методами конструирования аналогичных структур, которые могут занимать дни и даже месяцы.
«Примечательно то, что использование нашего метода позволяет модифицировать различные сложные соединения, например, лекарственные препараты, аминокислоты, сахара и даже неактивированные алканы», — отметила Елена Степанова, один из авторов исследования и заведующая лабораторией «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ. По ее словам, это в будущем может значительно упростить синтез сложных биологических соединений, необходимых для медицинских и фармацевтических исследований.
В исследовании приняли участие ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха и Королевского технологического института (Швеция). Результаты их работы опубликованы в журнале Nature Communications.
