«Зелёный протокол» для новых препаратов
Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и Самарского государственного технического университета (СамГТУ) разработали экологичный метод синтеза, который может быть использован при получении потенциальных лекарственных препаратов. Созданный ими при поддержке гранта Российского научного фонда подход позволяет получать сложные молекулы без применения токсичных растворителей и катализаторов.
Химики давно ищут простые способы присоединить фрагменты фенолов к молекулам азолов – важнейшего класса соединений, которые являются основой для сотен современных лекарств: от противогрибковых средств до препаратов для лечения рака. Традиционные методы требуют использования агрессивных реагентов и токсичных органических растворителей, а также часто приводят к образованию нежелательных побочных продуктов, которые сложно отделять.
Исследовательская команда под руководством профессора Центра медицинской химии (ЦМХ) ТГУ Виталия Осянина предложила иной подход. Специалисты взяли два доступных и стабильных вещества – гидроксибензиловый спирт и азол – и просто нагрели их вместе до 160–165 градусов. При нагревании спирт теряет молекулу воды и прямо в реакционной смеси превращается в активную частицу, которая тут же соединяется с азолом. В результате получается нужное вещество, а единственным побочным продуктом остается вода. Вся реакция занимает не часы, а считанные минуты, и не требует ни сложного оборудования, ни ядовитых реагентов.
– Наш подход может не только упростить жизнь химикам-синтетикам, он закладывает основу для более экологичного фармацевтического производства будущего, – отмечает Виталий Осянин. – С помощью этого метода можно получать сложные и ценные молекулы, следуя главным принципам природы и современного устойчивого развития – эффективно и без отходов. Самое интересное, что азол в этом процессе работает как универсальный помощник. Он не только является важной частью будущей молекулы, но и выступает в роли основания, помогая спирту превратиться в активную форму. Это позволяет вводить в реакцию термически не самые стабильные соединения.
Важнейшее преимущество метода заключается в его экологичности. Реакция вообще не требует растворителя – реагенты просто сплавляются вместе. Не нужны и катализаторы. Для очистки готового вещества не требуется хроматография – достаточно одной перекристаллизации из обычного этилового спирта.
Метод оказался универсальным: он работает с самыми разными азолами, которые сильно отличаются по своей химической активности. Это значит, что подход применим для создания огромной библиотеки биологически активных соединений. Среди молекул, которые можно синтезировать таким способом, – аналоги веществ, борющихся с раком, противогрибковые и антибактериальные препараты.
Работа выполнена с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования «Исследование физико-химических свойств веществ и материалов» СамГТУ. Её результаты опубликованы в Tetrahedron Green Chem – это научный журнал, который публикует значимые достижения учёных в области «зелёной химии». Редакция журнала также пригласила Виталия Осянина войти в пул рецензентов – теперь он будет оценивать работы других исследователей из разных стран.
Справка
Азолы – это обширная группа органических соединений, которые лежат в основе множества современных лекарств. Их молекулы представляют собой пятичленные циклы, в составе которых обязательно присутствуют не менее двух гетероатомов, из которых хотя бы один является атомом азота. Благодаря такому строению азолы обладают высокой реакционной способностью и служат «строительными блоками» для сложных лекарственных молекул. Самые известные примеры – это противогрибковые препараты (например, клотримазол или флуконазол), которые есть во многих домашних аптечках. Также азольные фрагменты входят в состав противоопухолевых, противовирусных и противовоспалительных средств.