Химик РУДН предложил экологично синтезировать флуоресцентные вещества для медицины

Гетероциклы — химические соединения с широким применением в медицинской и органической химии, промышленности и фармацевтике. Они содержатся во многих натуральных продуктах — витаминах, гормонах, антибиотиках, алкалоидах, гербицидах, пигментах и красителях. Кроме того, большое разнообразие гетероциклов применяют в каркасах лекарств и биоактивных молекул. Среди них выделяют пиррол и пиразол — гетероциклы с широкой биологической активностью. Они входят в состав препаратов для лечения рака, головных болей и депрессии, снятия воспалений и целого ряда других заболеваний. Некоторые из них проявляют флуоресцентные свойства, и потому их можно использовать для клинической диагностики, например рака. Однако синтез веществ с этими гетероциклами остается неэкологичным и дорогим — он проходит при высоких температурах с участием опасных соединений. Химик РУДН совместно с коллегами из Ирана предложил более безопасный и экономичный способ создания производных пиррола и пиразола.

«Гетероциклы, которые содержат пиррол и пиразол, известны своими богатыми биологическими свойствами. Они обладают противоопухолевой, седативной, противотуберкулезной активностью, справляются с микробами, грибками, бактериями. И на этом список их биоактивных свойств не заканчивается. Тем не менее, разработка идеального протокола синтеза для этих соединений с использованием экологически чистых и экономичных методов и менее опасных реагентов в мягких условиях остается серьезной проблемой», — Ахмад Шаабани, Ведущий научный сотрудник объединенного института химических исследований РУДН и SBU.

Химики получили соединения производных пиразола и пиррола методом «one-pot», когда все этапы синтеза проходят в одном реакторе. Таким образом ученым не нужно тратить время и реагенты на выделение и очищение промежуточных соединений. Всего в реакции участвуют четыре типа веществ: аминопиразол, альдегид, диметилацетилен-дикарбоксилат, изоцианид. Они взаимодействуют по типу домино-реакции, когда все этапы происходят один за другим без добавления дополнительных веществ. Реакция происходит при невысокой температуре — 45℃ — под воздействием ультразвука и катализатора п-толуолсульфоновой кислоты.

Меняя комбинации четырех исходных веществ, химики получили 22 соединения. Оказалось, что большинство из них имеют флуоресцентные свойства — светятся синим цветом под действием ультрафиолета. Наиболее интенсивную флуоресценцию химики связали с наличием производных брома в циклических фрагментах полученных веществ.

«Этот экологически чистый, мягкий процесс с экономичным расходом веществ дает два пятичленных гетероцикла, соединенных друг с другом. Мы считаем, что эти новые классы флуоресцентных производных могут представлять большой интерес в биомедицинских приложениях и клинической диагностике в будущем», — Ахмад Шаабани, профессор РУДН и SBU.

Результаты опубликованы в журнале Organic & Biomolecular Chemistry