«Зелёный протокол» для новых препаратов

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.