Новый метод синтеза сложных молекул в один шаг: прорыв в разработке лекарств и материалов

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Швеции предложили инновационный метод модификации ароматических соединений, который значительно упрощает синтез сложных молекул. Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Nature Communications, открывают новые возможности в фармакологии и материаловедении.

Сотрудник лаборатории
Источник изображения Пресс-служба Томского политехнического университета

Ароматические соединения широко используются в химической промышленности, но их деароматизация и функционализация традиционно требуют многоступенчатых процессов. Российские исследователи вместе с иностранными коллегами предложили подход, основанный на фотокатализе – реакции, активируемой видимым светом. Это позволяет разрушать ароматическое кольцо и одновременно вводить несколько функциональных групп, создавая сложные трехмерные структуры всего за один этап.

На начальном этапе синтеза происходит активация реагентов с помощью фотокатализа. Видимый свет запускает реакцию, в ходе которой образуются радикалы. Они затем быстро реагируют с акцепторами радикалов (молекулой или ее частью, принимающей электроны – ред.), что приводит к образованию сложных структур – спироциклов, а также делает возможным введение новых функциональных групп – иминов. Получающиеся в результате соединения обладают высокой реакционной способностью. Это делает их подходящими для дальнейших реакций, например, в качестве промежуточных продуктов в синтезе фармацевтических соединений. Сам синтез сложных соединений с созданием комплексных трехмерных структур проходит за один-единственный шаг.

Елена Степанова, заведующая лабораторией «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ

Ученые успешно протестировали метод на препаратах для лечения дислипидемии, модифицируя их молекулы для улучшения биологической активности. Процесс занял несколько часов вместо дней или месяцев при использовании классических методов.

Примечательно то, что использование нашего метода позволяет модифицировать различные сложные соединения, например, лекарственные препараты, аминокислоты, сахара и даже неактивированные алканы. Это в будущем может значительно упростить синтез сложных биологических соединений, необходимых для медицинских и фармацевтических исследований.

Елена Степанова, заведующая лабораторией «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ

Разработка может найти применение не только в фармакологии, но и в материаловедении, позволяя создавать соединения с улучшенными свойствами. В дальнейшем ученые планируют расширить спектр модифицируемых веществ и оптимизировать процесс для промышленного использования.

Читайте ещё материалы по теме:

Ученые ТПУ растопили лёд: создана новая технология для борьбы с обледенением самолетов

Томские ученые разработали метод создания ультрапрочных металлокомпозитов для авиации

Учёные ТПУ создали систему автоматики для ультразвукового томографа термоядерного реактора ITER