Получение новых соединений — одно из актуальных направлений в области органической химии. На сегодняшний день особенно важным является решение проблем в сфере медицины и фармакологии. Ученые Южно-Уральского государственного университета занимаются поиском соединений с потенциальной биологической активностью.
Проект «Синтез и галогенциклизация алкенильных производных 2-меркаптоникотиновой кислоты» выиграл грант в конкурсе «Начало большой науки — 2017» в рамках Проекта 5-100. Научным руководителем является д. х. н., профессор Дмитрий Ким. О перспективах исследования и возможностях применения полученных соединений рассказала автор проекта, инженер кафедры «Теоретическая и прикладная химия» Института естественных и точных наук Елена Калита.
«Мы синтезируем гетероциклические соединения. В частности, мое направление исследования — это конденсированные гетероциклические соединения с мостиковым атомом азота, содержащие в своей структуре ядро пиридина. У нас есть исходное, коммерчески доступное соединение, путем нескольких последовательных стадий мы получаем искомый продукт. На каждом этапе проводится очищение полученных соединений, т. е. выделение в индивидуальном виде. Завершающая стадия — синтез 2,3-дигидротиазоло[3,2-a]пиридиниевых и 3,4-дигидо-1Н-пиридо[2,1-b][1,3]тиазиниевых систем. Именно эти производные галогенциклизации имеют потенциально высокую биологическую активность. Они играют важную роль в создании биологически активных соединений и лекарственных препаратов. Как известно, на основе пиридина существует огромное количество лекарственных препаратов, так, например, витамин РР, или В3 (никотиновая кислота), участвует во многих окислительно-восстановительных реакциях и регулирует метаболизм липидов и протеинов; пироксикам применяется в качестве нестероидного противовоспалительного препарата и др.».
Таким образом, целью научного исследования является синтез конденсированных гетероциклических систем, обладающих потенциальной биологической активностью. После синтеза новых соединений необходимо подтвердить их структуру. Это позволит утверждать, что реакция прошла именно по тому механизму, который был запланирован.
«Некоторые соединения были получены нами впервые, какие-то уже были синтезированы, — отмечает Елена Калита. — Применение нового метода синтеза позволило существенно увеличить выход продукта. Выход продукта, вычисленный на основе химического уравнения, называется теоретическим выходом. Действительный выход, полученный в эксперименте или в промышленном процессе, называется фактическим выходом. Когда фактический выход оказывается равен теоретическому, говорят, что реакция имеет количественный выход (100%). Однако многие реакции в органическом синтезе не имеют количественного выхода. Существенно снижают выход увеличение стадий процесса и протекание побочных реакций».
На данном этапе осуществляется проведение реакций галогенциклизации. Испытание соединений на биологическую активность станет возможным, когда будут синтезировано достаточное количество производных. Однако уже сейчас известно, что соединения на основе пиридина проявляют антиканцерогенную (противоопухолевую) и фунгицидную (противогрибковую) активность, а также активность против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ).
Следующим этапом станет исследование реакций производных галогенциклизации с различными нуклеофилами. Особый интерес, по мнению Елены Калиты, представляет протекание реакции. В настоящее время на основе производных пиридина синтезировано около 30 соединений. Их проверка на биологическую активность запланирована на 2018 год.