Химики РУДН предложили, как исключить медь из реакций синтеза пирролов

Химики РУДН предложили, как исключить медь из реакций синтеза пирролов

Химики РУДН предложили безопасный подход к синтезу пирролов, необходимых для создания биологически активных соединений из простых и коммерчески доступных исходных материалов. Новый способ синтеза позволит в сотни раз снизить стоимость продуктов, в том числе некоторых лекарств.

Пиррол и его производные — важные соединения в синтезе биологически активных соединений. На основе пиррола созданы десятки лекарств. Препарат Сунитиниб действует как противоопухолевое средство. Другое производное пиррола — препарат BM212 — подавляет размножение туберкулезной палочки. Торадол оказывает противовоспалительное и анальгезирующее действие. Производные пиррола используют для получения BODIPY (борондипиррометенов) — веществ, которые применяют в фотодинамической терапии рака.

Ключевой структурный фрагмент молекул пирролов — пятичленное кольцо, в котором один из атомов углерода заменен на атом азота. Синтезируют пирролы с помощью реакции присоединения изоцианидов (молекулы с группой N≡C) к алкинам (углеводородам c тройной связью C≡C). В зависимости от структуры исходных реагентов, к пиррольному кольцу присоединены различные молекулярные фрагменты (заместители). Для катализа используют токсичные для живых клеток соли меди. Реакция проходит в несколько стадий: пирролы необходимо очищать от побочных продуктов.

Химики РУДН Илья Ефимов и Рафаэль Луке, работавшие вместе с профессором, доктором химических наук Леонидом Воскресенским, предложили альтернативный метод получения пирролов без участия солей меди: вместо алкинов использовать енамины, в молекулах которых двойная связь С=С соединена с азотом. В результате образуются пирролы с двумя заместителями в кольце. Реакция протекает практически мгновенно в одну стадию. Предложенный химиками РУДН процесс позволяет селективно получать из реагентов пирролы без побочных продуктов, которые необходимо было удалять многостадийными способами очистки. Единственный дополнительный продукт реакции — диметиламин, легко удаляется из реакционной массы обработкой соляной кислотой. Пирролы выделяют обычным фильтрованием. В некоторых случаях стоимость исходных реагентов в 225 раз ниже стоимости аналогичных алкинов.

Химики РУДН установили, что выход пирролов превышает 40% только при использовании сильного основания в качестве катализатора — трет-бутоксида калия, которое легко удаляется из реакционной массы соляной кислотой. Присутствующие в структуре изоцианида донорные заместители, которые повышают электронную плотность молекулы, также увеличивают выход соединения.

«По сравнению с синтезом из алкинов новый способ производства пирролов более простой и безопасный. Его применение в массовом производстве позволит снизить стоимость продуктов и сделать их менее токсичными. Отмечу, что нашим способом можно получить ранее недоступные пирролы», — младший научный сотрудник РУДН, кандидат химических наук Илья Ефимов.

С помощью нового метода химики РУДН синтезировали ранее не исследованные 4-азолилпирролы. Для этого в реакцию с изоцианидами были вовлечены енамины, содержащие изоксазольный, 1,2,4-оксадиазольный и 1,2,3-тиадиазольный фрагменты. Новые соединения могут стать прекурсорами для получения лекарств, направленных на уничтожение простейших микроорганизмов: амеб, лямблий, трихомонад, токсоплазм.

Статья опубликована в журнале European Journal of Organic Chemistry

Новости
Все новости
Наука
20 Января
Ученые РУДН показали, насколько сильно учет реальной формы спутника влияет на вероятность столкновения двух космических объектов

Ученые РУДН уточнили модель расчета вероятности, с которой могут столкнуться космические объекты. Классические модели не учитывают реальную форму и ориентацию объектов — оказалось, что это в несколько раз повышает рассчитываемую вероятность.

Наука
19 Января
Биологи РУДН получили 7 металлических наночастиц при помощи клубники

Биологи РУДН предложили безопасный и экологически чистый и способ, чтобы получать семь типов металлических наночастиц, которые необходимы для медицины и сельского хозяйства. Для этого не требуется дорогих и токсичных химикатов или дорогостоящего оборудования — синтез проходит с помощью экстракта из листьев клубники Fragaria ananassa.

Наука
18 Января
Математики РУДН создали модель группового принятия решений, которая объясняет весь процесс дебатов

Математики РУДН совместно с коллегами из Испании, Китая и Саудовской Аравии предложили модель коллективного принятия решения, которая не только позволяет найти консенсус, но и объяснять, как и почему он достигнут.