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

Теги: Приоритет-2030 стратпроекты