18 мая 2023, 19:00 Виталина Власова

Настройка условий всего одной реакции позволила получить новые антибиотики

Органическая химия
Синтез
Фармация
Катализ

Химики синтезировали оксазиноны — соединения с антибактериальными свойствами — и ранее неизвестные науке вещества благодаря всего одной реакции, изменяя только ее условия. В одном случае превращение инициировало золото, а во втором — синий свет. В перспективе новые вещества могут быть использованы для борьбы с бактериальными инфекциями вместо тех препаратов, к которым патогены приобрели устойчивость.

Настройка условий всего одной реакции позволила получить новые антибиотики
Структура оксазинона
Источник: Николай Ростовский

В качестве основы для синтеза целого ряда биологически активных соединений используются диазоэфиры — органические молекулы, имеющие два связанных между собой атома азота, а также сложноэфирную группу. Однако на сегодняшний день хорошо изучены реакции диазоэфиров только с довольно простыми веществами, например спиртами и карбоновыми кислотами. Это ограничивает набор и функциональные возможности тех соединений, которые в результате удается синтезировать, поэтому, чтобы получить новые молекулы, которые потенциально могут стать лекарственными препаратами, в частности эффективными антибиотиками, нужно изучать взаимодействие диазоэфиров с более сложными «партнерами».

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) провели реакции между диазоэфирами и азотсодержащими циклическими карбоновыми кислотами — высокоактивными химическими веществами, — в результате чего синтезировали два типа новых соединений. При получении первого из них химики добавили к раствору исходных веществ катализатор на основе золота. В результате превращения образовались молекулы оксазинона, производные которого обладают антибактериальными свойствами. Такой метод синтеза оказался универсальным: с его помощью можно получить широкий набор разнообразных оксазинонов. Также он проще, чем другие существующие подходы, поскольку не требует длительных многостадийных реакций с большим количеством различных реактивов.

Во второй реакции авторы использовали те же исходные соединения — диазоэфиры и азотсодержащие циклические карбоновые кислоты, — но в качестве инициатора реакции в этом случае выступало не золото, а обычный синий свет. В результате превращение пошло по другому пути, и получились новые ранее не известные продукты — азирин-2-карбоновые эфиры, свойства которых в дальнейшем предстоит исследовать.

Поскольку оксазиноны известны своей биологической активностью, авторы решили проверить, обладают ли синтезированные ими соединения антибактериальными свойствами. В экспериментах ученые из Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии имени Пастера протестировали полученные от коллег оксазиноны на бактериях Enterococcus faecium и Staphylococcus aureus. Эти микроорганизмы обладают высокой устойчивостью к антибиотикам и чаще всего вызывают внутрибольничные инфекции, например заражения ран, инфекции мочевыводящих путей и кишечника. Оказалось, что некоторые полученные авторами оксазиноны эффективно подавляют рост этих бактерий в концентрациях, сравнимых с широко используемым против этих микроорганизмов антибиотиком сульфаметоксазолом. Это значит, что полученные вещества перспективны для борьбы с соответствующими инфекциями.

«Мы показали, что, изменяя условия реакции, то есть направляя ее с помощью катализатора или света, можно получать различные продукты, которые потенциально могут иметь ценные для медицины свойства. Так, благодаря предложенному нами подходу оксазиноны могут стать более доступной альтернативой широко используемым сегодня антибиотикам, к которым бактерии все чаще приобретают устойчивость», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Николай Ростовский, доктор химических наук, доцент кафедры органической химии СПбГУ.

Источник:  Пресс-служба РНФ

Публикации из новости

Читайте также

Локдаун помог химикам раскрыть механизм реакции
Так они выяснили, как получаются предшественники лекарств от слабоумия и нарушений памяти
Органическая химия
Синтез
Фармация
26 сентября 2022
Синтезированы новые пероксидсодержащие комплексы сурьмы
Ученые синтезировали и исследовали шесть кристаллических комплексов сурьмы, содержащих в своем составе две гидропероксогруппы (-OOH) при одном атоме сурьмы. Эти гидропероксогруппы участвуют в образовании водородных связей между соседними комплексами и молекулами растворителя, что приводит к появлению в кристаллических соединениях уникальных структурных мотивов. Подобные водородные связи играют важную роль при получении функциональных материалов, которые могут использоваться в металл-ионных аккумуляторах и в газовых сенсорах.
"Зеленая" химия
Органическая химия
Синтез
21 сентября 2023
Предложен новый метод получения органических молекул с несколькими атомами азота
Химики придумали «зеленый» метод синтеза органических молекул, в состав которых входит конструкция из трех атомов азота (N-N-N). Раньше, чтобы получить такую структуру, нужно было приложить усилия из-за множества побочных реакций, которые мешали проводить чистый синтез. Полученные авторами молекулы устойчивы к нагреванию и способны выделять оксид азота, что позволит использовать их при синтезе новых функциональных материалов и препаратов для лечения тромбоза.
Органическая химия
Синтез
Электрохимия
20 сентября 2023
Всего один фотокатализатор позволил получить 250 ценных продуктов
Под действием видимого света и добавленных реагентов в таком катализаторе самопроизвольно изменяется структура и степень окисления металла, что обеспечивает максимальную эффективность химического процесса
Катализ
Новые методики
Органическая химия
Фотохимия
16 июня 2023
Наночастицы металла катализаторов оказались их собственными «отравителями»
Более того, они даже не играют ключевую роль в ускорении реакций: главными оказались отдельные атомы металла. Выяснить это удалось путем сочетания нескольких методов, позволивших следить за превращениями одной наночастицы в ходе химического процесса
Катализ
Новые методики
Органическая химия
27 апреля 2023
ЯМР-спектроскопия позволила предсказать упаковку плохо растворимых лекарств
Разработанный химический способ анализа поможет контролировать пространственную структуру и свойства лекарственных соединений, а значит и побочные эффекты от них
Новые методики
Органическая химия
Фармация
ЯМР-спектроскопия
1 марта 2023