Исследователи из Левенского католического университета и РУДН предложили простой и точный путь синтеза аналогов двух природных ядов — антофина и септицина. Этот универсальный механизм можно использовать для синтеза других биологически активных веществ, используемых в медицинской химии. Исследование опубликовано в Organic Letters.

Природные яды антофин и септицин проявляют антибактериальные и противораковые свойства. Однако взять эти соединения для разработки будущих лекарств прямо из растений получается не всегда — природные вещества плохо растворяются в воде и могут неожиданно проявить токсичность. Химики разработали универсальный метод, который позволяет в том числе получать основу для антофина и септицина — производные 2-пиридона.

2-пиридон и 4-пиримидон — циклические молекулы с присоединенным к кольцу атомом кислорода. В состав цикла в первом соединении входит один атом азота, во втором — два. Эти вещества используются как молекулярные «скелеты» для получения медицинских препаратов. Если присоединить к ним дополнительные кольца и атомы, можно получить вещества с противоопухолевыми, антивирусными, противовоспалительными и противомалярийными свойствами. Разработанный химиками метод позволяет создавать производные 2-пиридона и 4-пиримидона в два шага.

Первый шаг в новом методе — так называемая четырехкомпонентная реакция Уги. Она позволяет получить из четырех простых веществ пептидные фрагменты — аналоги белков. В эксперименте химиков реакция Уги проводилась для различных веществ при комнатной температуре в течение 12 часов. В результате удалось получить около 60 различных соединений, в которых углеводородное кольцо соединялось с другими группами атомов пептидными связями.

На следующем шаге требовалось создать в составе пептидного фрагмента несколько новых циклов, причем один с включением атомов азота. Для этого химики предложили использовать катализаторы на основе золота. Из пяти проверенных катализаторов лучший выход целевого производного 2-пиридона (75%) дал комплекс золота с йодом, хлором и празеодимом. Этот результат был достигнут в реакции с первым из синтезированных пептидных фрагментов.

В дальнейшем оказалось, что на основе других продуктов первого этапа удается получить выход соединений с желаемым молекулярным «скелетом» вплоть до 93%. Для синтеза производных 4-пиримидона был использован тот же подход.

«Главное преимущество нашего метода — возможность создавать органические соединения на основе гетероциклов с функциональными группами разнообразной структуры. Это преимущество закладывается уже на стадии четырехкомпонентной реакции Уги, в которую могут вступать самые разные простые и доступные реагенты. Далее предложенная нами реакция циклизации успешно проходит для реагентов с разными функциональными группами. Простота этого подхода и возможность получать широкий спектр результатов позволяют рассматривать его как привлекательный метод для медицинской химии», — подчеркнул один из исследователей, руководитель Объединенного института химических исследований РУДН Эрик Ван дер Эйкен.