Структура оксазинона. Источник: Николай Ростовский
Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета синтезировали два типа новых соединений с антибактериальными свойствами. В перспективе по итогам исследования может появиться доступная альтернатива широко используемым сегодня антибиотикам, к которым патогены уже приобрели устойчивость. Получить новые вещества удалось благодаря всего одной реакции, изменяя только ее условия. В одном случае превращение инициировало золото, а во втором — синий свет.
В качестве основы для синтеза целого ряда биологически активных соединений сегодня используются диазоэфиры ― органические молекулы, имеющие два связанных между собой атома азота, а также сложноэфирную группу. Но пока реакции диазоэфиров хорошо изучены только с довольно простыми веществами, например спиртами и карбоновыми кислотами. Чтобы получить новые молекулы, потенциально способные стать лекарственными препаратами, в частности эффективными антибиотиками, нужно изучать взаимодействие диазоэфиров с более сложными «партнерами».
В первом эксперименте ученые из СПбГУ провели реакции между диазоэфирами и азотсодержащими циклическими карбоновыми кислотами, добавив к раствору исходных веществ катализатор на основе золота. В результате образовались молекулы оксазинона, производные которого обладают антибактериальными свойствами. Этот метод оказался универсальным: с его помощью можно получить широкий набор разнообразных оксазинонов, а кроме того он проще, так как не требует длительных многостадийных реакций с большим количеством различных реактивов.
Коллектив авторов работы. Источник: Николай Ростовский
В качестве инициатора второй реакции с теми же исходными соединениями выступил синий свет. В результате получились ранее не известные продукты — азирин-2-карбоновые эфиры, свойства которых в дальнейшем предстоит исследовать.
«Пока это исследование только “первая ласточка”. Необходимо изучить цитотоксическую активность этих веществ и получить их новые производные. Надо понимать, что до прямого применения этих веществ еще далеко. Дальнейшие перспективы этого проекта могут быть связаны именно со светом. Для инициирования реакции мы можем использовать синий свет ― это одна из составляющих видимого света. Мы видим наше будущее в том, чтобы развивать и исследовать реакции, которые инициируются даже не синим светом, а видимым. Это очень перспективно с точки зрения экологии: мы не засоряем вещество тяжелыми металлами, которым, фактически, является и золото. При работе со светом мы не вносим в соединения ничего лишнего. Наши усилия будут сосредоточены в этом направлении», ― рассказал доцент кафедры органической химии СПбГУ, доктор химических наук Николай Ростовский.
После исследований синтезированных соединений оказалось, что некоторые полученные авторами оксазиноны эффективно подавляют рост бактерий Enterococcus faecium и Staphylococcus aureus: эти микроорганизмы обладают высокой устойчивостью к антибиотикам и вызывают заражения ран, инфекции мочевыводящих путей и кишечника.
«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», — прокомментировал Николай Ростовский.
Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Organic Letters.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.