Одни и те же вещества — разные лекарства: Как ученые меняют свойства химических соединений с помощью золота и света

Как получить новые молекулы, которые могут стать лекарствами против устойчивых к антибиотикам бактерий? Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета нашли способ синтезировать два типа новых соединений — оксазиноны и азирин-2-карбоновые эфиры — из одних и тех же исходных веществ, просто меняя условия реакции. Одна из них инициировалась золотом, а другая — синим светом. Оксазиноны оказались эффективными против бактерий, вызывающих внутрибольничные инфекции. Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Organic Letters.


Для синтеза новых биологически активных соединений химики часто используют диазоэфиры — органические молекулы, содержащие два атома азота и сложноэфирную группу. Однако диазоэфиры хорошо реагируют только с простыми веществами, например спиртами и карбоновыми кислотами. Это ограничивает возможности получения разнообразных соединений с разными функциями. Поэтому химикам интересно изучать реакции диазоэфиров с более сложными партнерами, которые могут дать новые молекулы с потенциальными лекарственными свойствами.

Санкт-Петербургские ученые провели реакции между диазоэфирами и азотсодержащими циклическими карбоновыми кислотами — высокоактивными химическими веществами. В зависимости от условий реакции они получили два типа новых соединений. Первый тип — оксазиноны — образовался при добавлении к раствору исходных веществ катализатора на основе золота. Оксазиноны — это производные оксазолона, соединения, которое обладает антибактериальными свойствами. Метод синтеза оксазинонов оказался универсальным и простым: с его помощью можно получить разные оксазиноны без длительных и сложных реакций.

Второй тип — азирин-2-карбоновые эфиры — получили при использовании тех же исходных соединений, но вместо золота в качестве инициатора реакции выступал обычный синий свет. В этом случае превращение пошло по другому пути, и образовались новые продукты, ранее неизвестные науке. Свойства этих соединений еще предстоит исследовать.

Авторы решили проверить, обладают ли синтезированные ими оксазиноны антибактериальными свойствами. Для этого они протестировали их на бактериях Enterococcus faecium и Staphylococcus aureus, которые часто вызывают внутрибольничные инфекции, например заражения ран, мочевыводящих путей и кишечника. Эти бактерии также обладают высокой устойчивостью к антибиотикам, поэтому нужны новые препараты для борьбы с ними. Оказалось, что некоторые оксазиноны эффективно подавляют рост этих бактерий в концентрациях, сравнимых с антибиотиком сульфаметоксазолом, который широко используется против этих микроорганизмов. Это значит, что оксазиноны могут стать перспективными кандидатами для разработки новых антибактериальных лекарств.


— руководитель проекта Николай Ростовский, доктор химических наук, доцент кафедры органической химии СПбГУ.