«Игра в бильярд» с помощью ионов поможет разрабатывать новые лекарства

24 марта 2017 г.

Ученые из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН предложили способ, который позволяет безопасно использовать взрывчатые азиды металлов в изготовлении сырья для лекарственных препаратов. Исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда, представлены в журнале Chemistry — A European Journal.

Органические азиды — это важнейший класс химических соединений, которые применяются в синтезе фармакологически активных веществ, в частности лекарственных препаратов. В промышленности для получения органических азидов используют простое неорганическое соединение, азид натрия, состоящее из катиона натрия (щелочного металла) и азид-аниона.

Азиды нещелочных металлов, в частности магния, цинка и кобальта, крайне неустойчивые и взрывчатые вещества: азид свинца, например, используют как детонатор. Такие соединения, в отличие от азидов щелочных металлов, с трудом можно рассматривать в качестве удобных реагентов для органического синтеза.

В своей работе химики предложили способ, который позволяет безопасно использовать взрывчатые и неустойчивые азиды металлов. Этот метод заключается в том, что взрывчатый азид генерируется путем ионного обмена в растворе непосредственно перед проведением синтеза органического азида.

«В нашей работе мы впервые обнаружили, что металл кардинальным образом влияет на реакционную способность азид-аниона в реакциях нуклеофильного замещения, которые часто используются при получении фармацевтических препаратов», — сказал один из авторов исследования, кандидат химических наук Алексей Сухоруков.

Ученые провели аналогию между химическим поведением, которое наблюдалось в их исследовании, и игрой в бильярд, где ионы — это шары, а атомы органической молекулы — лузы. В отличие от реальной игры, основанной на механике, в «химическом бильярде» шары (ионы) после столкновения могут не только разлетаться в стороны, но и «слипаться», образуя связанную пару, которая движется по совершенно другой траектории, то есть присоединяется в другое положение органической молекулы, нежели свободный азид-анион.

«В открытом нами химическом процессе катион металла, в зависимости от своей природы, направляет атаку азид-аниона в то или иное положение органического субстрата. Химик, как профессиональный игрок в бильярд, выбирает подходящий шар (катион металла) и диспозицию (условия проведения химической реакции) для попадания в нужный реакционный центр молекулы. Эта простая аналогия в понятной манере иллюстрирует научное открытие, описанное в нашей работе», — пояснил ученый.

Индикатор, 22 марта 2017 г.