Учёные создали новые молекулы, обладающие противораковыми свойствами.

Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Organic Letters.

Диазепины представляют собой органические молекулы, включающие в свою структуру кольцо, состоящее из семи атомов: пяти углеродных и двух азотных. Их производные, такие как бензодиазепины, находят широкое применение в медицинской химии. Эти соединения являются основой для противораковых препаратов, а также медикаментов, применяемых в лечении тревожности, эпилепсии и депрессии. В связи с многообещающими свойствами диазепинов, ученые активно ищут методы синтеза новых типов этих соединений.

Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) разработали простой метод получения редкого класса диазепинов, не имеющих дополнительного кольца, характерного для большинства подобных соединений. Сначала авторы синтезировали молекулы-предшественники из коммерчески доступных веществ, состоящие из двух связанных пятичленных колец с дополнительными химическими группами. Затем к ним добавили родиевый катализатор и нагревали смеси от полутора до четырех часов при температуре от 80°C до 130°C. В результате были получены различные диазепины.

После этого авторы изучили механизм происходящей реакции как экспериментально, так и с помощью компьютерного моделирования. Выяснилось, что под воздействием родиевых соединений пятичленные кольца молекул-предшественников разрушаются, образуя одно кольцо большего размера — диазепиновое кольцо — через промежуточное образование трехчленного кольца. При этой перестройке разрываются связи между атомами углерода, а также между азотом и кислородом и между азотом и углеродом. Понимание этого процесса будет полезно для поиска методов синтеза других производных диазепина.

Хотя диазепины, аналогичные вновь полученным, известны более 30 лет, их биологическая активность до сих пор не была изучена. Соавторы исследования из Тольяттинского государственного университета (Тольятти) проанализировали, как полученные соединения влияют на клетки рака молочной железы, простаты, кожи, легкого, колоректального рака, а также на здоровые клетки соединительной ткани легкого. Оказалось, что 10 соединений в различной степени подавляли рост опухолевых клеток, причем важно, что семь из них не затрагивали здоровые клетки. Это указывает на то, что полученные вещества могут иметь потенциал в борьбе с онкологическими заболеваниями.

«Наиболее распространенные среди циклических соединений — молекулы с пяти- или шестичленными циклами. Поэтому мы были очень удивлены и рады, когда поняли, что получили продукты с семичленным циклом — диазепины. Разработанный нами метод синтеза таких уникальных веществ открывает новые горизонты для создания противоопухолевых препаратов. В дальнейшем мы планируем применять родиевый катализ на других молекулах-предшественниках и надеемся получить еще более интересные и перспективные соединения», — делится руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Николай Ростовский, доктор химических наук, заведующий кафедрой органической химии СПбГУ.