Альдоли — это органические молекулы, которые несут две разные кислородсодержащие группы — спиртовую (-ОН) и кетонную (=О). Они широко используются в качестве промежуточных продуктов при синтезе лекарств, например антибиотиков, поэтому востребованы в фармацевтике. Однако синтез альдолей — сложный и недостаточно эффективный процесс. Дело в том, что получают эти соединения с помощью альдольной конденсации, в ходе которой образуется много побочных продуктов, в частности изомеров — молекул, по химическому составу идентичных требуемым альдолям, но пространственно отличающихся от них. Из-за этого образующиеся вещества приходится дополнительно разделять и очищать, что усложняет производство. Поэтому ученые ищут другие способы синтеза.
Реактор для синтеза. Источник: Алексей Сухоруков
Химики из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН (Москва) предложили новый подход, который позволяет избежать образования нежелательных побочных продуктов. Авторы решили изменить полярность (распределение зарядов) молекул-субстратов, используемых для синтеза альдолей, на противоположную. Дело в том, что в стандартную альдольную конденсацию вступает отрицательно заряженное соединение — енолят — и несущий частичный положительный заряд альдегид. Химики подобрали их аналоги, но с противоположной полярностью. Так, роль положительно заряженного енолята играло соединение с нитро-группой, а отрицательно заряженного — органическое соединение серы.
Взаимодействие этих веществ приводило к образованию промежуточного гетероциклического продукта, который в присутствии никелевого катализатора и водорода превращался в целевой альдоль. При этом выходы продуктов, отражающие эффективность процесса, доходили до 89%, что позволяло избегать образования побочных продуктов. Изменяя структуру молекул-субстратов, с помощью предложенного способа химики синтезировали более двадцати различных альдолей. Избирательное получение большинства этих продуктов с помощью классической альдольной конденсации невозможно. Таким образом, предложенный метод позволяет из простых исходных реагентов получать целый ряд фармацевтически ценных соединений разнообразной структуры.
Целевой продукт в колбе. Источник: Алексей Сухоруков
«С помощью предложенного подхода можно синтезировать ранее труднодоступные альдоли довольно простым и эффективным способом. Учитывая высокую значимость альдолей как полупродуктов в фармацевтической химии, наши результаты помогут усовершенствовать методы получения известных лекарственных препаратов, а также выявить новые фармакологически активные соединения. В дальнейшем мы планируем применить наш подход к получению различных лекарственных препаратов и природных соединений, что может стать важным шагом на пути к постепенному импортозамещению иностранных фармсубстанций», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Алексей Сухоруков, доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией химии органических и металлоорганических азот-кислородных систем Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН.
