Новые олигоазиновые лиганды, включая карборанзамещенные, для создания хелатов с d- и f-элементами в качестве перспективных средств фотодинамической терапии онкозаболеваний и фотолюминесцентных меток для иммуноанализа

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-73-10119

НазваниеНовые олигоазиновые лиганды, включая карборанзамещенные, для создания хелатов с d- и f-элементами в качестве перспективных средств фотодинамической терапии онкозаболеваний и фотолюминесцентных меток для иммуноанализа

Руководитель Копчук Дмитрий Сергеевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органического синтеза им. И.Я.Постовского Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-102 - Синтез, строение и реакционная способность металло- и элементоорганических соединений

Ключевые слова Олигоазиновые лиганды, (аза)-2,2'-бипиридины, карборан-замещенные азины, d- и f-элементы, металлокомплексы, фотолюминесценция, иммуноанализ, фотодинамическая терапия, фосфоресцентные метки, ковалентное и нековалентное связывание, биомолекулы

Код ГРНТИ31.17.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на создание новых реагентов для фотодинамической терапии раковых заболеваний, а также новых объектов для создания фотолюминесцентных меток для иммуноанализа. Объектами исследования станут новые лиганды олигоазиновых рядов, включая карборанзамещенные, содержащие различные рецепторные фрагменты для хелатирования d- и f-элементов (предполагается изучить возможность хелатирования металлов платиновой группы (Ru(II), Pt(II), Ir(III), Re(III)), а также лантаноидов Eu(III), Gd(III), Tb(III) и других), а также функциональные группы для ковалентного или нековалентного связывания с биологическими объектами. Для синтеза олигоазиновых лигандов предполагается использовать ранее разработанные участниками проекта синтетические методы (так называемые "metal-free" методы), исключающие использование катализа солями переходных металлов , а также PASE-процессы (PASE-pot, atom, step economy), а также методов "зеленой химии" (реакции в отсутствие растворителя, прямая С-Н и С-Х функционализация и родственные процессы). Развитие эффективных и быстрых методов ( что называется на месте) диагностики (и терапии) опасных и социально-значимых заболеваний является одним из приоритетных путей развития современной медицины. Неслучайно, что наблюдается значительное развитие методов и оборудования для иммуноанализа, в частности иммуно-флюоресцентный анализ, при котором мечение белков-мишеней in vivo осуществляется при помощи антител, конъюгированных с фотолюминесцентной меткой – малыми флуорофорами, фикобиллипротеинами, квантовыми точками и флуоресцентными белками. В последнем случае варьированием (тюнингом) флуорофоров, управляемо вводимых в структуру белка во многих случаях удается добиться как изменения спектра поглощаемого и испускаемого излучения (что идеально для целей диагностики), так и удается управлять фотоцитотоксичностью данных белков (за счет управляемого генерирования активных радикалов кислорода) и тем самым влиять на фотоактивируемое уничтожение клеток (для целей фотодинамической терапии). Научная новизна проекта заключается в том, что при его выполнении впервые предполагается систематически изучить влияние структуры олигоазиновых лигандов (а именно 2,2’-бипиридинов и циклоалкан- и бензаннелированных производных, их азааналогов, а также карборан-замещенных производных) и дополнительных хелатных и/или функциональных групп на фотофизические свойства получаемых комплексов, а именно квантовый выход, время жизни, длину волны поглощения и испускания и т.д.. Для эффективного ковалентного и нековлентного связывания с биомолекулами будут рассмотрены синтетические возможности введения разнообразных функциональных групп в структуру олигоазинов. В качестве хромофоров/рецепторных фрагментов в структуру олигоазинов будут введены остатки полиароматических соединений (пирен, перилен, трифенилен, антрацен, (аза)трифенилен и т.д.), а также фрагменты карборанов. На настоящий момент такого рода лиганды описаны лишь лишь в единичных публикациях, и в результате реализации предлагаемого проекта этот пробел будет заполнен. Совокупность уникальной структуры лигандов, обширных возможностей по их дополнительной функционализации (с целью создания спектра практических свойств) с использованием методов и приемов, разработанных участниками проекта, создает предпосылки для успешной реализации проекта и создания конкурентного преимущества в данной области.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Савчук М.И., Старновская Е.С., Штайц Я.К., Копчук Д.С., Носова Э.В., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Synthesis of 5-Phenyl-2,2'-bipyridines 6-Substituted with Donor Groups by aza-Diels–Alder Reactions of 5-R-1,2,4-Triazines under High Pressure Conditions Russian journal of general chemistry, Vol. 88, No 10, P. 2213-2215 (год публикации - 2018)
10.1134/S1070363218100316

2. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Ким Г.А., Ганебных И.Н., Ковалев И.С., Сантра С., Маджи А., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Synthesis and photophysical studies of new organic-soluble lanthanide complexes of 4-(4-alkoxyphenyl)-2,2′-bipyridine-6-carboxylic acids Journal of molecular structure, Vol. 1176, P. 583-590 (год публикации - 2019)
10.1016/j.molstruc.2018.08.108

3. Копчук Д.С., Чупчугов Н.В., Старновская Е.С., Хасанов А.Ф., Криночкин А.П., Сантра С., Зырянов Г.В., Дас П., Маджи А., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Synthesis and optical properties of new 2-(5-arylpyridine-2-yl)-6-(het)arylquinoline-based "push-pull" fluorophores Dyes and Pigments, Vol. 167, P. 151-156 (год публикации - 2019)
10.1016/j.dyepig.2019.04.029

4. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. One-Step Synthesis of 5-Methyl-1,2,4-triazines by the Transformation of Their 5-Phenacyl Derivatives Russian journal of organic chemistry, Vol. 55, No. 2, pp. 266–268 (год публикации - 2019)
10.1134/S1070428019020210

5. Савчук М.И., Копчук Д.С., Криночкин А.П., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Preparation of indole-containing 3-(2-pyridyl)-1,2,4-triazines as tryptamine derivatives AIP Conference Proceedings, Vol. 2063, P. 040048-1–040048-3 (год публикации - 2019)
10.1063/1.5087380

6. Старновская Е.С., Штайц Я.К., Криночкин А.П., Хасанов А.Ф., Копчук Д.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. The synthesis of 6-phenoxyphenylamino-2,2’-bipyridines as new fluorophores AIP Conference Proceedings, Vol. 2063, P. 040056-1–040056-3 (год публикации - 2019)
10.1063/1.5087388

7. Тания О.С., Садиева Л.К., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Копчук Д.С., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Detection of nitroaromatic explosives by 2-amino-3-ethoxycarbonyl-6-(1-methylindol-3-yl)-5-(4-chlorophenyl)-pyrazine and its derivatives AIP Conference Proceedings, Vol. 2063, P. 040058-1–040058-5 (год публикации - 2019)
10.1063/1.5087390

8. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Сантра С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Preparation of ligands for lanthanide cations based on 5-aryl-2,2′-bipyridine-6′-carboxylic acids with an extended conjugation system AIP Conference Proceedings, Vol. 2063, P. 040032-1–040032-4 (год публикации - 2019)
10.1063/1.5087364

9. Шабунина О.В., Старновская Е.С., Штайц Я.К., Копчук Д.С., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Modified Synthesis of 6-Aryl-3-(6-R-pyridin-2-yl)-1,2,4-triazines Russian journal of organic chemistry, Vol. 54, Is. 10, P. 1576-1578 (год публикации - 2018)
10.1134/S107042801810024X

10. Фатыхов Р.Ф., Савчук М.И., Старновская Е.С., Бобкина М.В., Копчук Д.С., Носова Э.В., Зырянов Г.В., Халымбаджа И.А., Чупахин О.Н., Чарушин В.Н. Nucleophilic substitution of hydrogen–the Boger reaction sequence as an approach towards 8-(pyridin-2-yl)coumarins Mendeleev communicaions, Vol. 29, Is. 3, P. 299–300 (год публикации - 2019)
10.1016/j.mencom.2019.05.019

11. Хасанов А.Ф., Слепухин П.А., Копчук Д.С., Криночкин А.П., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Ким Г.А., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Complex of Cadmium(II) Iodide with 3,4-Diphenyl-1-(Pyridin-2-Yl)- 6,7-Dihydro-5H-Cyclopenta[c]pyridine: Synthesis and X-ray Diffraction Study Russian Journal of Coordination Chemistry, Vol. 45, No. 2, pp. 92–96 (год публикации - 2019)
10.1134/S1070328419010032

12. И.С. Ковалев, М.И. Савчук, Д.С. Копчук, Г.В. Зырянов, Поспелова Т.А., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. A Convenient Synthetic Approach to Phenazone Derivatives Containing a 1,2,4-Triazine or Pyridine Fragment Russian journal of organic chemistry, Vol. 55, No. 6, pp. 886–889 (год публикации - 2019)
10.1134/S1070428019060228

13. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Ким Г.А., Ганебных И.Н., Ковалев И.С., Сантра С., Зырянов Г.В., Маджи А., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Highly-Luminescent DTTA-Appended Water-Soluble Lanthanide Complexes of 4-(Het)aryl-2,2’-bipyridines: Synthesis and Photophysical Properties ChemistrySelect, Vol. 4, P. 6377 –6381 (год публикации - 2019)
10.1002/slct.201901080

14. Савчук М.И., Хасанов А.Ф., Копчук Д.С., Криночкин А.П., Никонов И.Л., Старновская Е.С., Штайц Я.К., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Чупахин О.Н. New push-pull fluorophores on the basis of 6-alkoxy-2,2'-bipyridines: rational synthetic approach and photophysical properties Chemistry of Heterocyclic Compounds, Vol. 55, Is. 6, P. 554–559 (год публикации - 2019)
10.1007/s10593-019-02495-5

15. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Ким Г.А., Шевырин В.А., Сантра С., Рахман М., Тания О.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Water-soluble luminescent lanthanide complexes based on C6-DTTA-appended 5-aryl-2,2′-bipyridines Polyhedron, Volume 181, article 114473 (год публикации - 2020)
10.1016/j.poly.2020.114473

16. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Ковалев И.С., Сантра С., Зырянов Г.В., Маджи А., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Direct Introduction of a Methyl Group at the C5-Position of 1,2,4-Triazines: Convenient Synthesis of 6-Functionalized 5- Aryl-2,2’-bipyridines ChemistrySelect, Vol. 5, Is. 9, P. 2753-2755 (год публикации - 2020)
10.1002/slct.202000044

17. Штайц Я.К., Савчук М.И., Копчук Д.С., Тания О.С., Сантра С., Зырянов Г.В., Суворова А.И., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Efficient Synthesis of Methyl 6-(6-Aryl-1,2,4-triazin-3-yl)pyridine-2-carboxylates Russian journal of organic chemistry, Vol. 56, Is. 3, P. 548–551 (год публикации - 2020)
10.1134/S1070428020030306

18. Криночкин А.П., Копчук Д.С., Ким Г.А., Шевырин В.А., Цейтлер Т.А., Сантра С., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Synthesis and Luminescent Properties of Functionalized Bipyridyl Based Eu Complexes ChemistrySelect, Vol. 5, Is. 29, P. 9180-9183 (год публикации - 2020)
10.1002/slct.202001357

19. Шабунина О.В., Кожевников Д.Н., Копчук Д.С., Зырянов Г.В.. Суворова А.И., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Effective Synthetic Approach to 4-Arylpyridine-2,6-dicarboxylic Acids Russian journal of organic chemistry, Vol. 56, Is. 6, P. 1108-1111 (год публикации - 2020)
10.1134/S1070428020060214

20. Копчук Д.С., Старновская Е.С., Штайц Я.К., Савчук М.И., Криночкин А.П., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н. Convenient synthetic approach towards high alcohol esters of 5-aryl-2,2′-bipyridine-5′-carboxylic acids AIP Conference Proceedings, Vol. 2280, P. 040023-1-040023-3 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0018677

21. Баклыков А.В., Чистяков К.А., Копчук Д.С., Зырянов Г.В., Русинов Г.Л., Чарушин В.Н., Петров А.Ю. The convenient UPLS method for the determination of Ceftiofur in blood plasma AIP Conference Proceedings, Vol. 2280, P. 030002-1-030002-5 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0027811

22. Копчук Д.С., Криночкин А.П., Ковалев И.С., Тания О.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л., Чупахин О.Н., Петров А.Ю., Суворова А.И. Preparation of α-dichloromethyl- and α-trichloromethyl-pyridines in the reaction of 3-trichloromethyl-1,2,4-triazines with 2,5-norbornadiene AIP Conference Proceedings, Vol. 2280, P. 040024-1-040024-3 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0018034

23. Никонов И.Л., Алуру Р., Хасанов А.Ф., Садиева Л.К., Копчук Д.С., Ковалев И.С., Зырянов Г.В., Русинов В.Л, Чупахин О.Н. Visual detection of nitro-explosives by using 10-(4,5-di-p-tolyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-2,3- dimethoxypyrido[1,2-a]indole AIP Conference Proceedings, Vol. 2280, P. 040035-1-040035-4 (год публикации - 2020)
10.1063/5.0028104

24. Krinochkin A.P., Kopchuk D.S., Kim G.A., Shevyrin V.A., Egorov I.N., Santra S., Nosova E.V., Zyryanov G.V., Chupakhin O.N., Charushin V.N. Highly-luminescent DTTA-appended lanthanide complexes of 4-(multi)fluoroaryl-2,2′-bipyridines: Synthesis and photophysical studies Polyhedron, 2021, Vol. 195, Article 114962 (год публикации - 2021)
10.1016/j.poly.2020.114962

Публикации