Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Разработка подходов к созданию перспективных материалов для биомедицинских приложений является одной из важных задач развития современной российской науки. Среди классов соединений, свойства которых активно исследуются для конструирования таких материалов, особый интерес представляют тетрапиррольные соединения, в том числе пиразинопорфиразины и хиноксалинопорфиразины, благодаря их способности генерировать активные формы кислорода, прежде всего синглетный кислород. Дальнейшее улучшение характеристик таких систем возможно за счёт получения гибридных материалов на основе тетрапиррольных линкеров и биосовместимых компонентов, в том числе гиалуроновой кислоты. Проект РНФ № 25-23-00419 посвящён созданию фотоактивных гелей на основе тетрапиррольных соединений и гиалуроновой кислоты как потенциальных биомедицинских изделий для быстрого обеззараживания и ускоренного восстановления кожных дефектов, в том числе в полевых условиях. Актуальность разработки обусловлена необходимостью оперативного оказания медицинской помощи в отдалённых и экстремальных условиях, при повышенном риске инфицирования и ограниченном доступе к специализированным лечебным учреждениям. В ходе отчетного периода были синтезированы и охарактеризованы новые октазамещённые п-карбоксифенокси хиноксалинопорфиразины H2QPz(COOH)8 и ZnQPz(COOH)8. Комплексы хорошо растворимы в фосфатно-солевом буфере за счёт депротонирования карбоксильных групп с образованием октаанионных форм, однако в воде образуют сильно агрегированные частицы, что подтверждается электронными спектрами поглощения. Генерацию синглетного кислорода агрегированными формами исследовали с использованием 2,2'-(антрацен-9,10-диилбис(метилен))дималоновой кислоты (АДМК) как селективной пробы на 1O2. Показано, что в отличие от цинкового комплекса ZnQPz(COOH)8 свободное основание H2QPz(COOH)8 не генерирует синглетный кислород, вероятно вследствие более сильной агрегации. При переходе к несимметричным линейным комплексам была предпринята попытка синтеза макроцикла состава АВАВ на основе 3,6-ди-трет-бутилфенилфталонитрила (фрагмент A) и 2-(4-аминофенил)-1H-бензоимидазо-5,6-дикарбонитрила (фрагмент B). Темплатная конденсация в присутствии Zn(OAc)₂ привела к образованию симметричного комплекса B₄, что подтверждено MALDI-TOF масс-спектрометрией. Это связано с различной реакционной способностью нитрилов и стерическими ограничениями, и задаёт направления дальнейшей оптимизации структуры нитрилов для направленного синтеза линейных изомеров АВАВ-типа. Проведены исследования образования конъюгатов гиалуроновой кислоты с комплексами ZnQPz(COOH)8 и окта(3,5-дикарбоксифенокси)фталоцианинатом цинка ZnPc(COOH)16. Карбоксильные группы макроциклов активировали с помощью EDC и NHS с последующим образованием эфирных связей с гидроксильными группами ГК. Полученные гелеобразные конъюгаты очищали методом диализа и характеризовали с использованием ИК-спектроскопии. На следующем этапе работы над проектом, будет продолжено исследование полученных конъюгатов с гиалуроновой кислотой, в частности, будет исследована способность к генерации активных форм кислорода, а также изучены антимикробные свойства полученных соединений, с применением модельных культур, таких как E. Coli и Bacillus substilis. Результаты работы были представлены на профильной конференции «II Сибирский химический симпозиум», а также была подготовлена статья «Comparative study of reactive oxygen species generation by quinoxalino- vs. pyrazinoporphyrazine derivatives in an aqueous media» направленная в редакцию журнала «Макрогетероциклы».