Георгий
Гаврилов синтезирует триаминоимидазольные соединения. Предоставлено
Стефанией Колесниковой
Растущая
устойчивость патогенных микроорганизмов к антибиотикам — одна
из важных проблем современной медицины. В разработке лекарств важную
роль играют азотсодержащие гетероциклы — органические соединения
с циклической структурой, содержащие атомы азота. Особенно
это актуально для производных имидазола, которые
обладают антибактериальными и противоопухолевыми
свойствами, а также могут использоваться как антидепрессанты.
Однако все существующие на данный момент методы получения некоторых
производных имидазола слишком сложные, что затрудняет создание новых
препаратов. Ученые Санкт-Петербургского государственного университета
и Санкт-Петербургского научно-исследовательского института эпидемиологии
и микробиологии имени Пастера разработали инновационный метод синтеза
труднодоступных производных имидазола — 2,4,5-триаминоимидазолов.
В основе метода лежит использование доступных соединений — гуанидинов
и изоцианидов, которые в присутствии кислорода и никелевого
катализатора превращаются исключительно в триаминоимидазолы
без каких-либо побочных продуктов. Исследователи проверили различные
комбинации используемых соединений и во всех случаях получили требуемые
результаты, что подтверждает универсальность и уникальность
предложенного подхода.
Как объясняют ученые Санкт-Петербургского университета, разработанный метод
экологически безопасен, поскольку в нем не используются никакие
токсичные окислители — вместо этого в реакции участвует
атмосферный кислород, а единственным побочным продуктом является вода.
Этот процесс можно проводить двумя способами: либо
при нагревании, либо под действием обычного видимого света.
Химики также изучили механизм реакции — последовательность этапов, которые
приводят к химическому превращению, что позволило
им оптимизировать условия синтеза и добиться высокой эффективности
превращения, равной 97%. Исследователи проверили антибактериальные свойства
полученных соединений, воздействуя ими на культуры грамотрицательных
и грамположительных бактерий. Все протестированные соединения
показали значительную антибактериальную активность против широкого спектра
патогенов. Минимальная доза, необходимая для остановки роста бактерий,
составила менее 1,5 микрограмма на миллилитр, что сопоставимо
с эффективностью антибиотиков, используемых в медицинской практике.
В работе использовались бактерии Enterococcus faecium, Staphylococcus
aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa
и Enterobacter, которые часто вызывают внутрибольничные инфекции, включая
пневмонию, инфекции мочевыводящих путей, пищеварительного тракта и другие.
«Разработанный подход позволяет эффективно синтезировать ранее труднодоступные
производные имидазола и открывает перспективы для создания новых
фармацевтически активных веществ. Полученные соединения проявляют высокую
антибактериальную активность в отношении широкого спектра возбудителей
инфекционных заболеваний, лечение которых осложнено быстро развивающейся
устойчивостью к антибиотикам», — рассказала руководитель проекта,
поддержанного грантом РНФ, доцент кафедры физической органической химии
Санкт‑Петербургского государственного университета Светлана Каткова.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале
ChemMedChem.