Подразделение было расформировано и с 2018 года входит в состав Лаборатория молекулярного дизайна и синтеза.

Лаборатория органического синтеза

Научно-исследовательские подразделения

Руководитель: Формановский Андрей Альфредович, д. х. н.
formanovsky@yandex.ru

Синтетические методы органической химии, антигены, гаптены, флуоресцентные метки, нетрадиционные аминокислоты, полиазамакроциклы, хромофорные соединения, ионные жидкости, природные низкомолекулярные соединения

Лаборатория проводит молекулярный дизайн, разработку синтетических схем и синтез в препаративных количествах соединений самых разнообразных классов. Например, три- и тетрауглеводных рецепторов тетрасахарида SiaLex , замещенных арилборных кислот различной кислотности, производных индола, 7-гидроксикумарина, пиррол-2,3-дикарбоновой кислоты, ди- и трикарбоновых кислот ряда тиазола, олигоглицинов с фрагментами N-бензилглицина,  фенилдигидронафталинов, 1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты, сложных бициклических производных.

Лаборатория проводит эксперименты по поиску возможных условий абиогенного синтеза аденозина и аденозинмонофосфата, а также работы по изучению свойств, синтеза и возможного использования ионных жидкостей – принципиально нового типа растворителей.

Кроме того, сотрудники занимаются созданием флуоресцентных зондов для ДНК, анестетиков и миорелаксантов нового поколения, а также разрабатывают методы определения наркотических веществ.

Лаборатория сотрудничает с лабораториями Института, Институтом геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН, Химическим факультетом МГУ, Институтом молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Институтом биохимии им. А.Н. Баха РАН, Российским химико-технологическим университетом имени Д.И. Менделеева и др.

Лаборатория создана на базе Группы органического синтеза (функционирует с 1994 года) в 2010 году.

  • Разработка инновационных методов синтетической органической химии и принципиально новых схем синтезов органических соединений
  • Практическое получение соединений различных классов: бензогетероциклов, арилсульфамидов и арилсульфоновых кислот, полициклических и каркасных соединений, арилборных кислот, продуктов деградации лекарственных веществ, антигенов и гаптенов, флуоресцентных меток, нетрадиционных аминокислот, спин-меченых аминокислот, хромофорных и фотосенсибилизирующих соединений, природных низкомолекулярных соединений.
  • Синтезированы компоненты олигопептидных ингибиторов Plm II протеаз – ω-гидроксизамещенных L-α-аминокислот.
  • Разработан новый препаративный метод синтеза аргиопина, синтезировано 100 г. этого природного токсина. Найденный метод использовался в синтезе аналогов аргиопина.
  • Разработаны эффективные методы синтеза и получен представительный набор замещенных 2-тиазолил-1-алкил(арил)этанолов, перспективных шаблонов для получения новых фармакологических препаратов.
  • Разработаны синтетические схемы и проведен синтез гаптенов, необходимых компонентов в иммуноферментном анализе токсичных компонентов бытовых моющих средств, загрязняющих окружающую среду, современных пестицидов и антибиотиков.
  • Разработаны методы синтеза и получен фотопереключаемый фрагмент белка для создания управляемых элементов вторичной структуры; фотоактивируемые метки для исследования рецепторных систем; флуоресцентные метки для исследования строения и функционирования нуклеиновых кислот; фотосенсибилизирующие реагенты; флуоресцентные индикаторы.
  • В рамках Программ Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы» проведен анализ с использованием методов компьютерного синтеза вариаций абиогенных условий образования аденина, а также конденсации аденина с рибозой и рибозофосфатом; сформирована библиотека моносахаридов, разработаны методики их определения методами хромато-масс-спектрометрии и ГЖХ.
  • Найден новый подкласс модифицированных нуклеозидов, обладающих высокой активностью в отношении оболочечных вирусов (см. рис. ниже). Cреди обнаруженного нами ранее (Биоорган. химия, 29 (3), 289–294 (2003), Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 24(5/7), 923–926 (2005), Tetrahedron, 62 (6), 1279–1287 (2006), Вопросы вирусологии, 2006 (1), 34–38, Org. Biomol. Chem.,4 (6), 1091–1096 (2006)) класса противовирусных соединений выявлена группа веществ с высокой активностью в отношении оболочечных вирусов. В частности, IC50 5-(перилен-3-ил)этинил-2′-дезоксиуридина составляет 50 нмоль/л для вируса простого герпеса типа 1 и 180 нмоль/л для вируса гепатита C. Характерной особенностью структуры активных нуклеозидов является присутствие остатка пентациклического ароматического углеводорода перилена, жестко присоединенного к нуклеиновому основанию с помощью тройной связи. Высказано предположение, что уникальная структура полученных соединений обусловливает их встраивание в оболочку вириона, в результате чего слияние вириона с клеткой (инфицирование) становится весьма невыгодным процессом. Новые соединения практически не цитотоксичны.

Ф.И.О.ДолжностьКонтакты

Ранее здесь работали:

Михура Ирина Владиславовна, к. х. н.с.н.с.ivmikhura@yandex.ru
Топольян Артём Павловичм.н.с.gumista@yandex.ru

Избранные публикации

Формановский Андрей Альфредович

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 34, комн. 325
  • Тел.: +7(495)335-39-30
  • Эл. почта: formanovsky@yandex.ru

Модифицированные олигонуклеотиды: подстраиваемые эксимеробразующие зонды и твердофазная клик-реакция (2017-11-23)

1-Пиренацетамид, 1-пиренкарбоксамид и DABCYL-производные были использованы для получения зондов типа молекулярный маяк (ММ), меченных одним или двумя пиренами/тушителями. Пиренный эксимер, образованный двумя жесткими 1-пиренкарбоксамидными остатками, показал наиболее яркое свечение. Интенсивность эмиссии эксимера для ММ после гибридизации с ДНК увеличивалась в 24 раза.

Мы разработали новый метод эффективного конъюгации олигонуклеотидов с различными алкилазидами (производные флуоресцентных красителей, биотина, холестерина, N-ацетилгалактозамина (GalNAc) и др.) с использованием катализируемого медью алкин-азидного циклоприсоединения на твердой фазе. Этот подход удобен для высокопроизводительного синтеза различных олигонуклеотидных конъюгатов, от флуоресцентных ДНК-зондов до различных производных мульти-GalNAc 2'-модифицированной siRNA

Публикации

  1. Farzan VM, Ulashchik EA, Martynenko-Makaev YV, Kvach MV, Aparin IO, Brylev VA, Prikazchikova TA, Maklakova SY, Majouga AG, Ustinov AV, Shipulin GA, Shmanai VV, Korshun VA, Zatsepin TS (2017). Automated Solid-Phase Click Synthesis of Oligonucleotide Conjugates: From Small Molecules to Diverse N-Acetylgalactosamine Clusters. Bioconjug Chem 28 (10), 2599–2607
  2. Aparin IO, Proskurin GV, Golovin AV, Ustinov AV, Formanovsky AA, Zatsepin TS, Korshun VA (2017). Fine tuning of pyrene excimer fluorescence in molecular beacons by alteration of the monomer structure. J Org Chem 82 (19), 10015–10024

Метод дериватизации низкомолекулярных аминов для высокочувствительного определения с помощью ВЭЖХ-МС (2016-11-22)

Синтезированы новые производные трифенилциклопропенилиевого карбокатиона, исследованы их масс-спектрометрические свойства. На их основе синтезирован дериватизирующий реагент, который использовался для детекции летучих аминов с высокой чувствительностью до 30 аттомоль. Используя метод внутреннего стандарта, показана возможость количественного определения аминов в их смесях. В процессе исследования химическихсвойств карбокатиона, показана ранее неописанная перегруппировка трифенилциклопропенилиевого карбокатиона с первичными аминами и анионом дималононитрила.

(2016-03-30)

Цель работы – разработка методик их получения, исследование их свойств и возможностей применения. В процессе работы проводились исследования применимости различных методов для синтеза и модификации биоактивных молекул. В результате работы по теме получены различные типы био- и фотоактивных молекул. Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики: получены соединения с заданными свойствами. Степень внедрения: опубликованы статьи с описанием. Рекомендации по внедрению или итоги внедрения НИР: дальнейшие испытания с целью создания диагностических тест-систем. Область применения: биодиагностика (детекция антигенов и генетического материала). Экономическая эффективность или значимость работы может быть оценена после полномасштабного внедрения. Потенциально весьма высока. Прогнозные предположения о развитии объекта исследования: следует продолжать исследования в данной области, совершенствовать структуру биоактивных молекул и их флуоресцентных производных.  

Ключевые слова: флуоресценция, пептиды, аминогликозидные антибиотики, олигонуклеотиды, налоксон, хиноксикаин, 3-ацилиндолы. Объектом исследования являются биоактивные молекулы и флуоресцентные красители.

ВВЕДЕНИЕ В исследованиях 2015 г решался ряд задач по синтезу различных биологически активных соединений и их производных, флуоресцентных красителей и флуоресцентных биоконъюгатов.  

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

11-Фенилэтинилпирен (PEPy) – новый «голубой» краситель для ПЦР-анализа

Был разработан новый флуоресцентный краситель для «голубого» канала амплификаторов (460±20 нм). Ряд коммерчески-известных красителей для этого канала, такие как 7-аминокумарин и Alexa fluor 350 имеют ряд ограничений, связанных в первую очередь с низким коэффициентом экстинкции и неустойчивостью в условиях деблокирования олигонуклеотидов. Получено азидопроизводное содержащее фенилэтинилпиреновый флуорофор путем медь(I)-катализируемого циклоприсоединения к терминальной тройной связи конъюгировали с олигонуклеотидами. Регистрировались фото-физические характеристики олигонуклеотидов одинаковых последовательностей с фенилэтинилпиреном и 7-аминокумарином. Квантовые выходы флуоресценции лежали в одном диапазоне 40-50 % в среднем, при том, что коэффициент экстикции для нашего красителя оказался почти в 3 раза выше чем у аминокумарина (45000 против 19000). Наблюдается значительно более слабое тушение флуоресценции для фенилэтинилпирена на олигонуклеотидах с ростом температуры чем у производного кумарина. Также были синтезированы флуоресцентные зонды - TaqMan включающие оба красителя, и протестированы в ПЦР в реальном времени. Т.о. детекция происходит на более ранних циклах ПЦР в случае фенилэтинилпирена при более высоком уровне флуоресценции. Предложенный краситель с лучшими фото-характеристиками может стать важным преимуществом для исследований, использующих мультиканальные приборы с «голубым» видимым диапазоном детекции [1]. 

2.  2-Этинилперилен и усовершенствованный синтез 3-этинилперилена.

3-Этинилперилен, важный предшественник флуоресцентных красителей, флуоресцентных нуклеозидов и перспективных нуклеозидных антивирусных препаратов, был получен в препаративных количествах в три стадии из перилена с общим выходом 55 % . Также был разработан простой метод синтеза неизвестного ранее 2-этинилперилена из перилена, включающий пять стадий и приводящий к целевому продукту с общим выходом 20 % [2].

3. Дериватизация первичных аминов катионом трис(2,6- диметоксифенил)метилия для анализа методом масс-спектрометрии МАЛДИ.

Трис(2,4,6-триметоксифенил)метильный катион способен реагировать с первичными и вторичными аминами по пути нуклеофильного замещения метокси-группы в пара-положении бензольного кольца. Впоследствии эта реакция была применена для дериватизации аминокислот и пептидов в масс-спектрометрии. Интересно, что похожий катион, трис(2,6-диметоксифенил)метильный, реагирует с аминами по-другому: с первичными аминами при комнатной температуре образуется акридиниевый катион. Изучены возможности применения этой реакции для дериватизации первичных аминов с последующим определением продуктов методом МАЛДИ-МС. Предложенный способ дериватизации аминов трис(2,6-диметоксифенил)метилий катионом с последующей регистрацией масс-спектров МАЛДИ является удобным, быстрым и чувствительным методом анализа первичных аминов различной природы. Реакция дериватизации проходит при комнатной температуре, не требует специальной обработки и выделения продуктов, может протекать в различных средах. Метод позволяет не только выводить сигналы аналитов из области матричных шумов, но и увеличивать способность вещества к ионизации, и, следовательно, снижать порог обнаружения целевых соединений методом МАЛДИ-МС, а также дает возможность анализа продуктов дериватизации методом ЛДИ. Реакция катиона 1 с аминами протекает при комнатной температуре в течение нескольких минут. В модельных условиях (в присутствии избытка амина) степень превращения катиона 1 в Q+ (т.е. скорость реакции) контролируется визуально по изменению цвета реакционной смеси от фиолетового к красному. Для дериватизации аминов в малых концентрациях, наоборот, используют избыток катиона 1. Достоинством предлагаемого метода является и то, что легкое протекание реакции позволяет проводить дериватизацию как в водных (в случае аминокислот и их производных), так и в неводных растворах [3].

4 Дериватизация аминогликозидных антибиотиков трис(2,6- диметоксифенил)метилием.

Детекция аминогликозидных антибиотиков как методами масс-спектрометрии, так и высокоэффективной жидкостной хроматографии, представляет собой серьезную проблему, поскольку а) углеводная природа молекул снижает их способность к ионизации по сравнению с другими органическими молекулами, особенно в методе МАЛДИ-МС; б) отсутствие в молекулах ароматических фрагментов и амидных связей делает невозможным применение обычных УФ-детекторов в ВЭЖХ. Разработанный нами ранее подход для дериватизации аминов с использованием трис(диметоксифенил)метилиевых солей успешно применен для селективной модификации аминогликозидных антибиотиков. Модификация происходит по аминогруппе при первичном атоме углерода; присоединяемый остаток имеет ароматическую природу и несет перманентный положительный заряд, что позволяет легко детектировать аминогликозидные антибиотики методами масс-спектрометрии и обращенно-фазовой ВЭЖХ, как в индивидуальном виде, так и в смесях. Для исследования возможности дериватизации аминогликозидных антибиотиков нами были выбраны следующие препараты: канамицин, сисомин, паромомицин, тобрамицин.  Была изучена дериватизация простейшего аминоуглевода, аминоглюцитола, который в свободном виде невозможно определить методом масс-спектрометрии МАЛДИ из-за небольшой молекулярной массы (181 Да) и затрудненной ионизуемости молекулы. Контролируя исчезновение пятна исходного аминоспирта при действии на него избытка дериватизирующего агента, методом ТСХ было установлено, что реакция проходит за 30 минут при комнатной температуре, и в спектре МАЛДИ-МС виден четкий сигнал, соответствующий ожидаемой массе конъюгата (см. рисунок). Таким образом, был разработан качественный метод детекции дериватизированных неотщепляемой масс-спектрометрической меткой аминогликозидных антибиотиков с помощью масс-спектрометрии и ВЭЖХ. Предложенный метод дериватизации аминосодержащих углеводов позволяет детектировать их с помощью масс-спектрометрии МАЛДИ и ОФ-ВЭЖХ с УФ-детектором. Показано, что модификация идет по аминогруппе, связанной с первичным атомом углерода. Дериватизация позволяет увеличить чувствительность масс-спектрометрической детекции аминогликозидов на несколько порядков. Преимуществами метода являются экспрессность, экспериментальная простота и доступность реагентов [4].

5. Синтез светочувствительных соединений с заданным комплексом физико-химических и фото-физических свойств.

Данная научно-исследовательская работа предпринята с целью разработки удобных методов синтеза новых высокоплавких органических соединений, удовлетворяющих ряду требований, в частности обратимой или необратимой фотоизомеризации под воздействием ближнего УФ-излучения (~ 360 нм). В настоящей работе мы предлагаем новый метод синтеза соединений, обладающих необходимым набором свойств. На основе реакции конденсации ангидрида дикарбоновой кислоты с разнообразными ароматическими аминами. Данная реакция представляет собой двухстадийный процесс, в котором на первой стадии происходит раскрытие ангидридного цикла с образованием соотвествующей амидокислоты, а на второй стадии циклизация амидокислоты в циклический имид. Нами разработаны оптимальные условия проведения обеих стадий без проведения промежуточной амидокислоты. Выходы циклических имидов достигают обычно 90 %. В ходе работы были разработаны методы синтеза и синтезированы в препаративных количествах 40 ранее неописанных спироциклических гетороциклических соединений.

6. Установление строения экзогенного вещества с молекулярной массой 238 а. е. м. в биообъекте.

Цель данной работы – установление строения неизвестного соединения, обнаруженного в останках эксгумированного трупа. Малое количество обнаруженного вещества позволило провести анализ только лишь масс-спектрометрическим и газохроматографическим методами. Для этого вещества известны масс-спектр, время удерживания, молекулярная масса и брутто-формула, однако такому набору экспериментальных данных не соответствует ни одно вещество ни в одной из масс-спектрометрических библиотек. Результаты идентификации по библиотечному поиску показали, что спектр этого вещества отсутствует в масс-спектрометрических библиотеках PMW2011, NIST 2011, W8N9, а также в целевых библиотеках на наркотические и сильнодействующие вещества.C помощью Web-библиотеки СhemSpider было установлено, что веществу с брутто-формулой С13Н22N2O2 и моноизотопной массой m/z = 238,1675 а. е. м. соответствуют 1171 структурные формулы. Окончательное заключение о структуре вещества, его физико-химических и биологических свойствах можно сделать только после проведения встречного синтеза и сравнения полученных данных масс-спектрометрии и газовой хроматографии с данными неизвестного вещества. Для синтеза было выбрано шесть вероятных кандидатур. Синтез первого из них - 6-метил-1-октил-2,4(1Н,3Н)-пиримидиндиона - был проведен из легкодоступных предшественников в две стадии: последовательной обработкой малоновой кислоты уксусным ангтидридом и тиоцианатом калия с получением 5-ацетил-4-гидрокси-2Н-1,3-тиазин-2,6(3Н)-диона (Предложенный метод позволяет получить с хорошим выходом урацилы, не содержащие примеси 3-замещенных изомеров, в отличие от ряда других существующих методов). После чего полученный тиазиндион кипятили с октиламином в ДМФА. Общий выход целевого соединения составил 25 %. Синтез второго кандидата - 2,6-бис[(диметиламино)метил]-4-метоксифенола - проводили в соответствии с разработанной схемой. Общий выход конечного соединения составил 45 %. Три изомерных N'-(диметоксибензил)-N,N-диметилэтан-1,2-диамина получали из соответственно замещенных бензальдегидов, которые были превращены в имины взаимодействием с алкиламинами в этаноле и последующим восстановлением оснований Шиффа борогидридом натрия. Выход целевых продуктов составил: ― N'-(2,3-диметоксибензил)-N,N-диметилэтан-1,2-диамин – 71%, ― N'-(2,4-диметоксибензил)-N,N-диметилэтан-1,2-диамин – 69%, ― N'-(3,4-диметоксибензил)-N,N-диметилэтан-1,2-диамин – 84%. а Аналогично был получен 2-({[3-диметиламино)пропил]амино}метил)-6-метоксифенол с выходом 78%: Структуры и чистота всех полученных соединений доказаны методами тонкослойной хроматографии, ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии. К сожалению, все синтезированные соединения по спектральным и хроматографическим параметрам не соответствовали выделенному из биологического объекта экзогенному веществу с молекулярной массой 238 а. е. м.

7. Липофильные производные налоксона.

В настоящее время существуют два лекарственных препарата, используемых для лечения наркоманий (прежде всего, морфийной и героиновой зависимостей) — налоксон и налотрексон. Кратковременность действия налоксона ограничивает возможность его применения для терапии наркоманий, поэтому возникает острая необходимость создания пролонгированных форм таких препаратов. Для решения этой задачи были предприняты а) синтез серии сложных эфиров жирных кислот налоксона, обладающих липофильными свойствами, и б) поиск условий растворимости этих эфиров налоксона с получением маслорастворимых лекарственных форм. Налоксон содержит в своей структуре бензольное кольцо с фенольной гидроксильной группой в третьем положении, которая легко может быть проэтерифицирована с образованием сложного эфира. В качестве ацилирущий агентов мы выбрали следующие соединения: хлорангидриды метиладипината, метилсукцината, миристиновой и стеариновой кислот. Также были синтезированы эфиры налоксона с биологически активными кислотами, которые в ходе метаболизма в организме человека могут распадаться до налоксона и кислоты, обладающей физиологической активностью. В качестве таких кислот были выбраны липоевая (тиоктовая) кислота и 6–(ацетиламино)капроновая кислота.  Выходы полученных сложных эфиров составили 60-91%. Строение и чистота полученных соединений подтверждены методами тонкослойной хроматографии и ЯМР-спектроскопии. Для решения проблемы, возникшей при отнесении сигналов в протонном спектре налоксона, были сняты спектры COSY. С этой же целью (отнесение сигналов в протонном спектре) был снят спектр 13С–ЯМР спектр и проведен эксперимент HMQC.

Для решения второй задачи необходимо было выбрать ряд липофильных растворителей. В качестве растворителей мы использовали метилолеат, этилолеат, изопропилмеристат, смеси вышеупомянутых растворителей с сульфоланом (до 30% по объему), рафинированное подсолнечное масло, рафинированное кукурузное масло, рафинированное рапсовое масло, амарантовое масло. Практически во всех растворителях полученные эфиры при нагревании растворяются полностью, но при охлаждении растворов до комнатной температуры часть растворенного вещества выпадает в виде масла. Таким образом, приготовить раствор требуемой 20%–ной концентрации не удалось.

8. Синтез хиноксикаина и его аналогов.

Были начаты работы по разработке метода синтеза хиноксикаина (гидрохлорида диэтиламиноэтиламида 4-гидрокси-2-оксо-1-пропил-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты) – нового препарата, обладающего ярко выраженным местноанестетическим действием. Его химические модификации не оказывают токсического действия, он обладает такими полезными свойствами, как, например, высокая специфичность, отсутствие нефротоксичности и сосудосуживающего действия, что говорит о широких перспективах применения данного препарата в хирургии. Был отработан метод синтеза метилового эфира пропилантраниловой кислоты (выход - 98%). Получение метилового эфира N-пропилантраниловой кислоты проводили восстановительным аминированием в системе Zn/AcOH. Синтез диэтиламиноэтиламида 4-гидрокси-2-оксо-1-пропил-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты из метилового эфира N-пропилантраниловой кислоты проводили по разработанной схеме. Общий выход составил 80,8%. Строение и чистота полученного диэтиламиноэтиламида 4-гидрокси-2-оксо-1-пропил-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты доказаны методом тонкослойной хроматографии и 1H-ЯМР-спектроскопии. Кроме того, с выходами 51-90% были получены соли диэтиламиноэтиламида 4-гидрокси-2-оксо-1-пропил-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты - гидрохлорид (собственно хиноксикаин), метансульфонат и L-тартрат. Для разработки препаративного метода синтеза химического аналога хиноксикаина – хиназолона - были исследованы три синтетические схемы: а) взаимодействие метилового эфира антраниловой кислоты с метилхлорформиатом с последующим алкилированием полученного метил-2-(метоксикарбонил)бензоата изобутилбромидом и конденсацией продукта с N,N-диэтиламиноэтиламином; б) взаимодействие метилового эфира с метилхлорформиатом с последующей конденсацией метил-2-(метоксикарбонил)бензоата с N,N-диэтиламиноэтиламином и алкилированием изобутилбромидом; в) восстановительное аминирование метилового эфира антраниловой кислоты 2-метилпропаналем с последующей реакцией с метилхлорформиатом и конденсацией полученного продукта с N,N-диэтиламиноэтиламидом. Ни одна из них не привела к желаемому результату. Поэтому была разработана еще одна схема синтеза хиназолона со следующей последовательностью реакций: восстановительное аминирование метилового эфира антраниловой кислоты с последующим получением N-изобутилизатового ангидрида взаимодействием с фосгеном, из которого реакцией с N,N-диэтиламиноэтиламидом может быть получен антраниламид, который, в свою очередь, конденсируясь с метилхлорформиатом должен дать целевой продукт.

9. Синтез N-алкилированных 3-ацилиндолов.

9.1. Производные N-этиламида 3-индолкарбоновой кислоты. Для разработки методов инструментального и иммунохимического анализа запрещенных 1-замещенных амидов индол-3-карбоновой кислоты были синтезированы 1-этил- и 1-(3-карбоксипропил)-N-этиламиды индол-3-карбоновой кислоты, представляющие собой разрешенные производные 3-ацилиндола. Прямой способ получения N-этиламида индол-3-карбоновой кислоты (из метилового эфира соответствующей кислоты) не увенчался успехом, поэтому был выбран трехстадийный путь, включавший омыление сложного эфира до кислоты, получение с количественным выходом хлорангидрида обработкой оксалилхлоридом, и перевод полученного хлорангидрида в N-этиламид индол-3-карбоновой кислоты взаимодействием с избытком этиламина ( выход составил 88 %). Искомые производные получали: обработкой этилбромидом, выход N-этиламида 1-этилиндол-3-карбоновой кислоты составил 85 % и 4-броммасляным эфиром в диметилформамиде в присутствии гидрида натрия с последующим щелочным гидролизом, выход N-этиламида 1-(3-карбоксипропил)индол-3-карбоновой кислоты составил 80 %, считая на две стадии. Структуры всех полученных соединений охарактеризованы необходимым набором физико-химических данных.

9.2. Синтез 4-(3-циклогексилкарбонилиндол-1-ил)бутановой и 4-(3-циклопентилкарбонилиндол-1-ил)бутановой кислот .

Для разработки тест-систем определения дизайнерских наркотиков ряда 3-ацилиндолов необходимо в первую очередь синтезировать возможные аналоги психоактивных веществ. Было решено разработать методику получения 4-(3-циклогексилкарбонилиндол-1-ил)бутановой и 4-(3-циклопентилкарбонилиндол-1-ил)бутановой кислот, которые могут служить миметиками синтетических каннабиноидов, но не входят в список запрещенных препаратов. Структурно данные вещества имеют общие черты с многими JWH, куда в состав входит сам индол.Синтез проводили по разработанной схеме с использованием реактива Гриньяра. Вещества получены с хорошими выходами, строение и чистота доказаны методом тонкослойной хроматографии и 1H-ЯМР-спектроскопии. Для синтеза готовых к последующей работе трейсеров необходимо к структуре полученных веществ привязать флуоресцирующую метку. В работе был использован этилендиаминфлуоресцеинтиокарбамат (ЭДФ). Были получены меченые соединения (трейсеры), очищенные после синтеза от примесей методом тонкослойной хроматографии. Молекулярные структуры полученных соединений были подтверждены методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-селективным детектированием.  Показателем связывания антител и вещества с трейсером является резкое (на 70-100 единиц) повышение поляризации флуоресценции. Были произведены исследования на связывание полученных в ходе работы трейсеров с антителом Anti-IAA-TG IC 7/3c10 к индолуксусной кислоте методом поляризационно-флуоресцентного иммуноанализа. Проведенные опыты показали, что связывания с имеющимися антителами не происходят. Работы будут продолжены.

10. Способ получения замещенных диангидридов 1(4)-замещенных-7,8- дифенилбицикло[2.2.2]окт-7-ен-2,3,5,6-тетракарбоновых кислот.

Был разработан и защищен патентом способ получения замещенных диангидридов 7,8-дифенилбицикло[2.2.2]окт-7-ен-2,3,5,6-тетракарбоновых кислот, путем конденсации 2,5 мольного избытка малеинового ангидрида с 2(5)-замещенным 4-гидрокси-3,4-дифенилциклопент-2-ен-1-оном при температуре 200-2250С с последующим выделением целевого продукта. В качестве предшественника диена используется замещенный 4-гидрокси-3,4-дифенилциклопент-2-ен-1-он, в качестве диенофила – малеиновый ангидрид, конденсацию проводят без растворителя и при температуре 200-2250С, а выделение целевого продукта проводят обработкой реакционной смеси кипящей уксусной кислотой [6].  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предложены красители с голубой флуоресценцией для мечения ДНК. Они применены во флуоресцентных ДНК-зондах. Разработан простой метод синтеза неизвестного ранее 2-этинилперилена и усовершенствован синтез 3-этинилперилена. Изучены возможности применения катиона трис(2,6-диметоксифенил)метилия для дериватизации первичных аминов и аминогликозидных антибиотиков с последующим определением продуктов методом МАЛДИ-МС. Разработаны методы получения светочувствительных соединений с заданным комплексом физико-химических и фото-физических свойств. Для установления строения экзогенного вещества с молекулярной массой 238 а.е.м. в биообъекте были разработаны методы синтеза шести вероятных кандидатных структур. Синтезированы липофильные производные налоксона, изучалась возможность получения пролонгированных малорастворимых форм сложных эфиров налоксона для лечения тяжелой опиатной зависимости. Начаты работы по разработке метода синтеза хиноксикаина; получены три соли диэтиламиноэтиламида 4-гидрокси-2-оксо-1-пропил-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты - гидрохлорид (собственно хиноксикаин), метансульфонат и L-тартрат. Разрабатывется препаративный метод синтеза химического аналога хиноксикаина – хиназолона. Для разработки методов инструментального и иммунохимического анализа запрещенных 1-замещенных амидов индол-3-карбоновой кислоты были синтезированы 1-этил- и 1-(3-карбоксипропил)-N-этиламиды индол-3-карбоновой кислоты, Для разработки тест-систем определения дизайнерских наркотиков ряда 3-ацилиндолов разработаны методики получения 4-(3-циклогексилкарбонилиндол-1-ил)бутановой и 4-(3-циклопентилкарбонилиндол-1-ил)бутановой кислот, получены меченые соединения с ЭДФ (трейсеры), начаты работы по разработке методов ПФИА. Разработан и защищен патентом способ получения замещенных диангидридов 7,8-дифенилбицикло[2.2.2]окт-7-ен-2,3,5,6-тетракарбоновых кислот.

Публикации

  1. Aparin IO, Farzan VM, Veselova OA, Chistov AA, Podkolzin AT, Ustinov AV, Shipulin GA, Formanovsky AA, Korshun VA, Zatsepin TS (2016). 1-Phenylethynylpyrene (PEPy) as a novel blue-emitting dye for qPCR assay. Analyst (Lond) 141 (4), 1331–1338