Печать
Просмотров: 738

Зачем необходимы новые молекулы рассказал профессор СПбГУ Александр Хлебников

Обновлено

Один из докладов на VI международном симпозиуме «DIAZO-2021» был посвящён анализу синтетических стратегий, основанных на реакционной способности диазофункционализированных гетероциклов, которые позволяют получать новые азотсодержащие гетероциклические ансамбли и конденсированные гетероциклические системы. Активную работу в этом направлении ведёт научная группа под руководством д-ра химических наук профессора СПбГУ Александра Хлебникова. Разработанные ей новые оригинальные синтетические подходы используют ортогональную стабильность и реакционную способность функциональных групп и колец в соединениях, содержащих диазофункцию и гетероциклическое кольцо, таких как азирин (напряжённый гетероцикл), изоксазол (гетероцикл со слабой связью азот-кислород).

IMG 8583

О том, зачем учёные разрабатывают новые молекулы и гетероциклические соединения, рассказал Александр Хлебников. Развитие технологий требует получения новых органических соединений с заданными свойствами. Они необходимы для создания перспективных материалов, лекарств, химических сенсоров, средств визуализации биологических процессов, органических полупроводников, производительных преобразователей энергии и т. д. Поэтому методологии синтеза новых гетероциклических соединений в ближайшем будущем будут интенсивно развиваться.

Значимость гетероциклических соединений и значение разработки эффективных методов их синтеза неоспорима. Чтобы показать масштаб проблемы отметим лишь несколько моментов. Синтез полигетероароматических соединений играет исключительную роль в развитии постсиликоновой электроники. В частности, поликонденсированные гетероциклические системы рассматриваются как перспективные легированные нанографены, сочетающие структурную однородность с перестраиваемой электронной структурой. Развитие новых методов синтеза таких молекул позволит модифицировать топологию, положение и состав гетероатомов в сопряжённой системе, контролирующие ключевые особенности электронной структуры, обеспечивая тонкую настройку оптического поглощения, фотолюминесценции, окислительно-восстановительного поведения и других свойств, — говорит Александр Феодосиевич. Новые гетероциклические соединения необходимы для создания красителей для ближней инфракрасной области спектра, двухфотонных поглотителей, флуоресцентных датчиков, высокоспиновых органических молекул, лигандов для переходных металлов, органических полупроводников и др.

С другой стороны, отмечает учёный, большинство лекарственных средств, применяемых в современной медицине, являются гетероциклическими соединениями и их ансамблями, которые занимают ведущие места в рейтинге мировых продаж лекарств. Методы синтеза, обеспечивающие эффективное получение функционализованных гетероциклических соединений, имеют решающее значение для открытия и введения в практику новых лекарств, необходимость которых следует из новых вызовов, постоянно встающих перед цивилизацией, таких как, например, коронавирус COVID–19.

IMG 8585

По словам Александра Феодосиевича, несмотря на многочисленность уже разработанных методов синтеза и функционализации гетероциклов, по-прежнему существует большая потребность в дальнейших достижениях в этой области. Так, на ранней стадии поиска лекарственного средства нужен быстрый доступ к новым гетероциклам, которые, удовлетворяют определённым физико-химическим требованиям и могут обеспечить новые физиологические свойства. Во время клинической фазы доработки лекарств необходимость проведения тонких структурных модификаций молекулы для повышения активности, селективности, метаболической стабильности и других свойств требует разработки новых гибких синтетических схем модификации гетероциклических молекул.

Создание эффективных методологий направленного синтеза органических соединений обеспечит не только удовлетворение потребностей естественных наук, индустрии и сельского хозяйства в перспективных веществах, но и сохранение природной среды, климата, поскольку современное понятие эффективности неразрывно связано с понятием экологичность. В рамках этой общей проблемы синтез моно и полигетероциклических соединений и их ансамблей занимает одно из важнейших мест, – уверен учёный.

Сегодня в СПбГУ методики синтеза новых молекул разрабатывает несколько исследовательских коллективов химиков, о некоторых результатах на конференции DIAZO–2021 подробно рассказали Н.А. Данилкина, М.Ю. Красавин, М.С. Новиков, Н.В. Ростовский.

С программой и материалами DIAZO-2021 можно познакомиться на сайте.

В состав научной группы, возглавляемой Александром Хлебниковым, входят студенты, аспиранты и молодые ученые. Исследования, результаты которых были отражены в докладе «Diazо-functionalized reactive heterocycles: versatile tools in synthesis», выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-13-00039).

Подробнее о результатах, обсуждаемых в докладе, можно прочитать в статьях:

VI международный симпозиум «Химия диазосоединений и родственных полиазотосодержащих систем (DIAZO-2021)», в сентябре 2021 года объединивший в Санкт-Петербурге специалистов в одной из наиболее активно развивающихся направлений фундаментальной органической химии, выступил сателлитным мероприятием XII Международной конференции «Менделеев 2021». Организатор — Санкт-Петербургский государственный университет.


См. также