Vīnes Universitātes ķīmiķi ir atklājuši pavisam vienkāršu reakciju, lai iegūtu svarīgas klases bioaktīvus savienojumus.
Daudzu dabas vielu un medikamentu struktūras pamatā ir tā
sauktais dikarbonilu struktūras elements, kura iegūšanai ne vienmēr ir labi
attīstītas ķīmiskās metodes. Vīnes Universitātes ķīmiķi ir attīstījuši jaunu,
vispārīgu metodi 1,4-dikarbonilsavienojumu ieguvei, kas ļaus nākotnē to
potenciāli izmantot jaunu medicīnas preparātu un dabas produktu efektīvai
ieguvei. Šī darba rezultāti nesen ir publicēti prestižajā žurnālā Science, publikācijas pirmais autors ir latviešu
jaunais zinātnieks Dainis Kaldre.
Lai dzīvotu līdz
civilizācijas attīstībai, ir konstanta nepieciešamība pēc jaunu savienojumu
ieguves un izpētes. Jaunu zāļu savienojumu izstrāde un testēšana, materiālu
sintēze ir vienmēr liels izaicinājums, ar ko ikdienā nodarbojas organiskais
ķīmiķis. Kad organiskie ķīmiķi vēlas iegūt jaunus savienojumus, viņi analizē
funkcionālās grupas mērķa savienojumā, lai izvēlētos atbilstošu pieeju
savienojuma efektīvai sintēzei.
Tomēr dažu savienojumu
klašu ieguvei metodoloģijas nav tik attīstītas, piemēram, kad nav iespējams
izmantot "normālo" sākumsavienojumu polaritāti. Klasisks piemērs ir 1,4-dikarbonilsavienojumi,
kurus ir daudz sarežģītāk iegūt nekā atbilstošos 1,3- vai 1,5-
dikarbonilsavienojumu analogus. Tomēr 1,4-dikarbonilu struktūras elements ir
pamatā daudziem medikamentiem un dabas produktiem, lai gan līdz šim labas
metodes to ieguvei ar stereoselektivitātes kontroli nebija atklātas.
Nuno Maulides
laboratorija Vīnes Universitātē ir attīstījusi jaunu metodi
1,4-dikarbonilsavienojumu ieguvei izmantojot vienkārši pieejamus sākummateriālus
- sulfoksīdus un inamīdus. "Mūsu metode ir īpaša ar to, ka sērs ir ietverts
sākumsavienojumos un pilda svarīgu lomu reakcijas norisē, bet neparādās
reakcijas gala savienojumos," saka Immo Klose, viens no publikācijas autoriem.
Izvēloties pareizos aizvietotājus sulfoksīda molekulai ir
iespējams selektīvi iegūt visus savienojuma stereoizomērus, kas pirms tam
nebija iespējams. "Sulfoksīda sākumsavienojumiem ir divas pozīcijas, kurās
varam izmainīt aizvietotājus pēc izvēles. Tas padara mūsu metodi par ļoti
fleksiblu un vispārīgu pieeju 1,4-dikarbonilsavienojumu ieguvei," saka
publikācijas autors Dainis Kaldre.
Jaunas iespējas zāļu savienojumu attīstībai
Šīs metodes
fleksibilitāte nākotnē ļaus viegli iegūt jaunas potenciālo zāļu vielu molekulas,
kuru sintēzei nebija viegli iegūstama ceļa. Science publikācijā autori jau demonstrē vienkāršu Matriksa metaloproteināzes inhibitoru
ieguves ceļu, kas ir zināmi kā pretvēža savienojumi. "Līdz šim nebija labi
attīstītas metodes noteiktas stereokonfigurācijas 1,4-dikarbonilu ieguvei.
Tagad mūsu metode atļauj iegūt jebkuru no stereokonfigurācijam selektīvi,"
saka Vīnes Universitātes profesors Nuno
Maulide.
Projekts tika izstrādāts Vīnes Universitātes profesora Nuno
Maulides laboratorijā ERC konsolidācijas granta "Vinyl cation" (https://cordis.europa.eu/project/rcn/205713_en.html) ietvaros. Šī granta ietvaros tiek attīstīti metodoloģijas
projekti jaunu savienojumu efektīvai ieguvei ievērojot atomu ekonomiju principu.
Ar pilnu publikācijas tekstu
var iepazīties šeit: http://science.sciencemag.org/content/361/6403/664 .
Vīnes Universitātes profesora
Nuno Maulides mājas lapa https://organicsynthesis.univie.ac.at/ .
Par publikācijas pirmo
autoru Daini Kaldri
Savu zinātnisko karjeru Dainis Kaldre uzsāka 2006. gadā
Latvijas Organiskās sintēzes institūta Membrānaktīvo un β-diketonu laboratorijā
Prof. Gunāra Dubura vadībā, strādājot organiskās ķīmijas jomā pie jaunu gēnu
transfekcijas aģentu izstrādes. 2010. gadā Dainis pārcēlās uz Kanādu, kur sāka
savas doktora studijas McGill Universitātē James L.Gleason laboratorijā (http://www.gleason-group.mcgill.ca/Gleason_Research_Group/Home.htm). Šeit medicīnas un organiskās ķīmijas jomā viņš izstrādāja
jaunu preklīnisko pieeju vēža ārstniecībai, kombinējot vairākus zāļu struktūras
elementus vienā molekulā. Šāda pieeja ļauj daudz efektīvāk ārstēt vēzi,
izvairoties no iegūtās vēža šūnu rezistences attīstības.
2016. gada sākumā, pēc veiksmīgas doktora tēžu aizstāvēšanas,
Dainis uzsāka postdoktorantūras studijas Vīnes Universitātes Ķīmijas fakultātē
pie jaunu atomu ekonomisku metožu izstrādes zāļu pamatstruktūru vienkāršai
ieguvei. Daiņa darba rezultāti projekta ietvaros ir publicēti prestižajos
žurnālos Angew. Chem. Int. Ed. (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201610105), un pavisam nesen arī žurnālā Science (http://science.sciencemag.org/content/361/6403/664). Dainis cer turpināt iesāktās zinātniskās tēmas un arī nākotnē
attīstīt jaunus medikamentus vēža un citu slimību ārstniecībai un jaunas,
modernas pieejas zāļu vielu izstrādei un sintēzei.
CV Dainis Kaldre (pdf.)
Jauna, selektīva 1,4-dikarbonilu ieguves metode no sulfokīdiem un inamīdiem
(© Nuno Maulide laboratorija)