Данный проект направлен на разработку универсального и высокоэффективного подхода к синтезу и модификации многофункционального универсального базового структурного фрагмента – иодэтинилтриазола, обладающего широким кругом практических свойств, и поиску новых соединений для создания на их основе новых флуоресцентных красителей для биологических мишеней.
В рамках проекта решаются как химические, так и биологические задачи.Проводится комплексное и систематическое исследование азид-алкинового циклоприсоединения для синтеза новой группы иодэтинил-1,2,3-триазолов, оценивается их реакционная способность в реакциях Pd-катализируемого кросс-сочетания. Кроме того, были разработаны методы синтетической модификации как самих иодэтинилтриазолов, так и продуктов замещения иода на различные структурные фрагменты. Синтезированные соединения обладают флуоресцентными свойствами и могут рассматриваться как флуоресцентные красители для биоимиджинга.
Было проведено широкое комплексное экспериментальное и теоретическое исследование Cu-катализируемого азид-алкинового циклоприсоединения (CuAAC). Был предложен механизм протекания CuAAC для иодбута-1,3-диинов, выполнены теоретические расчёты по подтверждению предложенного механизма. Была установлена ключевая роль 2,6-лутидина в циклоприсоединении иодмоно- и диацетиленов с органическими азидами.
Клик-реакция, являющаяся ключевой стадией синтеза библиотеки иодэтинил-1,2,3-триазолов, и дальнейшие синтетические последовательности с применением Pd-катализируемых реакций, раскрывают высокий синтетический потенциал доступных производных триазола, на базе которых могут быть получены разнообразные соединения, в том числе обладающие флуоресцентными свойствами
Были продемонстрированы неординарные флуоресцентные свойства полученных диэтинилтриазолов и 5-арил-4-ариэтиилтриазолов, которые заключаются в больших величинах Стоксового сдвига, достигающего 250 нм, высокой интенсивности флуоресценции в широком спектральном диапазоне (λem 350 – 600 нм) и высоких квантовых выходах (64%). Обнаружено, что синтезированные 1,2,3-триазолы не обладают цитотоксичностью в отношении клеточных культур HeLa и HEK293, что важно для дальнейшей разработки на их основе линейки флуоресцентных красителей. Было показано, что 4,5-диэтинил-1,2,3-1Н-триазолы, содержащие изотиоцианатную функциональную группу, эффективно ковалентно связываются с белками размером больше 69 кДа. Визуализация белков, меченых такими соединениями, не требует нестандартных условий пробоподготовки и возможна в любой лаборатории, занимающейся биомолекулярной химией.
Таким образом, CuAAC органических азидов к 1-иодбута-1,3-диинам в комбинации с реакцией Соногаширы или Сузуки является эффективным и удобным методом синтеза ряда ранее неизвестных тризамещенных 1Н-1,2,3-триазолов. Наличие заместителя при N1 триазольного цикла, содержащего сложноэфирную группу, позволяет проводить последующую модификацию тризольных производных разнообразными группами. Обнаруженные фотофизические свойства у 4,5-диэтиниларил-1,2,3-триазолов позволяют найти таким соединениям применение в оптическом биоимиджинге.
Говди Анастасия Иосифовна, доцент кафедры органической химии СПбГУ. Постановка задач, анализ и обсуждение полученных результатов, корректировка задач в процессе выполнения проекта, подготовка к публикации обзора, статей и отчета по гранту. Синтез и изучение флуоресцентных свойств триазолов.
Румянцев Андрей Михайлович, научный сотрудник кафедры генетики и биотехнологии СПбГУ. Изучение антибактериальных и противогрибковых свойств, а также цитотоксической и антипролиферативной активности для вновь полученных 4,5-диэтинилтриазолов, 4-этинил-5-арилтриазолов на клеточных линиях. Изучение возможности применения полученных триазолов в качестве флуоресцентных меток. Подготовка экспериментальных данных для публикации, написание статей, участие в составлении отчета.
