Свет вместо сложного синтеза: химики нашли способ повторно использовать сульфонамиды

Новые соединения из накопленных запасов

Фармацевтические компании хранят большие библиотеки химических соединений, которые проверяют при разработке лекарств. Среди них — тысячи сульфонамидов. Соединения этого класса применяют в антибиотиках, а также в препаратах против диабета второго типа, гипертонии и воспаления. Однако химически модифицировать их сложно, что ограничивает возможности повторного использования.

Команда под руководством Эрика Нацсы, доцента химии Университета штата Пенсильвания, предложила способ превращать сульфонамиды в анилины. Эти соединения также востребованы в фармацевтике, в том числе при создании ряда противоопухолевых препаратов. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Как работает превращение

Процесс проходит в одну операцию и включает два основных этапа. Сначала фосфат калия отщепляет от молекулы сульфонамида протон — ядро атома водорода. Затем соединение подвергают воздействию видимого света, который запускает дальнейшую реакцию.

Исследователи установили, что после удаления протона свет вызывает образование связи между атомами азота и углерода. При этом из молекулы выделяется диоксид серы (SO₂), а исходное соединение превращается в анилин.

Дополнительные химические катализаторы для такого превращения не потребовались. По словам Нацсы, это стало неожиданностью для команды: отдельные химические процессы были известны, но объяснить механизм их совместной работы оказалось непросто.

Зачем это фармкомпаниям

Разработка одного лекарства обычно требует синтеза и биологической оценки многих тысяч молекул. Каждую из них нередко получают за несколько синтетических операций. Подход команды Нацсы позволяет использовать уже существующие соединения как исходный материал, сокращая путь к новым структурам.

Удаление серы существенно меняет биологические свойства соединения, отмечает исследователь. Поэтому метод может расширить химические библиотеки за счет производных тех сульфонамидов, которые прежде не нашли применения.

По данным вычислительных исследований GSK, такую модификацию потенциально можно провести более чем с 90% коммерчески доступных сульфонамидов. Это расчетная оценка применимости метода, а не результат экспериментальной проверки каждого соединения.

В работе участвовали специалисты Университета штата Пенсильвания, фармацевтической компании GSK и Университета штата Флорида. Исследователи рассчитывают, что повторное использование накопленных соединений поможет расширить поиск новых лекарственных структур.