Химики из Scripps Research разработали первый общий метод синтеза семейства соединений, называемых 1,2,3,5-тетразинами, которые открывают большие перспективы для создания фармацевтических препаратов, биологических зондов и других химических продуктов.

Исследователи синтезировали первое соединение в этом ранее неизвестном семействе в 2019 году, но новый метод, о котором сообщалось 3 декабря 2022 года в Журнале органической химии , теперь является общим и более эффективным.

«Впервые химическое сообщество может получить доступ к этим многообещающим соединениям и изучить их интересные свойства», — говорит старший автор исследования Дейл Богер, доктор философии, профессор химии Ричарда и Элис Крамер в Scripps Research.

Первым автором исследования был Чжи-Чен Ву, доктор философии, аспирант лаборатории Богера во время исследования, ныне химик-медик в Amgen.

Методы, позволяющие синтезировать новые соединения, всегда открывают перспективу новых лекарств и других продуктов с необычными ценными свойствами. 1,2,3,5-тетразины считаются особенно многообещающими, учитывая успех близкородственных 1,2,4,5-тетразинов. Последние соединения, открытые в 1959 году, обладают уникальными моделями реакционной способности и широко используются для изготовления фармацевтических препаратов, новых материалов и химических зондов, маркирующих биологические молекулы. 1,24,5-тетразины наиболее известны своим использованием в реакциях «щелчковой химии», так называемых из-за простоты их использования и эффективной целенаправленной реакции с молекулами-мишенями.

«1,2,4,5-тетразины стали невероятно ценными для химии за более чем 60 лет с момента их открытия», — говорит Богер.

Несмотря на то, что они являются изомерами 1,2,4,5-тетразинов, т. е. имеют ту же химическую формулу, но с другим расположением атомов, 1,2,3,5-тетразины оказались гораздо более неуловимыми. Тем не менее, когда Ву и Богер достиглипервый синтез 1,2,3,5-тетразина в 2019 году, они нашли достаточно доказательств его перспективности. Одно наблюдение заключалось в том, что соединение может очень эффективно и быстро реагировать с соединениями, называемыми амидинами, посредством «реакций лигирования» (тип реакции, которая соединяет два фрагмента вместе). Химики отметили, что такие лигирования могут стать основой для новых молекулярных зондов и методов маркировки для биологии, а также для сборки фармацевтических препаратов и других химических продуктов. Исследователи также обнаружили доказательства того, что реакционная способность 1,2,3,5-тетразина отличается от реакционной способности 1,2,4,5-тетразинов, что позволяет использовать два класса тетразинов одновременно в определенных контекстах без создания перекрестная реактивность.

Этот первый синтез 1,2,3,5-тетразина был относительно трудоемким, и его можно было использовать для получения только одного соединения. Новый метод, напротив, предлагает общий способ получения множества вариантов этих соединений — эффективно, всего за пять стадий реакции из недорогих коммерчески доступных исходных соединений .

Исследователи и их коллеги из Scripps Research теперь будут синтезировать дополнительные новые 1,2,3,5-тетразины, чтобы изучить их свойства в химии кликов и других применениях.

«Я думаю, что это начало новой главы, которая может оказаться столь же своевременной, прочной и важной, как и история с 1,2,4,5-тетразинами», — говорит Богер.