Разработка каталитических систем для селективного синтеза новых хиральных биологически активных гетероциклических соединений на основе монотерпенов

Монотерпеновые углеводороды распространены в природе и обладают широким спектром биологической активности, которая может быть значительно увеличена путем получения на их основе хиральных гетероциклических соединений. Так, известно, что ряд производных монотерпенов с тетрагидропирановым фрагментом обладает высокой анальгетической, противоопухолевой, антивирусной и другими типами активности. Многовариантная реакционная способность терпеновых соединений обуславливает необходимость создания селективных катализаторов для синтеза производных монотерпенов с высокими выходами. Проект направлен на разработку новых каталитических систем для (i) функционализации α-пинена и 3-карена (основных компонентов скипидара) гидроксиметильной группой, (ii) получения на их основе новых гетероциклических соединений и (iii) изучение биологической активности получаемых соединений. В частности, планируется синтез транс-4-гидроксиметил-2-карена и ряда производных 6-гидроксиметил-лимонена с последующей конденсацией этих терпеноидов с альдегидами в хиральные гетероциклические продукты с различной структурой в зависимости от природы используемых реагентов, типа катализатора и условий проведения реакций. В качестве основы для гетерогенных катализаторов предполагается использование ряда алюмосиликатов, включая галлуазитовые нанотрубки, иллит, монтмориллонит, цеолиты, направленная кислотная и термическая модификация которых позволяет получать материалы с различной природой, концентрацией и силой кислотных центров на их поверхности. Использование таких материалов с заданными свойствами позволит осуществлять конденсацию терпеноидов с карбонильными соединениями по необходимому направлению и с высоким выходом гетероциклических продуктов. Также будут изучены гомогенные системы на основе кислот Бренстеда и Льюиса в реакциях гидроксиметилирования α-пинена и 3-карена и конденсации полученных терпеноидов с альдегидами. В результате выполнения проекта будут разработаны эффективные катализаторы для направленного синтеза целого ряда разнообразных хиральных гетероциклических соединений. На первом этапе планируется исследование полученных соединений на острую токсичность, анальгезию, нейромедиаторое действие и их влияние на органы и системы животных. Направление дальнейших биологических исследований будет определяться результатами первых скрининговых тестов. На основе данных по характеризации и каталитической активности модифицированных алюмосиликатов будут получены новые знания о влиянии пористой и кристаллической структуры, типа, природы и концентрации кислотных центров на их поверхности на механизм и направления конденсации исследуемых терпеноидов карбонильными соединениями.