Низкомолекулярные компоненты возобновляемого растительного сырья, их синтетические аналоги и функциональные производные - основа для целенаправленного получения новых перспективных веществ и материалов

Мировая тенденция последних лет – это использование природных соединений в качестве сырья для получения лекарственных, ветеринарных препаратов, косметических и парфюмерных товаров, средств защиты человека и животных. Вещества, созданные природой в ходе длительного эволюционного развития, легче усваиваются организмом, обладают более мягким физиологическим действием по сравнению с синтетическими аналогами и зачастую лишены вредных побочных эффектов последних. Древесное сырье представляет собой неисчерпаемый и дешевый источник для получения природных биологически активных веществ. Однако практическое применение индивидуальных природных компонентов зачастую ограничивается весьма недешевым выделением из растительного сырья, а также низкой степенью очистки препаратов. Поэтому синтез аналогов природных биорегуляторов и их химическая модификация является одним из наиболее перспективных методов синтеза новых биологически активных соединений. В то же время гибридизация биологически активных молекул, основанная на сочетании фармакофорных групп, которые путем объединения приводят к разработке новых гибридных соединений, является мощной стратегией разработки лекарственных средств. Планируемые исследования обеспечивают развитие новой лесной стратегии РФ – повышение эффективности использования ресурсов и переход к современному высокодоходному, экологически устойчивому развитию (перечень поручений Президента РФ Пр-1816, пп. 2к-1, 2к-5, 06.11.2020). Организация производства комплексной и глубокой химической переработки лесных ресурсов в настоящее время далека от принципов рационального природопользования. Россия, располагая 21% мировых запасов леса, дает менее 1% экспорта этой продукции. Ежегодно в местах заготовки древесины (в лесу) остаются и практически не используются хвоя, ветви, масса которых достигает 15% от массы стволовой древесины. Кроме того, на лесосеках остаются корни деревьев, а на местах переработки древесины − опилки, кора, низкосортная и мелкотоварная древесина. В России экономически доступные ресурсы только древесной зелени оцениваются специалистами в 20−30 млн т в год, однако степень их использования не превышает 10−15%. Остальная масса в виде отходов захламляет места вырубок и производственные участки первичной переработки древесины, что способствует возникновению пожаров и экологических катастроф. Одним из направлений оптимального пути достижения экологического и ресурсосберегающего эффекта является внедрение современных наукоемких технологий, при минимальном уровне воздействия на экосистемы. Новизна работы заключается в получении новых соединений, изучении их свойств и разработке новых реакций. Кроме того, новизна подхода к комплексной переработке растительного сырья заключается в применении технологии эмульсионной экстракции для извлечения ценных компонентов из древесного и/или травянистого растительного сырья. Цель научного исследования − комплексное рациональное использование растительных ресурсов, создание на основе природных биологически активных соединений и их аналогов – полифункциональных молекул с высокой степенью структурного разнообразия – инновационных препаратов для различных секторов экономики. Задачи, предлагаемые к решению: Органический синтез на основе низкомолекулярных компонентов древесины; разработка инновационных фармакологических субстанций; катализаторов и стабилизаторов технического назначения. Разработка методов синтеза новых N-, O-, S-, F-производных ароматических соединений (анилинов, фенолов), гетероциклов (в том числе природных и синтетических хлоринов и порфиринов), производных моно-, сескви- и тритерпеноидов. Синтез новых металлокомплексов с терпеновыми производными (в том числе палладациклов); порфиринатов переходных металлов. Поиск подходов к увеличению биодоступности липофильных фармакологически активных субстанций. Получение водорастворимых форм новых веществ и материалов. Исследование биологических свойств (антимикробной, антиоксидантной, противогрибковой, противоопухолевой), выявление зависимости «структура-свойство», оценка токсичности и перспективности дальнейшего применения. Комплексная рациональная переработка промышленно доступного возобновляемого растительного сырья с применением принципов зеленой химии для получения практически значимых инновационных веществ и материалов, востребованных отечественной промышленностью. Выделение мажорных компонентов из экстрактов древесной зелени хвойных (терпеноиды и природные фенольные соединения) и растительного сырья северного Арктического происхождения (антоцианы). Поиск и разработка эффективных технологических подходов для комплексной переработки растительного сырья. Исследование биологических свойств экстрактов и индивидуальных компонентов.