| Аннотация |
Хиральность как геометрическое свойство, присуще всему живому на Земле. Любой живой организм состоит преимущественно из L-аминокислот и D-сахаров. Большинство биохимических процессов, происходящих в человеческом теле, асимметричны, поэтому наш организм по-разному взаимодействует в энантиомерами лекарственных средств. Один энантиомер лекарственного препарата оказывает терапевтическое действие, а второй в ряде случае приводит к побочным эффектам. По этой причине получение оптически чистых форм лекарственных препаратов является остро стоящей проблемой в развитии фармацевтики. Для выделения оптически чистых веществ в данном проекте предлагается метод хиральной хроматографии на адсорбентах с супрамолекулярной хиральностью. Такие системы обладают ключевым преимуществом для промышленного применения – способностью разделять энантиомеры при высоких концентрациях.
Предлагаемое решение базируется на двух научных открытиях, совершённых коллективом Проекта в 2023 и 2024 годах. В 2023 году было обнаружено различие в скоростях адсорбции энантиомеров на поверхностях с супрамолекулярной хиральностью. Подобное явление наблюдалось даже в тех случаях, когда на супрамолекулярно хиральных поверхностях отсутствует хиральное распознавание за счёт различий в термодинамических характеристиках адсорбции. В 2024 году, также при изучении кинетики адсорбции энантиомеров на хиральных кристаллах с супрамолекулярной хиральностью, было открыто явление сверхселективности: в узкой области кинетической кривой за счёт разницы в скоростях адсорбции значения адсорбции энантиомеров различаются в несколько раз. Наблюдаемое различие адсорбции энантиомеров доходило до десятикратного.
Суть проекта – перенести обнаруженные новые фундаментальные явления с адсорбции на хроматографию. Её решение потребует существенного эксперимента. В хроматографии всегда стремятся добиться равновесных условий разделения. В нашем случае необходимо осознанно выйти за границы квазиравновесного состояния в хроматографии. Более того, для того чтобы «прицелиться» в хроматографии в узкую область кинетической кривой, где наблюдается сверхселективность, необходимо научиться оценивать степень отклонения хроматографических условий от равновесных. Также необходимо установить взаимосвязь между степенью отклонения хроматографических условий от равновесных и коэффициентом энантиоселективности при хроматографическом разделении, и далее – установить взаимосвязь между зависимостью «степень отклонения хроматографических условий от равновесных vs. коэффициент энантиоселективности при хроматографическом разделении» и «время адсорбции – коэффициент энантиоселективности при в адсорбционном эксперименте». Если данные сложнейшие исследования удастся успешно выполнить, мы получим сверхселективные колонки для выделения энантиомеров. После этого в проекте разделения в условиях сверхселективности будут масштабированы, чтобы достичь максимальной производительности. Сверхселективность также открывает путь к фасилитации (облегчению) разделения в условиях жидкостной хроматографии. Коэффициент энантиоселективности больше 10 даёт возможность увеличить размер частиц, что позволит применять для разделения простые перильстатические насосы. Это резко упростит и удешевит выделение энантиомеров.
В результате, полученные подходы и технологии будут использованы для разработки способов выделения энантиомеров таких лекарственных препаратов, как ибупрофен, сальбутамол и кетопрофен, а также биологически активных веществ: феромона большого мучного хрущака (Tenebrio molitor) – 4-метилнонан-1-ола и его ацетата, рицинолевой кислоты и её метилового эфира, октадец-9-ен-1,12-диола, 12-гидроксиоктадец-9-ен-1-ил ацетата, октадец-9-ен-1,12-диил диацетата, линалоола, лимонена, карвона, цитронеллола, цитронеллаля, цитронелловой кислоты, сулкатола и ацетата сулкатола. После завершения проекта предложенные разработки будут предложены промышленности Республики Башкортостан и всей России.
|
