Ученые Томского политеха совместно с коллегами из Швеции впервые предложили метод синтеза куркулигозида А — потенциального лекарственного препарата, который в Индии и Китае получают экстракцией из лекарственного растения. При этом лабораторный синтез соединения дает больший выход необходимого вещества, чем переработка натуральных материалов. Масштабируемый доступ к куркулигозидам позволит в будущем проводить биологические и медицинские исследования этого класса натуральных продуктов в объемах, необходимых рынку.
Исследование поддержано Минобрнауки России (программа № 075-03-2025-439). Результаты работу ученых опубликованы в журнале New Journal of Chemistry (Q3, IF: 2.5).
Куркулигозид А в последнее десятилетие приобретает все большую популярность, появляется больше исследований его фармакологической активности. Обнаружено, что куркулигозид А и его структурные аналоги способствуют эффективному снижению окислительного стресса, воспаления и клеточного апоптоза, что делает его перспективной основой для создания лекарственных препаратов для профилактики и облегчения симптомов артрита, ишемии тканей и остеопороза.
Основной растительный источник этого соединения — это куркулиго орхидеевидное. Растение классифицируется как исчезающий вид, что делает его сбор непригодным для крупномасштабного производства. Привлекательной альтернативой исчезновению биомассы является разработка метода получения синтетической версии куркулигозида А и его аналогов.
Ученые ТПУ совместно с партнерами разработали способ избирательно модифицировать исходное вещество, который позволил получить промежуточный ключевой продукт с выходом до 93 %. Затем подобрали оптимальные условия для «сшивки» трех основных «строительных блоков» (D-глюкозу, фенольный остаток, который связан с ней β-гликозидной связью, и остаток ароматической кислоты, присоединенный к фенольному компоненту в виде сложного эфира) в единую молекулу, используя оксид серебра в качестве ускорителя реакции. Это позволило добиться выхода целевого соединения в 65 %.
Далее химики подобрали безопасный и эффективный метод восстановления функциональной части молекулы без повреждения остальных элементов. Применили метод для создания сложноэфирной связи — это помогло обойти проблему низкой реакционной способности и получить нужный продукт с выходом 90 %. Затем ученые создали способ снятия защитных групп с молекулы на финальном этапе, сохранив структуру куркулигозида. Выход конечного продукта составил 90 %.
«Предложенный синтетический подход позволил получить 2,23 г куркулигозида А всего за пять этапов, начиная с легкодоступных субстратов. Таким образом, разработанный метод демонстрирует потенциал для надежного производства этого натурального продукта и его производных, удовлетворяя высокий спрос на медицинские испытания и потенциальные терапевтические применения», — отмечает руководитель проекта, заведующая лабораторией «Химическая инженерия и молекулярный дизайн» ТПУ Елена Степанова.
Ранее при выделении куркулигозида А из его основного растительного источника из 2,5 кг высушенных корневищ было получено всего 35 мг названного соединения. Процесс выделения требовал пяти этапов очистки, включая жидкостную экстракцию более чем 100 литрами различных растворителей и несколько последовательных хроматографических очисток.
В исследованиях принимали участие сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Линчепингского университета (Швеция) и Королевского технологического института (Швеция).