Проекты

Синтез 1,3-дипальмитоилглицерина и гидрофобного вектора на его основе

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Романовская школа
Предметы: Биология, Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Одной из актуальных проблем XXI века является инфекция ВИЧ. Однако применяемые в терапии вирусных заболеваний нуклеозидные препараты наряду с высокой эффективностью действия имеют существенные недостатки, связанные с их низкой биодоступностью, слабой способностью к трансмембранному транспорту, необходимостью использования высоких доз этих лекарственных соединений, что сказывается на проявлении ими побочных действий, таких как: токсичные свойства  препаратов, быстрое развитие устойчивости вируса к препарату, что приводит к необходимости смены терапии, и др.

Поэтому необходимо найти способы для устранения или сведения к минимуму этих недостатков. И одним из решений, позволяющих уменьшить эти недочёты, является синтез 1,3-дипальмитаилглицерина и гидрофобного вектора на его основе.

Цель

Получение 1,3-дипальмитоилглицерина и гидрофобного вектора на его основе для преодоления недостатков существующих антиретровирусных (АРВ) соединений.

Задачи

  1. Литературный обзор.
  2. Синтез 1,3-дипальитоилглицерина:

    2.1 синтез 1,3-дипальмитоилпропан-2-она;
    2.2. синтез 1,3-дипальмитоилглицерина;
    2.3 синтез 1,3-дипальмитоилглицерин-2-О-сукцината.

  3. Получение липофильных матриц на основе 1,3-дипальмитоилглицерина:

    3.1 синтез смешанного сукцината 1,3-дипальмитоилглицерина и 1,6-гександиола.

  4. Подтверждение полученных соединений данными 1H-ЯМР спектроскопии.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Весы электронные аналитические «Sartorius» с точностью взвешивания до 0,001 г (Германия)
  • Роторный испаритель (IKA, Германия)
  • ЯМР-спектрометр Bruker DPX-300 (Германия)

Материалы: Растворители были очищены и подготовлены по стандартным методикам. Хроматографию в тонком слое осуществляли на пластинках Sorbfil (Россия).

В работе использованы гексан, хлороформ, триэтиламин, тетрагидрофуран, этанол, хлористый метилен, диэтиловый эфир, пиридин,  толуол, тетрагидрофуран, хлористый кальций, 1,6-гександиол, пальмитоилхлорид (Aldrich, США), DCC, янтарный ангидрид (Lancaster, Англия), DMAP (Merck, Германия), сульфат натрия, гидрокарбонат натрия, боргидрид натрия, серная кислота, Silica gel (0.040-0.063 мм) (Merck, Германия).

За ходом реакций следили при помощи метода тонкослойной хроматографии. Обнаружение пятен на хроматограммах осуществляли обработкой 10%-м раствором серной кислоты в метаноле с последующим прожиганием при 200 °C.

Описание

На начальном этапе создания проекта автор изучил актуальные методы терапии ВИЧ, а также различные подходы в создании новых противовирусных соединений и модификации уже существующих препаратов (работа, выполненная непосредственно автором).

На следующем этапе автор ознакомился с пролекарственной стратегией в синтезе антиретровирусных агентов (работа, выполненная непосредственно автором). После изучения необходимого теоретического материала автор перешёл к работе над эскизом проекта и планированием эксперимента (работа, выполненная непосредственно автором).

На следующем этапе автор перешёл к выполнению синтеза: получению 1,3-дипальмитоилпропан-2-она, а также к получению 1,3-дипальмитоилглицерина. После перешёл к выполнению заключительных этапов синтеза: получению 1,3-дипальмитоилглицерин-2-О-сукцината, а также смешанного сукцината 1,3-дипальмитоилглицерина и 1,6-гександиола в качестве гидрофобной матрицы для дальнейшего конъюгирования с анти-ВИЧ-нуклеозидами.

На следующем этапе после получения необходимых соединений автор перешёл к заключительному этапу проекта: подтверждению строения полученных соединений данными 1H-ЯМР спектроскопии (работа выполнена непосредственно автором).

Результаты работы/выводы

В ходе работы было осуществлено получение смешанного сукцината 1,3-дипальмитоилглицерина и 1,6-гексаниола, строение которого удовлетворительно подтверждалось данными ЯМР-анализа.

Перспективы использования результатов работы

Полученная липофильная матрица позволит в дальнейшем осуществить синтез липидного пролекарства посредством соединения через функциональные фосфорные связи с нуклеозидными ингибиторами обратной транскриптазы ВИЧ. Дальнейшее исследование свойств этих соединений может привести к разработке препаратов, эффективных для терапии ВИЧ-инфекции.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк РТУ МИРЭА

Мнение автора о своей работе, проекте «Инженерный класс в московской школе», конференции «Инженеры будущего», пожелания

«Проект даёт уникальную возможность попробовать себя в технической сфере. Нам всё понравилось, огромное спасибо организаторам и школе за предоставление такой возможности! Мы верим, что наша работа не была сделана зря и что она сможет кому-нибудь помочь»