Исследователи синтезировали первое соединение в этом ранее неизвестном семействе в 2019 году, но новый метод, о котором сообщалось 3 декабря 2022 года в Журнал органической химии, теперь является общим и более эффективным.

"Впервые химическое сообщество может получить доступ к этим многообещающим соединениям и изучить их интересные свойства", - говорит старший автор исследования Дейл Богер, доктор философии, профессор химии Ричарда и Элис Крамер в Scripps Research.

Первым автором исследования был Чжи-Чен Ву, доктор философии, аспирант лаборатории Богера во время исследования, а ныне химик-медик в Amgen.

Методы, позволяющие синтезировать новые соединения, всегда открывают перспективу создания новых лекарств и других продуктов с необычными, ценными свойствами. 1,2,3,5-тетразины были признаны особенно многообещающими, учитывая успех близкородственных 1,2,4,5-тетразинов. Последние соединения, открытые в 1959 году, обладают уникальными характеристиками реакционной способности и широко используются для изготовления фармацевтических препаратов, новых материалов и химических зондов, которые маркируют биологические молекулы. 1,24,5-тетразины наиболее известны своим использованием в реакциях "щелчковой химии", называемых так из-за их простоты использования и эффективной, сфокусированной реакционной способности с молекулами-мишенями. (Широкое применение Click chemistry было признано Нобелевской премией по химии в этом году.)

"1,2,4,5-тетразины стали невероятно ценными для химии за более чем 60 лет, прошедших с момента их открытия", - говорит Богер.

Несмотря на то, что они являются изомерами 1,2,4,5-тетразинов, то есть имеют ту же химическую формулу, но с другим расположением атомов, 1,2,3,5-тетразины были гораздо более неуловимыми. Тем не менее, когда Ву и Богер достигли первого синтеза 1,2,3,5-тетразина в 2019 году, они нашли достаточно доказательств его перспективности. Одно наблюдение заключалось в том, что соединение может очень эффективно и быстро реагировать с соединениями, называемыми амидинами, посредством "реакций лигирования" (тип реакции, которая соединяет два фрагмента вместе). Химики отметили, что такие лигирования могут стать основой для новых молекулярных зондов и методов маркировки для биологии, а также для сборки фармацевтических препаратов и других химических продуктов. Исследователи также обнаружили доказательства того, что реакционная способность 1,2,3,5-тетразина отличается от реакционной способности 1,2,4,5-тетразинов таким образом, что может позволить использовать два класса тетразинов одновременно в определенных контекстах без создания перекрестной реакционной способности.

Этот первый синтез 1,2,3,5-тетразина был относительно трудоемким и мог быть использован для получения только одного соединения. Новый метод, напротив, предлагает общий путь к получению множества вариантов этих соединений - эффективно, всего за пять стадий реакции, из недорогих коммерчески доступных исходных соединений.

Исследователи и их коллеги из Scripps Research теперь будут синтезировать дополнительные новые 1,2,3,5-тетразины, чтобы изучить их свойства в химии щелчков и других приложениях.

"Я думаю, что это начало новой главы, которая может оказаться такой же своевременной, долговечной и важной, как и для 1,2,4,5-тетразинов", - говорит Богер.

Работа была частично поддержана Национальными институтами здравоохранения (CA042056).