НИОХ СО РАН Отчетная Сессия Февраль 2016 Основные

НИОХ СО РАН, Отчетная Сессия Февраль, 2016 Основные результаты НИР, полученные группой металлокомплексного катализа в 2015 году

1 Состав группы: Рогожникова О. Ю. Тормышев В. М. Троицкая Т. И. Трухин Д. В. с. н. с. , руководитель группы вед. технолог c. н. с. Задачи • • Разработка методов синтеза функциональных производных радикалов триарилметильного ряда (ТАМ, тритилов) Дизайн, синтез и изучение свойств спиновых реагентов для спектроскопических, биологических, медико-диагностических и материаловедческих приложений Работа проводится в кооперации со специалистами из смежных областей: биохимиками, биологами, биофизиками,

Направления работы 2 1. Синтез, изучение строения и приложения тритильных радикалов Программа Фундаментальных Научных Исследований (ФНИ) Проект V. 44. 5. 8: 1. 1. Разработка методов получения функциональных производных радикалов триарилметильного типа (п. 19). 1. 2. Молекулярный дизайн и синтез тритильных меток (TAM) для измерения межспиновых расстояний методом PELDOR и DQC в бисмеченных олигонуклеотидах и белках (п. 20) 1. 3. Разработка методов синтеза нового поколения водорастворимых ТАМ, обеспечивающих появление чрезвычайно узкого синглетного сигнала в спектре ЭПР (п. 21). 2. Алкоксиамины с контролируемой реакционной способностью Грант РНФ 15 -13 -20020 «Алкоксиамины с контролируемой реакционной способностью – новая платформа для разработки лекарственных препаратов, средств диагностики заболеваний и создания современных полимерных материалов» НИОХ (ЛИНИРР, ГМК) совместно с Aix-Marseille Université Руководитель проекта prof. Sylvain Marque

Направления работы 3 3. Тритильные спиновые зонды для изучения строения и функций молекул биополимеров Грант РФФИ 13 -04 -00680 А «Разработка спиновых меток с оптимизированными свойствами и их применение в структурных исследованиях биомолекул методами дипольной ЭПР спектроскопии» НИОХ (грантополучатель) совместно с МТЦ СО РАН и ИХБФМ СО РАН 4. Реагенты для ДПЯ Грант РФФИ-NSF 14 -03 -93180 – МСХ_а "Международное сотрудничество в области химии: Динамическая поляризация ядер наночастицами и кластерами“ НИОХ (грантополучатель) совместно с ИХКи. Г СО РАН и Университетом Алабамы 5. Тритильные радикалы для биомедицинских приложений, включая ТАМ с аномально узким синглетным сигналом Проект NIH EPA 2 P 41 EB 002034 -14 A 1 “Center for Electron Paramagnetic Resonance Imaging in Vivo Physiology” cовместно с Университетами Чикаго, Денвера, Мэриленда и Иллинойса НИОХ = Key Participant of Consortium Руководитель проекта prof. Howard J. Halpern

Проект V. 44. 5. 8. Разработка методов получения функциональных производных радикалов триарилметильного типа (п. 19). Разработаны эффективные методы синтеза ряда монофункциональных тритилов: D. V. Trukhin и др. Syn. Lett, 2015, принята в печать; Z. Yang и др. J. Magn. Res. 2015, направлена в печать 4

Проект V. 44. 5. 8. Разработка методов получения функциональных производных радикалов триарилметильного типа (п. 19). Выход 90% 1 стадия: 0. 9 => 90% 8 стадий: (0. 9)4 х (0. 9)4 = 0. 43 => 43 % Найден прием, позволяющий снимать проблему недостаточной реакционной способности тритилсодержащих карбоновых кислот в реакциях со стерически экранированными аминами и спиртами. 5

Проект V. 44. 5. 8. Молекулярный дизайн и синтез тритильных меток (TAM) для измерения межспиновых расстояний методами PELDOR, DQC и RE в бисмеченных олигонуклеотидах и белках (п. 20) Получена представительная серия тритильных радикалов, отличающихся природой заместителей в боковых аннелированных 1, 3 -дитиациклопентенильных кольцах, а также природой и количеством функциональных групп в положениях 8 ароматических ядер Для указанных ТАМ измерены времена релаксации T 2 и Т 1. A. A. Kuzhelev и др. J. Phys. Chem. B. 2015, 119, 13630 6

Проект V. 44. 5. 8. Молекулярный дизайн и синтез тритильных меток (TAM) для измерения межспиновых расстояний методами PELDOR, DQC и RE в бис-меченных олигонуклеотидах и белках (п. 20) 7 Времена T 2 (µs) и T 1 (µs) in H 2 O в воде, дейтероводе и метаноле при 300 K для X- and Q-диапазонов. Обоснована целесообразность использования спиновых меток с остовом Finland TAM, при этом следует ожидать, что чувствительность, обнаруживаемая в импульсном эксперименте, проводимом по схеме Усиления Релаксации (RE), не будет сколько-нибудь заметно зависеть от частоты прибора. При этом для методик DEER и DQC разумно выбрать X-диапазон.

Проект V. 44. 5. 8. Молекулярный дизайн и синтез тритильных меток (TAM) для измерения межспиновых расстояний методами PELDOR, DQC и RE в бис-меченных олигонуклеотидах и белках (п. 20) и Грант РФФИ 13 -04 -00680 А G. Yu. Shevelev и др. J. Phys. Chem. B. 2015, 119, 13641 8

Проект V. 44. 5. 8. Разработка методов синтеза нового поколения водорастворимых ТАМ, обеспечивающих появление чрезвычайно узкого синглетного сигнала в спектре ЭПР (п. 21) и грант Грант P 41 EB 002034 NIH EPA 9

Грант РНФ 15 -13 -20020. «Алкоксиамины с контролируемой реакционной способностью – новая платформа для разработки лекарственных препаратов, средств диагностики заболеваний и создания современных полимерных материалов» 10

Грант РНФ 15 -13 -20020. «Алкоксиамины с контролируемой реакционной способностью… Предложен метод синтеза тритил-меченых алкоксиаминов. Метод основан на введении фрагмента OCH 2(CO) в качестве линкера, соединяющего исходные OH- и CO 2 H-группы, или линкера NHCH 2(CO) - пришивке тритильной метки к аминоалкоксиаминам. 11

Грант РФФИ 13 -04 -00680 А. «Разработка спиновых меток с оптимизированными свойствами и их применение в структурных исследованиях биомолекул методами дипольной ЭПР спектроскопии» Разработан метод синтеза водорастворимой спиновой метки, содержащей структурный блок ТАМ и малеимидную функциональную группу, специализированную на селективной пришивке к тиольным группам модифицированных ДНК и цистеиновым фрагментам белков 12

Грант РФФИ 14 -03 -93180. "Международное сотрудничество в области химии: Динамическая поляризация ядер наночастицами и кластерами" 13 Jan-Henrik Ardenkjaer-Larsen et al. Facing and Overcoming Sensitivity Сhallenges in Biomolecular NMR Spectroscopy Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 9162– 9185 Ala-Gln, natural abundance 13 C Цель: тритилзамещенные хелатирующие би-и тридентантных лиганды с последующим выходом на мультиспиновые системы, получаемые в виде комплексов указанных спин-меченых лигандов с переходными металлами.

Грант РФФИ 14 -03 -93180. "Международное сотрудничество в области химии: Динамическая поляризация ядер наночастицами и кластерами" 14 Разработаны методы синтеза диамагнитных аналогов тритилзамещенных хелатирующих лигандов. С их использованием были синтезированы комплексные соединения Cu(II) и Zn(II). Созданы предпосылки для направленного синтеза мультиспиновых систем с фиксированной геометрией и заданным значением спина

Грант P 41 EB 002034 национального Института Здоровья США «Center for Electron Paramagnetic Resonance Imaging in vivo Physiology» совместно с Университетом Чикаго (США) 15 Предложен метод синтеза ТАМ 16 H - производного базового тритильного радикала 9 (Finland trityl). Метод может быть использован в синтезе дейтероаналога 16 D, в ЭПР спектре которого ожидается регистрация аномально узкого синглетного сигнала (75 -90 m. G) с полным устранением СТВ с α-протонами OCH 2(CO)-заместителей.

Формальные показатели Публикации 2: 16 G. Yu. Shevelev et al. J. Phys. Chem. B, 2015, 119 (43), p 13641. IF 3. 30 A. A. Kuzhelev et al. J. Phys. Chem. B, 2015, 119 (43), p 13630. Отправлены в печать 4: Z. Yang et al. J. Magn. Res. , 2016. IF 3. 30 IF 2. 51 De facto опубликованы (январь 2016) D. V. Trukhin et al. Syn. Lett, 2016, 27. doi: 10. 1055/s-0035 -1561299. IF 2. 42 B. Epel et al. Adv. Exp. Med. Biol. , 2016, 876, p 185 IF 1. 96 B. Epel et al. Adv. Exp. Med. Biol. , 2016, 876, p 363 IF 1. 96

Формальные показатели 17 Доклады на конференциях, школах и т. д. Пленарные и устные 7: 2 Current Topics in Organic Chemistry, Sheregesh, Russia. Match 21 -27, 2015 1 VI всероссийская конференция «Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях» , Казань, Россия, 6– 9 апреля 2015 1 57 th Rocky Mountain Conference on Magnetic Resonance, Snowbird, Utah, USA, July 26– 31, 2015 2 Modern Development of Magnetic Resonance, Kazan, Russia, September 22 -26, 2015 1 EPR Bio. Dose 2015, Hanover, New Hapmshire, USA, October 4 -8, 2015 Постеры 5: 1 40 th FEBS Congress, The Biochemical Basis of Life, Berlin, Germany, July 4 -9, 2015 1 Modern Development of Magnetic Resonance, Kazan, Russia, September 22 -26, 2015 3 EFMC/ASMC 15. International Symposium on Advances in Synthetic and Medicinal Chemistry, Rehovot, Israel. November 15 -18, 2015

Формальные показатели Работа с ВУЗами, подготовка кадров Преподавание Тормышев В. М. –преподавание в НГУ, кафедра физической химии. Дисциплина – «химическая термодинамика» , Учебная нагрузка: семинарские занятия, коллоквиумы, контрольные работы и экзамены Выполнение курсовой работы Студент Мамонтова Е. М. , НГУ, ФЕН, 2 курс. Руководитель О. Ю. Рогожникова, к. х. н. , с. н. с. Март-май, 2015 года Учебные пособия «Практические работы по химической термодинамике и кинетике» Пособие передано в печать М, Издательский Дом «Интеллект» 18

Формальные показатели Внебюджетные источники финансирования 19

Выражаем глубокую благодарность коллегам из НИОХ ЛФМИ НИОХ СО РАН, МТЦ СО РАН ИХБФМ СО РАН и Университетов The University of Chicago, Aix-Marseille Université, The University of California in Los Angeles, The University of Alabama Спасибо за внимание