Studiul chimic al metaboliților secundari din sursele naturale locale și valorificarea potențialului lor aplicativ în baza lărgirii diversității moleculare cu funcționalitate multiplă (MetNatVal))

Prioritate strategică

V. Tehnologii inovative, energie sustenabilă, digitalizare

Direcție strategică

Cercetări fundamentale în fizică, chimie, matematică

Cifru
010601
Perioada de realizare
2024-2027
Instituții

Institutul de Chimie al USM

Laboratoare/Centre
  1. Laboratorul Chimia Compușilor Naturali și Biologic Activi
  2. Laboratorul Sinteză Organică
Conducător

Dr. habilitat, conf. cerc. Veaceslav Kulcițki

Executori:
Memb. cor., dr. hab. UNGUR Nicon Memb. cor., dr. hab., prof. Fliur MACAEV
Dr. hab. ARÎCU Aculina Memb. cor., dr. hab., prof. Ion GERU
Dr. DRAGALIN Ion Dr. POGREBNOI Serghei
Dr. CIOCÂRLAN Alexandru Dr. STÎNGACI Eugenia
Dr. GRINCO Marina Dr. LUPAȘCU Lucian
Dr. BARBĂ Alic Dr. SUCMAN Natalia
Dr. LUNGU Lidia Dr. GORINCIOI Elena
Dr. GÎRBU Vladilena Dr. POGREBNOI Vsevolod 
Dr. BLAJA Svetlana Dr. ZVEAGHINȚEVA Marina
Dr. SECARĂ-KUȘNIR Elena COJOCARI Sergiu
BÎRCĂ Natalia  
Rezumat

Metaboliții secundari în organismele vii asigură funcții importante de adaptare și supraviețuire în ecosistemele terestre și acvatice. De-a lungul evoluției plantele și animalele au dezvoltat mecanisme de protecție față de speciile invazive prin intermediul metaboliților secundari care reprezintă, de regulă, compuși chimici cu masă moleculară mică sau medie ce manifestă activitate biologică relevantă. Astfel, studiul metaboliților secundari naturali oferă o perspectivă excelentă de identificare a noilor substanțe cu proprietăți interesante, care pot fi valorificate în diferite domenii aplicative.

Scopul proiectului curent de cercetare propus pentru realizare în perioada 2024-2027 este axat pe identificarea metaboliților secundari din sursele vegetale locale, disponibile atât din agricultură, cât și din flora spontană, și elaborarea în baza acestora a noilor substanțe și soluții tehnologice cu impact lărgit în cele mai importante domenii strategice de dezvoltare științifico-economică a Republicii Moldova, inclusiv în ocrotirea sănătății, agricultură și protecția plantelor, industria alimentară, precum și în ramuri specifice aferente produselor cu valoare adăugată înaltă ca produsele parfumerice și cosmetice. Conceptul proiectului presupune o abordare holistică care acoperă toate aspectele relevante pentru explorarea eficientă a materialului vegetal din sursele disponibile, inclusiv: studiul analitic prin metode fizico-chimice moderne, izolarea preparativă, modificarea structurală pe calea sintezei organice, studiul avansat al proprietăților conexe activității biologice și evaluarea potențialului de valorificare comercială. În realizarea proiectului vor fi implicate două laboratoare științifice cu competențe complementare în domeniul chimiei compușilor naturali și sintezei organice și un potențial uman impunător, inclusiv 4 doctori habilitați și 14 doctori în chimie. Peste 40% din colectivul de cercetare al proiectului este prezentat de cercetători cu vârsta până la 40 ani, iar doi participanți în proiect sunt membri ai AȘM. În activitățile planificate vor fi integrate teme de cercetare pentru tezele de licență, masterat și doctorat, care vor fi realizate de studenții Facultății de Chimie și Tehnologie Chimică.

Rezultate, activități

Rezumatul activității și a rezultatelor obținute în subprogram în anul 2024

A fost realizată izolarea fracționată a constituenților din deșeurile industriale, rezultate din producerea sclareolului și a uleiului volatil de Salvie tămâioasă (Salvia sclarea L.). În rezultat a fost  identificat și stabilit conținutul (-)-sclareolului remanent în deșeurile industriale. A fost obținut extractul integral de oregan prin extracție la baia de ultrasunete cu 70% EtOH, după care s-a realizat extracția fracționată a acestuia cu diferiți solvenți, obținându-se un extract îmbogățit în acid rosmarinic. A fost realizată determinarea cantitativă prin metoda qRMN (HSQC) a 4 acizi organici în mod simultan în mai multe mostre de extracte din 8 plante din familia Lamiaceae. A fost realizată sinteza bromurilor drimanice și homodrimanice în baza cărora a fost realizată sinteza unui compus cu fragment fenotiazinic. Au fost investigate o serie de reacții de carboazidare radicalică în condiții clasice și fotochimice. A fost studiat mecanismul celular de acțiune al derivaților diterpenici cu structură ent-kauranică. Au fost preparați patru acizi carboxilici cu structură ciclogeranică, homodrimanică și labdanică. Au fost realizate două etape din sinteza de 4 etape a acidului 8-hidroxidrimanoic, precum și sinteza 8-acetoxi-homodrimanalului. A fost investigată reacția de oxidare hidroxi-naftolinelor în condiții catalitice. A fost elaborată o metodă alternativă de sinteză a juglonei prin reacția de adiție a oxigenului molecular, folosind sistemul catalitic uree-peroxid de hidrogen. Au fost selectate metodele de funcționalizare regioselectivă a arenelor și naftochinonelor dihidroxilate în condițiile reacției de condensare cu amine. În reacția de funcționalizare regioselectivă a juglonei în condițiile reacției de condensare cu butilamina, dietilamina și brevicarina au fost obținuți 5 derivați noi ai juglonei cu structură de amină. Au fost identificate condițiile optime pentru sinteza selectivă a derivaților policiclici ai juglonei, s-au obținut 3 derivați policiclici noi, inclusiv cu alcaloidul natural brevicarina, izolat din sursele vegetale locale. A fost studiată transformarea 2-hidroxijuglonei în reacții de alchilare reductivă, adiție conjugată a aldehidelor alifatice, inclusiv sesquiterpenoide aciclice. S-au obținut 8 derivați noi ai 2-hidroxijuglonei. Au fost preparați derivați di-, tri- și tetraciclici greu accesibili ai 2-hidroxijuglonei, inclusiv 3 compuși noi cu schelet hibrid terpenic al juglonei. A fost evaluată citotoxicitatea derivaților juglonei sintetizați pe opt linii de celule tumorale. Au fost identificați derivați cu citotoxicitate sporită de nivel sub-micromolar al valorilor IC50. Au fost identificaținoi compuși cu acțiune fungistatică contra bolilor viței de vie. A fost studiată acțiunea fungistatică și fungicidă a unor preparate noi autohtone, identificându-se remedii originale contra bolilor fungale la culturile cerealiere.

Publicații

Articole în reviste din bazele de date Web of Science și SCOPUS 

  1. CIOCARLAN A., SHVETSOVA M., ZINICOVSCAIA I., CHALIGAVA O., GROZDOV D., ARICU A., CIOCARLAN N. Mineral composition of fifteen species of Asteraceae family growing in the Republic of Moldova using neutron activation analysis. In: Agronomy, 2024, V. 14, nr. 10, 2387-2402. (IF 3.7, Q1) https://10.3390/agronomy14102387  https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=21100447811&tip=sid#google_vignette.
  2. CIOCARLAN, A., LUNGU, L. , BLAJA, S., SHOVA, S., ARICU, A. Synthesis of cycle B functionalized derivatives of (+)-larixol. In: Chemistry Journal of Moldova, 2024, vol. 19(1), pp. 86-91. https://doi.org/10.19261/cjm.2024.1056
    https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=21100773812&tip=sid&clean=0. (Q4)
  3. CIOCARLAN, A., LUNGU, L., SHOVA, S., VORNICU, N., BOLOCAN, N., KULCITKI, V., ARICU, A. Synthesis of Antimicrobial Norlabdane Compounds with Rearranged Cycle B and Molecular Docking Studies. In: Molecules, 2024, 29(23), 5714. (IF 4.6, Q2) https://doi.org/10.3390/molecules29235714 https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=26370&tip=sid. Domeniul articolului: Organic Chemistry.
  4. EREMIA, N. COȘELEVA, O., JEREGHI, V., SUCMAN, N., MARDARI, T., CATARAGA, I. MACAEV, F. Migration of micro-, macroelements and heavy metals in the trophic chain of bees. Chemicke Listy, 2024, 12, p.668-675.  ISSN 1213-7103 (on-line), 0009-2770 (printed), (IF 0.6, Q4)  https://doi.org/10.54779/chl20240668  https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=23372&tip=sid&clean=0.          
  5. SUCMAN, N., STINGACI, E.(ICh al USM), LUPASCU, L., SMETANSCAIA, A., VALICA, V., UNCU, L., SHOVA, S., PETROU, A., GLAMOČLIJA, F., SOKOVIĆ,M., GERONIKAKI, A., MACAEV, F. New 1H-1,2,4-Triazolyl Derivatives as Antimicrobial Agents. In: Chem. Biodiversity, 2024, e202400316. (IF 2.9, Q2) https://doi.org/10.1002/cbdv.202400316 https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=130069&tip=sid&clean=0
     

Articole în alte reviste din străinătate recunoscute

  1. ЕРЕМИЯ, Н.Г., КОШЕЛЕВА, О., МАКАЕВ, Ф.З. Состояние пчеловодства и физико-химические показатели некоторых сортов меда Республики Молдова. Ветеринария и кормление, 2024, № 2, с. 26-30. ISSN:1814-9588. https://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2024-2-6
     

Articole în reviste din Registrul National al revistelor de profil

  1. LUPAȘCU, G., GAVZER, S., CRISTEA, B., LUPAȘCU, L., STÎNGACI, E.,  ZVEAGHINȚEVA, Z., POGREBNOI, S., MACAEV, F. Activitatea antimicrobiană a unor derivați vinil-triazolici. In: Studia Universitatis Moldaviae, 2024, nr.1 (171), p. 3-12. ISSN 1814-3267, doi.org/10.59295/sum1(171)2024_01, https://ojs.studiamsu.md/index.php/stiinte_reale_naturii/article/view/6156
  2. 2. ȘTEFANEŢ, T., VALICA, V., STÎNGACI, E., MACAEV, F. Elaborarea și validarea metodei spectrofotometrice în ultraviolet și vizibil de dozare a dioxoindolinone. In: Revista Farmaceutică a Moldovei. 2024, 53, p. 58-64. https://ibn.idsi.md/sites/default/files/imag_file/58-64_36.pdf          


 Brevete de invenție

  1. ARMAŞU S., MACAEV F., STÂNGACI E., TERTEAC D., POGREBNOI V., CEBANU V. Aplicare a (Z)-1-(2,4-diclorfenil)-5-metil-2-(1H-1,2,4-triazol-1-il)hex-1-en-3-onei în calitate de compus activ contra ciupercii Gloeosporium ampelophagum Sacc. Brevet de invenție MD 1721 din 2024.05.31. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/s%202022%200097/LinkTitluElib
  2. CIOCARLAN A., POPESCU V., LUPAȘCU L., DRAGALIN I., LUNGU L., BLAJA S., ARICU A. Forma oxidată a uleiului volatil de coriandru cu proprietăți antifungice și antibacteriene. Brvet de invenție MD 4904 B1 din 2024.10.31. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/a%202023%200004/LinkTitluAcc
  3. KULCITKI, V., UNGUR, N., GRINCO, M., BUOMMINO, E., LEMBO, F. Utilizarea ent-gomeroilguanidinei și ent-13-epigomeroilguanidinei în calitate de compuși cu proprietăți antimicrobiene și efect sinergistic în terapia combinată. Brvet de invenție MD 4893 B1 din 2024.05.31. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/a%202022%200050/LinkTitluAcc
  4. LUNGU L., CIOCARLAN A., CUCICOVA C., BLAJA S., ARICU A., VORNICU N. N-(2-Aminofenil)-8a-acetoxi-homodrimacetamidă cu proprietăţi antifungice şi antibacteriene. Brvet de invenție MD 4891 C1 din 2024.11.30. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/a%202022%200060/LinkTitluElib
  5. LUNGU L., CIOCARLAN A., CUCICOVA C., BLAJA S., ARICU A., VORNICU N. 2-Amino-1-∆8,9-biciclohomofarnesenoil)-benzimidazol pentru utilizare în tratamentul afecțiunilor provocate de fungi și bacterii. Brvet de invenție MD 4878 C1 din 2024.07.31. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/a%202022%200029/LinkTitluElib
  6. MACAEV, F., EREMIA, N., SUCMAN, N., POGREBNOI, S., ZNAGOVAN, A., COȘELEVA O., JEREGHI V. Procedeu de hrănire a albinelor. Brevet de invenție de scurtă durată MD 1716 din 2024.04.30. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/s%202022%200079/LinkTitluElib
  7. MACAEV, F., KHRIPACH ,Vladimir, STÂNGACI, Eugenia, ZHABINSKII, Vladimir, SUCMAN, Natalia, HRABAVETS, Iryna, BILAN, Dmitrii, TSYBRUK, Tatsiana, COJOCARI, Sergiu. Clorură de 3-(2-((3S,10R,13S)-3-hidroxi-10,13-dimetil-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15-dodecahidro-1H-ciclopenta[a]fenantren-17-il)-2-oxoetil)-1-vinil-1H-imidazol-3-iu cu activitate antitumorală împotriva cancerului de prostate. Brvet de invenție MD 4894 B1 din 2024.05.31. https://www.db.agepi.md/Inventions/details/a%202023%200010/LinkTitluAcc