Sinteza dirijată și studiul activităţii biologice a unor compuși terpenici cu unități structurale heterociclice

Program

TINERI CERCETĂTORI PENTRU ANII 2025-2026

Prioritate strategică

V. Tehnologii inovative, energie sustenabilă, digitalizare

Direcție strategică

Tehnologii și produse innovative

Cifru
25.80012.5007.28TC
Perioada de realizare
01.08.2025-31.12.2026
Instituții

Institutul de Chimie, USM

Laboratoare/Centre
  1. Laboratorul Chimia Compușilor Naturali și Biologic Activi, Institutul de Chimie, USM
  2. Laboratorul Sinteză Organică, Institutul de Chimie, USM
  3. Laboratorul Chimie Fizică și Cuantică, Institutul de Chimie, USM
Conducător
Rezumat

Acest proiect își propune să rezolve problema fundamentală a chimiei organice și bioorganice, legată de proiectarea și sinteza compușilor chirali cu funcționalizare avansată și diverse aplicații practice. În special, este dedicat dezvoltării unor abordări sintetice convenabile față de noi compuși cu structuri originale, care conțin fragmente terpenice și heterociclice, prin metode clasice și neconvenționale de sinteza organică fină și evaluarea activităților antioxidante și antimicrobiene. Ideea științifică rezidă în folosirea compușilor terpenici naturali: compuși norlabdanici și derivați ai acestora, pentru prepararea hibrizilor moleculari chirali funcționalizați cu schelet combinat, terpenic (norlabdanic), tiosemicarbazonic și heterociclic (1,3,4-oxadiazolic) cu un complex de proprietăți utile. Derivații 1,3,4-oxadiazolici sunt
considerați heterocicli de interes deosebit datorită activităţilor farmacologice relevante. A fost stabilit, deasemenea, că și tiosemicarbazonele reprezintă un farmacofor privilegiat, care se regăsește frecvent în compușii cu proprietăți farmacologice importante. Relevanţa proiectului constă în utilizarea produselor de transformare a diterpenoidei labdanice naturale (-)-sclareol pentru obţinerea hibrizilor moleculari, care manifestă activitate biologică selectivă şi toxicitate redusă datorită originii naturale a acestora. Obiectivul general al proiectului constă în elaborarea designului și sinteza dirijată a unor hibrizi moleculari chirali funcționalizați cu fragment combinat, terpenic (norlabdanic), tiosemicarbazonic și heterociclic (1,3,4-oxadiazolic), obţinuți din diterpenoida naturală şi accesibilă (-)-sclareol, izolabilă
din materie primă locală și regenerabilă. Sintezele propuse reprezintă o noutate în domeniu, ceea ce ar conferi o „valoare adăugată” proiectului, al cărui centru de greutate se situează în domeniul “chimiei compuşilor naturali” cu activitate biologică, şi al “materiilor prime regenerabile”, încadrându-se perfect şi în domeniul „produse prietenoase mediului (green chemistry)”. Proiectul are un caracter fundamental cu aplicaţii practice, având ca puncte „forte” o nouă cale de sinteză în seria hibrizilor moleculari biocompatibili, confirmarea structurii acestora prin metode fizico-chimice de analiză şi testarea activității biologice. Caracterul inovativ al proiectului constă în obţinerea, din materiile prime locale și regenerabile, a unui șir de hibrizi moleculari cu un potențial terapeutic relevant.

Rezultate, activități

Rezumatul activității și a rezultatelor obținute în anul 2025

Scopul principal al proiectului pentru perioada anului 2025 s-a axat pe elaborarea unor metode eficiente de sinteză a hibrizilor moleculari care conțin fragment tetranorlabdanic, tiosemicarbazidic și 1,3,4-oxadiazolic, pe confirmarea structurilor acestora și pe cercetarea activităţii lor antioxidante. În acest sens, au fost utilizate, ca materie primă, produsele de transformare ale diterpenoidei labdanice naturale (-)-sclareol, izolat din materie primă locală și regenerabilă. Prima etapa a fost axată pe valorificarea deşeurilor provenite de la producerea uleiului volatil de Salvie tămâioasă (Salvia sclarea L.) cu obținerea diterpenoidei labdanice naturale (-)-sclareol. Ulterior,a fost realizată sinteza a 5 compuși noi cu schelet combinat tetranorlabdanic, tiosemicarbazidic și 1,3,4-oxadiazoli, pornind de la sclareol. Structurile compușilor sintetizați au fost confirmate prin metode spectroscopice: IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 15N-RMN și aplicaţii bidimensionale (COSY, HMQC, HMBC). A fost cercetată activitatea antioxidantă prin metoda radicalică DPPH pentru 7 compuși, dintre care 4 cu schelet hibrid tetranorlabdanic, tiosemicarbazidic și 1,3,4-oxadiazolic. Unul dintre compușii analizați a manifestat o capacitate antioxidantă superioară, comparabilă și chiar mai ridicată decât cea a acidului ascorbic (IC₅₀= 0.2439, IC100= 0.4877). Rezultatele obținute subliniază importanța arhitecturii structurale a noilor compuși sintetizați, ale cărei particularități electronice și sterice influențează direct capacitatea acestora de a interacționa cu radicalul DPPH și, implicit, de a manifesta activitate antioxidantă. În continuare, se propune investigarea detaliată a relației dintre structura compușilor și activitatea lor antioxidantă, pentru a identifica fragmentele structurale care conferă moleculei eficiență biologică—un demers esențial pentru dezvoltarea noilor candidați terapeutici în industria farmaceutică.

Raport științific pentru anul 2025

Publicații

Teze ale conferințelor ştiinţifice

  1. LUNGU, L., VICOL, C., POGREBNOI, V., ARICU,  A. . Antioxidant activity of new molecular hybrid based on homodrimane, thiosemicarbazone and oxadiazole unit. In: Faculty of Chemistry Conference, IasiChem 2025, 30-31 October, Iași, România, p.28 2.
  2. LUNGU, L., POGREBNOI, V., BILAN, D.,SANDU, I.-A., ROTARU, A.,PAGANO, B., AMATO, J., MACAEV, F., ARICU, A.,GORINCIOI, E. New anticancer molecular hybrids based on homodrimane, thiosemicarbazone and oxadiazole core target M2 G-Quadruplex DNA featuring parallel topology. In: Advances in Noncanonical Nucleic Acids 2025, 23-25 October, Bohinj, Slovenia, p.58. https://www.slonmr.si/anna_2025/ANNA2025_BookOfAbstracts.pdf
  3. POGREBNOI,V.,  POGREBNOI, S. The investigation of products of diazomethanedehydroabietic acid derivative and mineral acids by NMR method. 25th CEUM Central and Eastern European NMR Symposium and Bruker Users Meeting. Budapest, Hungary, 3-4 September, 2025.