Biological activity of crown ethers and their metal complexes

Abstract

В обзорной статье обобщена информация о научных исследованиях за последние 40 лет, в которых изучались различные виды биологической активности краун-эфиров и их комплексов с ионами металлов. Краун-эфиры широко применяются в различных областях науки и техники. На основе краун-эфиров создаются принципиально новые методы анализа и селективной экстракции различных неорганических ионов, разделения изотопов радиоактивных элементов, получения специальных мономеров, полимеров и мембран, созданных для охраны окружающей среды от губительного воздействия радиоактивных отходов. Велик поток работ по применению производных краун-эфиров для создания фото- и хемосенсоров, селективных к катионам металлов, для фотометрического и флуоресцентного анализа почв и воды. В то же время краун-эфиры все больше изучаются и используются в отличных от традиционных областях науки, например, активно ведутся исследования биологического и медицинского потенциала данных соединений и их комплексов с металлами. Являясь ионофорами, краун-эфиры способны проявлять антибактериальную, противогрибковую и противоопухолевую активность. Производные краун-эфиров исследуются в качестве активных действующих соединений для химиотерапии опухолей или носителей лекарственных средств против раковых клеток. Активно ведется поиск противоопухолевых соединений для химиотерапии как среди производных краун-эфиров, так и среди их комплексов с ионами металлов. Отмечено, что для многих производных краун-эфиров установлена антибактериальная активность, причем в большинстве случаев против грамположительных бактерий. Противогрибковая и противопаразитарная активность краун-эфиров изучена крайне мало, хотя в литературе присутствуют данные об успешном опыте исследования краун-подобных структур в качестве противогрибковых веществ. Сделано заключение, что наиболее актуальным направлением исследования краун-эфиров и их металлокомплексов является возможность их применения в качестве противоопухолевых средств. The article summarizes information on scientific research, devoted to biological activity of crown ethers and their complexes with metal ions, over the past 40 years. Crown ethers are extensively used in multiple fields of science and technology. These compounds are applied for creating conceptually new methods of analysis and selective extraction of various inorganic ions, separation of isotopes of radioactive elements, and producing special monomers, polymers, and membranes designed to protect the environment from the harmful effects of radioactive waste. A broad scope of research deals with the use of crown ether derivatives for creating photo- and chemosensors selective to specific metal cations for photometric and fluorescent analysis of soil and water. Currently, crown ethers are increasingly being studied and used in nontraditional fields of science, for example, studies are being actively conducted on biological and medical potential of these compounds and their complexes with metals. Being well-known ionophores, crown ethers are able to exhibit antibacterial, antifungal, and antitumor activity. Crown ether derivatives are being investigated as active ingredients for tumor chemotherapy, or as carriers for drug delivery to cancer cells, or photosensitizers. An active search is underway for candidates of chemotherapeutic agents both among crown ether derivatives and their complexes with metal ions. Antibacterial activity has been detected for many crown ether derivatives, in most cases against gram-positive bacteria. The antifungal and antiparasitic activity of crown ethers has been poorly studied, although there are known examples of successful experience of applying crown-like structures as antifungal substances. The conclusion is made that the most relevant trend of crown ether mediated biological activity research is studying the possibility of their use as antitumor agents.