Исследование взаимосвязи структура - фармакологическая активность производных коричной кислоты (стр. 1 )

А. В. СИМОНЯН

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРА – ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ

КОРИЧНОЙ КИСЛОТЫ

Волгоград, 2009

УДК

ББК

С

Рекомендовано к печати ученым советом Волгоградского государственного медицинского университета.

Рецензенты:

К., доктор фармацевтических наук, профессор кафедры фармацевтической химии Курского государственного медицинского университета.

Пулина Н, А,, кандидат химических наук, доцент, заведующая кафедрой фармацевтической технологии Пермской государственной фармацевтической академии.

Исследование взаимосвязи структура – фармакологическая активность производных коричной кислоты – Волгоград: Изд. ВолГМУ, 2009. – 98 с.

В монографии рассмотрены основные современные подходы и методы в исследовании закономерностей взаимосвязи структура – биологическая активность соединений для осуществления целенаправленного синтеза на примере производных коричной кислоты и близких структурных аналогов. Показана прямая и достоверная взаимосвязь между проявлением антирадикальной и антиоксидантной активности соединений с другими видами биологической активности.

Книга предназначена для студентов, аспирантов и научных работников, занимающихся поиском, разработкой и созданием новых биологически активных соединений природного и синтетического происхождения.

ISBN ã , 2009.

Список используемых сокращений

АА – антиаллергическая, -кие и др.,

АЛТ – аланинаминотрансфераза,

АСТ – аспартатаминотрансфераза,

АО – антиоксиданты, -ная и др.,

АР – антирадикальная,

БАВ – биологически активные вещества,

ВЗМО – высшая занятая молекулярная орбиталь,

ВСА – взаимосвязь структура – активность,

ВСТ – взаимосвязь структура – токсичность,

ГАМК – γ-аминомасляная кислота,

ДЦ – дескрипторные центры,

ЛС – лекарственные средства,

МАД – математически аддитивная модель,

МСДЦ – матрица связанности дескрипторных центров

МС – мембраностабилизирующая,

ПОЛ – перекисное окисление липидов,

РПКА – реакция пассивной кожной анафилаксии,

ФКСП – фрагментарный код суперпозиции подструктур,

ЭТМС – электронно-топологическая матрица смежности,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. Основные подходы и методы исследования

взаимосвязи структура – активность 7

Литература 16

Глава 2. Исследование взаимосвязи структура – антиради-

кальная и антиоксидантная активность в ряду

производных коричной кислоты 19

2.1. Прогнозирование структур, обладающих антио-

ксидантной активностью с использованием

эмпирического метода 19

2.2. Исследование АО активности соединений

с использованием полуэмпирического метода 29

2.2.1. Количественная оценка связи структура

антиоксидантная активность соединений 30

2.3. Исследование связи структура – АО активность с

использованием теоретических методов 33

Литература 47

Глава 3. Исследование взаимосвязи структура – анти-

гипоксическая и церебропротекторная активность 51

3.1. Прогнозирование структур с использованием

логико-структурного подхода 51

3.2. Антигипоксическая активность замещенных в

арильном радикале производных коричной кислоты 55

3.3. Антигипоксическая активность a-бензоиламино-

производных коричной кислоты 56

3.4. Антигипоксическая активность производных

алкиламидов кричной кислоты 57

3.5. Антигипоксическая активность производных диэтиламино-

этилового эфира циннамамида бензойной кислоты 60

3.6. Антигипоксическая активность производных

2-стирилбензимидазола 62

Литература 65

Глава 4. Исследование взаимосвязи структура –

антиаллергическая активность в ряду

производных коричной кислоты 68

4.1. Анализ структурных признаков с использованием

логико-структурного подхода 68

4.2. Прогнозирование структур, обладающих

антиаллергической активностью 72

4.3. Производные кумарин-3-карбоновой кислоты –

потенциальные антиаллергические средства 75

4.4. Антиаллергическая активность ариламидов

коричной кислоты 77

4.5. Количественная оценка взаимосвязи структура –

антиаллергическая активность с использованием

полуэмпирического метода 80

4.6. Исследование связи структура – ААА с

использованием электронно-топологического подхода 87

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97

ВВЕДЕНИЕ

Поиск и создание новых эффективных биологически активных соединений, отличающихся низкой токсичностью и минимальным проявлением побочных явлений, является актуальной задачей здравоохранения и, в частности, фармации.

Традиционные исследования, основанные на скрининге и отборе биологически активных соединений, трудоемки и требуют значительных затрат по наработке, очистке и установлению строения соединений, по установлению биологической активности, токсичности и их специфической активности, т. е. по проведению доклинических исследований.

Исследование закономерностей взаимосвязи между химической структурой соединений и их биологической активностью (ССА) или выявление связи структура вещества и его токсичность (ССТ), является одним из наиболее важных направлений актуальной проблемы поиска и разработки лекарственных средств. Эти исследования позволяют выявить наиболее значимые в проявлении конкретного вида активности или токсичности структурные признаки химических соединений или близких по структурным признакам суммарных биологически активных веществ (БАВ) и провести теоретически обоснованный целенаправленный поиск соединений или суммарных БАВ природного или синтетического происхождения. Следует отметить, что наиболее удовлетворительные результаты можно получить при исследовании индивидуальных химических соединений.

Данная монография посвящена современным методам и подходам, существующим и используемым в настоящее время в исследованиях ССА и ССТ многими исследователями.

Несмотря на многочисленные работы, посвященные исследованиям по данной проблеме, в научных исследованиях некоторых авторов мы сталкиваемся с необоснованным и даже некорректным выбором признаков активности (токсичности) исследуемых веществ, не имеющих ничего общего с описываемым объектом или процессом. Такой подход подчинен одной цели – получению высоких значений коэффициентов корреляции.

Нами предпринята попытка на примерах исследования ССА производных коричной кислоты наглядно продемонстрировать теоретически обоснованные подходы по выбору признаков активности (токсичности) и метода анализа ССА следующим группам: эмпирические, полуэмпирические и теоретические методы.

Мы надеемся, что материал, изложенный в настоящей монографии, будет полезен (особенно для молодых исследователей): биологам, провизорам, фармакологам занимающимся проблемой поиска и создания новых лекарственных средств.

Автор с благодарностью примет все замечания и пожелания по материалам, изложенным в настоящей монографии.

ГЛАВА 1.

ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРА – АКТИВНОСТЬ

Исследование и установление закономерностей связи между химической структурой соединений и их биологической активностью (ССА) или выявление связи структура вещества и его токсичность (ССТ), является актуальной задачей в процессе поиска и создания лекарственных средств. Эти исследования позволяют выявить наиболее ответственные за проявление конкретного вида активности или токсичности структурные признаки и провести теоретически обоснованный целенаправленный поиск соединений природного или синтетического происхождения.

Основой для создания лекарственных средств (ЛС) является совокупность теоретических и эмпирических знаний о характере биологического действия химических соединений. Для накопления и упорядочения этих знаний используются разнообразные вычислительные методы.

Наиболее распространенными в настоящее время являются следующие методы анализа ССА.

1. Интуитивный подход основан на правдоподобных рассуждениях исследователей о влиянии структуры на биологическую активность вещества. Эти рассуждения во многом основаны на методах поиска сходства, различий и сопутствующих изменений. С такими примерами можно ознакомиться практически в любой статье по анализу ССА. Однако, можно встретить и ошибочные утверждения авторов, основанные на анализе только сходства активных соединений без проверки различия по этим сходным элементам активных и неактивных соединений.

2. Регрессионный подход основан на использовании методов регрессионного анализа и включает в себя такие известные подходы, как методы Фри-Уилсона, Хенча и его модификациях.

3. Активный эксперимент позволяет планировать целенаправленный синтез таим образом, чтобы минимизировать число испытаний для получения наиболее активного соединения в данном ряду. При этом, поиск оптимальной структуры проводится в пространстве параметров, коррелирующих с биологической активность.

4. Кластер-анализ используют для группировки соединений по их структуре, биологическим свойствам, а также для группировки заместителей по их физико-химическим свойствам.

5. Дискриминантный анализ и распознавание образов. Методы этой группы позволяют разделять на классы активности структурно-гетерогенные соединения.

6. Логико-статистический анализ. Методы этой группы анализов тесно примыкает к алгоритмам дискриминантного анализа, однако используют методы представления и обработки информации, более естественные для исследователя.

7. Интерактивный анализ предполагает использование диалога между человеком и ЭВМ, позволяет привлекать при анализе ССА дополнительную содержательную информацию и повысить достоверность анализа.

8. Моделирование механизма действия лекарственных средств. Эта группа включает работы по моделированию на ЭВМ взаимодействия ЛС с рецепторами, метаболизма и других стадий действия ЛС.

Все существующие методы анализа ССА можно условно отнести к трем группам:

1 – эмпирические методы, предполагающие систематический анализ исследований биологической активности, с целью выявления элементов структуры и их комбинаций, характерных для определенного типа биологического действия на организм животного;

2 – полуэмпирические методы, включающие рассмотрение в виде математических уравнений конкретных физико-химических характеристик соединений, связанных с проявлением биологической активности;

3 – теоретические методы, основанные на квантово-химических расчетах и использующих в качестве параметров в регрессионных уравнениях электронные и топологические характеристики молекул.

Эмпирический метод малоэффективен и предполагает наличие информации по большому объему экспериментальных биологических исследований, а проведение самого анализа, основанного на интуитивном подходе исследователя, не всегда позволяет выявить закономерности ССА, а зачастую эти закономерности оказываются статистически недостоверными [1–5].

Применение физических и физико-химических параметров соединений в сочетании с различными вычислительными методами позволяет установить закономерности ССА на основе исследования сравнительно небольшого ряда родственных соединений.

Большинство исследований ССА на современном этапе, основанных на использовании метода Хенча с соавт. и его модификациях, биологическую активность конкретного ряда соединений выражают в виде функции от физико-химических параметров, характеризующих структуру этих соединений. Наиболее часто для этих целей используют электронные и стерические эффекты, молярную рефракцию, параметр гидрофобности и др. [6–9].

Однако, значимость выбранных параметров для описания конкретного типа действия заранее неизвестна. Поэтому исследователям приходится испытывать ряд конкретных уравнений, полученных с помощью регрессионного анализа и содержащих различные комбинации параметров. Далее, на основании анализа значимости коэффициентов корреляции, проводят отбор наиболее оптимального уравнения [10].

С целью сокращения и упрощения расчетов, а также исключения принципиальных ошибок, необходимо по мере возможности учитывать механизм действия данного ряда соединений в проявлении определенного вида биологической активности. В противном случае, возможно получение уравнений с хорошими значениями коэффициентов корреляции и высокой статистической значимостью, но имеющих мало общего с изучаемым объектом или неэффективные для осуществления прогноза.

Так, для предварительного скрининга часто прибегают к определению биологической активности в опытах in vitro, что позволяет значительно сократить процесс отбора наиболее перспективных структур, облегчает определение механизма биологического действия. Однако следует отметить, что исследование качественных и количественных соотношений ССА, как правило, дает удовлетворительные результаты в опытах in vitro и не всегда установленные закономерности находят подтверждение в опытах in vivo. Очевидно, это объясняется тем, что невозможно практически полностью воспроизвести в опытах in vitro условия живого организма. Несмотря на эти издержки, исследования закономерностей ССА в опытах in vitro вносят определенный вклад в развитие целенаправленного синтеза и выделения природных биологически активных соединений.

Так, в исследованиях, посвященных изучению ССА в ряду производных коричной кислоты, использованы полуэмпирические методы. Описанный выше подход был использован при изучении ССА в ряду производных 4-алкоксизамещенных производных коричной кислоты [11]. В результате исследований в опытах in vitro авторы установили, что мембраностабилизирующее действие (МСД) соединений возрастает с увеличением их липофильности и положительного электронного эффекта заместителей в ароматическом ядре. В то же время, положительный индуктивный эффект a-заместителей снижает МСД. Введение липофильной алкоксигруппы в положение 4 в сочетании с галогеном в положении 3, увеличивает общую кислотность молекулы и приводит к усилению МСД. На основании полученных результатов были синтезированы новые соединения, с высокими значениями МСД. Однако предположение авторов о высокой противовоспалительной активности полученных соединений не получили подтверждение в опытах in vivo.

Несмотря на существующие объективные и субъективные сложности, подход Хенча не имеет альтернативы среди полуимперических методов, используемых для математического выражения количественных соотношений ССА. Видимо это связано с тем, что в основу метода заложены наиболее общие физико-химические свойства соединений, которые, возможно, являются основой и в механизме проявления биологической активности.

Исследование ССА в ряду замещенных коричных кислот с их способностью ингибировать активность амилазы поджелудочной железы показало, что в отличие от гидрокси-, метокси - и нитропроизводных, показавших слабую активность, хлор-, бром - и аминопроизводные проявили достаточно высокую активность. Регрессионным анализом авторы установили, что значительное влияние на ингибирующую способность соединений оказывает гидрофобность заместителей, а использование для корреляции s-констант Гаммета приводит к неудовлетворительным результатам [12].

Для ряда циннамамидов показано, что a, b–диметилзамещенные трифторметилциннамамидов обладают выраженной противосудорожной активностью, в отличие от незамещенных производных, но уступают по активности 4-галогензамещенным и их аналогам [13].

С применением ступенчатого дискриминантного анализа исследована зависимость ССА в ряду замещенных производных коричной кислоты в отношении поглощения 86Rb миокардом и толерантности к недостатку кислорода [14].

Высокая фибринолитическая активность a-алкилзамещенных коричной кислоты авторы связывают с их выраженным МСД, которое усиливается в зависимости от общей кислотности и липофильности соединений [15].

Приведенными выше работами и ограничиваются исследования по проблеме ССА полуэмпирическими методами в ряду производных коричной кислоты.

В настоящее время уделяется все больше внимания разработке и созданию расчетных методов для использования в корреляционном анализе ССА. Так, математическая аддитивная модель (МАД) основана на аддитивном вкладе заместителей в проявление биологической активности и не учитывает их взаимного расположения и взаимного влияния в молекуле [16]. Поэтому использование МАД часто приводит к необъективным результатам, особенно, при исследовании полизамещенных структур [17]. Предпринимаемые исследователями попытки учета в МАД взаимного влияния заместителей представляются более перспективными, однако, при этом резко возрастает количество необходимых биологических исследований, что естественно снижает практические возможности применения данного подхода [3].

Важное значение при исследовании ССА имеет наиболее полное и корректное описание структур соединений. С этой целью применяют различные языки выражения химической структуры, основанные как на физико-химических, так и на квантово-химических параметрах.

Наиболее простым и удобным описанием структура вещества является его векторное представление, которое имеет вид:

Ck = { Sk1, Sk2, …… Skn },

где компоненты Skj принимают дискретные значения:

{ Skj }, j = 1, …… Ik.

В качестве значений Skj можно использовать структурные фрагменты молекул в ряду родственных соединений, а также различные физико-химические, электронные, конформационные характеристики исследуемых веществ. Для соединение, относящихся к различным химическим рядам (классам), отсутствие универсальности векторного описания структур, прривело к необходимости разработать подход, учитывающий строение отдельных фрагментов молекул, наиболее ответственных за проявление биологической активности.

Такое описание структур положено в основу программного комплекса СТАРК [18].

Дальнейшее развитие языков представления структур привело к созданию подхода, основанного на предположении, что биологическое действие вызвано определенными центрами молекулы, которые названы дискрипторными центрами (ДЦ) (потенциально активных атомов или групп атомов), способными к взаимодействию с биологическим рецептором [19, 20]. Данный подход называется «фрагментарным кодом суперпозиции подструктур» (ФКСП). В качестве ДЦ обычно используют гетероатомы, различные циклические системы, ненасыщенные связи между атомами и др. В зависимости от структурных особенностей различных соединений один и тот же атом может представлять разные ДЦ. Таким образом, любое соединение можно описать определенным набором ДЦ. Относительная простота кодирования структур с помощью ФКСП позволяет исследовать большие массивы соединений, относящихся не к одному ряду, но и к разным классам химических веществ.

Недостатком данного подхода является то, что он не дает полной информации о взаимном расположении ДЦ, что, естественно привело к дальнейшему развитию языка ФКСП, основанного на матричном подходе к описанию структур соединений [21, 22]. В данном случае строение молекулы представляется в виде матрицы связанности ДЦ (МСДЦ) или неорентированным графом, вершины которого представлены ДЦ, а ребра – связи или расстояния между ними. При этом, соединение описывается в виде симметричной матрицы:

а11 а12 … а1n

a21 a22 … a2n

. . .

. . .

. . .

an1 an2 … ann

где aii – номер ДЦ, aij – характеристики, связывающие i-ый и j-ый ДЦ.

Топологическое представление структур позволяет хранить в памяти ЭВМ и обрабатывать большие массивы данных с использованием соответствующего комплекса программ.

Дальнейшее совершенствование описания ДЦ связано с учетом их реального пространственного расположения. В качестве простого описания структур используют представление пространственного строения молекул в виде кривой радиального распределения, учитывающей декартовы координаты атомов, по формуле:

Smax

f ( r ) = 2 / p ò s M( s ) exp(–bs2) sin sr ds,

0

где s – угловой параметр, M( s ) – молекулярное расстояние, r – межатомное расстояние в молекуле, b – среднеквадратичная амплитуда колебания остова молекулы.

Такое представление позволяет корректно описать структуру молекулы и использовать в целом метод при установлении закономерностей ССА, что очень важно для целенаправленного синтеза новых биологически –активных соединений. Вместе с тем, представление молекулы в виде плоского графа (матрицы) также не лишено недостатков, т. к. учитываются только s-связи, а p-сопряженные связи рассчитываются приближенно, либо игнорируются и вовсе не учитывается информация о стереохимических особенностях молекулы.

Представление химической структуры в виде электронно-топологической матрицы смежности (ЭТМС), основанного на конформационных и квантово-химических расчетах, позволяет получить полную информацию о распределении электронной плотности в молекуле соединения и унифицировано описать строение различных соединений на электронном языке.

Однако, получение этих характеристик, особенно для многоатомных молекул, связано с определенными вычислительными трудностями и с большими затратами машинного времени.

С целью преодоления этих трудностей бал разработан композиционный метод расчета электронного строения многоатомных систем [23]. Суть метода сводится к расчленению большой молекулярной системы на небольшие фрагменты, проведению расчета для каждого из них в отдельности, а затем, к стыковке их по определенным правилам в единую молекулу.

Машинная реализация композиционного метода расчета с электронно-топологическим описанием химической структуры позволяет использовать его для описания закономерностей ССА для многочисленных массивов различных классов химических соединений.

Дальнейшее совершенствование композиционного метода в сочетании с программными комплексами по исследованию ССА позволят на качественно новом уровне решать проблемы конструирования новых биологически активных соединений.

В следующих главах приведены конкретные примеры исследований закономерностей ССА и использованием различных методов для производных коричной кислоты и их структурных аналогов.

ЛИТЕРАТУРА

1.  , Розенблит методы конструирования лекарств. – Рига: Зинатне, 1978. – 231 с.

2.  , Розенблит связи структура – активность химических соединений методами распознования образов // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. . – 1980. – Т. 25, № 1. – С. 28–35.

3.  , Эпштейн соотношения «химическая структура – биологическая активность» // Успехи химии. – 1978. – Т. 47, № 4. – 739–772.

4.  Kuchar M., Bocek K. Hanschuw pristup k reseni kvantitativnich vztahumasi chemikou strukturou a biologickou usinnosti. // Cs. farm. – 1974. – Vol. 23, N 8. – S. 312 – 318.

5.  Mager H. Quantitative Structur – Wirkung – Bezuchungen. 2. Statistische Grundlangen des Hansch-Verfahrens. // Sci. pharma. – 1987. – Bd. 45, N 1. – S.

6.  Hansch C. Quantitative structure – activity relation ships. // “Drug Desing» E. J. Arlens ed. – London, New-York, 1971. – Vol. 1. – 300 p.

7.  Hansch C. Recent Advances in Biochemical QSAR // Correlation Analysis in Chemistry. / N. B. Chapman and J. Shorter. - New-York, London; Plenum Press, 1978. – P. 397 – 438.

8.  Hansch C. The QSAR paradigm in the designs of less toxic molecules // Drug Metab. Rev. – 1985. – Vol. 15, N 7. – P. 1279 – 1294.

9.  Hansch C. The use substituent constants in structure activity studies. // Physicochemical aspects of drug action. / E. J. Arlens ed. – Oxford, Pergamon Press. – 1968. – 141 p.

10.  Voigt B., Wagner G., und al. Syntetische Inhibitoren der Serinproteasen. 30. Mitt. Syntese von a-Benzoylamino-4-amidinozimtzaureamiden sawie a-(4-amidinobenzoylamino) zimtzaureamiden und ihre Hemmwirkung gegenuber trypsinahnlichen Enzymen. // Pharmazie. – 1983. Bd. 38, N 12. – S. 835 – 838.

11.  Kuchar M., Grimova I. et al. Priprava a biologicke vlastnosti a - alkylskoricovych kyselin. // Cs. farm. – 1973. – Vol. 22, N 9. – S. 388 – 394.

12.  Ramanan P. N., Kutty M. A.V., Rao M. N.A. Quantitative structure – activity relationship (QSAR) studies on the inhibition of porcine pancreatic amylase by cinnamic acid derivatives. // Indian J. Biochem. and Biophis. – 1987. – Vol. 24, N 1. – P. 40 – 50.

13.  Balsamo A., Crotti P. et al. Structure – Activity Relationshih in Cinnamamides. 3. Synthesis and anticonvulsant activity evaluation of some derivatives of (E)- and (Z)-m-(trifluoromethyl)cinnamamide. // J. Med. Chem. – 1981. – Vol. 24, N 5. – P. 525 – 532.

14.  Ли З., Изучение зависимости структура – активность в отношении поглощения 86Rb миокардом и толерантности к недостатку кислорода замещенных коричных кислот с применением ступенчатого дискриминантного анализа. // Acta ucud med Sichuan. – 1983. – 14, № 3. – Р. 212 – 221. // РЖ 54. Фармакология. Химиотерапевтич. средства: Свод. т. / ВИНИТИ. – 1986. № 7.54.966.

15.  Kuchar M., Brunova B. et al. // Preparation and biological properties of p-alkoxycinnamic acides; use of quantitative relationships between structure and activity. // muns. – 1975. – Vol. 40, N 11. – S. 3545 – 3556.

16.  Free S. M., Wilson J. W. A Matematical Contribution Structure – Activity Studies. // J. Med. Chem. – 1984. – N 7. – P. 395 – 399.

17.  Mager H. Quantitative Structur-Wirkung-Bezichugen. 3. Ein und mehrdimensionales Free-Wilson-Modell. // Sci. pharm. – 1977. – Bd. 45, N 1. – S. 71-75.

18.  , Голендер -комбинаторные методы в конструировании лекарств. – Рига: Зинатне, 1983.

19.  Авидон сравнения химических структур и принципы построения информационного языка для информационо-логической системы по биологически активным соединениям. // Хим.-фармац. журн. – 1974. - № 8. – С. 22 – 25.

20.  , , Пирузян преимущественной направленности биологического действия химических соединений по их структуре на основе банка данных. // Международ. конф. по применению ЭВМ в химии (4; 1979; Новосибирск): Тез. докл. – Новосибирск, 1979. – С. 425 – 432.

21.  Димогло -топологический подход в конструировании биологически активных химических соединений: Автореф. дис. … д-ра хим. наук. – Ростов-на Дону, 1987. – 48 с.

22.  Bersucer I. B., Dimoglo A. S. Reviews in Computational Chemistry (Ed. K. B. Lipkowitz and B. B. Boyd). UCH, 1991. – P. 423 – 460.

23.  Димогло подход к описанию электронного строения химических соединений, ориентированный на машинный анализ связи структура – активность. // Хим. – фармац. журн. – 1985. - № 4. – С. 438 – 444.

ГЛАВА 2.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СТРУКТУРА –

АНТИРАДИКАЛЬНАЯ И АНТИОКСИДАНТНАЯ

АКТИВНОСТЬ В РЯДУ ПРОИЗВОДНЫХ

КОРИЧНОЙ КИСЛОТЫ

2.1. Прогнозирование структур, обладающих

антиоксидантной активностью с использованием

эмпирического метода

Среди многочисленных работ, посвященных исследованиям антиоксидантной активности фенольных соединений, имеются лишь единичные сведения об антиоксидантной активности производных коричной кислоты [1, 2].

Так, значительное число экспериментальных данных свидетельствует о взаимосвязи между антиоксидантными и гепатозащитными и мембраностабилизирующими свойствами фенольных соединений, что находит подтверждение на примере ряда лекарственных средств растительного происхождения, содержащих производные коричной кислоты [3 – 7]. В частности, гепатозащитное действие водных извлечений из артишока, содержащих производные хлорогеновой кислоты, сочетается с высокой антиоксидантной активностью [8].

В состав известного гепетопротектора силибора наряду с флавоноидами входят кофейная и феруловая кислоты [9]. Обладая высокой антиоксидантной активностью, силибор подавляет перекисное окисление липидов и фосфолипидов клеточных мембран [10].

На модели токсического поражения печени тетрахлорметаном показана высокая гепатозащитная активность [11].

Коричная кислота, как и феруловая кислота в качестве активных ингредиентов входят в составы, предложенные для снижения токсических явлений, вызываемых противоопухолевыми химиотерапевтическими средствами. Авторы предполагают, что положительный эффект достигается благодаря повышению иммунитета и снижению побочных явлений [12]. Кроме того, установлено, что хлорогеновая кислота снижает токсичность кофеина на 50 %, а диуретический эффект при этом возрастает в 2-3 раза [13].

Обладая высокой антиоксидантной активностью, феруловая кислота подавляет патологический рост предстательной железы, уменьшая при этом общее содержание полиаминов в ней [14]. Установлено также, что добавление в пищевой рацион феруловой и кофейной кислот обеспечивает защиту организма от токсического действия образующихся в пищевых продуктах и в желудочно-кишечном тракте N-нитрозосоединений, что вероятно связано с их высокой антиоксидантной активностью [15].

Высокую АО активность, превышающую активность a-токоферола ацетата, показала 4-гидрокси-3,5-ди-трет-бутилгидокоричная кислота. При этом было отмечено снижение перекисного окисления липидов в митохондриях и увеличение количества полиненасыщенных жирных кислот [16].

Высокое противовоспалительное, иммунодепрессивное и цитостатическое действие некоторых производных коричной кислоты связывают с ингибированием активности липоксигеназы, участвующей в процессах ПОЛ, и гемолизина [17, 18].

Высоким противовоспалительным, обезболивающим и жаропонижающим действием обладают препараты на основе 4-циклогексил-a-[(алкил)-алканоилтио]гидрокоричной кислоты, характеризующейся и высокой АО активностью [19].

Учитывая актуальность проблемы лечения заболеваний, связанных с нарушением перекисного окисления липидов биомембран (токсические гепатиты, воспалительные процессы, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, радиационное поражение, опухолевый рост, стресс и другие), а также широкий спектр фармакологической активности производных коричной кислоты, целесообразно провести поиск высокоэффективных антиоксидантов среди соединений данного ряда [20].

С этой целью синтезированы замещенные в ароматическом кольце производные коричной кислоты (табл. 1.1), а также их амиды (табл. 1.2, 1.3) и соответствующие a-ациламины (табл. 1.4). Соединения, показавшие активность в концентрации 1.10-3 и выше отнесены к группе слабоактивных или неактивных соединений. В таблицах 1.1–1.4 приведены минимальные концентрации соединений, при которых наблюдается 50 % ингибирования антиоксидантной активности (ЕД50).

Таблица 1.1

Антиоксидантная активность производных коричной кислоты.

Соеди- нение	R1	R2	R3	АОА, С, ЕД50, моль/л
1	2	3	4	5
Iа	Н	Н	Н	–
Iб	ОСН3	Н	Н	–
Iв	ОСН3	ОСН3	Н	–
Iг	Н	Н	ОСН3	–
Iд	ОН	Н	Н	6,5.10–4
Iе	ОН	ОСН3	Н	7,0.10–5
Iж	ОСН3	ОН	Н	2,8.10–4
Iз	Н	Н	Cl	–
Iи	Cl	Cl	H	–
Iк	H	Cl	H	–
1	2	3	4	5
Iл	NO2	H	H	–
Iм	H	NO2	H	–
Iн	OC(O)CH3	H	H	7,6.10–4
Iо	ОСН3	OC(O)CH3	H	1,0.10–4
Iп	H	ОСН3	ОСН3	–
Iр	OH	OH	H	7,5.10–5
Iс	OH	COOH	H	7,7.10–4
Iт	H	–O–CH2–O–	–
Iу	N(CH3)2	H	H	9,2.10–5
Iф	OCH2COOH	COOH	H	3,5.10–4
Iх	ОСН3	OCH2COOH	H	3,4.10–4
Iц	OCH2COOH	H	H	3,8.10–4
Iч	OCH2COOH	OCH3	H	7,5.10–5
Iш	H	NH2	H	5,0.10–4

Изучение антиоксидантной активности всех синтезированных соединений проводили по методу, основанному на определении малонового диальдегида, образующегося при окислении полиненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха [21].