На правах рукописи
СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ
n-ГЕТЕРИЛАМИДОВ 4-АРИЛ-2-ГИДРОКСИ-4-ОКСО-2-БУТЕНОВЫХ КИСЛОТ
14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата фармацевтических наук
Пермь – 2011
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Научный руководитель: доктор фармацевтических наук, доцент
Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук, доцент
Игидов Назим Мусабекович
ГОУ ВПО «Пермская государственная
фармацевтическая академия Росздрава»
доктор фармацевтических наук, профессор
ГОУ ВПО «Пермский государственный
университет»
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава»
Защита состоится «26» апреля 2011 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Росздрава» .
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной фармацевтической академии по адресу: 6.
Автореферат разослан «24 » марта 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат фармацевтических наук, доцент
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Одной из фундаментальных задач фармацевтической науки является создание и усовершенствование лекарственных препаратов, позволяющих преодолеть такие проблемы, как полипрагмазия, неэффективность монотерапии при различных заболеваниях, антибиотикорезистентность микроорганизмов, обнаружение дополнительных побочных эффектов медицинских препаратов и др. Существенный вклад в её решение вносит целенаправленный синтез новых органических веществ и проведение биологического скрининга в ряду полученных соединений.
Интерес к химии N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых (ароилпировиноградных) кислот (АрПК) связан с наличием в структуре нескольких реакционных центров 1,3-дикетонного и гетероциклического фрагментов, что позволяет проводить целенаправленный синтез молекул с введением фармакофорных групп. Биологический скрининг производных АрПК за последнее десятилетие позволил обнаружить перспективные соединения с противовоспалительным, анальгетическим, жаропонижающим, антимикробным действием при низкой токсичности и определить основные направления их химической модификации. Известные методы синтеза нуждаются в доработке и требуют их дальнейшего исследования для расширения структурных возможностей целевых продуктов. Важное теоретическое и практическое значение имеют реакции N-гетериламидов АрПК с ароматическими аминами, замещенными гидразинами, гидразидами карбоновых кислот, гидразонами кетонов, гидроксиламином и галогенами, которые ранее не изучены или же проведены на единичных примерах. Для повышения биологической доступности препаратов большое значение представляет также синтез водорастворимых соединений. Принимая во внимание повышенный интерес исследователей к модификации биологически активных веществ путем комплексообразования с различными металлами, введение в молекулу исходных N-гетериламидов АрПК новых эссенциальных металлов может привести к потенцированию их фармакологического действия и выходу на новые виды активности.
Таким образом, изучение синтеза, химических свойств, биологической активности и зависимости «структура-активность» в ряду N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот и их производных является актуальным.
Цель работы. Целью данного исследования является синтез новых биологически активных N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот и их производных, полученных на основе реакций с нуклеофильными реагентами, бромом, дихлоридами марганца, кобальта, никеля.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Осуществить целенаправленный синтез N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот, содержащих в своем составе потенциально биологически активный гетероциклический фрагмент с двумя гетероатомами. Изучить взаимодействие N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с моно - и бинуклеофильными реагентами (ароматическими аминами, гидроксиламином, фенилгидразином, гидразидом изоникотиновой кислоты, гидразонами 2,3-диоксоиндола, 1-метил-2,3-диоксоиндола и монобензила). Получить водорастворимые соединения на основе реакции 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с гетероциклическими аминами. Исследовать взаимодействие N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с бромом. Получить металлокомплексные соединения на основе реакции N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с дихлоридами марганца, кобальта, никеля. На основании полученных результатов фармакологического скрининга синтезированных соединений выявить вещества, обладающие высокой противомикробной, противовоспалительной, анальгетической, гипогликемической и антикоагулянтной активностью, а также изучить взаимосвязь их строения с биологическим действием.Научная новизна. Получены ранее неизвестные N-гетериламиды АрПК, содержащие в структуре фрагменты 5-хлорбензоксазола, бензотиазола и тиазолина, а также N-гетериламиды 4-арил-3-бром-2,4-диоксобутановых кислот. Впервые изучено взаимодействие N-гетериламидов АрПК и ароматических аминов с образованием N-гетериламидов 4-арил-2-ариламино-4-оксо-2-бутеновых кислот, находящихся в растворе в енаминокетонной форме с преобладанием Z-изомера. Осуществлен синтез N-гетериламидов 4-арил-2-фенилгидразино - и 4-арил-2-(4-пиридил-карбоксогидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот, существующих в растворе в двух или трех таутомерных формах. Выявлено, что направление реакции не меняется при взаимодействии N-гетериламидов АрПК с гидразонами 2,3-диоксоиндола, 1-метил-2,3-диоксоиндола и монобензила, в результате чего выделены соответствующие 2-метиленгидразинопроизводные. Установлено, что в реакции N-гетериламидов АрПК с гидроксиламином могут быть образованы два типа продуктов, в зависимости от условий проведения эксперимента. Изучена реакция комплексообразования N-гетериламидов АрПК с дихлоридами марганца, кобальта, никеля и установлена бидентатная О-О координация исходных амидов. Новизна исследования подтверждена 3 патентами РФ на изобретение.
Практическая значимость. В ходе исследования разработаны или усовершенствованы удобные препаративные методы синтеза N-гетериламидов 4-арил-2-ариламино-4-оксо-2-бутеновых кислот, N-ге-териламидов 4-арил-2-оксимо-4-оксо-2-бутеновых и 5-арилизоксазол-3-кар-боновых кислот, N-гетериламидов 4-арил-2-фенилгидразино - и 4-арил-2-(4-пиридилкарбоксогидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот, N-гетериламидов 4-арил-2-(1-R-2-оксо-3-индолинилиденгидразино)- и 4-арил-2-(1,2-дифенил-2-оксоэтилиденгидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот, N-гетериламидов 4-арил-3-бром-2,4-диоксобутановых кислот, 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов гетериламмония, бис[3-арил-1-(N-гетерил)карбоксамидо-1,3-пропандионато]марганца, кобальта, никеля, которые просты по выполнению и могут быть использованы при синтезе новых биологически активных соединений.
В процессе работы синтезировано 120 неописанных в литературе соединений. Установлены некоторые закономерности биологической активности от химического строения, которые могут быть использованы в дальнейшем поиске биологически активных веществ в ряду производных N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот.
Результаты научных исследований внедрены в научно-исследовательский и учебный процесс кафедр фармацевтической химии очного факультета ГОУ ВПО ПГФА Росздрава и кафедры природных и биологически активных соединений ГОУ ВПО ПГУ.
Публикации. Материалы диссертационной работы отражены в 22 работах, из них: 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 7 статей в сборниках и материалах научных конференций различного уровня, 8 тезисов докладов научных конференций, получены 3 патента РФ на изобретение.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на итоговых научных конференциях ГОУ ВПО ПГФА Росздрава (Пермь, 2006, 2007, 2010); на региональных научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2008), «Фармация из века в век» (Санкт-Петербург, 2008); на национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2007); на конференциях международного уровня: «Загрязнение окружающей среды, адаптация, иммунитет» (Нижний Новгород, 2008), «Молодь та медицина майбутнього» (Винница, 2008), «Здоровье семьи – XXI век» (Хургада, 2009), «Актуальные проблемы медицинской науки и образования» (Пенза, 2009), «International Conference сhemistry of nitrogen containing Heterocycles» (Харьков, 2009), «Техническая химия: от теории к практике» (Пермь, 2010) и других конференциях.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Росздрава» (№ государственной регистрации 01.9.50 007419).
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа общим объемом 163 страницы машинописного текста состоит из введения, литературного обзора (глава 1), обсуждения собственных исследований (глава 2), экспериментальной химической части (глава 3), изучения полученных данных по биологической активности синтезированных соединений (глава 4), выводов, литературы, приложения. Список литературы включает 178 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 38 таблиц и 8 рисунков.
На защиту выносятся:
Синтез и строение новых N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых и 4-арил-3-бром-2,4-диоксобутановых кислот, 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов гетериламмония, содержащих биологически активные группировки. Результаты исследования химического поведения N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с ароматическими аминами, фенилгидразином, гидразидом изоникотиновой кислоты, гидразонами 2,3-диоксоиндола, 1-метил-2,3-диоксоиндола и монобензила, гидроксиламином, бромом, дихлоридами марганца, кобальта, никеля. Установленные взаимосвязи строения и биологической активности синтезированных соединений, а также выбор перспективных веществ для дальнейших фармакологических испытаний.Основное содержание работы
Глава 1. Является литературным обзором по синтезу, строению, свойствам и биологической активности N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот.
Глава 2. Содержит описание результатов проведенных исследований.
Синтез и строение N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бу-теновых кислотДля синтеза исходных соединений нами была использована известная реакция 5-арилфуран-2,3-дионов (1а-г) с гетероциклическими аминами в среде инертного растворителя при эквимолярном соотношении реагентов. В качестве гетериламинов при получении новых соединений были взяты: 2-амино-5-хлорбензоксазол, 2-аминобензотиазол и 2-аминотиазолин. В результате реакции выделены N-гетериламиды 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (2а-ю):
Спектральные характеристики новых N-гетериламидов 2с-ю свидетельствуют о существовании соединений в кристаллическом состоянии в форме производных 2-бутеновых кислот с прочной внутримолекулярной водородной связью (ВВС) Н-хелатного типа. По данным спектров ЯМР1Н, гетериламиды 2с, ч,ш, э в растворе ДМСО-d6 енолизованы нацело и содержат 100% кетоенольной формы, в то время как гетериламиды 2т-ц, щ,ю содержат также 5-16% в-дикетонной формы.
Синтез и строение N-гетериламидов 4-арил-2-ариламино-4-оксо-2-бутеновых кислот
N-гетериламиды АрПК в реакцию с ароматическими аминами ранее не вовлекались. Нами установлено, что амиды 2л, о,ф, ч взаимодействуют с п-анизидином и п-толуидином при эквимолярном соотношении реагентов с образованием N-гетериламидов 4-арил-2-ариламино-4-оксо-2-бутеновых кислот (3а-д):
Согласно данным спектров ЯМР1Н, производные 3а, в,г содержат в растворе ДМСО-d6 100% Z-кетоенаминной формы, а соединения 3б, д существуют как равновесные смеси двух Z - и Е-кетоенаминных таутомерных форм с преобладанием Z-изомера (92-95%).
Взаимодействие N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бу-теновых кислот с фенилгидразином и гидразидом изоникотиновой кислоты
Для введения дополнительных фармакофорных фрагментов в структуру N-гетериламидов 2 их реакцией с фенилгидразином и изониазидом получены N-гетериламиды 4-арил-2-фенилгидразино-4-оксо-2-бутеновых кислот (4а-д) и 4-арил-2-(4-пиридилкарбоксогидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот (5а-и), соответственно:
Характерные полосы поглощения в ИК-спектрах производных 4,5 свидетельствуют о вероятном наличии в кристаллах этих соединений прочной ВВС Н-хелатного типа в форме Z-изомеров. Данные спектроскопии ЯМР1Н свидетельствуют о том, что соединения 4,5 существуют в растворе ДМСО-d6 в двух или трех таутомерных формах. Их состав определяется, в первую очередь, строением гетериламидного фрагмента, а также характером заместителя в арильном радикале. Так, Z-кетоенгидразинная форма наблюдается в растворе всех соединений и её содержание составляет 82-100%. При введении электроноакцепторного заместителя в пара-положение бензольного кольца (например, у соединений 4г, 5в, д) таутомерное равновесие, как правило, смещается в сторону её меньшего содержания, и в растворе наблюдается ещё один или два таутомера (Е - кетоенгидразинная, в-кетогидразонная формы).
Реакции N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с гидразонами кетонов
Нами установлено, что N-гетериламиды АрПК 2 взаимодействуют с гидразонами 2,3-диоксоиндола, 1-метил-2,3-диоксоиндола и монобензила с образованием, соответственно, N-гетериламидов 4-арил-2-(2-оксо-3-индолинилиденгидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот (6а-л), N-гетериламидов 4-арил-2-(1-метил-2-оксо-3-индолинилиденгидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот (7а-ж), N-гетериламидов 4-арил-2-(1,2-дифенил-2-оксоэтилиденгидразино)-4-оксо-2-бутеновых кислот (8а-г):
Спектральные характеристики производных 6-8 доказывают их структуру и согласуются с данных родственных соединений 4,5.
Синтез и строение N-гетериламидов 4-арил-2-оксимо-4-оксо-2-бутеновых и 5-арилизоксазол-3-карбоновых кислот
Нами установлено, что при взаимодействии N-гетериламидов 2 с гидроксиламином образуются N-гетериламиды 4-арил-2-оксимо-4-оксо-2-бу-теновых кислот (9а-ж) и N-гетериламиды 5-арилизоксазол-3-карбоновых кислот (10а-д) (метод А):
Вероятно, строение конечных продуктов синтеза определяется условиями проведения эксперимента. При кратковременном нагревании реакционной смеси основными продуктами реакции являются 2-оксимопроизводные 9а-ж, а в более жестких условиях образуются производные изоксазола 10а-д. Так, нами осуществлен перевод N-(2-бензотиазолил)амида 9ж при длительном нагревании в циклическое производное 10д с высоким выходом (метод Б).
Получение металлокомплексных соединений Mn (II), Co(II), Ni(II) на основе N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот
Ранее проведена химическая модификация N-гетериламидов АрПК путем комплексообразования с дихлоридами меди, цинка, кадмия, ртути. Это позволило усилить терапевтическое действие лигандов, выйти на новые виды биологической активности и получить малотоксичные соединения. В продолжение исследований нами синтезированы соответствующие бис[3-арил-1-(N-гетерил)карбоксамидо-1,3-пропандионато]марганец (11а-ж), кобальт (12а-н), никель (13а-м) при взаимодействии N-гетериламидов АрПК 2 с дихлоридами марганца, кобальта, никеля.
Данные атомно-абсорбционного анализа, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, термогравиметрических исследований, а также квантово-химических расчетов свидетельствуют о том, что N-гетериламиды АрПК в реакции комплексообразования координируются Mn(II), Co(II), Ni(II) как бидентатные О-О лиганды и образуют с ними продукты с делокализованными кратными связями в шестичленных хелатных циклах:
Прямым взаимодействием амидов 2з, к,м, ф-ю с бромом получены N-гетериламиды 4-арил-3-бром-2,4-диоксобутановых кислот (14а-л) (метод А). Для подтверждения строения производных 14 нами проведен встречный синтез соединений 14а, б,в, л на основе реакции 5-арил-4-бромфуран-2,3-дионов (15а, б) с гетериламинами (метод Б):
Согласно полученным спектральным характеристикам, гетериламиды 14а-л не енолизованы и существуют в твердом состоянии и в растворе ДМСО-d6 в в-дикетоформе.
Получение 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов гетериламмонияИзвестно, что при синтезе N-гетериламидов АрПК 2 могут конкурентно образовываться соответствующие бутеноаты гетериламмония, которые представляют практический интерес, благодаря растворимости в воде и потенциальной фармакологической активности. С целью получения новых биологически активных веществ (БАВ) известным методом прямого взаимодействия 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (16а-г) и гетероциклических аминов синтезированы 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноаты гетериламмония (17а-н):
Согласно полученным спектральным характеристикам, бутеноаты 17 в растворе ДМСО-d6 представлены в одной или двух таутомерных формах с преобладанием кетоенольной формы (71-100%).
Глава 3. Экспериментальная химическая часть. В главе приведены методики получения соединений, описанных в работе.
Глава 4. Изучение полученных данных по биологической активности синтезированных соединений
N-гетериламиды 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот и продукты их химических превращений были подвергнуты биологическим испытаниям с целью поиска БАВ с противовоспалительной, анальгетической, гипогликемической, антикоагулянтной и противомикробной активностью (см. рис. 1). Всего было исследовано 101 соединение. Изучена острая токсичность отдельных представителей в рядах синтезированных веществ.
Рис. 1. Количественные характеристики проведенного биологического скрининга синтезированных соединений.
Испытания проводились в ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Росздрава» на кафедрах: фармакологии под руководством проф. , микробиологии под руководством зав. каф., проф. , физиологии с основами анатомии под руководством зав. каф., проф. .
Острая токсичность
Установлено, что большинство синтезированных соединений обладают низкой токсичностью и относятся по классификации к малотоксичным и практически нетоксичным веществам. С учетом полученных данных LD50, наиболее активные вещества имеют определенные преимущества перед препаратами сравнения.
Противовоспалительная активность
Противовоспалительную активность (ПВА) полученных соединений в дозе 50 мг/кг изучали на модели острого воспалительного отека, вызванного субплантарным введением 0,1 мл 1% водного раствора каррагенина белым крысам обоего пола массой 170-200 г. Соединения вводили перорально в дозе 50 мг/кг в виде взвеси в 2% крахмальном растворе за 1 час до введения флогогенного агента. Препаратом сравнения служил диклофенак в дозе 10 и 50 мг/кг.
Среди изученных соединений выявлены высокоактивные производные в рядах 2,11,17. Так, N-(2-бензотиазолил)амид 2-гидрокси-4-оксо-4-(4-хлорфенил)-2-бутеновой кислоты (2ч) проявляет ПВА на уровне диклофенака в дозе 10 мг/кг, при этом он в 7,4 раза менее токсичен, чем препарат сравнения. Переход к незамещенному N-(2-бензотиазолил)амиду 2ф приводит к снижению ПВА. Бис{3-фенил-1-[2-(5-метил-1,3,4-тиадиа-золил)]карбоксамидо-1,3-пропандионато}марганец (11д) оказывает ПВА на уровне препарата сравнения в дозе 10 мг/кг. Кроме того, он в 6,4 раза менее токсичен чем диклофенак, что делает его перспективным для дальнейшего изучения. Бутеноат бензотиазолиламмония 17е на первом часу наблюдения превосходит по активности диклофенак, однако на 3 и 5 часу эксперимента он уже уступает по активности препарату сравнения (см. рис. 2).
Рис. 2. Сравнительная характеристика ПВА наиболее активных соединений и диклофенака.
Анальгетическая активность
Анальгетическую активность (АА) определяли на мышах обоего пола по методике «горячая пластинка». Исследуемые вещества вводили перорально в дозе 50 мг/кг в виде взвеси в 2 % крахмальном растворе. Препаратами сравнения служил метамизол натрия (50 мг/кг) и диклофенак (50 мг/кг).
В ряду N-гетериламидов АрПК 2 обнаружены соединения, обладающие АА лишь на уровне препаратов сравнения. Химическая модификация амидов 2 до 2-гидразинопроизводных 6-8 и хелатов 11-13, как правило, привела к росту активности. Так, среди изученных веществ 6-8 наиболее активным оказался N-(2-тиазолил)амид 2-(2-оксо-3-индолинилиденгидразино)-4-оксо-4-фенил-2-бутеновой кислоты (6в), который по действию через 30 минут сопоставим с метамизолом натрия, а через 60 минут значительно превышает его эффект. При этом, он в 1,4 раза менее токсичен. Наибольшую АА в ряду хелатных комплексов 11-13 проявил хелат марганца 11д, который по силе действия значительно превышает эффект метамизола натрия. Кроме того, он обладает высокой ПВА, что делает его перспективным для дальнейших исследований (см. рис. 3). Кобальтовый хелат 12в сопоставим по силе действия с препаратами сравнения, а соединение 12е превосходит эффект метамизола натрия через 30 минут после введения. Никелевые хелаты 13 наименее активны. Таким образом, поиск БАВ с анальгетическим действием наиболее перспективен в рядах производных 6,11,12, содержащих гетероциклический фрагмент тиазола или 5-R-1,3,4-тиадиазола.
Рис. 3. Сравнительная характеристика АА некоторых изученных соединений, диклофенака и метамизола натрия по методике «горячая пластинка»
Гипогликемическая активность
Гипогликемическую активность (ГА) изучали на модели аллоксанового диабета. Опыты выполнены на белых нелинейных крысах обоего пола. Экспериментальную гипергликемию моделировали подкожным введением аллоксана в дозе 170 мг/кг. Изучаемые соединения вводили перорально крысам с аллоксановым диабетом в дозе 50 мг/ кг в виде взвеси в 2% крахмальном растворе. Контрольным животным вводили эквиобъемное количество 2% крахмального раствора. Концентрацию глюкозы в крови животных определяли глюкозооксидазным методом до введения исследуемых соединений, а также через 120 мин после него. Более половины веществ проявили ГА в различной степени выраженности (см. рис. 4).
Так, для производных 6ж и 8б отмечено увеличение сахароснижающего действия, по сравнению с исходными амидами 2, однако, уступающее метформину. В ряду металлокомплексов 11-13 обнаружены активные гипогликемические соединения, выраженность действия которых зависит от строения гетероциклического фрагмента и металла – комплексообразователя. Так, наиболее активны производные 2-(5-R-1,3,4-тиадиазолил)амидов АрПК (соединения 11д, 13и). При этом наибольший вклад в проявление гипогликемического действия отмечается у иона марганца (соединение 11д). Большинство кобальтовых и никелевых хелатов, независимо от природы гетероцикла, практически не влияют на уровень сахара в крови животных. Исключение составляют хелаты 12д, 13и, к, оказывающие выраженную ГА. Установлено, что некоторые бромированные производные 14 проявили сахароснижающее действие. Так, N-(2-бензотиазолил)амид 3-бром-2,4-диоксо-4-(4-метоксифенил)бутановой кислоты (14е) несколько превышает эффект метформина и в 3 раза менее токсичен, чем препарат сравнения. Высокую активность на уровне метформина проявил также амид 14б. Таким образом, перспективными рядами для дальнейшего поиска БАВ с ГА являются производные 11,14.
Рис. 4. Сравнительная характеристика ГА некоторых изученных соединений и метформина.
Антикоагулянтная активность
Исследование влияния соединений на свертывающую систему крови проводили с помощью коагулометра «Минилаб 701» с использованием цитратной (3.8 %) крови собаки (9:1). Соединения вводили в концентрации 1 мг/мл. В качестве эталона сравнения гемостатической активности использовали этамзилат в концентрации 1мг/мл, а в качестве эталона антикоагулянтной активности – раствор гепарина в концентрации 1 ЕД/мл крови.
Согласно полученным данным, в ряду бутеноатов 17 наиболее активны производные тиазолиниламмония 17к-н, при этом отмечается значительное увеличение антикоагулянтного действия в случае введения электроакцепторного заместителя в арильный фрагмент молекулы (у соединения 17н). Так, антикоагулянтный эффект бутеноата 17н превышает активность гепарина примерно в 4 раза, при этом соединение малотоксично (см. рис. 5).
Рис. 5. Сравнительная характеристика антикоагулянтной активности наиболее активных изученных соединений и гепарина.
Противомикробная активность
Противомикробную активность (ПМА) синтезированных соединений по отношению к тест-культурам микроорганизмов (м/о) St. aureus АТСС 6538-Р и E. coli АТСС 25922 определяли методом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде. Микробная нагрузка составила 2,5 Ч 105 микробных тел / мл. Учет результатов проводили через 18-20 часов термостатирования при температуре 37єС. Для всех исследуемых соединений определяли минимальные ингибирующие концентрации (МИК) в мкг/мл. Препаратами сравнения служили этакридин, хлоргексидин и диоксидин. Скрининг ПМА в ряду синтезированных соединений показал перспективность поиска противомикробных препаратов среди производных 2, 6, 8, 11, 12, 14 (см. табл. 1).
Таблица 1
Противомикробная активность наиболее активных соединений
Соединение | МИК, мкг/мл | Соединение | МИК, мкг/мл |
St. aureus/ Е. coli | St. aureus/ Е. coli | ||
| 62,0/62,0 |
| 62,0/62,0 |
| 2,0/3,9 |
| 15,6/31,0 |
| 31,0/15,6 |
| 62,0/62,0 |
| 7,8/15,6 |
| 7,8/31,0 |
| 31,0/31,0 |
| 7,8/31 |
| 7,8/250 | Этакридин | 500/2000 |
Хлоргексидин | 125/125 | ||
Диоксидин | 62,0/62,0 |
2ф
2ц
2ч
6в
8в
11в
12д
14а
14е
14ж
14иВ ряду гетериламидов 2 наиболее активен N-(2-бензотиазолил)амид 2ч, превышающий действие диоксидина в 31 и 16 раз, соответственно, для St. aureus и E. сoli. Кроме того, он обладает высокой ПВА и низкой токсичностью. Гидразонопроизводные 6-8 оказали антибактериальное действие в различной степени. Так, обнаружено, что N-(2-тиазолил)амид 6в значительно превышает по активности диоксидин, при этом он обладает выраженной АА и низкой токсичностью. Введение метильной группы в положение 1 фрагмента 2-оксоиндола у соединений 7а-г не приводит к росту активности. В ряду хелатных комплексов 11-13 наибольшую ПМА проявил кобальтовый хелат 12д, содержащий в своей структуре 5-бром-2-пиридильный фрагмент, превышающий показатели диоксидина для St. аureus и Е. coli в 8 и 4 раза, соответственно. Хелат марганца 11в оказывает эффект на уровне диоксидина, а металлокомплексы никеля 13 обладают, в основном, слабым ПМА, не зависимо от строения гетероциклического и ароильного фрагментов. Введение в структуру N-гетериламидов 2 атома брома в положение С3 в большинстве случаев привело к увеличению ПМА исходного амида, например, у соединений 14а, е,и. Так, N-(2-тиазолил)амид 14а превосходит по активности диоксидин в 8 и 2 раза для St. aureus и E. сoli соответственно, и проявляет низкую острую токсичность, что является дополнительным преимуществом перед препаратом сравнения.
ВЫВОДЫ
Реакцией дециклизации 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов и 5-арил-4-бромфуран-2,3-дионов под действием гетероциклических аминов получены N-гетериламиды 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых и 4-арил-3-бром-2,4-диоксобутановых кислот, имеющие в структуре потенциально биологически активные циклы тиазола, 5-R-1,3,4-тиадиазола, 5-хлорбензоксазола, бензотиазола и тиазолина. Впервые изучено взаимодействие N-гетериламидов АрПК с ароматическими аминами и установлено наличие таутомерного равновесия двух енаминокетонных форм с преобладанием Z-изомера в растворе полученных соединений. Исследована реакция N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с гидроксиламином, в результате чего в различных условиях эксперимента получены N-гетериламиды 4-арил-2-оксимо-4-оксо-2-бутеновых и 5-арилизоксазол-3-карбоновых кислот. Показано, что при взаимодействии N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот с фенилгидразином, изониазидом, гидразонами 1-R-2,3-диоксоиндола и монобензила образуются соответствующие 2-гидразинопроизводные, обладающие высокой противомикробной, противовоспалительной и анальгетической активностью. Установлено, что в реакции с дихлоридами марганца, кобальта, никеля N-гетериламиды 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот координируются металлами как бидентатные О-О лиганды и образуют с ними комплексные соединения с делокализованными кратными связями в шестичленных хелатных циклах. Определены некоторые закономерности фармакологической активности от химического строения синтезированных соединений, которые могут быть использованы в дальнейшем поиске биологически активных веществ в ряду производных N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот. Выявлены наиболее перспективные соединения для дальнейшего исследования: N-(2-бензотиазолил)амид 2-гидрокси-4-оксо-4-(4-хлорфенил)-2-бутеновой кислоты, обладающий противомикробной и противовос-палительной активностью, N-(2-тиазолил)амид 2-(2-оксо-3-индолинили-денгидразино)-4-оксо-4-фенил-2-бутеновой кислоты, проявляющий анальгетическую и противомикробную активность, а также бис{3-фенил-1-[2-(5-метил-1,3,4-тиадиазолил)]карбоксамидо-1,3-пропандионато}марганец, оказывающий противовоспалительное и анальгетическое действие.Основное содержание диссертации представлено в работах
Автор выражает благодарность зав. кафедрой физики и математики ПГФА, доценту за запись спектров ЯМР1Н, научному сотруднику РИЦ «Фарматест» за запись ИК-спектров, доценту кафедры токсикологической химии ПГФА за запись хромато-масс-спектров, доценту кафедры природных и биологически активных соединений ПГУ за проведение квантово-химических расчетов металлокомплексов, ректору, зав. кафедрой микробиологии, профессору , сотрудникам кафедры фармакологии: профессору , профессору , доценту , ассистенту , ассистенту , зав. кафедрой физиологии с основами анатомии, профессору за проведение биологических испытаний синтезированных соединений и зав. виварием ПГФА .
