Получение и свойства фармакологически активных соединений на основе мио-инозита тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АХАЦЕМИЯ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ им. М.ВЛОМОНОСОВА

ОД

2 $№№к . . яп-,4, П,

Специализированный совет Д ОоЗ. 41. О!

На правах рукописи

Орехова Екатерина Михайловна

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ФЛРМЛКОЛОП1ЧЕСК.' .КТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЛЯ/0-ИН03,;ТА

Специальность 02.00.10. - Биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ

А в 1ореферат

диссертации на соискание ученой степени /

{[//е. г с

кандидата химических наук ^ /

Мпскиа - 1ЧУ-1

Работа выполнена на кафсдое биотехнологии Московской Государственной Академии Тонкой Химической Технологии им. М.В.- Ломоносова и в лаборатории органической химии Института биомедицинской химии РАМН.

Научные руководители:

доктор химических наук, профессор Швец В.И.

доктор химических наук, профессор Клящицкий Б.А.

1

Официальны;; оппоненты:

доктор химических наук, профессор Юркевич А.М.

кандидат химических наук Суханов В.А.

Ведушая организация: Всероссийский научный центр

по безопасности биологически активных веществ МЗ РФ

Защита состоится ¿■ил*^___1994г. в часов на зассдатш

Специализированного ¿оесга Д 063.41.01 при Московской Государственной Академии Тонкой Химической Технологии им. М.В. Ломоносова по адресу: г.Москва, пр.Всриадского, 86'.

С чпсссртацией можно ознакомиться в библиотеке МНТХТ им. М.В. Ломоносова (119831, г.Москва, ул. М. Пироговская, I)

Автореферат разослан ¿¿¿¿А*"*'? [994г.

Ученый секретарь Спеиихпичировашюго Совета, кандидат химических наук,

старший научный сотрудник .с / Лютик А. И.

/Л

^хтуя-чькосп» проблемы; Современный подход к созданию новых лекарственных средств характеризуется широким использованием химической модификации различных биорегуляторов и известных лекарств для придания им новых или улучшенных фармакологических свои пв, оптимизации параметров фармакохинетихи, достижения большей селективности препарата по отношению к клеткам-мишеням.

Создание лекарственных препаратов на основе природного шестиатомного циклического спирта лшо-инозита (МИ) представляется перспективным направлением в конструировании и создании фармакологически активных соединений. Интерес к производным МИ объясняется их высокой биологической активностью, МИ и его производные выделены из растительных и животных тканей. Установлено, что 1.4,5-три ¡юсфат-яп-МИ является вторичным мсссенджером, обеспечивает передачу и усиление клеточного сигнала в процессе высвобождения кальция из шгпрнклеточнмх источников.

Из растительных тканей были выделены производные МИ, содержащие метальные, ацетильные, индольные остатки. Предполагается, что в растениях МИ связан с транспортом гормонов роста. Известно, что н сам МИ обладает витаминной и биологической активностью гиполип»дем1гческ1ш, липотропньш, ростовым, противоопухолевым действием.

Молекула МИ, в состав которой входят шесть гидроксилышх групп, является удобной матрицей для введения остажов различных биологически активных веществ. При этом МИ может снижать отрицательное побочное воздействие лекарства на организм, не изменяя терапевтических свойств. Учитывая мембранотропиые свойства производных МИ л его. высокую метаболическую активность в ряде органов и тканей • организма, можно ожидать, что создание лекарственных препаратов на основе МИ и известных фармакологически активных веществ может улучщать фармакокннетические сзойства лекарства л его проницаемость через биологические мембраны, пролонгировать его действие и способствовать направленному чмнепорту лекарства в пораженный орган.

Установлено, что как количество и регио-положения различных заместителей в молекуле МИ, так и хиралыюсть производных оказывают существенное влияние на биологическую активность получаемого соединения. Поэтому одним из направлений в поиске фармакологически

активных производных МИ представляется создание соединений, содержащих рлздцчныс количества остатков веществ с известной биологической активностью в различных положениях молекулы МИ, а также получение производных, содержащих в Ъдной молекуле МИ остатки нескольких веществ с совместимой фармакологической активностью.

Таким образом, создание новых фармакологически активных соединений с улучшенным спектром терапевтического действии и новых реагентоа для биохимических исследовании на основе молекулы МИ является актуальным направлением биоорганической и медицинской химии, возможности которого далеко не исчерпаны.

Поль работы:

1) Разработка методов получения производных МИ, содержащих различные количества остатков биологически активных веществ: никотиновом, у -аминомасляной (ГАМК) и (о.-хлоркарбоновмх кислот.

2) Создание на основе периодатокисленных 1,4,5,6-тегрлзамещенных производных МИ новых гидрофильных гомобифункциональных реагентов (функционализнрованных гомологов глутарового альдегида) в кач^сГЕ? реагентов для биохимических исследований (получение биоконъюгатов, модификация белков и т.д.). Получение димерных порфирпнов на примере 2,4-дп-(а-мегоксиэтил)дейтеропорфирина IX (димегина) с использованием указанных реагентов в качестве гидрофильных мостиков между порфнрниовыми ядрами.

3) Изучение физико-химических свойств и фармакологической активности полученных соединений.

Научна« иоывиа работы: Разработаны методы введения остатков никотиновой, ГЛМК, хлоруксусной и у-хлормасляной кислот в заданные положения молекулы МИ с использованием хлорангидрндногэ и ачгидридного методов, а также системы ди-тр« -бутилш/рокарбонат-пиридин, предложенной В.Ф.Поздневым (ИБМХ РАМН, Москва) для активации карбоксильной группы. Синтезироьаны гекса-, гетра-, три-, ди--О-никотиноил-МИ, ".етра- и ди-0-(у-аминобутироил)-МИ, тегра-О--(у.-хлорбуг>*роил)-МИ и тетра-0 хлораиетил-МИ.

Осуществлен синтез производи о МИ, содержащего остатки двух ьгществ с различной фармакологической активностью - 1,4,5,6-гетра-О--ннкотиноил •2)3-ди-0-(у-аминобутирои.'.)-МИ.

H правленное введение остатков биологически-активных веществ в заданные положения молекулы МИ достигалось с использованием различных вариантов введения и удаления защитных групп для гндрокеилов МИ.

На основе молекулы МИ разработаны методы получении' бифункциональных реагентов: функционализированных гомологов глутарового альдегида (путем периодатного окисления соответствующих 1,4,5,6-тетразамещенных производных МИ).

• Осуществлен синтез димерного производного димегина с использованием диальдегида, полученного на основе тегразамещенного производного МИ. Указанный днальдегид бьш восстановлен боргидридом натрия до соответствующего диола, который был использован для встречного синтеза димера димегина, пугем активации первичных гндроксиль)1ых групп трезильным методом.

В ходе работы синтезировано 28 новых соединении, структура которых доказана с помощью ПМР-, ИК-, масс- и электронных спектров.

Лрцкпга'скпя ценность рг.1>оты: Проведены фармакологические испытания полученных соединений. Ннкотнно.чльные и хлорацетильные офиры МИ обладали проттпоншемической активностью, которач сопоставима с уффективностью обзидана и нзопгшга - основным средствам терапии ишемнческой болезни сердца - и превышает эффект нитронга. Были проведены экспериментальные исследования аптнатеросклеротических свойств р;ша синтезированных никотиноильных производных. Проведенное исследование показало, что эти соединения обладают на испытанной холестсрин-эргокальцифероловой модели активностью, превышающей соответствующий эффект никотиновой кислоты и гсксаникотината МИ. Била изучена гипотензивная и алгоритмическая активность ноидх производных ди- и тетра-ГАМК-МИ. Установлено, что дл-ГАМК-МИ оказывает выраженное гипотензивное действие и превосходит по гипотензивной активности ГАМК в 10 раз. В результате исследования тетра-ГАМК-МИ на модельной аритмии сердца было установлено, что полученное соединение обладает выраженным протпвоарнтмпческнм действием и превосходит по атиаритмической активности применяющийся в клинике прстнг.оаритмпческий препарат вальнроат натрия в 9 раз.

Продемонстрирована р.озиол! гость использования дмальдегцлос, полученных раскрыт::.! цикла 1,4,5,б-тетразачешент.1х производных МИ,

для поперечной сшивки белков, получения бпо1,онь.огтгое и димерных производных порфчрнноз.

Полученный димер димегнпа является потенциальным сенсибилизатором для фотодинамической терапии опухолей. Предварительные испытания фотоцитотоксическон активности in vitro на культуре клеток L-41 выявили высокую активность полученного препарата.

На зяпцгту пмпоснтся следлтотмс по.тження:

1. Методы конструирования и получения производных ММ, содержащих различное количество фармакологически активных соединений в заданных положениях молекулы МИ, и изучение их фармакологической активности с целью получении потенциальных лекарстпенных препаратов с улучшенным спектром терапевтического действия.

2. Использование молекулы МИ для конструирования и синтеза бифункциональных реагентов нового типа, в том числе содержащих остатки биологически активных соединений, с целью их возможного применения в биохимических исследованиях, в частности для получения биоконьюгатов.

3. Получение димерного порфприна на примере 2,4-ди-(а--метоксизтнл)цейтеропорфирина IX о использованием раскрытого лроизводного МИ в качестве гидрофильного мостика между порфириновыми ядрами.

4. Обнаружение противои.шемической, агггиатсросклеротической ■ (гипохолестерннемической и гиполипопротеидемической), гипотензивной, антиаригмическок и фотоцитотоксической активности полученных р:щов производных МИ.

Апробация работы: Материалы диссертации докладывались на конференции "Биологически активные соединения, синтез и использование" в г. Пензе в 1992 г., на XIV международном конгрессе ло гетероциклическим соединением в Антверпене в 1993 г.

Пуоликаш»:: По теме диссертации опубликованы 2 статьи, 3 тезисов

докладов.

и структура работы: Диссеогециончая работа изложена на стр. г.:аи:инописнсго текста и содержит схем, рисункоз. Онс. состоит из следующих разделов: введение, литературный обзор, обсуждение результатов,

экспериментальная часть, выводы, список литературы ( ссылок на литературные источник«).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Структура исследования представлена на схеме 1.

Схема I

). Синтез фармакологически активных протполнмх МИ

Биологически активный компонент Фармакологическая активность

.___-- Протниоишсчнчсскан

НИКОТИНОВАЯ КИСЛОТА ,

НО ОН у—"— -:--Антиатероеклсронпсская

,-ГАМК | ^ Гмотстивиая

ОН Акшаритмическая

ОН

©-ХЛОРКЛРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

■ Протаооишемкческая

2. Оппгез гомобифучкцнппальнмч реагентов из 1,4.5.6-тегрззамсп;ен1Ч.:х МИ 1,0 0К

цд!—! Получение пиокоиъюгата с ЬСА

/к<Л I-[а.(О - ДИАЛЩЩДЬГ]_

ОК

I Получение норфнриновых димеров

' ^ I

а.И-трезилактивнровгпные |

диолы Фотоцитотоксическая активность

1. Сиптсз произволдых МИ с биологически пктипвыми соединениями.

1.1. Синтез сложных зфиров МИ с никотиновой кислотой.

1,2,3,4,5,6-гекса-О-ш-котиноил-МИ (гексопал, гсксанлцит) (2), применяется за рубежом в качестве сосудорасширяющего средства при ншемнческой болезни сердца. Синтез гексопала описан главным образом в пате!гшой литературе. В нашу задачу входила модификация синтеза гексаникотината МИ, ориентированная на его препаративное получение. Ацилнрование МИ может быть осуществлено ангидридом никотиновой кислоты и хлорангидридом, который в свою очередь может быть получен реакцией никотиновой кислоты с хлористым тионмлом,

rt a F? ко гз H ч— X с? С) с~ г> г г: fe "û i! и u 1 é s ■à è u i> с u S V Ж « к Сч г « R. ¿ « .О гч 4 £ 1 V И Ч ^ 00 о_ ~ M V_ Я ¿V VO £ 5 4 А ко зГ ^ •о w CT' у Я т о> сА ^ я V 'Я so с- 5 I 5 s¿ «о оС со со __ Д V ОС ^ ó ГС ОО с S >" Г» Гч Г-' г? rs Г-" J V> »Л м Vf о S -2 s " я ~ NO s D ? 4 ?" s ^ rC \¿ •Л -, Г- 'Л V ou 00 а * V » »л 2Í 5 Г П. Ч. TN vT о о©" »л Й О О о а 0 II о о" NÛ s rs ojC сС s . Ü M ос" «г oo sc 00 w «T « 1Л? 4 ¿ "f «Г Ч ОС 1- w, G (N X r>» Й *T TN 0 ilO 1 5 CO 4¿ o со- X чО S , тг rÇ sç г^Г vT V X fN U SO X ^ fN « M »r vi Os 'i sO_ ТГ ¡C 4D Г? ? rr К е>э m чу со w-í S С. "С vT о о \f\ r* ^ -4" u 5 ¿ ^ x" —. Г 1 f-C ^ o ^ so X w и я «о <N Т тг" ^ • fT c^ fN s" n (N V> «4- ^ vo ?? w L, i

o. a o rr - • «■*. o £ о о и а О ¡1 и Г^. « 8 О п О h и г-« Я: о о о а О :1 U g о и ta О II и <f\ r-r- s o и ta O ó <5 a: О О u я О [| у о сл г~ £ о о Ü к О i! U о _ X О s 8 g » я î S У ?! s - £ о — о ж (J О о о о о ¡1 f-, о о' чо

r* 0 :< a b~ о Сл о о" m UO O* «л \о v-T СЛ г* 00 < s s f) с*

O G • • • ■ ■ • • •

о" оэ" гл тС ce v; CS m оо оо ♦г с^* < n oo ■Л О

X m m -г о о u-1 »W VÎ (N т" r-J es О

и сч fN fN се Ч2> я. о* чл r— CO 4© о ЧП OS w. со со «Л О о •о i?;

o « G ■ • ' ' • • •

z О Î-. so со п сС * со" СС m >n о СкгГ

s чс СЛ <*■» fN т* *т "Г -t о-| Vi rN r-rf" s M TT4 rs ON t-" о г-.

о fN ю г Г ^о «о Г"» 45 ел о сгС •о SÄ ri о О S3 O Я Г-» о\ «о с: en in о 'ï г- со so"

Л o r £ ! a g- ta _g г* о ■z и О о •й J О о ГЦ о о и о о f о o z c7 о •Jy и о ó' О z Ú о о Z у 6'

и ' o «л fN Г» О ri •if т П г% Á а Г 4 fN Z] I-. о .-J CN 1 '■п re rí r-1 р ñ o. o rn ^ô о

£ О) П t- 1 ON I __ l 2 ! ----1 г»

rj О il ' S с о cl "7, G ■h . Л-í и y ta ¿ ¿ <4 ~ и S ~ o - V> ta Tf rf ^ ^ ^ o r"J >-> «7 ^ 43 vi — cc V) — »— .и si ^ —* ч 3 1 = w о . Й ri ""i zc TT - — ^ ^ чС T u ~ X V. f-T r-í — 4 SO *T ГМ D r-i rí ÍN ^ чс 35 >А U wC '»о ta ^ и ^ ó ^ . m* гч rs гГ и Г^ v¿ о —* уз ta ОС ? с с г- — 2 IL U «"'i 4D ^ S з; чо сгС со Z . и s ¿ ó ïS ^ «3 X и 1; Д « Г-" ЧО ¿ •»г г» Г--' V? С и ■if х" « H 'Ч X о Ч -л ta 0 •£> О Г^ Г» V-Г —' V, Г1 —' U со to •о гч тг' £ £ V и О rît Я и — й rí Vi rí •«Г гч и гч ÎÎ я 2 V гГ ^ ta IO S¿ sxé о _ vi ^ ri «—' Т Vi -i — X "T п V) ГЧ* VJ ! О 1 rí ч ■УО í 45 1 д 3 ч о Vi > 1 ri Vi ta

о. ь \¿ ¿ ti s g £ 8 о JC г-. ? о ' Il о О Vi о _ t- „ 2 = O ^ o i и O « ? o ' i¡ o U vi o r- £ O ~ O X ü O « o O O i¡ £ U o o t—. ~ о У о 6 и О s ? О 1! о и ri 1Л1 О *м «О о о и £ Q 0 Г-- о о и о í¡ и г-. f-ч tí о о u <с 0 11 и Г-' с? о о и S3 с II и о »О о о ; и ; & 0 , II у о so

rí O 3 и < LÛ V> Г-i VÏ ta V, СЛ to о гЛ о ri т о о^ • vf m о so* оо О 1 V»

O X> r; o 2 CQ 0 • • • • f— OJ r» OS ! Г. ( vT ! r-i

** т ТГ T rn" Sí? SO СГч Г--' т сс • 1

= СЛ CS <N CN t— 4> оо гт 45 V» V г* V Os »••Г vT ♦г v'

и «п ГЯ ЧС. SO vo rj o" »Л сг: V-Г *т о rí *т cc со* m 3 1 г- ■S ve"

kCJ С 'rt Ö • • о о^ , гы гч • cc -fS ! ri 1

z rf 45 r— "O о г-»* о оо' • • i 1

£ (—1 «3 Г-' r* f-" чо о^ sc rf ÜS го ' f-rs ТГ* ОС ' vT !

и CN Г-* o vn v> v> fs oC o rj 1Л, ю о т гч г» тг cc' r-) VO сс_ SD *т c i 40 i T l

• rí o c^ £ 1 LQ g •tr Ol ¿' X о и' o •z и o z и S я: ■я ? и о -t и OJ -О* г у Ü о о и и о Ö о и о -О и и 1 Я 1 o i и 1

•CT Tf 4 ^ v, ■ vi Ó о\ a> о г-» П Г J Ó fi С7\ О4. ' Vj гс '2 ta лг го ГП C¿ ÏTV V» Vi ! Ó À 2 .л

X . SÛ со -С\ . ~ 1 ~ о ts «*N r-i гч г*-) CN ■rr rj j

бензолсульфохлорндоч, п-толуолсульфохлоридом, хлорокисыо фосфора. Наиболее эффективным реагентом для получения хлора нгидрнда никотиновой кислоты оказался пятихлористый фосфор. Хлорангпдрид без выделения вводили в реакцию с МИ при 60 - 65°С в присутствии пиридина, после окончания реакции для увеличения выхода целевого продукта реакционную смесь выливали в насыщенный фосфатный буфер <рН=7) и выделяли соединение 2 С схема 2), выход которого составил 96%. Для фармакологических испытаний было синтезировано 50 г. вещестиа (2).

Для синтеза тетра- (5) и ди-никотиноильных (10) производных МИ были использованы варианты о применением известных защитных групп кет ал итого типа - изопропнлндеиовс-й и циклогексилидсновой (схема 2).

Для синтеза три-иикотннонлыюго производного МИ (13) мы применили орто-формиатную группу, позволяющую одновременно избирательно защищать три гидроксильные группы в молекуле МИ (схема 3). Защитные группы такого тина легко удалялись после ацилировання кислотным гидролизом.

Сшпч*.з 2,4,б-трч-0-П5:котпвоил-.»1»>-щ«»гга

Схема 3

ОН

ои

9

но \Т ои о

(")

ои

ЧОл^^Р'1

он (13)

к=со-<Р>

Фчзико-хнмическпе свойства никотиноильных производных МИ, тодтверждающие их структуру, приведены и таблице.

1.2. Сшипез сложных эфиров МИ с ГАМК.

ГАМК принято считать медиатором торможения центральной-нервной :истемы (ЦНС), она является также нейромодудятором, поддерживающим в ¡ершндх структурах болаце между процессами возбуждения и торможения. В :вязн с этим интересен поиск новых физиологически активных веществ, шляющихся производными ГАМК, которые могут применяться для :ечения болезней ЦПС и нормализации системы ГАМК в организме, (екарственные средства, нормализующие систему ГАМК, представлены в

основном веществами, активирующими рецепторы ГЛМК или ингибирующнми процессы ее утилизации. Одним из направлений в создании подобных препаратов являехся использование веществ переносчиков молекулы ГАМ К. В качестве молекулы - носителя ГЛМК нами впервые была предложена молекула МИ.

Для избирательного введения в молекулу МИ двух или четырех остатков ГАМ К исполь ювались моно- и ди-кетальные производные МИ. Ацилирование проводили либо симметричным ангидридом 4-(трет-бугил-оксикарбонил)аминомасляной кислоты (Вос-ГАМК) (метод А) либо с использованием системы ди-трет-бутнлпирокарбонат - пиридин (метод Б). Ангидрид Вос-ГАМК был получен реакцией Вос-ГАМК с дициклогексилкарбодиимидом в хлористом метилене. Без дополнительной очистки ангидрид был введен в реакцию с соответствующим к стал ем МИ в пиридине при нагревании с течение 3 часов. 'Гак, этерификацией 1,2-О.О-изопропилиден-МИ и 1,2:4,5-дн-0,0-изопропилиден-МИ получали соответствующие производные (14) и (16) (схема 4). По другому методу ацилирование проводили конденсацией соответствующего производного МИ с дн-трет-бутилпирокарбонато.м и Вос-ГАМК в пиридине с дпметалгмннопчридином при 20°С в течении 3 сутох. В обоих случаях получали смесь продуктов, которую разделяли колоночной хроматографией на силикагсле. Среди побочных продуктов был выделен N-Boc-амннонирролидон, выход которого составлял 20% в случае симметричного ангидрида и колебался в пределах 20-78% в случае смешанного ангидрида в зависимости от выбранного растворителя. Наиболее эффективным оказался синтез через симметричный ангидрид Вос-ГАМК (таблица). При ацилированни ди-кетального производного МИ был выделен и охарактеризован побочшлй продукт неполного ацилирования 1,2:4,5-ди-0,0-юопропилиден-3-0-|(4-Вос)аминобутироил}-МИ (17) (схема 4).

Одновременное удаление кстальных и Вос-защитных групп осуществлял» кислотным гидролизом 4N НС1 п диоксане. В результате были получены соответствующие у-аминобутироил-МИ (15) и (18) в виде хлоргндратов.

Свойстра полученных соединений приведены в таблице.

Схема 4

Синтез сложных эфнров дшр-ипознга с ГАМК

О О но оя1

- - -

О Я ОЯ'

(14) (15)

(3)

о о

(16) V

о о

"Г

(17)

НО 01*'

р^он о к1

(1?)

к-сосавдчн-вос п'-соса^мг/на

1.3. Синтез производного МИ, содержащего остатки никотиновой кислоты и ГАМК.

Известно, что коныогаты нескольких вещестп с совместимой фармакологической активностью в составе одной молекулы в ряде случаев могут приводить к синергизму терапевтического эффекта.

На основе молекулы МИ имеется возможность получения производных, содержащих остатки различных фармакологически активных веществ в составе одной молекулы в разных количественных соотношениях и регио-положениях.

3 качестве примера нами был синтезирован препарат, объединяющий несколько видов фармакологической активности ¡1 представляющий собой

и

производное МИ с остатками никотиновой кислоты » ГАМ К". Это соединение факшчеекн является аналогом препарата "пикамилон", разработанного в НПО "Витамины" и предстаачяющее собой сикотинсильное производное ГАМК. Сочетание ГАМ К и никотиновой кислоты ь указанном препарате усиливало действие каждого из компонентов и повышало проходимость ГАМК через гематолнцсфаличсский барьер (ГЭБ).

Производное , содержащее четыре молекулы никотиновой кислоты и две молекулы ГАМК - 1,4,5.6-тетра-0-никотиноил-2,3-ди-0--(у-амшюбутиро1ьч)-МИ получали исходя из тетраникотината МИ (5), синтез которого был описан выше. Реакцией 1,4,5.б-тетра-0-никотиноил--МИ с Вос-ГАМК и ди-трст-бугилпирокарбонатом е присутствии пиридина и диметиламиноиирндина в этилацетате получали 1.4,5,6-тетра-0--никотнноил-2,3-дн-0-|(4-Вос)-амннойутиро1п|-МИ (19) , кислотный гидролиз которого 4Н НС1 в дисксане приводил к соединению (20) (схема 5).

Структура полученного лронзводного (20) доказана хромагографическими, спектральными методами и данными элементного анализа (таблица).

Синтез 1.4,5.6-тетуя-0-»11коптоил- Схема 5 -?,3-ди-0-(7'а^'""0Д7"Ч'Онт)-лто-Н1103>гга

й'о ОН' йгО ри1

110/-Ч коУ

(5)

-

ок

оя (19;

-со-®

Я1-СО(СНг>,М1--Вос

1.4. Получение ыожных эфиров МИ с ф-хюркарбоноаыми кислотами.

Известно, что эфиры дихлорукоуснсй кислоты с МИ обладают селективными гиполипилемическнми свойствами, снижают уровень глюкозы и молочной кислоты в плазме крови. Нами были получены эфиры МИ и са-хлорк.апбоновых кислот, которые, как мы предполагали, могут обладать определенной фармаколоигчссксй активностью

Реакцией изопрогилиденовых и циклогексилиденовых кеталей с хлорангидридом хлоруксусной кислоты в присутствии пиридина получат и 1,2-0,0-1ПОпропнлиден- или 1,2-0,0-циклогсксилиден-3,4,5,б-тетра-О--хюрацетил-МИ (21, 22) (схема 6).

Схема 6

Сложные зфиры .цао-ннознтя с й^-хлоркарСоповымн кислотам!.

(6)

Я

КО

1Ш\

ои

СП (21)

ко.

к3

(—'О«

ок (22)

но ок1

НО/>-;

ОК'

Ш)

к-» сосн2ст к'= со(С!11)1сг,1а

Кислотный гидролиз хлорацетилышх производных посредстьом 805'с уксусной кислоты или концентрированной НС1 в метаноле (1:10) в различных УСЛОВИЯ* ПрЧЦОДКЛ К СЛОЖНОЙ омссч продуктов, из которой ьс удх'шсь выделить в достаточных количествах ),4,5,С-т ра-О-хлорзиетил-МИ.

По-видимому, наряду с отщеплением кстальных защит, происходит щдролиз сложно-эфирной связи, обусловленный электроноакцепторным влиянием атома хлора.

В связи с этим нами была исследована возможность получения у-хлорбутиронльных эфиров МИ. При этом мы полагали, что удаление атома хлора от сложноэфирной связи может привести к повышению устойчивости этой связи по сравнению с соответствующим хлорацетильным производным. Реакция лзопропилиден-МИ с данным хяорангидридом в аналогичных условиях приводила к 1,2-0,0-изопропилиден-3,4,5,6-тстра-0--(у-хлорбутироил)-МИ (23) (схема 6). В результате кислотного гидролиза полученного соединения (23), быд пыделен 1,4,5,б-тетра-0-(у-хлорбутироил)--МИ (24). Это может быть связано с тем, что электроноакцепторное влияние атома хлора с увеличением длины цепи ослабевает, и соединение (24) оказывается более устойчивым к гидролизу, хотя наряду с ним из реакционной смеси были выделены продукты частичного пиролиза сложноэфирной группировки н у-хлормасляная кислота.

Данные, подтверждающие структуру полученных соединений, приведены в таблице.

2. Г»у0бифуикш№»ялы|ыс реагенты на основе lAS.C-TeTpw.y.ciKCim»?;

MIL

2.1. Синтез производных адипинового диальдегида из 1,4,5,6-тппраламещеииых МИ.

Некоторые алифатические сс.т-диальдегнды, например, глугаровый альдегид (ГА), широко используются в качестве поперечносшивающих юмобифупкциональных реагентов для коныогироваиим белковых молекул, их полимеризации, получения коныогатоп белков с ннзкомолекулярпыми веществами, стгтеза аффинных адсорбентов и т.д. Механизм поперечной сшивки с участием ГА сложен и включает наряду с образованием шиффовых оснований также реакции Михаэля, «гго приводит к достаточно устойчивым конъюгатам с различной молекулярной массой и различным содержанием компонентов.

Нами были синтезированы производные 2,3,4,5-тстраокси-адипннового диальдегида, исходя из 1,4,5,6-тстра-О-алкил- и 1,4,5,6-тетра-О-ацилпроизводных МИ. Раскрытие кольца такого рода производных с помощью периодатного окисления приводит к соответствующим ациклическим а,£о-диальдегидам. Диальдегкды такой структуры мйжно рассматривать как функционализированные гомолога ГА, которые наряду с

получением биоконыогатов позволяют решать следующие дополнительные задачи: 1) одновременно вводить в получаемый коныогат низкомолекулярные биологически активные вещества путем их предварительного введения по !,4,5,б-гндроксильным группам молекулы МИ; 2) изменять в ту или иную сторону гидрофобность получаемого коныогата путем предварительного введения в сшивающий диальдегид гидрофобных нлн гидрофильных заместителей.

Схема 7

Сшггез гемобнфуикииэпалм!Ых шшшш мио-тюуггоп

ОВг1 ОВг1 ло4 | I

(25) —ОНС—СН—СН—СН—СН—СНО

I I

ОВг! ОВг1

(26)

ОК Ой ло; I |

(5) -— ОНС—СН—СН—СН—СН—СНО

I I

ОК ОК

(27)

н-со-®

Исходными соединениями для синтеза гидроксилсодержащ>гх производных адилинового диальдегида являлись 1,4,5,6 тетра-О-замсщенные производные МИ (5) и (25) (схема 7). Поскольку синтетические методы в химии производных МИ в настоящее время хорошо изучены, имеете* возможность получения такого типа замещенных МИ практически с любыми заместителями, включая остатки различных устойчивых к периодатному окислению биологически активных соединений, с последующим выходом на соответствующий диальдегид после периодатного окисления а-диолыюй группировки. Модельный 2.3,4,5-тстрабензилокснгексанлналь-1,6 (26) был по../чг;1 окислением

а

* •

тетрабензилового эфира МИ (25) периодатом натрия в водном диоксанс в течение 12 часов в темноте (схема 7). Днальдегид (26) был выделен с виде хроматографически гомогенного маслообразного вещества, которое оказалось достаточно устойчивым соединением. Структура полученного диальдепща подтверждено данными ИК- и ПМР- спектров. В ЯК-спектре (26) наряду с полосам», характерными для бензольных колец 3000,3030,1475,1525 появлялась полоса при 1745 см"1, характерная для альдегидной группы и исчезала полоса гидрофильных групп в области 3500 см"1. В спектре ПМР наблюдали сигнал протона альдегидной группы в виде синглета при 9,8 м.д. При реакции с динитрофенилгидразином днальдегид (26) образовывал характерный кристаллически'! бис-дишпрсфенилгидразон, пыделенныи в аналитически чистом виде. По аналогичной схеме был получен функционализированный адипнкоьый диальдегид (27), содержащий остатки никотиновой кислоты.

2.2. Получение коньюгата альбумина с никотиновой кислотой.

На следующем этапе работы была продемонстрирована подложность введения никотиноильных групл в молекулу белка при обработке бычьего сывороточного альбумина (БСА) посредством 2,3,4,5-тетрани>:отиноилокснгександиаля-1,6 (27). Раствор белка в 0,15 М №С1 инкубировали в течении 24 ч с растворов диальдегнда (27) в водном спирте, реакционную смесь обрабатывали "борптрндом натр11я, центрифугировали, из супернатанта хроматографией на сефэдсксе в-25 иыделяаи белковую фраюгию. При ре хроматографии выделенного хонъюгата ;:!!ильдеп;да с БСА на сефлдехсс 0-25 был получен пик, выходящий с помечающимся объемом колонки и не было пика, соответствующего т око молекулярным примесям. В УФ-спсктре полученного коныогата (рис. I) обнаружен максимум поглощения при 266 нм, в то время как максимумы поглощения исходного диальдегнда (27) н БСА наблюдались соотаетствснно при 260 и 275 им. После продолжительного диализа белкового конъюгата характер его УФ-спектра не изменился. Модельная смесь, состоящая из БСА н 1,4,5,6-тс1р.1--0-мчкотиноил-МИ, давалл спектр поглощения с максимумом также при 266 им. Однако, после гсль-хромато1 рафии модельной смсся на сефэдсксе С-25 вьщелс-гта-; белковая фракция имела УФ-спекгр, неотличимый от ^модифицированного БСА. Приведенные данные в совокупности подтверждают коЕалентную связь никотиновой кислоты с белком в полученном конъюгате. 1

Данный эксперимент доказывает возможность получения кот-югатов белков с биологически-активными соединениями с использованием предложенного нами подхода, основанного на периодат-раскрытмх тетразамешенных производных ММ.

Рис.1. УФ-спектры: I - диальдегид(27); 2 - :БСА; 3 - конъюгат днальдегида(27) с БСА; 4 - модельная смесь тстра-О-нпкотиноия-МИ И1БСА.

2.3. Синтез дтерных :порфиршюв с использованием производного адитшового ?иальдегида.

В последнее время начал разрабатываться новый подход к лечению опухолевых заболеваний - фотодинамическая терапия (РИТ). Этот подход основан на способности ряда порфиринов избирательно локализоваться в опухолевой ткани, последующее облучение опухоли лазером с соответствующей длиной волны приводит к образованию синглетною кислорода, что в конечном счете вызывает гибель опухолевой клетки.

Установлено, что активным компонентом производного гематопорфирина »1 фотофринл 11, широко используемых в кппнике, являются димсрные порфирины различной структуры.

Ними синтезировано производное на основе раскрытой молекулы МИ с двумя молекулами днмег'ина. Это соединение можно рассматривать как димер дммегина, где в качестве гидрофильною мостика между двумя порфириновымн ядрами выступает производное МИ. Изучение накопления в опухолевых клетках и фотофизическис свойства такого рода димеоов может способствовать лучшему пониманию механизмов процессов, протекающих при РОТ.

Первонач;ыьно реакцией лимсгилового эфира димегина (28) с избытком гидразингидрата получали смесь моногняразида димегина (29) и дигпдрлхдо димегнна (30) (схема 3). После окончания реакции мопопшразид (29) был отделен от исходного Д'-шетилосого эфира димегина и лигчдроэида колоночной хроматографией па силнкагсле, выход целевого продукта в оптимальных услов:и>х проведения реакции (12 часов, 20°С, крдтнып из6i.noс гидразингидрата) составит 52%. _ ,

Смите! ШЕД;Ы?Й2Р_Л!Й1ШШ

Схема о

СИ.О оь С1,

X - Л ■ .СИ,

СИ,О СИ,

к,с-/ТТу< ' ЬЧ. ОСИ,

£ 7

нхоос соосп, сз>

I, .СИзОСНз сн

.СИ, .СП

Ж ИМ-/ I )

=N НГ^

СОМШ\П, (30) •

На основе производного адипнносого дпальдегнда памп был получен димер димепша, содержащий гидрофильный щестнатомный мостик между порфир» I новы ми дарами. Рс-кцисн избытка моногидразида (29) с дилльлепшом (26) и метаноле, содержащем каталитические кол^чеепт серной кислоты, получали соответствующий бис-гцдразон (31), который бы;: отделен от непрореаглроцавшего монопщразща колоночной хроматографией

Синтез димеров 2т4-лн-(а-метокснэт»л)де11теронорфирина IX

Схема 9

RCONHNH

i

О OBzl OBzJ О

_ И II II

(26)---R-C—NU—N = CH -СН—СН— СН-СН— CH = N-NH--C-R (31)

OBzl

OBzl

"'Ad

<34)

о ОН ОН о

1! II II H2V п'=-ги

jR-C—ЛШ—NH—СН 2-СН~СН—СН—СН—СН r-NH—NK-C-R 3

I I 2 (36): R'=H

он он v '

Vre

RCONIINH-i

V " 9 OBzl OBzl О N^ Ii • Ii ---с — NU—Nil-CH —С H—СН— СН— CH-CHj-NH—NH—

OBzl

OBzi

C-R (35)

CH,o CFI3 Clh

3 )-NH k-, 0CH}

COOR1

на силикагеле. При каталитическом гидрогенолизе 2п-комплскса соединен». -(31) происходит как удаление бензильных групп, так и восстановление гидразоновой. связи. После деметаллировавия , был получен димер (32) (схема 9). , • ■

Полученные днмеры (31,32) охарактеризованы спектрально. Так, и ПМР-спектрс, наряду с характерными сигналами порфнриновых одер, для соединения (31) наблюдали сигналы бензильных групп в области 7,4 и 4,7 м.д., которые исчезали после реакции каталитического гидрирования. Соединения (31,32) имели характерные доя порфмринов алектрошше спектры поглощения.

Ддя дальнейшего подтверждения структуры димера (32) нами был осуществлен его встречный синтез, исходя из продукта восстановления диальдегида (26) до соответствующего а,«о-диола с последующей активацией гидроксильных грутш трезильным методом. Так, восстановлением 2,3,4,5-тетрабензилоксшександиаля-1,6 (26) боргидридом натрия в дпоксапе бил получен 2,3,4,5-тетрабензилокснгександиол-1,6 (33) (схема 10). Структура полученного соединения подтверждена спектральными характеристиками, так в ИК-спектре соединения (33) появлялась характерная полоса гидрокенльных групп в области 3500 см"1 и исчезала полоса альдегидной группы при 1745 см1. В ПМР-спектре также исчезал сигнал альдегидной группы в области 9,8 м.д. Активацию 1, 6 - гидроксильных групп соединения (33) проводили в абсолютном хлористом метилене, содержащем 15% избыток триэтиламина и 10% избыток трезилхлорида при 20°С в течение 1 часа. После обработки реакционной смеси целевой днтрезилат (34) выделяли хроматографией на силикагеле. При сравнении спектров ПМР исходного диода (33) и полученного дитрезильного производного (34) для последнего были обнаружены сигналы химических сдвигов в области 3,15, 3,28 (СНз - группы трезильных остатков).

Реакция дитрезильного производного (34) с избытком моногидразида димегина (29) в пиридине при 20°С в течение 12 часов привела к соответствующему защищенному димеру (35) (схема 9), который затем был переведен в его Zп-кoмплeкc. После каталитического гидрогенолиза полученного комплекса над Рй-черныо и деметаллнрования был получен димер димегина, оказавшийся при прямом сравнении идентичным соединению, полученному на основе днальдегида (26) (схема 9).

Для проведения испытаний на фотоцнтотоксическую активность полученное соединение (32) было переведено щелочным гидролизом в ^ соответствующую соль дикислоты (36).

Схема 10

Получение грезил-активированного диола нз 1.4.5.б-тетра-0-бьизил-и»ио-»ночита

OBzl OBzl OBzl OBzl

I I NaBH< I I

OHC-CH-CH-CK-CH-CHO —«- HOHjC—CH—CH—CH-CH-CH7OH 1 ! I 2 ! I 2

OBzl OBzl. OBzl OBzl

(26) (33)

CF^H^C!/^

JJ OBzl OBzl j>

F4C-H2C—S—O—CH2—CH—CH—CH—СП—CII2— О — S — СН,—CF. -d-

Ii 1 1 II

О OBzl OBzl {J

(34)

R=CO

3. Фармакологические испытания подученных производных МИ.

3.1 Протииоишгмическая (кардиопротекторная) активность.'

Эффективность противоишемического (карднопротеюорного действия)

1,2,3,4,5,6-гскса-О-никотинонл-МИ (2), 1,2-0,0-циклогексилиден-3,4,5,6-тетра-О-хлорацетил-МИ (21) и его 1,2-0,0-изопропилидснового аналога (22) в сравнении с эталонными антиангинальными средствами - нитронгом, обзиданом и изоптином - оценивалась по степени снижения выраженности электрокардиографических и биохимических показателей острой ишемии миокарда относительно контрольной группы (инфаркт без лечения). Результаты показали, что эффективность гексаникотината (2) превышает эффект шгтронга и в дозе 50 мг/кг приравнивается по эффективности к обзцдану и изоптину - основным средствам терапии ишемичсской болезни сердца. Эффективность соединений (21) и (22) практически равна и сопоставима с эффективностью шпронга, но уступает обзидану и антагонисту кальция изоптину.

3.2 Лилиттсросклеротическая активность."

Объективными критериями оценки эффективности антнатеро-склеротнчсского действия,тстра- (5), три- (13) и диникогиноильньгх (10) производных МИ о сравнении с никотиновой кислотой и гсксаникотннагом (2) являлись степени снижения содержания общего холестерина, триглицеридов. Р-лнпопротсидов в сыьор01Ке крови животных. Так, по выраженности гипохолеетеринемичсского действия в порядке убывания исследоьанныс соединения распределялись' следующим образом: тстраннлогннонл-МИ (5) (на 28,4%), 1рнникотикоил-МИ (13) (на 23,7%), дшшкошноил-МИ (10) (на 18,5%), никотиновая кислота (на 16,1%), гексонад (2) (на 11,5%). Большинство соединений по основным показателям ашиатеросклеротического дейст бия зффектшшее никотиновой кислоты, несмотря на то, что се дозо превышала дозу производных МИ в 5 раз (50 мг/кг).

* Усыпания ангк.тиросклсроти'к'.екой иктипиосп и проведены на кафедре '¡.¿рмаколопш филиала МГУ в З^норокекоя медицинском институте под руководством нроф. Тшихинл 13 С.

" Испытания интиатсросклгрстччсской истканости прогелены иа ^(¡гсдре , фармакологии фалнхта МГУ » г Ульяновске пол р^.г-.кидегсэм проф. Т-.ппкнна В.С,

3.3 Гипотензивная активность.'

Известно, что ГАМК и ее производные влияют на ралличные патогенетические механизмы развития гипертонической болезни, снижая артериальное давление. Гипотензивное действие ди-О-(у-аминобутироил)--МИ (18) и тетра-0-(у-аминобутироил)-МИ (15) изучали в острых опытах на белых беспородных крысах, наркотизированных этаминалом [¡атрия. Установлено, что соединение (18) оказывает выраженное гиг теизивиое действие, причем эффективная доза (ЭД20). приводящая к снижению системного артериального давления (САД) па 20%, составила 20 мг/кг. Аналогичное гипотензивное действие ГАМК оказывает в дозе 200 мг/кг, т.е. соединение (18) превосходит ГАМК по гипотензивной активности в 10 раз.

3.4 Антиарипшическая активность.'

Антиаритмическая активность тетра-0-(у-аминобутироил)-МИ (15) определяли по эффективной дозе ЭД50, предотвращающей в 50% экспериментах возникновение нарушений сердца при интоксикации хлоридом кальция. В результате испытаний установлено, что тетра-О--(у-аминобутироил)-МИ (15) имел ЭД50 - 16,6 мг/кг, оказывая выраженное противоаритмическое действие. Производное ГАМК - вальпроат натрия, разрешенный для применения в клинике в качестве противоаритмического и противосудорожного средства, проявляет свою фармакологическую активность в лозе 150 мг/кг. Таким образом, соединение (15) превосходит вальпроат натрия по противоаритмической активности в 9 раз.

3.5 Фотоцитотаксическая активность."

Фотоцитотоксическая активность препарата (36) была изучена на культуре клеток трансформированных фиброблястов человека Ь 41. Препарат вводили в дозах 10 и 20 м кг/мл культуралькой среды. Эффективность полученного препарата сравнивалась с эффективностью исходного димегина,

Испытания гипотензивной и антиарьтмической активности проводишеь ч НИИ фармакологии Волгоградской медицинской академия под руководством проф. Тмрснкова И Н.

" Испытания пропело ны в Институте биомедицинской химии РАМН под руководством доктора бяологачсских нлук Абакумовой О.Ю.

который был испытан в дозе 20 мкг/кг. Результаты испытаний приведены на рисунке 2.

Рис.2. Рост клеток Ь-41 после обрабогю! разшпными дозами соединения 36 и 2,4-д11-(о{~ыотокснэт11л)дситсропорф1!рина IX

Дни

Доза, мкг/мл:

Щ2-1 о (36) I I - 20 136)

| - 20 (аимегин) ГТ^П - контроль

Полученные результаты фармакологических испытаний синтезированных рядов производных МИ свидетельствуют о.перспективности их дальнейших доклинических исследований по широкому спектру фармакологической активности.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны оощие подходы к созданию потенциальных лекарственных средств на основе производных МИ, содержащих разлитые количества остатков биологически активных веществ.

2. Осуществлен синтез ди-, три-, тетра- и гекса-О-ник-отанушл.Ьих, ди- и тетра-0-(у-амшюбутнро!Шьных), тетра-О-(со-хлорацильных) производных МИ.

3. Разработаны подходы к созданию на основе молекулы МИ новых гомобифункциональных реагентов (функционализированных гомологов глутарового альдегида) с использованием период,-^окисленных 1,4,5,6-тетразамещенных производных МИ.

4. Получены дпмерные порфирины на основе 2,4-дп-(а-метокспэтил) дейтеропорфирина IX с использованием раскрытого производного МИ в качестве гидрофильного мостика между порфириновымн ядрами.

5. В результате фармакологических испытаний полученных рядов производных МИ продемонстрирована их противоишемическая, антиатеросклеротическая, гипотензивная, антиаритмическая, фотоцито-

. токсическая активное™.

ПУБЛИКАЦИИ

1. И.Н.Грачева, Е.М.Орехова, Б.А.Клящиикпй, В.М.Копглевич, В.С.Тишкин, А-ЕСгепаноз, В.И.Швец. Синтез сложных зфиров .«ио-инозмта и исследование их противоишемической активности // Химико-фармацевтический журчхт, 1993.- т.27, N8,- с.24 - 27.

2. Е.М.Орехова, И.Н.Грачева, Б.Л.Клящнцкчй, Л.Е.Степанов, В.И.Швец. Синтез и некоторые свойства фуккцпонхтизированных производных адипинового дпальдегида из тетразамещенных лио-инозшов // ЖОрХ, 1993.- т. 29, ьып. 9.- с. 1754 - ¡757.

3. V.ICopelevich, I.Gracheva, E.Orekhova, B.Klyashchitsky, A.Slepanov, V.Schvets, V.Gunar, V.Tischki-a. Niacin Conjugales as Potential Drugs. Synthesis and Pharmacological Activity of N-Nicotinoyi-GABA and Inositol Nicotinates. // 14th. Intern. Congr. on Heterocyclic Chemistry. Books of abstracts.-Ant\verpen,1993.- p.POl-9.

4. E.M.Орехова, И.Н.Грачева, Б.А.Клящицкий, В.М.Копелевпч, Л.Е.Степанов, В.П.Швец. Синтез и фармакологическая активность никотпноилып тх производных .w/о-пнознта. // Тез. докл. конф. "Биологически активные соединения, синтез и использование".- Пенза,1992,-с.39-40.

5. Б.А.Клящицкий, Е.М.Орехова, И.С.Нечзева, И.Н.Грачева, Л.Е.Степанов, В.И.Швец. Синтез днмерного порфирина - потенциального фотосенсибилпзатора для фотодпнамическоп терапии опухолей // Те), докл. конф. "Биологически активные соединения, синтез н использование''. Пенза, 1992.- с.40-42.

Заказ 23 Тирах J0 Бесплатно

Ротапрцятная 'Й1Ш ул.Сл.ВЛокодооова ,11ироговс:сэя ул.д.5 27