CC BY
28УДК 547.541.3
Вафа Гидаят гызы Бабаева1, Дурна Бабек гызы Агамалиева2
12Институт нефтехимических процессов Министерства науки и образования
Азербайджана, Баку, Азербайджан
Автор, ответственный за переписку: Вафа Гидаят гызы Бабаева, [email protected]
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ИМИДАЗОЛОВ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Аннотация. Гетероциклические соединения являются ключевыми соединениями в синтезе целого ряда лекарственных препаратов. Среди таких производных, содержащих в своем составе гетероатом особо следует выделить имидазолы и их производные. Соединения имидазоловой группы обладают высокой биоактивностью и находят широкое применение в фармакохимии и фармацевтической промышленности. В этой работе рассмотрено и дано научное обоснование биологической активности имидазолов и их производных.
Ключевые слова: биологическая активность, антибактериальные свойства, имидазолы, лекарственные препараты, грамм-положительные бактерии
1 2
Vafa H. Babayeva , Durna B. Agamaliyeva
12Institute of Petrochemical Processes of Ministry of Science and Education of Azerbaijan Republic, Baku, Azerbaijan
Correspondent author: Vafa H. Babayeva, [email protected]
IMIDAZOLES AND THEIR DERIVATIVES AS ANTIFUNGAL DRUGS
Abstract. Imidazoles and their derivatives are widely used in pharmaceutical chemistry as starting components for the synthesis of a number of drugs. Among such pharmacological drugs, a special group consists of antifungal drugs. The work shows the results of research in the field of studying the antifungal properties of imidazoles and their derivatives.
Key words: imidazoles, antifungal drugs, antifungal properties, econazole, miconazole
Имидазол представляет собой плоское пятичленное гетероциклическое кольцо с атомом 3С и 2N, в кольце атомы N присутствуют в 1-м и 3-м положениях [1]. Имидазольное кольцо входит в состав нескольких важных натуральных продуктов, включая пурин, гистамин, гистидин и нуклеиновую кислоту. Производные имидазола заняли уникальное место в области медицинской химии. Включение имидазольного ядра является важной синтетической стратегией при открытии лекарств. Высокие терапевтические свойства препаратов имидазола побудили химиков-медиков синтезировать большое количество новых химиотерапевтических средств. Препараты имидазола расширили возможности лечения различных заболеваний в клинической медицине. Многочисленные методы синтеза имидазолов, а также их различные структурные реакции открывают огромные возможности в области медицинской химии.
Имидазол также известен как 1,3-диазол. Он содержит два атома азота, из которых один азот несет атом водорода, а другой называется азотом пиррольного типа. Название имидазола было сообщено Артуром Рудольфом Ханчем в 1887 году [2]. 1,3-диазол является амфотерным по своей природе, т.е. проявляет как кислотные, так и основные свойства. Это белое или бесцветное твердое вещество, хорошо растворимое в воде и других полярных растворителях. Из-за наличия положительного заряда на любом из двух атомов азота он
имеет две эквивалентные таутомерные формы. Имидазол был впервые назван глиоксалином, потому что первый синтез был осуществлен с помощью глиоксаля и аммиака. Это основное ядро некоторых природных продуктов, таких как гистидин, пурин, гистамин, структуры на основе ДНК и т. д. Среди различных гетероциклических соединений имидазол более известен благодаря своему широкому спектру химических и биологических свойств. Имидазол стал важным синтоном при разработке новых лекарств. Производные 1,3-диазола проявляют различную биологическую активность, такую как антибактериальная, антимикобактериальная, противовоспалительная, противоопухолевая,
противодиабетическая, противоаллергическая, жаропонижающая, противовирусная, антиоксидантная, антиамебная, противогельминтная, противогрибковая и ульцерогенная активность и т. д. сообщается в литературе. На рынке имеются различные примеры коммерчески доступных лекарств, содержащих 1,3-диазольное кольцо, таких как клемизол (антигистаминное средство), этонитазен (болеутоляющее средство), энвироксим (противовирусное средство), астемизол (антигистаминное средство), омепразол, пантопразол (противоязвенное средство), тиабендазол (противогельминтное), нокодазол (противинематодное), метронидазол, нитрозоимидазол (бактерицидное), мегазол (трипаноцидное), азатиоприн (противоревматоидный артрит), дакарбазин (болезнь Ходжкина), тинидазол, орнидазол (антипротозойное и антибактериальное) и др.
Целью работы [3] является обобщение опубликованных работ в области химии и биологической активности имидазола и его производных в течение последних лет.
Имидазолы являются ключевыми компонентами функциональных молекул, имеющих разнообразное применение [4]. Благодаря своим адаптивным свойствам в химии и фармакологии его производные в последние годы привлекли большое внимание. Быстрый рост медицинской химии на основе имидазола указывает на многообещающую и потенциальную терапевтическую ценность производных имидазола для лечения неизлечимых заболеваний. Целью этого обзора являются достижения в области фармакологической активности имидазола за последние годы, такие как противораковая, антиоксидантная, антибактериальная, противогрибковая, противовирусная,
противотуберкулезная и противопаразитарная активность.
Таблица 1.
Биологически активные свойства имидазолов и их производных_
Антиканцерные
Антибактериальные
Имидазолы и их свойства Антифунгальные
Антиоксидантные
Антитуберкулезные
Антивиральные
Сообщается [5], что различные имидазолсодержащие соединения были проверены на предмет их медицинской полезности в клинических испытаниях при ряде заболеваний. Быстрое распространение медицинской химии на основе имидазола предполагает многообещающую и потенциальную терапевтическую ценность производных имидазола для лечения неизлечимых заболеваний. Каркас ядра имидазола содержит три атома углерода и два атома азота с богатыми электронными характеристиками, которые отвечают за легкое связывание с различными ферментами, белками и рецепторами по сравнению с другими гетероциклическими кольцами. В этой работе авторы дают подробный обзор текущего состояния исследований соединений на основе имидазола с широким спектром биологической активности, включая противораковую, антимикробную, противовоспалительную, и их потенциальных механизмов, включая каталитическое ингибирование топоизомеразы ПЯ, киназу фокальной адгезии ^ЛХ), стабилизация ДНК с-МУС О-квадруплекса и ингибирование киназы авроры. Кроме того, сообщалось о большом интересе к открытию новых соединений имидазола с антимикробными свойствами, которые
разрушают двухцепочечную спираль ДНК и ингибируют протеинкиназу. Кроме того, противовоспалительные механизмы производных имидазола включают ингибирование фермента ЦОГ-2, ингибирование дегрануляции нейтрофилов и образования активных форм кислорода. Этот системный обзор помогает разработать и обнаружить более мощные и эффективные соединения имидазола на основе зарегистрированных производных, их профилей АОМЕ и показателей биодоступности, которые в совокупности способствуют развитию этого класса соединений.
Сиртуины представляют собой семейство эпигенетически модифицирующих ферментов класса III, участвующих в регуляции клеточных процессов путем удаления ацетильных групп из белков. Они полагаются на НАД+ как на кофермент, в отличие от классических НОАС (класс I, II и IV), активация которых зависит от Zn+, связывая их функцию с уровнями клеточной энергии. Существует семь изоформ сиртуина млекопитающих ^ЖТ1-7), каждая из которых расположена в разных субклеточных компартментах. Сиртуины действуют как главные регуляторы клеточного гомеостаза, реагируя на изменения доступности питательных веществ и энергетического статуса. Они играют жизненно важную роль в различных физиологических и патологических состояниях, что делает их перспективными терапевтическими мишенями для лечения различных заболеваний, включая рак, нейродегенеративные расстройства и метаболические заболевания. Высокие уровни SIRT6 участвуют в прогрессировании рака многих типов опухолей, и наши предыдущие исследования показали, что сиртуин 6 высоко экспрессируется в клетках НМРЛ, и его ингибирование потенциально способствует апоптозу и остановке клеточного цикла. SIRT6 стал многообещающей мишенью, и ингибиторы из природных и синтетических источников весьма оправданы [6]. Производные имидазола часто исследуются в качестве регуляторов сиртуинов из-за их способности взаимодействовать с сайтом связывания и модулировать их активность. Имидазол обеспечивает множество возможных замен в своем кольце и соседних атомах для разработки и синтеза производных с определенной целевой селективностью и улучшенными фармакокинетическими свойствами, оптимизируя разработку лекарств. Авторы статьи разработали производные на основе имидазола, которые потенциально ингибируют классические ферменты НОАС. Таким образом, авторы оценили ингибирующую сиртуин активность синтезированного ими соединения, состоящего из производных имидазола, и самое сильное ингибирование наблюдалось при использовании этил-2-[5-(4-хлорфенил)-2-метил-1-Н-имидазол-4-ила.) ацетат против Sirt6 по данным т silico и исследований экспрессии белка. Результаты авторов работы показали, что этил-2-[5-(4-хлорфенил)-2-метил-1-Н-имидазол-4-ил)ацетат может быть потенциальным новым ингибитором SIRT6.
Термин «Имидазол» приобрел значение в современном мире благодаря возможности изучения различных фармакологических препаратов. Важность термина «Имидазол» и его производных стала популярной в последние несколько лет благодаря синтезу новых фармацевтических препаратов и лечению различных заболеваний. Имидазольное кольцо содержится в ряде встречающихся в природе соединений и очень широко распространенных незаменимых аминокислот. L-гистидин и его производные обладают мощным фармакологическим эффектом. Пурины, присутствующие в живых системах, содержат имидазольное кольцо [7].
В работе [8] сообщается, что гетероциклические соединения играют важную роль в различных областях, одним из них является имидазол. Это универсальное соединение, используемое в фармацевтике. Молекулярная формула С3Н4Ш, его используют для приготовления различных видов лекарств. Имидазол является структурной единицей многих наркотиков. Имидазол и его производные обладают противогрибковым, противомикробным, анальгезирующим, противовоспалительным, противотуберкулезным, противораковым, антикоагулянтным, антибактериальным, противовирусным, противодиабетическим, противомалярийным действием и т. д.
Имидазолы уже давно занимают особое место в химии гетероциклов, а их производные в последние годы вызвали интерес благодаря разнообразным химическим и фармакологическим особенностям [9]. Имидазол представляет собой биологически и фармацевтически важное азотсодержащее гетероциклическое кольцо. В результате исследователи заинтересовались молекулами имидазола. Ряд имидазольных препаратов был приготовлен и исследован для лечения различных заболеваний. Ввиду этого в работе авторы сообщают подробное описание методик синтеза различных имидазольных препаратов.
Нейродегенеративные заболевания НДЗ, такие как болезни Альцгеймера и Паркинсона, влияют на ткани и клетки головного мозга, что приводит к постоянным повреждениям, снижению качества жизни и угрозе жизни, хотя и достигнуты значительные успехи в понимании механизмов этих заболеваний и их патогенеза [10]. Таким образом, разработка эффективных методов лечения нейродегенеративных расстройств все еще остается сложной задачей. В этом отношении производные имидазола показали потенциал в качестве агента многоцелевого действия, обладающего многофункциональной биологической активностью по ограничению НДЗ. Имидазол представляет собой гетероциклическое соединение, особенности строения которого обеспечивают различную биологическую активность на основе заместителей. В этом обзоре обсуждается роль различных производных имидазола в качестве кандидатов для лечения НДР. Модификация имидазольного фрагмента была признана подходящей мультимишенью для лечения НДЗ. Авторы предполагают, что имидазол можно соответствующим образом модифицировать, чтобы увеличить его потенциал для применения в доклинических и клинических исследованиях лечения НДЗ.
Биологическая активность производных имидазола также была рассмотрена в работах [10-13].
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Shalini K., Sharma P., Nitin K. Imidazole and its biological activities: A review // Der Chemica Sinica. 2010. Vol. 1. N 3. pp. 36-47.
2. Siwach A., Verma P. Synthesis and therapeutic potential of imidazole containing compounds // BMC Chemistry. 2021. Vol. 15. N 1. pp. 12-17.
3. Reddy R., Malleswari K., Sreenivasulu G. Imidazole derivatives and its pharmacological activities // International Journal of Research and Analytical Reviews. 2022. Vol. 9. N 4. pp. 98107.
4. Lakshmidevi V.R., Reeja D., Vinod B. Advanced Spectrum of Imidazole Derivatives in Therapeutics: A Review // Journal of Chemical Review. 2021. Vol. 5. N 3. pp. 241-262.
5. Alohamdi S., Suliman R.S., Almutairi Kh. Imidazole as a Promising Medicinal Scaffold: Current Status and Future Direction // Drug. Des. Devel. Ther. 2021. Vol. 29. N 15. pp. 3289-3312.
6. Dindi U., Suhadha S., Al-Ghamdi S. In-Silico and In-Vitro Functional Validation of Imidazole Derivatives as Potential Sirtuin Inhibitor // Front. Med. 2023. Vol. 10. N 1. pp. 15-23.
7. Suvarna A. Imidazole and its derivatives and Importance in the Synthesis of Pharmaceuticals: A Review // Research Journal of Chemical Sciences. 2015. Vol. 5. N 10. pp. 6772.
8. Kale S., Pawar R., Kale A. Imidazole, its derivatives and their importance - a review // International Journal of Current Advanced Research. 2016. Vol. 5. N 5. pp. 906-911.
9. Rani N., Singh R., Kumar P. Imidazole and Derivatives Drugs Synthesis: A Review // Current Org. Synthesis. 2023. Vol. 20. N 6. pp. 630-662.
10. Eliewi A.G., Al-Garawi Z., Kazzaz F. Multi target-directed imidazole derivatives for neurodegenerative diseases // Journal of Physics Conference Series. 2021. Vol. 1853. N 1. pp. 20662069.
11. Katke S.P. Imidazole: Chemistry, Synthesis, Properties, Industrial Applications and Biological and Medicinal Applications // Environmental Science. An Indian Journal. 2022. Vol. 19. N 1. pp. 257-267.
12. Tolomeu H., Fraga C. Imidazole: Synthesis, Functionalization and Physicochemical Properties of a Privileged Structure in Medicinal Chemistry // Molecules. 2023. Vol. 28. N 2. pp. 838-842.
13. Dave S., Sureja D. Imidazoles - synthesis, properties and biological activity // Indian Journal of Chemistry. 2022. N 3. pp. 415-419.
REFERENCES
1. Shalini K., Sharma P., Nitin K. Imidazole and its biological activities: A review // Der Chemica Sinica. 2010. Vol. 1. N 3. pp. 36-47.
2. Siwach A., Verma P. Synthesis and therapeutic potential of imidazole containing compounds // BMC Chemistry. 2021. Vol. 15. N 1. pp. 12-17.
3. Reddy R., Malleswari K., Sreenivasulu G. Imidazole derivatives and its pharmacological activities // International Journal of Research and Analytical Reviews. 2022. Vol. 9. N 4. pp. 98107.
4. Lakshmidevi V.R., Reeja D., Vinod B. Advanced Spectrum of Imidazole Derivatives in Therapeutics: A Review // Journal of Chemical Review. 2021. Vol. 5. N 3. pp. 241-262.
5. Alohamdi S., Suliman R.S., Almutairi Kh. Imidazole as a Promising Medicinal Scaffold: Current Status and Future Direction // Drug. Des. Devel. Ther. 2021. Vol. 29. N 15. pp. 3289-3312
6. Dindi U., Suhadha S., Al-Ghamdi S. In-Silico and In-Vitro Functional Validation of Imidazole Derivatives as Potential Sirtuin Inhibitor // Front. Med. 2023. Vol. 10. N 1. pp. 15-23.
7. Suvarna A. Imidazole and its derivatives and Importance in the Synthesis of Pharmaceuticals: A Review // Research Journal of Chemical Sciences. 2015. Vol. 5. N 10. pp. 6772.
8. Kale S., Pawar R., Kale A. Imidazole, its derivatives and their importance - a review // International Journal of Current Advanced Research. 2016. Vol. 5. N 5. pp. 906-911.
9. Rani N., Singh R., Kumar P. Imidazole and Derivatives Drugs Synthesis: A Review // Current Org. Synthesis. 2023. Vol. 20. N 6. pp. 630-662.
10. Eliewi A.G., Al-Garawi Z., Kazzaz F. Multi target-directed imidazole derivatives for neurodegenerative diseases // Journal of Physics Conference Series. 2021. Vol. 1853. N 1. pp. 20662069.
11. Katke S.P. Imidazole: Chemistry, Synthesis, Properties, Industrial Applications and Biological and Medicinal Applications // Environmental Science. An Indian Journal. 2022. Vol. 19. N 1. pp. 257-267.
12. Tolomeu H., Fraga C. Imidazole: Synthesis, Functionalization and Physicochemical Properties of a Privileged Structure in Medicinal Chemistry // Molecules. 2023. Vol. 28. N 2. pp. 838-842.
13. Dave S., Sureja D. Imidazoles - synthesis, properties and biological activity // Indian Journal of Chemistry. 2022. N 3. pp. 415-419.
