Прогноз биологической активности и квантово-химический рас ч е т некоторых азометинов на основе бензидина Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 678.04

ПРОГНОЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И КВАНТОВО-ХИМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НЕКОТОРЫХ АЗОМЕТИНОВ НА ОСНОВЕ БЕНЗИДИНА

© 2006 г. Э.Ф. Магомедова, В.В. Пиняскин, Ш.А. Аминова

The quantum-chemical computations of the electronic densities, dipole moments, and the formations enthalpies of synthesized azomethinis was carried out. The electronic parameters on the carbon atom of benzol ring correlate with pharmacological activities forecasted by the programmed PASS.

Среди азометиновых соединений немало лекарственных препаратов, обладающих противоопухолевой, антибактериальной, противовоспалительной и другой активностью [1-3]. Ранее нами были установлены корреляции структуры - активность для сульфаниламидных (СА) [4] и имида-зольных препаратов, давно применяемых в медицинской практике. Например, на рис. 1 представлена зависимость антибактериальной активности (Ра) от заряда на атоме азота (qNs) СА группы. Представляет интерес установление подобных зависимостей для синтезированных азометинов, структурные формулы которых представлены на рис. 2 с помощью сочетания квантово-химических расчетов методами MNDO-PM3 по программе PC GAMMES [5] и прогнозов по компьютерной программе PASS.

PASS - компьютерная программа для прогноза спектра биологической активности низкомолекулярных органических соединений на основе их структурных формул [6, 7], позволившая предсказать для синтезированных соединений азометинового ряда спектр биологической активности. Предсказание проводилось при Ра > 50 %. Программа выдала спектр различных фармакологических активностей, но авторы сконцентрировали внимание на противоопухолевой, так как для всех исследованных азоме-

тинов именно эта биологическая активность имела самое большое значение Ра. Результаты представлены в табл. 1.

H

w Vn^:

H

HO

4,4'-(дисалициден)-диаминодифенил

O2N

"NO2

^^oh

4,4'-(ди-пара-нитробензилиден)-диаминодифенил

ho

4,4'-(дисалициден)-диаминодифенил

h

aj wl^

no2

no„

4,4'-(ди-мета-нитробензилиден)-диамино-дифенил Рис. 2. Структурные формулы азометинов

Таблица 1

Значения противоопухолевой активности азометинов по программе

PASS

h

Соединение Противоопухолевая активность

Ра Р,

4,4'-(ди-4-нитробензилиден)-диаминодифенил 0,930 0,005

4,4'-(ди-3-нитробензилиден)-диаминодифенил 0,926 0,005

4,4'-(ди-4-диметиламинобензилиден)-диаминодифенил 0,925 0,005

4,4'-(дисалициден)-диаминодифенил 0,901 0,006

Квантово-химическими расчетами для синтезированных соединений азометинового ряда мы получили значения: Ег (электронная плотность на г-м атоме); дг (эффективный заряд на г-м атоме), ДИ (энтальпия образования соединения), / (дипольный момент). В качестве примера в табл. 2 приведены результаты квантово-химического расчета для молекулы 4,4'-(дис-алициден)-диаминодифенила (рис. 3). Из подобных данных табл. 2 для всех четырех азометинов в табл. 3 мы собрали значения дг и Ег именно на атоме углерода (О, так как наши соединения отличаются друг от друга природой радикала у атома СЯ, где Я- ОН, -Ы02, -Ы(СИ3).

Таблица 2

Квантово-химические расчеты электронных параметров атомов для 4,4'-(дисалициден)-диаминодифенила

Номер атома Тип атома Заряд атома Электронная плотность Номер атома Тип атома Заряд атома Электронная плотность

1 С -0,0277 4,0227 26 C -0,0277 4,0227

2 С -0,0941 4,0941 27 C -0,0941 4,0941

3 С -0,1246 4,1246 28 C -0,1246 4,1246

4 С -0,0553 4,0553 29 C -0,0553 4,0553

5 С -0,0615 4,0615 30 C -0,0615 4,0615

6 С -0,1046 4,1046 31 C -0,1046 4,1046

7 N -0,0372 5,0372 32 N -0,0372 5,0372

8 C -0,0329 4,0329 33 C -0,0329 4,0329

9 C -0,1133 4,1133 34 C -0,1133 4,1133

10 C 0,1516 3,8484 35 C 0,1516 3,8484

11 C -0,2166 4,2166 36 C -0,2166 4,2166

12 C -0,0409 4,0409 37 C -0,0409 4,0409

13 C -0,1558 4,1558 38 C -0,1558 4,1558

14 C -0,0497 4,0497 39 C -0,0497 4,0497

15 O -0,1903 6,1903 40 O -0,1903 6,1903

16 H 0,1903 0,8097 41 H 0,1903 0,8097

17 H 0,1105 0,8895 42 H 0,1105 0,8895

18 H 0,1126 0,8874 43 H 0,1126 0,8874

19 H 0,1086 0,8914 44 H 0,1086 0,8914

20 H 0,1209 0,8791 45 H 0,1209 0,8791

21 H 0,0870 0,9130 46 H 0,0870 0,9130

22 H 0,1011 0,8989 47 H 0,1011 0,8989

23 H 0,1014 0,8986 48 H 0,1014 0,8986

24 H 0,1121 0,8879 49 H 0,1121 0,8879

25 H 0,1084 0,8916 50 H 0,1084 0,8916

Сопоставив значения зарядов и плотностей на атоме углерода, связанного с радикалом, со значениями противоопухолевой активности, предска-

занной по программе PASS, мы нашли корреляцию этой активности с зарядом и электронной плотностью на атоме углерода: чем больше заряд (qc ) на этом атоме углерода, тем меньше противоопухолевая активность.

С возрастанием электронной плотности на атоме углерода (Cr) противоопухолевая активность увеличивается. Результаты представлены в табл. 4 и на рис. 4.

21 h

22_25

12

47 50

46

h

20 -¿=N^f Yx ILn^ 45

Ws

5

23 24

& 28\bn=c

48 49

16 oh

15

У*34ц

41 З7 35I

17 15 40

Рис. 3. Структура 4,4'-(дисалщиден)-диаминодифенила Результаты квантово-химических расчетов

Таблица 3

44

4З

Соединение AHf, кДж/ моль Ec CR qCR , эф.а.е. Д Debae

пп'-(ди-3-нитробензилиден)-диаминодифенил 190,0771 4,0262 -0,0262 5,9098

пп'-(ди-4-нитробензилиден)-диаминодифенил -190,1055 4,4023 -0,4023 2,3994

пп'-(дисалициден)-диаминодифенил -157,9347 3,8484 0,1516 1,5261

пп'-(ди-4-диметиламинобензилиден)-диаминодифенил -171,3712 3,9732 0,0268 2,6242

Таблица 4

Противоопухолевая активность соединений азометинов, заряды (qCR) и плотности (ECr)

Соединение Ра Ec cR qcR, эф. а.е.

пп'-(ди-4-нитробензилиден)-диаминодифенил 0,930 4,4023 -0,4023

пп'-(ди-3-нитробензилиден)-диаминодифенил 0,926 4,0262 -0,0262

пп'-(ди-4-диметиламинобен-зилиден)-диаминодифенил 0,925 3,9732 0,6242

пп'-(дисалициден)-диаминодифенил 0,901 3,8484 0,1516

Анализ полученных данных для новых синтезированных азометинов наглядно демонстрирует возможность применения сочетания расчетов квантово-химических и по программе предсказания спектра биологической активности PASS для целенаправленного синтеза лекарственных препаратов с определенной фармакологической активностью.

-0,45 -0,35 -0,25 -0,15 -0,05 0,05 0,15 0,25 Рис. 4. Зависимость противоопухолевой активности (Ра) новых азометинов от заряда (qCR)

Литература

1. Das A. // Dissertation Abstracts International. 1997. Vol. 57. № 9. Р. 5593.

2. Ren S. // Dissertation Abstracts International. 2003. Vol. 63. № 9. Р. 4184.

3. HuangS. // Masters Abstracts International. 2003. Vol. 41. № 1. Р. 233.

4. Магомедова Э.Ф., Пиняскин В.В., Шабанов О.М. // Вестн. ДГУ. 2004. № 1. С. 27-32.

5. Schmidt M.W. et al. // J. Comput. Chem. 1993. Vol. 14. Р. 1347-1363.

6. http://www.ibmh.msk.su/PASS.

7. Лагунин А.А., Филимонов Д.А., Поройков В.В. // Хим.-фарм. журн. 2001. Т. 35. № 7. С. 28.

Дагестанский государственный университет, г. Махачкала

6 апреля 2006 г.

0,934

Р

0,928

0,922

0,916

0,910

0,904