Синтез и биологическая активность 2,5- замещенных полигидроксипиримидинов Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ФАРМАШВТПЧЕСКПЕ НАУКИ

СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ 2,5 -ЗАМЕЩЕННЫХ ПОЛИГИДРОКСИПИРИМИДИНОВ

Потапова А.Э.

ассистент кафедры органической химии СПХФА

Куваева Е.В. кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры органической химии СПХФА

Ксенофонтова Г.В. кандидат химических наук, доцент кафедры органической химии СПХФА

Семакова Т.Л. кандидат химических наук, доцент кафедры органической химии СПХФА

Яковлев И.П. доктор химических наук, профессор кафедры органической химии СПХФА

Овсянникова Л.Н. ассистент кафедры органической химии СПХФА SYNTHESIS AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF SUBSTITUTED POLYHYDROXY 2,5-PYRIMIDINE. Potapova A., Assistant of Department of Organic Chemistry SPCPA

Kuvaeva E., PhD in Pharmaceutical Sciences, Associate Professor of Department of Organic Chemistry SPCPA

Ksenofontova G., PhD in Chemistry, Associate Professor of Department of Organic Chemistry SPCPA Semakova T., PhD in Chemistry, Associate Professor of Department of Organic Chemistry SPCPA Yakovlev I., Doctor of Chemical Sciences, Professor of the Department of Organic Chemistry SPCPA Ovsyannikova L., Assistant of Department of Organic Chemistry SPCPA

АННОТАЦИЯ

Изучены наиболее распространенные пути синтеза полигидроксипиримидинов, на их основе сделан краткий вывод по их актуальности. Предложен новый способ получения изучаемых соединений, проведен скрининг биологической активности. Изучены наиболее перспективные виды биологической активности. ABSTRACT

The most widespread ways of synthesis of polyhydroxy pyrimidines were reviewed, based on them the brief conclusion about their relevance was made. A new method of preparing the investigated compounds was proposed, the screening of their biological activity was carried out. The most promising biological activities have been studied.

Ключевые слова: полигидроксипиримидины, острая токсичность, анальгетическая активность, противовоспалительная активность.

Keywords: polyhidroxy pyrimidines, acute toxicity, analgesic activity, anti-inflammatory activity.

Введение.

Азотсодержащие гетероциклические соединения, в том числе 4,6-дигидроксипиримидины представляют особый интерес, с точки зрения поиска новых лекарственных средств. Привлекательность данного направления обусловлена наличием в базовом фрагменте фармокофорных групп близких по структуре к целому ряду биологически активных природных соединений таких как пиримидиновые основания нуклеиновые кислоты, ксантины, фла-вины и другие.

За последние несколько десятилетий был разработан целыйм ряд лекарственных препаратов на основе полигидроксипиримидинов среди которых, такие препараты как: ставудин (Зерит®), ламивудин (Эпивир®, ЗТС®, Зеффикс®), зальцитабин (Хил-вид®), зидовудин (АЗТ®, Азидин®, Ретровир®) -

применяются при лечении вируса иммунодефицита человека (ВИЧ); индоксуридин и трифлуридин -при лечении офтальмогерпеса.

Актуальным является изучение новых производных 2,5-замещенных-6-гидроксипиримидин-4(3Н)-онов, с целью определения их свойств и биологической активности для дальнейшей разработки на их основе новых высокоэффективных лекарственных препаратов [1,2].

Изначально был проведен анализ литературных источников, с целью изучения достоинств и недостатков уже изученных способов получения данного класса соединений.

Наиболее распростроненным способом получения 2-замещенных-6-гидроксипиримидин-4(3Н)-онов является реакция конденсации бензамидина с

малоновым эфиром в среде этилата натрия. Реакцию проводят при комнатной температуре в течение 48 часов. Выход продуктов может составлять

O

NH +

Et-O-

Et-O-

O

до 50% в зависимости от заместителей во втором положении [3]. (Схема 1).

Схема 1.

С2Н5 ONa

N^O

Так же, известным способом получения является реакция конденсации соединений имеющих в структуре амидиновый фрагмент, например мочевину или тиомочевину, с ацетоуксусным эфиром.

HN

NH

NH,

+

EtO

O

O

Реакцию проводят в среде этилата натрия в течение 28 часов, выходы могут составлять до 64% [4] (Схема2).

С2Н5 ONa

HN

OH

N

N CH,

Схема 2.

Наиболее близким по строению к изучаемым нами соединениям, является 2-этилпиримидин [5]. Авторы, данное соединение получают взаимодействием соответствующего амидина гидрохлорида с

NH

*HCl

+

NH

EtO

EtO

диэтиловым эфиром малоновой кислоты в среде метилата натрия. Реакция протекает в течение 48 часов при комнатной температуре. Выход продукта составляет 70-80%. (Схема 3).

Схема 3.

ОН

O

N

СН3 ONa

H3C

N^O H

O

К недостаткам приведенных выше решений необходимо отнести высокий температурный режим реакций (около 70 0С), большую продолжительность синтеза и достаточно низкие выходы целевого продукта при данных временных и сырьевых затратах.

Обсуждение результатов.

В задачи нашего исследования входила разработка нового способа синтеза 2,5-дизамещенных 6-гидроксипиримдин-4(ЗЯ)-онов, увеличение выхода целевого продукта, сокращение времени проведения реакции с созданием, в конечном итоге, доступного, технологически простого способа, получение

+

R

R1=H,CH3,Cl,NO2 R2=CH,Ph

Cl

Cl

биологически активных соединений на основе по-лигидроксипиримидинов [6].

Нами был разработан новый способ получения полигидроксипиримидинов на основе реакций ами-диновых оснований с 2-замещенными малонилди-хлоридами. Реакция протекает при комнатной температуре в среде безводного бензола при постоянном перемешивание в течение 1,5-2 часов. (Схема 4).

Данный способ, по сравнению с широко применяемым на практике методом синтеза из малоновых эфиров [1], позволяет существенно ускорить протекание реакции и повысить выходы целевого продукта до 85%.

Схема 4.

ОН

2

К

2 бензол N

R

O

3

H3C

O

O

R

Первичный скрининг биологической активности полученных соединений проводился при помощи пакета компьютерных программ PASS [7]. Согласно прогнозу все полученные нами производные должны является ингибиторами циклооксиге-назы, следовательно, обладать тремя основными видами биологической активности: противовоспалительной, анальгезирующей и жаропонижающей. Исходя из целесообразности исследования, именно на эти виды активности и были проведены опыты in vitro с целью поиска наиболее перспективных соединения из полученного ряда.

Острую токсичность синтезированного соединения определяли на нелинейных белых мышах самцах массой тела 18-20 г. Животных распределяли на равные по численности и массе тела группы, по 10 животных в каждой. Суспензии соединения в воде, стабилизированные твином-80, вводили однократно внутрибрюшинно в интервале доз 50 мг/кг-2000 мг/кг. Выживаемость животных определяли, наблюдая через 24 часа и через 48 часов от момента введения исследуемого соединения. Наблюдение за животными осуществляли в течение 72 часов. Острая токсичность синтезированных 2,5-замещенных 6-гидроксипиримидин-4(ЗЯ)-онов составляет от 1000 до 2500 мг/кг, что позволяет отнести их к классу малотоксичных соединений согласно классификации токсичности препаратов [8].

Для экспериментальной оценки анальгезирую-щей активности использовали модель генерации уксуснокислых «корчей» у мышей-самцов. Судороги у животных вызывали при помощи внутри-брюшинного введения 3% раствора уксусной кислоты. Эксперимент проводили на белых нелинейных мышах-самцах массой тела 15-22 г. Для эксперимента использовали 3 группы животных по 7 особей в каждой. Суспензию 5-бутил-6-гидрокси-2-метилпиримидин-4(3Я)-она в смеси ДМСО с водой (1:5) (стабилизатор твин-80) вводили однократно, внутрибрюшинно в дозах 1/10 LD5o за 40 минут до внутрибрюшинного введения 3% раствора уксусной кислоты. Животным контрольной группы вводили смесь ДМСО : вода (1:5). В качестве препарата сравнения использовали ме-тамезол натрия в дозе 100 мг/мл. Регистрировали время начала судорог и их количество в течение 20 минут. Результаты исследования анальгетической активности показали, что изучаемые соединения проявляют выраженный анальгетический эффект находящейся в интервале от 50 до 70% в зависимости от заместителей во втором и пятом положении.

Для экспериментальной оценке противовоспалительной активности синтезированных производных гидроксипирмидинов использовали модель формалинового отека лапы крыс. В опыте использовали белых беспородных крыс самцов массой 200-240 г в количестве 40 штук. Из них были сформированы 4 группы по 10 особей в каждой. Особям контрольной группы вводили только флогогенный агент. Животные опытных групп получали исследуемый препарат в дозах 1/10 LD50 , 1/50 LD5oи препарат сравнения, которые вводили внутрибрю-шинно за 1 час до создания отека.

Водный 2%-ный раствор формалина вводили субплантарно в количестве 0,1 мл каждому животному. Исследуемый нативный раствор полигидрок-сипиримидинов вводили крысам внутрибрюшинно в дозах 190 и 40 мг/кг. Препарат сравнения - дик-лофенак вводили в дозе 25 мг/кг.

Результаты исследований показали, что через 1 час уровень угнетения воспаления колеблется для изучаемых соединений от 11 до 40%, для препарата сравнения диклофенака натрия - 25%. Через 24 часа показатели для исследуемого ряда соединений значительно возросли и находятся в интервале от 87 до 97%, против показателей препарата сравнения равных 61%.

Заключение.

Анализ литературных источников показал, что несмотря на большое число биологически активных структур в ряду полигидроксипиримидинов, их химический синтез до сих пор остается многостадийным, энергозатратным и малоэффективным. В данной работе нами был предложен новый технологичный способ получения ряда 2,5-замещенных полигидроксипиримидинов. Проведен скрининг биологической активности для ряда полученный соединений, который показал высокую вероятность ингибирования фермента циклооксигеназы, который отвечает за противовоспалительный, анальге-зирующий и жаропонижающий эффекты. В последствие данные прогнозы были подтверждены на исследованиях in vitro. Было проведено определение острой токсичности для полученных веществ и доказано что все соединения относятся к классу малотоксичных соединений.

На основе данных полученных в ходе экспере-мента были выявленны наиболее перспективные соединения для дальнейшей работы по получению новой фармацевтической субстанции обладающей анальгетическим и противовоспалитенльным эффектами.

Литература

1. Синтез, строение, физико-химические свойства и методы анализа новой фармацевтической субстанции - 4-(3-оксо-3-этоксипропанамидо) бензойной кислоты. Яковлев И.П., Юсковец В.Н., Зеленцова А,Б., Сипкина Н.Ю., Наркевич И.А., Вайнштейн В.А., Теслев А.А. В мире научных открытий. 2014. №12(60). С.90-117.

2. Технологические свойства активной субстанции на основе 4-(3-оксо-3-этоксипропанамидо) бензойной кислоты. Теслев А.А., Вайнштейн В.А., Сорокин В.В. В мире научных открытий. 2014. №12(60). С.72-89.

3. Pyrimidins for malkilmalonic ester sand aromatic аmidines. ArthurW. Dox Lester Yoder, Scientific American Magazine. September 17.1921 P.361-366.

4. Reviewing synthesis and biologic al activities of pyrimidine derivatives. Kausik S. Patel, Kishorn Raval, Shivani P. Patel, Aswin G. Patel, Snehal V. Patel. Available Online through. July-Sept 2012 P. 170182.

5. Synthesis of certain derivatives of 2-rthylpy-rimidine . Henry R. Henze, James L. McPherson . Scientific American Magazine . September 15.1952 P.653-656.

6. Синтез и биологическая активность 2,5-за-мещенных 6-гидрокси-пиримидин-4(3Н)-онов. Потапова А.Э., Куваева Е.В., Яковлев И.П., Федорова

Е.В., Щеголев А.Е. Бутлеровские сообщения. 2015г. Т.44№11.С.65-68.

7. http://pharmaexpert.ru/passonline/predict.php

8. Измеров И.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов. М.: Медицина, 1977. С. 196-197

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ПОВЫШЕНИЮ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ДОСТУПНОСТИ МАЛОРАСТВОРИМЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

Терентьева О.А.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия Министерства здравоохранения Российской Федерации» Теслев А.А.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия Министерства здравоохранения Российской Федерации» Логинов К.Ю.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия Министерства здравоохранения Российской Федерации»

MODERN APPROACHES TO ENHANCING THE BIOAVAILABILITY OF POORLY WATER-SOLUBLE DRUGS

Terenteva O.A., Saint-Petersburg Chemical-Pharmaceutical Academy

Teslev A.A., Saint-Petersburg Chemical-Pharmaceutical Academy

Loginov K. Y., Saint-Petersburg Chemical-Pharmaceutical Academy

АННОТАЦИЯ

Недостаточная растворимость в воде делает затруднительным или невозможным применение новых фармацевтических субстанций. Для решения этой проблемы наряду с традиционными методами, такими как применение ПАВ, солюбилизаторов и сорастворителей, используются более современные методы повышения растворимости лекарственных веществ, которые за счет увеличения гидрофильности вещества повышают их биологическую доступность и проявляют более выраженный терапевтический эффект.

ABSTRACT

Poor water solubility of new pharmaceutical substances makes their use difficult or impossible. Both traditional methods, such as using of surfactants, cosolvents and solubilizers, and more modern methods of increasing the solubility of drugs improve the hydrophilicity of the substances due to enhancing their bioavailability exhibit a more marked therapeutic effect and are applicable for solving this problem.

Ключевые слова: биологическая доступность, повышение растворимости, разработка лекарств, со-любилизация, твёрдые дисперсные системы, липосомы, сверхкритические флюиды, наносистемы.

Keywords: bioavailability, dissolution enhancement, drug development, solubilization, solid dispersions, liposomes, supercritical fluids, nanosystems.

Одной из приоритетных задач фармацевтической разработки является повышение биологической доступности лекарственных веществ (ЛВ), которая представляет собой существенный фактор, в конечном счёте определяющий терапевтический эффект лекарственного средства (ЛС).

Целью настоящего исследования явился анализ физических, химических, физико-химических и технологических методов, применяемых для повышения биологической доступности ЛС.

Физические методы

Основаны на принципе аморфизации и/или уменьшения размеров частиц ЛВ. К ним относят

перекристаллизацию ЛВ из различных растворителей и механическое измельчение.

Метод уменьшения размера частиц для увеличения скорости растворения и растворимости труднорастворимых ЛВ в воде основан на увеличении поверхности раздела фаз компонентов. Этот процесс включает в себя уменьшение размеров частиц твёрдого ЛВ до 1 -10 мкм с помощью распылительной сушки, струйной мельницы, роторной коллоидной мельницы и др.

В то же время микронизация веществ не является достаточным способом повышения их растворимости, так как сильно измельчённые частицы могут стать склонными к агломерации, что может