CC BY
79
УДК547.213’857-32 .057-026.81
СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ 3-(3-МЕТИЛ-2,6-ДИОКСО-2,3,6,7-ШРАГИДРО-1Н-ПУРИН-8-ИЛ) ПРОПАНОВОЙ КИСЛОТЫ
М.С. КАЗУНИН Б.А. ПРИЙМЕНКО
Запорожский
государственный
В статье изложены методы синтеза производных 3-(з-метил-2,6-диоксо-2,3,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)пропановой кислоты,
2-(5-(2-(з-метил-2,6-диоксо-2,3,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8 ил)этил)-4Н-1,2,4-триазол-3-илтио) уксус-ной кислоты а так же их водорастворимых аммониевых солей. Изучены их антиоксидантные и противотуберкулезные свойства.
медицинский
университет
Ключевые слова: антиоксидантная активность, противотуберкулезная активность, свободно-радикальное окисление, гид-разид изоникотиновой кислоты, гидразоны, ксантины.
e-mail: [email protected]
Среди производных ксантина найдено значительное количество веществ, обладающих аналептической, нейролептической, диуретической, гипотензивной, актопротекторной, нейро-тропной, противомикробной и другими видами активности. Сегодня является актуальной проблема поиска новых препаратов производных пурина и ксантина, поскольку применение различного рода фармпрепаратов вызывает появление резистентных штаммов микроорганизмов. Получение различных производных N1-, ^-замещенных з-метилпуриндиона-2,6 (3-
метилксантина) является перспективным направлением для поиска новых веществ, которые могут найти применение в медицинской практике и фармации.
Цель исследования-поиск биологически-активных веществ среди производных ксантина, обладающих антиоксидантной и противотуберкулезной активностью и установление закономерности между исследуемыми биологическими свойствами и особенностями химического строения синтезированных соединений.
Материалы и методы Для проведения биологических исследований были использованы ^-замещенные гидразоны, амиды и аммонийные соли з-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)пропановой кислоты [1-4] а так же некоторые соли 2-(5-(2-(з-метил-2,6-диоксо-2,3,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)этил)-4Н-1,2,4-триазол-з-илтио)уксусной кислоты.
Обсуждение результатовДля получения гидразонов были использованы эфиры з-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)пропановой кислоты [1]. Нагреванием соответствующих эфиров (1) в растворе изопропилового спирта в присутствии избытка гидразин-гидрата были получены гидразиды (2). Дальнейшее нагревание гидразидов в водном растворе уксусной кислоты с карбонильными соединениями приводило к образованию гидразонов (3). С целью получения замещенных карбоновых кислот (4) проводили щелочной гидролиз сложных эфиров (1) в двунормальном растворе №ОН с последующим подкислением минеральными кислотами. Образование амидов (7) реализовывалось нагреванием сложных эфиров (1) в спиртовой среде в присутствии избытка ароматического амина. Путем кипячения в течении трех часов сложного эфира (1) с орто-фенилендиамином в среде хлористоводородной кислоты (циклизация по Филлипсу) получен замещенный бензимидазол (8).
Данные представлены в рис. 1.
R= -СН3; -С2Н5; -С3Н7
R’= -Н; -CH2-Ph; -CH2-Ph(2-F); -СНг-СНг-СООН R"= -Ph; -Ph(2-OH); -Ph(4-CI); -Ph(4-Br); -Ph(4-OCH3); -Ph(4-N(CH3>2); -Ph(4-OH-3-OCH3); -Ph(4-CH3)
R’"= (2-CH3)Ph; (2,6-CH3)Ph
Рис. 1. Образования исходных 7-R’-3-(3-метил-2,6-диоксо-2,3,6,7-тетрагидро-lH-пурин-8-ил) пропановых кислот и их гидразонов
Для проведения исследования на противотуберкулезную активность были отобраны ги-дразиды кислоты формулы (3). Данные вещества для исследования на противотуберкулезную активность были взяты в концентрации 0,2 мкг/мл среды, идентичной концентрации изониа-зида в среде Левенштейна-Йенсена при определении устойчивости к антибиотикам по методу Канетти invitro. В качестве культуры, выбранной для тестирования, использовали лабораторный штамм H37RV, чувствительный к антибактериальным препаратам группыгидразида изони-котиновой кислоты (ГИНК). Рабочую концентрацию исследуемых веществ получали путем разведения навесок в 100мг:
100 мг + 100 мл растворителя - 1 мг\мл 1 мл 1-го разведения + 9,0 мл растворителя - 100 мкг\мл 1 мл 2-го разведения + 9,0 мл растворителя - 10 мкг\мл 1 мл 3-го разведения + 98,0 мл растворителя - 0,2 мкг\мл.
Среду Левенштейна-Йенсена с исследуемой концентрацией веществ разливали по 5 мл в стерильные пробирки и свертывали в скошенном виде при 85оС на протяжении 30 минут в аппарате для свертывания сыворотки крови. На готовую среду проводили посев суспензии ла-бораторногоштамма H37RV, откалиброваной по стандарту мутности - 1 МсF (300Х106 микр/тел в 1 мл) и разведенной до 10-4 стерильным физраствором. Как разведения использовались 10-2 и 10-4, из них параллельно были сделаны два контрольных посева на среду Левенштейна-Йенсена без добавления исследуемых соединений. Посевы инкубировали в термостате при 37оС. Учет результатов проводили через 3-4 недели при появлении хорошего роста на контрольних посевах. Данные представлены в табл. 1.
Таблица1
№ Структурная формула Брутто-формула Чувствительность к штамму H37RV
1 2 3 4 5
1 1 гОа HN'„ осн3 СНз «N-N /Ч C24H23QN6O5 С -
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5
2 1 гСг г-н НМ—N /=\ н C24H20ClN7O4 С -
3 8 гО-° ± /Я Пг V-С ,Вг Ли нм-м /=\ СНз уЛ) сАм н C24Hl9BrClN7O4 С -
4 О НМ^|Г"\ пн 1 £ •/Л /Я ? о^ы-^ы < /=\ ¿н, Н3С Cl7Hl9N5Oз - Ч
5 О ± Л Г \ ЛМ'Т!^Ч Т ] 1п N-^4^ СН3 |_| Cl5Hl4N6O2 - Ч
6 О нм^ЧгЛ ± £ ^—ч /Я сн3 нм~\ /=\ И но Cl6Hl6N6O4 С -
7 О нм'ЧЛ 1 Л V—\ /Я V—( ,== СНз Н3СО Cl6Hl7N5O4 - Ч
8 о нм'ЧА ± /Я гн НИ-И, 3 Ч> / || ^^^N02 C2oHl7N7O6 - Ч
9 0 ± /? г-н НМ-М, /—^ 3 С!] м°2 C2oHl7N7O6 - Ч
Примечание: Ч - чувствительный, С- стойкий.
Анализ полученных результатов показывает, что к большинству синтезированных гидразо-нов з-(з-метил-7-R-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-lH-пурин-8-ил)пропановой кислоты исследуе-мыйштамм проявляет чувствительность. Штамм Нз7RV не проявил чувствительности к гидразонам, содержащим в ароматическом кольце галогены, гидрокси, метоксигруппы (например (Е)-№-(4-хлорфенилиден)-з-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-lH-пурин-8-ил)пропангидразид, (E)-N'-(4-гид-рокси-з-метоксибензилиден)-з-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-lH-пурин-8-ил) пропангидразид).
К соединению 8 (8-(2-(lH-бензо[d]имидазол-2-ил)этил)-з-метил-lH-пурин-2,6(зH,7H)-дион) а также к веществам, содержащим ароматическую нитрогруппу в бензольном и фурано-вом циклах (например (Е)-3-(3-метил-2,6-диоксо-2,3,6,7-тетрагидро-Ш-пурин-8-ил)-№-((5-
нитрофуран-2-ил)метилен)пропангидразид и (Е)-з-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)-№-((Е)-з-(2-нитрофенил) аллилиден) пропангидразид), штамм H37RV проявил 100% чувствительность.
Для исследования предполагаемой антиоксидантной активности в молекулу ксантина был введен остаток, содержащий двухвалентную серу. Для синтеза ^-замещенных 2-(5-(2-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)этил)-4Н-1,2,4-триазол-з-илтио)уксусной кислоты исходили из гидразида (2). Путем кипячения (2) в течение 2 часов в растворе HCl в присутствии роданида калия с последующей циклизацией была получена натриевая соль замещенного триазола (5). Алкилирование по атому серы хлорацетатом натрия в водном растворе и дальнейшее подкисление HCl приводило к искомой кислоте (6). Последующее взаимодействие с аминами в среде пропанола приводило к образованию хорошо кристаллизующихся водорастворимых солей.
R- -Н; -CH2-Ph; -CH2-Ph(2-F); -СН2-СН2-СООН
Рис. 2. Синтеза ^-замещенных 2-(5-(2-(з-метил-2,6-диоксо-2,3,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)этил) -4Н-1,2,4-триазол-3-илтио)уксусной кислоты
Для проведения исследований на антиоксидантную активность использовались водорастворимые аммониевые соли кислот с алифатическими аминами (формулы 4 и 6.). Применялся метод оценки АОА при неферментативной инициации СРО солями железа (II) (Halliwell B. Gutteridge JMC Free radicals in biology and medicine. - Oxford: Claredon Press, 1995. - 346 p.). В качестве субстрата использовалась суспензия яичных липопротеидов (СЯЛ). СЯЛ готовится путем гомогенизации яичного желтка с фосфатным буфером (рН = 7,4). К суспензии добавляют исследуемые соединения в концентрации ю-6моль/л. Реакцию свободнорадикального окисления инициируют добавлением 0,025 М раствора FeSO4 х 7H2O. Смесь инкубируют 60 мин при 37 °С. Реакцию останавливают 50% раствором трихлороацетатной кислоты с трилоном Б. После центрифугирования в течение 30 мин. к раствору тиобарбитуровой кислоты (ТБК) добавляют надосадочную жидкость и кипятят на водяной бане в течение 60 мин. Окрашенный комплекс малонового диальдегида с ТБК извлекают добавлением н-бутанола. Методом спектрофотомет-рии определяют концентрацию малонового диальдегида, которая свидетельствует об интенсивности процессов свободно-радикального окисления. Антиоксидантную активность (в процентах) определяют по формуле:
АОА = (Ск1 - Со / Ск1 - СК2) х 100%, где
Ск1, Ск2 - содержание ТБК-реактантов в контрольных пробах, моль/л;
Со - содержание ТБК-реактантов в опытной пробе, моль/л.
В качестве эталонов сравнения использовали тиотриазолин и дибунол.
Результаты исследования приведены в табл. 2.
Таблица 2
Антиоксидантная активность исследуемых соединений (10-6 М) in vitro при неферментативной инициации СРО
№ Структурная формула Амин Брутто-формула АОА %
1 2 3 4 5
1 N N \ СООН 1 СН3 _ • NH2 НО — C11H17N5O5 -10,58
HN^ NH C13H20N6O4 7,66
лл HN 0 \ / C13H19N5O5 13,14
Окончание табл. 2
Исходя из полученных результатов видно, что большинство веществ проявляют слабую или умеренную антиоксидантную активность и прооксидантные свойства. Так, наибольшую активность проявляют моноэтаноламмониевые соли 2-(5-(2-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)этил)-4Н-1,2,4-триазол-з-илтио)уксусной кислоты (АОА 37,22%) и 3-(3-метил-7-бензил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)пропановой кислоты (АОА 25,91%). Прооксидантные свойства были обнаружены у соли з-(з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-1Н-пурин-8-ил)пропановой кислоты с моноэтаноламином (АОА -10,58%).
Литература
1. Синтез, физико-химические и биологические свойства производных 2-((з-метил-2,6-диоксо-2,з,6,7-тетрагидро-Ш-пурин-8-ил)-метилтио)алкановых кислот / А.О. Прийменко, М.С. Казунин, Д.А. Васильев, та ін. // «Ліки - людині. Матеріали XXVIII всеукр. науково-практ. конф. з міжнародною участю». - Харків, 2011. - С. 33б-з41-
2. Синтез, строение и физико-химические свойства 1-метил-7,8-дигидро-1Н-пирроло [1,2-1]пурин-2,4,6(зН)-трионаи некоторых его производных / М.С. Казунин, А.О. Прийменко, Д.А. Васильев, Б.А. Прийменко // «Акт. питання фармацевтичноїі медичної науки та практики».- Запоріжжя, 2011. Вип. 11 (1). - С. 89-92.
3. Синтез, физико-химические свойства 3-(з-метилксантинил-8)пропановой кислоты и некоторых ее производных / М.С. Казунин, А.О. Прийменко, Д.А. Васильев, Б.А. Прийменко // Запорож. мед. журн. - 2010. - № з (12). - С. 103-107.
4. Синтез и противомикробная активность производных 3-(метилксантинил-8)пропановой кислоты / Казунин М.С., Васильев Д.А., Прийменко А.О., Ачкасова Е. Н., Прийменко Б.А. // «Акт. питання експериментальної, клінічної медицини та фармації».- Луганськ, 2012. - Т. 15 (5). - С. 120-121.
5. Изучение антиоксидантной активности бензилиденгидразидов s-(4-хиназолил)-меркаптоуксусной кислоты на модели «нитрозирующего стресса» in vitro / И.Ф. Беленичев, В.В. Дунаев, А.В. Карпенко, С.И. Коваленко // Экспериментальная и клиническая фармакология, 2004. - № 3. -С. 69-72.
6. Туберкулез. Патогенез, защита, контроль: пер. с англ. / под ред. Барри Р. Блума. - Медицина. М.: 2002. - 696 с.
SYNTHESIS AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF DERIVATIVES 3-(3-METHYL-2,6-DIOXO-2,3,6,7-TETRAHYDRO-1H-PURIN-8-YL) PROPANOIC ACID
The article describes the methods for the synthesis of derivatives
3-(3-methyl-2,6-dioxo-2,3,6,7-tetrahydro-lH-purin-8-yl)propanoic acid, 2-(5-(2-(3-methyl-2,6-dioxo-2,3,6,7-tetrahydro-lH-purin-8-yl)ethyl)-4H-l,2,4-triazol-3-ylthio) acetic acid and their water-soluble ammonium salts. We have studied their antioxidant and anti-tuberculosis properties.
Key words: antioxidant activity, antituberculosic activity, free-radical oxidation, isonicotinic acid hydrazide, hydrazones, xanthines.
M.S KAZUNIN B.A. PRIIMENKO
Zaporozhye State Medical University
e-mail: [email protected]
