Синтез и исследование влияния алкил(бенз)имидазол-1-илкарбоксимидатов на малатдегидрогеназу лекарственных растений Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Вестник СамГУ — Естественнонаучная серия. 2004■ Второй спец. выпуск. 147

УДК 547.780+547.260

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛКИЛ(БЕНЗ)ИМИДАЗОЛ-1-ИЛКАРБОКСИМИДАТОВ НА МАЛАТДЕГИДРОГЕНАЗУ ЛЕКАРСТВЕННЫХ

РАСТЕНИЙ

© 2004 И.Ф. Шаталаев, С.Х. Шарипова, З.Е. Мащенко,1 О.Н.Нечаева, П.П. Пурыгин^ Н.Ю.Хохлова3

Осуществлен синтез этилимидазол-1-илкарбоксимидата и этил-бензимидазол-1-илкарбоксимидата и исследовано их влияние на активность молекулярных форм малатдегидрогеназы (МФ МДГ) тимолсодержащих лекарственных растений

Введение

Производные имидазола и бензимидазола представляют интерес как фармакопейные препараты гипотензивного, сосудорасширяющего и проти-восудорожного действия. Установлена антивирусная активность галогенза-мещенных и антибактериальная активность алкил- и арилзамещенных бен-зимидазолов [1, 2].

В настоящей работе представлены данные синтеза производных имидазола и бензимидазола - этилимидазол-1-илкарбоксимидата и этилбензи-мидазол-1-илкарбоксимидата и их влияния на активность молекулярных форм малатдегидрогеназы (МФ МДГ) тимолсодержащих лекарственных растений семейства "губоцветные" — монарды дудчатой, тимьяна ползучего (чабрец) и душицы обыкновенной.

1 Шаталаев Иван Федоpович, Ш^ипова Сафия Хакимовна, Мащенко Зинаида Евгеньевна, кафедpа химии фаpмацевтического факультета Самаpского госудаpственного медицинского унивеpситета, 443001, Россия, г. Самара, ул. Аpцыбушевская, 171.

2Нечаева Ольга Николаевна, Пурыгин Петp Петpович ([email protected]), кафедра органической химии Самаpского госудаpственного унивеpситета, 443011, Россия, г. Самара, ул. Акад. Павлова, 1.

3Хохлова Наталья Юрьевна, кафедра теплофизики и экологической физики Самарской государственной академии путей сообщения, 443066, Россия, г. Самара, 1-й Безымянный пер., 18.

1. Методика химического эксперимента

ИК спектры синтезированных соединений сняты на спектрофотометре ИКС-29 в таблетках из КВг. Спектры ПМР записаны на приборе Вгикег WP-200SI с рабочей частотой 200.13 МГц в ДМСО-ёб, внутренний стан-дарт-ТМС. 1-Цианазолы получали по стандартной методике [3].

Этилимидазол-1-илкарбоксимидат. Очищенный путем возгонки в вакууме 1-цианимидазол (0.10 г, 0.11 ммоль) растворяли в абсолютном этаноле (10 мл), реакцию проводили при нагревании на водяной бане при температуре 62-64 °С в течение 2.5 ч. Избыток этанола упаривали на роторном испарителе при температуре 40 °С и давлении 20 мм рт. ст. Полученный осадок растворяли в абсолютном бензоле (2 мл), добавляли петролейный эфир (2 мл). Выпавший осадок отфильтровывали на фильтре Шотта, фильтрат упаривали. Этилимидазол-1-илкарбоксимидат получали в виде белых расплывающихся на воздухе кристаллов. Т. пл. 68-69 °С, спектральные характеристики соответствуют литературным данным [4].

Этилбензимидазол-1-илкарбоксимидат. 1-Цианобензимидазол (0.1 г, 0.07 ммоль) растворяли в абсолютном этаноле (10 мл), реакционную смесь нагревали на водяной бане при температуре 62-64 ° С в течение 3 ч. Избыток этанола упаривали на роторном испарителе при температуре 40 °С и давлении 20 мм рт. ст. Полученный продукт очищали аналогично этилими-дазол-1-илкарбоксимидату. Этилбензимидазол-1-илкарбоксимидат получали в виде белых расплывающихся на воздухе кристаллов. Т. пл. 79.5-80.5 °С, спектральные характеристики соответствуют литературным данным [4].

2. Методика биохимического эксперимента

Ферментные образцы получали методом механической дезинтеграции клеток лекарственных растений с последующей солюбилизацией биополимеров Тритоном Х-100 (недиссоциирующие условия). Гомогенат центрифугировали при 8000 об/мин 10 мин. Инкубацию ферментов с полученными производными азолов проводили в течение 1 часа на магнитной мешалке. Разделение МФ МДГ осуществляли методом электрофореза в полиакрила-мидном геле. Молекулярные формы выделяли феназинметасульфат-тетра-золиевой реакцией в инкубационной среде для ферментов растительного происхождения. Относительную активность МФ МДГ определяли на анализаторе фореграмм [5].

Для установления действующих концентраций исследуемых веществ на активность фермента были приготовлены следующие серии разведений (г/мл): для этилимидазол-1-илкарбоксимидата 0.008, 0.0008, 0.00008, 0.000008; для этилбензимидазол-1-илкарбоксимидата 0.0016, 0.00016, 0.000016, 0.0000016.

Синтез и исследование влияния алкил(бенз)имидазол-1-илкарбоксимидатов. . . 149

3. Результаты исследования

Ранее было установлено, что 1-цианазолы легко взаимодействуют с первичными спиртами [4]. В этом случае реакции проходят уже в течение 2-3 часов с образованием алкилазол-1-илкарбоксимидатов с выходом более 80%. Синтез этилазол-1-илкарбоксимидатов осуществляли по следующей схеме:

62-64 °с

ны-с^к + С2н5он-ны-с

ОС2Н5

ны =

0 ст>

1 I

Структура полученных соединений подтверждена методами ИК и ПМР спектроскопии. ИК спектры полученных соединений содержат полосы поглощения, соответствующие иминогруппе (3300-3240 см-1, 1680-1670 см-1), С-Н связям гетероциклического кольца (3160-3020 см-1) и этильного радикала (2990-2840 см-1). В спектрах ЯМР 1Н наблюдаются характерные сигналы протонов этилоксигруппы (1.13-1.19 т (3Н, СН3), 3.89-3.95 к (2Н, СН2О)), протонов имидазольного и бензимидазольного колец (7.00 с, 7.62 с (2Н, С4,5-Ним), 8.88 с (1Н, С2-Ним); 7.11 м (2Н, С5,6-Нбенз), 7.51 д, 7.55 д (1.8 Гц, 2Н, С4'7-Нбенз), 8.46 с (1Н, С2-Нбенз)), а также протона иминогруп-пы (6.19-6.31 м.д., уш. с.). Полученные данные соответствуют литературным характеристикам.

В результате обработки ферментных образцов растворами синтезированных соединений установлено, что уже минимальные исследуемые концентрации этилазол-1-илкарбоксимидатов снижают активность МФ МДГ.

Полное блокирование цикла Кребса на участке малат-оксалоацетат происходит при концентрациях 0.0008 г/мл для этилимидазол-1-илкарбоксими-дата и 0.0016 г/мл для этилбензимидазол-1-илкарбоксимидата.

Активные центры дегидрогеназ в основном представлены остатками ги-стидина и аргинина:

Аминокислотный остаток гистидина (His 176) содержит в качестве гетероциклического фрагмента имидазольный цикл, входящий также в состав исследуемых соединений, алкилкарбоксиимидатный фрагмент структурно схож с карбоксамидной группой никотинамида (NAD). Структурная аналогия синтезированных соединений с активным центром МДГ предполагает экранирование последнего с последующей инактивацией фермента. Логично предположить, что степень ингибирования МДГ зависит от концентрации растворов исследуемых соединений, что вполне согласуется с полученными в эксперименте данными.

Метод дегидрогеназ является предварительным в изучении биологической активности вновь синтезированных соединений, тем не менее, информация об ингибировании или активации одного из ключевых ферментов цикла трикарбоновых кислот может быть полезной в определении направления исследований биологической активности.

Литература

[1] Chamberlain S.D., DrachJ.C. // J. Med. Chem. 1998. V. 41(8). No. 4. P. 1242.

[2] UzunogluS., TosunA.U., OrdenT.et al. //Farmaka. 1997. V. 52(10). No. 10. P. 619.

[3] ПурыгинП.П., ПаньковС.В. Синтез N-цианазолов // ЖОрХ. 1995. Т. 31. Вып. 6. С. 934-936.

[4] ПурыгинП.П., ПаньковС.В., БеляковаН.А. и др. Реакции 1-цианими-дазола и 1-цианобензимидазола с алифатическими спиртами // ЖОХ. 2002. Т. 72. Вып. 8. С. 1369-1371.

[5] Телитченко М.М., Шаталаев И.Ф. Методы выявления молекулярных форм некоторых оксиредуктаз микроорганизмов активного ила // Гидробиологический журнал. 1992. Т. 28. №2. С. 70-74.

Поступила в редакцию 31/У/2004; в окончательном варианте — 09/ VII/2004.

CuHme3 u nccAeöoeaHue 6auhhuh aMKUM(6eH3)uMnda30M-1-UMKap6oKcuMudamoe. . . 151

SYNTHESIS AND STUDY OF EFFECT OF ETHYLAZOL-1-YLCARBOXYIMIDATES ON MALATE DEHYDROGENASE OF SIMPLES

© 2004 I.F. Shatalaev, S.Kh. Sharipova, Z.Y. Mashchenkof O.N. Nechaeva,

P.P.Puryginf N.Y.Khokhlova6

Ethylimidazol-1-ylcarboxyimidate and ethylbenzimidazol-1-ylcarboxy-imidate are synthesized and their effect on activity of molecular forms malate dehydrogenase of (MF MDH) methyl-isopropyl phenol-containing simples are analysed.

Paper received 31/V/2004. Paper accepted 09/V7T/2004.

4 Shatalaev Ivan Fyodorovich, Sharipova Safia Khakimovna, Mashchenko Zinaida Yev-gen'yevna, Dept. of Chemistry of Farmaceutical Faculty, Samara State Medicinal University, Samara, 443001, Russia.

5Nechaeva Ol'ga Nikolaevna, Purygin Pyotr Petrovich ([email protected]), Dept. of Organic Chemistry, Samara State University, Samara, 443011, Russia.

6Khokhlova Natal'ya Yur'evna, Dept. of General and Theoretical Physics, Samara State Academy of Railway Communication, Samara, 443066, Russia.