CC BY
11
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
УДК 547.857.4, 615.273.53 © Коллектив авторов, 2021
Ж.К. Маматов1, Г.А. Тимирханова1, Л.И. Баширова2, А.В. Самородов1, Ф.А. Халиуллин1 СИНТЕЗ СОЛЕЙ 2-[(1-ИЗОБУТИЛ-3-МЕТИЛ-7-(1,1-ДИОКСОТИЕТАНИЛ-3)КСАНТИН-8-ИЛ)ТИО]УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ И ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ
АКТИВНОСТЬ
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»
Минздрава России, г. Уфа 2ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздрава России, г. Ижевск
Одним из направлений поиска новых безопасных биологически активных соединений является химическая модификация природных соединений. Таким объектом для разработки новых и улучшения известных методик синтеза являются природные метилксантины, обладающие широким спектром фармакологической активности.
Цель работы - синтез и изучение антиагрегационной, антикоагуляционной, антиоксидантной активности солей 2-[(1-изобутил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты.
Материал и методы. Температура плавления полученных веществ измерена капиллярным методом на приборе «SMP 30», ИК-спектры сняты на спектрофотометре «Инфралюм ФТ-02». Спектры ЯМР 1Н, ЯМР 13C записаны на приборах «BrukerAM-300» или «BrukerAV-500».B качестве растворителей использованы дейтерированные хлороформ или диметил-сульфоксид, в качестве внутреннего стандарта - сигналы растворителей. Исследование антиагрегационной активности проводили на агрегометре «АТ-02», антикоагуляционной активности - на «Solar CGL 2110». Показатели хемилюминесцен-ции для изучения антиоксидантной активности регистрировали на приборе «ХЛМ-003».
Результаты. Окисление тиетансодержащего 8-бром-1-изобутил-3-метилксантина (I) перманганатом калия позволило синтезировать 8-бром-1-изобутил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин (II). Реакцией нуклеофильного замещения соединения II тиогликолевой кислотой с выходом 91% получена 2-((1-изобутил-3-метилксантин-8-ил)тио)уксусная кислота, содержащая тиетандиоксидный цикл (III). Синтез солей 2-[(1-изобутил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты (^а-ж) осуществлен взаимодейтвием кислоты III с различными основаниями. Структура синтезированных соединений подтверждена данными ИК-, 1Н и 13С ЯМР-спектроскопии. Изучена антиагрегационная, антикоа-гуляционная и антиоксидантная активность синтезированных соединений.
Выводы. Разработана препаративная методика синтеза ранее не описанных солей 2-[(1-изобутил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты. Установлено, что синтезированные соединения проявляют антиок-сидантную и антиагрегационную активность, превышающую показатели некоторых препаратов сравнения.
Ключевые слова: тиетаны, ксантины, антиагрегационная активность, антикоагуляционная активность, антиоксидант-ная активность.
Zh.K. Mamatov, G.A. Timirkhanova|. L.I. Bashirova, A.V. Samorodov, F.A. Khaliullin SYNTHESIS OF 2-[(1-ISOBUTYL-3-METHYL-7-(1,1-DIOXOTHIETANYL-3) XANTHIN-8-YL)THIO]ACETIC ACID SALTS AND THEIR BIOLOGICAL ACTIVITY
One of the directions in the search for new safe biologically active compounds is the chemical modification of natural compounds. Such an object for the development of new and improvement of known synthesis methods is natural methylxanthine, which possesses a wide range of pharmacological activity.
The aim of this research is synthesis and study of the antiaggregatory. anticoagulation and antioxidant activities of 2-[(1-isobutyl-3-methyl-7-(1,1-dioxothietanyl-3)xanthine-8-yl)thio]acetic acid salts.
Material and methods. The melting point of the obtained substances was measured by the capillary method on a «SMP 30» apparatus, IR spectra were recorded by an «Infralum FT-02» spectrophotometer. The 1H, 13C NMR spectra were recorded on «Bruker AM-300» or «Bruker AV-500» instruments. Deuterated chloroform or dimethyl sulfoxide were used as solvents, the residual solvent signals were used as the internal standards. The study of antiaggregatory activity was carried out on an aggregometer «AT-02», anticoagulation activity - «Solar CGL 2110». Chemiluminescence indicators for the study of antioxidant activity were recorded on the «KhLM-003» device.
Results. 8-Bromo-1-isobutyl-3-methyl-7-(1,1-dioxidothietanyl-3)xanthine (II) was synthesized by oxidation of thietane-containing 8-bromo-1-isobutyl-3-methylxanthine (I) with potassium permanganate. 2-((1-Isobutyl-3-methylxanthin-8-yl)thio)acetic acid containing dioxothietane ring (III) was synthesized with yield of 91% by reaction of nucleophilic substitution of compound II with thioglycolic acid. The salts of 2-[(1-isobutyl-3-methyl-7-(1,1-dioxidothietanyl-3)xanthin-8-yl)thio]acetic acid (IV) were obtained by reaction of acid III with different bases. The structure of synthesized compounds was confirmed by IR, 'Н and 13С NMR spectroscopy. The antiaggregatory, anticoagulation and antioxidant activities of the synthesized compounds were studied.
Conclusions. A preparative method of synthesis has been developed for the previously undescribed salts of 2-[(1-isobutyl-3-methyl-7-(1,1-dioxothietanyl-3) xanthine-8-yl)thio]acetic acid. It has been established that the synthesized compounds exhibit antioxidant and antiplatelet activities that exceed indicators of some comparison drugs.
Key words: thietanes, xanthines, antiaggregatory activity, anticoagulation activity; antioxidant activity.
Одним из направлений поиска новых ных методик синтеза являются природные
безопасных биологически активных соеди- метилксантины [1] которые обладают пси-
нений является химическая модификация хостимулирующим, диуретическим, кардио-
природных соединений. Таким объектом тоническим и бронхолитическим действием
для разработки новых и улучшения извест- [2,3].
На сегодняшний день среди производных (3 -метилксантинил-8 -тио)уксусной кислоты, содержащих тиетановые циклы, полученных путем химического синтеза, в литературе описаны вещества, проявляющие выраженную антиагре-гационную [4,5], проагрегантную [6] активность и вещества, влияющие на реологические свойства крови [7]. Среди тиетансодержащих производных 3-метилксантина также известны соединения с антидиабетической [8], антидепрессивной [9] и антиоксидантной активностью [10]. Продолжаются исследования в области синтеза новых биологически активных веществ среди тиетансодержащих производных ксантина. А 2-((1 -Изобутил-3 -метил-ксантин-8 -ил)тио)уксус-ная кислота и ее производные, содержащие тие-тандиоксидный цикл, до сих пор не изучены.
Из изложенного выше вытекает цель нашей работы, которая направлена на синтез и изучение антиагрегационной, антикоагуля-ционной, антиоксидантной активности солей 2-[(1 -изобутил-3 -метил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-3 )ксантин-8 -ил)тио]уксусной кислоты. Материал и методы Экспериментальная химическая часть Материал и методы для определения характеристики синтезированных соединений представлены в табл. 1.
Исходный 8 -бром-1 -изобутил-3 -метил-7-(тиетанил-3)ксантин (I) синтезирован по известной методике [11].
8 -Бром-1 -изобутил-3 -метил-7-( 1,1 -ди-оксотиетанил-3)ксантин (11).5,60 г (15 ммоль) 8-бром-1-изобутил-3-метил-7-(тиетанил-3)ксан-
Диэтаноламмониевая соль 2-[(1-изобутил-3 -метил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты (ГУв). 0,6 г (1,4 ммоль) кислоты ГГГ растворяют при
тина (Г) растворяют в 75 мл ледяной уксусной кислоты, к раствору при перемешивании в течение 1 часа добавляют 4,74 г (30ммоль) пер-манганата калия в 75 мл воды. Реакционную смесь перемешивают в течение 2 часов при температуре 40 °С. Выпавший осадок обесцвечивают раствором 7,11 г (45ммоль) натрия тиосульфата в 40 мл воды. Осадок фильтруют, промывают водой и этанолом, затем сушат.
2-[(1 -Изобутил-3 -метил-7-( 1,1 -диоксо-тиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусная кислота (ГГГ). 1,0 г (18 ммоль) калия гидроксида растворяют в 60 мл смеси вода - этанол (объемное соотношение 1:1), к раствору добавляют 1,1 г (12 ммоль) тиогликолевой кислоты и 2,43 г (6 ммоль) соединения ГГ. Реакционную смесь кипятят в течение 1,5 часа, охлаждают, подкисляют разбавленной хлористоводородной кислотой до pH=3. Выпавший осадок фильтруют, промывают водой и этанолом, затем сушат.
Методика синтеза калиевой, трисаммо-ниевой, диэтаноламмониевой, пиперидиние-вой, пиперазиниевой и ^-метилпиперази-ниевой солями 2-[(1-изобутил-3-метил-7-(1,1-диоксотие-танил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты (ГУа,б,г-е). В 70 мл ацетона при нагревании растворяют 0,8 г (2 ммоль) кислоты ГГГ. Раствор охлаждают, добавляют 2,4 ммоль соответствующего основания. Выпавший осадок фильтруют, промывают ацетоном, сушат. При получении калиевой ГУа и трисам-мониевой ГУб солей основание предварительно растворяют в 0,2 мл воды.
Таблица 1
нагревании в 30 мл диоксана. Раствор охлаждают, добавляют 0,16 г (1,5 ммоль) диэтано-ламина. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают гексаном, затем сушат.
Таблица 2
Выход и характеристики синтезированных соединении
Соединение Выход, % Т.пл., оС Брутто-формула
ГГ 79 250,6-252,0 (этанол) C13H17BrN4O4S
ГГГ 91 234,5-234,6 (этанол) C15H20N406S2
ГУа 75 197 разл. (н-пропанол) C15H19KN406S2
ГУб 83 185,7-187,2 (изопропанол) C19H31N509S2
ГУв 89 152,8-154,0 (изопропанол) C19H31N508S2
ГУг 82 200,4-201,8 (изопропанол) C20H31N506S2
ГУд 76 222,6-223,6 (метанол) C19H30N606S2
ГУе 83 211,1-213,5 (изопропанол) C20H32N606S2
ГУж 86 178,0-179,8 (изопропанол) C19H32N606S2
Материал и методы для определения характеристики синтезированных соединений.
Метод анализа Прибор Условия снятия
Температура плавления «SMP 30» Капиллярный метод
ИК-спектр «Инфралюм ФТ-02» Таблетки калия бромида
1Н ЯМР-спектр (300 МГц) «BrukerAM-300» Дейтерированный хлороформ или диметилсульфоксид
1Н ЯМР-спектр (500 МГц) «ВгикегАУ-500» Дейтерированный хлороформ или диметилсульфоксид
13С ЯМР-спектр (125 МГц) «ВгикегАУ-500» Дейтерированный хлороформ или диметилсульфоксид
К,К-Диметилэтилендиаммониевая соль 2-[(1 -изобутил-3 -метил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты (ГУж). Получают аналогично соединению ГУв с использованием 0,5 г (1,2 ммоль) кислоты ГГГ и 0,1 г (1,2 ммоль) К,К-диметилэтилендиамина.
Экспериментальная биологическая часть Синтезированные вещества II, III, ГУа-ж исследовали на антиагрегационную, антикоа-гуляционную и антиоксидантную активность. Влияние новых соединений на агрегацию тромбоцитов определяли по методу Born на агрегометре "АТ-02" (НПФ «Медтех», Россия) in vitro в концентрации 2 ммоль/л [12]. Биологические исследования выполнены на крови здоровых доноров-мужчин в возрасте от 18 до 24 лет. Забор крови проводился из кубиталь-ной вены с помощью систем вакуумного забора крови BDVacutainer® (Dickinson and Company, США). В качестве стабилизатора венозной крови применялся 3,8% раствор цитрата натрия в объемном соотношении 9:1. Индукторами агрегации тромбоцитов использовали
Выход и характеристики синтезированных соединений представлены в табл. 2.
Спектральные данные синтезированных соединений представлены в табл. 3,4,5.
Таблица 3
Таблица 4
аденозиндифосфат (АДФ) в концентрации 20 мкг/мл и коллаген в концентрации 5 мг/мл (Технология-Стандарт, г. Барнаул, Россия).
Определение антикоагуляционной активности проводили клоттинговыми тестами на турбидиметрическом гемокоагулометре Solar GGL 2110 (ЗАО "СОЛАР", Беларусь). Изучены показатели активированного парциального тромбопластинового времени (АПТВ) по A. Clauss [12]. Исследуемые субстанции и препараты сравнения использовали в концентрации 5 x1o-4 г/мл, применяли реактивы производства Технология-Стандарт (г. Барнаул, Россия).
Влияние синтезированных соединений и препарата сравнения на процессы свободнора-дикального окисления изучали в двух модельных системах in vitro с использованием экс-
Данные ИК-спектров, синтезированных соединении, vmax, см-1
Соединение SO2 вал. С=С, С=н C=O N+Н О-Н N+Н, О-Н
II 1148, 1323 1611, 1651, 1658, 1691, 1702 - - -
III 1127, 1311 1649, 1699, 1744 - 2600-3400 -
1Уа 1140, 1320 1593, 1618, 1656, 1702 - - -
IV6 1138, 1323 1582, 1670, 1675, 1713 - - 2600-3520
ТСв 1133, 1313 1606, 1649, 1660, 1695, 1708 2300-3050 3200-3550
IVT 1133, 1321 1601, 1650, 1658, 1697, 1704 2300-3100 - -
^д 1133, 1314 1605, 1652, 1660, 1691, 1700 2300-3070 - -
ГУе 1146, 1319 1580, 1603, 1655, 1663, 1703 2250-3100 - -
ГУж 1134, 1316 1606, 1658, 1663, 1697, 1704 2400-3200 - -
Данные ЯМР 13С-спектров, синтезированных соединений, 5, м. д.
Соединение 1-Изобутил 3-CH3 7-(1,1-диоксо-тиетанил-3) SCH2 С=О Углероды ксантина
(СН3)2 СН 1-СН2
7-CH S(CH2)2
II 20,00 27,08 48,64 30,03 40,35 70,10 - - 108,51; 129,14; 149,66; 150,88; 154,29
III 20,46 27,15 48,23 30,05 39,22 70,50 36,32 169,82 108,13; 149,62; 151,05; 151,82; 154,31
Таблица 5
Данные ЯМР Ш-спектров, синтезированных соединений, 5, м. д._
Соединение 1-Изобутил 3-CH3 3Н, с 7-(1,1 -диоксотиетанил-3) SCH2 2Н, с Другие протоны
(СН3)2 6Н, д СН 1Н, м 1-СН2 2Н, д S(CH)2 2Н, м S(CH)2 2Н, м 7-СН 1Н, м
II 0,90 2,11-2,18 3,80 3,53 4,35-4,39 5,20-5,24 5,58-5,62 - -
III 0,85 2,02-2,09 3,73 3,39 4,52-4,57 4,98-5,03 5,43-5,51 4,09 -
ГСа 0,85 2,00-2,11 3,73 3,41 4,50-4,61 4,99-5,10 5,50-5,61 * -
IV6 0,85 2,00-2,11 3,70 3,41 4,50-4,57 4,98-5,06 5,51-5,63 3,83 3,43 (с, 6Н, (CH2)3)
ГСв 0,85 2,00-2,12 3,73 3,40 4,50-4,58 4,99-5,07 5,50-5,61 3,85 2,73 (т, 4Н, J 5,3 Гц, N(CH2)2); 3,60 (т, 4Н, J 5,3 Гц, О(Ш2)2)
IVT 0,84 1,99-2,12 3,72 3,39 4,48-4,63 4,98-5,11 5,50-5,63 3,83 1,48-1,75 (м, 6Н, (CH2)3); 2,863,05 (уш-с, 4Н, N(CH2)2);
!Уд** 0,85 2,00-2,11 3,73 3,40 4,51-4,58 4,99-5,06 5,48-5,60 3,94 2,90 (с, 8Н, 2N(CH2)2)
ГСе 0,85 2,00-2,11 3,73 3,41 4,51-4,58 5,00-5,07 5,51-5,61 3,85 2,18 (с, 3Н, NCH3); 2,38-2,48 (уш-с, 4Н, N(CH2)2); 2,90-3,03 (уш-с, 4Н, N+(CH2)2)
0,83 2,00-2,06 3,70 3,38 4,50-4,55 4,98-5,03 5,52-5,59 3,81 2,13 (с, 6Н, N(CH3)2); 2,39 (т, 2Н, J 6,2 Гц, NCH2); 2,81 (т, 2Н, J 6,2 Гц, N+CH2);
* Сигнал перекрывается сигналами протонов 1-СН2 группы;
"Интенсивность протонов в 2 раза больше, чем указано в данной таблице, кроме протонов остатка пиперазина.
пресс-метода определения антиоксидантной активности, основанного на регистрации хеми-люминесценции, возникающей при взаимодействии свободных радикалов с люминолом [13]. Исследования были проведены на модельной системе, в которой протекают реакции пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) (модель I) и на модельной системе, генерирующей активные формы кислорода в фагоцитах крови (модель II). Хемилюминесценцию регистрировали в течение 5 минут на приборе «ХЛМ-003» (Россия). Проводилась оценка светосуммы свечения (8, у.е.) и максимальной интенсивности свечения (1тах, у.е.). Исследуемые вещества и препарат сравнения аскорбиновую кислоту (субстанция-порошок, Хэбэй Вэлком Фарма-сьютикал Ко. Лтд, Китай) добавляли в конечной концентрации 1*103 моль/л.
В качестве препаратов сравнения использовали пентоксифиллин (ОАО «Даль-химфарм», Россия), ацетилсалициловую кислоту (Фармацевтическая фабрика Шандонг
Ксинхуа Фармасьютикал Ко., ЛТД, Китай), гепарин (ОАО «Синтез», Россия) и аскорбиновую кислоту (Фармацевтическая фабрика Шандонг Ксинхуа Фармасьютикал Ко., ЛТД, Китай).
Результаты исследования биологической активности обработаны с применением статистического пакета Statistika 10,0 (StatSoft Inc, США). Проверка на нормальность распределения фактических данных выполнена с помощью критерия Шапиро-Уилка. Данные представлены в виде медианы, 25 и 75 про-центилей. Дисперсионный анализ проведен с помощью критерия Краскела-Уоллиса. Критический уровень значимости p для статистических критериев принимали равным 0,05.
Показатели антиагрегационной и анти-коагуляционной активности новых веществ представлены в табл. 6.
Результаты исследования соединений на антиоксидантную активность представлены в табл. 7.
Таблица 6
Влияние синтезированных соединений и препаратов сравнения на показатели
агрегации тромбоцитов и плазменного звена гемостаза, Ме (0,25-0,75)_
Соединение Латентный период*, % к контролю Максимальная амплитуда, % к контролю Скорость агрегации, % к контролю АПТВ, % к контролю
II +10,0 (8,9-11,3)*, +10,3 (8,9-13,4)*, -3,3 (2,1-4,5) 8,3 (7,1-10,2)*, JJ
III +2,5 (2,1-3,7) ff,# -10,8 (8,7-12,3)*, ff -28,9 (24,7-30,6)*, f 6,1 (5,4-9,3)*, JJ
ГУа - 3,6 (3,2-4,1) ff -6,4 (6,1-8,7)*, ff,# -11,4 (9,4-13,5)*, ff 12,4 (10,3-14,2)*, J
IV6 +1,2 (1,1-2,7) ff,# -11,1 (9,8-12,3)*, ff +16,5 (13,4- 18,9)*, ff 9,7 (9,4-12,3)*, JJ
ГУв +15,2 (13,5-17,9)**, # -16,2 (14,5-17,8)**, ff +16,5 (13,4-17,5)*, ff 8,4 (7,6-10,2)*, JJ
ГУг +6,0 (5,2-8,3)* ff,# -9,4 (7,8-10,3)*, ff,# -8,5 (6,7-10,3)*, ff 5,9 (4,2-8,7)*, JJ
ГУд -7,7 (7,4-9,5)*, ff,# -12,1 (9,5-14,7)*, ff,# +57,6 (54,3-60,1)**, ff 4,1 (3,5-6,7) JJ
ГУе - 2,3 (1,2-3,6)ff -7,9 (6,1-9,2)*, ff,# - 6,9 (6,1-8,1)*,ff, # 7,4 (6,0-9,1)*, JJ
ГУж -6,1 (5,6-7,3)*, ff,# -16,4 (13,4-19,7)*, f -6,6 (5,8-7,3)*, ff 7,3 (6,5-8,9)*, JJ
Этамзилат - 16,7 (13,5-18,4)** +3,4 (2,7-4,4)* +16,7 (14,3-20,1)* -
Ацетилсалициловая кислота -2,1 (1,1-2,6) -13,7 (10,8-16,4)* -10,5 (7,6-12,3)* -
Пентоксифиллин +32,4 (28,7-35,6)** -48,4 (42,7-56,5)** - 34,9 (28,7-39,6)** -
Гепарин натрия - - - 20,3 (19,7-21,4) **
Примечание. Латентный период представлен для агрегации тромбоцитов, индуцированной коллагеном, остальные параметры для АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов. *р<0.05, **р<0.001 - в сравнении с контролем; ?р<0.05, '¡'?р<0.001 - в сравнении с пентоксифиллином; #р<0.05, ##р<0.001 - в сравнении с ацетилсалициловой кислотой; $р<0.05, $$р<0.001 - в сравнении с гепарином натрия; р<0.05, р<0.001 - в сравнении с этамзилатом. п=6. н.э. - нет эффекта.
Показатели хемилюминесценции на модельных системах перекисного окисления липидов (I)
Таблица 7
Соединение Модель Светосумма Вспышка
II I + 10,3 (8,1-13,5) в - 2,1 (10,2-3,4) в
II - 21,3 (17,4-23,5)*, в - 10,4 (8,3-10,5) в
III I - 21,3 (14,2-24,6)*, в -14,3 (10,5-18,6)*, в
II - 84,7 (80,2-93,4)**, в - 84,5 (80,1-86,7)**, в
ГУб I - 18,1 (14,2-21,1)*, в - 20,2 (17,4-23,6)*, в
II + 53,5 (52,4-57,2)**, в + 91,3 (86,2-93,1)**, а
ГУв I + 24,6 (20,3-26,8)*, в + 69,1 (62,4-71,7)**, в
II + 87,9 (76,3-90,1)**, а + 64,1 (58,7-69,3)**, а
ГУг I - 4,7 (4,2-6,1) в - 10,2(8,1-13,5) в
II + 16,8 (14,1-22,4)*, в + 11,8 (10,3-12,6), в
ГУж I + 13,9 (12,8-14,5) в + 1,5 (1,1-3,7) в
II + 52,4 (49,4-61,1)*, а + 52,6 (50,1-54,8)**, а
Аскорбиновая кислота I - 78,1 (70,4-82,4) - 86,8 (80,3-92,1)**
II + 73,1 (66,7-75,2) + 98,7 (94,8-100,3)**
Примечание. Приведены медиана и межквартильный интервал по результатам 6 измерений; *р<0,05; **р<0,001 - в сравнении с контролем. ар<0,05; рр<0,001 - уровень статистической значимости различий в группах аскорбиновой кислоты и соединений в соответствующей модели.
Результаты и обсуждение
Реакцией окисления 8-бром-1-изобутил-3-метил-7-(тиетанил-3) ксантина (I) двукратным мольным избытком перманганата калия в среде ледяной уксусной кислоты синтезирован 8-бром-1-изобутил-3-метил-7-(1,1 -диоксо-тиетанил-3)ксантин (II) с выходом73%. В ЯМР 1Н-спектре соединения II регистрируются соответствующие сигналы протона изобу-тильного заместителя, метильной группы ксантина и смещение характерных сигналов тиетанового цикла, например 8(СИ)2 группы, на 1,94 м.д. в сторону слабых полей, 7-СН группы - на 0,36 м.д. в сторону сильных полей в отличие от исходного соединения I, что свидетельствует об образовании тиетандиок-сидного цикла. Смещение сигналов углерода 8(СИ2)2 группы на 35,18 м.д. в сторону слабых полей и 7-СН группы на 12,62 м.д. в сторону сильных полей по сравнению с исходным соединением I в спектре ЯМР 13С также подтверждает образование тиетандиоксидного цикла. В ИК-спектре соединения II кроме характерных полос поглощения ксантина регистрируются интенсивные полосы поглощения валентных колебаний связей 802 групп при 1148 и 1323 см-1.
При взаимодействии соединения II с тиогликолевой кислотой в среде вода - этанол (объемное соотношение 1:1) в присутствии гидроксида калия с выходом 91% получена 2-[(1 -изобутил-3 -метил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусная кислота (III). В ЯМР 1Н -спектре кислотыШ кроме характерных сигналов тиетандиоксидного цикла и ал-кильных заместителей регистрируется син-глет протонов 8-8СИ2 группы при 4,09 м.д. Замещение атома брома остатком тиоглико-левой кислоты также подтверждается спек-
тром ЯМР C, где регистрируются сигналы углеродов 8-SCH2 группы при 36,32 м.д. и С=О группы при 169,82 м.д.
Реакцией кислоты III в ацетоне или ди-оксане с соответствующими основаниями получены соли 2-[(1-изобутил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3 )ксантин-8-ил)тио] уксусной кислоты (ГУа-ж) с выходами 75-88%. Калиевая ГУ а и трисаммониевая ГУб соли получены предварительным растворением оснований в минимальном объеме воды. Пиперазиниевая ГУд соль выделена как пиперазина ди-(2-[(1-изобутил-3 -метил-7-(1 -оксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]ацетат). Соли ГУв и ГУж получены в среде диоксана.
В ЯМР 'Н-спектрах соединений ГУ б-ж кроме характерных сигналов тиетандиоксидно-го, алкильных заместителей и остатка тиогли-колевой кислоты регистрируются сигналы про-тонированных аминов. Так, в соединении ГУб синглет (CH2)3 группы протонированного три-самина регистрируется при 3,43 м.д. В диэтано-ламмониевой соли ГУв протоны амина регистрируются в виде триплетов N(CH2)2 группы при 2,73 м.д. и 0(CH2)2 группы при 3,60 м.д. с КССВ 5,3 Гц. В пиперидиниевой соли ГУг сигналы протонов (CH2)3 группы в виде сложного мультиплета регистрируются при 1,48-1,75 м.д. и сигналы протона N(CH2)2 группы при 2,863,05 м.д. в виде уширенного синглета.
В ЯМР :Н-спектре соединения ГУд содержание двух остатков кислоты подтверждается соотношением интенсивностей синглетов двух N(CH2)2 групп при 2,90 м.д. и 8-SCH2 группы при 3,94 м.д., равным 8:4.
В ИК-спектре калиевой соли ГУа отсутствует поглощение валентных колебаний О-Н связи в интервале 2500-3550 см-1, характерное для кислоты Ш.
¿И,
O
^V^N^N,_N_/N
¿И3 1 JC~i
O^^ N'^^ SCH2COOH
n<o B
III
O^
X
O \
^^^N^^^^-SC^COO,/ B
¿И3 /
IV а-ж
O
O
И
3
I
¿
3
+
И
3
n=1 (IV а-г, е, ж), n=2 (^д) B+= К(а), h3nc(ch2oh)3(6), H2N((CH2)2OH)2) (в), H2N ^ (г), H2N ^И2 (д), H2N (е), N(CH3)2(CH2)2NH3 (ж)
По результатам фармакологического исследования установлено, что наибольшую антикоагуляционную активность проявило соединение ГУа, однако показатели удлинения АПТВ под действием данного соединения не превышают показателей гепарина натрия. Синтезированные соединения не влияли на ПВ и концентрицию фибриногена. Проагре-гационную активность, превышающую в 3 раза показатели этамзилата, проявило соединение ГГ (10,3 vs 3,4; р<0.001). Соединения ГУв, ГУд, ГУж проявили антиагрегационную активность на уровне ацетилсалициловой кислоты, однако соединение ГУв эффективнее ацетилсалициловой кислоты удлиняет латентный период, характеризующий реакцию высвобождения тромбоцитов (+15,2 vs -2,1; р<0.001). Соединения ГГ и ГГГ проявили анти-оксидантную активность в модельных условиях активности макрофагов. Следует отметить, что аскорбиновая кислота в данной модели проявляет прооксидантную активность. На модельной системе перекисного окисления липидов (ПОЛ) синтезированные соединения ГГ, ГУв и ГУж проявили прооксидантный эффект, а соединения ГГГ, ГУб, ГУг проявили ан-
тиоксидантный эффект. Однако на модели ПОЛ антиоксидантный эффект аскорбиновой кислоты превосходил изученные соединения.
Выводы
1. Реакцией окисления 8-бром-1-изобутил-3-метил-7-(тиетанил-3)ксантина получен 8 -бром-1 -изобутил-3 -метил-7-( 1,1-диоксотиетанил-3)ксантин (II), взаимодействием которого с тиогликолевой кислотой синтезирована 2-[(1 -изобутил-3 -метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусная кислота (III). На ее основе с различными основаниями получены соли 2-[(1-изобутил-3-метил-7-(1,1 -диоксотиетанил-3)ксантин-8-ил)тио]уксусной кислоты (!Уа-ж). Строение синтезированных соединений подтверждено с помощью ИК-, :Н и 13С ЯМР-спектроскопии.
2. Изучена антиагрегационная, антикоа-гуляционная и антиоксидантная активность синтезированных соединений.
3. По результатам фармакологического исследования установлено, что впервые синтезированные соединения проявляют антиа-грегационную и антиоксидантную активность, превышающую показатели некоторых препаратов сравнения.
Сведения об авторах статьи: Маматов Жекшен Касенович - аспирант кафедры фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected]. |Тимирханова Галия Амировна| - к.фарм.н., доцент кафедры фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].
Баширова Лимара Ирековна - аспирант кафедры общей и клинической фармакологии ФГБОУ ВО ИЖГА Минздрава России. Адрес: 426034, г. Ижевск, ул. Коммунаров, 281. E-mail: [email protected].
Самородов Александр Владимирович - д.м.н., доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected]. Халиуллин Феркат Адельзянович - д.фарм.н., профессор, завкафедрой фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии БГМУ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].
ЛИТЕРАТУРА
1. Xanthine scaffold: scope and potential in drug development / N. Singh [et al.] // Heliyon. - 2018. - Vol. 4, № 10.
2. Barnes, P. J. Theophylline / P. J. Barnes AJRCCM. - 2013. - Vol. 188, № 8. - P. 901-906.
3. Машковский, М.Д. Лекарственные средства / М.Д. Машковский. - М.: Новая волна, Издатель Умеренков, 2014. - 1216 с.
4. Синтез и изучение влияния на систему гемостаза солей 2-[3-метил-1-пропилксантинил-8-тио]уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл / Ф.А. Халиуллин [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2016. - Т. 11, № 5. - С.140-144
5. Результаты доклинических исследований новой циклогексиламмониевой соли 2-[3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)-1-этилксантинил-8-тио]уксусной кислоты в отношении системы гемостаза в условиях in vivo // А.В. Самородов [и др.] // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2016. - №8. - С. 10-17.
6. Камилов Ф.Х., Тимирханова Г.А., Самородов А.В., Халимов А.Р., Халиуллин Ф.А., Губаева Р.А., Шабалина Ю.В. Соли [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющие проагрегантную активность // Патент РФ №2459825. - 27.08.2012. - Бюл. № 24.
7. Синтез солей (3-метилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, и их влияние на агрегацию тромбоцитов / А.З. Саитгаллина [и др.] // Баш. хим. ж. - 2008. - Т. 15, № 3. - С. 63-65.
8. Синтез и антидиабетическая активность производных тиазоло[2,3-1]пурина и их аналогов / А.А. Спасов [и др.] // Хим. - фарм. журн. - 2017. - Т. 51, № 7. - С. 13-19.
9. Синтез и антидепрессивные свойства 3-метил-7-(1,1-диоксотиетан-3-ил)-8-циклогексиламино-1-этил-1Н-пурин-2,6(3Н,7Н)-диона / Ф.А. Халиуллин[и др.] // Хим. - фарм. журн. - 2017. - Т. 51, № 12. - С. 3-6.
10. Синтез и биологическая активность этиловых эфиров 2-[8-арилметилиденгидразино-3-метил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-1]уксусных кислот / К.Г. Гуревич[и др.] // Хим. - фарм. журн. - 2020. - Т. 54, №3. - С. 3-10.
11. Синтез 1-бутилзамещенных производных 3-метил-7-(тиетанил-3)ксантина / Ж.К. Маматов [и др.]: тез. докл. Всеросс. молод. конф. Достиж. молод. уч.: хим. науки. - Уфа (2018). - С. 175-177.
12. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч.1. - М.: Гриф и К. - 2012. - 944 с.
13. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминометреХЛМ-003. Методы оценки ан-тиоксидантной активности биологически активных веществ / Р.Р. Фархутдинов, С.И. Тевдорадзе // РУДН, 2005. - С. 147-154.
REFERENCES
1. Xanthine scaffold: scope and potential in drug development / N. Singh [et al.] // Heliyon. - 2018. - Vol. 4, № 10
2. Barnes, P. J. Theophylline / P. J. Barnes AJRCCM. - 2013. - Vol. 188, № 8. - P. 901-906
3. Mashkovskiy, M. D. Lekarstvennye sredstva / M. D. Mashkovskiy. - M.: Novaya volna, 2014. - 1216 s.(In Russ.).
4. Sintez i izuchenie vliyaniya na sistemu gemostaza soley 2-[3-metil-1-propilksantinil-8-tio]uksusnykh kislot, soderzhashch ikhthietano-vyytsikl / F.A. Khaliullin [i dr.] // Med. Vestnik Bashkortostana. - 2016. - T. 11, № 5. - S.140-144. (In Russ.).
5. Rezul'taty doklinicheskikh issledovaniy novoy tsiklogeksilammonievoy soli 2-[3-metil-7-(1,1-dioksothietanil-3)-1-etilksantinil-8-tio]uksusnoy kisloty v otnoshenii sistemy gemostaza v usloviyakh in vivo / A.V. Samorodov [i dr.] // Voprosy biol., med. i farm. khimii. 2016. № 8. S. 10-17. (In Russ.).
6. KamilovF.Kh., Timirkhanova G.A., Samorodov A.V., Khalimov A.R., Khaliullin F.A., Gubaeva R.A., ShabalinaYu.V. Soli [3-metil-1-n-propil-7-(1,1-dioksothietanil-3)ksantinil-8-tio]uksusnoy kisloty, proyavlyayushchie proagregantnuyu aktivnost' // Patent RUS 2459825. - 27.08.2012. - Bull. № 24. (In Russ.).
7. Sintezsoley (3-metilksantinil-8-tio)uksusnykh kislot, soderzhashchikh tietanovyy tsikl, i ikh vliyanie na agregatsiyu trombotsitov / A.Z. Saitgallina [i dr.] // Bash. khim. zh. - 2008. - T. 15, № 3. - S. 63-65. (In Russ.).
8. Sintez i antidiabeticheskaya aktivnost' proizvodnykh tiazolo[2,3-f]purinaiikhanalogov / A.A. Spasov [i dr.] // Pharm. Chem. J. - 2017. -T. 51, № 7. - S. 13-19. (In Russ.).
9. Sintez i antidepressivnye svoystva 3-metil-7-(1,1-dioksothietan-3-il)-8-tsiklogeksilamino-1-etil-1N-purin-2,6(3N,7N)-diona / F.A. Kha-liullin [i dr.] // Pharm. Chem. J. - 2017. - T. 51, № 12. - S. 3-6. (In Russ.).
10. Sintez i biologicheskaya aktivnost' etilovykh efirov 2-[8-arilmetilidengidrazino-3-metil-7-(1-oksotietanil-3)ksantinil-1]uksusnykh kislot / K.G. Gurevich [i dr.] // Pharm. Chem. J. - 2020. - T. 54. -№3. - S. 3-10. (In Russ.).
11. Sintez 1-butilzameshchennykh proizvodnykh 3-metil-7-(tietanil-3)ksantina / Zh.K. Mamatov [i dr.] // Tez. dokladov. Vseross. molod. konf. Dostizh. molod. uch.: khim. nauki. Ufa (2018), S. 175-177. (In Russ.).
12. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovaniy lekarstvennykh sredstv. Chast' pervaya. - M.: Grif i K. 2012. (In Russ.).
13. Metodiki issledovaniya khemilyuminestsentsii biologicheskogo materiala na khemilyuminometre KhLM-003. Metody otsenki antioksidantnoy aktivnosti biologicheski aktivnykh veshchestv / R.R. Farkhutdinov, S.I. Tevdoradze // RUDN, Moskva, (2005). S. 147154. (In Russ.).
УДК 615.076.9, 615.214.32
© А.Ф. Мифтахова, И.Л. Никитина, Р.А. Габидуллин, 2021
А.Ф. Мифтахова1, И.Л. Никитина1, Р.А. Габидуллин2 ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА АНТИДЕПРЕССИВНОГО ДЕЙСТВИЯ НОВОГО ПРОИЗВОДНОГО 1-(ТИЕТАНИЛ-3) ИМИДАЗОЛОВ В ТЕСТАХ НЕЙРОФАРМАКОЛОГИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»
Минздрава России, г. Уфа 2ЗАО «БИОКАД», г. Санкт-Петербург
Депрессия является широко распространенным заболеванием во всем мире. Существующие на сегодняшний день методы фармакотерапии эффективны лишь у 30-40% пациентов, что делает поиск новых эффективных и безопасных средств, обладающих антидепрессивной активностью актуальным [10]. В ранее проведенных нами исследованиях найдены соединения из ряда производных 1-(тиетанил-3) имидазолов с антидепрессивной активностью [13]. Соединение I (дикалиевая соль 2-бром-1-(тиетанил-3)имидазол-4,5-дикарбоновой кислоты) обладает низкой токсичностью и проявляет выраженные антидепрессивные свойства, что характеризует эту молекулу как перспективную для дальнейшего углубленного изучения.
Целью работы явилось изучение механизма действия соединения I в тестах нейрофармакологического взаимодействия.
Методы исследования. Для оценки влияния нового производного1-(тиетанил-3) имидазолов на дофаминергическую и/или норадренергическую нейротрансмиссию использовали тесты апоморфиновой гипотермии и галоперидоловой каталепсии. Способность изучаемого соединения изменять серотонинергическую нейротрансмиссию изучали в тесте 5-окситриптофанового (5-ОТФ) гиперкинеза, а в тесте с L-ДОФА оценивали способность соединения I ингибировать активность моноаминоксидзы.
Результаты проведенных исследований показали, что введение неинбредным мышам-самцам соединения I (2 и 14 мг/кг однократно внутрибрюшинно) усугубляло апоморфиновую гипотермию, уменьшало выраженность галоперидоловой каталепсии и 5-ОТФ-индуцированного гиперкинеза и не влияло на эффект малых доз L-ДОФА.
Выводы. Таким образом, антидепрессивно - подобный эффект соединения I, возможно, связан с активацией дофами-нергической нейротрансмиссии и подавлением серотонинергической нейротрансмиссии, но не с влиянием на активность моноаминооксидазы.
Ключевые слова: апоморфиновая гипотермия, галоперидоловая каталепсия, 5-ОТФ индуцированный гиперкинез, L-ДОФАовая 1-(тиетанил-3) имидазолы.
A.F. Miftakhova, I.L. Nikitina, R.A. Gabidullin STUDY OF ANTI-DEPRESSIVE ACTION MECHANISM OF A NEW DERIVATIVE OF 1- (THIETANYL-3) IMIDAZOLES IN TESTS OF NEUROPHARMACOLOGICAL INTERACTION
Depression is a widespread disease throughout the world. Currently existing methods of pharmacotherapy are effective only in 30-40% of patients, which makes the search for new effective and safe drugs with antidepressant activity relevant [10]. In our earlier studies, we have found compounds from a number of 1- (thietanyl-3) imidazole derivatives exhibiting antidepressant activity [13]. Compound I (dipotassium salt of 2-bromo-1- (thietanyl-3) imidazole-4,5-dicarboxylic acid) has low toxicity and exhibits pronounced antidepressant properties, which characterizes this molecule as promising for further in-depth study.
