CC BY
38
№ 5 - 2011 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки
УДК 615.212:547.484.23
ПОИСК АНАЛЬГЕТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СУБСТАНЦИЙ В РЯДУ ПРОИЗВОДНЫХ N-ГЕТЕРИЛАМИДОВ АРОИЛПИРОВИНОГРАДНЫХ КИСЛОТ
Н.А. Пулина, Ф.В. Собин, Т.М. Коньшина
ГБОУВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России (г. Пермь)
С целью поиска новых анальгетически активных веществ синтезированы ранее неописанные производные N-гетериламидов ароилпировиноградных кислот. Изучена острая токсичность и исследована анальгетическая активность полученных соединений на модели термического раздражения «горячая пластинка». Выявлены низкотоксичные вещества, сопоставимые по силе действия и превышающие активность препаратов сравнения. Установлены некоторые закономерности анальгетической активности от химического строения соединений.
Ключевые слова: производные N-гетериламидов ароилпировиноградных кислот, острая токсичность, анальгетическая активность.
Пулина Наталья Алексеевна — доктор фармацевтических наук, профессор, заведующая кафедрой фармацевтической технологии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России, e-mail: [email protected]
Собин Фёдор Владимирович — кандидат фармацевтических наук, старший преподаватель кафедры фармацевтической технологии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России, тел. 282-5842, e-mail: [email protected]
Коньшина Татьяна Михайловна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России, тел. 282-58-31, e-mail: [email protected]
Введение. Среди фундаментальных задач фармацевтической химии особо значимой является синтез соединений, имеющих практическое применение в качестве биологически активных веществ или структурных блоков для построения новых производных. Среди множества лекарственных препаратов синтетического и природного происхождения значительная часть принадлежит к кислород-, азот-, и серосодержащим гетероциклическим соединениям. Поиск биологически активных веществ в ряду производных N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых
(ароилпировиноградных) кислот позволил обнаружить множество соединений с различными видами фармакологической активности. Изучение некоторых закономерностей в определенной степени позволило определить ключевые направления препаративного синтеза и прогнозировать фармакологическое действие новых химических веществ. Однако, лишь незначительное количество соединений испытано на анальгетическое действие [1, 4, 6].
Цель работы: синтез и поиск анальгетически активных веществ в ряду
производных N-гетериламидов ароилпировиноградных кислот.
Материалы и методы. ИК-спектры были записаны на приборе ФСМ-1201 в виде пасты в вазелиновом масле. Химическую чистоту соединений и протекание реакции контролировали методом ТСХ на пластинках «Silufol UV-254» в системе эфир-бензол-ацетон, 10:9:1, пятна детектировали парами йода. Термогравиметрический анализ проводили в атмосфере воздуха на дериватографе ОД-102 (МОМ ВНР), диапазон температур 25-700 °С, скорость нагревания 2,8 °С/мин. Данные элементного анализа и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой синтезированных веществ соответствуют вычисленным значениям.
Острая токсичность синтезированных соединений изучена на белых нелинейных мышах обоего пола с определением DL50. Каждое соединение испытывали на шести животных. Соединения вводили перорально в виде взвеси в 2 % крахмальном растворе из расчета 0,1 мл/10 г однократно, после чего животные находились под наблюдением 24 часа. Контрольным животным вводили эквиобъемное количество 2 % крахмального раствора [3].
Анальгетическая активность химических веществ была изучена на белых беспородных мышах массой 18-20 г по методу термического раздражения. Исследуемые соединения вводили в дозе 50 мг/кг перорально в виде взвеси в 2 % крахмальном растворе за 30 мин до помещения животных на горячую пластинку. Показателем болевой чувствительности служила длительность пребывания мышей на пластинке до наступления оборонительного рефлекса — облизывания лапок. Контрольным животным вводили эквиобъемное количество 2 % крахмального раствора. Препаратом сравнения служили метамизол натрия и диклофенак в дозе 50 мг/кг [2]. Результаты обработаны статистически с помощью программы MS Excel, 2007 и представлены на рис. 1.
Рис. 1. Сравнительная характеристика анальгетической активности изученных соединений, диклофенака и метамизола натрия
Результаты исследования. Нами синтезированы новые №гетериламиды ароилпировиноградных кислот (2), а также модифицированы уже известные амиды путем введения фармакофорного фрагмента замещенных гидразонов и комплексообразования с дихлоридами марганца, кобальта, никеля согласно схеме (рис. 2).
О
2эг0 4а-д
Рис. 2. Структурная схема
1: ^=Н (а), СН3 (б), СН3О (в), С1 (г); 2: Ш=2-С5Н^ ^=Н (а); Ш=3-С5Н^ ^=Н (б); Ht=СзНзN2S, R1=Н (в), С1 (г); т=С2Н^, R1=Н (д); Ht=СзНзN2S, ^=Н (е); Ht=C7HзaNO, R1=Н (ж); Ш^ЩШ, R1=Н (з), С1 (и), СН3 (к), СН3О (л); Ht=CзH4NS, ^=Н (м), СН3 (н), CHзO (о); 3: R1=Н, СR2R3=С8H4NO, Ht=2-С5Н4N (а), Ht=СзНзN2S (б); СR2R3= C9H7NO, Ш=С2Н^ (в), Ht=СзНзN2S (г); R2=С6H5, R3=COC6H5, Ht=СзНзN2S (д); ^=С1, R2=С6H5, R3=COC6H5, Ht=СзНзN2S (е); 4: Ме2+=Мп2+, R1=Н, Ht=СзНзN2S (а); Ме2+=Со2+, R1=Н, №=3-С5Н4N (б), Ht=СзН2NS (в); Ме2+=М2+, R1=Н, Ht=2-С5Н4N (г); R1=Cl, Ht=СзНзN2S (д),
где: 2-С5Н4N (2-пиридил), 3-С5Н4№ (3-пиридил), С3Н2NS (2-тиазолил), С2Н1N2S [2-(1,3,4-тиадиазолил)], С3Н3N2S [2-(5-метил-1,3,4-тиадиазолил)], C7H3ClNO [2-(5-
хлоризоксазолил)], C7H4NS [2-бензотиазолил], C3H4NS [2-тиазолинил], CgH4NO [2-оксо-3-индолинилиден], C9H7NO [1-метил-2-оксо-3-индолинилиден]
Соединения 2а-е описаны ранее в работах [1, 4-6]. N-гетериламиды 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (2ж-о) получены нами впервые аналогичным методом. Они представляют собой бесцветные, светло-желтые или желтые кристаллические вещества, растворимые в толуоле, диоксане, диметилсульфоксиде, трудно растворимые в алканах, нерастворимые в воде.
Гидразонопроизводные 3а-е синтезированы реакцией соответствующих N-гетериламидов 2 с гидразонами 2,3-диоксоиндола, 1-метил-2,3-диоксоиндола и монобензила в среде толуола при нагревании. Соединения 3а-е представляют собой желтые, оранжевые или красные кристаллические вещества, растворимые в хлороформе, диоксане, ацетоне, диметилсульфоксиде, диметилформамиде, умеренно растворимые в бензоле, этиловом спирте и нерастворимые в воде, гексане. Реакцию комплексообразования проводили при соотношении лиганд : металл (2:1) в среде этилового спирта при температуре 20-25 °С. Хелаты 4а-д представляют собой
бесцветные, светло-желтые, красно-коричневые или темно-зеленые высокоплавкие кристаллические вещества, растворимые в диметилсульфоксиде, диметилформамиде, плохо растворимые в обычных органических растворителях.
Установлено, что большинство производных N-гетериламидов ароилпировиноградных кислот и продуктов их химических превращений 2-4 обладают низкой токсичностью и согласно ГОСТу Р 53856-2010 относятся к 4-му или 5-му классу опасности.
Для анализа связи анальгетической активности со строением скринингу были подвергнуты 18 представителей всех типов синтезированных соединений, из них более половины оказали анальгетическое действие различной степени выраженности (рис. 1).
Обсуждение результатов. Полученные данные по изучению острой токсичности соединений 2-4, по-видимому, объясняются тем, что, подобно другим производным ароилпировиноградных кислот, они расщепляются в организме на продукты,
представляющие собой метаболиты нормального обмена веществ, и не являются токсичными. Следует отметить, что модификация N-гетериламидов ароилпировиноградных кислот 2 до металлокомплексных производных 4 не приводит к увеличению токсичности, а в случае хелата 4а происходит её снижение, по сравнению с исходным лигандом (DL50 составляет 4800 мг/кг). Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об определенных преимуществах большинства синтезированных веществ перед препаратами сравнения в плане их безопасности.
В ряду N-гетериламидов 2ж-о нами обнаружены соединения, обладающие анальгетической активностью. При этом производные 2ж, л, н, о уступают препаратам сравнения, гетериламид 2к проявил через 30 мин более высокую анальгезию, а соединения 2з, и, м превосходят показатели препарата сравнения через 60 мин после введения. Выявлено, что в ряду 2-бензотиазолиламидов 2 введение электронодонорного заместителя в арильный фрагмент может привести к более высокой активности через 30 мин опыта (у соединения 2к), в то время, как у амида 2и с обратным эффектом заместителя наблюдается значительный рост активности лишь через 1 час.
Все изученные гидразонопроизводные 3 проявили анальгезирующее действие, однако наиболее активным оказалось соединение 3б, содержащее фрагмент 2-оксоиндола. По активности через 30 мин оно сопоставимо с эталонными препаратами, а через 60 мин
значительно превышает их показатели. Кроме того, соединение 3б в 1,4 раза менее токсично, чем метамизол натрия.
Прошедшие биологический скрининг хелатные комплексы 4 увеличивали время латентного периода оборонительного рефлекса мышей в различной степени. Наименее активны никелевые комплексы 4а, г. Кобальтовый хелат 4б сопоставим по силе действия с препаратами сравнения, а соединение 4в превосходит эффект метамизола натрия через 30 минут после введения. Однако наибольшую анальгетическую активность проявил марганцевый комплекс 4а, который по силе действия значительно превышает эффект метамизола натрия.
Выводы
1. Синтезированы неописанные в литературе производные N-гетериламидов ароилпировиноградных кислот.
2. Исследована острая токсичность и анальгетическая активность полученных соединений.
3. Выявлено 4 соединения, сопоставимые по силе действия с препаратами сравнения, 3 соединения, превышающие активность диклофенака и метамизола натрия, а также обладающие низкой острой токсичностью.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 1103-00882).
Список литературы
1. Амиды и гидразиды ацилпировиноградных кислот. Сообщение 11. Синтез и биологическая активность №(1,3-тиазол-2-ил)амидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот / В. О. Козьминых, А. В. Милютин, Р. Р. Махмудов [и др.] // Хим.-фарм. журн. — 2004. — Т. 38, № 12. — С. 21-24.
2. Гацура В. В. Методы первичных фармакологических исследований биологически активных веществ / В. В. Гацура. — М. : Медицина, 1974. — 39 с.
3. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под общ. ред. Р. У. Хабриева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Медицина, 2005.
4. Синтез и биологическая активность гетериламидов ароилпировиноградных и 5-ароилпиразол-3-карбоновых кислот / Ю. С. Андрейчиков, А. В. Милютин, И. В. Крылова [и др.] // Хим.-фарм. журн. — 1990. — Т. 24, № 7. — С. 33-35.
5. Синтез и биологическая активность солей гетероциклических аминов и гетерил-амидов на основе 4-арил-2,4-диоксобу-тановых кислот / Н. А. Пулина, В. В. Залесов, В. В. Юшков [и др.] // Вопр. биол., мед. и фармацевт. химии. — 2008. — № 2. — С. 37-40.
6. Синтез, свойства и биологическая активность 3-пиридиламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот / А. В. Милютин, Л. Р. Амирова, И. В. Крылова [и др.] // Хим.-фарм. журн. — 1996. — Т. 31, № 1. — С. 32-35.
SEARCH OF ANALGETICALLY ACTIVE SUBSTANCES AMONG DERIVATIVES N-HETERYLAMIDES OF AROILPYRORACEMIC ACIDS
NА. Pulina, F.V. Sobin, Т.М. Konshina
SEIHPE «Perm State Pharmaceutical Academy Minhealthsocdevelopment» (Novosibirsk c.)
By way of searching the new analgetically active substances N-heterylamide of aroilpyroracemic acids derivatives are synthesized. Acute toxicity is studied and analgetic activity of the bandings received on a model of thermal boring «a hot plate» is investigated. Low- toxicant agents that are equal on force and exceed the activity of comparable preparations are educed. Some patterns of analgetic activity from chemical structure of bandings are established.
Keywords: N-heterylamides of aroilpyroracemic acids derivatives, acute toxicity, analgetic activity.
About authors:
Pulina Natalia Alekseevna — doctor of pharmaceutical sciences, professor, head of pharmaceutical technology chair at SEI HPE «Perm State Pharmaceutical Academy Minhealthsocdevelopment», e-mail: [email protected]
Sobin Fedor Vladimirovich — candidate of pharmaceutical sciences, senior teacher of pharmaceutical technology chair at SEI HPE «Perm State Pharmaceutical Academy Minhealthsocdevelopment», ph. 282-58-42, e-mail: [email protected]
Konshina Tatyana Mihailovna — candidate of medical sciences, assistant professor of pharmacology chair at SEI HPE «Perm State Pharmaceutical Academy Minhealthsocdevelopment», e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Amides and hydrazides of acylpyroracemic acids. The report № 11. Synthesis and biological activity N — (1,3-thiazol-2-il) amides of 4-aril-2-hydroxi-4-oxo-2-butenoic acids / V. O.Kozminykh, A. V. Milyutin, R. R. Makhmudov [etc.] // Chemical-farm. magaz. — 2004. — V. 38, № 12. — P. 21-24.
2. Gatsura V. V. Methods of primary pharmacological researches of biologically active substances / V. V. Gatsura. — M: Medicine, 1974. — 39 P.
3. Management on experimental (preclinical) studying of new pharmacological substances / Under gen. edit. of R. U. Khabrievv. — 2 ed., the resd. and ad. — M: Medicine, 2005.
4. Synthesis and biological activity heterylamides of aroilpyroracemic acids and 5-aroilpirazol-3-carboxilic acids / Y. S. Andreychikov, A. V. Milyutin, I. V. Krylov [etc.] // Chemical-farm. magaz. — 1990. — V. 24, № 7. — P. 33-35.
5. Synthesis and biological activity of salts of heterocyclic amines and geteril-Amides on a basis of 4-aril-2,4-dioxobutanoic acids / N. A. Pulina, V. V. Zalesov, V. V. Yushkov [etc.] // Quest. of biol., medical and the pharm. chemistry. — 2008. — № 2. — P. 37-40.
6. Synthesis, properties and biological activity of 3-pyridilamides 4-aril-2-hydroxy-4-oxo-2-butnoic acids / A. V. Milyutin, L. R. Amirov, I. V. Krylov [etc.] // Chemical-farm. magaz. — 1996. — V. 31, № 1. — P.
