Синтез, свойства и биологическая активность 1-аминоалкил- и 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов
На правах рукописи
Семиколенных Марина Александровна
Синтез, свойства и биологическая активность 1-аминоалкил- и
1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов
15.00.02 – Фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата фармацевтических наук
Пермь 2007
Работа выполнена на кафедре физической и коллоидной химии государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пермской государственной фармацевтической академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Научный руководитель – доктор химических наук,
профессор Гейн В.Л.
Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук,
профессор Панцуркин В.И.
доктор химических наук,
профессор Масливец А.Н.
Ведущая организация – ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Защита состоится «27» марта 2007 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при Пермской государственной фармацевтической академии ГСП 277 по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Ленина, 48; телефакс: 212-94-76.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной фармацевтической академии.
Автореферат разослан «16» февраля 2007 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат фармацевтических
наук, доцент Метелёва Е.В.
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. В ряду проблем, стоящих перед современной фармацевтической химией, одной из наиболее важных является поиск соединений, обладающих высокой биологической активностью и малой токсичностью. Одним из перспективных классов химических соединений для синтеза биологически активных веществ являются замещенные 3-гидрокси-3-пирролин-2-оны, их производные и полученные на их основе конденсированные системы гетероциклов. Среди соединений этого класса обнаружены вещества с противомикробной, противовоспалительной, анальгетической, противовирусной, ноотропной и антиагрегантной активностью. Установлено,что на химические свойства и биологическую активность соединений оказывает влияние природа заместителя в положении 1 гетероцикла. С целью поиска биологически активных соединений среди 1-замещенных 3-гидрокси-3-пирролин-2-онов представляло интерес ввести в положение 1 гетероцикла диалкиламиноалкильный и аминоалкильный остаток и оценить, каким образом подобные структурные изменения оказывают влияние на химические свойства и биологическую активность 1-аминоалкил- и 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.
Цель работы. Целью данного исследования является разработка метода синтеза новых соединений ряда 1-аминоалкил- и 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов,изучение их химических свойств, определение биологической активности и выявление взаимосвязи строения полученных веществ с их биологической активностью.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
1) Разработать простые препаративные методы синтеза 1-аминоалкил- и 1диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.
2) Получить водорастворимые гидрохлориды 1-аминоалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.
3) Изучить взаимодействие синтезированных 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с моно и бинуклеофильными реагентами.
4) Выявить наиболее перспективные соединения для углубленного изучения среди 1-аминоалкил- и 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов и их производных.
Научная новизна. Разработаны методы синтеза 1-замещенных 3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.
Установлено, что структура продукта реакции метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и 1,3-диаминопропана зависит от соотношения количеств исходных реагентов. Впервые получены 1,3-ди(4-ацил-5-арил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)пропаны.
Обнаружено,что при взаимодействии метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и диэтилентриамина в молярном соотношении 2:1:1 образуются 1-(5-арил-4-ацил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)-2-(3-ароилметилен-2-оксопиперазин-1-ил) этаны.
Реакцией метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот с транс-1,2-диаминоциклогексаном синтезированы 3ароилметилен-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалоны.
Получено 125 новых соединений. На основании ИК, ЯМР 1Н и масс-спектров установлена их структура. Фармакологическому скринингу подвергнуто 41 соединение. Среди них обнаружены вещества с антимикробной, противовоспалительной, миорелаксирующей, гемостатической и диуретической активностью. Выявлены некоторые закономерности между строением и биологической активностью синтезированных соединений.
Практическая ценность. Разработаны препаративные методы синтеза 1(3-аминопропил)-, 1-(3-диметиламинопропил)-, 1-(N-ацетиламиноэтил)-,1-(2-диизопропиламиноэтил)-, 1-(3-дибутиламинопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, и 1,3-ди(4-ацетил-5-фенил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)пропанов, 1-(5-арил-4-ацил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)-2-(3-ароилметилен-2-оксопиперазин-1-ил)этанов, 3-ароилметилен-1Н,4Н-гексагидрохиноксалонов, гидрохлоридов 1-(3-аминопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-(3-дибутиламинопропил)-4-(4-метоксибензоил)-3-(4-метоксифениламино)-5(3-гидроксифенил)-3-пирролин-2-она, 5-(1-дибутиламинопропил)пирролло[3,4-c]пиразола. Среди полученных соединений обнаружены вещества, обладающие гемостатической, антимикробной, диуретической и противовоспалительной активностью. Выявлены ряды соединений, перспективные с точки зрения дальнейшего поиска биологически активных веществ.
Наиболее активным является соединение: 3-(4-нитробензоилметилен)-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалон, оказывающее противовоспалительное действие, на основании чего был получен патент.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на 68-й итоговой научной сессии КГМУ и отделения медико-биологических наук Центрально-Черноземного центра РАМН (Курск,2002), на 68-й Республиканской итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых Республики Башкортостан с международным участием «Вопросы теоретической и практической медицины, посвященной Году Спорта и Здорового Образа Жизни» (Уфа,2003), на 68-й межвузовской научной конференции студентов и молодых ученых (Курск,2003), на межвузовской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава «Вузы и регион» (Пермь,2003), на X и XI национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва,2003,2004 гг.), на российской научно-практической конференции «Рациональное использование лекарств» (Пермь,2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 1 статья в центральной печати, получен патент и 11 тезисов докладов на конференциях различного уровня.
Объем и структура диссертации. Содержание работы изложено на 142 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, приложения, списка литературы, включающего 127 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 30 таблиц.
На защиту выносятся:
- Синтез 1-аминоалкил и 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1,3-пирролинилпропанов, 3-ароилметилен-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалонов, взаимодействие гидроксипирролинонов с нуклеофильными реагентами.
- Установление структуры полученных соединений на основе спектральных исследований.
- Результаты фармакологических испытаний синтезированных соединений на антимикробную, ноотропную, диуретическую, гемостатическую, противовоспалительную, двигательную, миорелаксирующую активность и острую токсичность, выявление связи между структурой и активностью.
Основное содержание работы
- Синтез 1-аминоалкил- и 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов
Нами было установлено, что при взаимодействии метиловых эфиров ароилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и 1,3-диаминопропана в эквимолярных количествах в диоксане образуются 1-(3-аминопропил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (Iа-м).
Iа-м
R1 = 4-CH3ОС6Н4 (а,б,в,г,д,е,ж,з,и,к); 4-ClC6H4 (л,м)
R2 = Н (а); 2-Сl (е); 3-OСH3,4-OH (б); R2С6Н4 = 2-тиенил (в); 2,4-(OСH3)2 (г); 3- OСH3 (ж); 4-F (з,л); R2С6Н4 =2-пиридил (д), 4-tBut (и), R2С6Н4 =3-пиридил (к), 4- OСH3 (м).
Согласно данным ИК, ЯМР 1Н, а также качественной реакции со спиртовым раствором хлорида железа (III) соединения Iа-м существуют в енольной форме.
Образование в данной реакции исключительно соединений I объясняется, по-видимому, протонированием аминогруппы 3-аминопропильного остатка за счет енольного гидроксила, что препятствует ее взаимодействию с электрофильными реагентами.
Так как 1,3-диаминопропан содержит две реакционноспособные аминогруппы, представляло интерес изучить возможность одновременного протекания реакции по двум центрам.
Проведенные исследования показали, что при взаимодействии метилового эфира ацилпировиноградной кислоты со смесью альдегида и 1,3-диаминопропана в молярном соотношении 2:2:1 образуются 1,3-ди(4-ацил-5-арил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил) пропаны (IIа-б).
 |
 |
IIа-б
R1 = CH3(а); C6H5(б).
R2 = Н(а,б).
Структура соединений IIа-б установлена на основании данных ИК, ЯМР 1Н и масс-спектров. Существование соединений IIа-б в енольной форме подтверждается качественной реакцией с хлоридом железа (III).
С целью синтеза защищенных по аминогруппе 1-аминоалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов нами были изучены реакции эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и ацилированного алкиламина. В качестве последнего использовался N-ацетилэтилендиамин.
Проведенные исследования показали, что при смешении эквимолярных количеств указанных реагентов в этаноле образуются 1-(2-ацетиламиноэтил)-4-ароил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (IIIа-з).
IIIа-з
R1 = H (а,г,д,е), 4-Cl (б,в,ж,з);
R2 = 4-Cl (а,б), 3-NO2(в), 2,4-(СН3О)2(г,ж), 3,4-(СН3О)2 (д,з), 4-F(е)
Существование соединений IIIа-з в енольной форме доказано на основании данных ИК, ЯМР 1Н, а также качественной реакцией с хлоридом железа (III).
С целью дальнейшего синтеза 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов нами были изучены реакции эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и замещенного алкиламина. В качестве последнего использовались 3-диметиламинопропиламин, 2-диизопропиламиноэтиламин,3- дибутиламинопропиламин.
При взаимодействии эквимолярных количеств указанных реагентов в этаноле или диоксане получены 1-(3-диметиламинопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (IVа-з), 1-(2-диизопропиламиноэтил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (Vа-к), 1-(3-дибутиламинопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (VIа-х).
IVа-з
R1 = 4-СН3ОC6H4 (а-е),4-Cl C6H4 (ж,з)
R2 = 4-Cl (а), 4-OH (б), 4(СН3)3С (в), 4-N(CH3)2 (г), 3-OH(д), R2С6Н4=2-пиридил(е,з), 3-OCH3,4-ОН(ж),
Vа-к
R1 = C6H5 ( а,д,е,ж,з,и ); CH3 ( б,в,г,к )
R2= 3-OCH3, 4-OH(а); 4-OH (б); R2С6Н4=2-тиенил (в,з); R2С6Н4=3-пиридил (г); 3-OC2H5, 4-OH (д); Н (е); 3,4-(OCH3)2 (ж); 3-OH (и); 4-OCH3 (к).
VI а-х
R1 = 4-CH3OC6H4 (а,б,в,к-х); 4-ClC6H4 (г,д,е); C6H5 (ж,з,и);
R2 = Н (а,г,ж); 4-OCH3 (б,д,з); 4-Br (в,е,и); 2-OCH3 (к); 2-Cl (л); 3-F (м); 4-(СH3)2CH (н); 3,4-(OCH3)2 (o); 3-OCH3, 4-OH (п); 3-OC2H5, 4-OH (р,); 4-OC2H5 (с); 3-OH (т);4-OH (у); R2С6Н4=3-пиридил (ф); R2С6Н4=2-пиридил (х).
Данные ИК, ЯМР 1Н свидетельствуют о существовании соединений IVа-з, Vа-к, VI а-х в енольной форме.
С целью изучения влияния структурных особенностей аминоалкильного остатка и количественного соотношения реагентов на результат данной реакции нами было изучено взаимодействие метилового эфира бензоилпировиноградной кислоты со смесью ароматического альдегида и диэтилентриамина в молярном соотношении 1:1:1 и 2:1:1. Проведенные исследования показали, что при взаимодействии исходных реагентов в любом соотношении образуются 1-(5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)-2-(3-бензоилметилен-2-оксопиперазин-1-ил) этаны VII а-к, и оптимальным является соотношение реагентов 2:1:1.
VII а-к
R=H(а); 4-OH-3-OСН3 (б); 4-F(в); 4-Cl(г); 4-NO2(д); 4-OСН3(е); 3,4-(OСН3)2(ж); 4-СН3(з); 4-CH(СН3)2(и); 4-С(СН3)3(к).
Структура соединений VII а-к установлена на основании данных ИК, ЯМР 1Н и масс-спектров.
2. Синтез 3-ароилметилен-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалонов
Ранее было показано, что при взаимодействии метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот с о-фенилендиамином образуются 3-ароилметилен-1,2,3,4-тетрагидро-2-хиноксалоны. В то же время в реакции тех же эфиров со смесью ароматического альдегида и этилендиамина образуются замещенные 1-(2-аминоэтил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны.
Принимая во внимание литературные данные, представляло интерес изучить взаимодействие эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и (±) транс-1,2-диаминоциклогексана. Проведенные исследования показали, что альдегид не участвует в данной реакции.Во всех случаях при проведении реакции в диоксане при нагревании с хорошим выходом образуются 3-ароилметилен-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалоны:
IХа-е
R=H (а), 4-Cl (б), 4-CH3 (в), 4-OCH3 (г), 4-NO2 (д), 4-Br (е).
Данные спектров свидетельствуют о том, что соединения (IX а-е), как и известные хиноксалоны существуют в форме с экзоэтиленовой двойной связью, что, по-видимому, объясняется стабилизацией последней за счет возникновения внутримолекулярных водородных связей.
3.Синтез гидрохлоридов 1-аминоалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов
Так как не все замещенные 1-(3-аминопропил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны удалось выделить в кристаллическом состоянии, а также с целью улучшения растворимости данных соединений в воде, они были переведены в гидрохлориды Xа-д. Проведенные исследования показали, что при упаривании на водяной бане раствора исходных гидроксипирролинонов в концентрированной хлороводородной кислоте с хорошими выходами образуются соответствующие гидрохлориды(Xа-д).
Xа-д
R1 = 4-ClС6Н4 (а,г); C6H5(б,в); 4-CH3С6Н4 (д)
R2 = Н (б,г,д); 4-CH3О (а,в);
В ИК спектрах полученных гидрохлоридов полоса поглощения протонированной первичной аминогруппы находится в области 3321–3528 см -1. В спектрах ЯМР 1Н соединений Xа-д присутствует дополнительно к сигналам протонов соответствующих оснований два уширенных сигнала протонов аминогруппы при 8,11–8,33 м.д. Соединения Xа-д дают реакцию на хлорид-ион с раствором нитрата серебра.
4. Реакции 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с нуклеофильными реагентами
В случае 1-(3-дибутиламинопропил)-5-(3-гидроксифенил)-4-(4-метоксибензоил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-она (VIт) при кипячении с п-анизидином в уксусной кислоте был выделен 1-(3-дибутиламинопропил)-4-(4-метоксибензоил)-3-(4-метоксифениламино)-5-(3-гидроксифенил)-3-пирролин-2-он (XIа).
XIа
В его ИК спектре присутствуют полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями лактамной карбонильной группы при 1695 см-1, кетонной карбонильной группы при 1596 см-1 и полоса поглощения вторичной аминогруппы при 3273 см-1. Данные ИК спектра свидетельствуют о существовании соединения XIа в енаминной форме.
В ЯМР 1Н спектре соединения XIа присутствуют сигналы протонов метиленовых групп аминопропильного остатка: два мультиплета протонов метиленовой группы в положении 2 при 1,64 м.д. (С(2)НАНВ) и 1,68 м.д. (С(2)НАНВ); два мультиплета протонов метиленовой группы в положении 1 при 2,75 м.д. (С(1)НАНВ) и 3,43 м.д. (С(1)НАНВ); сигналы остальных протонов метиленовых групп дибутиламинопропильного остатка в области 2,67м.д. и 0,84 м.д.; синглет протона в положении 5 гетероцикла при 5,20 м.д., два дублета четырех ароматических протонов остатка п-анизидина при 6,78 и 7,21 м.д., сигналы ароматических протонов бензольного кольца в положении 5 гетероцикла при 7,19 (2Н, т, С(м)Н) и 7,46 м.д. (2Н, д, С(о)Н) и два дублета четырех ароматических протонов пара-метоксифенильного остатка при 7,74 и 7,98 м.д., синглет протона вторичной аминогруппы при 9,20 м.д., а также сигнал 3-х протонов метоксигруппы при 3,76 м.д.
Структура соединения XIа доказана также на отсутствия качественной реакции с хлоридом железа (III) на енольную гидроксильную группу.
При взаимодействии тетрагидропиррол-2,3-дионов с бинуклеофильными реагентами образуются конденсированные системы гетероциклов, а именно пирроло[3,4-c]пиразолы, обладающие различными видами биологической активности.
Нами было изучено взаимодействие 1-(3-дибутиламинопропил)-4-(4-метоксибензоил)-5-(2-хлорфенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-она(VIл) с гидразингидратом. Проведенные исследования позволили установить, что при кипячении указанного исходного вещества с гидразингидратом в ледяной уксусной кислоте образуется замещенный 5-(1-дибутиламинопропил)пирролло[3,4-c]пиразол (XIIа).
XIIа
В ИК спектре соединения XIIа наблюдаются полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями лактамной карбонильной группы при 1695 см-1, протонированной вторичной аминогруппы при 3125 см-1.
В ЯМР 1Н спектре соединения XIIа присутствуют сигналы протонов метиленовой группы аминопропильного остатка: два мультиплета протонов метиленовой группы в положении 2 при 1,64 м.д. (С(2)НАНВ) и 1,69 м.д. (С(2)НАНВ); два мультиплета протонов метиленовой группы в положении 1 при 3,42 м.д. (С(1)НАНВ) и 3,68 м.д. (С(1)НАНВ); сигналы остальных протонов метиленовых групп дибутиламинопропильного остатка в области 2,67 м.д. и 0,84-1,62 м.д.; синглет метинового протона в положении 4 гетероцикла при 5,99 м.д., группа линий ароматических протонов в области 6,76-7,52 м.д., сигнал протонированной аминогруппы при 7,90 м.д. и синглет протона вторичной аминогруппы в положении 1 при 13,65 м.д., а также сигнал протонов метильной метоксигруппы при 3,69 м.д.
Синтезированное соединение XIIа не дает вишневого окрашивания со спиртовым раствором хлорида железа (III), что, наряду с данными спектров, подтверждает указанную структуру.
5.Биологическая активность синтезированных соединений
Представители большинства рядов полученных нами соединений были исследованы на наличие ноотропной, гемостатической, антимикробной, анальгетической, противовоспалительной, двигательной, ориентировочной, миорелаксирующей, антидепрессивной, мочегонной активности.
Исследование ноотропной, противовоспалительной, анальгетической активности, двигательной, ориентировочной, миорелаксирующей, антидепрессивной, мочегонной и острой токсичности проведено на кафедре фармакологии Пермской государственной фармацевтической академии под руководством профессора Юшкова В.В.
Испытания на антимикробную активность осуществлялись на кафедре микробиологии ПГФА доцентом Ворониной Э.В., зав. кафедрой доцент Одегова Т.Ф.
Гемостатическая активность изучалась на кафедре физиологии и патологии ПГФА под руководством профессора Сыропятова Б.Я.
Противомикробную активность определяли методом последовательных разведений в мясопептонном бульоне (МПБ) и изучали активность по отношению к золотистому стафилококку и кишечной палочке.
Рабочий раствор готовили разведением бактериальной культуры с концентрацией 5 млн. микробных тел в 1 мл, который в количестве 0,1 мл вносили в 2 мл МБП. Таким образом, бактериальная нагрузка на 1 мл жидкости составляла 250000 микробных тел.
Результаты опытов учитывали после 18-20 часов выдержки контрольных и опытных образцов в термостате при 36-37°С. Регистрировали наличие или отсутствие роста бактериальных культур за счет бактериостатического действия соединения. За действующую дозу принимали минимальную ингибирующую концентрацию соединения (МИК, мкг/мл), которая задерживает рост бактериальных культур.
Противомикробная активность была определена у 34 соединений. Исследования показали, что на величину антимикробной активности испытанных соединений влияет структура заместителя в положении 1 гетероцикла. Таким образом, с увеличением углеродной цепи аминоалкильного остатка антимикробная активность стабильно снижается.
Исходя из имеющихся данных не представляется возможным выявить четкую зависимость между антимикробной активностью и структурой заместителей в положении 4 и 5 гетероцикла. Однако следует отметить относительно высокую активность соединений VIIж, VIIи, VIIк и VIз, содержащих в положении 4 гетероцикла 3,4-диметокси-, 4-изопропил-, 4-трет-бутил- и 4-метоксифенильный заместители.
Учитывая структурное сходство 1-аминоалкильных производных 3-гидрокси-3-пирролин-2-она с пирацетамом, проведено изучение выраженности антиамнестического действия у 2 веществ. Для оценки антиамнестического действия использовали метод психогенной амнезии, предложенный Л.В. Лоскутовой и Р.Ю. Ильюченком, на беспородных белых крысах массой 150-200 г.
Соединения вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг в виде взвеси в 2%-ной крахмальной слизи. Препарат сравнения – ноотропил, 400 мг/кг внутрибрюшинно.
Повторное тестирование проводили через 24 часа. Регистрировали процент крыс, зашедших на второй день в темный отсек, и разницу во времени пребывания крыс в темном отсеке между первым и вторым днем опыта. Обработку результатов проводили по методу Р.Л. Фишера с вычислением критерия достоверности при р 0,05.
Опыты показали, что соединение VIIв не проявляет антиамнестического действия в дозе 50 мг/кг. Соединение VIе обладает слабым антиамнестическим эффектом. (см. табл. 1).
Таблица 1
Антиамнестическое действие соединений
| № соединения | nn | 1-й день опыта | 2-й день опыта | |||
| время в темном отсеке, сек | % крыс, зашедших в темный отсек | время в темном отсеке, сек | % крыс, зашедших в темный отсек | t, сек | ||
| VIе | 1 10 | 157,7 | 100 | 48,0 | 33* | 109,7±27,6* |
| VIIв | 1 10 | 152,0 | 100 | 172,0 | 100 | 20,0±2,1 |
| Контроль 2% крахмальная слизь | 1 10 | 149,7 | 100 | 150,2 | 100 | 1,5±4,5 |
| Пирацетам | 1 10 | 161,7 | 100 | 31,5 | 40* | 130,2±10,4* |
* – достоверно отличается от контроля при р 0,05.
Проведенные испытания позволяют сделать вывод о перспективности поиска новых соединений с ноотропной активностью среди 1-(5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)-2-(3-бензоилметилен-2-оксопиперазин-1-ил) этанов.
Противовоспалительная активность синтезированных соединений изучалась на белых крысах массой 180-220 г на модели воспалительного отека, вызванного субплантарным введением в заднюю лапу крысы 0,1 мл 1% водного раствора каррагенина. Величину воспалительной реакции оценивали онкометрически по изменению объема воспаленной конечности в % к исходному через 1, 3 и 5 часов после введения испытуемых веществ. Испытуемые соединения (в дозе 50 мг/кг) и препарат сравнения – ортофен (в дозе 10 мг/кг) вводили перорально в виде взвеси в 2%-ной крахмальной слизи. Контрольным животным вводили эквиобъемные количества крахмальной слизи.
Таблица 2
Противовоспалительная активность синтезированных соединений
| № соединения | n | Доза, мг/кг (перорально) | % торможения воспаления | ||
| 1 час | 3 часа | 5 часов | |||
| Iа | 6 | 50 | 16,0±5,4 | 0 | 3,8±2,4 |
| Iв | 6 | 50 | 16,0±6,0 | 7,0±2,0 | 8,0±3,0 |
| Iд | 6 | 50 | 6,0±2,0 | 2,0±1,0 | 11,0±2,0 |
| Iж | 6 | 50 | 28,1±3,9** | 30,8±1,9** | 32,0±1,6** |
| Iз | 6 | 50 | 0 | 0 | 0 |
| Iи | 6 | 50 | 52,6±0,4*** | 30,7±6,1** | 37,0±5,0** |
| Iк | 6 | 50 | 33,7±1,5** | 24,3±7,1* | 43,3±4,4** |
| Vб | 6 | 50 | 37,0±6,0* | 44,0±6,8*** | 49,0±7,8** |
| Vг | 6 | 50 | 33,0±4,9* | 30,0±5,4* | 32,0±4,5*** |
| VIб | 6 | 50 | 13,3±8,4 | 0 | 5,5±2,1 |
| VIк | 6 | 50 | 21,0±7,3 | 23,3±3,5 | 30,0±16,0 |
| VIт | 6 | 50 | 39,0±15,0 | 36,0±13,0 | 44,0±11,0** |
| VIIг | 6 | 50 | 26,0±4,5 | 26,0±4,5 | 16,0±1,0 |
| VIIд | 6 | 50 | 26,0±4,4 | 26,0±4,4 | 18,0±5,7 |
| IXг | 6 | 50 | 38,0±11,9 | 47,0±1,3*** | 44,0±4,1** |
| IXд | 6 | 50 | 24,2±10,0 | 26,4±5,5* | 34,6±5,5** |
| Xв | 6 | 50 | 25,2±3,3* | 57,8±5,6*** | 37,7±3,7** |
| ортофен | 6 | 10 | 22,3±3,7 | 29,0±2,8 | 38,7±4,3 |
*** достоверно отличается от контроля при p 0,001
** достоверно отличается от контроля при p 0,01
* достоверно отличается от контроля при p 0,05
В результате проведенных исследований установлено, что соединения Iж,Iи,Iк,Vб,Vг,IXг,Xв обладают выраженной противовоспалительной активностью. Об этом свидетельствует торможение каррагенинового отека через 1,3 и 5 часов после моделирования воспалительной реакции. Соединение IХд проявило выраженный противовоспалительный эффект на 3 и 5 часе наблюдения.
На основании полученных данных можно сделать вывод о целесообразности дальнейшего поиска веществ с противовоспалительным действием среди 1(2-диизопропиламиноэтил)- и 1-(3-аминопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, а также 3-ароилметилен-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалонов. Замечено, что наличие электронодонорных заместителей в n- и м- положении в арильном фрагменте в положении 5 гетероцикла способствует более сильному противовоспалительному действию.
Диуретическая активность изучалась на белых беспородных крысах обоего пола массой 220 – 280 г. Крысы в течение cуток перед опытом лишались воды и пищи. Водную нагрузку осуществляли реr оs непосредственно перед опытом из расчета 25 мл/кг. Сбор мочи производили через 5 и 24 часа после водной нагрузки. Исследуемые соединения вводили per os в дозе 50 мг/кг.
Проведенные исследования показали, что соединения Iи и Iк обладают мочегонным действием, о чем свидетельствует прирост мочи (табл.3). Наибольшую диуретическую активность проявило соединение Iи, так как оно увеличивало диурез во все сроки наблюдения. Следует отметить, что по диуретической активности это соединение превосходило препарат-эталон (гипотиазид). Что же касается соединения Iк, то оно также проявило мочегонное действие, но лишь на 5 часе опыта и по диуретической активности уступало как соединению Iи, так и препарату-эталону.
Исходя, из имеющихся данных не представляется возможным выявить четкую зависимость между диуретической активностью и структурой заместителей в положениии 4 и 5 гетероцикла. Однако следует отметить целесообразность дальнейшего поиска веществ, обладающих диуретическим действием среди 1-(3-аминопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.
Таблица 3
Влияние соединений Iи и Iк на диурез
| Серии опытов | Доза, мг/кг | n | Количество мочи, мл через | Прирост количества мочи в % через | ||||
| 5 час | 24 час | |||||||
| контроль | опыт | контроль | опыт | 5 час | 24 час | |||
| Iи | 50 | 6 | 2,3±0,25 | 4,87± 0,08***1 **2 | 3,1±0,38 | 6,37±0,44**1 **2 | 111,7***1 **2 | 105,5**1 **2 |
| Iк | 50 | 6 | 3,9± 0,6*1 | 4,23±0,6 | 69,7*1 | 36,4 | ||
| Гипотиазид | 50 | 6 | 5,13±0,31 | 8,87±0,56***1 | 7,1±0,35 | 10,77±0,84**1 | 72,9***1 | 51,7**1 |
***-достоверно при р 0,001
**-достоверно при р 0,01
*-достоверно при р 0,05
1-по сравнению с контролем
2-по сравнению с гипотиазидом
Исследование влияния соединений на свертывающую систему крови проводили на кафедре ПГФА in vitro с помощью коагулометра «Минилаб 701».
Для исследования использовали цитратную (3,8%) кровь (9:1) собаки. Влияние соединений на свертывание крови изучали в одинаковой концентрации 1 мг/мл. В качестве эталона сравнения антикоагулянтной активности использовали раствор гепарина в концентрации 1 ЕД/мл крови. Эталон сравнения гемостатической активности – этамзилат в концентрации 1 мг/мл.
Таблица 4
Влияние соединений на свертывающую систему крови
| Соединение | Время свертывания, сек. | % изменения свертываемости | ||
| контроль | опыт | |||
| VIа | 31,9±1,03 | 37,1±1,92 | -16,3* | |
| VIIж | 35,1±1,85 | 26,3±2,28 | +25,1** | |
| IXб | 33,7±1,75 | 25,7±1,28 | +23,7** | |
| гепарин | 29,9±0,48 | 36,6±1,82 | -22,4* | |
| этамзилат | 28,9±1,11 | 24,5±0,94 | +15,2* | |
**-достоверно при р 0,01
*-достоверно при р 0,05
Как видно из таблицы 4, соединения VIIж, Ixб проявляют гемостатическое действие, т.к. укорачивают время свертывания цитратной крови на 25,1% и 23,7%.
Для оценки двигательной активности была использована методика «открытое поле». Этот тест максимально физиологичен и позволяет одновременно регистрировать двигательную активность и ориентировочное исследовательское поведение.
Установка представляет собой площадку размером 60 x 60 см, рассеченную на 16 одинаковых квадратных полей. В центре каждого поля находится отверстие диаметром 3 см. Площадка вмонтирована в коробку и равномерно освещена сверху лампой. Исследуемые соединения вводили беспородным белым мышам обоего пола массой 16-22 г внутрибрюшинно в виде взвеси в 2% крахмальной слизи в дозе 50 мг/кг. Контрольным животным вводили эквиобъемные количества крахмальной слизи.
Тестирование начинали через 0.5 часа после введения испытуемых соединений. Мышей помещали в центре площадки. О наличии двигательной активности судили по количеству пересеченных полей, а об ориентировочной реакции – по количеству осмотренных животными отверстий в течение двух минут. Опыты проводили строго в дневное время (12-14 часов) при температуре 17-20°С.
Проведенные исследования показали, что 1-(2-диизопропиламиноэтил)-4-бензоил-5-м-метокси-п-гидрокифенил-3-гидрокси-3-пирролин-2-он оказывает психотормозящее действие, а 1-(3-дибутиламинопропил)-4-метоксибензоил-5-(3-пиридил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-он обладает психостимулирующим действием.
Миорелаксирующее действие исследовали в опытах на белых мышах обоего пола массой 16-22 г на модели «вращающийся стержень» и по изменению рефлекса подтягивания на проволоке. Предварительно оценивалась способность мышей держаться на вращающемся стержне и подтягиваться на проволоке, мышей без этих способностей из опыта отбраковывали. Исследуемые вещества вводили внутрибрюшинно, в виде взвеси в 2% крахмальной слизи, в дозе 50 мг/кг. Контрольным животным вводили эквиобъемные количества крахмальной слизи.
Обнаружено, что соединение Iж 1-(3-аминопропил)-4-(4-метоксибензоил)-5-(4-фторфенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-он обладает достоверным миорелаксирующим эффектом и нарушает у мышей координацию движений, а соединения Iи, Iк таким действием не обладают.
Таблица 5
Влияние соединений на мышечную релаксацию и координацию движений
| Соед. | n | Исходный рефлекс, % | Кол-во мышей удерживающихся на стержне, % | Количество мышей с сохранившимся рефлексом подтягивания на проволоке, % | Количество мышей удерживающихся на стержне, % | Количество мышей с сохранившимся рефлексом подтягивания на проволоке, % | Количество мышей удерживающихся на стержне, % | Количество мышей с сохранившимся рефлексом подтягивания на проволоке, % |
| 0,5 часа | 1 час | 2 часа | ||||||
| Iж | 6 | 100 | 0 * | 20 * | 40 * | 30 * | 60 * | 70 * |
| Iи | 6 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Iк | 6 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Контр. | 6 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Определение острой токсичности синтезированных соединений показало, что они практически нетоксичны или малотоксичны по классификации Сидорова и мало опасны или умеренно опасны по классификации ГОСТ 12.01.00776.
Выводы
- Установлено, что при взаимодействии метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и 1,3-диаминопропана образуются 1-(3-аминопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны.
- Показано, что при использовании вдвое меньшего количества 1,3-диаминопропана образуются 1,3-ди(4-ацил-5-арил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил) пропаны.
- Реакция эфиров ароилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и N-ацетилэтилендиамина приводит к 1-(2-ацетиламиноэтил)-4-ароил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онам.
- Установлено, что при взаимодействии метиловых эфиров со смесью ароматического альдегида и диалкиламиноалкиламина (2-диизопропиламиноэтиламина,3-диметиламинопропиламина,3-дибутиламинопропиламина) в эквимолярном соотношении образуются соответствующие 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны.
- Обнаружено, что при взаимодействии метилового эфира бензоилпировиноградной кислоты со смесью ароматического альдегида и диэтилентриамина в молярном соотношении 2:1:1 образуются 1-(5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)-2-(3-бензоилметилен-2-оксопиперазин-1-ил) этаны.
- Предложен способ синтеза 3-ароилметилен-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалонов на основе реакции метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот и (±) транс-1,2-диаминоциклогексана. Показано, что присутствие ароматического альдегида в реакционной смеси не влияет на протекание реакции.
- Получены гидрохлориды 1-(3-аминопропил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, которые обладают значительно лучшей растворимостью в воде по сравнению с исходными основаниями.
- Показано, что взаимодействие 1-(3-дибутиламинопропил)-5-(3-гидроксифенил)-4-(4-метоксибензоил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-она при кипячении с п-анизидином в уксусной кислоте приводит к 1-(3-дибутиламинопропил)-4-(4-метоксибензоил)-3-(4-метоксифениламино)-5-(3-гидроксифенил)-3-пирролин-2-ону, а взаимодействие 1-(3-дибутиламинопропил)-4-(4-метоксибензоил)-5-(2-хлорфенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-она с гидразингидратом приводит к замещенному 5-(1-дибутиламинопропил)пирролло[3,4-c]пиразолу.
- Изучена противомикробная, ноотропная, диуретическая, двигательная, миорелаксирующая, противовоспалительная активность более 40 соединений. Обнаружено наличие связи между структурой и биологической активностью исследованных соединений.
Основное содержание диссертации опубликовано в работах:
- Касимова, Н.Н. Синтез и биологическая активность 1-(3-аминопропил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов / Н.Н. Касимова, Я.В. Балахнина, М.А. Панина, В.Л. Гейн, Э.В. Воронина, М.Ю. Васильева, В.В. Юшков // Сборник работ 68-й итог. науч. сессии КГМУ и отделения медико-биологических наук Центр.-Чернозем. центра РАМН. Часть II – Курск,2002. – С. 227.
- Касимова, Н.Н. Синтез потенциально биологически активных замещенных 1-(3-дибутиламинопропил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов / Н.Н. Касимова, М.А. Панина, В.Л. Гейн // Вопросы теоретической и практической медицины, посвященной Году Спорта и Здорового Образа Жизни. Материалы 68-й Республиканской итог. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых Республики Башкортостан с международным участием. – Уфа, 2003. – С.151.
- Касимова, Н.Н. Синтез замещенных 1-(3-пирролин-1-ил)-2-(пиперазин-4-ил) этанов / Н.Н. Касимова, М.А. Панина, В.Л. Гейн // Мат 68-й межвуз. Науч. конф. студентов и мол. Ученых. Часть III – Курск,2003. – С. 38-39.
- Гейн, В.Л. Синтез и противомикробная активность 1-(5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-2-оксо-3-пирролин-1-ил)-2-(3-бензоилметилен-2-оксопиперазин-1-ил)этанов / В.Л. Гейн, Н.Н. Касимова, М.А. Панина, Э.В. Воронина // Хим.-фарм. журнал – 2006. – № 8. – С. 5 - 6.
- Панина, М.А. Синтез 1-(2-диизопропиламиноэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов / М.А. Панина, Н.Н. Касимова, В.Л. Гейн // Актуальные проблемы фармацевтической науки и образования: итоги и перспективы. Материалы межвуз. науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава « Вузы и регион». – Пермь, 2003. – С. 59.
- Касимова, Н.Н. Синтез 3-ароилметилен –1Н,4Н-гексагидрохиноксалонов с потенциальной биологической активностью / Н.Н. Касимова, М.А. Панина, В.Л. Гейн, В.В. Юшков // Молодежь и медицинская наука в XXI веке. Мат. VII-ой итоговой открытой науч.-практ. конф. мол. Ученых и студентов с международным участием. – Киров,2003. – С. 67 - 68.
- Патент РФ №2271352. 3-(4-нитробензоилметилен)-1Н,4Н-гексагидро-2-хиноксалон, проявляющий противовоспалительную активность / Гейн В.Л., Юшков В.В., Панина М.А., Шуклина Н.С., Губанова М.В.. – 10.03.2006.
- Гейн, В.Л. Синтез и биологическая активность замещенных 1-аминоалкил и 1-диалкиламиноалкил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов / Н.С. Шуклина, М.Ю. Васильева, Э.В. Воронина, М.А. Панина // X Российский национальный конгресс «Человек и лекарство»: [тез. докл.]. – Москва, 2003. – С. 596.
- Гейн, В.Л. Биологическая активность соединений, полученных реакцией эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и замещенного этилендиамина / В.Л. Гейн, В.В. Юшков, Н.Н. Касимова, Н.С. Шуклина, А.А. Полякова, М.А. Панина, М.В. Губанова // XI Российский национальный конгресс «Человек и лекарство»: [тез. докл.]. – Москва, 2004. – С. 865.
- Губанова, М.В. Биологическая активность 1-диалкиламиноалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов / М.В. Губанова, Н.С. Шуклина, В.В. Юшков, М.А. Панина, Н.Н. Касимова, В.Л. Гейн // Рациональное использование лекарств. Мат. Российской науч.-практ. конф. – Пермь, 2004. – С.31 - 32.
- Панина, М.А. 1-Аминоалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны, проявляющие диуретическую активность / М.А. Панина, Н.Н. Касимова, В.Л. Гейн, Л.В. Стрелкова, В.В. Юшков // Университетская наука: взгляд в будущее. Сборник труд. юбилейной науч. конф. КГМУ и сессии Центр.-Чернозем. Науч. центра РАМН, посв. 70-летию КГМУ. Том II. – Курск,2005. – С.258 - 259.
- Панина, М.А. Взаимодействие эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и дибутиламинопропиламина и биологическая активность полученных соединений / М.А. Панина, Н.Н. Касимова, М.В. Губанова, В.Л. Гейн, В.В. Юшков // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции. Сборник науч. трудов. – Пятигорск,2005. – С.402 - 404.
