Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

PREDICTION, SYNTHESIS AND STUDY OF DOPHAMINERGIC ACTIVITY OF HYDROXY- AND METHOXYPHENYL DERIVATIVES OF 4-(3)QUINAZOLINONE

Ovakimyan A.G. 1 Bicherov A.A. 2 Kodonidi I.P. 1 Oganesyan E.T. 1 Manvelyan E.A. 3 Bicherov A.V. 2 Tyurin R.V. 2 Zaychenko S.B. 2 Manvelyan M.M. 3
1 Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute, a branch of the Volgograd State Medical University
2 Research Institute of Physical and Organic Chemistry, Southern Federal University
3 North-Caucasian Federal University
Ранее, в исследованиях, посвященных изучению взаимосвязи «структура-активность» для ряда производных 4-(3)хиназолинона, был выявлен широкий спектр фармакологических свойств, в том числе, выраженное влияние на ЦНС. В продолжение этих работ осуществлен поиск новых дофаминергических веществ среди гидрокси- и метоксифенильных производных 4-(3)хиназолинона. На основе логико-структурного подхода и при помощи компьютерной программы PASS (PredictionofActivitySpectraforSubstances) были выявлены наиболее перспективные структуры. Эти соединения были получены путем взаимодействия нитрила антраниловой кислоты с соответствующими ароматическими альдегидами в присутствии полифосфорной кислоты. Результаты фармакологических исследований показали, что практически все полученные целевые продукты представляют интерес с точки зрения создания новых противопаркинсонических средств.
The broad spectrum of biological activity of 4-quinazolinon derivatives, including apparent influence on central nervous system, was revealed in previous studies, concerning structure-activity relationship. Therefore the search of new dopaminergic compounds was continued among hydroxy- and methoxyphenyl-4-quinazolinon derivatives. Based on logical framework approach the most interesting compounds were found with the help of PASS (software "Activity Spectra for Substances"). Leader compounds were synthesized by reaction between anthranilic acid with named aromatic aldehydes in polyphosphoric acid. Obtained pharmacological results showed that all synthesized compounds were interesting in the field of antiparkinsonian drug search.
galaperidolova catalepsia
antiparkinsonian activity
polyphosphorus acid
dopaminergic compounds
4-quinazolinon derivatives

В процессе поиска веществ, влияющих на ЦНС, важное внимание уделяется целенаправленному синтезу биологически активных соединений (БАС), являющихся агонистами дофаминовых рецепторов. В последнее время, по мере изменения ценза числа пожилых людей в структуре общества, постоянно увеличивается, а болезнь Паркинсона стала настоящей социальной проблемой. На ранних стадиях этой болезни предпочтительно применение агонистов дофаминовых рецепторов, обладающих нейропротекторным действием и способных защищать нейроны от негативного воздействия, а также восстанавливать ранее поврежденные клетки.

В более ранних наших работах было подтверждено нейропротекторное действие ряда производных 4-(3)хиназолинона [4]. По указанной причине значительный интерес вызывает целенаправленный синтез гидрокси- и метоксипроизводных 4-(3)хиназолинона, которые, согласно осуществленному прогнозу, могут обладать дофаминергической активностью.

Материалы и методы.

Прогноз психотропной активности осуществлен с использованием программы PASS (PredictionofActivitySpectraforSubstances). Она позволяет определить вероятность проявления различных фармакологических эффектов прогнозируемыми веществами [6].

Синтез гидрокси- и метоксифенильных производных 4-(3)хиназолинона осуществлялся взаимодействием эквимолекулярных количеств нитрила антраниловой кислоты и соответствующей ароматическойкислоты в среде полифосфорной кислоты (ПФК) в течение 30-40 минут при температуре 100°С.

Противопаркинсоническую активность производных 4-(3)хиназолинона изучали на белых половозрелых крысах-самцах и самках линии Вистар массой 200-250 г (по 9-10 в группах) на модели каталепсии. Каталепсию вызывали введением галоперидола в дозе 1 мг/кг. Исследуемые соединения в дозе 2/10 моль/массы в мг/кг в суспензии с твин-80 (I – 47,6 мг/кг, II – 53,6 мг/кг, III – 53,6 мг/кг, IV – 53,6 мг/кг, V – 56,4 мг/кг), бромокриптин (1,25 мг/кг) вводили внутрибрюшинно одновременно с галоперидолом. Контрольные животные получали один галоперидол в аналогичном режиме. Эксперименты проводили в дневное время.

Животные содержались в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище. Уход, кормление, работа с животными осуществлялись согласно международным рекомендациям о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях [7].

Определяли выраженность каталепсии путем регистрации (в секундах) длительности удержания животным приданного вертикального положения на опоре («поза лектора»). Оценку выраженности каталепсии (1-й и 2-й результаты – латентный период времени (с), за которое животное убирало, соответственно, одну и вторую лапу) проводили спустя 30, 60, 120, 180 минут после введения солюбилизированных субстанций и раствора препарата сравнения [3]. У самок животных по вагинальным мазкам оценивали стадии эстрального цикла: диэструс ½ и проэструс / эструс [1].

Статистическую обработку результатов проводили, используя стандартные параметрические и непараметрические критерии (t-критерий Стьюдента, критерии Манна–Уитни, Уилкоксона, Крускала-Уоллиса). При проверке данных на нормальность распределения использовался W-критерий Шапиро-Уилка. Проводили относительный сравнительный анализ, сопоставляя опытные данные с контрольными результатами, принятыми за 100%. Для всех видов анализа статистически значимыми считали различия при р<0,05 [2].

Результаты и их обсуждение

Результаты прогноза наиболее перспективных структур, характеризующихся нейропротекторной активностью программой PASS (Pi>50%) приведены в таблице 1.

Таблица 1

Вероятность проявления биологической активности производных

4-(3)хинозолинона

 

Заместитель R

 

Биологическая

активность

1

2

3

4

5

Бронхолитическая

86,3

81,2

75,1

75,1

80,7

Психотропная (стимулятор высвобождения дофамина)

39,8

57,4

64,2

64,2

-

Психотропная (стимулятор высвобождения серотонина)

54,6

50,3

56,5

56,5

61,2

Противовирусная (антагонист встраиваемости мембран)

89,4

84,2

73,4

73,4

-

Антиишемическая

61,2

65,4

70,3

70,3

67,4

Ингибитор гистамина

54,1

50,3

51,2

51,2

-

Нейропротекторная

51,6

52,7

56,8

56,8

63,5

Противоязвенная

47,3

61,4

62,6

62,6

62,1

Кардиопротекторная

54,6

58,9

65,7

65,7

-

Pa, % – характеризует вероятность проявления активности

 

Из таблицы 1 видно, что все представленные соединения могут проявлять нейропротекторную, бронхолитическую, антиишемической активность и, возможно, являются стимуляторами высвобождения серотонина. В отличие от диметоксипроизводного 4-(3)хиназолинона, содержащие гидроксифенильный фрагмент, могут быть стимуляторами высвобождения дофамина и проявлять кардиопротекторное действие.

Синтез прогнозируемых веществ осуществлялся взаимодействием нитрила антраниловой кислоты с ароматическими альдегидами в среде ПФК по схемеприведенной ниже (рис.1).

Рис.1. Схема синтеза целевых соединений

Известны немногочисленные подходы к синтезу 2-фенилзамещеных производных хиназолинонов-4, основанные на применении азометиновантраниловой кислоты и ее амида, но все они требуют присутствия окислителя – диацетатаиодозобезола, ацетата меди (II) или даже перманганата калия [5]. Мы предположили, что при взаимодействии нитрила антраниловой кислоты с ароматическими альдегидами в среде ПФК, которая сама проявляет окислительные свойства, приведет к образованию производных 4-(3)хиназолинона в одну стадию.

Необходимо отметить, что успешными оказались лишь синтезы на основе гидрокси- и метоксизамещенных бензойных кислот. Из-за низкой растворимости 2-хлор- и 4-бромбензойных кислот в ПФК реакции с их участием осуществить не удалось.

Образование целевого продукта протекает через стадию формирования промежуточных азометинов. Наибольший выход наблюдается при использовании салициловых альдегидов. Причина, вероятно, заключается в стабилизации плоской структуры интермедиата за счет формирования водородной связи с участием гидрокси-группы и атомаазотав положении 1, и последующим отщеплением молекулы воды. Выходы целевых продуктов варьируют от 30 до 45%. Сравнительно невысокий выход, возможно связан с хорошей растворимостью целевых продуктов в растворе фосфорной кислоты, что само по себе, затрудняет их выделение из реакционной среды.

Анализ результатов фармакологических экспериментов показал, что у самцов все исследованные вещества на 30-й минуте после введения усиливали каталепсию, но сдвиг при этом был статистически значимым для субстанций 15-17, 19 (табл. 2).

Таблица 2

Влияние исследованных производных хиназолинона-4 на каталептогенную активность галоперидола (с) у крыс: самцов и самок (в стадии эстрального цикла проэструс/эструс)

На фоне соединения 15 существенно ослаблялась каталепсия у самок на 120 минуте тестирования. При введении субстанции 16 у самцов только на 180 минуте незначительно ограничивалась интенсивность галоперидоловой каталепсии. Соединение 17 у самцов на 120 минуте после введения ограничивало двигательные нарушения, у самок при этом на 30, 120 и 180 минутах после введения ослаблялась каталепсия, однако сдвиг был статистически значимым на 180 минуте тестирования.

После введения субстанции 18 в сочетании с типичным нейролептиком у самцов на 60 и 180 минуте ограничивалась каталепсия, при этом сдвиг был статистически значим на 60 минуте наблюдения. У самок на 120 и 180 минутах на фоне вещества 18 ослаблялась каталептогенная активность галоперидола, значительнее на 120 минуте эксперимента.

На фоне комбинации галоперидола и субстанции 19 на 60, 120 и 180 минутах после введения ослаблялась выраженность каталепсии, достоверно на 120 и 180 минутах тестирования. У самок на 120 и 180 минутах после введения вещества 19 снижалась интенсивность нейролептической каталепсии, при этом сдвиг на 120 минуте после введения вещества был статистически значимо ниже, чем у самок, получавших один галоперидол, и сопоставим с ослаблением каталепсии у группы самок, получавших галоперидол и препарат сравнения бромокриптин.

Соединения 15, 17-19 оказались интересны в качестве возможных противопаркинсонических средств. Наиболее заметное ослабление галоперидоловой каталепсии отмечалось при использовании веществ 15, 18, 19.

Выводы

Осуществлен прогноз и целенаправленный синтез гидрокси- и метоксифенильных производных 4-(3)хинозолинона, обладающих дофаминергической активностью. Результаты фармакологических исследований в определённой степени подтверждают обоснованность молекулярного конструирования новых агонистов дофаминовых рецепторов.

Работа выполнена в рамках базовой части внутреннего гранта ЮФУ, тема № 213.01-2014/005 на оборудовании ЦКП «Молекулярная спектроскопия»

Рецензенты:

Погребняк А.В., д.х.н., к.фарм.н., профессор кафедры неорганической, физической и коллоидной химии, Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, г. Пятигорск;

Попова О.И., д.фарм.н., профессор кафедры фармакогнозии, Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, г. Пятигорск.