Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

СИНТЕЗ, ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ N-АМИДОПРОИЗВОДНЫХ ХИНАЗОЛИНОНА-4

Арчинова Т.Ю. 1 Кодониди И.П. 1 Кулешова С.А. 1 Гюльбякова Х.Н. 1 Масловская Е.А. 1
1 Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России
В последние годы отмечается значительный рост числа заболеваний центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы и внутренних органов. Несмотря на большое количество лекарственных средств, эффективность терапии остается недостаточной. Высокое распространение данных патологий диктует поиск новых более эффективных лекарственных средств для их лечения и профилактики. На основе комплексного подхода к молекулярному конструированию 1,3-диазинонов-4 целенаправленно синтезирован ряд новых N-ациламинопроизводных хиназолинона-4. В настоящей работе приведены данные, полученные на основе компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance), которая дает возможность экспериментатору прогнозировать фармакологические эффекты, механизмы действия и токсичность моделируемых соединений. Фармакологическая активность изучена на белых половозрелых крысах обоего пола линии Wistar весом 220–250 г и беспородных мышах-самцах весом 21–22 г. С помощью фармакологических исследований доказано, что синтезированные вещества обладают выраженной нейротропной, актопротекторной, антигипоксической и диуретической активностью. Методами ИК-, УФ-спектрофотометрии и с помощью химических реакций идентификации установлена структура четырех синтезированных соединений.
молекулярное конструирование БАС
хиназолиноны
нейротропная активность
1. Кодониди И.П. Молекулярное конструирование N-замещенных производных 1,3-диазинона-4 // Фармация. — 2010. — № 1. – С. 36–40.
2. Молекулярное конструирование и целенаправленный синтез N-замещенных производных 4-оксо-1,4-дигидропиримидина на основе тормозных нейромедиаторов / И.П. Кодониди, Э.Т. Оганесян, А.А. Глушко [и др.] // Хим.-фарм. журн. — 2009. — № 10. – С. 32–39.
3. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под ред. Р.У. Хабриева. Изд.2-е, перераб. и доп. – М.: ОАО «Издательство “Медицина”», 2005. – 180 с.
4. Сернов, Л.Н. Элементы экспериментальной фармакологии // Л.Н. Сернов, В.В. Гацура – М., 2000. – 352 с.
5. Synthesis and anti-inflammatory activity of 2,3-diaryl-4(3H)-Quinazolinones / M.R. Yadav [et al.] // Химия гетероциклических соединений. – 2006. — № 8. – С. 1198–1205.
6. Титов С.А., Каменский А.А. Роль ориентировочного и оборонительного компонентов в поведении белых крыс в условиях «открытого поля» // Журн. высш. нервн. деятельности им. И.П. Павлова. 1980. Т. ХХХ, вып. 4. С. 704–708.
7. Филимонов Д.А., Поройков В.В. Прогноз спектров биологической активности органических соединений // Российский химический журнал. 2006. № 50 (2). С. 66–75.
Актуальной проблемой современной медицины является создание новых, более эффективных лекарственных средств для лечения заболеваний ЦНС, сердечно-сосудистой системы и внутренних органов человека. В последние годы ведется интенсивная работа по направленному синтезу веществ с прогнозируемой фармакологической активностью.

На кафедре органической химии нашего вуза прогноз биологической активности осуществляется на основе комплексного подхода к молекулярному конструированию, принципы и алгоритмы которого изложены ранее [1,2]. В настоящей работе мы приводим только данные, полученные на основе компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substance), которая дает возможность экспериментатору прогнозировать фармакологические эффекты, механизмы действия и токсичность моделируемых соединений [7].

В последнее время среди производных хиназолинона-4 найдены вещества с высокой биологической активностью и минимальной токсичностью, что делает эти объекты привлекательными и для химиков, и для фармакологов [5].

Целями данной работы являются прогноз биологической активности виртуальных структур, целенаправленный синтез производных N-амидопроизводных хиназолинона-4, изучение некоторых их физико-химических и фармакологических свойств.

Материал и методика. Исходными веществами для синтеза служили 2-фенил-3,1-бензоаксизон-4, гидразиды кислот. Объектами исследований являлись синтезированные N-(4-оксо-2-фенил-4Н-хиназолин-3-ил)-изоникотинамид (I), N-(4-оксо-2-фенил-4Н-хиназолин-3-ил)-бензамид (II), 2-(3,4-диметокси-фенил)-N-(4-оксо-2-фенил-4Н-хиназолин-3-ил)-ацетамид (III), 2-(2-бромо-4,5-диметоксилфенил)-N-(4-оксо-2-фенил-4Н-хиназолин-3-ил)-ацетамид (IV).

Прогнозируемые соединения были получены взаимодействием 2-фенилбензоксазинона-4 (V) с соответствующими гидразидами в условиях кислотного катализа (при добавлении каталитических количеств диметилсульфоксида (ДМСО)) по следующей оригинальной методике: в 10 мл ледяной уксусной кислоты растворяли 0,02 моля 2-фенилбензоксазинона-4 и 0,02 моля гидразида соответствующей кислоты. После полного растворения реагентов в реакционную смесь добавляли 0,5 мл ДМСО и кипятили в течение 1 ч с обратным холодильником. После охлаждения реакционной среды разбавляли ее диэтиловым эфиром (100 мл). Выпавшие кристаллы отфильтровывали, сушили и перекристаллизовывали из этанола.

Известны и другие методики синтеза прогнозируемых соединений [5].

Для исследования структуры полученных соединений в работе были использованы химические (синтез, качественные реакции), оптические (ИК-, электронные спектры поглощения) и физико-химические (ТСХ) методы анализа.

Фармакологическую активность изучали на белых половозрелых крысах обоего пола линии Wistar весом 220-250 г и на белых беспородных мышах-самцах весом 21-22 г. Животные были разделены на группы по 6 в каждой и содержались в стандартных условиях вивария. Исследуемые вещества вводили животным внутрибрюшинно в виде суспензии с Твином-80 в дозе 30 мг/кг.

Полученные результаты сравнивали с контрольными данными и с действием препарата сравнения. Контролем являлась группа животных, получавших физраствор в соответствующих объемах. Результаты обрабатывали статистически с использованием пакета Microsoft Excel 2003 с учетом t-критерия Стьюдента. Нейротропную активность оценивали тестами «вращающийся стержень»  и «открытое поле».  Способность изучаемых объектов повышать физическую выносливость крыс оценивали по увеличению времени удерживания мышей на «вращающемся стержне» (модель актографии) [4]. Влияние на двигательную активность определяли на крысах по числу пересеченных квадратов, а на исследовательскую деятельность - по числу «стоек» [3,6].

Диуретическую активность изучали на крысах по методу Taylor, Topliss [5]. За сутки до опыта животные не получали пищу и воду. Водная нагрузка составляла 25 мл/кг через желудочный зонд. После этого крыс помещали в обменные клетки и в течение 4 ч регистрировали объем мочи. Доза диакарба соотнесена с суточной дозой для человека.

Антигипоксическую активность синтезированных веществ изучали на мышах-самцах, которым за 30 мин до опыта вводили исследуемые вещества. Животных по одному помещали в герметично закрытые банки объемом 200 мл, в которых постепенно снижался уровень кислорода и нарастала концентрация углекислого газа. Критерием оценки противогипоксического действия служило время появления судорог у животных [3].

Результаты и их обсуждение. Прогноз биологической активности осуществлялся на основании компьютерной программы PASS. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Прогноз биологической активности целевых N-амидных производных (I - IV) хиназолинона-4, значения Ра %

Прогнозируемый вид биологической активности

Потенциальная активность синтезированных соединений, Ра%

I

II

III

IV

Ноотропная

70,1

68,5

-

-

Лечение когнитивных расстройств

41,3

35,5

-

-

Анксиолитическая

32,9

39,8

25,3

27,9

Психотропная

29,5

38,3

25,2

22,3

Снотворная

37,4

46,8

46,5

43,0

Нейропротекторная

-

-

34,7

-

Бронхорасширяющая

72,6

75,2

81,2

56,0

Диуретическая

53,2

60,8

24,3

24,2

С помощью ИК-спектров поглощения установлено, что все синтезированные соединения  содержат группы С=О (область 1660-1700 см-1), NH (область 3190-3240 см-1), а также другие функциональные группы. В электронных спектрах (растворитель-этанол) наблюдаются полосы поглощения с максимумами в области 203, 235, 253, 275 и 285 нм, что говорит о присутствии сопряженных двойных связей и неподеленных пар электронов у гетероатомов азота.

Реакциями щелочного гидролиза, соле- и комплексообразования подтверждено наличие в структуре полученных веществ амидной, имидной и третичной аминогрупп.

Отсутствие продуктов исходных веществ, посторонних примесей в полученных соединениях доказали при помощи метода ТСХ на пластинках «Sorbfil - UV 254» в системах растворителей н-бутанол-уксусная кислота-вода (4:1:1), хлороформ-этилацетат (7:2), этанол. Во всех случаях наблюдали появление только одного пятна (проявитель УФ-свет).

С целью подтверждения компьютерного прогноза биологической активности синтезированных веществ проводились экспериментальные исследования нейротропной, антигипоксической, актопротекторной и диуретической и активности.

Результаты определения нейротропной активности полученных соединений в тесте «открытое поле» показали, что наиболее активны вещества III и IV (табл. 2). Вещество IV достоверно повышало исследовательскую активность на 51,4%, при этом повышалась и двигательная активность (на 75%). Вещество III повышало исследовательскую активность на 46,3%, а двигательную активность - на 74,3%, что является достоверным относительно контроля.

Таблица 2

Изучение влияния N-амидных производных (I - IV) хиназолинона-4 на двигательную и исследовательскую активность методом «открытое поле», крысы, (М±m)

Исследуемое вещество

Число пересеченных квадратов

Число «стоек»

Контроль

18,3±7,2

17,7±1,04

I

27,0±6,8*

23,4±1,86*

III

31,9±5,2*

25,9±2,08*

IV

31,2±6,6*

26,8±1,62*

Примечание: * - изменения достоверны относительно контроля (р˂0,05)

Результаты исследования влияния производных хиназолинона-4 на физическую выносливость животных на модели актографии представлены в таблице 3.

Таблица 3

Изучение актопротекторной активности  производных хиназолинона-4, мыши-самцы, с, Δ%, (М±m)

Исследуемое вещество

Время удерживания, сек

до введения

через 30 мин после введения

 Δ% к исходным данным

Контроль

16,3±2,08

18,6±3,56

+14,1±2,23

I

41,3±9,40

389,3±90,56

+842,6±140,90*

II

31,5±4,30

11,2±2,91

-64,4±5,51*

III

14,6±1,28

74,3±22,61

+409,0±98,41*

IV

18,4±3,21

19,8±4,32

+7,6±2,82

Примечание: * - изменения достоверны относительно контроля (р˂0,05)

Данные таблицы 3 свидетельствуют о том, что вещество III значительно адаптировало животных к физической нагрузке, т.е. повышало физическую выносливость в 5 раз. Соединение I проявляло еще большую актопротекторную активность, повышая выносливость животных в 9,4 раза относительно исходных данных. В сравнении с контрольными результатами вещество III  повышало физическую выносливость на 349, 9%, вещество I - достоверно увеличивало на 828,5%.

Результаты определения диуретической активности приведены в таблице 4.

Таблица 4

Результаты определения диуретической активности производных хиназолинона-4, крысы, мл/кг (М±m)

Исследуемое вещество

Время/объем, мин/мл/кг

30

60

120

180

240

Контроль

0,0±00,00

2,5±0,11

7,1±0,42

8,3±0,93

9,2±1,15

I

1,7±0,14*

5,8±0,40*

9,1±0,86

9,1±0,86

9,1±0,86

II

3,3±0,30*

8,4±1,06*

15,9±0,78*#

16,3±1,12*#

20,0±1,16*#

III

2,1±0,12*

5,3±0,36*

19,2±0,82*#

23,7±1,51*#

25,7±2,11*#

IV

3,3±0,21*

7,8±0,52*

18,4±0,25*#

20,5±1,06*#

20,5±1,06*#

Диакарб

0,8±0,29*

5,8±0,76*

8,6±0,58

10,2±0,47

10,7±0,89

Примечание: * - изменения достоверны относительно контроля (р˂0,05)

                        # - изменения достоверны относительно диакарба (р˂0,05)

Наблюдение за диуретической функцией почек крыс показало, что к окончанию опыта достоверно наибольший объем мочи был у животных, которым вводили вещество III, как по отношению к контролю, так и по отношению к диакарбу (на 123-186%).

Результаты изучения влияние производных хиназолинона-4 на устойчивость животных к недостатку кислорода представлены в таблице 5.

Таблица 5

Влияние производных хиназолинона-4 на продолжительность жизни мышей-самцов при гиперкапнии, t с, (М±m)

Исследуемое вещество

Время наступления судорог, с

Контроль

1197±25,1

I

1386,6±176,8

II

1375,6±66,1*

III

1746,6±128,8*

IV

1307,5±75,2*

Примечание: * - изменения достоверны относительно контроля (р˂0,05)

Достоверное увеличение времени нахождения животных в условиях гипоксии показали вещества III и II. Устойчивость животных к гипоксии на их фоне увеличилась на 46,0% и 15,0% соответственно в сравнении с результатами контрольной группы.

Изучение «острой» токсичности производных хиназолинона-4 показало, что они относятся к  веществам 5-го класса токсичности по Сидорову, т.е. являются практически нетоксичными.

Таким образом, исследование фармакологической активности показало, что наибольшей антигипоксической активностью обладает производное хиназолинона-4 II; наиболее выраженный мочегонный эффект проявляет соединение IV; достоверной нейротропной активностью обладают вещества I, III и IV. Соединение I с фрагментом N-изоникотинамида проявило достоверное актопротекторное действие.

Выводы. С помощью компьютерной программы PASS осуществлен прогноз биологической активности некоторых производных хиназолинона-4. Осуществлен синтез четырех N-амидопроизводных хиназолинона-4, установлена их структура с помощью ИК- и электронных спектров поглощения, а также химическими реакциями комплексо- и солеобразования, щелочного гидролиза. Фармакологическая активность изучена на белых половозрелых крысах обоего пола линии Wistar весом 220-250 г и беспородных мышах-самцах весом 21-22 г.  Установлена нейротропная, актопротекторная, диуретическая и антигипоксическая активность четырех синтезированных N-амидопроизводных хиназолинона-4. Определена «острая» токсичность данных соединений. Установлено, что они относятся к  веществам 5-го класса токсичности по Сидорову.

Рецензенты:

Компанцева Е.В., д.ф.н., профессор кафедры фармацевтической и токсикологической химии ПМФИ - филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ МЗ РФ, г. Пятигорск;

Кайшева Н.Ш., д.ф.н., профессор кафедры фармацевтической и токсикологической химии ПМФИ - филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ МЗ РФ, г. Пятигорск.


Библиографическая ссылка

Арчинова Т.Ю., Кодониди И.П., Кулешова С.А., Гюльбякова Х.Н., Масловская Е.А. СИНТЕЗ, ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ N-АМИДОПРОИЗВОДНЫХ ХИНАЗОЛИНОНА-4 // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-1. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=18199 (дата обращения: 16.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074