Водорозчинні солі 3-бензил(феніл)-8-гідроксиметилксантинів, які виявляють антиоксидантну дію

Реферат: Водорозчинні солі 3-бензил(феніл)-8-гідроксиметилксантинів, які виявляють антиоксидантну дію. UA 82191 U (12) UA 82191 U UA 82191 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до біологічно активних сполук і може бути використана у фармації та медицині. В процесі метаболізму клітин серед інших продуктів утворюються й вільні радикали. Їх утворення є необхідною ланкою багатьох важливих процесів, що відбуваються в клітинах. Вільнорадикальне окислення (ВРО) бере участь у транспорті електронів в дихальному ланцюзі, синтезі простагландинів і лейкотрієнів, диференціюванні та проліферації клітин, метаболізмі токсичних продуктів та ін. До процесів ВРО відносять активацію вільних форм кисню (ініціацію), утворення вільних радикалів органічних та неорганічних сполук, утворення перекисів ліпідів й інших сполук. Ініціюючою ланкою є утворення активних форм кисню (АФК): синглетного кисню, супероксидрадикалу, перекису водню (Н2О2). Проте, при гіперпродукції АФК біоенергетичними та нейрохімічними системами нейрону синглетний кисень та Н2О2 під впливом іонів феруму (II) можуть трансформуватися в дуже агресивний гідроксильний радикал (ОН). Останній активно вступає в реакції з білками, нуклеїновими кислотами та фосфоліпідами. В результаті утворюються активні радикали, які взаємодіють з аміногрупами білків, фосфоліпідів, РНК, ДНК з утворенням "поперечних" зшивок, що різко обмежує конформаційну рухливість зазначених молекул та призводить до зниження активності ферментів, рецепторів, каналоутворюючих білків та порушення їх синтезу. Це руйнує молекулярну основу клітин та приводить до їх загибелі. Отже, створення антиоксидантних сполук, які є інгібіторами ВРО та АФК (ключових ланок в патогенезі багатьох захворювань) є актуальним для сучасної медицини та фармакології. Найближчим аналогом за структурою сполук, що заявляються, може служити морфолін-4-ій 3-метил-8-гідроксиметилксантин-7-ід (Синтез аммониевых солей в ряду некоторых метилированых ксантинов / Д.В. Свентух, Б.А. Прийменко, И.Б. Самура [и др.] // Запорожский медицинский журнал - 2005. - № 5 (32). - С. 162-164): 25 O O HN O N CH3 30 35 H2 N N + OH N . Сполуки, що заявляються, відрізняються від найближчого аналога замісником в положенні 3 ксантинової молекули, а одна з них ще й природою солеутворюючої основи. Біологічна активність найближчого аналога не визначалась. На відміну від дибунолу (еталон порівняння за біологічною активністю) сполуки, що заявляються, виявляють значно сильнішу антиоксидантну дію. В основу корисної моделі поставлена задача створення нових малотоксичних препаратів антиоксидантної дії, які після поглиблених фармакологічних досліджень можуть бути використані в медичній практиці. Поставлена задача вирішується синтезом водорозчинних солей 3-бензил(феніл)ксантинів (амоній 3-феніл-8-гідроксиметилксантин-7-іду та морфолін-4-ій 3-бензил-8гідроксиметилксантин-7-іду): 1 UA 82191 U O O N HN O + NH4 O OH HN N N O H2N + OH N N N . Одержують сполуки, що заявляються, стадійним синтезом, який складається з наступних етапів (схема 1). 5 Схема 1 O O O NaNO2 HN NO HN Na2S2O4 NH2 HN AcOH O N NH2 O R N O NH2 N R O H N HN OH 1. NaOH; 2. H2SO4 3a,b O O HO R 2a,b 1a,b CH2OH O N NH2 N - XH N HN X CH2OH O N R 15 20 25 30 5a,b N R 4a,b 10 + . Приклад 1. Етап 1. Синтез 6-аміно-1-R-5-нітрозо-2,4(1H,3H)піримідиндіонів (2a,b). До суспензії відповідного 0,46 моль 6-аміно-1-R-2,4(1H,3H)-піримідиндіону (1а,b) в 2500 мл води при інтенсивному перемішуванні додають 32 г (0,46 моль) натрій нітриту та потім повільно 90 мл льодяної оцтової кислоти. Суміш перемішують до переходу білого кольору суспензії в малиновий. Осад відфільтровують, промивають водою та сушать при t=70-75 °C. 2а: Вихід 68 %. Т.пл. 189-191 °C. C10H9N4O3. Знайдено, %: С: 51,62; N: 24,21; Н: 3,51. Розраховано, %: С: 51,73; N: 24,13; Н: 3,47. ПМР спектр (-шкала, м.ч., розчинник ДМСО-d6): 1 10,69 (1Н, с, N Н), 7,64-7,29 (5Н, м, С6Н5), 4,72 (2H, с, NH2). 2b: Вихід 92 %. Т.пл. 237-238 °C. С11Н10N4О3. Знайдено, %: С: 53,69; N: 22,72; Н: 4,05. Розраховано, %: С: 53,66; N: 22,75; Н: 4,09. ПМР спектр (-шкала, м.ч., розчинник ДМСО-d6): 1 3 10,70 (1H, с, N Н), 7,42-7,15 (5Н, м, С6Н5), 5,21 (2Н, с, N H-CH2), 4,70 (2Н, с, NH2). Етап 2. Синтез 5,6-діаміно-1-R-2,4(1Н,3Н)піримідиндіонів (3а,b). До суспензії 0,40 моль сполуки 2а чи 2b відповідно в 1000 мл води при інтенсивному перемішуванні додають натрій дитіоніт до переходу малинового кольору суспензії в жовто-зелений. Осад відфільтровують, промивають водою та сушать при t=70-75 °C. 3а: Вихід 87 %. Т.пл. 225-226 °C. C10H10N4O2. Знайдено, %: С: 55,01; N: 25,72; Н: 4,60. Розраховано, %: С: 55,04; N: 25,68; Н: 4,62. ПМР спектр (-шкала, м.ч., розчинник ДМСО-d6): 1 10,85 (1Н, с, N H), 7,67-7,24 (5Н, м, С6Н5), 5,37 (4Н, с, NH2). 3b: Вихід 95 %. Т.пл. 232-233 °C. C11H12N4O2. Знайдено, %: С: 56,87; N: 24,14; Н: 5,28. Розраховано, %: С: 56,89; N: 24,12; Н: 5,21. ПМР спектр (-шкала, м.ч., розчинник ДМСО-d6): 1 3 10,89 (1Н, с, N H), 7,36-7,16 (5Н, м, С6H5), 6,05 (2Н, с, N H-CH2), 5,37 (4Н, с, NH2). Етап 5. Синтез 3-R-8-гідроксиметилксантинів (4а,b). Сплавляють 0,39 моль сполуки 3а чи 3b відповідно та 0,58 моль гідроксіетанової кислоти при t=120 °C протягом 1 год. Сплав подрібнюють, додають 430 мл дистильованої води та нейтралізують твердим NaOH до рН=6,5 2 UA 82191 U 5 10 15 20 25 30 35 7,0. Після цього додають 430 мл 2N розчину NaOH та кип'ятять 2,5 год. Розчин фільтрують в гарячому вигляді та додають 50 % розчин H2SO4 до рН 4,0-4,5. Охолоджують. Осад, що утворився відфільтровують та сушать при t=70-75 °C. 4а: Вихід 70 %. Т.пл. 260-261 °C. C12H10N4O3. Знайдено, %: С: 55,51; N: 21,40; Н: 3,60. Розраховано, %: С: 55,81; N: 21,70; Н: 3,90. 7 1 ПМР спектр (-шкала, м.ч., розчинник ДМСО-d6): 13,40 (1Н, с, N H), 11,22 (1Н, с, N H), 7,518 7,40 (5Н, м, С6Н5), 5,65-5,51 (1Н, с, ОН), 4,40 (2Н, с, С -СН2). 4b: Вихід 85 %. Т.пл. 23 1-232 °C. C13H12N4O3. Знайдено, %: С: 57,05; N: 20,88; Н: 4,14. Розраховано, %: С: 57,35; N: 20,58; Н: 4,44. 7 1 ПМР спектр (-шкала, м.ч., розчинник ДМСО-d6): 13,39 (1Н, с, N H), 11,14 (1Н, с, N H), 7,313 8 7,20 (5Н, м, С6Н5), 5,61-5,46 (1Н, с, ОН), 5,13 (2Н, с, N -CH2), 4,51 (2Н, с, С -СН2). Етап 6. Синтез амоній 3-феніл-8-гідроксиметилксантин-7-іду (5а) та морфолін-4-ій 3-бензил8-гідроксиметилксантин-7-іду (7b). До 0,015 моль сполук 5а чи 5b додають 10 мл води та 0,015 моль амоніаку (для 5а) або 0,015 моль морфоліну (для 5b) відповідно, нагрівають до повного розчинення. Фільтрують розчин в гарячому вигляді, фільтрат охолоджують, висаджують ацетоном. Осад солі відфільтровують, промивають ацетоном та сушать при t=80-85 °C. 5а: Вихід 88 %. Т.пл.>300 °C. C13H15N5O3. Знайдено, %: С: 53,67; N: 24,51; Н: 5,53. Розраховано, %: С 53,97; N 24,21; Н: 5,23. 5b: Вихід 80 %. Т.пл.>300 °C. C16H19N5O4. Знайдено, %: С: 55,94; N: 20,58; Н: 5,25. Розраховано, %: С: 55,64; N: 20,28; Н: 5,55. Приклад 2. Етап 1. Метод оцінки антиоксидантної активності (АОА) на основі інгібування накопичення кінцевих молекулярних продуктів вільно-радикального окислення (Методи оцінки антиоксидантних властивостей фізіологічно активних сполук при ініціюванні вільнорадикальних процесів у дослідах in vitro / Губський Ю.І., Дунаев В.В., Бєленічев І.Ф. [та ін.] // Метод, реком. К.: ДФЦ МОЗ України, 2002. - 26 с.). Робоча кількість суспензії ліпопротеїдів (приготовлена з розрахунку: 0,15 М КСI=1:1) розводять у 10 разів 40 мМ фосфатним буфером (рН 7,4). До 4 мл суспензії додають 1 мл розчину досліджуваних речовин та 1,0 мл 25 мМ розчину FeSO4. Суміш інкубують 30 хв. при 35 °C. До 4 мл суміші додають 1 мл 10 % розчину трихлороацетатної кислоти та 15 хв. центрифугують при 3000 об/хв. Після центрифугування до розчину тіобарбітурової кислоти (ТБК) додають 1 мл надосадової рідини. Забарвлений комплекс малонового діальдегіду з ТБК вилучають додаванням н-бутанолу. Методом спектрофотометрії визначають концентрацію малонового діальдегіду, яка свідчить про інтенсивність процесів вільнорадикального окислення. Антиоксидантну активність (в відсотках) обчислюють за формулою: АОА=(Ск-С0/Ск)100 %, де Ск - концентрація МДА в контрольних пробах; С0 - концентрація МДА в досліджуваних пробах; В якості еталону порівняння використовували дибунол. Результати дослідження наведені в таблиці 1. 40 Таблиця 1 Антиоксидантна активність досліджуваних сполук (в різних концентраціях) in vitro при неферментативній ініціації вільно-радикального окислення (М±m) -3 Сполука 10 МДА, ммоль/г суспензії -5 АОА % 10 МДА, ммоль/г суспензії -7 АОА % амоній 3-феніл-80,166±0,015* 42,4 0,169±0,009* 41,3 гідроксиметилксантин-7-ід морфолін-4-ій 3-бензил-80,184±0,014* 36,1 0,174±0,019* 39,6 гідроксиметилксантин-7-ід інтакт 0,031±0,004 0,031±0,004 контроль 0,288±0,001 - 0,288±0,001 дибунол 0,22±0,03* 13,4 0,185±0,02* 27,1 Примітки:  - р 0,01 по відношенню до інтакту; * - р 0,01 по відношенню до контролю 3 10 МДА, ммоль/г суспензії АОА % 0,181±0,008* 37,2 0,164±0,02* 43,1 0,031±0,004 0,288±0,001 0,199±0,018* 21,6 UA 82191 U 5 10 Дослідження АОА по інгібуванню накопичення кінцевих молекулярних продуктів вільнорадикального окислення, що було ініційовано ферум (II) сульфатом, показало, що синтезовані сполуки 5а та 5b виявляють високу антиоксидантну активність та за силою антиоксидантного ефекту перевершують активність дибунолу. Сила АОА амоній 3-феніл-8гідроксиметилксантин-7-іду знаходиться в прямій залежності від концентрації та на 29 % -3 перевищує еталон порівняння в концентрації 10 М. Сила АОА морфолін-4-ій 3-бензил-8-7 гідроксиметилксантин-7-іду виявляє максимум в концентрації 10 М, що на 21,5 % перевищує еталон порівняння. Таким чином, наведені вище дані свідчать про те, що після поглиблених фармакологічних досліджень сполуки, що заявляються, мають більш високу активність у порівнянні з еталоном та можуть бути використані в якості антиоксидантних засобів в медичній практиці. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Водорозчинні солі 3-бензил(феніл)-8-гідроксиметилксантинів загальної формули: O N HN O + HX OH R=Бензил; Феніл N N Х=Амоніак; Морфолін R , які виявляють антиоксидантну дію. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4