Біологічно активні похідні хіноліну та акридину з азото- та
сірковмісними функціональними групами

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Запорізькому національному університеті МОН України.

Науковий консультант Доктор фармацевтичних наук, професор

Омельянчик Людмила Олександрівна,

Запорізький національний університет,

декан біологічного факультету, завідувач кафедри хімії

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Кібірєв Володимир Костянтинович

Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, завідувач
відділу хімії білка

доктор біологічних наук, професор

Карасьова Тамара Леонідівна

Фізико-хімічний інститут ім.О.В.Богатського НАН України, провідний
науковий співробітник

доктор фармацевтичних наук, професор

Прийменко Борис Олександрович,

Запорізький державний медичний університет,

завідувач кафедри органічної хімії з курсом біоорганічної
хімії

Провідна установа Інститут органічної хімії НАН України,

відділ хімії біологічно активних речовин

Захист відбудеться 20 травня 2005 р о 10 годині на засіданні
спеціалізованої ради Д 26.220.01 в Інституті біоорганічної хімії та
нафтохімії НАН України, 02094, Київ-94, вул. Мурманська, 1.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту біоорганічної
хімії та нафтохімії НАН України, 02094, Київ-94, вул. Мурманська, 1.

Автореферат розісланий 16 квітня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради
Д.М. Федоряк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Пошук доступних та ефективних біорегуляторів широкого
спектру дії є важливим завданням біоорганічної хімії. Для створення
біоактивних молекул застосовуються не лише речовини природного
походження, але й їх синтетичні аналоги. Зокрема, похідні
гетероциклічних систем хіноліну та акридину з часу їх відкриття і до
сьогоднішнього дня привертають до себе увагу багатьох дослідників, що
обумовлено високою біологічною активністю природних та синтетичних
представників цих гетероциклів. Серед них знайдені, насамперед,
антимікробні, фунгістатичні та протипаразитарні препарати. Похідні цих
азотистих гетероциклів проявляють також протипухлинну, аналгетичну,
нейротропну та інші види біологічної активності. Різноманітні
представники заміщених хінолінів та акридинів вже використовуються як
ветеринарні препарати, пестициди, барвники та аналітичні реагенти.

Інтерес до вивчення цих сполук суттєво зріс протягом останніх 15-20
років, про що свідчить значна кількість публікацій (див. зокрема, цикли
робіт І.В.Українця 1991-2003 рр., О.А.Мартиновського, Л.О.Омельянчик
1982-2003 рр., А.Н.Гайдукевича 1985-1997 рр., Л.В.Гюльбудагян 1983-1999
рр., L.Monti, C.Pellerano 1985-2000 рр. та ін.), які присвячені
дослідженню різноманітних видів біологічної активності похідних
вищезазначених гетероциклів.

Результати недавніх досліджень ряду функціональнозаміщених шестичленних
азотистих гетероциклів показують, що широкий спектр їх біологічної
активності обумовлений впливом, головним чином, на процеси
вільнорадикального окислення в тканинах.

Проте, антиоксидантна активність меркапто- і гідразинохінолінів, а також
їх акридинових аналогів систематично не вивчалась, хоча перспективність
даних сполук як “пасток” вільних радикалів цілком очевидна.

Таким чином, можна було сподіватись, що цілеспрямований пошук сірко- та
азотовмісних похідних хіноліну та акридину приведе до сполук з високою
антиоксидантною, протиішемічною, антизапальною, антимікробною та іншими
видами біологічної дії.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконувалася в межах тематичних планів Запорізького національного
університету “Розробка та створення біологічно активних речовин на
основі 9-S- та 10-N-похідних акридину (№ держреєстрації 0195U020188),
“Створення біологічно активних речовин на основі 2- і 4-N-, S-похідних
хіноліну, 9-N-, S-похідних акридину” (№ держреєстрації 0197U012775),
“Створення біологічно активних речовин на основі S-карбоксиалкілпохідних
2-тіопіридину, 2- і 4-тіохінолінів, 9-тіоакридинів, N-іліденпохідних
оксокислот 2-гідразинопіридину, 2- і 4-гідразинохінолінів,
9-гідразиноакридинів” (№ держреєстрації 0100U001731), “Пошук біологічно
активних речовин на основі тіо- та гідразинопохідних азагетероциклів”
(ВН 6/04 № держреєстрації 0104U010164).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є пошук нових високоефективних
та малотоксичних біологічно активних сполук в ряду похідних
2(4)-меркапто- і 2(4)-гідразинохінолінів та відповідних
9-функціональнозаміщених акридинів; встановлення взаємозв’язку
“структура – біологічна дія”; поглиблене вивчення сфери застосування
найбільш активних речовин, які нормалізують порушення мозкового
кровообігу та проведення їх доклінічних досліджень.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні
завдання:

( провести цілеспрямований синтез цілого ряду S-заміщених похідних
2(4)-меркаптохінолінів та 9-меркаптоакридинів і вивчити їх
фізико-хімічні властивості;

( модифікувати 2(4)-гідразинохіноліни та 9-гідразиноакридини обробкою їх
альдегідами, похідними ізатину та (-оксокислотами;

( здійснити комп’ютерний прогноз можливих видів біологічної дії
синтезованих сполук за допомогою комплексу програм “ОРАКУЛ” і “PASS” для
проведення спрямованого біологічного скринінгу;

( провести пошук речовин з прогнозованою антиоксидантною дією серед
похідних 2(4)-меркапто- і 2(4)-гідразинохінолінів, а також 9-меркапто- і
9-гідразиноакридинів у дослідах in vitro в умовах ферментативного й
неферментативного ініціювання перекисного окислення ліпідів (ПОЛ),
індукції супероксидрадикалу, активних форм оксиду азоту та електронної
генерації активних форм кисню (АФК);

( вивчити дію сполук, що проявили найбільш виражений антиоксидантний
ефект у дослідах in vitro, на моделі гострого порушення мозкового
кровообігу in vivo з оцінкою їх антиоксидантних і церебропротективних
властивостей;

( провести випробування синтезованих сполук на гостру токсичність,
антизапальну, аналгетичну, деприміруючу, діуретичну, антимікробну дію;

( вивчити залежність біологічної дії синтезованих похідних гетероциклів
від фізико-хімічних властивостей та хімічної структури;

( на основі даних біологічного скринінгу відібрати найбільш ефективні
речовини для поглиблених досліджень.

Об’єкт дослідження. Нові функціоналізовані хіноліни та акридини з
реакційноздатними замісниками, придатними для введення в гетероциклічне
кільце азото- та сірковмісних груп.

Предмет дослідження. Пошук біологічно активних сполук серед похідних
2(4)-меркапто- і 2(4)-гідразинохінолінів та 9-меркапто- і
9-гідразиноакридинів.

Методи дослідження. Хімічний синтез, ІЧ-, УФ-, ПМР-спектроскопія,
мас-спектрометрія, тонкошарова хроматографія, комп’ютерне прогнозування;
токсикологічні, біохімічні, фармакологічні, електрофізіологічні та
біофізичні методи.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблено методи синтезу,
встановлена будова, вивчені фізико-хімічні властивості в ряду похідних
2(4)-меркапто- і 2(4)-гідразинохінолінів, а також 9-меркапто- і
9-гідразиноакридинів. Проведено цілеспрямований синтез більш 300 сполук,
із них близько 250 вперше.

В єдиній експериментальній постановці вивчена антиоксидантна активність
близько 100 сполук – похідних 2(4)-меркапто- і 2(4)-гідразино-хінолінів,
9-меркапто- і 9-гідразиноакридинів — у дослідах in vitro в умовах
ферментативного й неферментативного ініціювання перекисного окислення
ліпідів (ПОЛ), генерації супероксидрадикалу та накопичення активних форм
оксиду азоту, електронної генерації активних форм кисню, а також в
умовах цілісного організму при експериментальному гострому порушенні
мозкового кровообігу. Виявлені речовини, які за силою антиоксидантного і
протиішемічного ефекту перевершують відомі референс-препарати.

Механізм антиоксидантної дії вивчених сполук обумовлений їх спроможністю
реагувати з активними формами кисню – вони виявляють властивості
„пасток” супероксид-аніона у водній фазі, перехоплюють гідроксил-радикал
у гетерогенних системах, знижують рівень пероксидних сполук і гальмують
утворення активних форм оксиду азоту.

На моделях окисного стресу in vivo досліджені сполуки проявляють
протекторну дію щодо ферментів антирадикального та антиоксидантного
захисту в тканинах головного мозку, зменшують вміст продуктів
вільнорадикального окислення, стабілізують мембрани нейроцитів,
нормалізують основні ланки вуглеводного та енергетичного обміну,
захищають запаси ендогенних антиоксидантів і, завдяки цьому, захищають
структурно-функційну цілісність клітин при ішемії. Введення в 6-те
положення хінолінового циклу метокси- або етоксигрупи збільшує
антиоксидантну та протиішемічну дію. Стан “тіон – тіольної” рівноваги в
2- та 4-меркаптохінолінах суттєво впливає на рівень антиоксидантної
активності, а також на гостру токсичність.

За результатами експериментальних даних знайдені речовини з високим
антизапальним, аналгетичним, антимікробним ефектом, а також сполуки, що
впливають на тривалість етамінал-натрієвого сну та на видільну функцію
нирок. Виявлено взаємозв’язок між структурою, фізико-хімічними
властивостями та біологічною дією досліджених речовин. Одержані
результати дають основу для створення комбінаторної бібліотеки серед
відповідних похідних хіноліну та акридину і подальшого цілеспрямованого
пошуку високоефективних біорегуляторів.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені препаративні
методики синтезу можуть бути використані для синтезу меркапто- та
гідразинозаміщених інших гетероциклів.

Результати комп’ютерного прогнозу та експериментальні біологічні
дослідження більш як 200 сполук у ряду N-, S-похідних хіноліну та
акридину дали можливість поповнити банк даних пам’яті комп’ютерних
програм новими дескрипторними центрами.

Проведено доклінічні дослідження токсичності і специфічної дії натрієвої
солі (2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти, якій властиві
виражені антиоксидантна та церебропротективна дії, і вона може бути
рекомендована для лікування ішемічних пошкоджень головного мозку та
серця.

Особистий внесок здобувача. Автором визначена мета дослідження, шляхи її
реалізації, планування та виконання експериментальної частини роботи,
проведена статистична обробка та узагальнення одержаних результатів,
формування основних положень та висновків, які захищаються. Розроблені
та визначені науково-методичні підходи щодо синтезу, встановлення
будови, біологічних досліджень похідних хіноліну та акридину.

Співавторами наукових праць є науковий консультант та науковці, разом з
якими вивчались фізико-хімічні та біологічні властивості досліджених
сполук.

Апробація результатів дисертації. Основні фрагменти дисертаційної роботи
доповідались та обговорювались на 18-й конференції “Синтез и реакционная
способность органических соединений серы” (Тбилиси, 1989), Всесоюзній
науковій конференції “Результаты и перспективы исследований по
биотехнологии и фармации” (Запорожье, 1989), VI з’їзді фармакологів
Української РСР “Фармакология: состояние и перспективы исследований”
(Харьков, 1990), Міжінститутській конференції з актуальних питань
теоретичної та практичної медицини (Запорожье, 1990), республіканській
науковій конференції “Реализация научных достижений в практической
фармации” (Харьков, 1991), науково-практичній конференції “Результаты
лечения пострадавших на Чернобыльской АЭС и создания новых лекарственных
препаратов” (Харьков, 1992), науковій конференції Запорізького
державного університету (Запорожье, 1992, 1995), міжнародній
науково-практичній конференції “Современные аспекты создания,
исследования и апробации лекарственных средств” (Харьков, 1995), V
міжнародній конференції “Франція і Україна, науково-практичний досвід у
контексті діалогу національних культур” (Дніпропетровськ, 1998), V
Національному з’їзді фармацевтів (Харків, 1999), міжнародній конференції
“Хімія азотовмісних гетероциклів” (Харків, 2000), ХIХ Українській
конференції з органічної хімії (Львів, 2001), III науково-практичній
конференції “Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація,
біотехнологія” (Харків, 2003), міжнародній науковій конференції,
присвяченій 100-річчю фармацевтичного факультету Запорізького державного
медуніверситету” (Запоріжжя, 2004).

Публікації. Основний зміст роботи викладено в 55 публікаціях, з них 22
статті у наукових фахових виданнях, 3 патенти України, 8 авторських
свідоцтв та 14 тез доповідей.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 453
сторінках машинописного тексту, складається зі вступу, огляду
літератури, 5 розділів експериментальних досліджень, висновків, списку
літературних джерел, що включає 503 найменування та додатків. Робота
містить 58 рисунків, 62 схеми та 60 таблиць.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

Огляд літератури. В огляді літератури на основі сучасних даних про
методи синтезу, фізико-хімічні властивості та біологічну активність
похідних хіноліну та акридину обґрунтована перспективність пошуку
біологічно активних речовин серед меркапто- і гідразинопохідних хіноліну
та акридину.

Матеріали та методи досліджень. Як об’єкт дослідження використовували
синтезовані автором нові похідні 2(4)-меркапто- і
2(4)-гідразинохінолінів, а також 9-меркапто- і 9-гідразиноакридинів
(схеми 1-8), і похідні акридину, що представлені в таблиці 1.

Гостру токсичність речовин вивчали на мишах методом Кербера (В.В.Гацура,
1974).

Антиоксидантна активність (АОА) синтезованих сполук in vitro вивчалася
на п’яти моделях ініціації утворення вільних радикалів кисню: в умовах
ферментативного і неферментативного ініціювання ПОЛ, індукції
супероксид-радикалу та накопичення активних форм оксиду азоту
(Ю.І.Губський, В.В.Дунаєв і співавт., 2002), електронної генерації
активних форм кисню методом імпульсної вольтамперометрії (В.П.Громова,
Г.С.Шаповал і співавт., 2002).

Оцінку біологічної ефективності похідних хіноліну та акридину in vivo
вивчали на моделі окисного стресу, який спричиняли перев’язкою загальної
сонної артерії головного мозку (В.В.Дунаєв, І.Ф.Бєленічев і співавт.,
1998).

Інтенсивність процесів вільнорадикального окислення (ВРО) в тканинах
головного мозку оцінювали за накопиченням початкових, проміжних і
кінцевих продуктів – дієнових кон’югатів (ДК), трієнкетонів (ТК) і
малонового діальдегіду (МДА).

Стан антиоксидантної системи оцінювали за активністю
супероксид-дисмутази (СОД, КФ 1.15.1.1), каталази (КФ 1.11.1.6),
глутатіонпероксидази (ГПР, КФ 1.11.1.9) та вмістом (-токоферолу
(Ю.І.Губський і співавт., 1995, І.Ф.Бєленічев, 2003).

Стан вуглеводного та енергетичного обміну визначали за рівнем аденілових
нуклеотидів, лактату, пірувату і малату. З цією метою використовували
уніфіковані методи (В.В. Меншиков, 1987).

Ексудативне асептичне запалення викликали у щурів уведенням субплантарно
в задню лапу розчину формаліну методом (Ф.П.Тринус и др., 1983).
Протизапальну дію синтезованих сполук порівнювали з дією бутадіону та
вольтарену.

Аналгетичну дію визначали на моделі «оцтовокислих корчів» (В.В.Гацура,
1974). За еталон порівняння був анальгін.

Вплив похідних хіноліну та акридину на тривалість медикаментозного сну,
викликаного етамінал-натрієм, вивчали на білих щурах лінії Вістар.
Результати порівнювали з потенціюючою дією аміназину або пробуджуючою –
кофеїну.

Вплив речовин на видільну функцію нирок проводили на щурах методом
Є.Б.Берхіна (1977, 1979).

Антибактеріальну активність сполук вивчали по загальновідомій методиці
серійних розведень на культурах тест-мікрорганізмів (С.М.Навашин,
І.П.Фоміна, 1982).

Синтез, реакційна здатність і фізико-хімічні властивості 2(4)-меркапто-
і 2(4)-гідразинохінолінів та 9-меркапто- і 9-гідразиноакридинів.
Напівпродуктами для синтезу цих похідних використовували відповідні
хлоропохідні хіноліну та акридину.

2-Меркаптохіноліни (11) одержували взаємодією відповідних хлорохінолінів
з тіосечовиною в середовищі етанолу або діоксану (схема 1). Для синтезу
4-меркаптохінолінів (12) цей метод малоперспективний у зв’язку з тим, що
утворюється значна кількість (40-50%) побічного
ди(2-метилхінолін-4-іл)-сульфіду (14а,є, схема 1).

Нами запропоновано метод синтезу 4-меркаптохінолінів з
4-галогенопохідних і дев’ятиводного сульфіду натрію в середовищі ДМФА
протягом 2 год. з подальшим підкисленням (схема 1). Вихід кінцевого
продукту значно вищий — 75-85 %, а побічний дихінолілсульфід утворюється
в значно меншій кількості (5-15%).

Взаємодією 2- (11) та 4-меркаптохінолінів (12) з різними
галогеногетерилами, а також синтезом 2- (9) та 4-галогенохінолінів (10)
з меркаптогетерилами в середовищі діоксану одержано 2-S- (13) та
4-S-гетерилпохідні (14) хіноліну (схеми 1, 3).

Вивчення стану тіон-тіольної рівноваги 2- та 4-меркаптохінолінів (схема
2) фізико-хімічними методами показало, що їх кристалічні форми
представлені тіонною структурою (А). В ізольованих молекулах у газовій
фазі вклад тіольної форми (В) значно збільшується, а в розчинах
таутомерна рівновага залежить від природи розчинника та його
температури. Так, у полярних розчинниках домінує форма А, вміст якої
зменшується в малополярних розчинах. При підвищенні температури розчинів
вклад тіольної структури (В) збільшується. На перевагу тіонної форми
вказує також константа іонізації меркаптохінолінів – рКа складає
11,05-14,04, що свідчить на користь тіонних структур А.

Схема 1

З метою вивчення оптимальних умов реакції алкілування для одержання
різноманітних S-заміщених 2- та 4-меркаптохінолінів, а також вивчення їх
фізико-хімічних властивостей та біологічної активності, синтезовано
S-алкіл-, S-арилалкіл- (15, 16), S-оксиалкіл- (34, 35), S-карбоксиалкіл-
(20, 21), S-алкоксикарбонілалкіл- (26, 27), S-фенацилзаміщені (32, 33)
2- і 4-меркапто-хінолінів (схеми 3-5). Синтез солей
(хінолін-2(4)-ілтіо)карбонових кислот (22, 23) проведено взаємодією
відповідних кислот (20, 21) з основами у спиртовому або водно-спиртовому
середовищі (схеми 4, 5).

Схема 2

Взаємодією 2- та 4-хлорхінолінів з L-цистеїном чи L-ацетилцистеїном у
водно-діоксановій суміші у присутності еквіваленту соляної кислоти
(S-(хінолін-2-іл- та 4-іл)-L-ацетилцистеїнів одержували без неї)
синтезовано відповідні гідрохлориди, які відразу виділяли (25ж-и), або
нейтралізацією 5%-м розчином соди одержували основи S-(хінолін-2-іл- та
4-іл)-L-цистеїнів (24а,б, 25а-г) та S-(хінолін-4-іл)-L-ацетилцистеїнів
(25і-й). Натрієві солі S-(хінолін-2-іл- та 4-іл)-L-цистеїнів синтезовано
нейтралізацією відповідних кислот етилатом натрію в спиртовому
середовищі (24в,г, 25д-є,к-м, схеми 4, 5). Амінолізом або гідразинолізом
естерів (хінолін-2-ілтіо- і 4-ілтіо)карбонових кислот (26а-в, 27а-в)
первинними амінами або гідразингідратом одержано відповідні аміди та
гідразиди (28а-ж, 29а-ж, схеми 4, 5).

На основі гідразидів (хінолін-2(4)-ілтіо)карбонових кислот одержано
низку іліденгідразидів (30, 31, схеми 4, 5). Було цікаво зіставити
біологічну дію похідних, які мають однаковий залишок альдегіду —
іліденгідразидів (хінолін-2(4)-ілтіо)карбонових кислот,
хінолін-2(4)-ілгідразонів, азинів S-фенацил-заміщених
2(4)-меркаптохінолінів.

Синтез іліденгідразидів (хінолін-2(4)-ілтіо)карбонових кислот (30, 31)
здійснено конденсацією гідразидів (28в,д,ж, 29а,д) з альдегідами
жирного, ароматичного, гетероциклічного ряду, похідними ізатину в
органічних розчинниках (етанол, діоксан) при додаванні каталітичної
кількості соляної кислоти або без неї (схеми 5, 6).

Взаємодією відповідних оксосполук (32, 33) з надлишком гідразингідрату,
алкіл- або арилгідразину синтезовано відповідні гідразони (36, 38, схема
3). Гідразони, які мають вільну аміногрупу, конденсували з оксосполуками
(альдегідами та похідними ізатину) і одержували змішані азини (37, 39,
схема 3).

2-Гідразинохіноліни (47) синтезовано взаємодією відповідних
2-хлоро-хінолінів із надлишком гідразингідрату в середовищі органічного
розчинника (схема 2). Майже завжди як побічний продукт утворюється
незначна кількість “зшитого продукту” – N,N1-біс(хінолін-2-іл)гідразину
(48). При синтезі 2-гідразинохінолінів з відповідних 2-хлорохінолінів і
гідразингідрату в середовищі диметилформаміду відбувається циклізація, й
утворюється 1,2,4-триазоло[4,3-а]хінолін (49). Будову останнього
доведено зустрічним синтезом – взаємодією 2-гідразинохіноліну з
мурашиною кислотою (схема 6).

4-Гідразинохінальдини (2-метил-4-гідразинохіноліни, 50а-в) синтезовано
взаємодією відповідних хлорохінолінів з десятикратним надлишком
гідразин-гідрату в середовищі діоксану або пентанолу (вихід 80-85%).
Використання меншої кількості гідразингідрату приводить до збільшення
виходу побічного “зшитого” продукту —
N,N1-біс(2-метилхінолін-4-іл)гідразину (51, схема 1).

Обробкою 2-гідразинохінолінів (47) нітритом натрію у розведеній оцтовій
кислоті при 0-5оС синтезовано відповідні тетразоло[5,4-а]хіноліни (52,
схема 6).

Конденсацією 2- або 4-гідразинохіноліну з альдегідами ароматичного та
гетероциклічного ряду, а також похідними ізатину в присутності
каталітичної кількості кислоти у середовищі етанолу, пропанолу або
суміші діоксан-вода (2:1) протягом 1-5 год. (у залежності від замісника
біля карбонільної групи) синтезовано відповідні гідразони (53, 54, 55,
58, 59, схеми 6, 7).

Схема 3

Схема 4

Схема 5

Серед інших хінолін-2(4)-ілгідразонів, як потенційних біологічно
активних речовин, привертають до себе увагу похідні оксокислот
(піровиноградної (ПВК) та ?-кетоглутарової (АКГК)). Це пов’язано з тим,
що вони приймають участь у важливих біохімічних процесах. Значний
інтерес, як для синтезу, так і для біологічних досліджень, являє
структурна схожість хінолін-2-іл-, а особливо хінолін-4-ілгідразонів
оксокислот з інтермедіатами (основами Шифа) процесу трансамінування,
який перебігає з участю вітаміну В6 (Р.Марри, 1993). Синтез сполук (55,
56а,б, 57а,б, 60а-в, 61а-в) здійснено взаємодією 2- або
4-гідразино-хіноліну з ПВК, АКГК або ацетооцтовим ефіром у середовищі
розведеної оцтової кислоти при 50-60оС (схеми 6, 7). У зв’язку з тим, що
вищенаведені сполуки практично не розчинні у воді, а також в органічних
розчинниках за рахунок біполярних структур даних речовин, синтезовано їх
водорозчинні аналоги – солі гідразонів оксокислот (56в-е, 57в-е, 60г-з,
61г-з) — взаємодією хінолін-2(4)-ілгідразонів оксокислот (56а,б, 57а,б,
60а-в, 61а-в) з гідроксидами або алкоголятами лужних металів у
середовищі спирту (схеми 6, 7).

Взаємодією динатрієвої (57в) або дикалієвої (57г) солей
хінолін-2-ілгідразону ?-кетоглутарової кислоти з іонами металів, які
мають важливу біологічну значимість, одержано відповідні хелатні
комплекси (57є-і, схема 6).

Схема 6

Синтез 9-меркаптоакридину здійснено обробкою 9-хлоракридину тіосечовиною
в середовищі діоксану (А.А.Мартиновський, 1989; Л.О.Омельянчик, 1991)
(схема 8). (Акридин-9-ілтіо)оцтову кислоту (44а) синтезовано за відомим
у літературі способом – взаємодією 9-меркаптоакридину з монойодоцтовою
кислотою в присутності двох еквівалентів лугу в середовищі
диметилформаміду (Л.О.Омельянчик, 1991).

У плані пошуку біологічно активних речовин представляло інтерес
здійснення синтезу невідомого в літературі S-(акридин-9-іл)-L-цистеїну.
Його отримали взаємодією 9-хлороакридину з L-цистеїном (схема 8).
Реакція перебігає у двох напрямках. Перший шлях (за меркаптогрупою)
приводить до утворення S-(акридин-9-іл)-L-цистеїну (45а), а другий (за
аміногрупою) – до утворення N,N1-біс(акридин-9-іл)-L-цистину (46, схема
8). На вихід продуктів реакції значно впливають такі фактори: природа
розчинника, температура реакційної суміші, рН середовища, час проведення
реакції. Для одержання цільового продукту — S-(акридин-9-іл)-L-цистеїну
— оптимальні умови синтезу: в оцтовій кислоті при 50оС протягом 1 год. з
додаванням каталітичної кількості соляної кислоти (вихід — до 70%).
Решта продуктів реакції припадає на N,N1-біс(акридин-9-іл)-L-цистин (46)
(до 20%). При підвищенні температури, проведенні реакції у лужному
середовищі, вихід сполуки (45а) значно знижується. Будову сполуки (46)
доведено зустрічним синтезом – взаємодією 9-хлороакридину з L-цистином
(схема 8).

У зв’язку з тим, що (акридин-9-ілтіо)оцтова кислота та
S-(акридин-9-іл)-L-цистеїн не розчиняються у воді одержано їх
водорозчинні натрієві солі (44б, 45б), які синтезовано нейтралізацією
кислот еквівалентною кількістю спиртового розчину гідроксиду натрію або
алкоголяту (схема 8).

Схема 8

Як вихідну сполуку для синтезу 9-гідразинопохідних акридину було
використано 9-гідразиноакридин (62), синтез якого здійснено взаємодією
9-хлороакридину (41) з надлишком гідразингідрату в середовищі діоксану
(схема 8). Поряд з цільовим продуктом утворюється побічний
N,N1-біс(акридин-9-іл)гідразин (63).

Синтез акридин-9-ілгідразонів похідних ізатину (64а-и), ПВК (65а) та
АКГК (66а) було здійснено взаємодією 9-гідразиноакридину з оксосполуками
в пропанолі або водно-діоксановій суміші (1:3). Водорозчинні гідразони
(65б, 66б) одержано нейтралізацію сполук (65а, 66а) гідроксидами або
алкоголятами натрію (схема 8).

Таблиця 1

N- та S-заміщені акридину

Будову синтезованих сполук доведено за допомогою даних елементного
аналізу, зустрічним синтезом, ІЧ-, УФ-, ПМР-спектроскопії,
мас-спектрометрії, а чистоту – тонкошаровою хроматографією.

Комп’ютерний прогноз біологічної активності похідних хіноліну й акридину
та аналіз даних літератури показав, що синтезовані похідні хіноліну й
акридину є перспективними класами хімічних сполук для створення
ефективних біологічно активних речовин з досить широким спектром
біоактивності. Прогнозувалось (схема 9), що похідні хіноліну та акридину
можуть виконувати роль агоністів чи антагоністів іонотропних та
метаболітотропних рецепторів клітинних мембран і змінювати рівень
первинних та вторинних месенджерів. Вони перспективні як антиоксиданти,
кардіо-, радіо-, церебро- та гепатопротектори, транквілізатори,
антизапальні, аналгетичні та антимікробні біоактивні речовини. Для даних
сполук прогнозується невисока токсичність і відсутність канцерогенності
та тератогенності. На підставі цього та з метою вивчення залежності
біологічної активності від хімічної будови і фізико-хімічних
властивостей була проведена первинна оцінка їх біологічної дії.

Зв’язок між хімічною структурою, фізико-хімічними властивостями та
біологічною активністю в рядах N-, S-заміщених хіноліну та акридину.
Встановлено, що більшість досліджених сполук мають низьку токсичність
(LD50 лежить у межах 65-1500 мг/кг). Це дозволяє віднести їх до груп
помірно токсичних, малотоксичних або практично нетоксичних речовин.
Введення в 6-те положення хінолінового циклу алкоксигрупи зменшує
токсичність для S-заміщених і збільшує – для гідразинопохідних. Заміна
атома водню в меркаптогрупі 2(4)-меркаптохінолінів на алкіл-,
арилалкіл-, оксиалкіл-, карбоксиалкіл-, фенацилрадикали майже завжди
сприяє зниженню гострої токсичності. Етерифікація кислот та заміна
естерної групи на аміно- чи гідразиногрупу збільшує їх токсичність.

2- та 4-гідразинохіноліни досить токсичні сполуки, і блокування в їх
структурі вільної первинної аміногрупи, як для гідразидів
(хінолін-2(4)-ілтіо)кислот, так і для гідразонів S-фенацильних похідних,
у більшості випадків сприяє зниженню гострої токсичності.

За результатами проведених досліджень виявлено, що синтезовані сполуки
проявляють антирадикальні та антиоксидантні властивості. На моделях
генерації вільнорадикального окислення (ВРО) in vitro (табл. 2) похідні
хіноліну та акридину знижують утворення вільних радикалів, виявляючи
властивості „пасток” супероксид-аніону у водній фазі, перехоплюють
гідроксилрадикал у гетерогенній системі та є протекторами меркаптогруп
протеїнів, включаючи ферменти антиоксидантного захисту
(супероксиддисмутази (СОД), каталази, глутатіонпероксидази (ГПР)),
знижують рівень утворення малонового діальдегіду (МДА).

Таблиця 2

Біологічна активність похідних хіноліну та акридину на моделях ініціації
ВРО in vitro

Модель вивчення ВРО Кількість вивчених сполук Кількість сполук, що
перевищують еталон Еталон порівняння

1. Індукція супероксидрадикала (СОР) 90 10 Сечовина

2. Ферментативне ініціювання (ФІ) ПОЛ 93 63 Метіонін

Унітіол

3. Неферментативне ініціювання (НФІ) ПОЛ 100 51 Дибунол

?-токоферолу ацетат

Серед досліджених сполук за АОА виділяються 2(4)-меркаптохіноліни, що
обумовлено присутністю сульфгідрильної групи з потенційно високими
антирадикальними та антиоксидантними властивостями. Стан “тіон-тіольної”
рівноваги впливає на реалізацію біологічної дії 2- та
4-меркаптохінолінів. При зниженні кислотних властивостей
меркаптохінолінів (відповідно збільшується вклад тіонної структури А –
схема 2) спостерігається тенденція до зниження АО дії. Це спостереження
не носить лінійного характеру, хоча зберігається на всіх трьох моделях
ініціації ВРО. Найбільш виражена майже лінійна залежність “ АОА- рКа ”
має місце на моделі індукції .О2- (рис.1).

Рис.1. Залежність між АОА та константою іонізації (рКа)

для 2- та 4-меркаптохінолінів

Необхідно зазначити, що збільшення вкладу меркаптоформи (В) сприяє росту
гострої токсичності.

(Хінолін-2-ілтіо)карбонові кислоти (20а,б,г) на всіх трьох моделях
ініціації ВРО проявляють високу АОА, яка вища за активність еталонів
порівняння на 20-50%. Слід відзначити, що (хінолін-2-ілтіо)пропанові
кислоти (20б,г) переважають на 10-30% їх структурні аналоги –
(хінолін-2-ілтіо)етанову кислоту (20а). АОА похідних
(хінолін-2-ілтіо)карбонових кислот більш залежить від замісника в
карбоксильній групі і менш – від розгалуження карбонового скелета або
присутності метильної групи в 4-му положенні хіноліну. Серед
функціональних похідних (хінолін-2-ілтіо)карбонових кислот значну
активність виявляють гідразиди (хінолін-2-ілтіо)карбонових кислот
(28в,д) – сполуки з потенційно високими комплексоутворюючими і
відновлюючими властивостями.

2-Фенацилтіохінолін (32б) поступається за АОА близькій за структурою
(хінолін-2-ілтіо)етановій кислоті (20а) на 24%. Введення в фенацильний
фрагмент п-нітрогрупи (2-(п-нітрофенацил)тіохінолін) — 32г) деякою мірою
підвищує дію. Взагалі, дослідження залежності АОА від ліпофільності (log
P) S-ацетилтіозаміщених 2-меркаптохіноліну показало, що найбільшу дію
виявили речовини з log P 3,1-3,2.

Результати досліджень показали, що значна здатність до гальмування
утворення супероксидрадикалу характерна для 2-мезилхіноліну (19а), який
на 20-30% переважає за АОА як інші S-заміщені, так і сечовину (р < 0,05). Серед S-заміщених 4-меркаптохінолінів у першу чергу необхідно відзначити за АОА гідрохлорид (2-метилхінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти (21б), який проявляє значну антиоксидантну дію на всіх досліджених моделях ініціації ВРО і перевищує за дією всі інші S-заміщені 4-меркаптохіноліну, а також референс-препарати на 20-50%. На моделі генерації СОР похідні (2-метилхінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти виявили себе як ефективні “пастки” супероксид-аніону. Підвищення ефекту спостерігається в ряду: ефір < гідразид < натрієва сіль < кислота < гідрохлорид. Введення в 6-е положення хінолінового циклу метокси- або етокси-груп на моделі індукції супероксидрадикалу дещо знижує АОА. Найбільшу активність серед похідних хінолін-2-ілтіо- та 4-ілтіо)карбонових кислот проявляють сполуки, рКа яких знаходиться біля 3,0. Загалом, за АОА S-заміщені 2(4)-меркаптохіноліну переважають за дією 2(4)-гідразинопохідні. Так, 2-гідразино- (47а,б) та 4-гідразинохіноліни (50а-в) проявляють середньо виражену антиоксидантну дію, яка знаходиться на рівні стандарт-препаратів, а на моделі ферментативного ініціювання сполуки 47а (2-гідразинохінолін) та 50а (4-гідразино-2-метилхінолін) перевищують на 14-22% дію відомого антиоксиданту – унітіолу (р < 0,05). Введення в 4-те положення гетероциклу метильної групи (2-гідразино-4-метилхінолін, 47б), а також заміна атома водню в ?-аміногрупі 2-гідразинохіноліну на 2-хінолільний радикал (N,N1-біс(4-метилхінолін-2-іл)-гідразин, 48), призводить до зниження антиоксидантної дії. Цікавий той факт, що гетероциклізація гідразинного фрагменту до тетразоло[5,4-а]хіноліну (52а) призводить на моделях ФІ та НФІ до підвищення активності на 20-35%, але на початкових етапах ініціації ВРО зовсім відсутня. Введення метильної групи в 4-те положення хіноліну (9-метилтетразоло[5,4-а]хінолін, 52б) для тетразоло[5,4-а]хіноліну (52а), як і для 2-гідразинохіноліну (47а), знижує АОА на моделях ферментативного та неферментативного ініціювання вільнорадикального окислення. Дослідження АОА 2- та 4-іліденгідразинопохідних хіноліну на трьох моделях ініціації ВРО показує, що дія речовин більшою мірою визначається характером іліденового фрагмента в залишку оксосполуки і менше залежить від замісників у хіноліновому циклі. Хінолін-2(4)-ілгідразони оксокислот (піровиноградної - 56а, ?-кетоглутарової - 57а) показали незначну дію, що ми пов’язуємо з їх дуже поганою розчинністю як у ліпофільних, так і в гідрофільних середовищах. Підтвердженням цього є той факт, що перехід до їх водорозчинних форм - солей - веде до підвищення АО ефекту на 5-30%. Останнє, скоріше за все, пояснюється можливістю солей утворювати хелатні комплекси з металами змінної валентності - прооксидантами. Серед хінолін-2(4)-ілгідразонів похідних бензальдегіду та ізатину (53, 54, 58, 59) за АОА виділяється сполука 53в (із залишком у своїй структурі п-нітробензальдегіду), яка діє на всіх трьох моделях ініціації ВРО і є ефективною “пасткою” активних форм кисню. Дослідження антиоксидантної дії 9-тіозаміщених акридину (44а,б, 45а, 67д) показало, що вони є активними пастками АФК, і для них характерна виражена АОА на всіх трьох моделях ініціації, але вони дещо поступаються за ефектом сполукам хінолінового ряду. Цікаво було дослідити АО ефект морфолінієвої солі (2-етокси-6-нітроакридин-9-ілтіо)оцтової кислоти, яка виявляє виражену антизапальну, аналгетичну і ранозагоюючу дію. На цю сполуку під назвою “Тіоакридомін” проведені доклінічні дослідження, і вона рекомендована для клінічних випробувань (О.О.Мартиновський, 1989; Л.О.Омельянчик, 1991). Показано, що вона виявляє значну активність на всіх трьох моделях ініціації ВРО і, таким чином, її значний фармакологічний ефект досить добре корелює з антиоксидантними властивостями. Значний інтерес викликає висока АОА 9-гідразинозаміщених акридину (64г, 65а,б, 66б), які за дією на моделі генерації супероксидрадикалу значно переважають відповідні похідні хіноліну. Їх вплив знаходиться на рівні найбільш ефективного на цій моделі антиоксиданту – диметилсульфоксиду (АОА складає 63%), а сполука 64г – акридин-9-ілгідразон 5-нітроізатину - навіть перевищує (на 11%) АОА ДМСО. Найбільш активні в умовах ініціації ВРО S-карбоксиалкілзаміщені 2(4)-меркаптохіноліну (солі) вибірково вивчено на моделі генерації активних форм оксиду азоту (АФОА). Дослідження показали, що сполуки в різній мірі гальмують утворення АФОА. На даній моделі ефективні речовини, які також проявляють антирадикальну дію і до супероксидрадикалу (2-метил-4-меркаптохінолін (12а), 3-(хінолін-2-ілтіо)пропанова кислота (20б), натрієва сіль (2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти (23г)). Активність цих сполук знаходиться на рівні дії ефективного антиоксиданту – ацетилцистеїну (АЦЦ). При введенні алкоксигрупи в 6-е положення хінолінового циклу (12в, 21є, 21з,и), як і на моделі генерації СОР, спостерігається деяке зниження АОА. Використання методу імпульсної вольтамперометрії (рис.2) дозволяє внести деякі уточнення в механізм антиоксидантної дії досліджуваних сполук. Результати досліджень найбільш активних водорозчинних похідних хіноліну цим методом дозволяють стверджувати, що всі досліджені сполуки проявляють антиоксидантну й антирадикальну активності, однак вони різняться між собою по ефективності впливу на радикальні та пероксидні сполуки. При вивченні впливу найбільш активної сполуки 25з (гідрохлорид S-(6-метокси-2-метилхінолін-4-іл)-L-ацетилцистеїну) на процес відновлення кисню встановлено, що в інтервалі концентрацій від 0,1 до 1,35мМ/дм3 спостерігається зниження хвиль відновлення гідроксильних радикалів (I хвиля) та пероксиду водню (III хвиля), одночасно полегшується процес відновлення молекулярного кисню (II хвиля). На основі даних комп’ютерного прогнозу і вивчення АОА in vitro було досліджено АОА в умовах цілісного організму (in vivo). На моделі окисного стресу (ішемія головного мозку в щурів) введення малотоксичних натрієвих солей (2-метилхінолін-4-ілтіо)карбонових кислот у дозі 1/50 LD50 (еталони порівняння - пірацетам та 2,6-дитретбутил-4-метилфенол) забезпечує стабільність мембран клітин тканин мозку. При цьому рівень активності ферментів антиоксидантного захисту та рівень продуктів ПОЛ наближаються до рівня інтактних тварин. Досліджені речовини також виявляють антигіпоксичну дію, яка реалізується на рівні посилення метаболізму молочної кислоти в піровіноградну, активації реакцій циклу трикарбонових кислот, посиленню спряження реакцій окислення та фосфорилювання, про що свідчить збільшення рівня макроергів. Активність у значній мірі залежить від природи замісника в 6-му положенні хінолінового циклу - метокси- (23г) або етоксигрупи (23є) збільшували антирадикальну, антиоксидантну, антигіпоксичну та протиішемічну дію (рис.3, рис.4). а) б) 1 - фоновий розчин 0,1М NaCl, 2 - 0,476 мМ/дм3, 3 - 0,909 мМ/дм3 4 - 1,304 мМ/дм3, 5 - 1,66 мМ/дм3, 6 - 2,000 мМ/дм3 Рис.2. Вольтамперні криві (а) та залежність висот хвиль відновлення кисню (I-III) на мідному електроді (б) від концентрації сполуки 25з. і – інтакт; к – контроль*; д - дибунол Рис.3. Вплив натрієвих солей (2-метилхінолін-4-ілтіо)-оцтової кислоти на вміст продуктів ВРО при гострому порушенні кровообігу мозку (Тут та у наступних рисунках різниця вірогідна порівняно з контрольною групою * - Р<0,05). Д - дибунол Рис.4. Вплив натрієвих солей (2-метилхінолін-4-ілтіо)-карбонових кислот на активність АО-ферментів в ішемізованому головному мозку Сполуки 23г та 23є (натрієві солі відповідно 6-метокси- та 6-етокси-(2-метилхінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти) за дією перевищують усі інші досліджені аналоги (рис.5). Рис.5. Співвідношення між активністю СОД та рівнем МДА при гострому порушенні мозкового кровообігу (I – натрієві солі ?-(2-метилхінолін-4-ілтіо)молочної кислоти; II - ?-(2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)молочної кислоти; III - ?-(2-метил-6-етоксихінолін-4-ілтіо)молочної кислоти Важливим моментом досліджень є значне (по відношенню до контрольної групи) зниження під дією S-карбоксиалкілзаміщених 4-меркаптохіноліну рівня біомаркера пошкоджень мозкової тканини – ВВ-КФК – на 20-45%, що свідчить про присутність у досліджуваних сполук мембраностабілізуючої дії. За впливом на рівень ізоферменту КФК вони переважали як дибунол (на 20-50%), так і пірацетам (на 10-30%). Крім того, похідні хіноліну за рахунок власної АО дії зменшують витрати ендогенного антиоксиданту - ?-токоферолу. 4 6 B l ® ° ue th B B ° ue ? ¶ B ue th „A`„A ”yo ”yo ”yo ”yo +’+¬+uuuuuuoccccccccccccccccccc #) за рахунок відновлюючих властивостей з утворенням сульфоксиду, який може давати шестичленні комплекси з металами змінної валентності (схема 10). Схема 10 Серед інших досліджених сполук за антиоксидантною та церебропротективною дією виділяються 9-гідразинопохідні акридину (акридин-9-ілгідразон 5-нітроізатину - 64г, акридин-9-ілгідразон піровино-градної кислоти - 65а, натрієва сіль акридин-9-ілгідразону піровиноградної кислоти – 65б), які значно переважають (-токоферолу ацетат за впливом на АО систему захисту (рис.6). Рис.6. Вплив похідних 9-гідразиноакридину на рівень СОД та продукти ВРО в ішемізованому головному мозку Дослідження інших видів біологічної дії показало, що активність визначається природою замісників як у карбоновому скелеті, так і в хіноліновому гетероциклі. При введенні в 4-е положення хіноліну метильного радикала в багатьох випадках спостерігалось підвищення фунгістатичної активності. Це пояснюється можливістю утворення хелатних комплексів за рахунок підвищення основності ендоциклічного атома азоту й участю в комплексоутворенні карбоксиалкільних радикалів у C2 положенні хіноліну. Збільшення антибактеріальної дії відбувалось і при нарощуванні карбонового скелета для (хінолін-2-ілтіо)карбонових кислот та їх похідних. При цьому виявилось також незначне підвищення гострої токсичності, дещо знижувалась аналгетична активність і з’являлась виражена антидіуретична дія. Взагалі, для пошуку антибактеріальних препаратів серед похідних хіноліну найбільш перспективним вважаємо поєднання в структурі не тільки вищезгаданого гетероцикла, а й інших фармакофорних радикалів, наприклад, похідних 5-нітрофурану. Необхідно відзначити, що S-заміщені 4-меркаптохіноліну як антимікробні препарати проявили себе значно слабше, ніж їх 2-S-заміщені аналоги. При заміні атома водню в сульфгідрильній групі 2- та 4-меркапто-хінолінів на метильний, арилалкільний або карбоксиалкільний радикал спостерігається поява значної (на рівні анальгіну і більше) аналгетичної активності. Введення алкоксигрупи в 6-е положення хіноліну для S-заміщених 4-меркаптохіноліну сприяє значному зниженню гострої токсичності, появі вираженої протиішемічної, антизапальної та аналгетичної активності. Діуретична дія S-заміщених 4-меркаптохіноліну значною мірою визначається замісниками в 6-му положенні хіноліну. Так, введення метоксигрупи сприяє появі діуретичної дії, а введення етоксигрупи – антидіуретичної. У більшості випадків для S-заміщених меркаптохінолінів характерна збуджуюча активність на фоні дії етамінал-натрію. S-Заміщені 9-меркаптоакридину більш токсичні, ніж їх хінолінові аналоги, виявляють помірну аналгетичну дію та виражені АО й антидіуретичну активність. Для тетразоло[5,4-а]хінолінів виявлено невисоку аналгетичну дію, а також їх вплив на тривалість медикаментозного сну – володіють вираженою пробуджуючою дією, яка змінюється на транквілізуючу при введенні атома хлору в 7-е положення хінолінового циклу. Загалом, для похідних 2(4)-гідразинохінолінів, на відміну від S-заміщених 2(4)-меркаптохіноліну, більш характерна деприміруюча активність, ніж аналептична. Особливо це стосується хінолін-4-ілгідразонів ?-кетоглутарової кислоти. В даному випадку введення алкоксигрупи у 6-е положення хіноліну або утворення водорозчинних форм кислот (солей) дещо знижує виражений нейротропний ефект. Найбільш перспективними як потенційні антифлогістики та аналгетики є хінолін-2(4)-ілгідразони, які містять у своїй структурі залишок ізатину. Похідні з атомом брому в 5-у положенні індольного циклу проявляють більш виражену аналгетичну активність, а з атомом хлору – антизапальну. Крім того, вищезгадані сполуки потенціюють дію барбітуратів. Акридин-9-ілгідразони похідних ізатину поступаються за аналгетичною дією відповідним хіноліновим аналогам. Введення в 1-е або в 5-е положення індольного циклу замісників у більшості випадків не дало бажаного підсилення активності. Виняток складають відомі фармакоформні групи – бензильний та ацетильний радикали (1-е положення) та 5-бром – введення яких призвело до невисокого підвищення аналгетичної дії. Акридин-9-ілгідразонам притаманна затримуюча дія на діурез. У зв’язку з цим являє інтерес поєднання в одній молекулі 9-гідразиноакридину й дикарбонової кислоти (бурштинова кислота) - дало значне підвищення діуретичної активності (до 200-230%). Біологічні дослідження показали, що значна кількість похідних хіноліну та акридину переважає за різними видами біодії референс-речовини. Наявність значної кількості високоефективних речовин серед відносно невеликої групи сполук, на яких проведено біологічні випробування, не є випадковою. Вже до наших досліджень була відома перспективність пошуку біологічно активних речовин серед похідних різних азотовмісних гетероциклів з азото- та сірковмісними функціональними групами. Необхідно відзначити, що найбільша група біорегуляторів, виявлених нами, відноситься до S-карбокси-алкілзаміщених 2(4)-меркаптохінолінів або 9-меркаптоакридину (20б, 21г, 23г,є, 67д). Деякі найбільш ефективні речовини подано в таблиці 3. Таблиця 3 Деякі біологічно активні похідні хіноліну та акридину Примітка. АА – аналгетична активність, АЗА – антизапальна активність Дані сполуки в більшості випадків за низкою показників відповідають “правилам Ліпінського” (C.Lipinski, 1997) і розглядаються нами не тільки як сполуки-лідери для пошуку ефективних біорегуляторів, а й як потенційні препарати. На особливу увагу заслуговують водорозчинні сполуки 23г,є, 67д, як перспективні антиоксиданти, антигіпоксанти, мембраностабілізатори та церебропротектори. Синтез, фізико-хімічні властивості та біологічна активність натрієвої солі (2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти (“Хінотіну”). На основі результатів комп’ютерного прогнозу та проведеного дослідження біологічної активності було встановлено, що натрієва сіль (2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти ("Хінотін", 23г) має високі антирадикальну, антиоксидантну, антигіпоксичну, мембраностабілізуючу та протиішемічну активності. Ця сполука дещо структурно схожа з нейропротектором природного походження, потужним інгібітором вільнорадикального окислення гормоном – мелатоніном. Все це сприяло вибору її на предмет проведення доклінічних досліджень. Дану сполуку синтезовано нами за схемою 11. Схема 11 2-метил-6-метокси-4-хлорхінолін натрієва сіль (2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти Біологічні дослідження, проведені відповідно до методичних рекомендацій Фармакологічного центру МОЗ (О.В.Стефанов, 2001) на трьох видах тварин, показали, що препарат відноситься до малотоксичних і виявляє низькі кумулятивні властивості. Вивчення хронічної токсичності показало, що “Хінотін” не впливає на інтегральні показники, не пригнічує загальні функції печінки. Його призначення не призводить до вираженої зміни у функціональній активності сечовидільної та кровотворної систем. Крім того, він при повторному введенні не викликає змін у центральній і периферичній нервовій системі, суттєво не впливає на функцію кардіо-распіраторного апарату. Встановлено, що ця сполука знижує показники окисного стресу при ГПМК на моделі перев'язки загальної сонної артерії і на геморагічній моделі, має властивості молекули антиоксидантного захисту та ефективно захищає мембрани клітин головного мозку, і перевищує ефект пірацетаму та дибунолу за багатьма біохімічними показниками. Дослідження “Хінотіну” в інтервалі доз показало, що найбільш ефективною дозою за антиоксидантною та мембранозахищаючою дією є 25,0 мг/кг (рис.7, 8). Рис.7. Залежність рівня ВВ-КФК від дози “Хінотіну” Курсове призначення „Хінотіну” (25,0 мг/кг) тваринам в експериментальних моделях ішемічного і геморагічного пошкодження тканин головного мозку веде до нормалізації більшості показників вуглеводного та енергетичного обміну, гальмування реакцій ВРО та зменшення гіперферментемії. Так, під його дією спостерігається значне зниження вмісту продуктів вільнорадикального окислення у тканинах головного мозку (рис. 9). Паралельно реєструвалося підвищення активності СОД на 100-120%, ГПР –70-80%, каталази – 100-120%, рівня ендогенного ?-токоферолу на 60-80%. При порівнянні дії „Хінотіну” з подібними ефектами відомого антиоксиданту – дибунолу - спостерігається значна перевага першого. Крім того, для нього характерний ініціальний механізм антиоксидантної дії. Рис.8. Залежність рівня МДА від дози “Хінотіну” 1 – ГПМК у щурів на моделі ішемічного пошкодження; 2 - ГПМК у щурів на моделі геморагічного пошкодження; 3 - ГПМК у собак на моделі ішемічного пошкодження; Х – хінотін; Д - дибунол Рис.9. Вплив препарату “Хінотін” на рівень продуктів ВРО Призначення „Хінотіну” підвищувало вміст макроергів у головному мозку експериментальних тварин (АТФ на 18-20%, АДФ – 33-37%) за рахунок активації аеробних шляхів утворення енергії. „Хінотін” знижує рівень лактату на 40-50%, збільшує вміст пірувату – 35-40% та підвищує рівень малату – 50-57%. За впливом на основні показники вуглеводного та енергетичного обміну він конкурує з базовим протиішемічним препаратом – пірацетамом. 1 – ГПМК у щурів на моделі ішемічного пошкодження; 2 - ГПМК у щурів на моделі геморагічного пошкодження; 3 - ГПМК у собак на моделі ішемічного пошкодження; Х – хінотін; Д - дибунол Рис.10. Вплив препарату “Хінотін” на активність ферментів антиоксидантного захисту Результатом покращення енергетичного статусу клітин головного мозку і зниження активності реакцій ВРО на фоні реактивації антиоксидантної системи захисту є зменшення ступеня пошкодження цитоплазматичних мембран - знижується активність ВВ-КФК на 40-50% при призначенні “Хінотіну” тваринам з ішемічним та геморагічним пошкодженням тканин головного мозку (введення пірацетаму призводило до зниження гіперферментемії на 20-30%). Важливим моментом досліджень є той факт, що на фоні використання препарату “Хінотін” не спостерігалося загибелі експериментальних тварин на моделях ГПМК. Поєднання антирадикальних, антиоксидантних, антигіпоксичних та мембраностабілізуючих властивостей „Хінотіну” з тим, що ця сполука малотоксична, робить її перспективним антиоксидантом і церебропротектором. ВИСНОВКИ У дисертації наведено теоретичне узагальнення пошуку біологічно активних речовин з антиоксидантною, протиішемічною, аналгетичною, антизапальною, нейролептичною, діуретичною, антибактеріальною дією серед похідних 2(4)-меркапто-, 2(4)-гідразинохінолінів та 9-меркапто- і 9-гідразиноакридинів; проведено аналіз закономірностей між даними комп’ютерного прогнозу, хімічною структурою, фізико-хімічними властивостями та біологічною активністю вивчених сполук; встановлено механізми їх антиоксидантної дії; запропонована нова біологічно активна субстанція (“Хінотін”) з антирадикальною, антиоксидантною, антигіпоксичною, мембраностабілізуючою та протиішемічною дією як перспективний антиоксидант та церебропротектор. 1. Вперше проведено цілеспрямований синтез потенційно біологічно активних S-алкільних, S-оксиалкільних, S-арилалкільних, S-гетерильних, S-карбоксиалкільних та S-фенацильних похідних 2- і 4-меркаптохінолінів, 9-меркаптоакридинів. Взаємодією гідразинного фрагменту 2- і 4-гідразинохінолінів, 9-гідразиноакридину з різними електрофільними реагентами синтезовано низку гетерилгідразонів; у випадку 2-гідразинохінолінів одержано конденсовані трициклічні системи - 1,2,4-триазоло[4,3-а]хіноліни або тетразоло[5,4-а]хіноліни. Всього синтезовано 331 сполуку, серед яких біля 250 нових оригінальних речовин. 2. Досліджено “тіон-тіольну” таутомерію 2- і 4-меркаптохінолінів у залежності від структури гетероциклів, температури середовища, природи розчинника й фазового стану речовини. Показано, що в кристалах домінує тіонна форма, у газовій фазі “тіон – тіольна” рівновага визначається замісником в хіноліновому циклі, а у розчинах положення таутомерної рівноваги залежить від природи розчинника та температури середовища. 3. Комп’ютерний прогноз біологічної активності похідних хіноліну та акридину за допомогою комплексу програм “ОРАКУЛ” та “PASS” показав доцільність пошуку серед досліджуваних сполук речовин з антирадикальною, антиоксидантною, антизапальною, аналгетичною й іншими видами біологічної активності та дав можливість поповнити банк даних комп’ютерних програм новими дескрипторними центрами. 4. Біологічні дослідження більш як 200 похідних хіноліну та акридину показали, що вони характеризуються широким спектром біологічної активності та у своїй більшості відносяться до помірно токсичних, малотоксичних або практично нетоксичних речовин, з ЛД50, що знаходяться в межах 65-1500 мг/кг. 5. Вперше встановлено, що досліджені похідні хіноліну та акридину з азото- та сірковмісними функціональними групами в умовах генерації вільнорадикального окислення in vitro виявляють властивості „пасток” супероксид-аніона у водній фазі, перехоплюють гідроксил-радикал у гетерогенних системах, знижують рівень пероксидних сполук і гальмують утворення активних форм оксиду азоту. 6. Показано, що похідні (хінолін-4-ілтіо)карбонових кислот та 9-гідразинозаміщені акридину in vivo (модель однобічної перев’язки загальної сонної артерії тварин) проявляють антирадикальну, антиоксидантну, антигіпоксичну, мембраностабілізуючу та протиішемічну активності і переважають за силою дії еталони порівняння – дибунол, ?-токоферолу ацетат і пірацетам. В умовах окислювального стресу антиоксидантна дія сполук реалізується за рахунок їх здатності виконувати роль “пасток” вільних радикалів, можливості попереджати накопичення активних форм кисню і знижувати процеси ПОЛ, захисту або індукції ендогенних антиоксидантних систем. Антигіпоксична дія речовин реалізується на рівні посилення метаболізму молочної кислоти до піровіноградної, активації реакцій циклу трикарбонових кислот, посиленню спряження реакцій окислення та фосфорилювання, нормалізації енергетичного стану нейроцитів. 7. Встановлено, що сполуки, які гальмують процеси вільнорадикального окислення та активізують систему антиоксидантного захисту, пригнічують процеси запалення, а також проявляють аналгетичну дію. 8. Дослідженнями залежності “структура - біоактивність” встановлені наступні закономірності: введення алкільних та метокси-груп у гетероциклічні сполуки сприяє зниженню гострої токсичності, а наявність атому хлору - підвищенню; стан “тіон – тіольної” рівноваги в 2- та 4-меркаптохінолінах суттєво впливає на рівень антиоксидантної активності та гострої токсичності. Зокрема, підвищення вмісту тіолу (відповідно зниження константи іонізації - рКа) сприяє росту антиоксидантної дії, але одночасно підвищується токсичність; похідні (хінолін-2(4)-ілтіо)карбонових кислот найбільшу антиоксидантну активність проявляють при рКа близько 3,0. 9. Знайдено, що серед хінолін-2(4)-ілгідразонів оксосполук найбільш перспективними аналгетиками та антифлогістиками є речовини, які мають у своїй структурі фрагмент 5-галогензаміщеного ізатину; а як нейротропні біоактивні молекули – хінолін-4-ілгідразонопохідні ?-кетоглутарової кислоти. Найбільшу антибактеріальну активність виявляють похідні 3-(хінолін-2-ілтіо)пропанової кислоти, натрієва сіль (4-метилхінолін-2-ілтіо)оцтової кислоти та іліденгідразиди, які містять у своїй структурі залишок 5-нітрофурана. 10. Аналіз взаємозв’язку між даними комп’ютерного прогнозу, хімічною структурою, фізико-хімічними властивостями та біологічною активністю досліджених сполук дав можливість створення комбінаторних бібліотек та направленого молекулярного дизайну речовин з очікуваними видами біологічної дії. 11. Розроблено зручний лабораторний метод синтезу, вивчені фізико-хімічні властивості та проведено доклінічне дослідження натрієвої солі (2-метил-6-метоксихінолін-4-ілтіо)оцтової кислоти (“Хінотіну”). Встановлено, що ця сполука має виражену антирадикальну, антиоксидантну, антигіпоксичну, мембраностабілізуючу та протиішемічну активності. Зокрема, вона знижує активність вільнорадикальних процесів, поліпшує трофіку ішемізованих тканин головного мозку, нормалізує енергетичні процеси і відновлює ферментну систему антиоксидантного захисту. СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ Мартыновский А.А., Бражко А.А., Булах В.Г., Панасенко Т.В., Самура Б.А., Красных Е.А. Синтез и биологическая активность бензоилметил-тиопроизводных пиридина, хинолина и акридина //Хим.-фармац. журн. – 1991. – Т. 25, № 4. – С. 20-22. Мартиновський А.А., Бражко О.А., Самура Б.А., Панасенко О.І., Романенко М.І., Красних О.О., Голуб В.А., Булах В.Г. Синтез та біологічна активність ізатинових похідних 2-гідразинопіридину, 2-гідразинохіноліну // Фармац. журн. – 1991. - № 5. - С. 69-70. Бражко О.А. Синтез, фізико-хімічні та біологічні властивості 2-гідразонохінолінів, іліденгідразидів хіноліл-2-тіокарбонових кислот // Актуальні питання фармац. та мед. науки і практики. Зб. наук. ст., Запоріжжя, ЗДМУ, 1997. – Вип. І. - С. 17-20. Синяк Р.С., Коваленко С.І., Панасенко О.І., Бражко О.А., Панасенко Т.В., Стеблюк П.М. Синтез і протимікробна активність іліденгідразинів 2-гідразинохіноліну та 4-гідразинохіназоліну // Фармац. журн. - 1997. - № 1. – С. 76-79. Панасенко Т.В., Бражко А.А., Самура Б.А., Мартыновский А.А. Поиск биологически активных веществ среди производных 4-тиохинолина, 9-тиоакридина // Вестник проблем биологии и медицины. - 1997. – № 11. – С. 11-18. Бражко О.А. Тіон-тіольна таутомерія 2-меркаптохіноліну // Актуальні питання фармац. та мед. науки і практики. Зб. наук. ст., Запоріжжя, ЗДМУ. – 1998. – Вип. ІІ. - С. 29-34. Омельянчик Л.О., Завгородній M.П., Бражко А.А. Про взаємодію 9-хлоракридину з L(-)-цистеїном // Вісник Запорізького державного університету. - 1998. - № 1. - С. 131-134. Омельянчик Л.О., Бражко О.А., Кущ О.Г., Завгородній М.П. Вивчення антимікробної активності 9-N-, S-похідних акридину // Актуальні питання фармац. та мед. науки і практики. Зб. наук. ст., Запоріжжя, ЗДМУ. – 1998. – Вип. ІІ. - С. 85-88. Омельянчик Л.О., Бражко О.А., Рильський О.Ф., Новосад Н.В., Завгородній М.П. Пошук біологічно активних речовин на основі S-(хінальдиніл-4)-L(-)-цистеїну // Вісник Запорізького державного університету. - 1999. - № 1. - С.190-193. Бражко О.А. Дослідження антимікробної дії 2-тіопохідних хіноліну // Актуальні питання фарм. та мед. науки і практики. Зб. наук. ст., 3апоріжжя, ЗДМУ. - 1999. - Вип. 4. - С.23-26. Омельянчик Л.О., Бражко О.А., Бєленічев І.Ф., Завгородній М.П., Варламов С.Н., Івчук В.В. Біологічна активність S-гетерилпохідних L(-)-цистеїну // Питання біоіндикації та екології. - 2000.- Вип.5, № 3. - С. 153-159. Омельянчик Л.О., Бєленічев І.Ф., Бражко О.А. Вивчення антиоксидантної та протиішемічної дії 4-тіопохідних хінальдину на моделі гострого порушення мозкового кровообігу // Ліки. - 2000. - № 1-2. - С. 40-43. Бражко О.А. Вивчення біологічної дії 2-хінолілгідразонів похідних бензальдегіду та ізатину // Вісник Запорізького держуніверситету. – 2000. - № 1.- С. 211-213. Омельянчик Л.О., Бражко О.А., Завгородній М.П., Шестакова І.С. Прогнозування можливих видів біологічної дії серед N- і S-заміщених хіноліну // Актуальні питання фарм. та мед. науки і практики. Зб. наук. ст., 3апоріжжя, ЗДМУ. - 2000. - Вип. 6. - С. 145-148. Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Завгородній М.П., Шестакова І.С. Дослідження тіон-тіольної таутомерії 4-меркаптохінальдинів // Вопросы химии и хим. технологии. - 2000. - № 1. - С. 17-19. Бражко О.А. Синтез та фізико-хімічні властивості естерів хінолін-2-іл- та 4-іл)-тіо-?(?)-карбонових кислот // Актуальні питання фарм. та мед. науки і практики. Зб. наук. ст., 3апоріжжя, ЗДМУ. - 2001. - Вип. 7. - С. 7-13. Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Бєленічев І.Ф., Шестакова І.С., Завгородній М.П. Дослідження біологічної дії 4-тіопохідних хіноліну // Медична хімія. -2001. - Т 3, № 1. - С. 20-23. Бєленічев І.Ф., Коваленко С.І., Бражко О.А., Карпенко О.В. Дослідження антиоксидантної дії хіназоліл-4-(хіноліл-4)-тіо-?(?)-карбонових кислот та їх похідних за умов ініціювання вільнорадикальних процесів in vitro та моделюванні ішемії головного мозку // Ліки. – 2001. - № 5-6. – С. 28-33. Бєленічев І.Ф., Коваленко С.І., Бражко О.А., Карпенко О.В., Стец В.Р., Синяк Р.С. Гостра токсичність‚ антиоксидантна і ранозагоююча активність похідних хіназоліну та хіноліну // Вісник Запорізького держуніверситету. - 2001. - № 1. - С. 143-147. Бражко О.А., Рильський О.Ф., Завгородній М.П., Коваленко Д.С., Біленький А.П., Работягова О.С. Пошук біологічно активних речовин з антимікробною активністю серед 4-N- і S-похідних хіноліну // Питання біоіндикації та екології. - 2002. - Вип.7.-№ 1. - С. 122-127. Бражко А.А. Действие производных (хинальдин-4-илтио)карбоновых кислот на содержание катехоламинов при стрессе // Вісник Запорізького держуніверситету. - 2002. - № 2. - С. 115-117. Бражко О.А., Рильський О.Ф., Завгородній М.П., Біленький А.П. Антимікробна активність 2-тіопохідних хіноліну // Питання біоіндикації та екології. - 2002. - Вип.7.-№ 2-3. - С. 258-264. Коваленко С.І, Бражко О.А., Мазур І.А., Карпенко О.В., Синяк Р.С., Пряхін О.Р. Синтез, фізико-хімічні властивості ?(?)-[S-(4-хіназоліл)]-, [S-(4-хіноліл)]-тіоалкілкарбонових кислот та їх ефірів // Фізіологічно активні речовини. - 2002. - №2 (34). – С.15-19. Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Федоряк Д.М., Бєленічев І.Ф., Завгородній М.П. Пошук антиоксидантів серед S-(хінальдиніл-4)–L-цистеїну // Біополімери і клітина. - 2003. - Т. 19, №4. - С. 374-377. Бражко О.А. Пошук біологічно активних речовин серед 2- і 4-тіопохідних хіноліну // Вісник Запорізького держуніверситету. - 2003. - № 1. - С. 120-126. Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Бєленічев І.Ф., Завгородній М.П. Вивчення біологічної активності S-заміщених 2-меркаптохіноліну // Медична хімія. - 2003. - Т. 5, № 1. - С. 60-63. Бражко О.А., Рильський О.Ф., Завгородній М.П., Єрьоменко О.В., Коваленко Д.С., Работягова О.С. Пошук біологічно активних речовин серед хінальдин-4-ілгідразонів ?-кетоглутарової кислоти // Питання біоіндикації та екології. - 2003. - Вип.8.-№ 2. - С. 181-187. Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Завгородній М.П., Работягова О.С. Біологічна активність та тіон-тіольна рівновага 2-меркаптолепідинів // Доповіді НАН України. - 2003. - № 9. - С. 136-140. Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Завгородній М.П. Пошук біологічно активних речовин серед амідів та гідразидів (хінолін-2-ілтіо- і 4-ілтіо)карбонових кислот // Запорожский медицинский журнал. – 2004. – Т.2, № 1. – С. 39-42. Бражко О.А. Антимікробна дія гідразидів та іліденгідразидів (хінолін-2-ілтіо)карбонових кислот // Мікробіологічний журн. - 2005. – Т.67, № 1. - С.49-53. 2-0кси-5-бромбензилиденгидразид 2-метоксиакридинил-9-тиоуксусной кислоты, обладающий ранозаживляющей активностью: А.с. №1356404 СССР, МКИ4 С 07 Д 219/14, А 61 К 31/435 / А.И.Панасенко, А.А.Мартыновский, В.Р.Стец, А.А.Бражко, Н.А.Клюев (СССР).– № 4049525/31-04; Заявл. 03.03.1986; Опубл. 01.08.1987, Б. И. 1987, № 44. – 2 с. Изопропиловый эфир 2-метоксиакридинил-9-тиоуксусной кислоты, обладающий нейролептической активностью: А.с. № 1363787 СССР, МКИ4 С 07 Д 219/14, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, А.И.Панасенко, В.Р.Стец, А.А.Бражко, П.Б.Курапов (СССР).– № 4046665/31-04; Заявл. 02.04.1986; Опубл. 01.09.1987, Б. И. 1987, № 48. – 3 с. Морфолиновая соль 2-метоксиакридинил-9-тиоуксусной кислоты, обладающая ранозаживляющей активностью: А.с. 1392876 СССР, МКИ4 С 07 Д 413/12, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, А.И.Панасенко, В.Р.Стец, А.А.Бражко, Н.А.Клюев (СССР).– № 4118875/28-04; Заявл. 16.09.1986; Опубл. 03.01.1988, Б. И. 1988, № 16. – 2 с. 4-Метокси-9-гидразиноакридин, обладающий аналептической активностью: А.с. № 1401854 СССР, МКИ4 С 07 Д 219/14, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, А.И.Панасенко, А.А.Бражко, В.Р.Стец, Л.А.Омельянчик (СССР).– № 4080022/28-04; Заявл. 24.06.1988; Опубл. 08.02.1988, Б. И. 1988, № 21. – 2 с. Этиловый эфир 7-нитро-9-акридон-10-илуксусной кислоты, обладающий вазоконстрикторной активностью: А.с. 1531424 СССР, МКИ4 С 07 Д 219/04, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, Б.А.Самура, А.В.Самко, А.И.Панасенко, И.Г.Постригань, А.А.Бражко (СССР).– № 4432216/30-04; Заявл. 27.05.88; Опубл. 22.08.1989, Б.И. 1990, № 2. – 2 с. 2-Оксо-2,3-дигидроиндолиден-3-гидразид ?-(хинолил-2-тио)пропионовой кислоты, обладающий вазоконстрикторной активностью: А.с. 1552598. СССР, МКИ4 С 07 Д 219/04, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, Б.А.Самура, А.А.Бражко, А.И.Панасенко, Ю.Ф.Захаров, Т.А.Ковалева (СССР). – №4437773/31-04; Заявл. 07.06.88; Опубл. 22.11.1989, Б.И. 1990, №2. – 2 с. N-(4-метокси-7-нитроакридинил-9)-гидразид янтарной кислоты, проявляющий диуретическую активность: А.с. 1573816 СССР, МКИ4 С 07 Д 219/04, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, А.И.Панасенко, Б.А.Самура, Т.В.Панасенко, А.А.Бражко (СССР).– № 4248161/28-04; Заявл. 20.05.1987; Опубл. 22.02.1990, Б.И. 1990, № 23. – 2 с. Морфолиновая соль 2-этокси-6-нитроакридон-9-ил-10-уксусной кислоты, обладающая вазоконстрикторной активностью: А.с. 1667360 СССР, МКИ4 С 07 Д 219/10, А 61 К 31/435 / А.А.Мартыновский, Б.А.Самура, А.В.Самко, А.И.Панасенко, И.Г.Постригань, А.А.Бражко (СССР).– № 4785400/04; Заявл. 08.12.89; Опубл. 01.04.1991, Б.И. 1991, № 28. – 2 с. Пат. 28789 Україна, МКИ4 С 07 Д 215/04, А 61 К 31/435. 2-Метил-6-метоксихіноліл-4-тіоацетат натрію, що проявляє протиішемічну та антиоксидантну активність: Пат. 28789 Україна, МКИ4 С 07 Д 215/04 Л.О.Омельянчик, О.А.Бражко, І.Ф.Бєлєнічев, М.П.Завгородній (Україна). - № 97094717; Заявл. 23.09.1997; Опубл. 29.12.1999. – Бюл. № 8. – 6 с. Пат. 38185 Україна, МКИ4 С 07 Д 215/02. 3-(2-тіохіноліл)пропанова кислота, що виявляє антиоксидантну активність: Пат. 38185 Україна, МКИ4 С 07 Д 215/04 Л.О.Омельянчик, О.А.Бражко, І.Ф.Бєленічев (Україна). - №200063258; Заявл. 06.06.2000; Опубл. 15.09.2003. – Бюл. № 9. – 3 с. Пат. 57389 А Україна, МКИ4 С 07 Д 215/04. 2-Меркапто-4-метил-7-хлор-хінолін, що виявляє антиоксидантну та аналгетичну активність: Пат. 57389 А Україна, МКИ4 С 07 Д 215/04 О.А.Бражко, І.Ф.Бєленічев, В.В.Івчук, С.Н.Варламов (Україна). – № 2002097417; Заявл. 12.09.2003; Опубл. 16.06.2003. – Бюл. № 6. – 4 с. Мартыновский А.А., Панасенко А.И., Бражко А.А., Омельянчик Л.А., Мельник И.В., Самко А.В., Маловичко Н.Н., Булах В.Г., Клюев Н.А., Панасенко Т.В. Синтез, строение и реакционная способность 4-тиопиридина, 9-тиоакридина, 4-тиохинолина, 9-тио-4-азаакридина и их замещенных // Тез. докл. ХVІІ Всесоюзн. конф. “Синтез и реакционная способность органических соединений серы”. - Тбилиси, 1989. - С. 151. Бражко А.А., Панасенко А.И., Красных Е.А., Мельник И.В., Омельянчик Л.О. Таутомерия, кислотно-основные свойства и биологическая активность 2-тиопиридина, 2- и 4-тиохинолинов, 9-тиоакридинов и акридинил-9-тиоуксусных кислот // Тез. докл. ІV Межинститутской обл. конф. молодых ученых и спец. медиков по актуальным вопросам теоретической и практической медицины. - Запорожье, 1990. – С. 11-12. Бражко А.А., Панасенко А.И., Голуб В.Г., Омельянчик В.Н. Изучение влияния функциональных заместителей на биологическую активность тиолепединов и 9-тиоакридинов // Тез. докл. VI съезда фармакологов Украинской ССР. - Харьков, 1990. – С. 37. Мартыновский А.А., Панасенко А.И., Левая Н.А., Панасенко Т.В., Гайдаш В.И., Бражко А.А., Омельянчик Л.А. Поиск биологически активных веществ на основе тиозамещенных хинолина и акридина // Материалы научно-практ. конф. по результатам лечения пострадавших на Чернобыльской АЭС и созданию новых лекарственных препаратов. - Харьков, 1992. – С. 110-111. Омельянчик Л.А., Красных Е.А., Мельник И.В., Панасенко Т.В., Бражко А.А., Новосад Н.В. Влияние S- и N-замещенных хинолина, акридина на продолжительность медикаментозного сна // Тез. докл. научн. конф. преподавателей и студентов университета. - Запорожье, 1992. – С. 135-136. Омельянчик Л.А., Бражко А.А. Синтез, свойства и биологическая активность производных 2-тиохинолина // Тези доп. наук. конф. викладачів і студентів університету. - Запоріжжя, 1995. – Вип. V, Ч. І. – С.77. Мартыновский А.А., Панасенко Т.В., Омельянчик Л.А., Панасенко А.И., Бражко А.А., Голуб В.А., Мельник И.В., Постригань И.Г. Исследование биологической активности в ряду тио- и гидразинопроизводных пиридина, хинолина, акридина // Сб. научн. статей междунар. научно-практической конф. “Современные аспекты создания, исследования и апробации лекарственных средств”. - Харьков, 1995. – С.111. Панасенко А.И., Мельник И.В., Красных Е.А., Панасенко Т.В., Бражко А.А., Омельянчик Л.А., Гайдаш В.И. Исследования в ряду N-алкилакридона-9 и его хлор-, метил-, метокси-, 6-, 7-моно-нитрозамещенных // Там же. - С.120. Самура Б.А., Панасенко Т.В., Мартыновский А.А., Бражко А.А., Панасенко А.И., Мельник И.В., Самко А.В., Гайдаш В.И. Влияние функциональных заместителей тиолепединов и 9-тиоакридинов на биологическую активность // Там же. - С. 156. Omeliantchik L., Brajko O., Novossad N., Zavgorodnij M. Etude de l’effet immonostimulant et antibacterien des derives de quinoleine et d’acridine // Мат. V міжнац. конф. “Франція-Україна, науково-практ. досвід у контексті діалогу двох культур”. - Дніпропетровськ, 1998. – Т.3. – С. 100-101. Омельянчик Л.О., Бражко А.А., Завгородній M.П., Новосад Н.В Синтез та властивості S-гетерилпохїдних тіокарбонових кислот // Мат. V нац. з,їзду фармацевтів України. - Харків, 1999. – С. 436-437. Омельянчик Л.О., Бражко А.А., Бєленічев І.Ф., Завгородній M.П. Пошук антиоксидантів серед похідних хіноліну та акридину // Тези доп. міжнар. конф. “Хімія азотовмісних гетероциклів“ (ХАГ-2000). –Харків, 2000. - С. 249. Омельянчик Л.О., Бражко А.А., Завгородній M.П., Панасенко Т.В., Івчук В.В., Варламов С.М., Недоросол К.В. Синтез‚ властивості та встановлення будови похідних 9-гідразиноакридину // Тези доп. ХІХ Укр. конф. з орг. хімії. - Львів‚ 2001. – С. 445. Бражко О.А., Завгородній М.П., Омельянчик Л.О., Работягова О.С., Коваленко Д.С. Пошук біологічно активних речовин серед 6-галогензаміщених 4-тіохінальдину // Тези доп. III Міжнар. науково-практ. конф. “Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія”. – Харків, 2003. – Частина 1. – С. 55. Бражко О.А. Біологічно активні похідні хіноліну та акридину з азото- та сірковмісними функціональними групами. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 02.00.10 - біоорганічна хімія. Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, Київ, 2005. Дисертацію присвячено пошуку біологічно активних речовин серед 2- і 4-меркапто-, 2- і 4-гідразинохінолінів, 9-меркапто- і 9-гідразиноакридинів. Проведено цілеспрямований синтез похідних хіноліну та акридину з азото- і сірковмісними функціональними групами, для яких розроблені препаративні методи одержання, встановлена будова, вивчені фізико-хімічні властивості. Встановлено, що досліджені похідні хіноліну та акридину у своїй більшості відносяться до помірно токсичних, малотоксичних або практично нетоксичних сполук і володіють широким спектром біологічної активності. Похідні хіноліну та акридину в умовах генерації вільнорадикального окислення виявляють властивості „пасток” супероксид-аніона у водній фазі, перехоплюють гідроксил-радикал у гетерогенних системах, знижують рівень пероксидних сполук, гальмують утворення активних форм оксиду азоту, проявляють протекторну дію щодо ферментів антирадикального та антиоксидантного захисту, зменшують вміст продуктів вільнорадикального окислення, нормалізують основні ланки вуглеводного та енергетичного обміну, захищають запаси ендогенних антиоксидантів. На основі взаємозв’язку між даними комп’ютерного прогнозу, хімічною структурою, фізико-хімічними властивостями та біологічною активністю досліджених сполук створено комбінаторні бібліотеки та проведено направлений молекулярний дизайн речовин з очікуваними видами біологічної дії. Розроблено зручний метод синтезу, вивчені фізико-хімічні властивості та проведені доклінічні дослідження на біологічно активну субстанцію (“Хінотін”) з антиоксидантною та церебропротективною дією. Ключові слова: 2- і 4-меркаптохіноліни, 2- і 4-гідразинохіноліни, 9-меркапто- і 9-гідразиноакридини, пошук біологічно активних речовин, комп’ютерний прогноз біологічної активності, біологічна дія, антиоксиданти, церебропротектори. Бражко А.А. Биологически активные производные хинолина и акридина с азото- и серосодержащими функциональными группами. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 02.00.10 - биоорганическая химия. Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины, Киев, 2005. Диссертация посвящена поиску биологически активных веществ среди 2- и 4-меркапто-, 2- и 4-гидразинохинолинов, 9-меркапто- и 9-гидразиноакридинов. Проведен целенаправленный синтез потенциальных биорегуляторов - производных 2- и 4-меркаптохинолинов: S-алкильных, S-гетерильных, S-фенацилзамещенных и их аналогов; S-карбоксиалкилзамещенных - ((()-(хинолин-2(4)-илтио)карбоновых кислот, их солей, ефиров, амидов, гидразидов и илиденгидразидов. Для поиска и расширения банка данных биорегуляторов с антиоксидантной, противоишемической, противовоспалительной, анальгетической, антимикробной и другими видами биологической активности получен ряд гидразонопроизводных 2- и 4-гидразинохинолинов, 9-гидразиноакридина с альдегидами, производными изатина, (-оксокислотами (пировиноградная, (-кетоглютаровая). С помощью инструментальных методов анализа (ИК-, УФ-, ПМР-спектроскопия, масс-спектрометрия) исследована “тион-тиольная” таутомерия 2- и 4-меркаптохинолинов в зависимости от заместителей в хинолиновом цикле, температуры, природы растворителя и фазового состояния вещества. Показано, что в кристаллах доминирует тионная форма, в газовой фазе тион – тиольное равновесие определяется заместителями в хинолиновом цикле. В растворах таутомерное равновесие зависит от природы растворителя и температуры раствора. Осуществлен прогноз биологической активности синтезированных производных хинолина и акридина с помощью компьютерных программ “ОРАКУЛ” и “PASS”, который дал возможность пополнения банка данных новыми дескрипторными центрами, показал целесообразность поиска среди исследуемых веществ соединений с антирадикальной, антиоксидантной, противовоспалительной, анальгетической и другими видами биологической активности. Биологические исследования более 200 производных хинолина и акридина показали, что данные соединения проявляют широкий спектр биологической активности и относятся к умеренно токсичным, малотоксичным или практически нетоксическим веществам (ЛД50 соединений находится в пределах 65-1500 мг/кг). По результатам проведенных экспериментальных исследований было установлено, что тио- и гидразинопроизводные хинолина и акридина на моделях генерации свободнорадикального окисления in vitro проявляют антиоксидантные свойства: снижают образование свободных радикалов, проявляя свойства „ловушек” супероксиданиона в водной фазе, перехватывают гидроксилрадикал в гетерогенных системах, снижают уровень пероксидных соединений, тормозят образование активных форм оксида азота, снижают уровень образования малонового диальдегида и являются протекторами меркаптогруп протеинов, включая ферменты антиоксидантной защиты (СОД, каталаза, глутатионпероксидаза). Установлено, что изученные вещества на моделях окислительного стресса (in vivo) проявляют протекторную активность по отношению к ферментам антирадикальной и антиоксидантной защиты в тканях головного мозга, уменьшают содержание продуктов свободнорадикального окисления, нормализуют основные звенья углеводного и энергетического обмена, увеличивают запасы эндогенных антиоксидантов и, таким образом, защищают структурно-функциональную целостность клеток при ишемии. На модели окислительного стресса при ишемии головного мозга введение малотоксичных натриевых солей (2-метилхинолин-4-илтио)карбоновых кислот в дозе 1/50 LD50 (эталоны сравнения - пирацетам и 2,6-дитретбутил-4-метилфенол) приближает к норме стабильность мембран клеток ткани мозга, уровень активности ферментов антиоксидантной защиты и продуктов ПОЛ, показатели энергетического обмена. Степень проявления антиоксидантных и протекторных свойств определяется заместителями в 6-м положении хинолинового цикла и в карбоксиле остатка карбоновой кислоты. Введение в 6-е положение хинолинового цикла алкоксигруппы, а также образование водорастворимых форм (солей) увеличивает антиоксидантное и церебропротективное действие. Показано, что исследованные соединения не имеют выраженной антимикробной активности, что подтвердило данные компьютерного прогноза. 2-S-замещеные хинолина проявили более выраженное антимикробное действие, чем их 4-S-замещенные аналоги. Анализ взаимосвязи между данными компьютерного прогноза, химической структурой, физико-химическими свойствами и биологической активностью исследованных соединений дал возможность создания комбинаторных библиотек и направленного молекулярного дизайна соединений с ожидаемыми видами биологического действия. Разработан удобный метод синтеза, изучены физико-химические свойства и проведены доклинические исследования (хроническая токсичность и специфическая активность) натриевой соли (2-метил-6-метоксихинолин-4-илтио)уксусной кислоты (“Хинотин”). По результатам исследования специфической активности установлено, что “Хинотин” проявляет выраженные антиоксидантную, антигипоксическую, мембраностабилизирующую и противоишемическую активности. В частности, препарат снижает активность свободнорадикальных процессов, улучшает трофику ишемизованных нейроцитов, нормализует энергетические процессы и восстанавливает ферментную систему антиоксидантной защиты. Ключевые слова: 2- и 4-меркаптохинолины, 2- и 4-гидразинохинолины, 9-меркапто- и 9-гидразиноакридины, поиск биологически активных веществ, компьютерный прогноз биологического действия, биологическая активность, антиоксиданты, церебропротекторы. Brazhko A.A. Biologically active derivative quinoline and acridine with nitrogen- and sulfursubstantional by functional groups. - Manuscript. The dissertation for degree of the Doctor of biological sciences by speciality 02.00.10 - bioorganic chemistry. The Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2005. The dissertation is devoted to search biologically activity of substances among 2- and 4-mercapto-, 2- and 4-hydrazinoquinolines, 9-mercapto- and 9-hydrazinoacridines. The purposeful synthesis derivative both akridine with nitrogen- and sulfursubstantional by functional groups is carried out, for which are developed preparation methods of reception, the structure is established, the physico-chemical properties are investigated. It has been shown that investigated derivative quinoline and acridine in the majority relate to moderately toxic, few toxic or practically nontoxic to connections and have a wide spectrum of biological activity. Derivative quinoline and acridine in conditions of generation free radical scavenger of oxidation show properties of "traps" superoxidanione in a aqueous medium, catch a hydroxyl radical in heterogeneous systems, reduce a level peroxides of connections, brake education of the active forms oxide of nitrogen, show protector action rather ferments antiradical and antioxidant of protection, reduce the contents of products free radical scavenger oxidation. Normalize basic parts carbohydrational and power exchange, protect stocks endogenous antioxidants. On the basis of interaction between the data of the computer forecast, chemical structure, by physic-chemical properties and biological activity of the investigated connections are created combinatorial of library and the directed molecular design of substances with expected kinds of biological activity is carried out. The convenient method of synthesis is developed; the physico-chemical properties are investigated and are carried out until clinical of research on biologically active substation ("Chinothinum") with antioxidant and cerebroprotection activity. Key words: 2- and 4- mercaptoquinolines, 2- and 4-hydrazinoquinolines, 9-mercapto- and 9- hydrazinoacridines, search of biologically active substances, computer the forecast of biological activity, biological activity, antioxidants, cerebroprotectors. PAGE 2 НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ БІООРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ТА НАФТОХІМІЇ Бражко Олександр Анатолійович УДК 615.21 : 547.831 + 547.835 БІОЛОГІЧНО АКТИВНі похідні хіноліну та акридину з азото- та сірковмісними функціональними групами 02.00.10 – біоорганічна хімія АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук Київ - 2005 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Запорізькому національному університеті МОН України. Науковий консультант Доктор фармацевтичних наук, професор Омельянчик Людмила Олександрівна декан біологічного факультету Запорізького державного університету Офіційні опоненти: Провідна установа Національний науковий центр лікарських засобів НАН та МОЗ України, лабораторія біохімічної фармакології Захист відбудеться ______________ 2005 р о 10 годині на засіданні спеціалізованої ради Д 26.220.01 в Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, 02094, Київ-94, вул. Мурманська, 1. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, 02094, Київ-94, вул. Мурманська, 1. Автореферат розісланий 2005 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д.М. Федоряк

Похожие записи