Синтез, свойства и биологическая активность моно (ди) бромзамещенных производных антраниловой кислоты, изучение связи строения с действием с ипользованием констант ионизации и квантово-химических расчет

Актуальность темы

Синтез мокр (ли) бромзамещ&няых производных антраниловой кислоты и изучение зависимости между структурой и их биологической активностью дает возможность приблизиться к целенаправленному синтезу биологически активных веществ.

Исследование количественных соотношений между фармакологической активностью и физнко — химическими свойствами молекул веществ, позволяет значительно снизить финансовые затраты на разработку новых лекарственных средств и подчеркивает актуальность работы.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Пермской государственной фармацевтической академии Минздрава России (номер государственной регистрации 01. 9, 50 7 422). Тема утверждена на заседании Ученого совета Пермской государственной фармацевтической академии" протокол № 4 от 29 января 2004 г.

Цель работы. Целыо исследования явился синтез и поиск новых эффективных моею (ди) бромзамещелных производных антраниловой кислоты с противовоспалительным, анальгетическим и гемостатичсским эффектом, а также исследование количественных соотношений «структура — противовоспалительная активность».

Задачи исследовании. Для достижения намеченной цели необходимо было решить следующие задачи: I. Осуществить синтез натриевых солей, замещённых амидов, гидразндов и сложных зфиров N-ацил — 5-бром (3,.5-днбром) антраннловых кислот.

6-бром (6,8-дибром) — 2,3-дизамещённых хиназолин-4(ЗН)-онов и 6-бром (6,8- дибром) — 2-замещённых -3,1-бензоксазин-4(ЗН)-онов.

2. Изучить структуру и физико-химические свойства полученных соединений.

3. Выявить возможную связь фармакологического действия со структурой синтезированных моно (ди) бромзамещенных производных антранило-вых кислот.

4. Экспериментально определить константы ионизации исследуемых соединений для получения уравнений регрессии и составить регрессионные уравнения, количественно описывающие зависимость противовоспалительного эффекта от констант ионизации гипотетической молекулы.

5. Найти многопараметровые уравнения описывающие зависимость констант кислотности (рКа) и основности (рКЬ) от квантово-химических параметров молекул.

6. Определить прогнозируемую противовоспалительную активность на основе теоретически рассчитанных констант ионизации.

Научная новизна исследования. Синтезировано 91 соединение, из которых 80 неописанных ранее в литературе N-ацил — 5-бром (3,5-дибром) ан-траниловых кислот, их натриевых солей, замещённых амидов, гидразидов и сложных эфиров, 6- бром (6,8-дибром) — 2,3-дизамещённых хиназолин-4(ЗН) — онов и 6-бром (6,8- дибром) — 2-замещённых -3,1-бензоксазин-4(ЗН)-онов. Проведён скрининг противовоспалительной, анальгетической, гемостатиче-ской и противомикробной активностей среди полученных соединений. Некоторые синтезированные соединения проявили противовоспалительное и ге-мостатическое действия, превышающие эффекты применяемых в медицине препаратов. Для углублённых исследований в качестве потенциального противовоспалительного средства предлагается аллиламид N-фенилацетил -3,5 — дибромантраниловой кислоты (68,9%) и натриевая соль Nхлорацетил.

— 5 — бромантран иловой кислоты, которая проявляет гсмостатнчсскос действие (20,9%) (получено положительное решение по патенту от 05. 07. 06).

Найдены многопараметровые уравнения, описывающие зависимость констант кислотности (рКа) и основности (рКЬ) от квантово~химнческнх параметров молекул. Установлена количественная связь между ГШ, А синтезированных соединений и, как экспериментально найденными, так и теоретически рассчитанными константами ионизации. Проведено сопоставление полученных расчетных данных с экспериментально определёнными значениями противовоспалительного действия. Результаты работы используются в ИТХ УрО РАН при поиске новых биологически активных соединений в ряду производных антраннловой кислоты и в учебном процессе.

Апробация работыОсновные фрагменты работы докладывались и обсуждались на конференциях и конгрессах различного уровня: научно-практической конференции, а Пермской государственной фармацевтической академии в 2003 г.- областной научной конференции «Молодежная наука Прикамья — 2004 и 2005" — Всероссийской научно-практической конференции „Современные проблемы фармакологии и фармации“. IS — 19 мая 2005 г.» НовосибирскII Всероссийском съезде фармацевтических работников 5−7 июня 2005 г, — 61-й региональной конференции по фармации и фармакологии, январь — 2005 г., г. Пятигорск- 11-й Международной научно-практической конференции «Фармация и здоровье» 9*12 ноября 2005 гXIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» 3−7 апреля 2006 года, г. Моек* ва,.

Публикации. Материалы диссертации отражены, а 4 статьях, 7 тезисах. Получено положительное решение на выдачу патента № 2 005 123 563/04 (26 544) от 5 июля 2006 гола.

Объем и структура лнесертаинн. Робота изложена на 163 страницах, состоит Hi введения, четырёх г л, а я, выводов м списка литераторы (113 наименований), содержит 15 схем реакций, 38 таблиц, 9 рисунков и 18 регрессионных уравнений.

В первой главе (обзор литературы) рассмотрены методы получения, биологическая активность и возможности установления количественных соотношений «структура — противовоспалительная активность» среди производных антраниловой кислоты.

Вторая глава посвящено синтезу моно (ди) бромзамешенных производных антраниловых кислотN-ацнл — 5-бром (3,5-дибром) антраниловых кислот, их натриевых солсй, сложных эфиров, замененных амидов и гидразидов- 6-бром (6,8-дкбром) -2,3'Днзамсшенных хинаэолии-4(3 Иванов и 6-бром (6,8-дибром) -2-замещённых — 3,1-бензоксазин-4(ЗН)-онов.

Третья глава включает результаты биологических исследований синтезированных соединений.

В четвёртой главе установлена количественная связь между противовоспалительной активностью синтезированных соединений и константами ионизации. Составлены регрессионные уравнения, количественно описывающие зависимость противовоспалительного эффекта от констант ионизации гипотетической молекулы. Найдены многопараметровые уравнения, описывающие зависимость консгант кислотности (рКа) и основности (рКЬ) от квантово-химических параметров молекул. Установлена количественная связь между противовоспалительной активностью синтезирован них соединений н как экспериментально найденными, гак и теоретически рассчитанными константами ионизации.

На защиту выносятся.

1. Синтез N-ацип — 5-бром (3,5-дибром) антраниловых кислот, их натриевых солей, сложных эфиров, замещённых амидов и гидразидов, 6-бром (6,8- дибром) — 2,3- дизамещённых хиназолин-4(ЗН)-онов и 6-бром (6,8-дибром) — 2- замещённых — 3,1-бензоксазин-4(ЗН)-онов и установление структуры полученных соединений на основании данных ИК, 'Н ЯМР — спектроскопии.

2. Результаты биологических исследований полученных соединений на противовоспалительную, анальгетнческую, гемостатическую и противо-микробную активности.

3. Роль констант ионизации во взаимодействии с ответственными за противовоспалительную активность структурами. Установление количественной зависимости противовоспалительного эффекта от констант ионизации.

4. Сравнительный анализ прогнозируемых значений противовоспалительной активности с экспериментально определёнными величинами противовоспалительного действия.

5. Взаимосвязь констант ионизации с квантово — химическими параметрами молекул.

6. Расчет прогнозируемого уровня противовоспалительной активности для синтезированных соединений с помощью уравнений регрессии, в которых используются экспериментально найденные и теоретически рассчитанные константы ионизации.

1. Разработаны методики синтеза 80 новых соединений из ряда N-ацил-Э бром (3,5-дибром) антраниловых кислот, их натриевых солей, заме щённых амидов, гидразидов и сложных эфиров, 6-бром (6,8- дибром) ;

2,3- дизамещённых хиназолин-4(ЗН)-онов и 6-бром (6,8- дибром)-2;

замещённых-3,1 -бензоксазин-4(ЗН)-онов.2. Осуществлён синтез 91 соединения, в том числе 80 неописанных ранее в литературе К-ацил-5-бром (3,5-дибром) антраниловых кислот, их на триевых солей, замещённых амидов, гидразидов и сложных эфиров, 6;

бром (6,8- дибром) -2,3-дизамещённых хиназолин-4(ЗН)-онов и 6-бром (6,8- дибром)-2- замещённых-3,1-бензоксазин-4(ЗН)-онов.3. При исследовании противовоспалительного действия 39 синтезирован ных соединений у 17 веществ (42,6%) обнаружен выраженный эффект. Установлено, что замещённые амиды М-ацил-3,5- дибромантранило вых кислот значительно активнее 5- бромзамещённых производных. Изучено противомикробное действие 62 соединений. У 10 веществ изучено гемостатическое действие и у 8 анальгетическое, выраженную анальгетическую активность проявили 3 вещества из исследованных.

4. Экспериментально определены константы ионизации исследуемых со единений и получены регрессионные уравнения связи констант иони зации с ПВА: замещённые амиды и гидразид N-ацетил — 3,5- дибро мантраниловой кислоты — выбрано уравнение 1§-ПВД= • 0,57+0,088хрКа+0,12*рКЬ и для замещённых амидов и гидразидов N;

(2'-фураноил)-5-бромантраниловых кислот — 1§ ПВД=1,87+0,046хрКа -0,043 хрКЬ позволяющие проводить прогноз ПВА соединений с точ ностью S= 1,89−3,41%.5. Проведены квантово-химические расчёты 11 соединений, параметры которых отражают физико-химические и биологические свойства каж дой молекулы вещества и выявлено, что для констант кислотности.

(рКа), такие параметры как полная тепловая энергия (Е-щш), заряды на атомах водорода (qH), кислорода (qO) и азота (qN) в NH-ацильной группе и констант основности (рКЬ): заряды на атомах водорода (qH), кислорода (qO) и углерода (qC) в амидной группе, энергия Хартри Фока (EHF)> дипольный момент (р) — связаны с константами ионизации и влияют на противовоспалительную активность.6. Получены многопараметровые уравнения, описывающие зависимость констант кислотности (рКа) и основности (рКЬ) от квантово химических параметров молекул, из которых для каждого ряда было выбрано по одному уравнению, имеющему наибольший коэффициент корреляции и наименьший доверительный интервал, позволяющие с высокой точностью прогнозировать константы ионизации.7. Составлены уравнения связывающие рассчитанные константы кислот ности и основности с биологической активностью, которые являются наиболее экономически выгодными в прогнозе уровня ПВА исследо ванных соединений.РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Целесообразен дальнейший поиск соединений с противовоспалитель ной активностью среди замещённых амидов и гидразидов N-ацил 3,5- дибромантран иловых кислот.2. Соединение аллиламид К-фенилацетил-3,5- дибромантраниловой ки слоты рекомендуется для проведения углублённых исследований с це лью внедрения в качестве противовоспалительного средства.3. Использовать для целенаправленного синтеза близких по структуре со единений с противовоспалительным действием найденные уравнения, связывающие противовоспалительную активность и теоретически рас считанные константы ионизации.