Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

СИНТЕЗ И НЕЙРОТРОПНАЯ АКТИВНОСТЬ В РЯДУ ГИДРАЗИДОВ ФОСФОРИЛУКСУСНЫХ КИСЛОТ

Макарова Е.А. 1 Тарасова Р.И. 2 Семина И.И. 3 Фаттахов Ш.А. 1 Байчурина А.З. 3 Шиловская Е.В. 3 Пашина И.П. 3 Воскресенская О.В. 1 Гараев Р.С. 3
1 Казанский государственный медицинский университет
2 Казанский государственный технологический университет
3 Казанский государственный медицинский университет
Цель настоящей работы – провести анализ «химическая структура - нейротропная активность» среди производных фосфорилированных карбоновых кислот, экспериментально выявить фармакофоры и наиболее перспективные соединения. Проведен синтез, фармакологическое изучение и установление зависимости в ряду новых производных гидразидов фосфорилуксусной кислоты для определения направлений синтеза и изучения наиболее перспективных соединений. Анализ зависимости структура-нейротропная активность среди незамещенных фосфорилацетогидразидов выявил фармакофоры, синтезированы новые ряды соединений: соли арил,гидроксифосфорилацетогидразидов с общей формулой: 4-XPhP(O)(O-)CH2C(O)NHNH2•[Z+] с различной природой катионного и анионного фрагментов. На поведенческих моделях экспериментально изучена мнемотропная и антидепрессивная активность данных соединений, установлены функциональные группы, отвечающие за эти виды активностей. Среди изученных фосфорилацетогидразидов выявлены перспективные для дальнейшего изучения соединения – производные 4-хлорфенилфосфорилуксусной кислоты, даны рекомендации для направленного синтеза новых эффективных соединений.
нейротропные препараты
фармакофоры
гидразиды фосфорилуксусной кислоты
соли гидразидов арилгидроксифосфорилуксусной кислоты
зависимость «структура-нейротропная активность».
1. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. - Л.: Медицина, 1963.
2. Разумов А.И., Тарасова Р.И., Михеева А.С., Николаева В.Г., Яфарова Р.Л. // Ж. прикл. х. - 1983. - №3. - С. 342-344.
3. Семина И.И., Шиловская Е.В., Тихонова Н.А., Байчурина А.З., Тарасова Р.И., Гараев Р.С.// Хим.-фарм.ж. - 2002. - т.36. - №2. - С. 3-5.
4. Тарасова Р.И., Семина И.И, Павлов В.А., Москва В.В. // Патент РФ 2141961, 1999. Бюлл. изобрет. - 1996, 17.
5. Тарасова Р.И., Семина И.И., Воскресенская О.В., Ларина М.Л., Мухутдинов Э.А., Губайдуллин А.Т., Литвинов И.А. // Хим.-фарм.ж. - 2007. - т.41, №2. - С. 11-14.
6. Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под общ. ред. чл.-кор. РАМН, профессора Р.У. Хабриева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ОАО Изд-во «Медицина», 2005. - 832 с.: ил.
7. Шиловская Е.В., Семина И.И., Тарасова Р.И., Байчурина А.З., Пашина И.П., Макарова Е.А., Воскресенская О.В., Фаттахов Ш.А., Гараев Р.С., Газизов М.Б. // Хим.-фарм.ж. - 2010.

Одним из приоритетных направлений современной нейропсихофармакологии является направленный поиск эффективных нейротропных соединений, не вызывающих выраженных побочных эффектов. Ранее нами была изучена психотропная активность ряда незамещенных гидразидов фосфорилуксусной кислоты ABP(O)CH2C(O)NHNH2 (I-VI), различающихся природой заместителя при атоме фосфора [3]. Сравнительный анализ центральных эффектов двух наиболее активных гидразидов - фосеназида (I, A = B = Ph) и КАПАХ (V, A = Me2NC6H4, B = OC2H4Cl) показал, что КАПАХ, содержащий алкоксильный заместитель при атоме фосфора, обладает более широким спектром психотропной активности [4].

Цель настоящей работы - обобщающий анализ зависимости «химическая структура-нейротропная активность» ранее изу­ченных веществ, синтез, фармакологическое изучение и установление зависимости в ряду новых производных гидразидов фосфорилуксусной кислоты с выявлением фармакофоров для определения направлений синтеза и изучения наиболее перспективных соединений.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования явились соединения ряда незамещенных фосфорилацетогидразидов. Синтез гидразидов с двумя одинаковыми заместителями при атоме фосфора (I, II) проводился аналогично описанному ранее синтезу фосеназида [2]. Гидразиды, содержащие хлорэтоксильную группу (III-V), получены по методу, ранее разработанному для синтеза КАПАХ [5]. Синтез гидразидов арилгидроксифосфорилуксусной кислоты (VII, VIII) и их солей (IX, X, XII-XVII, XIX-XXIII (табл. 2)) проводился по приведенной ниже схеме на основе реакций соответствующих гидразиниевых солей, получение и биологическая активность которых нами описаны ранее [7].

Помимо хлористого водорода для перевода гидразиниевых солей в соответствующие кислоты использовался также ацетон.

Фармакологическое изучение. Фармакологические исследования проведены на 410 беспородных взрослых мышах-самцах массой 20-25 г. До начала экспериментов все животные содержались в стандартных условиях вивария с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997), а также правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ З 51000.3-96 и 51000.4-96). «Острую» токсичность определяли на мышах при внутрибрюшинном введении свежеприготовленных растворов. Результаты экспериментов обрабатывали методом «накопления частот» с построением кривых по Беренсу [1]. Влияние на процессы обучения и памяти было изучено на поведенческой модели «условная реакция пассивного избегания» (УРПИ). Определяли длительность латентного периода захода в темный отсек экспериментальной камеры на второй день после обучения. Для оценки антидепрессивного эффекта использовали модель «поведенческое отчаяние» [Porsolt R.D. et al.,1977, 1993] [6]. Соединения вводили однократно внутрибрюшинно в дозах, составляющих 1/100 от ЛД50, за 30 мин до начала экспериментов. Статистическую обработку результатов проводили с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

Все исследуемые соединения являются малотоксичными, ЛД50 находится в диапазоне от 315 ± 24 до 7430 ± 25,2 мг/кг (табл. 1, 2). В ряду незамещенных фосфорилацетогидразидов наименее токсичное - соединение II (A = B = Et), а наиболее токсичное - фосеназид (I) c двумя фенильными заместителями при атоме фосфора (А = B = Ph). Замена арильной группы на алкоксильную снижает токсичность незамещенных фосфорилацетогидразидов (III-VI). Значительное уменьшение острой токсичности отмечено у арил, гидроксифосфорилацетогидразидов (VII, VIII) (табл. 2). Таким образом, в зависимости от природы заместителей при атоме фосфора токсичность фосфорилацетогидразидов снижается в ряду: A = B = Ph > A = Ar; B = OC2H4Cl > A = Ar; B = OH > A = B = E

Соли (IX-XXIII) в целом несколько токсичнее исходных кислот (VII, VIII), при этом токсичность зависит и от структуры катиона. Наиболее токсичными являются гидразиниевые соли (XI, XVIII), наименее - натриевая соль (X).

Практически все незамещенные фосфорилацетогидразиды оказывали стимулирующее влияние на процессы обучения и памяти, что проявлялось в увеличении длительности латентного периода захода животного в темный отсек камеры (табл. 1). Это действие наиболее выражено у соединения IV (А = ClC2H4O; В = 4-ClPh), при введении которого этот показатель увеличивался в 2,6 раза (p < 0,05). Среди солей арил,гид­- роксифосфорилацетогидразидов (табл. 2) в тесте УРПИ наиболее активно соединение XVIII, при введении которого латентный период захода в темный отсек камеры увеличился в 2,6 раза (p < 0,05). Замена группы NH3+NH2 в катионной части молекулы соединения XVIII на NH3+CH(CH3)CH(OH)Ph (XVII) привела к некоторому ослаблению мнемотропной активности, время захода в темный отсек камеры по сравнению с контролем увеличилось в 2,1 раза (p < 0,05). Соли арил, гидроксифосфорилацетогидразидов (см. табл. 2) с общей формулой 4-XPhP(O)(O-)CH2C(O)NHNH2•[Z+] можно подразделить на 2 ряда:

  1. - с общей формулой 4-ClPhP(O)(O-)CH2C(O)NHNH2 ∙ NH3+R с неизменной структурой аниона;
  2. - с общей формулой 4-XPhP(O)(OH)CH2C(O)NHNH2 ∙ NH3+ CH(CH3)Ph с неизменной структурой катиона.

Практически все соединения 1-го ряда обладают способностью улучшать память. Наибольшей активностью в тесте УРПИ обладало соединение Х (натриевая соль 4-хлорфенил, гидроксифосфорилацетогидразида), в 5,2 раза удлинившее латентный период захода животных в темный отсек экспериментальной камеры (р < 0,05). Соответствующая аммониевая соль (IX) также проявила значительную мнемотропную активность, в 3,9 раза (р < 0,05) увеличив латентный период захода в темный отсек. Следует отметить, что исходные кислоты арил, гидроксифосфорилацетогидразиды (VII, VIII) в данном тесте не активны. Во 2-м ряду лишь соединения XXI и XXII проявили активность в тесте УРПИ. Замена радикалов солей XVI и XXIII соответственно на (A = F) (A = Me2N) не привела к способности улучшать память на данной поведенческой модели.

Таблица 1

Физико-химические характеристики, острая токсичность и нейротропная активность гидразидов фосфорилуксусной кислоты ABP(O)CH2C(O)NHNH2

Номер соединения

А

В

Выход, %

Т пл., °C

Элементный анализ,%

Найдено/вычислено

Спектры ЯМР31P,
σ, м.д. (растворитель)

ЛД50,
мг/кг

Латентный период захода в темный отсек камеры на модели УРПИ, с

Длительность зависания на модели «поведенческое отчаяние», с

Доза, мг/кг

P

N

I

Ph

Ph

70

160‒161

11,54; 11,62/11,31

10,25; 10,31/10,22

30,49 (этанол)

315 ± 24

35,9 ± 10,9

89,0 ± 22,9*

223,5 ± 19,1

203,5 ± 20,2

3

II

Et

Et

93

89‒90

17,33; 17,47/17,40

15,81; 15,64/15,70

28,65 (этанол)

5400 ± 235

98 ± 35,9

163,3 ± 13,1

229,3 ± 13,6

196,4 ± 31,5

50

III

ClC2H4O

MePh

25

Смола

10,45; 10,50/10,67

9,75; 9,65/9,63*****

38,64 (хлф)

910 ± 76

46,1 ± 17,3

113,9 ± 15,2*

206,8 ± 11,5

150,0 ± 23,4*

10

IV

ClC2H4O

4-ClPh

50

Смола

9,91; 9,71/9,97

8,21; 8,53/9,00****

37,33 (хлф)

1560 ± 42

46,1 ± 17,3

118,4 ± 16,9*

210 ± 18,1

125,0 ± 29,2*

10

V

ClC2H4O

4-Me2NPh

55

155-156

9,85; 9.75/9,70

13,35; 13,05/13,15***

40,94 (этанол)

960 ± 35

35,9 ± 10,0

84,5 ± 17,7*

146,8 ± 15,6

101,3 ± 14,4*

10

VI

EtO

4-Me2NPh

68

129-130

10,80; 10,85/10,88

15,20; 15,25/14,74

40,5 (хлф)

1040 ± 64

35,9 ± 10,0

53,2 ± 11,4

166,3 ± 23,2

116,9 ± 17,1

10

Таблица 2

Физико-химические характеристики, острая токсичность и нейротропная активность гидразидов арил,гидроксифосфорилуксусной кислоты и их солей 4-XPhP(O)(O-)CH2C(O)NHNH2•[Z+]

Номер соединения

Х

[Z+]

Выход, %

Т.пл., °С

Найдено/вычислено

ЯМР31Р, δ, м.д. растворитель - вода

ЛД50, мг/кг

Латентный период захода в темный отсек камеры на модели УРПИ, с

Длительность зависания на модели «поведенческое отчаяние», с

Доза, Мг/кг

P

N

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

VII

F

H+

90

279‒280

13,45;
13,21/ 13,36

12,45;
12,25/ 12,07

-

2970 ± 126

56,9 ± 3,2

90,5 ± 4,1

223,3 ± 29,1

241,4 ± 17,2

30

VIII

Cl

H+

95

278

12,35; 12,65/12,47

11,45;
11,75/ 11,27

Cl

14,55;
14,15/ 14,28

-

5000 ± 15

15,3 ± 5.7

10,2 ± 3,2

223,3 ± 29,1

216,5 ± 21,4

50

IX

Cl

NH4+

**

**

**

**

-

3480 ± 35,7

20,8 ± 4,7

81 ± 21,6*

250,1 ± 10,5

195,7 ± 10,6*

30

X

Cl

Na+

87

< 320

11,05, 11,23/11,46

13,51/13,12

Cl 13,44

22.68

7430 ± 25,2

20,8 ± 4,7

108,8 ± 25,5*

250,1 ± 10,5

216,4 ± 8,3*

75

XI

Cl

NH3+NH2

68

257

11,00; 10,85/11,05

20,41; 20,05

19,96

23.8

666,0 ± 27,1

82,7 ± 38,2

142,2 ± 26,0

260,5 ± 33,1

253,8 ± 15,4

7

XII

Cl

(dl)

NH3+CH(CH3)CH(OH)Ph

90

220

7,75, 7,45/7,76

11,30, 11,35/10,51

22.53

980±35

151,5 ± 16,6

141,1 ± 22,7

100,0 ± 19,0

142,0 ± 25,3

10

XIII

Cl

NH3+CH2CH2CH2NC4H8O

60

190

8,01, 8,15/7,88

15,15, 14,95/14,25

22.60

710 ± 45,2

79,3 ± 12,8

121,0 ± 44,3

288,0 ± 16,2

277,5 ± 32,7

7

XIV

Cl

NH3+CH2CH2COOEt

78

145

8,75, 8,65/9,09

13,00, 13,00/12,72

22.64

5045 ± 21,8

79,3 ± 12,8

172,0 ± 5,8*

32,75 ± 2,3

74,75 ± 1,62*

30

XV

Cl

(dl)

NH3+CH(CH3)Ph

70

216-217

8,85, 8,71/8,40

11,40, 11,61/11,38

22.60

980 ± 33,8

88,1 ± 27,0

170,8 ± 68,0*

279,3 ± 11,4

202,8 ± 26,8*

7

XVI

F

(dl)

NH3+CH(CH3)Ph

85

248-250

8,85, 8,75/8,78

12,60, 12,45/11,93

25.06

1010 ± 37,0

131,8 ± 24,8

96,0 ± 33,3

176,3 ± 12,7

140,0 ± 20,4

7

XVII

F

(dl)

NH3+CH(CH3)CH(OH)Ph

91

202

8,51; 8,35/8,09

11,35; 11,15/10,97

24.78

2490 ± 45

84,2 ± 4,7

179,4 ± ,2 *

282,9+ 9,4

195,7+14,1*

20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

XVIII

F

NH3+NH2

75

259

11,80; 11,84

11,74

21,00; 21,60

21,21

24.0

531,0 ± 39,3

35,9 ± 9,9

133,3 ± 24,6*

240,4 ± 32,8

121,4 ± 30,1*

5

XIX

H

(d)

NH3+CH(CH3)CH(OH)Ph

55

Смола

9,45; 9,55/10,72

14,45; 14,35/14,50

24.93

960 ± 45

100,7 ± 2,2

172,3 ± 1,9

202,1 ± 30,8

176,6 ± 27,5

10

XX

H

(dl)

NH3+CH(CH3)CH(OH)Ph

97

203-205

8,51; 8,75/8,49

12,00; 12,21/11,50

25.05

945 ± 24

67,8 ± 5,4

70,5 ± 3,1

202,1 ± 30,8

166,8 ± 28,9

10

XXI

Н

(dl)

NH3+CH(CH3)Ph

75

253-254

9,21, 9,10/9,25

12,35, 12,45/12,54

24.79

950 ± 34,2

1015 ± 86,8

105,6 ± 29,4

124,8 ± 18,4*

245,0 ± 11,3

163,0 ± 26,5*

7

XXII

CH3

(dl)

NH3+CH(CH3)Ph

58

190

8,85, 8,75/8,94

12,30, 12,13/12,03

24.42

990 ± 72,3

150,0 ± 12,7

180,0 ± 0*

193,0 ± 22,0

128,7 ± 12,5*

7

XXIII

Me2N

(dl)

NH3+CH(CH3)Ph

63

200

8,25, 8,19/8,20

15,10, 15,05/14,81

24.96

975 ± 29,9

131,0 ± 28,8

173,3 ± 5,2

226,6 ± 30,8

122,8 ± 26,1*

7

Примечание:

* разница достоверна относительно контроля при p < 0,05;

** использовался аммиачный раствор кислоты VIII.

Антидепрессивная активность в тесте «поведенческое отчаяние» в ряду исследованных незамещенных фосфорилацетогидразидов выявлена у соединений III (А = ClC2H4O,В = MePh), IV (А = ClC2H4O, В = 4-ClPh) и V (A = ClC2H4O; В = 4-Me2NPh), которые уменьшали длительность периодов зависания мышей в 1,3 (р < 0,05); 1,4 (р < 0,05) и 1,3 (р < 0,05) раз соответственно. Соединения II, I в данном тесте были неэффективны.

Анализ антидепрессивной активности солей арил,гидроксифосфорилацетогидрази­дов показал, что наиболее активным соединением в тесте «поведенческое отчаяние» являлась гидразиниевая соль (XVIII) с радикалами (A = F, В = NH3+NH2) при введении которой длительность зависания уменьшалась в 1,5 раза (p < 0,05) по сравнению с контролем. Замена катиона на NH3+CH(CH3)CH(OH)Ph (dl) (соединение XVII) привела к некоторому ослаблению антидепрессивной активности, время зависания у животных уменьшилось в 1,3 раза (p < 0,05).

В ряду солей 1-го ряда наиболее активно соединение XV (R = CH(CH3)Ph(dl)), при введении которого длительность зависания уменьшилась в 1,3 раза (р < 0,05). Замена радикала в катионе соединения IX на B = NH4+, а в дальнейшем на Na+ (соединение X) привело к незначительному ослаблению антидепрессивной активности. Введение радикала Me2N в структуру аниона соли (соединение XXIII) в ряду 2 привело к усилению антидепрессивного действия, длительность периодов зависания уменьшилась в 1,5 раза (р < 0,05). Антидепрессивная активность соединений XXI (А = Н) и (XXII (А = СН3) выражена приблизительно одинаково: длительность зависания уменьшалась в 1,4 раза (р < 0,05).

Выводы

  1. В ряду незамещенных фосфорилацетогидразидов наиболее выраженной мнемотропной и антидепрессивной активностью обладает соединение IV (А = ClC2H4O; В = 4-ClPh).
  2. Среди изученных фосфорилацетогидразидов перспективны для дальнейшего изучения соединения - производные 4-хлорфенилфосфорилуксусной кислоты как потенциальные препараты с нейротропной активностью.

Рецензенты:

  • Зиганшин А.У., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой фармакологии с курсами фармакогнозии и ботаники ГБОУ ВПО КазГМУ, г. Казань;
  • Залялютдинова Л.Н., д.м.н., профессор кафедры фармакологии ГБОУ ВПО КазГМУ, г. Казань.

Работа поступила в редакцию 09.08.2012.


Библиографическая ссылка

Макарова Е.А., Тарасова Р.И., Семина И.И., Фаттахов Ш.А., Байчурина А.З., Шиловская Е.В., Пашина И.П., Воскресенская О.В., Гараев Р.С. СИНТЕЗ И НЕЙРОТРОПНАЯ АКТИВНОСТЬ В РЯДУ ГИДРАЗИДОВ ФОСФОРИЛУКСУСНЫХ КИСЛОТ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 8-2. – С. 470-473;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=30393 (дата обращения: 02.12.2021).

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

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074