Синтез и свойства конъюгатов замещенных гидрокси-1,4-нафтохинонов с N-ацетил-L-цистеином и глутатионом

• Автор: Сабуцкий, Юрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Нафтохиноны и их биологическая активность
1 2 Природные аминокислотные конъюгаты хинонов и вторичных
метаболитов
1.3 Модификация нафтохинонов путем конъюгации с углеводами
1.4 Модификация нафтохинонов путем конъюгации с аминокислотами
Глава 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Взаимодействие 2-хлортриалкилнафтазаринов с ь-цистеином
2.2 Взаимодействие 14-ацетил-ь-цистеина с триалкилнафтазаринами
2.3 Взаимодействие М-ацетил-ь-цистеина с хлоралкилнафтазаринами
2.4 Взаимодействие 2-гидрокси-З-замещенных 6,7-дихлорнафтазаринов с
М-ацетил-ь-цистеином
9 ^ Взаимодействие >Г-ацетил-ь-цистеина с полихлорированными
нафтазаринами
2.6 Синтез 3-метилфлавиолина и его метиловых эфиров
2 7 Синтез 3-гидроксиметил-, 3-хлорметил-, 3-метоксиметил-, и
3-ацетоксиметилпроизводных 2,7-диметоксиюглона
2 § Разработка метода тиометилирования замещенных 2-гидрокси-
1,4-нафтохинонов N - ацетил- ь- ци сте и н о м и параформальдегидом
Взаимодействие метиловых эфиров флавиолина и 3-метилфлавиолина с ТМ-ацетил-ь-цистсином и параформальдегидом. Синтез фибро-статинов В, С, О и их аналогов
9 10 Взаимодействие метиловых эфиров 3-гидроксиметил-, 3-хлорметил-,
3-ацетоксиметил-, и 3-метоксиметилфлавиолина с И-ацетил-ь-цистенном и параформальдегидом
2 ц Синтез водорастворимых бисглутатиоиильных конъюгатов
гидроксиалкилнафтазаринов
Изучение цитотоксической и антирадикальной активности вновь полученных К-ацстил-г-цистеинильных и глутатионильных конъюгатов ряда нафтазарина
Глава 3, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
БЛАГОДАРНОСТИ

ВВЕДЕНИЕ
Полигидроксилированные нафтохиноны ряда нафтазарина (5,8-дигидрокси-
1,4-нафтохинона) - широко распространенная в природе группа соединений, представители которой выделены из растений, грибов, микроорганизмов и животных [1-3]. Разнообразная активность нафтазаринов - от антибактериальной до противоопухолевой, делает вещества этого класса перспективными для поиска среди них веществ - "лидеров", прототипов лекарственных средств. На основе наиболее доступного пигмента морских ежей - эхинохрома, в ТИБОХ ДВО РАН был создан лекарственный препарат Гистохром, применяемый для лечения инфаркта миокарда, ишемической болезни сердца [4,5], а также при лечении травм и ожогов глаз [4,5], других заболеваний, связанных с кровоизлияниями в стекловидное тело и сетчатку, дегенеративными и воспалительными заболеваниями роговой, сосудистой и сетчатой оболочек глаза [6]. Установлено, что эхинохром, являющийся биоантиоксидантом [7,8], эффективно защищает кардиомиоциты от побочных токсических эффектов противоопухолевых лекарственных препаратов, вызывающих повышенную продукцию активных форм кислорода и снижение митохондриального мембранного потенциала в клетках сердца [9]. В экспериментах на изолированных кардиомиобластах крыс показано, что обработка кардиомиобласт эхинохромом приводит к значительному увеличению массы митохондрий и функций окислительного фосфорилирования [10], что может быть использовано при лечении различных митохондриальных дисфункций. Кроме того, обнаружено, что эхинохром является неконкурентным ингибитором ацетилхолинэстеразы [11] и в этом качестве может быть полезен для лечения нервно-мышечных расстройств, болезней Альцгеймера и Паркинсона [12]. Эхинохром в дозе 1 мг/кг нормализовал уровень экспрессии гена р53 в клетках костного мозга мышей линии БНК в условиях модели хронического стресса [13]. Высокая эффективность эхинохрома и разнообразные направления его использования в клинической практике делает перспективным поиск новых малотоксичных водорастворимых антиоксидантов - структурных аналогов эхинохрома.
Одним из продуктивных направлений создания новых лекарственных средств является модификация биологически активных природных соединений и

синтез на их основе новых веществ с фрагментами, повторяющими структуру биологически активного фармакофора [14-17]. Эхинохром мало растворим в воде, поэтому в медицинской практике используют его натриевую соль [4], растворы которой, по сравнению с эхинохромом, быстро окисляются кислородом воздуха, что ограничивает срок годности препарата и требует применения дорогостоящих ампул для его хранения. В связи с этим, основными направлениями модификации эхинохрома являются: повышение растворимости в воде, снижение токсичности, при сохранении уже имеющейся биологической активности, которую связывают с антиоксидантными (антирадикальными) свойствами хинона. Продуктивным путем модификации хинонов является их конъюгация с пептидами и аминокислотами, несущими тиольную функцию. К таким аминокислотным производным относится трипептид глутатион, обладающий антиоксидантными свойствами и участвующий в механизмах детоксикации и защиты организма от окислительного стресса. Ранее в нашей лаборатории были синтезированы конъюгаты гидроксинафтазаринов с глутатионом, которые обладали хорошей растворимостью в воде, стабильностью полученных водных растворов, низкой токсичностью и высокой кардиопротективной активностью in vivo, сравнимой с эхинохромом [18].
Целью нашей работы являлась разработка эффективных методов синтеза аминокислотных конъюгатов L-цистеина, М-ацетил-ь-цистеина и цистеинсодержащего трипептида глутатиона, в которых аминокислотные радикалы присоединены к ядру 1,4-нафтохинонов через атом серы для последующего изучения эффектов аминокислотных заместителей на растворимость конъюгатов в воде, антирадикальную и биологическую активность. Вторым направлением данного исследования являлась разработка метода тиометилирования замещенных 2-гидрокси-1,4-нафтохинонов М-ацетил-Ь-цистеином и параформальдегидом и синтез ряда конъюгатов, в которых ацетилцистеинильный остаток соединен с хиноидным ядром через метиленовое звено. Применение этой реакции к нафтохинонам, содержащим гидроксильные группы в ароматическом ядре, позволило впервые синтезировать природные биологически активные фибростатины В, С, D, и их аналоги. Кроме того, были разработаны методы синтеза 3-метил-, 3-гидроксиметил-, 3-хлорметил-, 3-ацетоксиметил- и 3-метокси-метилпроизводных 2,7-диметоксиюглона, и изучена их реакционная способность в

М-ацетил-ь-цистеин. Конденсацию К-ацетил-г-цистеина с хиноном 142 проводили в течение 5 час. Помимо исходного хинона 142 (возврат 49 %) из реакционной массы был выделен полярный продукт реакции, которому, по данным ЯМР спектроскопии, приписали строение целевого конъюгата 144 (46 %). Хинон 143 реагировал сходным образом. При проведении конденсации в тех же условиях из продуктов реакции выделили исходный хинон 143 (57 %) и конъюгат 145 (38 %).
Мы полагаем, что взаимодействие этих веществ протекало как михаэлевское
1,4-присоединение тиола к хиноидной системе связей нафтазаринового ядра с последующей изомеризацией нестабильного интермедиата А и окислением полифенола В кислородом воздуха (схема 20). Наблюдаемое уменьшение выхода конъюгата 145. в сравнении с 144. по-видимому, связано со стерическим эффектом этильного заместителя, препятствующего присоединению тиола к хиноидной части нафтазаринового ядра.
Схема
Строение вновь полученных производных установлено методами ИК- и ЯМР 'Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. В ИК-спектрах полученных соединений 144 и 145 имеются полосы поглощения в области 3326-3378 и 1549-1555 см'1, характерные для замещенной амидной -NH- группы, полосы поглощения карбонила CH3CONH- группы при 1625-1635 см'1, и полосы, принадлежащие карбонилам нафтазаринового ядра при 1599 см'1. В области 3370-3410 см'1 имеется