Авторы
Офицерова Е. С.
аспирант, кафедра органической химии1
Алексеева Л. Н.
к.фарм.н.1
Шкляренко А. А.
аспирант, кафедра органической химии1
Яковлев И. П.
д.х.н., профессор1
1 - ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Санкт-Петербург, Россия
Автор для корреспонденции
Офицерова Екатерина Сергеевна, e-mail: OfizerovaES@mail.ru
Финансирование
Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Аннотация
В настоящей статье представлены результаты исследования биологической активности новых синтезированных 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов. Острую токсичность 2-арил-6-(метилтио)-4-хлор-2Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов определяли экспериментально на нелинейных белых мышах-самцах общей массой 16-20 г. Для экспериментальной оценки анальгезирующей активности использовали модель генерации уксуснокислых «корчей» у мышей самцов. Экспериментально было подтверждено, что синтезированные новые 2-арил-6-(метилтио)-4-хлор-2Н-пиразоло[3,4-d]пиримидины нетоксичны и обладают выраженной анальгезирующей активностью.
Ключевые слова
1-бензоилзамещенные-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидины, биологическая активность, программа PASS, острая токсичность, анальгезирующая активность
Для цитирования
Офицерова Е. С., Алексеева Л. Н., Шкляренко А. А., Яковлев И. П. Биологическая активность новых 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов. Медицина 2020; 8(3): 76-84.
DOI
Введение
Пиразолопиримидины представляют собой конденсированные гетероциклические системы, структурно напоминающие производные пуринов [1]. Простейшими представителями данного класса соединений являются Аллопуринол и его метаболит Оксопуринол, активно применяемые в терапии гиперурецемии [2]. Среди пиразолопиримидинов были выявлены вещества, проявляющие противовирусную [3,4], противомикробную [5,6], противовоспалительную [7] активности. В последние несколько десятилетий интерес к этим соединения продолжает расти благодаря открытию их противоопухолевой активности [8,9]. В связи с этим, авторы приняли решение о поиске новых пиразоло[3,4-d]пиримидинов и изучении их биологической активности.
Новые 1-бензоилзамещенные-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидины получали взаимодействием 4,6-дихлор-2S-замещенного-пиримидин-5-карбальдегида (I) c замещенным бензгидразидом (IIa-m) в тетрагидрофуране [10] при нагревании перемешивали в течение 6-15 ч. Реакционную массу разбавляли водой и перемешивали. Полученный осадок фильтровали и промывали небольшим количеством воды. Выход продуктов составил 60-95% (схема 1).
Схема 1. Синтез 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов
Строение полученных 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов доказано физико-химическими методами анализа: ЯМР 1Н, масс-спектрометрией, также была измерена температура плавления соединений IIIa-m (табл. 1).
Таблица 1. ЯМР1Н, температура плавления и масс-спектрометрия соединений IIIa-н
На данный момент в литературе нет упоминания о биологической активности новых 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов, поэтому целью данной работы стало изучение биологической активности новых синтезируемых соединений.
Материалы и методы
На 1-м этапе исследования in vivo полученных соединений был осуществлен прогноз вероятных видов биологической активности с помощью компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances), используя веб-сервис http://pharmaexpert.ru/passonline.
Острую токсичность синтезированных 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов определяли на нелинейных белых мышах-самцах массой тела 16-20 г по 5 мышей в эксперименте. Животных распределяли на равные части по численности и массе тела в группы, по 10 животных в каждой. Содержание подопытных животных и обращение с ними во время экспериментов соответствовали правилам, принятым в учреждении и установленным требованиям (Приказ МЗ РФ от 01.04.2016 № 199н "Правила надлежащей лабораторной практики"; Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Directive 2010/63/EU).
1-Бензоилзамещенные-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидины вводили однократно, внутрибрюшинно в интервале доз от 1 до 2000 мг/кг в виде суспензии в смеси ДМСО : вода (1:5). Выживаемость животных определяли через 24 и 48 ч от момента введения исследуемого соединения. Наблюдения осуществляли в течение 72 ч. Регистрировали развитие основных симптомов и время гибели животных. Расчет среднесмертельных доз LD50 веществ проводили с помощью экспресс-метода Прозовского В.Б. [11] и пробит анализа по методу Миллера-Тейнтера [12].
Анальгезирующую активность 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов устанавливали на модели уксуснокислых "корчей" у мышей-самцов массой 16-20 г. Вещества вводили однократно внутрибрюшинно в дозе 1/10 от LD50, которая составляла 200 мг/кг. Препарат сравнения – метамизол натрия – вводили аналогично в дозе 25 мг/кг. Контрольные животные получали дистиллированную воду. Химическое раздражение вызывали внутрибрюшинным введение 3% раствора уксусной кислоты. Исследуемые соединения вводили за 40 мин до введения уксусной кислоты. Подчитывали количество корчей у каждой мыши в течение 20 мин.
Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета прикладной программы Microsoft Excel и экспресс-методом по Прозовскому [11].
Результаты и обсуждение
Результаты предварительного скрининга биологической активности, проведенные с помощью программы PASS, показали анальгезирующую активность с вероятностью Pa от 0,2 до 0,4. Дальнейшим этапом работы стало экспериментальное подтверждение данных видов активности.
В экспериментах была установлена острая токсичность при внутрибрюшинном введении. Для 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов LD50 составила 2000 мг/кг, поэтому соединения по классификации токсичности препаратов Сидорова К.К. были отнесены к классу практически нетоксичных веществ [13].
При подсчете количества корчей у мышей при установлении анальгезирующей активности оказалось, что полученные 1-бензоилзамещенные-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидины приводят к уменьшению числа судорог у животных на 47-98%, по сравнению с препаратом сравнения метамизолом натрия, активность которого составляет 61 % (табл. 2).
Таблица 2. Анальгезирующая активность 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов
Заключение
Экспериментально показано, что синтезированные новые 1-бензоилзамещенные-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидины по классификации токсичности препаратов Сидорова К.К. относятся к классу практически нетоксичных веществ и обладают выраженной анальгезирующей активностью. Использование компьютерной программы PASS позволило быстро, без существенных экспериментальных затрат, определить биологическую активность полученных 1-бензоилзамещенных-6-(метилтио)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидинов.
Список литературы
1. Chauhan M., Kumar R. Medicinal attributes of pyrazolo[3,4-d]pyrimidines: A review. Bioorganic & Medicinal Chemistry 2013. doi: 10.1016/j.bmc.2013.07.027
2. Rashad A.E., Hegab M.I., Abdel-Megeid R.E. et al. Synthesis and anti-HSV-1 evaluation of some pyrazoles and fused pyrazolopyrimidines. Eur. J. Med. Chem. 2009; 44(8): 3285. doi: 0.1016/j.ejmech.2009.02.012
3. Rashad A.E., Hegab M.I., Abdel-Megeid R.E. et al. Synthesis and antiviral evaluation of some new pyrazole and fused pyrazolopyrimidine derivatives. Bioorg. Med. Chem. 2008; 16: 7102. doi: 10.1016/j.bmc.2008.06.054
4. Holla B.S., Mahalinga M., Karthikeyan M.S. et al. Synthesis of some novel pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives as potential antimicrobial agents. Bioorg. Med. Chem. 2006; 14: 2040. doi: 10.1016/j.bmc.2005.10.053
5. Bakavoli M., Bagherzadeh G., Vaseghifar M. et al. Molecular iodine promoted synthesis of new pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives as potential antibacterial agents. Eur. J. Med. Chem. 2010; 45: 647. doi: 10.1016/j.ejmech.2009.10.051
6. Trivedi A.R., Dholariya B.H. et al. Synthesis and anti-tubercular evaluation of some novel pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives. Med Chem Res. 2012; 21:1887–1891. doi: 10.1007/s00044-011-9712-3
7. Rzeski W., Matysiak J., Kandefer-Szerszen M. Anticancer, neuroprotective activities and computational studies of 2-amino-1,3,4-thiadiazole based compound. Bioorg. Med. Chem. 2007; 15: 3201. doi: 10.1016/j.bmc.2007.02.041
8. Mavrova A.T., Wesselinova D., Tsenov Y.A., et al. Synthesis, cytotoxicity and effects of some 1,2,4-triazole and 1,3,4-thiadiazole derivatives on immunocompetent cells. Eur. J. Med. Chem. 2009; 44: 63. doi: 10.1016/j.ejmech.2008.03.006
9. Tamta H. et al. Biochemical characterization of some pyrazolopyrimidine based inhibitors of xanthine. Biochemistry (Moscow) 2006; 71: S49-S54. doi: 10.1134/S0006297906130086
10. Патент RU2709018, Российская Федерация, МПК A 61 K 31/519 Производные 1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидина и способ их получения. Офицерова Е.С., Шкляренко А.А., Овсянникова Л.Н., Яковлев И.П. Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО СПХФА Минздрава России. заявл. 03.04.2017; опубл. 19.12.2017.
11. Прозоровский В.Б. Статистическая обработка результатов фармакологических исследований. Психофармакология и биологическая наркология 2007; 7 (3-4): 2090-2120.
12. Измеров И.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов. М.: Медицина, 1977.
13. Bhardwaj S., Gupta D. et al. Study of acute, subacute and chronic toxicity test. IJARPB 2012; 2 (2): 103-129.
Biological Activity of New 1-Benzoyl-Subctituted 6-(Methylthio)-4-Chloro-1h-Pyrazolo[3,4-D]Pyrimidines
Authors
Ofitserova E. S.
Postgraduate, Chair for Organic Chemistry1
Alekseeva L. N.
PhD (Pharmacy)1
Shklyarenko A. A.
Postgraduate, Chair for Organic Chemistry1
Yakovlev I. P.
Doctor of Chemistry, Professor1
1 - St. Petersburg State University of Chemistry and Pharmacy, Ministry of Health of the Russian Federation, St. Petersburg, Russia
Corresponding Author
Ekaterina S. Ofitserova; e-mail: OfizerovaES@mail.ru
Conflict of interest
None declared.
Funding
The study had no sponsorship.
Abstract
The article presents results of the study of the biological activity of newly synthesized 1-benzoyl-substituted-6- (methylthio) -4-chloro-1H-pyrazolo [3,4-d] pyrimidines. The acute toxicity of 2-aryl-6- (methylthio) -4-chloro-2H-pyrazolo [3,4-d] pyrimidines was determined experimentally on non-linear white male mice with a total weight of 16-20 g. A generation model was used to experimentally evaluate the analgesic activity acetic «writhing» in mice. It was experimentally confirmed that the synthesized new 2-aryl-6- (methylthio) -4-chloro-2H-pyrazolo [3,4-d] pyrimidines are non-toxic and have pronounced analgesic activity.
Key words
1-Benzoyl-Subctituted 6-(Methylthio)-4-Chloro-1h-Pyrazolo[3,4-D]Pyrimidines, biologic activity, PASS program, acute toxicity, analgesic activity
DOI
References
1. Chauhan M., Kumar R. Medicinal attributes of pyrazolo[3,4-d]pyrimidines: A review. Bioorganic & Medicinal Chemistry 2013. doi: 10.1016/j.bmc.2013.07.027
2. Rashad A.E., Hegab M.I., Abdel-Megeid R.E. et al. Synthesis and anti-HSV-1 evaluation of some pyrazoles and fused pyrazolopyrimidines Eur. J. Med. Chem. 2009; 44: 3285. doi: 10.1016/j.ejmech.2009.02.012
3. Rashad A.E., Hegab M.I., Abdel-Megeid R.E. et al. Synthesis and antiviral evaluation of some new pyrazole and fused pyrazolopyrimidine derivatives. Bioorg. Med. Chem. 2008; 16: 7102. doi: 10.1016/j.bmc.2008.06.054
4. Holla B.S., Mahalinga M., Karthikeyan M.S. et al. Synthesis of some novel pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives as potential antimicrobial agents. Bioorg. Med. Chem. 2006; 14: 2040. doi: 10.1016/j.bmc.2005.10.053
5. Bakavoli M., Bagherzadeh G., Vaseghifar M. et al. Molecular iodine promoted synthesis of new pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives as potential antibacterial agents. Eur. J. Med. Chem. 2010; 45: 647. doi: 10.1016/j.ejmech.2009.10.051
6. Trivedi A.R., Dholariya B.H. et al. Synthesis and anti-tubercular evaluation of some novel pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives. Med Chem Res. 2012; 21:1887–1891. doi: 10.1007/s00044-011-9712-3
7. Rzeski W., Matysiak J., Kandefer-Szerszen M. Anticancer, neuroprotective activities and computational studies of 2-amino-1,3,4-thiadiazole based compound. Bioorg. Med. Chem. 2007; 15: 3201. doi: 10.1016/j.bmc.2007.02.041
8. Mavrova A.T., Wesselinova D., Tsenov Y.A., et al. Synthesis, cytotoxicity and effects of some 1,2,4-triazole and 1,3,4-thiadiazole derivatives on immunocompetent cells. Eur. J. Med. Chem. 2009; 44: 63. doi: 10.1016/j.ejmech.2008.03.006
9. Tamta H. et al. Biochemical characterization of some pyrazolopyrimidine based inhibitors of xanthine. Biochemistry (Moscow) 2006; 71: S49-S54. doi: 10.1134/S0006297906130086
10. Pat. RU2708892 Rossijskaya Federaciya MPK A 61 K 31/519 Proizvodnye 1h-pyrazolo [3,4-d] pyrimidine I sposob ikh polucheniya. Ofitserova E.S., Shklyarenko A.A., Ovsyannikova L.N., Yakovlev I.P.; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO SPKHFA Minzdrava Rossii. [Pat. RU2708892 Russian Federation, IPC A 61 K 31/519 Derivatives of 1h-pyrazolo [3,4-d] pyrimidine and method of their production. Ofitserova E.S., Shklyarenko A.A., Ovsyannikova L.N., Yakovlev I.P.; applicant and patentee FGBOU VO SPKHFA Minzdrava Rossii]; declared 03.04.2017; published 19.12.2017. (In Russ.).
11. Prozorovskiy V.B. Statisticheskaya obrabotka rezul'tatov farmakologicheskih issledovanij. [Statistic processing of data of pharmacological investigations.] Psihofarmakologiya i biologicheskaya narkologiya [Psychopharmacology and Biological Narcology] 2007; 7 (3-4): 2090-2120. (In Russ.).
12. Izmerov I.F., Sanotsky I.V., Sidorov K.K. Parametry toksikometrii promyshlennyh yadov. [Toxicometric parameters of industrial poisons.] Moscow: Medicine, 1977. (In Russ.).
13. Bhardwaj S., Gupta D. et al. Study of acute, sub acute and chronic toxicity test. IJARPB 2012; 2 (2): 103-129.
