научная статья по теме СИНТЕЗ И МЕМБРАНОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА СУЛЬФАНИЛИМИНОВ НА ОСНОВЕ НЕОМЕНТАНТИОЛА И ИЗОБОРНАНТИОЛА Химия

Текст научной статьи на тему «СИНТЕЗ И МЕМБРАНОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА СУЛЬФАНИЛИМИНОВ НА ОСНОВЕ НЕОМЕНТАНТИОЛА И ИЗОБОРНАНТИОЛА»

БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, 2015, том 41, № 1, с. 90-96

УДК 547.596.2'599.4'415.3'551.55.057+612.118.221.3+577.352.38

СИНТЕЗ И МЕМБРАНОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА СУЛЬФАНИЛИМИНОВ НА ОСНОВЕ НЕОМЕНТАНТИОЛА

И ИЗОБОРНАНТИОЛА

© 2014 г. Е. С. Изместьев*, Д. В. Судариков*, #, О. Г. Шевченко**, ***,

С А. Рубцова*, А. В. Кучин*

*ФГБУНИнститут химии Коми НЦ УрО РАН, 167982, Республика Коми, Сыктывкар, ул. Первомайская, 48 **ФГБУН Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, 167982, Республика Коми, Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28 ***ФГБО ВПО Сыктывкарский Государственный Университет, 167001, Респ. Коми, Сыктывкар, Октябрьский пр-т, 55 Поступила в редакцию 06.02.2014 г. Принята к печати 15.03.2014 г.

Осуществлен синтез сульфанилниминов на основе неоментан- и изоборнантиола с выходами до 85%. Установлено наличие мембранопротекторных и антиоксидантных свойств полученных суль-фанилиминов на основании их способности ингибировать индуцированный Н202 и ААРН гемолиз эритроцитов, а также тормозить накопление вторичных продуктов ПОЛ и окисление гемоглобина.

Ключевые слова: (+)-неоментантиол, (+)-изоборнантиол, сульфанилимины, мембранопротекторные свойства, эритроциты, окислительный гемолиз, антиоксиданты.

БОТ: 10.7868/80132342314050078

ВВЕДЕНИЕ

Низкомолекулярные природные, синтетические и полусинтетические антиоксиданты (АО) — разнообразные соединения, отличающиеся по структуре и происхождению, способные тормозить цепной радикальный процесс окисления органических веществ. Антиоксидантная терапия является способом лечения многих заболеваний, в развитии которых определенную роль играют свободнорадикальные процессы [1, 2].

В качестве терапевтических агентов, способных препятствовать развитию окислительного стресса, в настоящее время помимо природных АО и их синергистов (а-токоферол, аскорбиновая кислота, каротиноиды, кофермент р, мочевая кислота, витамин А, мелатонин, аминоиндолы, флаво-ноиды, полифенолы, липоевая кислота, 8Н-амино-кислоты и пр. [1, 2]) большой интерес представляют синтетические или полусинтетические АО, производные или аналоги природных АО. Среди них: тролокс [3], 21-аминостероиды или лазароиды [4]; гетероароматические соединения производ-

Сокращения: АО — антиоксиданты; N08 — Л-хлорсук-цинимид; ПОЛ — перекисное окисление липидов; ААРН — 2,2-азобис-(амидинопропан)-дигидрохлорид. # Автор для связи (тел.: +7 (8212) 24-10-45; факс: +7 (8212) 2184-77; эл. почта: sudarikov-dv@chemi.komisc.ru).

ные 3-оксипиридина [5]; соединения на основе порфиринов и металлопорфиринов [6, 7]; серосодержащие соединения с тиазолидиновыми [8, 9] и дитиолтионовыми фрагментами [10], тиопроиз-водные фенолов [11, 12]; селенорганические соединения [13]; большая группа фенольных анти-оксидантов [1], в том числе фенолов содержащих нитро-группу [14, 15], пространственно затрудненные терпенофенолы [16, 17], коньюгаты на основе порфиринов и терпенофенолов [18, 19].

На сегодняшний день при существующем уровне загрязнения окружающей среды поиск новых высокоэффективных АО особенно актуален.

Перспективными в отношении наличия АО-активности кажутся сульфанилимины на основе тер-пеновых тиолов и ароматических альдегидов. Суль-фанилимины способны вступать в реакции окисления с большим количеством активных окислителей благодаря наличию трех реакционных центров в молекуле (атомы серы, азота и кратная связь). Увеличение количества окислителя приводит к поэтапному образованию продуктов с нарастающей степенью окисления атомов серы и азота: сульфи-нимины — сульфонимины — Л-сульфонилокса-зиридины [20, 21]. Также известно, что циклические сульфанилимины способны образовывать стабильные иминилрадикалы с последующим об-

СИНТЕЗ И МЕМБРАНОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА СУЛЬФАНИЛИМИНОВ

91

разованием нитрилов и дальнейшим протеканием реакций внутримолекулярных перециклизаций [22], что, возможно, будет способствовать перехватыванию активных радикалов. Кроме того, наличие терпенового и ароматического фрагментов в структуре полученных сульфанилиминов также может оказывать влияние на изменение АО-активности, поэтому, варьируя эти фрагменты, можно оценить степень этого влияния.

Для тестирования АО-активности веществ и скрининга эффективных мембранопротекторов в условиях окислительного стресса, индуцируемого различными химическими соединениями, в качестве клеточных моделей часто используются эритроциты крови [23—29].

Для создания фармакологических препаратов на основе сульфанилиминов, обладающих мем-бранопротекторными и антиоксидантными свойствами, необходима предварительная оценка их токсичности. Для этих целей подходящей моделью также являются эритроциты [30—34].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В данной работе на основе неоментан- (1а) и изоборнантиола (1б) синтезирован ряд сульфанилиминов (111а, б, 1Уа, Уа,б) с выходами от 50 до 85%.

Тиолы (1а, б) подвергали действию ^-хлорсук-цинимида (N08) в жидком аммиаке по известной методике [35] с образованием неоментан-(11а) и изоборнансульфаниламинов (116). Соединения (11а, 6) неустойчивы, выделить в чистом виде и охарактеризовать их не удалось. Поэтому синтезированные сульфаниламины (11а, 6) использовали без выделения из реакционной смеси в конденсации с альдегидами [35] (схема). Выходы сульфанилиминов с изоборнановым фрагментом ниже, чем у сульфанилиминов с неоментановым фрагментом, что можно объяснить большей неустойчивостью изоборнансульфаниламида (116). Среди продуктов реакции была обнаружена тиокамфора — продукт разложения сульфаниламида (116).

Тегр-8Н

(1а, 6)

N08

NH

3(жид)

Тегр :

с

Тегр^ ^И2

(На, 6)

10

10 9 (а)

Я1

он

но.

Тегр^ N

с 1' 7'

(111а, 6); (1Уа)

N0;,

-Тегр. ^

с 1' 7'

(Уа, 6)

(6) (111а, 6): R1 = R2 = Н; (1Уа): R1 = R2 = I Схема.

Я2

N0,

о

2

Я

Я

о

7

6

4

Строение полученных сульфанилиминов установлено методами ИК- и ЯМР-спектроскопии, состав подтвержден данными элементного анализа.

Данные ИК-спектроскопии подтвердили наличие основных функциональных групп в составе молекул сульфанилиминов (111а, 6, 1Уа, Уа, 6). Присутствуют полосы поглощения, характерные для валентных колебаний С=^связи в интервале частот 1564—1608 см-1, узкие интенсивные полосы поглощения С^-ОН-группы при 1249-1276 см-1 у соединений (111а, 6, 1Уа).

В ЯМР-спектрах сульфанилиминов (111а, 6, 1Уа, Уа, 6) присутствуют характерные сигналы СН-груп-пы при двойной связи с атомом азота (в 1Н-ЯМР-

спектре в виде синглета при 8.4-8.7 м.д., в 13С-спек-тре в виде отдельного сигнала в слабом поле в интервале 152-162 м.д.). В спектрах 1Н-ЯМР сульфанилиминов (111а, 6, 1Уа) присутствуют сигналы протона НО-группы при 11.6-12.6 м.д.

Оценка гемолитической активности показала, что соединения (111а, 1Уа, Уа, 6) в концентрации 100 мкМ не обладают выраженной токсичностью по отношению к эритроцитам, тогда как сульфа-нилимин (1116) на основе изоборнантиола и салицилового альдегида вызывает быстрый лизис клеток, что свидетельствует о его острой токсичности (рис. 1). По этой причине исследование мембранопротекторной и АО-активности соединения (1116) не проводилось.

92

ИЗМЕСТЬЕВ и др.

Гемолиз, % 90 80 70 60 50 40 30 20 10

0

Контроль (Va) Контроль (Va) (УЬ) (Шя) (ШЬ) (ГУя)

Этанол Ацетон

• 1 ч п 3 ч 5 ч

Рис. 1. Гемолитическая активность соединений (111а, б), (1Уа), (Vа, б) в концентрации 100 мкМ (растворы в этаноле и ацетоне, 1—5 ч инкубации).

Гемолиз, % 70

60

50 40 30 20 10

Рис. 2. Влияние соединений (111а) и (Уа) (растворитель этанол) в концентрации 100 мкМ на степень Н2О2-индуцированного гемолиза эритроцитов через 1—5 ч инкубации.

0

Исследование параметров Н2О2-индуцированно-го гемолиза эритроцитов показало (рис. 2, табл. 2), что по степени уменьшения мембранопротектор-ной активности соединения можно расположить в следующем порядке: (V6) > (Va) > (Illa) > (IVa). Анализ накопления вторичных продуктов пере-кисного окисления липидов (ПОЛ), а также соотношения оксигемоглобина и продуктов его окисления (мет- и феррилгемоглобина) в суспензии эритроцитов (табл. 1 и 2) в условиях Н2О2-инду-цированного гемолиза свидетельствуют о том, что наибольшей АО-активностью в данной модельной системе обладает сульфанилимин (V6), полученный на основе изоборнантиола и п-нит-робензойного альдегида.

В качестве индуктора окисления при оценке мембранопротекторной и антиоксидантной активности растворов сульфанилиминов в ацетоне помимо Н2О2 был использован также 2,2-азобис (амидинопропан)дигидрохлорид (ААРН). При термическом разложении ААРН в водной фазе и физиологических температурах с постоянной скоростью образуются радикалы ROO*, не способные в отличие от Н2О2 проникать в клетку и воздействующие на эритроцит с внешней стороны мембраны [13, 16]. Анализ кинетических кривых гемолиза под действием ААРН (рис. 3а) пока-

зывает, что и в данном случае наибольшей мембра-нопротекторной активностью обладает соединение (Уб), тогда как для сульфанилимина (1Уа) с неомен-тановым фрагментом и фрагментом дийодзаме-щенного салицилового альдегида мембранопро-текторной активности не выявлено. Предварительное внесение в инкубационную среду сульфанилимина (Уб) не только увеличивало период индукции развития гемолиза и уменьшало его величину, но и снижало в 1.6 раза концентрацию вторичных продуктов ПОЛ в суспензии эритроцитов даже спустя 4 ч после инициации гемолиза раствором ААРН (с 1.47 ± 0.06 до 0.93 ± ± 0.07 нмоль/мл). Кроме того, соединение (Уб) наиболее эффективно ингибировало индуцированное ААРН окисление оксигемоглобина (рис. 3б).

Таким образом, на модели индуцированного Н202 и ААРН гемолиза эритроцитов подтверждено наличие антиоксидантной и мембранопротек-торной активности у полученных сульфанилими-нов. Как следует из экспериментальных данных, наибольшую АО-активность в отношении как гидроксильного, так и пероксильного радикалов проявили изоборнан- и неоментансульфанили-мины (Уб) и (Уа) с нитрогруппой в бензилидено-вом заместителе. Неожиданно, сульфанилимин (111Ь), имеющий в своем составе изоборнильный

Таблица 1. Параметры Н2О2-индуцированного гемолиза эритроцитов и их изменения под воздействием соединений (Ша) и (Уа) (растворитель этанол) в концентрациях 100 мкМ

Вариант Пара

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком