БИООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ
УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 14.07.2016. К/В/Т.13.01 РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ КЕНГАШ
БИООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ
ГАФУРОВ МАХМУДЖОН БАКИЕВИЧ
АЛКАЛОИДЛАР ВА ОЛЕАНАН ҚАТОРИ ТРИТЕРПЕНЛАРИНИНГ
(ГЛИЦИРРИЗИН КИСЛОТАСИ) ҲОСИЛАЛАРИ СИНТЕЗИ ВА
БИОЛОГИК ФАОЛЛИГИНИ АНИҚЛАШ
02.00.10 – Биоорганик кимё
(кимё фанлари)
ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФАРАТИ
Тошкент шахри – 2016 йил
1
УДК 542.91 : 547.94 : 547.1.18 : 547.46.054
Докторлик диссертацияси автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата докторской диссертации
Content of the abstract of doctoral dissertation
Гафуров Махмуджон Бакиевич
Алкалоидлар ва олеанан қатори тритерпенларининг (глицирризин
кислотаси) ҳосилалари синтези ва биологик фаоллигини аниқлаш........... 3
Гафуров Махмуджон Бакиевич
Синтез и выявление биологической активности производных алкалоидов и
тритерпеноидов олеананого ряда (глицирризиновая
кислота)............................................................................................................. 31
Gafurov Mahmudjan Bakiyevich
Synthesis and revealing the biological activity of derivatives alkaloids and
triterpenoids of oleanane series (glycyrrhizinic acid)........................................ 59
Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works ……………………………………………………… 85
2
БИООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ
УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ 14.07.2016. К/В/Т.13.01 РАҚАМЛИ
ИЛМИЙ КЕНГАШ
БИООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ
ГАФУРОВ МАХМУДЖОН БАКИЕВИЧ
АЛКАЛОИДЛАР ВА ОЛЕАНАН ҚАТОРИ ТРИТЕРПЕНЛАРИНИНГ
(ГЛИЦИРРИЗИН КИСЛОТАСИ) ҲОСИЛАЛАРИ СИНТЕЗИ ВА
БИОЛОГИК ФАОЛЛИГИНИ АНИҚЛАШ
02.00.10 – Биоорганик кимё
(кимё фанлари)
ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФАРАТИ
Тошкент шахри – 2016 йил
3
Докторлик диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар
Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида 30.09.2014/В2014.5.К72 рақам
билан рўйхатга олинган.
Докторлик диссертацияси Биоорганик кимё институтида бажарилган. Диссертация
автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз) Илмий кенгаш веб саҳифаси
(http://ss.biochem.uz) ва «ZiyoNet» таълим ахборот тармоғида (www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган.
Илмий маслаҳатчи: Далимов Давранбек Нигманович
кимё
фанлари доктори, профессор
Расмий оппонентлар: Мавлянов Саидмухтар Максудович
кимё
фанлари доктори, профессор
Рамазанов Нурмурод Шералиевич
кимё фанлари доктори, катта илмий ходим
Абдушукуров Анвар Кабирович
кимё фанлари доктори, профессор
Етакчи ташкилот: Тошкент кимё-технология институти
Диссертация ҳимояси Биоорганик кимё институти ва Ўзбекистон Миллий
университети ҳузуридаги 14.07.2016. К.В.Т.13.01 рақамли Илмий Кенгашнинг 2016 йил
«_____»ноябрь соат ______ да ўтадиган мажлисида бўлади (Манзил: 100125, Тошкент ш.,
Мирзо Улуғбек кўч., 83. Тел. 262 35 40, факс (99871) 262 70 63).
Диссертация билан Биоорганик кимё институти Ахборот-ресурс марказида
танишиш мумкин (Манзил: 100125, Тошкент ш., Мирзо Улуғбек кўч., 83. Тел. 262 35 40,
факс (99871) 262 70 63), e-mail: asrarov54@mail.ru
Автореферат 2016 йил «______» ноябрда тарқатилди.
(2016 йил ноябрдаги № рақамли реестр баённомаси)
А.С.Тураев
Фан доктори илмий даражасини берувчи
Илмий кенгаш раиси, к.ф.д., профессор
М.И.Асраров
Фан доктори илмий даражасини берувчи Илмий
кенгаш илмий котиби, б.ф.д., профессор
А.А.Ахунов
Фан доктори илмий даражасини берувчи
Илмий кенгаш ҳузуридаги Илмий семинар
раиси, б.ф.д., профессор
4
КИРИШ (Докторлик диссертацияси аннотацияси)
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.
Дунёда
ацетилхолинэстеразанинг (АХЭ) юқори самарага эга бўлган қайтар
ингибиторлари фосфорорганик пестицидлар билан заҳарланганда антидот
сифатида ҳамда Альцгеймер, миастения, глаукома, фалаж, парез каби
касалликларни даволашда кенг қўлланилади. Шу нуқтаи назардан марказий
нерв тизимининг турли патологиялари терапиясида қўлланиладиган
АХЭнинг юқори самарали қайтар ингибиторларини яратиш, улар орасида
антидот
таъсирга
препаратларни
излаш;
фармаконларни
кимёвий
модификация қилиш; комплекс ҳосил қилувчи бирикмалар ёрдамида кам
дозали, сувда эрувчан ва кенг терапевтик индексга эга препаратлар яратиш
ҳозирги куннинг муҳим муаммоларидан бири ҳисобланади.
Ўзбекистон мустақилликка эришгандан кейин маҳаллий ўсимлик хом
ашёси асосида қатор касалликлар терапиясида қўлланиладиган кам дозали,
юқори самарали препаратлар яратиш бўйича илмий изланишларни юқори
савияда ташкил этиш ва аҳолини сифатли дори воситалари билан таъминлаш
йўналишида кенг қамровли чора-тадбирлар амалга оширилиб, муайян
натижалар қўлга киритилди. Бу борада глицирризин кислотаси (ГК) ва унинг
айрим
ҳосилалари
асосида
тиббиёт
амалиётида
қўлланиладиган
фармаконларнинг кам дозали, сувда эрувчан ва кенг терапевтик индексга эга
дори шаклларини яратиш бўйича изланишларни алоҳида таъкидлаш мумкин.
Бугунги кунда дунёда ГК асосида молекуляр капсулалаш усули
ёрдамида сувда кам эрийдиган турли хил фармаконларнинг комплекслари
олиниб, талаб этилган самарага фармаконнинг миқдори жуда кам бўлганда
ҳам эришилиши аниқланган. Бу кўплаб дори воситаларининг салбий
таъсирини сезиларли даражада камайтиришда энг самарали усул
ҳисобланмоқда, ГК ва унинг ҳосилалари асосида, яллиғланишга, орттирилган
иммунотанқислик синдромига, тери ва ошқозон саратонига қарши дори
воситалари, кам дозали, сувда эрувчан ва кенг терапевтик индексга эга
препаратлар яратилиб, амалиётга тадбиқ этилмоқда. Бу соҳадаги изланишлар
биоорганик кимё, тиббиёт соҳасидаги долзарб масалалардан ҳисобланади.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2006 йил 14 июлдаги
ПҚ-416-сон «Маҳаллий дори-дармон ва тиббиёт буюмлари ишлаб
чиқарувчиларни қўллаб-қувватлаш чора тадбирлари тўғрисида»ги Қарорида
ҳамда мазкур фаолиятга тегишли бошқа меъёрий-ҳуқуқий ҳужжатларда
белгиланган вазифаларни амалга оширишда ушбу диссертация тадқиқоти
муайян даражада хизмат қилади.
Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши
нинг устувор йўналишларига боғлиқлиги.
1
Мазкур тадқиқот республика
фан ва технологиялар ривожланишининг VI. «Тиббиёт ва фармакология»
устувор йўналишига мувофиқ бажарилган
1
Диссертациянинг мавзуси бўйича ҳорижий илмий тадқиқотлар шарҳи www.sciencedirect.com,
https://www.researchgate.net, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles ва бошқа манбаалар асосида ишлаб
чиқилган.
5
Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий тадқиқотлар шарҳи.
1
АХЭнинг
тузилишини
тадқиқ
этишга,
унинг
конкурент
қайтар
ингибиторлари излашга, ф
армаконларни модификация қилиш орқали кам
дозали, кенг таъсир доирасига эга
препаратлар яратишга йўналтирилган
илмий изланишлар жаҳоннинг етакчи илмий марказлари ва олий таълим
муассасалари,
жумладан,
Элементорганик
бирикмалар
институти,
Эволюцион физиология ва биокимё институти, Уфа
ва Новосибирск Органик
кимё институтлари
(Россия)
,
Weizmann Institute of Science (Исроил), National
Institute o Radiological Sciences (Япония), Institute of Clinical Pharmacology,
Universität Würzburg
(Германия),
Stanford University, National Institutes of
Health
(АҚШ
), University of Cambridge, University of Oxford (Буюк Британия),
Shanghai Institute of Materia Medica
(Хитой),
Australian National University
(Австралия),
Биоорганик кимё институти
(Ўзбекистон)
,
Ўзбекистон Миллий
университетида
кенг қамровли тадқиқотлар амалга оширилмоқда.
АХЭнинг
тузилишини
аниқлаш,
унинг
конкурент
қайтар
ингибиторлари излаш, ф
армаконларни модификация қилиш ҳамда кам
дозали, кенг таъсир доирасига эга
препаратлар яратиш
орқали
Альцгеймер,
Паркинсон, миастения каби асаб касалликлари диагностикаси ва даволаш
усулларини ишлаб чиқишга оид жаҳонда олиб борилган тадқиқотлар
натижасида қатор, жумладан, қуйидаги илмий натижалар олинган: АХЭ фаол
маркази учта асосий гуруҳдан – каталитик триада, оксианион ва анион
марказлардан иборат эканлиги ва улар ацетилхолин гидролизида бевосита
иштирок этиши аниқланган (Weizmann Institute of Sciencel, Исроил; Australian
National University); Альцгеймер, Паркинсон, миастения терапиясида
АХЭнинг самарали, конкурент қайтар ингибиторлари қўлланилиши самарали
натижалар
бериши
аниқланган;
нивалин
(галантамин)
препарати
(«Санокемиа», Австрия), такрин ва донепезил синовдан ўтказилиб, амалиётда
қўллаш учун тавсия этилган (Food and Drug Administration, АҚШ);
эптастигмин, гуперзин, велнакрин АКда потенциал терапевтик таъсирга эга
бўлган АХЭнинг истиқболли ингибиторлари сифатида қайд этилган (Food
and Drug Administration, АҚШ); глицирризин кислотанинг турли хил –
психотроп, кардиотроп, яллиғланишга қарши хамда гормонал дори
препаратлар билан клатратлари синтез қилиниб, фармаконлар талаб этилган
самараси клатрат таркибида унинг миқдори 17 маротабагача кам бўлганда
хам эришилиши аниқланган (Уфа Органик кимё институти, Россия).
Дунёда АХЭнинг тузилишини аниқлаш, унинг конкурент қайтар
ингибиторлари излаш, ф
армаконларни модификация қилиш ҳамда
кам
дозали, юқори самарали препаратлар яратиш бўйича қатор, жумладан,
қуйидаги устувор йўналишларда тадқиқотлар олиб борилмоқда: АХЭ нинг
конкурент қайтар ингибиторлари орасида антидот таъсирга препаратларни
излаш; фармаконларни кимёвий модификация қилиш; комплекс ҳосил қилув
чи бирикмалар ёрдамида кам дозали, сувда эрувчан ва кенг терапевтик
индексга эга препаратлар яратиш.
Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.
Дунёда АХЭ ферментининг
фаол марказини аниқлаш, фермент каталитик фаоллиги билан боғлиқ
6
касалликлар терапиясида қўлланиладиган кам дозали, юқори самарали
препаратлар яратиш бўйича тадқиқотлар олиб борган кўплаб хорижий
олимлар Бресткин А.П., Михельсон М.Я., Розенгарт В.И., Кабачник М.И.,
Лошадкин Н.А., Silman I., Sussman J.I., Soreq H., Seidman S., Zhang Y.
томонидан нейромедиатор - ацетилхолин гидролизини амалга оширувчи АХЭ
фаол марказининг тузилиши ва
молекуляр таъсир механизмлари аниқланган.
Ушбу олимлар а
нтихолинэстераз препаратлар орасида фосфорорганик
бирикмалар (ФОБ) алоҳида ўрин тутишини, айримлари (армин, фосфакол
каби) тиббиётда дори воситаси, бошқалари эса юқори самарали инсектицид
сифатида қўлланилишини кўрсатишган. Шунингдек, Giacobini E., Davis K.L.,
Farlow M., Rogers S.L., Cummings J.L. ва бошқалар ФОБдан заҳарланишни
олдини олишда антидот сифатида АХЭнинг самарали
қайтар
ингибиторларидан фойдаланиш мумкинлиги таъкидлаб, Альцгеймер
касаллиги терапиясида АХЭнинг қайтар ингибиторларини қўлланилиши
яхши самара бериши аниқлашган.
Ҳозиргача ГК нинг турли биоген металлар билан қўш ҳамда нордон
тузлари, мураккаб эфирлари, бошқа қатор ҳосилалари олинган, биологик
фаоллиги ўрганилган (Толстиков Г.А., Балтина Л.А., Sasaki J., Morita T.,
Yamamoto К., Soltesz J.). ГК нинг комплекс бирикма ҳосил қилиш хусусияти
унинг тиббиётда қўлланиладиган бир қатор дори препаратлари билан
комплексларини олиш, «молекуляр капсуллаш» самараси ҳисобига уларнинг
фаоллигини ошириш ва даволаш индексини кенгайтириш мақсадида
қўлланилган. 18β-Н-ГК ва тузлари солюбилизациялаш хусусиятига эга
бўлгани боис, сувда деярли эримайдиган гидрокортизон, преднизолон,
урацил, нистатин, аспирин каби дори воситалари ГК иштирокида сувли
эритмага ўтиши, олинган маҳсулотлар ностероид яллиғланишга қарши
препаратларга (НЯҚП) хос бўлган салбий таъсирлардан ҳоли эканлиги
таъкидланган.
Ўзбекистонда АХЭ фаол марказини тадқиқ этиш, унинг самарали
ингибиторларини излаш бўйича тадқиқотлар академиклар О.С.Содиқов ва
А.А.Абдувахобов раҳбарликлари остида амалга оширилган. Ширинмия
илдизи асосий компоненти – глицирризин кислотани ажратиб олиш, унинг
ҳосилалари асосида самарали, кенг терапевтик таъсирга эга бўлган дори
воситалари яратиш бўйича Биоорганик кимё институти, Ўсимлик моддалари
кимёси институти, Кимё-фармацевтика илмий тадқиқот институти,
Ўзбекистон Миллий университетида изланишлар олиб борилмоқда.
Бироқ глицирризин кислотаси моноаммонийли тузи (ГКМАТ) нинг
фармаконлар билан супрамолекуляр комплекслари синтези, тузилиши,
уларнинг физик-кимёвий хусусиятлари ҳамда биологик фаоллиги деярли
ўрганилмаган ёки айрим холларда носистематик тарзда тадқиқ этилган.
Шунинг учун АХЭнинг антидот таъсирга эга самарали қайтар
ингибиторларини алкалоидлар, азот тутган гетероҳалқали бирикмаларнинг
метил- ва фенилфосфон кислоталари билан мураккаб эфирлари орасида
излаш, ГК ва унинг тузлари билан АХЭ ингибиторлари хамда яллиғланишга
қарши фаолликка эга бўлган айрим препаратлар асосида кенг терапевтик
7
таъсирга эга бўлган дори воситаларини яратиш йўналишида тадқиқотларни
амалга ошириш илмий-амалий аҳамиятга эга.
Диссертация мавзусининг диссертация бажарилаётган илмий
тадқиқот муассасасининг илмий ишлари билан боғлиқлиги.
Диссертация
тадқиқоти Биоорганик кимё институти илмий-тадқиқот ишлари режасининг
ДИТД 15-15 «Маҳаллий хом ашё асосида ульцероген таъсирсиз стероид
бўлмаган яллиғланишга қарши самарали препарат яратиш ва ишлаб чиқиш»
(2003-2005 йй.), А-10-108 «Маҳаллий хом ашё асосида ўткир респираторли
вирусли инфекция (ЎРВИ)да интраназал усулда қўлланиладиган стероид
бўлмаган яллиғланишга қарши препарат яратиш ва ишлаб чиқиш» (2006-2008
йй.), ФА-А12-Т175 «Яллиғланишга қарши ГЛАС препарати, маҳаллий таъсир
қилувчи Глилагин ва қон томири орқали юбориладиган Лаговин гемостатик
препаратларининг дори шакллари технологиясини ишлаб чиқиш» (2009-2011
йй.) ва ИФА 2012-6-3 «Яллиғланишга қарши ностероид ГЛАС препарати
таблеткаларини олиш технологиясини ўзлаштириш, клиник синовларини
ўтказиш ва тажриба намунасини олиш» (2012-2013 йй.), А11-Т102
«Преднизолоннинг
кам
дозали
сувда
эрувчан
супрамолекуляр
комплексларини
ишлаб
чиқиш»
(2012-2014
йй.),
ФА-А11-Т067
«Миастенияни
профилактикаси
ва
даволаш учун Дезоксипеганам
антихолинэстераз препарати субстанцияси ва Глипред препарати дори
шаклини яратиш ва олиш технологиясини ишлаб чиқиш» (2015-2017 йй.)
мавзусидаги амалий ва инновацион лойиҳалар доирасида бажарилган.
Тадқиқотнинг мақсади
ацетилхолинэстеразанинг антидот таъсирли
азот тутган фосфорорганик қайтар ингибиторлари ҳамда яллиғланишга
қарши фаолликка эга айрим препаратлар билан глицирризин кислота
ҳосилалари асосида кенг терапевтик таъсири бўлган дори воситаларини
яратишдан иборат.
Тадқиқотнинг вазифалари
:
пиперидин, морфолин, гексаметиленимин, анабазин, лупинин,
эпилупинин каби ўзида азот тутган гетерохалқали бирикмалар ва
алкалоидлар асосида метилфосфон, метилтионфосфон, фенилфосфон
кислоталарининг қатор мураккаб эфирларини синтез қилиш, уларнинг
тузилишини физик-кимёвий усуллар билан тасдиқлаш;
мураккаб эфирларнинг антихолинэстераз фаоллигини ва АХЭнинг
самарали қайтар конкурент ингибиторларини аниқлаш;
АХЭга нисбатан ўта фаол қайтар ингибиторлар учун фармако
токсикологик тажрибалар ўтказиш; антидотлик хоссаларини аниқлаш; ГК ни
ширинмия илдизи қуюқ экстрактидан тоза ҳолда ажратиш; ГК
моноаммонийли ва монокалийли тузларининг преднизолон, дезоксипеганин,
галантамин билан супрамолекуляр комплексларини олиш, уларнинг
физик-кимёвий хусусиятларини аниқлаш;
ГК
моноаммонийли
(ГКМАТ),
мононатрийли
(ГКМНТ)
ва
монокалийли
(ГКМКТ)
тузларининг
ацетилсалицил
(АСК),
пропионилсалицил (ПСК), бутирилсалицил (БСК), салицил кислоталари (СК)
8
билан комплексларини олиш, уларнинг физик-кимёвий хусусиятларини
аниқлаш;
олинган комплексларнинг яллиғланишга қарши фаоллиги, АХЭга
қарши ингибиторлик хоссасини тадқиқ этиш; интерферон индукциясига
таъсирини аниқлаш;
энг фаол бўлган комплекс асосида яллиғланишга қарши дори воситаси
яратиш ва унинг дори шаклини ишлаб чиқиш; субстанция ва дори шакллари
учун вақтинчалик фармакопея мақолалари (ВФМ), лаборатория регламенти
лойиҳасини ишлаб чиқиш ва дори шаклининг тажриба намуналарини олиш.
Тадқиқотнинг объекти
сифатида алкалоидлар, азот тутган
гетерохалқали бирикмалар ва уларнинг фосфорорганик мураккаб эфирлари,
ГКМАТ, ГКМНТ, ГКМКТ, БСК, ПСК, АСК, СК, преднизолон,
дезоксипеганин, галантамин, уларнинг супрамолекуляр комплекслари
танланган.
Тадқиқот предмети
алкалоидлар ва ўзида азот тутган гетерохалқали
бирикмалар мураккаб эфирлари синтези ҳамда ГК, ГКМАТ, ГКМНТ, ГКМКТ
асосида супрамолекуляр комплексларни олиш, тузилиши, холинэстеразалар
ингибирланиш кинетикаси, интерферон индукциялаш хусусияти ҳамда
яллиғланишга қарши фаоллигини ўрганишдан иборат.
Тадқиқот усуллари.
Тадқиқот ишида органик ва биоорганик кимё
(фильтрлаш, ҳайдаш, экстракция, лиофил қуритиш), физик-кимёвий
(қовушқоқлик) ва физикавий (оптик спектроскопия), хроматографик (юпқа
қатламли, колонкали хроматография, ЮССХ) усулларидан фойдаланилган.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги
қуйидагилардан иборат:
айрим алкалоидлар ва азот тутган гетерохалқали бирикмаларнинг
(морфолин, пиперидин, гексаметиленимин, анабазин, лупинин, эпилупинин)
метил-, метилтион- ва фенилфосфон кислоталари билан АХЭнинг фаол
марказига мос келувчи мураккаб эфирлари ва тузлари синтез қилинган;
метилтионфосфонат молекуласида икки ва ундан ортиқ асимметрик
марказлар бўлиши ЯМР-спектрида диастереомер анизохронлик эффектини
пайдо бўлишига олиб келиши аниқланган;
АХЭ ферментининг ўта фаол қайтар ингибиторлари аниқланган;
моддаларнинг тузилиши билан фаоллиги орасидаги боғлиқлик ҳамда
метилтионфосфонатларнинг антидотлик хоссалари аниқланган; глицирризин
кислотаси тузлари билан АХЭнинг самарали қайтар ингибиторлари бўлган
дезоксипеганин гидрохлорид (ДОП ГХ) ва галантамин алкалоидларининг
турли нисбатда супрамолекуляр комплекслари олинган; ГКМАТ ва ДОП
ГХнинг комплекси (2:1) юқори антихолинэстераз фаолликка эгалиги ва кам
заҳарли эканлиги кўрсатилган;
ГК ва унинг тузлари асосида олинган супрамолекуляр комплексларнинг
сувли муҳитда гел ҳосил қилиш жараёни механизмлари, мицеллалар ҳосил
бўлиш критик концентрацияси аниқланган;
ГК тузларининг АСК ҳамда унинг аналоглари гидролизига каталитик
таъсир этиши аниқланиб, унинг назарий тахмин қилинган механизми таклиф
этилган;
9
ГКМАТ ва АСК (4:1) комплексининг юқори интерферон индукция
қилиш хусусиятига эгали аниқланиб, унинг асосида яллиғланишга қарши
ГЛАС дори воситаси яратилган.
Тадқиқотнинг амалий натижаси
қуйидагилардан иборат
:
ўтказилган
тадқиқотлар натижасида пиперидин ва гексаметиленнинг айрим
метилтионфосфонатлари АХЭнинг самарали қайтар ингибиторлари эканлиги
аниқланган, уларнинг фосфорорганик заҳарларга қарши антидотлик
хоссасига эгалиги кўрсатилган;
ГКМАТ билан ДОП ГХ (2:1) комплекси ўзининг антихолинэстераз
фаоллиги бўйича ДОП ГХга нисбатан юқори фаоллик намоён этиши
аниқланган хамда ДОП ГХдан кам заҳарли эканлиги Дезоксипеганам
антихолинэстераз препаратини яратиш бўйича тадқиқотлар бошлашга асос
бўлган;
ГКМКТ билан Преднизолон (9:1) комплекси 2,5 ва 5,0 мг/кг дозаларда
(мос равишда комплекс таркибидаги преднизолон миқдори 0,11 ва 0,22мг/кг)
иммуносупрессорлик хусусияти бўйича Преднизолоннинг 10 мг/кг дозадаги
фаоллигига тенг бўлган самарадорликка эгалиги кўрсатилган;
ГКМАТнинг тузилиши мантиқан ўзгариб борувчи қатор моддалар -
БСК, ПСК, АСК, СК билан турли нисбатдаги супрамолекуляр комплекслари
эритмаларининг гидродинамик хусусиятларини ўрганиш натижасида
таркибдаги сувнинг структурланишига аввал мицелла ҳосил бўлиши, сўнгра
псевдополимер тўрларнинг юзага келиши асосий сабаблиги таклиф этилган;
ўткир респиратор вирусли инфекция касалликларини даволашда
хориждан келтирилаётган бир қатор дори воситалари ўрнини босувчи
маҳаллий хом-ашё асосида юқори самарали дори воситаси (ГЛАС) яратилган.
Тадқиқот натижаларнинг ишончлилиги
уларнинг замонавий физик
кимёвий тадқиқот усулларини қўллаш орқали олинганлиги билан
тасдиқланади. Олинган маълумотларни статистик қайта ишлаш Стьюдент
критерияси ёрдамида ўртача қийматнинг ишончлилик интервали оралиқ
қийматларини ҳисоблаган ҳолда олиб борилди. Олинган натижаларнинг
исботи мутахассисларнинг эксперт баҳолари, тадқиқот натижаларининг
амалга оширилиши, уларнинг республика ва халқаро конференциялардаги
муҳокамаси бўлиб, натижаларнинг рецензияланган илмий нашрларда чоп
этилиши ва патент олиниши билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.
Олинган
натижаларнинг илмий аҳамияти қатор алкалоидлар ва гетероҳалқали асослар
билан янги фосфорорганик бирикмаларнинг систематик, йўналтирилган
синтезини ўтказилиши, фосфорорганик ингибитор молекуласида –Р=О ва
Р=S
гуруҳларда
гетероатом
ўзгариши,
гетероҳалқа
қисмининг
мураккаблашишидан
қайтар
ингибиторлик
фаолликнинг
ўзгариш
қонуниятлари аниқлангани, илк бор АХЭ нинг қайтар конкурент
фосфорорганик ингибиторлари ферментни фосфорорганик заҳарлардан
ҳимоя қилиши мумкинлигининг кўрсатилгани,. ГК, унинг ҳосилалари ва
супрамолекуляр комплексларининг сувдаги эритмалари гел ҳосил қилиши ва
10
солюбилизациялашининг тахминий механизми таклиф этилгани, ГКнинг
солюбилизациялаш хоссаси эримайдиган компонентларнинг ГК ва унинг
ҳосилалари билан супрамолекуляр комплекслар ҳосил қилиш орқали
мицелла таркибига эффектив қўшилишига боғлиқ бўлиши тахмин қилиниши
билан изоҳланади.
Диссертация натижаларининг амалий аҳамияти шундан иборатки,
аниқланган қонуниятлар молекуляр капсуллаш методи асосида дори
препаратлари яратиш учун муҳим асос бўлиши ва яллиғланишга қарши
самарали ГЛАС препаратини, антихолинэстераз таъсирга эга ДОП ГХ ва
преднизолоннинг кам дозали сувда эрувчан шаклларини ишлаб чиқиш
имконини бериши билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларнинг жорий қилиниши.
Ферментнинг фаол
марказини тадқиқ этиш ва асаб касалликларини даволашда қўлланиладиган
АХЭ ингибиторлари ва маҳаллий ўсимлик хомашёси асосида дори
воситаларининг
кам дозали, кенг таъсир доирасига эга препаратлар яратиш
бўйича олинган илмий натижалар асосида:
холинэстеразага қарши фаолликка эга бўлган О-изобутил-О-2-/N
пиперидил/изопропилметилтионфосфонатнинг хлоргидратига Давлат патент
идорасининг ихтирога патенти (№1109, 28.03.94) олинган. Илмий тадқиқот
натижасида бу препарат АХЭ ферментини фосфорорганик заҳарлардан
ҳимоя қилиш учун антидот восита яратиш имконини берган;
маҳаллий ўсимлик хомашёси асосида яллиғланишга қарши ГЛАС
препаратининг таблетка дори шакли ишлаб чиқилган. ГЛАС субстанцияси ва
дори шакли учун барча меъёрий техник хужжатлар тайёрланган
(Вақтинчалик Фармакопея мақоласи лойиҳаси, лаборатория регламенти
14.10.2009), Соғлиқни сақлаш вазирлиги Дори воситалари ва тиббий техника
сифатини назорат қилиш бош бошқармасига (ДВТТСНҚББ) топширилган.
Соғлиқни сақлаш вазирлиги Фармакология қўмитаси кенгашининг қарорига
кўра тиббиёт амалиётида қўллашга рухсат берилган ва қайд этишга тавсия
этилган (Соғлиқни сақлаш вазирлиги Фармакология қўмитасининг 2016 йил
14 октябрдаги 29/03-1172 сон маълумотномаси).
ГЛАС препарати хориждан
олиб келинаётган ўхшаш таъсирга эга бўлган дори воситалари ўрнини
босади.
Тадқиқот натижаларининг апробацияси.
Тадқиқот натижалари 12 та
илмий-амалий анжуманларда, жумладан, академик С.Ю.Юнусов хотирасига
бағишланган ёш олимлар илмий анжумани (Тошкент, 2004), «Фармацияда
таълим, фан ва ишлаб чикаришнинг долзарб муаммолари» (Тошкент, 2005,
2007), «Табиий хом ашёлар асосида дори воситаларининг олиниши, таҳлили
ва қўлланишдаги ютуқлар» (Тошкент, 2006), «Совершенствование
взаимосвязи образования и науки в XXI веке и актуальные проблемы
повышения качества подготовки высококвалифицированных специалистов»
(Чимкент, 2006), 7
th
International Symposium on the Chemistry of Natural
Compounds. (Tashkent, 2007), IV Съезд микробиологов Узбекистана (Ташкент
2008), «Актуальные вопросы образования, науки и производства в
фармации» (Ташкент, 2009), Всероссийская конференция по органической
11
химии, посвященная 75-летию со дня основания Института органической
химии РАН (Москва, 2009), «Биоорганик кимёни ривожлантиришнинг
долзарб муаммолари» Халқаро илмий анжуман (Тошкент 2010, 2013),
«Ўзбекистонда табиий бирикмалар кимёсининг ривожи ва келажаги»
(Тошкент, 2016) мавзуларидаги республика ва халқаро илмий-амалий
конференцияларда маъруза кўринишида баён этилган ҳамда апробациядан
ўтказилган.
Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.
Диссертация мавзуси
бўйича жами 43 та илмий иш чоп этилган, шулардан, Ўзбекистон
Республикаси Олий аттестация комиссиясининг докторлик диссертациялари
асосий илмий натижаларини чоп этиш тавсия этилган илмий нашрларда 15 та
мақола, жумладан, 12 таси республика ва 3 таси хорижий журналларда нашр
этилган, 1 та ихтирога патент олинган.
Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.
Диссертация таркиби кириш,
олтита боб, хулоса, фойдаланилган адабиётлар рўйхати ва иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 190 бетни ташкил этган.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ
Кириш
қисмида диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурияти
асослаб берилган, мақсад ва вазифалар, шунингдек тадқиқотнинг объект ва
предмети ифодаланган, тадқиқотнинг Ўзбекистон Республикаси фан ва
технологияларни ривожлантириш йўналишига мувофиқлиги келтирилган,
тадқиқотнинг илмий янгилиги ва амалий натижалари баён қилинган, олинган
натижаларнинг ишончлилиги асосланган, натижаларнинг назарий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларининг амалиётга жорий этиш
рўйҳати келтирилган, чоп этилган ишлар ва диссертациянинг тузилиши
бўйича маълумотлар берилган.
Диссертациянинг
«Холинэстераза
каталитик
марказининг
тузилиши. Кам дозали препаратлар яратиш»
деб номланган биринчи
бобида АХЭ тузилиши ва унинг ингибиторлари таъсири механизми бўйича
адабиётлар таҳлили, АХЭ билан боғлиқ касалликлар – АК, миастения
тўғрисида ва уларни даволашда қўлланилаётган препаратлар ҳақида
маълумотлар
келтирилган.
Кам
дозали
препаратлар
яратишда
супрамолекуляр кимё усулларидан фойдаланиш, «мезбон-меҳмон»
туркумидаги комплекслар ҳосил қилувчи мезбон бирикмаларнинг хоссалари
ва биологик фаоллиги тўғрисида илмий адабиётлардаги тадқиқотлар
натижалари баён қилинган. Шарх асосида ушбу иш учун объект танлаш
тўғрисида хулоса қилинган.
Диссертациянинг
«Фосфорорганик ингибиторлар синтези»
деб
номланган иккинчи бобида азот тутган гетероҳалқали бирикмалар ва айрим
алкалоидларнинг метилфосфон, метилтионфосфон, фенилфосфон хамда
фенилтиофосфон кислоталар билан мураккаб эфирлари олиниши, уларнинг
тузилишини физик кимёвий усуллар билан аниқланиши баён этилган.
12
Морфолин,
пиперидин гексаметиленимин, анабазин, лупинин,
эпилупинин каби баъзи алкалоидлар ва гетероҳалқали бирикмалар қолдиғи
тутган О-алкилметилфосфонатлар, О-алкилметилтионфосфонатлар мураккаб
эфирлари синтези қуйидаги схема бўйича амалга оширилди:
О-циклогексилфенилфосфон кислотаси эфирлари қуйидагича олинди:
О-алкилфенилтиофосфон кислоталарининг гетероҳалқали
аминоспиртлар билан мураккаб эфирлари қуйидагича олинди:
Синтез қилинган бирикмаларнинг тузилиши ИҚ-, ПМР- ва масс
спектрлари билан тасдиқланиб, уларнинг айрим физик-кимёвий катталиклари
аниқланди.
Диссертациянинг
«Азот тутган гетероҳалқали бирикмалар ва
алкалоидлар қатор метилтионфосфонатларининг антихолинэстераз
фаоллиги»
деб номланган учинчи бобида синтез қилинган фосфон
кислоталари мураккаб эфирларининг холинэстеразаларга қарши фаоллигини
аниқлаш бўйича олинган маълумотлар таҳлили келтирилган.
13
Синтез қилинган бирикмаларнинг антихолинэстераз фаоллиги
солиштирма фаоллиги 2,7 Е/мг бўлган одам қони эритроцитлари
ацетилхолинэстеразаси (АХЭ К.Ф.1.1.7.) ва солиштирма фаоллиги 29 Е/мг
бўлган от қони зардоби бутирилхолинэстеразасига (БуХЭ К.Ф.1.1.8.)
нисбатан аниқланди. Мазкур бирикмалар орасида морфолин, пиперидин ва
гексаметиленимин метилтионфосфонатлари хлоргидратлари (ХГ) АХЭга
нисбатан спецификлик намоён қилгани учун, уларнинг кўрсаткичлари
1-жадвалда келтирилган. О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилморфолинил)]- ва О
алкил-О-[N-(β-оксипропилморфолинил)]метилтионфосфонат ХГлари ҳар
иккала ХЭнинг фаоллигини аралаш типда сусайтирувчи қайтар ингибиторлар
эканлиги кўрсатилди (1-жадвал).
1-жадвал
О-алкилметилтионфосфонат ХГларининг қайтар антихолинэстераз фаоллиги
[
К
i
(М, х10
-5
)] RO(CH
3
)P(S)OR'
R
R'
АХЭ
БуХЭ
K
i
АХЭ
K
i
БуХЭ
R'
АХЭ
БуХ
Э
K
i
АХЭ
K
i
БуХЭ
-С
2
Н
5
C
2
H
4
N
O
6,83
17
0,4
CH
2
CH
CH
3
N
O
19,8
21,8
0,91
-С
3
Н
7
0,59
0,27
2,19
16,7
70
0,24
С
4
Н
9
2,18
139
0,016
0,49
0,86
0,57
С
5
Н
11
7,76
-
-
10,4
4,45
2,34
i
C
4
H
9
6,7
7,2
0,93
3,9
9,5
0,41
-С
2
Н
5
C
2
H
4
0,3 (1,8)* 3,4(4,7)
0,09
CH
2
CH
CH
3
5,55
5,1
1,09
N
N
-С
3
Н
7
0,66(42,6) 67,0(1,5)
0,01
1,24
2,15
0,58
С
4
Н
9
0,46(32,1) 4,7(16,1)
0,1
0,22
0,39
0,57
С
5
Н
11
0,56(20,6) 1,5(10,1)
0,37
0,106
1,34
0,08
i
C
4
H
9
1,95
1,2
1,625
-С
2
Н
5
CH
2
CH
N CH
3
0,027
0,26
0,1
-С
3
Н
7
0,065
0,037
1,76
С
4
Н
9
0,031
0,26
0,12
С
5
Н
11
0,023
0,63
0,037
i
C
4
H
9
0,036
0,21
0,17
*қавс ичида кислородли аналогларининг қийматлари таққослаш учун келтирилган
О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилморфолинил)]- ва О-алкил-О-[N-(β-окси
пропилморфолинил)]метилтионфосфонат ХГлари ҳар иккала ХЭнинг
фаоллигини аралаш типда сусайтирувчи қайтар ингибиторлар эканлиги
маълум бўлди (1-жадвал). О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилморфолинил)]-
метилтионфосфонатлар АХЭ билан ўзаро таъсирлашганда О-алкил радикали
узайиши билан (О-этил ҳосиладан О-пропилга ўтилганда) дастлаб қайтар
ингибирлаш фаоллиги кучайиши, кейинги ҳосилаларда ингибирлаш
фаоллигини сусайиши кузатилди. Синалган моддалар ичида О-пропил-О-[N-
(β-оксиэтилмор-фолинил)]метилтионфосфонат нисбатан юқори фаоллик
намоён этди. N-β-оксиэтилморфолин метилтионфосфонатлари орасида О
пропил ҳосиласи энг фаол эканлиги аниқланди. БуХЭ билан ўзаро
14
таъсирлашишда хам О-алкил радикали узайиши билан К
i
қийматининг шунга
ўхшаш ўзгариши кузатилади.
О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидинил)]метилтионфосфонат АХЭ ва
БуХЭ га нисбатан конкурент, N-β-оксипропилпиперидин метилтион
фосфонатлари эса аралаш типда таъсир этувчи қайтар ингибитор эканлиги
маълум бўлди. О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидинил)]метилтионфосфонат
АХЭ билан ўзаро таъсирлашганда молекуладаги О-алкил радикалининг
этилдан амилгача узайиши ингибирлаш фаоллигини 1,8 маротабага
камайишига олиб келади. Кислородли аналогларда эса тузилишдаги бундай
ўзгариш қайтар ингибирлаш фаоллигини 11 маротаба пасайишига сабаб
бўлди. Тегишли метилтионфосфонатлар БуХЭ билан ўзаро таъсирлашганда
О-алкил радикали узайиши қайтар ингибирлаш фаоллигини икки маротаба
ортишига олиб келди. Метилфосфонатлар ва тион аналогларнинг АХЭ билан
ўзаро
таъсирлашишини
таққосланганда, О-этил-О-[N-(β-оксиэтилпипе
ридинил)]метилтионфосфонат ХГ 6 маротаба, О-пропил ҳосила 64,5, О-бутил
69,8 маротаба фаолроқ эканлиги кўринди. Ушбу таққослаш БуХЭ билан
таъсирланиш натижалари учун қаралганда «тион» самараси фақат
гидрофоблиги юқори бирикмаларда сезилди. Кўриниб турибдики, «тион»
самараси АХЭ билан ўзаро таъсирлашиш учун характерлидир ва тадқиқ
қилинган моддалар АХЭга нисбатан юқори танлаб таъсир этишга
мойилликни намоён қилади. Ушбу қатор ингибитор молекулаларида Р=О
гуруҳи Р=S га алмаштириш АХЭга нисбатан қайтар антихолинэстераз
фаолликни кучайишига олиб келди.
О-алкил-О-[N-(β-оксипропилпиперидинил)]метилтионфосфонат ХГ ла
ри N-β-оксиэтилпиперидин аналогларига қараганда АХЭга нисбатан сустроқ
фаолликни кўрсатди. О-этил- ҳосиладан бошқа бирикмалар АХЭга нисбатан
юқори спецификлик намоён қилди.
О-алкил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилениминил)]метилтионфосфо натлар
ХГлари АХЭ ва БуХЭ нинг яққол конкурент характерга эга қайтар ингибитор
эканлиги аниқланди. О-алкил радикалини этилдан амилгача узайтирилиши
АХЭ билан ўзаро таъсирлашганда антихолинэстераз фаолликни сезиларли
ўзгаришига олиб келмади. Ушбу қаторда О-пропил ҳосила энг суст
ингибирлаш фаоллигини намоён қилди. О-алкил-О-[N-(β
оксипропилгексаметилениминил)]метилтионфосфонатлар ХГларининг БуХЭ
билан ўзаро таъсирлашиши ўрганилганда, улар О-пропил ҳосиласидан
ташқари, АХЭга нисбатан таққослаганда суст ингибирлаш фаоллигини
намоён қилди. Аксарият бирикмалар АХЭга нисбатан специфик мойилликка
эга. Уларнинг АХЭга нисбатан К
i
қийматини пиперидин ва морфолин
метилтионфосфонатларига солиштирсак, гексаметиленимин ҳосилалари
АХЭга нисбатан юқори самарали қайтар ингибитор эканлигини кўринади.
Таъкидлаш лозимки, О-этил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилениминил)]-
метилтионфосфонат ўзининг қайтар ингибирлаш фаоллиги бўйича тегишли
пиперидин ҳосиласидан 205 маротаба устун. Шундай қилиб, О-алкил-О-[N-
(β-оксипропилгексаметилениминил)]метилтионфосфонат ХГлари ушбу синф
15
моддалари аналоглари орасида АХЭга нисбатан юқори самарали қайтар
конкурент ингибиторлар эканлиги аниқланди.
Алкалоид ва гетероҳалқали бирикма қолдиқлари тутган О-этилметил
тионфосфонатлар хлоргидратлари қайтар антихолинэстераз
фаоллиги
N-β-оксиэтил- ва N-β-оксипропиламинлар, лупинин ва эпилупинин О
этилметилтионфосфонатлари хлоргидратларининг қайтар антихолинэстераз
фаоллиги бўйича маълумотлар 2-жадвалда келтирилган.
2-жадвал
О-этилметилтионфосфонат хлоргидратларининг қайтар антихолинэстераз фаоллиги
[K
i
·10
-5
(M)] С
2
H
5
О(CH
3
)P(S)O-R'-R
R
R'
АХЭ
БуХЭ
R'
АХЭ
БуХЭ
морфолинил
-С
2
Н
4
-
6,8
17
-СН(СН
3
)СН
2
-
19,8
2,2
пиперидил
-С
2
Н
4
-
0,5
3,4
-СН(СН
3
)СН
2
-
5,5
5,1
гексаметилениминил
-СН(СН
3
)СН
2
-
0,03
0,26
анабазинил
-С
2
Н
4
-
1,9
2,7
-СН(СН
3
)СН
2
-
3,8
2,4
лупинил
-СН
2
-
20,0
6,6
эпилупинил
-СН
2
-
22,0
4,0
Келтирилган маълумотлардан кўриниб турибдики, N-β-оксиэтил
аналоглари қаторида АХЭнинг энг фаол қайтар ингибитор пиперидин
қолдиғи тутган ҳосиласи бўлиб, у морфолин аналогидан 20 маротаба кучли.
Пиперидин ҳалқаси α-ҳолатига пиридил ўринбосарини киритилиши хам
қайтар ингибиторлик фаоллигини сусайишига олиб келди. Бициклик
бирикмаларга ўтилганда, пиперидин аналогларига нисбатан лупинин ва
эпилупинин ҳосилаларида ингибиторлик фаоллиги 70 маротаба камайди. N
β-оксипропиламинларнинг О-этилметилтионфосфонатларида пиперидиндан
гексаметиленимин
ҳосиласига
ўтилиши
АХЭга
нисбатан
қайтар
ингибиторлик фаоллигининг 180 маротаба кучайишига олиб келди Ўрга
нилган бирикмалар орасида АХЭга мойил қайтар ингибиторларнинг энг
фаоли О-этил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилен)]метилтионфосфонат экан
лиги қайд этилди.
АХЭ қайтар ингибиторларининг профилактик таъсири
Биология фанлари номзоди Г.М.Вайзбург томонидан антихолинэстераз
таъсири ўрганилган моддалар орасидан юқори фаолликка эга бўлган
пиперидин қолдиғи тутган айрим метилтионфосфонатларнинг армин
таъсиридан профилактик самараси галантаминга нисбатан таққослаб
аниқланди (3-жадвал).
16
3-жадвал
Метилтионфосфонатларнинг армин таъсиридан профилактик самараси
RO(CH
3
)P(S)OCH(R')CH
2
N HCl
.
№
R
R'
LD
50
мг/кг
Доза
Профилак.коэффиценти
1
C
3
H
7
H
2000
1/8LD
50
2,33±0,42
2
C
4
H
9
H
690
1/8LD
50
2,00±0,17
3
i-C
4
H
9
CH
3
125
½LD
50
2,31±0,48
4
Галантамин
16
½LD
50
1,68±0,32
1/4LD
50
1,51±0,74
Келтирилган
маълумотлардан
кўриниб
турибдики,
уччала
метилтионфосфонатлар ўзининг профилактик таъсири бўйича галантаминдан
устун ва улар антихолинэстераз препарат сифатида тавсия этилиши мумкин.
Диссертациянинг
«Глицирризин
кислота
ва
тузларининг
супрамолекуляр комплекслари»
деб номланган тўртинчи бобида ГК, унинг
тузлари физик-кимёвий хусусиятларини таҳлили, уларнинг физиологик фаол
моддалар билан супрамолекуляр комплексларини олиш, комплекслар ҳосил
бўлишида «мезбон-меҳмон» ўзаро таъсири табиатини, ГКМАТнинг АСК
билан комплекси тузилишини, комплекснинг фармакологик фаоллигини
аниқлаш, ГЛАС таблетка дори шаклини олиш жараёнлари натижалари
келтирилган.
Маълумки, ГК ва унинг тузлари сувда қийин эрийдиган дори пре паратларини
солюбилизация қилиш хусусиятига эга. Шунингдек ГК ва унинг ҳосилалари
оғир металлар, алкалоидлар ва бошқа заҳарли моддалар билан заҳарланганда
антидотлик хоссаларини намоён этиши адабиётларда келти рилган. Бунинг
натижасида препаратларнинг таъсир этиш дозасини, заҳарли лигини
камайтириш хамда терапевтик самарасини оширишга эришиш мумкинлиги
кўрсатилган. Биз АХЭга нисбатан юқори қайтар антихолинэстераз фаоллик
намоён этган пиперидин ва гексаметиленимин қолдиғи тутган
метилтионфосфонатларнинг заҳарлилигини камайтириш мақсадида уларнинг
ГК ва ГКМАТ билан супрамолекуляр комплексларини олиш ҳаракат қилдик.
Адабиётларда келтирилган эритувчилар ва реакция шароитларида ФОБ билан
комплексларни олиш имкони бўлмади. Шунинг учун тиббиётда асаб
касалликларини (АК, миастения) даволашда қўлланиладиган
антихолинэстераз препаратлар - галантамин ва ДОП ГХ, шунингдек,
миастения терапиясида кенг қўлланиладиган преднизолоннинг ГК хамда
унинг тузлари билан супрамолекуляр комплексларини олинди.
ГК тузлари билан дезоксипеганин, галантамин, преднизолоннинг
супрамолекуляр комплекслари
Антихолинэстераз препаратлар сифатида қўлланиладиган ДОП ГХ ва
галантамин (ГМ) алкалоидлари ҳамда гормонал препарат – преднизолоннинг
(Пр) ГКМАТ ва ГКМКТ билан супрамолекуляр комплекслари олинди.
17
n
COOH
O
H
COOR
COOH
O
O
H
COOR
O
OH
OH
O
+ R'
O
OH
OH
R'
COOH
O
COOH
O
OH
OH
O
OH
OH
OH
O
OH
n
Бу ерда:
n= 1, 2, 4,
9, 15
R=NH
4
, K
R' =
H
3
CO
HCl
.
O
N N
CH
3
HO
O
H
HO
OH
N
HO
O
H H
ГК ва унинг тузлари ширинмия илдизи қуюқ экстрактидан маълум усул
бўйича олинди. Олинган супрамолекуляр комплексларнинг тузилиши ИҚ- ва
УБ-спектроскопияси ёрдамида аниқланди. Олинган комплексларнинг
антихолинэстераз фаоллиги (4-жадвал) ГМ ва ДОП ГХга нисбатан таққослаб
аниқланди.
4-жадвал
ГКМАТ билан ДОП ГХ ва ГМ комплексларнинг айрим физик-кимёвий
катталиклари ва ацетилхолинэстеразага нисбатан фаоллиги
№
Комплекс
Т
суюқ
,
о
С
R
f*
I
50
pI
50
1.
ГКМАТ:ДОП ГХ (1:1)
183±5
0,65
7,80х10
-5
4,11
2.
ГКМАТ:ДОП ГХ (2:1)
187±5
0,72
5,02х10
-6
5,3
3
ГКМАТ:ГМ (1:1)
182±5
0,62
1,44х10
-6
5,84
4
ГКМАТ:ГМ (2:1)
190±2
0,68
2,83х10
-6
5,55
5
ДОП ГХ
4,28х10
-4
3,37
6
ГМ
6,22х10
-6
5,21
* - ацетон:бензол:сирка кислота:сув (4:1:1:1)
4-жадвалдан кўринадики, олинган комплекс бирикмалар одам қони
эритроцитларидаги АХЭ фаоллигини қайтар ингибирлаш хоссасига эга.
ГКМАТ:ГМ (1:1) комплексининг АХЭ фаоллигини ингибирлаш қобилияти
ГМга нисбатан 4,3 марта юқори, 2:1 нисбатдаги комплекснинг фаоллиги эса
мос равишда 2 марта юқори.
ГКМАТ:ДОП ГХ (1:1) комплексининг антихолинэстераз фаоллиги ДОП
ГХдан 5,4 марта, ГКМАТ:ДОП ГХ (2:1)нинг фаоллиги эса 85,6 марта юқори
эканлиги аниқланди. ГКМАТ:ДОП ГХ комплексларида эса I
50
қиймати
ГКМАТни нисбатига боғлиқ равишда ортиши кузатилди. ГМ ва ДОП ГХ
комплекслари учун умумий хусусият: уларни антихолинэстераз
фаоллигининг аста-секин ортиши комплексдаги ГКМАТ миқдори ортиши
билан боғлиқ. Демак, комплексларда компонентлар нисбатини ўзгартириш
18
билан препаратлар фаоллигини оширишга эришиш мумкин. Бу эса узоқ
таъсир этиш хусусиятига эга бўлган дори воситаларини яратишда муҳим
аҳамиятга эга.
ГК тузлари билан преднизолон комплексларнинг яллиғланишга қарши
фаоллиги каррагенин моделида аниқланганда, ГКМКТ:Пр (9:1) комплекс энг
юқори фаоллик намоён этди ва келгуси тадқиқотлар учун мазкур комплекс
танлаб олинди хамда уни шартли равишда Глипред деб номланди. Глипред
препаратининг клиник олди специфик фаоллигини аниқлаш, унинг 2,5 ва 5,0
мг/кг дозаларда перорал усулда юборилганда гистамин, сератонин,
каррагенин ва формалин таъсирида чақирилган ўткир экссудатив яллиғланиш
моделларида
яққол
яллиғланишга қарши фаоллик намоён этиб,
Преднизолоннинг 10 мг/кг дозадаги самарадорлигидан 1,5- 2 маротаба устун
лигини кўрсатди. Иммуносупрессорлик таъсири бўйича Глипред (2,5 ва 5,0
мг/кг, Преднизолон 10 мг/кг дозада перорал усулда юборилганда Глипред ўз
таъсири бўйича преднизолондан самарали эканлиги кўрсатилди.
Соф глицирризин кислотасини ажратиб олиш ва эритмалардаги
хоссаларини ўрганиш
Маълумки, ГК ва унинг қатор ҳосилалари турли биологик фаоллик
намоён этади. Улар минералкортикоид каби таъсирга эга, антивирус,
иммунотроп, аллергияга, рак шишига қарши, антидот ва гепатопротектор
фаоллик кўрсатади, организмда интерферон индукциясини чақиради.
Адабиётларда келтирилган усул бўйича ширинмия илдизи қуюқ
экстрактидан ГКМАТ ажратиб олинди. Юқори самарали суюқлик
хроматографиси бўйича тозалик даражаси 97% бўлган ГКМАТ адабиётларда
келтирилган катталикларига мос келиб, унуми 8-10% ташкил этди. Тозалик
даражаси 97% бўлган ГКМАТ нинг (ГКМАТ-2) эритмалардаги хоссалари
«Глицирам» савдо белгиси остида ишлаб чиқарилаётган ва тозалик даражаси
75±2% ташкил этган ГКМАТ субстанцияси (ГКМАТ-1) билан солиштирган
ҳолда аниқланди.
ГКМАТ эритмасида ҳосил бўлувчи мицелляр структуралар ҳамда
уларни барқарорлаштирувчи кучлар табиатини билиш учун, ГКМАТ-1 ва
ГКМАТ-2
эритмалари
қовушқоқлигига
турли
агентлар:
мочевина
(молекулалараро водород боғларини парчаловчи), ксилоза (гидрофоб
таъсирлашувни экранловчи) ва КCl (электролит) ларнинг таъсири аниқланди.
ГКМАТ-2 эритмаси келтирилган қовушқоқлигининг концентрацияга
боғлиқлиги графигида 0,2% концентрацияга мос келувчи нуқтада синиш
кузатилиб,
мазкур
концентрацияда
эритмада
структура
ўзгариши
бошланганини тасдиқлагани учун ГКМАТ эритмаларининг гидродинамик
хусусиятлари 0,2% ва ундан кичик бўлган концентрацияларда аниқланди.
ГКМАТ-1 ва ГКМАТ-2 сувли эритмалари келтирилган қовуш қоқлигининг
концентрацияга боғлиқлиги эгрилари бир-биридан кескин фарқ қилади.
ГКМАТ-2 0,2% эритмаси қовушқоқлигининг ГКМАТ-1 айни
концентрациядаги эритмаси қовушқоқлигига нисбатан юқори бўлиши
эритмада кенг миқёсдаги структураланиш жараёни кечишидан далолат
19
беради. Аксинча, ГКМАТ-1 учун мицелла ҳосил бўлиши билан борадиган
структураланиш жараёни эритманинг 0,2% дан кичик концентрацияларда ҳам
кузатилиши унинг таркибидаги йўлдош қўшимчалар орасидаги ўзаро
таъсирланиш натижаси, деган хулосага олиб келади. 0,1%ли ГКМАТ нинг
0,1н КCl эритмаси муҳитида келтирилган қовушқоқликнинг ортиб,
оқувчанликнинг йўқолиши, эритманинг гель ҳолатига ўтиши кузатилди. Бу
эса К
+
иони эритмадаги ГКМАТ молекуласининг структураланиш жараёнига
таъсир этишидан далолат беради.
0,1 М мочевина эритмасида ГКМАТ-1 қовушқоқлиги кескин пасайди,
бу структураланиш жараёни асосан водород боғлар ҳисобига мицелла ҳосил
бўлиши билан боришини кўрсатади, ГКМАТ-2 молекуласи структураланиш
жараёни нафақат водород боғлар ҳисобига, балки бошқа таъсирлашувлар
(масалан, гидрофоб таъсир) натижасида вужудга келиши мумкинлигидан
далолат беради (1-расм).
1-расм. 0,1 М мочевина (1,2) ва 0,01М
ксилоза муҳитида (3,4) ГКМАТ сувли
эритмалари келтирилган қовушқоқ
лигининг концентрацияга боғлиқлик
эгри чизиқлари 1) ГКМАТ-1 (1,3); 2)
ГКМАТ-2 (2,4).
2-расм. 0,1н NaOH (рН=10,3) (1,2) ва 0,1н
НCl (рН=2,9) муҳитида (3,4) ГКМАТ
сувли
эритмалари
келтирилган
қовушқоқлигининг
концентрацияга
боғлиқлиги эгри чизиқлари 1) ГКМАТ
1(1,3); 2) ГКМАТ-2 (2,4)
Гидрофоб таъсирлашувни экранловчи агент – 0,01 М ксилоза таъсирида
ГКМАТ-2 дан фарқли равишда, ГКМАТ-1 таркибидаги йўлдош моддалар
тизимланиш жараёнига таъсир этиши, ксилоза эса бу таъсирларни экранлаши
кузатилди (1-расм). ГКМАТ молекуласининг эритмада структура
ланиши ҳақидаги тахмин эритмалар қовушқоқлигига муҳитнинг таъсирини
аниқлаш жараёнида олинган натижалар орқали ўз исботини топди.ГКМАТ
эритмалари
келтирилган қовушқоқлигининг 0,1н NaOH муҳитида
концентрацияга боғлиқлиги графигидан (2-расм) кўриниб турибдики,
ГКМАТ-1 эритмаси қовушқоқлиги ушбу шароитда концентрацияга боғлиқ
бўлмаган ҳолда кескин камайиб боради. Демак, ишқорий муҳитда
карбоксилат анионларнинг ионизацияси сабабли ГКМАТ-1 молекуласи
водород
боғлар ҳосил қила олмаслиги мицелляр структуранинг
парчаланишига олиб келади. ГКМАТ-2 эритмаси қовушқоқлигининг
ишқорий муҳитда олдинда келтирилган натижаларга нисбатан кескин
20
ўзгармаслиги,
ушбу
молекуланинг
структураланиши
барқарорлиги
таъминланиши нафақат водород боғлар ҳисобига, балки кучли гидрофоб
таъсирлашув оқибатида ҳам вужудга келишининг исботидир. Кислотали
шароитда ГКМАТ-2 эритмаси келтирилган қовушқоқлик эгри чизиғи аномал
равишда, яъни концентрация камайиши билан кескин ортиб бориши
кузатилди (2-расм). ГКМАТнинг кичик концентрацияли эритмалари
кислотали муҳитда осон гидролизланиб, ГК га ўтиши ва бунинг оқибатида
эритма қовушқоқлиги кескин ортиши ҳисобига боғлиқ бўлиши мумкин.
ГКМАТ-1 нинг кислотали муҳитдаги эритмаси қовушқоқлиги эса сувдаги ва
хаттоки, мочевина эритмасидаги қовушқоқлигидан кам.
Демак, кислотали муҳитда эритмадаги ГКМАТ-1 гидролизга учраб ГК
га ўтмайди, эритма қовушқоқлиги камайишининг сабаби эса, молекула
таркибидаги кислота гуруҳлари карбонил кислородининг протонланиши ва
бунинг оқибатида, С=О ҳамда ОН- гуруҳлари ўзаро водород боғ ҳосил қила
олмаслигидир.
ГКМАТ нинг СК қатори бирикмалари билан супрамолекуляр комплекслари
олиниши
ГКМАТ ва АСК нинг супрамолекуляр комплексларини олиш ҳамда
улар асосида сувда эрийдиган янги, кам заҳарли, ульцероген таъсирсиз ва
кенг терапевтик самарага эга бўлган НЯҚП ни яратиш мақсадида сув-этил
спирти ёки сув-ацетон муҳитида юқорида келтирилган схема бўйича ГКМАТ
нинг СК ва унинг эфирлари (R) билан турли нисбатларда (n) супрамолекуляр
комплекслари олинди:
R=
n= 1; 2; 4; 9.
Барча комплексларнинг суюқланиши углеводлар каби парчаланиш
билан бориши кузатилди. Комплекс бирикмалар метил ва этил спирти,
ацетон, хлороформ каби органик эритувчиларда эримайди. Сувда, спирт-сув
ва ацетон-сув аралашмасида ҳамда ишқор ва ишқорий металларнинг
карбонатлари эритмаларида яхши эрийди. Комплекслар сувда 1,0 % дан
юқори концентрацияда барқарор гель ҳосил қилади. Комплекслар унуми
ҳамда айрим физик-кимёвий кўрсаткичлари аниқланди.
Маълумки, АСК нафақат ишқор ва ишқорий металлар карбонатлари
эритмаларида, балки ҳаво таркибидаги намлик таъсирида ҳам аста-секин
сирка ва салицил кислоталари ҳосил қилиб парчаланади. Олинган
ГКМАТ:АСК комплексининг сув-спирти эритмалардаги гидролизи ЯМР
спектроскопияси усули билан ўрганилганда, АСК молекуласи қисман
гидролизга учраб, рН~ 6,0-8,0 да ҳосил бўлган салицил кислотаси миқдори 24
соат ичида 15-18% гача етиши, рН~2,0-3,0 да эса АСК нинг гидролизи 24
соат ичида 5% гача камайиши аниқланди (3-расм).
Комплекс таркибида АСК миқдорининг ортиши ушбу кислотанинг ГК
ва унинг тузлари эритмаларида гидролизга учраш жараёнини икки суткагача
сусайтириши ҳамда ГК нинг монокалийли ва мононатрийли тузлари ҳам
21
АСК ни катта тезликда гидролизга учратиши кузатилди. Бу ГКМАТ билан
АСК супрамолекуляр комплекси олиш жараёнида аммоний гуруҳининг АСК
билан ўзаро таъсирлашуви натижасида карбонил гуруҳининг электрон танқис
бўлган углерод атомига ОН- хужумидан кейин оралиқ анион ҳосил бўлиши
билан изоҳланади. Ушбу реакция қайтмас, чунки ҳосил бўлган кислота
дарҳол карбоксилат ионига ўтади ва натижада реакция мувозанати ўнг
томонга силжиб, гидролиз жараёни охиригача боради.
3-расм. ГКМАТ би
лан АСК комплек
сининг сув-спирт
ли эритмаларидаги
гидролизи ЯМР –
спектрлари
а) нейтрал муҳитда
рН~6,0-8,0,
б) кучли кислотали
муҳитда рН~2,0-3,0
Олинган комплексларнинг ПМР-спектрлари ГКМАТ билан АСК нинг
механик аралашмасига (1:1) нисбатан таққосланганда, аралашма спектрида
кучсиз майдонда ароматик ҳалқанинг барча (4 та) протонлари алоҳида
кимёвий силжишга (Н
4
–7,95; Н
3
–7,65; Н
2
–7,40; ва Н
1
–7,20 м.у.) эга бўлиб,
ГКМАТ:АСК комплекси спектрида ароматик протонларнинг силжишларида
сезиларли ўзгаришлар кузатилди: Н
4
–7,71; Н
3
–7,21; Н
2
ва Н
1
сигналлари
қўшилиб, маркази 6,70 м.у. да бўлган мультиплет ҳосил қилди. ГКМАТ нинг
ПСК ва БСК билан комплекслари ПМР-спектрлари ҳам изоҳланган спектрга
ўхшаш бўлиб, концентрацияларнинг ҳар хиллиги туфайли кимёвий
силжишларда қисман ўзгариш бор. Кимёвий силжишларнинг бу даражадаги
ўзгаришини фақатгина комплекс ҳосил бўлиши билангина изоҳлаш мумкин.
Шундай қилиб, ГК тузларининг (К, Na, NH
4
) АСК ҳамда бошқа
ацилсалицилатлар билан сув-спиртли шароитда молекуляр комплексларини
олишда ацилсалицилатларнинг СКгача гидролизланиши кучаяди, гидролиз
тезлиги реакция муҳити (рН) ва ацилсалицилатлар концентрациясига боғлиқ.
Спектроскопик усуллар ёрдамида реагентлар билан комплекс спектридаги
фарқлар асосида ўзаро таъсирлашув (гидрофоб, Ван-дер Ваальс ва бошқа)
ҳамда боғлар ҳақида хулоса чиқариш имкони мавжудлиги
22
боис олинган комплексларнинг тузилишини таҳлил қилишда уларнинг УБ ва
ИҚ-спектрлари маълумотларидан ҳам фойдаланилди.
ГКМАТнинг ИҚ-спектрларини комплекслар спектрлари билан
таққослаганда юзага келган қатор ўзгаришларни кузатиш мумкин ва бу
«меҳмон-мезбон» кўринишдаги комплекс бирикма ҳосил бўлганидан далолат
беради (5-жадвал).
5-жадвал
Супрамолекуляр комплекслардаги водород боғларнинг табиати
Комплекс
Водород боғи табиати
Комплекс
Водород боғи табиати
ГКМАТ:АСК(1:1)
OH
ГКМАТ
··O=C<
(карбоксил, мурак.эфир.)
ГКМАТ:СК(1:1)
(NH
4
)
+
··O=C-OH
СК
ГКМАТ:АСК(2:1)
OH
ГКМАТ
··O=C<
(карбоксил, мурак.эфир.)
ГКМАТ:СК(2:1)
OH
ГКМАТ
··OH
СК
ГКМАТ:АСК(4:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
АСК
ГКМАТ:БК(2:1)
(NH
4
)
+
··O=C-OH
БК
Меҳмон молекуласи табиати ва компонентлар нисбатининг ўзгариши
ҳосил бўлаётган водород боғлар характерига таъсир этади. Масалан,
ГКМАТ:СК (1:1) комплекси спектрида 1728 см
-1
да юқори частотали –
С=О···Н–О–H боғига, 1660 см
-1
да О=СО–NH
4
+
ва 1643 см
-1
да О=С–С=С –
гуруҳларига хос ютилиш максимумлари қайд этилиши комплекс ҳосил
бўлишида ГКМАТ нинг NH
4
+
катиони ва СК нинг карбоксил гуруҳи иштирок
этаётганидан далолат беради. Аксинча, ушбу моддаларнинг 2:1 нисбатдаги
комплекси спектрида ГКМАТ ҳамда СК нинг озод карбоксил гуруҳлари
ютилиш максимумлари сақланиб, водород боғ ГКМАТ углевод қисмидаги
гидроксил гуруҳлари (3200-3500 см
-1
) ҳамда СК нинг ОН – гуруҳи орасида
ҳосил бўлаётганидан далолат беради.
ГКМАТ:АСК (1:1) комплекси спектрида АСК молекуласига хос 1755
см
-1
ва 1693 см
-1
даги ютилиш чизиқларининг йўқолиши, ГКМАТ даги эркин
ва туз ҳосил қилишда қатнашган О=СО–NH
4
+
карбонил гуруҳлари ютилиш
максимумлари сақланиб қолиши кузатилди. Спектрдаги 1720 см
-1
да ютилиш
интенсивлиги ортиши ва 1705 см
-1
да янги ютилиш кузатилиши асосида
комплекс бирикма ГКМАТ углевод қисми ОН гуруҳи билан АСК нинг
мураккаб эфир ва озод карбоксил С=О гуруҳлари таъсирлашуви оқибатида
юзага келаётгани ҳақида хулоса чиқариш мумкин.
ГКМАТ:АСК (2:1) комплекси спектрида 1726 см
-1
ва 3250-3500 см
-1
лардаги ютилиш максимумлари интенсивлигининг ортиши молекулалараро
водород боғларнинг юзага келиши билан изоҳланиши мумкин.
ГКМАТ:АСК (4:1) комплекси спектрида АСК молекуласига хос 1755
см
-1
ва 1693 см
-1
даги ютилиш чизиқлари ўрнига 1723 см
-1
ва 1658 см
-1
лардаги
ютилиш максимумлари кузатилиши, бу комплексда водород боғлар асосан
ГКМАТ углевод қисми ОН гуруҳлари, NH
4
+
катиони ва АСК нинг мураккаб
эфир ҳамда карбоксил гуруҳлари (С=О) иштирокида ҳосил бўлишидан
далолат беради.
23
Хулоса қилиб, комплекслар озод карбоксил ва муракаб эфир ҳосил
қилишда иштирок этган карбоксил гуруҳлари (С=О) ва ГКМАТ нинг (NH
4
+
)
катиони ҳамда туз таркибидаги икки молекула кристаллизацион сув
орасидаги водород боғлар, шунингдек, компонентлараро гидрофоб
таъсирлашув боис юзага келишини таҳмин қилиш мумкин. ГКМАТ билан
АСК ҳамда шу қатордаги моддалар комплекслари ИҚ-спектрлари 3500-3250
см
-1
да ОН – гуруҳига, 1728-1718 ва 1656-1648 см
-1
да агликоннинг туташ
карбонилига тааллуқли ютилиш максимумлари билан характерланади.
Реагентларнинг ОН ва С=О гуруҳларига хос ютилиш максимумлари паст
частотали сохага 5-20 см
-1
га силжиши комплекслар водород боғлар ҳисобига
ҳосил бўлаётганидан далолат беради.
Комплексларнинг (ГКМАТ:АСК 1:1 ва 2:1) УБ–спектрлари таҳлил
қилинганда ГКМАТнинг туташ карбонил гуруҳига (О=С–С=С–) хос ютилиш
максимумлари 256 ва 239 нм да кузатилди. АСК учун характерли 225 ҳамда
300 нм даги ютилиш чизиқларининг йўқолиши комплекс ҳосил бўлишидан
далолат беради. ГКМАТ:АСК (4:1) комплекси УБ-спектрида 239 нм ва 300 нм
даги ютилиш максимумлари йўқлиги ва 257 нм да ютилиш максимуми
кузатилишидан бу бирикма сиртқи таъсирлардан холи ва асосан водород
боғлар ҳисобига ҳосил бўлиши таҳмин қилинди.
Супрамолекуляр комплекслар таркибидаги «меҳмон» молекулалар
табиати ГКМАТ эритмаларининг гидродинамик хоссаларига сезиларли
таъсир қилади. ГКМАТ-2 билан АСК ёки СК комплексларида «меҳмон»
миқдорининг ортиши эритмалар қовушқоқлигини ортишига олиб келади.
Бензой кислотаси (БК) молекуляр комплекслари 0,2% ли эритмаларининг
қовушқоқлиги ГКМАТ-2 эритмаси қовушқоқлиги билан бир хил, 0,2% дан
кам концентрацияда молекуляр комплексларнинг қовушқоқлиги ГКМАТ-2
қовушқоқлигидан юқори бўлишининг сабаби «меҳмон» молекуласи ГКМАТ
2 молекуласининг структурланиш жараёнини кучайтириши ҳамда
БК<АСК<СК қаторида қутблилик ортиши билан мицелла ҳосил қилиш
хоссаси кучайишидир.
Комплекслар қовушқоқлигининг ҳароратга боғлиқлигини ўрганишдан
шу нарса кўриндики, паст ҳароратларда (25
0
С) юқори самара билан водород
боғлари ҳосил бўлиши ҳисобига нисбатан қутблироқ бўлган меҳмон
молекулаларида, ҳароратнинг кўтарилиши билан (40
0
С) ўзаро гидрофоб
таъсирлар асосий роль ўйнайди. Шунинг учун бу ҳароратда, СК ва АСК га
қараганда, гидрофоблиги юқори бўлган БК молекуляр комплекслари
нисбатан юқори қовушқоқликка эга.
Ўзаро гидрофоб таъсирлашувни экранловчи ксилоза эритмасида
нисбатан гидрофил молекула ҳисобланадиган СК нинг комплекси
қовушқоқлиги гидрофоб табиатга эга бўлган БК комплексиникидан 3 баравар
катта қийматга эгалиги юқоридаги фикрни тасдиқлайди. Водород боғларини
парчаловчи ва гидрофоб ўзаро таъсирни кучайтирувчи мочевина иштирокида
эса юқори қовушқоқлик ГКМАТ нинг БК билан молекуляр комплекслари
эритмаларида кузатилди. Бу эса кучли ўзаро кучли гидрофоб таъсир
борлигидан ва БК структурланиш жараёнига қўшилганидан далолат беради
24
(4-расм). Ишқорий муҳитда (рН 10,3) ГКМАТ-1 нинг АСК ва СК билан
молекуляр комплекслари эритмаларининг қовушқоқлиги кескин (деярли
нолгача) камайишини (5-расм) мицелляр структураларнинг деярли бутунлай
парчаланиши, ГКМАТ карбоксил гуруҳларининг нейтралланиши ва уларнинг
карбоксилат - ион кўринишига ўтиб, водород боғлар ҳосил қилиш
хусусиятини йўқотиши билан тушунтириш мумкин. ГКМАТ-2 эритмаларида
тизимланишнинг барқарорланиши фақат водород боғлар ҳисобига эмас,
балки ўзаро гидрофоб таъсирлар ҳисобига хам бўлиши мумкин, деган таҳмин
унинг молекуляр комплекслари эритмалари қовушқоқлиги ишқорий муҳитда,
айниқса, юқори концентрацияда (С=0,2%) жуда кам пасайиши билан
тасдиқланади.
Кислотали муҳитда комплекслар қовушқоқлик эгриларининг аномал
характерга эга бўлиши – яъни, η нинг қиймати концентрация ортиши билан
пасайиши (С=0,05%; 0,025%) ГКМАТ-2 нинг кичик концентрацияларда ГК га
ўтиши билан боғлиқ бўлиши мумкин.
4-расм. Супрамолекуляр комплекслар
келтирилган қовушқоқлигининг 0,01 М
мочевина эритмасида (25
о
С) концентра
цияга боғлиқлик эгрилари 1) ГКМАТ
2:АСК 1:1; 2) ГКМАТ-2:АСК 4:1; 3)
ГКМАТ-2:СК 1:1; 4) ГКМАТ-2:БК 1:1; 5)
ГКМАТ-2:БК 2:1.
5-расм. Супрамолекуляр комплекслар
келтирилган қовушқоқлигининг 0,1н
NaOH
(рН-10,3)
эритмасида
(25
о
С)
концентрацияга боғлиқлик эгрилари
1) ГКМАТ-2:АСК 1:1; 2) ГКМАТ-2:АСК
4:1; 3) ГКМАТ-2:СК 2:1; 4) ГКМАТ-2:БК
2:1; 5)ГКМАТ-1:АСК 1:1.
ГКМАТ-2
нинг
молекуляр
комплекслари
эритмаларининг
қовушқоқлигига К
+
ионининг таъсири аниқланганда, қовушқоқлик кескин
ошиши маълум бўлди. Бу холат К
+
иони радиусининг ўзаро гидрофоб
гидрофил таъсир ҳосил қилувчи функционал гуруҳлар орасидаги масофага
яқинлиги сабабли фазовий тўрсимон структураларнинг барқарорлашуви
билан изоҳланиши мумкин. Шунингдек, молекуляр комплексларнинг 0,1% ва
ундан юқори концентрацияли эритмаларида оқувчанликнинг йўқолиши ва
эритмаларнинг гель холатга ўтиши кузатилди.
Демак, БК, СК ва АСК молекулалари комплекс ҳосил қилиш жараёнида
сувли эритмаларда ГКМАТ ҳосил қилган мицеллалар орасига жойлашади ва
бу жойлашиш вақтида гидрофоб таъсирлашув ва водород боғлар ҳосил
бўлади.
Диссертациянинг
«ГКМАТ ва АСК комплексининг (ГЛАС)
фармакологик фаоллиги тадқиқи ва олиш технологияси»
деб номланган
25
бешинчи бобида ГЛАС комплексининг яллиғланишга қарши, интерферон
индукциялаш фаоллиги, клиник олди умумий фармакологик ва токсикологик
тадқиқотлар натижалари ҳамда ГЛАС препарати учун меъёрий-техник
хужжатларни ишлаб чиқиш маълумотлари баён этилган.
ГКМАТ:АСК
(4:1)
супрамолекуляр
комплексининг
(ГЛАС)
яллиғланишга қарши ва яра битириш фаоллиги турли флогогенлар таъсирида
чақирилган экссудатив яллиғланиш моделида, пролифератив яллиғланишга ва
иммун системасига таъсири ҳамда заҳарлилигини аниқлаш бўйича клиник
олди синовлари ўтказилди. ГЛАС препаратининг фармакологик фаоллиги
Биоорганик кимё институти катта илмий ходими, б.ф.н. Выпова Н.Л.
томонидан аниқланган.
Яллиғланишга қарши фаоллиги ўткир экссудатив яллиғланиш моделида
каламушларда субплантар усулда юборилган 0,1мл 1% каррагенин, 2%
формалин, 0,5% серотонин, 0,1% гистамин ва 1% сирка кислотасини (1 мл/100
г ҳайвон оғирлигига нисбатан) қорин бўшлиғига юбориш орқали чақирилган
яллиғланиш моделларида аниқланди (6-жадвал). ГЛАС (10 ва 25 мг/кг), АСК
(100 мг/кг, ЕД
50
каламушлар учун) ҳамда ГКМАТ (50 мг/кг) каламушларга
флогогенлар юборилишидан 1 соат аввал таъсир эттирилди.
6-жадвал
ГЛАС комплекси ва АСК нинг антиэкссудатив фаоллиги, терапевтик ва хавфсизлик
индекслари
Доза
Антиэкссудатив фаоллик, %
LД
50
мг/кг
ЕД
50
мг/кг
Тер.инд.
LД
50
/ЕД
50
Кара
гени
н
Пере
тони
т
Фор
малин
Серо
тонин
Гис
тамин
ГЛАС /10
50
51
50
40
50
10000
12
833
ГЛАС/ 25
77
77
51
58
72
*
АСК/ 100
50
54
37
32
25
1600
100
16
*
МАСГК/ 50
49
49
50
70
62
10000
50
200
*
- назорат
Тажрибалар ГЛАС ушбу флологенлар таъсирида чақирилган экссудатив
яллиғланишга қарши яққол таъсирга эгалигини кўрсатди. ГЛАС дастлабки
моддаларга қараганда 2 ва ундан кўп марта кичик дозада АСК (каррагенин ва
сирка перитонити модели) хамда ГКМАТ га (гистамин ва серотонин модели)
хос бўлган таъсирларни ўзида мужассам қилган ва мембрана оқсиллари
деструкциясига (формалин модели) ижобий таъсир этди. Фақат каррагенин
модели шишига таъсир этувчи АСК дан фарқли ўлароқ, ГЛАС комплекси
ўткир ҳамда сурункали экссудатив яллиғланиш натижасида юзага келувчи
шишларни 30-60% га йўқотиши кўрсатилди, яъни моддаларнинг
фармакологик хусусиятлари кучайиши - синергизм кузатилди. ГЛАС
комплексининг терапевтик индекси (LД
50
/ЕД
50
) ГКМАТ терапевтик
индексидан 4 марта ва АСК дан 52 марта юқори, заҳарлилик кўрсаткичи
АСКга нисбатан 6 марта кам эканлиги аниқланди (6-жадвал).
Комплекснинг тери ярасини ташқи битириш фаоллигини аниқлаш бўйича
тадқиқотлар каламушларда ўтказилди. Синалган комплекс яра юзасини
тозаланиш ва битиш вақтини 10 ва 25 мг/кг дозаларда 9-15 кунга
26
қисқартириши ҳамда бу таъсир дозага боғлиқ бўлиб, доза ортиши билан
самарадорлик ортиши (25 мг/кг дозада - 50%) аниқланди.
Пролифератив яллиғланишга ГЛАС комплекси таъсири аниқланганда
сурункали яллиғланишнинг «адъювант» моделида унинг пролифератив
яллиғланишга яққол қарши таъсир этиши ҳамда у профилактик ва даволаш
таъсирга эга эканлиги, 10 ва 25 мг/кг дозаларда ГЛАС комплекси
пролифератив таъсири бўйича АСК дан 2 марта устунлиги кўрсатилди.
ГЛАС комплексининг интерферон индукциялаш фаоллиги (б.ф.д
Саитқулов А. томонидан ўрганилган) бир неча усул ва дозада аниқланди
(7-жадвал).
7-жадвал
ГЛАС таъсирида сичқонлар қонида интерферон тўпланиши динамикаси
ГЛАС
дозаси, мг/кг
Юборили
ш усули
Интерфер
он
ГЛАС
дозаси, мг/кг
Юборили
ш усули
Интерфер
он
фаоллиги,
бир/мл
фаоллиги,
бир/мл
5
Қорин
бўшлиғига
1024
5
Ректал
2048
10
2048-4096
10
4096-8192
25
2048
25
2048
50
1024-2048
50
1024-2048
5
Перорал
128-256
5
Интроназал
4
10
2048
10
1024-2048
25
2048
25
512
50
1024-2048
50
256-512
Назорат
(физ. эритма)
Ректал,
Интроназал
--
Энг юқори интерферон индукциялаш фаоллиги 10 мг/кг дозада
кузатилди. Ректал усулда юборилганда интерферон титри 4096-8192 бир/мл,
перорал усулда 2048 бир/мл, интраназал усулда 1024-2048 бир/мл, қорин
бўшлиғига юборилганда 2048-4096 бир/мл ни ташкил қилди Иммунитетни
стимуллаш фаоллиги тимус ва талоқдаги ядро тутувчи ҳужайралар вазнининг
ва ҳайвон қонидаги интерферон титрининг ортиши билан баҳоланди.
Клиник олди умумий фармакологик ва токсикологик тадқиқотлари
ГЛАС комплексининг: кам заҳарли бирикма (LD
50
>10 000 мг/кг) эканлигини;
кумулятив, аллергик ва тери-резорбтив таъсирга эга эмаслигини; ҳайвонлар
вазни динамикаси ва ҳаракатига, қоннинг периферик кўрсаткичларига,
жигар, буйрак, тўқималар патоморфологияси ва функциясига заҳарли таъсир
кўрсатмаслигини; сурункали юборилганда эритроцитлар гемолизига таъсир
этмаслигини (аммо кам миқдорда турғун гипокоагуляция чақиради, бу
тромбоцитлар агрегацион фаоллигини сусайиши ва жигарда прокоагулянтлар
синтези камайиши ҳисобига бўлиши мумкин); юрак-қон томир тизимига ва
нафас олишга, организмнинг марказий ва периферик нерв системасига яққол
таъсир этмаслигини кўрсатди.
Шундай қилиб, олиб борилган тадқиқотлар ГЛАС комплекси
интерферон индукциялаш, яққол антиэкссудатив, яллиғланишга қарши, яра
27
битириш хусусиятларига эга эканлигини ва шу билан бирга организмга
заҳарли таъсир этмаслигини кўрсатди.
ГЛАС препарати учун меъёрий -техник хужжатларни ишлаб чиқиш
ГЛАС таблеткаларини олиш технологияси Тошкент фармацевтика институти
ходимлари (профессор Х.М.Юнусова, доц А.М.Усуббаев ва З.Х.Зуфарова)
билан хамкорликда ишлаб чиқилди.
ГЛАС препарати сифат ва миқдорий анализлари бўйича барча ишлар XI
Давлат Фармакопеяси талабларига мувофиқ бажарилди. ГЛАС субстанцияси
таркибидаги асосий компонентлар ва ёт моддалар миқдорини юқори
самарали суюқлик хроматографияси (ЮССХ) бўйича аниқлаш усули ишлаб
чиқилди. Олинган натижалар асосида ГЛАС субстанцияси ва таблетка дори
шакли учун ВФМ, таблетка (0,05 г) дори шаклини олиш технологияси
лойиҳалари ҳамда таблетканинг тажриба партияси ишлаб чиқилди, Тошкент
шаҳридаги 3 та клиник муассасада клиник синовлар муваффақиятли
ўтказилиб, синовлар бўйича ҳисоботлар ишлаб чиқаришга рухсат олиш учун
ЎзР ССВ нинг ДВТТСНҚББ га тақдим этилди. ЎзР ССВ Фармакология
қўмита кенгашининг қарорига кўра ГЛА препарати тиббиёт амалиётида
қўллашга рухсат берилди ва қайд этишга тавсия этилди (ЎзР ССВ ФҚ
кенгашининг 2014 йил 18 ноябрдаги 5-сонли йиғилиши қарори).
Диссертациянинг
«Метилтионфосфонатлар
ва
глицирризин
кислотаси комплексларини олиш шароити ва услублари»
деб номланган
олтинчи бобида дастлабки моддалар, метилтионфосфон кислотаси мураккаб
эфирларини синтези усуллари, глицирризин кислотаси ва тузларини ажратиб
олиш, тозалаш ва комплексларни олиш усуллари келтирилган.
28
ХУЛОСАЛАР
1. N-β-оксиэтил- ва N-β-оксипропилморфолин, пиперидин, анабазин,
гексаметиленимин, лупинин, эпилупининнинг О-алкилметилфосфон, О-ал
килметилтионфосфон, О-алкилфенилтиофосфон кислоталар билан қатор
эфирлари синтез қилинди. О-алкилметилтионфосфонатлар молекуласида
икки ва ундан ортиқ асимметрик марказ бўлса, уларнинг ПМР-спектрида
диастереомер анизохронлик эффекти бевосита фосфор атоми билан
боғланган метил гуруҳи протонлари сигналларини қўш кўринишида намоён
бўлиши аниқланди, бу ходиса шу каби моддалар тузилишини тасдиқлашда
ёрдам беради.
2. О-алкилметилфосфонатлар, О-алкилметилтионфосфонатлар, О-ал
килфенилфосфонатлар ХГларининг учун одам қони эритроцитлари АХЭси ва
от қони зардоби БуХЭсига нисбатан антихолинэстераз фаоллик ўрганилди.
Барча ўрганилган бирикмалар АХЭ ва БуХЭ нинг қайтар ингибиторлари
бўлиб, лупинин, эпилупинин хамда N-β-оксиэтилпиперидин метилфос
фонатлари ва метилтионфосфонатлари К
i
катталигини таққослаш шуни
кўрсатдики, P=O гуруҳни P=S га алмаштириш АХЭ ва БуХЭга нисбатан
антихолинэстераз фаолликнинг кескин кучайишига олиб келди («тион
эффект»), бу АХЭнинг янги самарали ингибиторларини яратишда муҳим
аҳамият касб этади.
3. О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидил)]- ва О-алкил-О-[N-(β-оксипро
пилгексаметилениминил)]метилтионфосфонатлар АХЭ ва БуХЭ нинг кучли
конкурент қайтар ингибиторлари бўлиб, АХЭга нисбатан кучли спецификлик
намоён қилиши кўрсатилди. О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидил)]метил
тионфосфонатлар арминнинг заҳарли таъсиридан самарали профилактик
ҳимоялаш хоссасига эгалиги аниқланиб, метилтионфосфонатлар асосида
келажакда самарали антидотлик хоссасини намоён қилувчи янги препаратлар
яратишга хизмат қилади.
4. Дезоксипеганин ГХ, галантамин, преднизолоннинг ГК тузлари
билан супрамолекуляр комплекслари олиниб, уларнинг тузилиши ИҚ- ва
УБ-спектроскопия усуллари ёрдамида аниқланди. ГКМАТ:ДОП ГХ (2:1)
комплекси дезоксипеганин ГХ дан 85,3 марта юқори антихолинэстераз
фаоллик намойиш этиши хамда 8,3 маротаба кам заҳарли эканлиги
аниқланди. Иммуносупрессорлик таъсири бўйича преднизолоннинг ГКМКТ
билан комплекси (Глипред) 2,5 ва 5,0 мг/кг дозада перорал усулда
юборилганда преднизолон 10 мг/кг дозада кўрсатган таъсиридан устун
бўлиб, бу Дезоксипеганам ва Глипред дори воситалар ишлаб чиқишга асос
бўлди.
5. ГК тузларининг СК, АСК, ПСК, БСК билан янги супрамолекуляр
комплекслари илк бор олинди. Уларнинг тузилиши ИҚ- ва УБ-спектрлар
ёрдамида аниқланди. ГКМАТ нинг янги комплекслари «меҳмон» ва «мезбон»
моддалар орасида водород ҳамда гидрофоб боғлар эвазига юзага келиши
спектрлар (ИҚ-, УБ) асосида тасдиқланди, бу ГК асосида олинадиган янги
комплекслар тузилишини тасдиқлашда муҳим аҳамият касб этади
29
6
Сув
молекулалари
структураланиш
жараёни
ва
эритма
қовушқоқлигига таъсир этувчи кучлар табиатини аниқлаш мақсадида
ГКМАТ-1 (75%) ва ГКМАТ-2 (97%) эритмаларининг (0,2% ва ундан кичик
бўлган концентрацияларда) турли агентлар: мочевина (молекулалараро
водород боғларини парчаловчи), ксилоза (гидрофоб таъсирлашувга таъсир
этувчи) ва КCl (электролит) таъсирида гидродинамикаси аниқланганда,
эритмаларда структураланиш жараёни нафақат водород боғлар ҳисобига,
балки кучли гидрофоб таъсирлашув оқибатида ҳам вужудга келиши
мумкинлиги кўрсатилди, бу комплекслар ҳосил бўлиш жараёнини
тушунтиришга ёрдам беради
7. Фармакологик тажрибалар натижасида янги олинган ГКМАТ:АСК
комплекси (ГЛАС) интерферон индукциялаш, яққол антиэкссудатив,
яллиғланишга қарши, яра битириш хусусиятларига эга эканлигини ва шу
билан бирга организмга заҳарли таъсир этмаслиги, ГЛАС нинг терапевтик
индекси (LД
50
/ЕД
50
) ГКМАТ индексидан 4 марта, АСК дан 52 марта
юқорилиги, заҳарлилик кўрсаткичи АСК га нисбатан 6 марта камлиги, 10 ва
25мг/кг дозаларда ушбу комплекс пролифератив таъсири бўйича АСК дан 2
марта устунлиги илк бор аниқланиб, ушбу комплекс асосида яллиғланишга
қарши дори воситаси яратишга асос бўлди.
8. ГЛАС субстанцияси ва таблетка дори шакли учун Вақтинчалик
фармакопея мақоласи, таблетка (0,05 г) дори шаклини олиш технологиялари
лойиҳалари ҳамда таблетканинг тажриба партияси ишлаб чиқилди. Тошкент
шаҳридаги 3 та клиник муассасада клиник синовлар муваффақиятли
ўтказилиб, синов натижалари ҳисоботлари ишлаб чиқаришга рухсат олиш
учун ЎзР ССВ нинг ДВТТСНҚББга тақдим этилди. ЎзР ССВ Фармакология
қўмита кенгашининг қарорига кўра тиббиёт амалиётида қўллашга рухсат
берилди.
30
НАУЧНЫЙ СОВЕТ 14.07.2016.К/В/Т.13.01 ПРИ ИНСТИТУТЕ
БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И НАЦИОНАЛЬНОМ
УНИВЕРСИТЕТЕ УЗБЕКИСТАНА ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ
СТЕПЕНИ ДОКТОРА НАУК
ИНСТИТУТ БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ГАФУРОВ МАХМУДЖОН БАКИЕВИЧ
СИНТЕЗ И ВЫЯВЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
ПРОИЗВОДНЫХ АЛКАЛОИДОВ И ТРИТЕРПЕНОИДОВ
ОЛЕАНАНОГО РЯДА (ГЛИЦИРРИЗИНОВАЯ КИСЛОТА)
02.00.10 - Биоорганическая химия
(химические науки)
АВТОРЕФЕРАТ ДОКТОРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ
г.Ташкент – 2016 год
31
Тема докторской диссертации зарегистрирована в Высшей аттестационной
комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан за 30.09.2014/В2014.5.К72
Докторская диссертация выполнена в Институте биоорганической химии.
Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский) размещен
на
веб-странице
Научного
совета
по
адресу
(http://ss.biochem.uz)
и
Информационно-образовательном портале «ZiyoNet»по адресу www.ziyonet.uz
Научный консультант Далимов Давранбек Нигманович
доктор химических наук, профессор
Официальные оппоненты Мавлянов Саидмухтар Максудович
доктор химических наук, профессор
Рамазанов Нурмурод Шералиевич
доктор химических наук, старший начный сотрудник
Абдушукуров Анвар Кабирович
доктор химических наук, профессор
Ведущая организация Ташкентский химико-технологический институт
Защита состоится «_____»ноября 2016 г. в ______ часов на заседании Научного
совета 14.07.2016.К.В.Т.13.01 при Институте биоорганической химии и Национальном
Университете РУз по адресу: 100125, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 83. Тел. 262 35 40,
факс (99871) 262 70 63, e-mail: asrarov54@mail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре Института
биоорганической химии по адресу г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 83.
Автореферат диссертации разослан «____» ноября 2016 года
(протокол рассылки ___ от ноября 2016 года)
А.С.Тураев
Председатель Научного совета по присуждению
ученой степени доктора наук, д.х.н., профессор
М.И.Асраров
Ученый секретарь Научного совета по присуждению
ученой степени доктора наук, д.б.н., профессор
А.А.Ахуно
в
Председатель Научного семинара при Научном совете
по присуждению ученой степени доктора наук,
д.б.н., профессор
32
ВВЕДЕНИЕ (аннотация докторской диссертации)
Актуальность и востребованность темы диссертации.
Высокоэффективные обратимые ингибиторы ацетилхолинэстеразы (АХЭ)
широко применяются в мире при отравлении фосфорорганическими
пестицидами и при лечении таких болезней, как синдром Альцгеймера,
миастения, глаукома, паралич, парез. В связи с этим создание высоко
эффективных обратимых ингибиторов АХЭ для применения в терапии при
различных патологиях центральной нервной системы, поиск среди них
препаратов антидотного действия, химическия модификация фармаконов, а
также создание малодозных водорастворимых препаратов, обладающих
широким терапевтическим индексом с использованием комплексо
образующих веществ, является важной проблемой сегодняшнего дня.
С приобретением незивисимости Узбекистана организация научно
исследовательских работ по созданию малодозных, эффективных лекарст
венных средств из местного растительного сырья для терапии ряда
заболеваний, а также проведенные расширенные мероприятия по обеспече
нию населения качественными лекарственными препаратамии на высоком
уровне привели к определенным успехам. При этом особенно важно
отметить исследования по созданию малодозных, водорастворимых
лекарственных форм фармаконов на основе глицирризиновой кислоты (ГК) и
её некоторых производных, обладающих широким спектром действия и по
внедрению их в медицинскую практику.
В настоящее время на основе ГК методом молекулярного
капсулирования получены комплексы различных труднорастворимых
фармаконов, при этом требуемый эффект был достигнут при очень малых
дозах фармакона. Этот метод считается наиболее эффективным способом
снижения побочных действий многих лекарственных средств, на основе ГК и
её производных создаются и внедряются в практику противовоспалительные
средства, препараты против синдрома приобретённого иммунодефицита, рака
кожи и желудка, малодозные водорастворимые препараты с широким
терапевтическим индексом. Проводимые исследования в этой области
является актуальной задачей биоорганической химии и медицины..
Данное диссертационное исследование в определенной степени
направлено для выполнения задач, предусмотренных Постановлением
Президента Республики Узбекистан от 14 июля 2006 г. № ПП-416 «О мерах
по поддержке отечественных производителей лекарственных средств и
изделий медицинского назначения», а также другими нормативно-правовыми
документами, принятыми в данной сфере.
Соответствие
исследования
приоритетными направлениями
развития науки и технологий Республики.
Данное исследование
выполнено в соответствии с приоритетными направлениями развития науки
и технологий Республики VI. «Медицина и фармакология».
33
Обзор международных научных исследований по теме диссертации.
1
Научные исследования, направленные на изучение строения АХЭ, поиск
обратимых конкурентных ингибиторов, создание малодозных препаратов
широкого спектра действия путём модификации фармаконов проводятся в
ведущих научных центрах и высших учебных заведениях мира, в том числе
Институт элементоорганических соединений, Институт
эволюционной
физиологии и биохимии, Институты органической химии
Уфы и
Новосибирска (Россия), Weizmann Institute of Science
(
Израиль), National
Institute o Radiological Sciences (Япония), Institute of Clinical Pharmacology,
Universität Würzburg
(Германия),
Stanford University, National Institutes of
Health
(США
), University of Cambridge, University of Oxford (Великоритания),
Shanghai Institute of Materia Medica
(Китай),
Australian National University
(Австралия), Институт биоорганической химии (Узбекистан), Национальный
Университет Узбекистана.
В результате исследований проведённых в мире по определению
строение АХЭ, поиску её обратимых конкурентных ингибиторов, разработке
методов диагностики и лечения таких нервных заболеваний, как болезнь
Альцгеймера, Паркинсона и миастения и созданию малодозных препаратов
широкого спектра действия получен ряд научных результатов, в том числе:
установлено строение активного центра АХЭ, который состоит из 3
основных фрагментов: каталитической триады оксианионного и анионного
центров, которые непосредственно участвуют в гидролизе ацетилхолина
(Weizmann Institute of Science, Израиль; Australian National University);
показано,
использование
эффективных
конкурентных
обратимых
ингибиторов АХЭ в терапии болезни Альцгеймера, Паркинсона и миастении
даёт эффективные результаты; препарат нивалин (галантамин)(«Санокемия»,
Австрия), такрин (донепезил) (Food and Drug Administration, США) пройдя
все испытания, разрешены к применению в практике; эптастигмин, гуперзин,
велнакрин регистрированы в качестве ингибиторов АХЭ, обладающих
потенциальным терапевтическим действием при лечении синдрома
Альцгеймера (Food and Drug Administration); получены клатратные
комплексы глицирризиновой кислоты (ГК), с различными психотропными,
кардиотропными, противовоспалительными и гормональными препаратами и
установлено, требуемый эффект был достигнут при 17-тикратном
уменьшении содержания фармакона в клатрате (Уфимский Институт
органической химии).
В мире ведутся исследования по изучению строение АХЭ, поиску её
обратимых конкурентных ингибиторов, по созданию высокоэффективных,
малодозных препаратов, в следующих приоритетных направлениях: поиск
препаратов антидотного действия среди обратимых конкурентных
ингибиторов АХЭ; химическая модификация фармаконов, создание мало-
1
Научно-исследовательские комментарии по теме диссертационной работы разработаны приведенным
данным в источниках www.sciencedirect.com, https://www.researchgate.net,
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles и разработаны на оснований других источников.
34
дозных, водорастворимых препаратов с широким терапевтическим
индексом с помощью комплексообразующих веществ.
Степень изученности проблемы.
Многими зарубежными учёными:
А.П.Бресткиным, М.Я.Михельсоном, В.И.Розенгартом, М.И.Кабачником,
Н.А.Лошадкиным, Silman I., Sussman J.I., Soreq H., Seidman S., Zhang Y.
проведены исследования по определению строения активного центра и
молекулярного механизма действия АХЭ, осуществляющей гидролиз
нейромедиатора - ацетилхолина, по созданию малодозных эффективных
препаратов применяемых при терапии болезней, связанных с каталитической
активностью АХЭ. Они показали, что антихолинэстеразные препараты
фосфорорганической природы (ФОС) занимают сосбое место, некоторые из
них (такие, как армин, фосфакол) используются в медицине в качестве
лекарственных
средств,
другие
же
применяются
в
качестве
высокоэффективных инсектицидов. Также была подчеркнута возможность
использования
эффективных
обратимых
ингибиторов
АХЭ
при
профилактике отравления ФОСами. Установлена высокая эффективность
применения обратимых ингибиторов АХЭ в терапии болезни Альцгеймера.
До настоящего времени получены комплексы кислых и двойных солей
ГК с различными биогенными металлами, их сложные эфиры и ряд других
производных, исследована их биологическая активность (Толстиков Г.А.,
Балтина Л.А., Sasaki J., Morita T., Yamamoto К., Soltesz J.).
Комплексообразующие свойства ГК с применяемыми в медицинской
практике препаратами исследованы с целью повышения их активности и
расширения индекса лечения вследствии эффективности молекулярного
капсулирования. Отмечено, что благодаря солюбилизирующей способности
18β-Н-ГК и её солей, их комплексы с почти нерастворимыми в воде
гидрокортизоном,
преднизолоном,
урацилом,
нистатином
стали
водорастворимыми,
утратили
негативные
свойства
нестероидных
противовоспалительных препаратов (НПВП).
В Узбекистане исследования по изучению активного центра АХЭ и
поиску её эффективных ингибиторов проводились под руководством
А.С.Садыкова
и
А.А.Абдувахабова.
Исследования
по
выделению
глицирризиновой кислоты- основного компонента корня солодки, по
созданию на основе её производных эффективных лекарственных препаратов
широкого терапевтического действия проводятся Институте биоорганической
химии, Институте химии растительных веществ, Химико фармацевтическом
научно-исследовательском институте и в Национальном Университете
Узбекистана.
Однако, получение супрамолекулярных комплексов моноаммониевой
соли глицирризиновой кислоты (МАСГК) с фармаконами, их структура,
физико-химические свойства и биологическая активность исследованы мало
и в некоторых случаях несистемно.
Поэтому проведение исследований по поиску эффективных обратимых
ингибиторов АХЭ антидотного действия среди сложных эфиров метил- и
фенилфосфоновых кислот, содержащих фрагменты алкалоидов и
35
азотсодержащих
гетероциклических
соединений,
по
созданию
лекарственных средств широкого терапевтического действия на основе
некоторых препаратов, обладающих противовоспалительной активностью, с
ГК, её солями и ингибиторами АХЭ имеет научно-практическое значение.
Связь темы диссертации с планом научно- исследовательских работ
научно-исследовательских учреждений, где выполнена диссертация.
Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно
исследовательских работ, прикладных и инновационных проектов Института
биоорганической химии: ГНТП 15-15 «Создание и разработка эффективного
нестероидного
противовоспалитель-ного
средства,
не
обладающего
ульцерогенным действием на основе мест-ного растительного сырья» (2003-
2005
гг.),
А-10-108
«Создание
и
разработка
нестероидного
противовоспалительного препарата интраназального приме-нения из
местного растительного сырья» (2006-2008 гг. ), ФА-А12-Т175 «Разработка
технологии лекарственных форм противовоспалительного препарата
«ГЛАС», местного гемостатического препарата «Глилагин» и гемостатика
для внутривенного введения Лаговин» (2009-2011 гг.), ИФА-2012-6-3
«Освоение
технологии
получения
таблеток
нестероидного
противовоспалительного
препарата
ГЛАС, проведение клинических
испитаний и выпуск опытных образцов» (2012-2013 гг.), А11-Т102
«Разработка малодозных водорастворимых, супрамолекулярных комплексов
преднизолона» (2012-2014 гг.), ФА-А11-Т067 «Создание и разработка
технологии
получения
субстанции
антихолинэстеразного
препарата
Дезоксипеганам и лекарственной формы препарата Глипред для
профилактики и лечения миастении» (2015-2017 гг.).
Целью исследований
является создание лекарственных средств
широкого
терапевтического
действия
на
основе
азотсодержащих
фосфорорганических
обратимых
ингибиторов
АХЭ,
обладающих
антидотным действием, и противовоспалительными препаратами некоторых
производных глицирризиновой кислоты.
З
адачи исследования:
синтез ряд сложных эфиров метилфосфоновой, метилтиофосфоновой и
фенилфосфоновых
кислот,
содержащих
остатки
азотсодержащих
гетероциклических веществ - пиперидина, морфолина, гексаметиленимина,
анабазина, лупинина, эпилупинина, подтверждение их структуры физико
химическими методами;
определение антихолинэстеразных свойств сложных эфиров и
эффективных обратимых конкурентных ингибиторов;
проведение фармако-токсикологических экспериментов и определение
антидотных свойств выявленных эффективных конкурентных обратимых
ингибиторов АХЭ;
выделение ГК в чистом виде из густого концентрата корня солодки;
получение супрамолекулярных комплексов моноаммонийной и
монокалиевой солей ГК с преднизолоном, дезоксипеганином, галантамином,
определение их физико-химических свойств;
36
получение комплексов моноаммонийной (МАСГК), мононатриевой
(МНСГК) и монокалиевой (МКСГК) солей ГК с салициловой (СК), ацетил-
(АСК), пропионил-(ПСК) и бутирилсалициловой (БСК) кислотами,
определение их физико-химических свойств;
определение противовоспалительных и антихолинэстеразных свойств,
изучение влияния на индукцию интерферона полученныхх комплексов;
создание противовоспалительного лекарственного средства на основе
наиболее активного комплекса и его лекарственной формы; разработка
проектов Временной Фармакопейной статьи (ВФС) на субстанцию и
лекарственной формы, лабораторного регламента, получение опытной
партии лекарственной формы.
В
качестве
обьекта
исследования
выбраны
алкалоиды,
азотсодержащие
гетероциклические
соединения
и
их
сложные
фосфорорганические эфиры, МАСГК, МНСГК и МКСГК, БСК, ПСК, АСК,
СК, преднизолон, дезоксипеганин, галантамин, их супрамолекулярные
комплексы
Предметом исследования являются
синтез сложных эфиров
алкалоидов и азотсодержащих гетероциклов; получение супрамолекулярных
комплексов на основе ГК, МАСГК, МНСГК, МКСГК, их строение, кинетика
ингибирование холинэстераз, изучение интерферон индуцирующую и
противовоспалительную активность.
Методы исследования.
В проведенных исследованиях использованы
методы органической и биоорганической химии (фильтрация, перегонка,
экстракция, лиофильная сушка), физико-химические (вязкость) и физические
(оптическая
спектроскопия),
хроматографические
(тонкослойная,
колоночная, высокоэффективная жидкостная).
Научная новизна исследования
заключается в следующем:
синтезированы соли и сложные эфиры комплементарных к активной
поверхности АХЭ метил-, метилтион- и фенилфосфоновых кислот,
содержащих остатки некоторых алкалоидов и азотсодержащих
гетероциклических веществ (пиперидина, морфолина, гексаметиленимина,
анабазина, лупинина, эпилупинина);
определено возникновение диастереомерного анизохронного эффекта в
спектре ЯМР производных метилтионфосфоновой кислоты с двумя и более
асимметрическими центрами;
выявлены сильные обратимые ингибиторы фермента АХЭ; определена
зависимость активности от строения веществ и антидотная свойства
метилтионфосфонатов;
получены супрамолекулярные комплексы солей ГК с эффективными
обратимыми
ингибиторами
АХЭ
–
алкалоидами
гидрохлоридом
дезоксипеганина (ДОП ГХ) и галантамина в различных соотношениях;
показано, комплекс МАСГК и ДОП ГХ (2:1) обладает высокой
антихолинэстеразной активностью и малой токсичностью;
в ходе изучения гелеобразования в водной среде полученных
супрамолекулярных комплексов ГК и её солей определена критическая
37
концентрация мицеллообразования, предложен предполагаемый механизм
процесса;
выявлено каталитическое действие солей ГК на гидролиз АСК и его
аналогов, предложен теоретически возможный механизм процесса;
определена высокая интерферон индуцирующая активность комплекса
МАСГК и АСК (4:1), на основе его создан противовоспалительный препарат
ГЛАС.
Практическими результатами исследования являются:
на основе
проведенных исследований обнаружены сильные обратимые ингибиторы
АХЭ в ряду метилтионфосфонатов пиперидина и гексаметиленимина,
установлены их антидотные свойства против фосфорорганических ядов;
установлено, что комплекс МАСГК и ДОП ГХ (2:1) проявляет высокую
антихолинэстеразную активность и низкую токсичность по сравнению с
ДОП ГХ, что явились основой для начала исследований по созданию
антихолинэстеразного препарата на основе данного комплекса;
показано, что комплекс МКСГК и Преднизолона (9:1) в дозе 2,5 и 5,0
мг/кг (содержание преднизолона соответственно 0,11 и 0,22мг/кг) обладает
равную с преднизолоном иммуносупрессивную активностью в дозе 10 мг/кг;
по результатам исследования гидродинамических свойств растворов
супрамолекулярных комплексов МАСГК с веществами у которых логически
меняются структура (СК, АСК, ПСК, БСК) при различных соотношениях,
высказано предположение о том, что причиной структурирования воды
является
первоначальное
мицеллообразование
и
последующее
возникновение псевдополимерных сеток;
созданный
на
основе
местного
сырья,
высокоэффективное
лекарственное средство (ГЛАС) может заменить зарубежные препараты при
лечении ОРВИ.
Достоверность результатов исследования
подтверждается тем, что
они получены с применением современных физико-химических методов
исследований. Статистическую обработку полученных данных проводили
при помощи критерия Стьюдента с вычислением граничных значений
доверительного интервала средних значений. Подтверждением полученных
результатов служат и экспертные оценки специалистов, и практическая
реализация результатов исследований, обсуждение результатов исследований
на республиканских и международных научных конференциях, а также
публикация результатов исследований в рецензируемых научных изданиях и
получение патента.
Теоретическая
и
практическая
значимость
результатов
исследования.
Теоретическая
значимость
полученных
результатов
заключается в том, что проведён систематический, направленный синтез
новых фосфорорганических соединений с рядом гетероциклических
оснований и алкалоидов, выявлена закономерность изменения обратимой
холинэстеразной активности в зависимости от изменения гетероатома в Р=О
и Р=S группах, а также от усложнения гетероциклической части молекулы
38
фосфорорганического
ингибитора,
впервые
показана
возможность
фосфорорганических конкурентных обратимых ингибиторов АХЭ защищать
от токсического действия фосфорорганических ядов, предложен возможный
механизм гелеобразования и солюбилизации водных растворов ГК, её
производных и супрамолекулярных комплексов, при этом установлено, что
процесс солюбилизация связан с эффективным включением нерастворимых
компонентов в состав мицелл через образование супрамолекулярных
комплексов с молекулами ГК и её производными.
Практическая значимость диссертационной работы заключается в том,
что, выявленные закономерности основой для создания лекарственных
препаратов на основе метода молекулярного капсулирования, и позволили
разработать эффективное, противовоспалительное лекарственное средство
ГЛАС,
малодозные,
водорастворимые
формы
антихолинэстеразного
препарата ДОП ГХ и преднизолона.
Внедрение результатов исследования.
По результатам исследований
активного центра фермента по созданию ингибиторов АХЭ, применяемых
при лечении нервных болезней и малодозных препаратов, обладающих
широким спектром действия:
получен патент на изобретение (№1109, 28.03.94) патентного ведомства
на хлоргидрат О-изобутил-О-2-/N-пиперидил/изопропилметилтионфосфона
та, обладающий антихолинэстеразной активностью. Этот препарат является
антидотом и может быть использован как средство для защити фермента
АХЭ от фосфорорганических ядов.
В результате проведенных исследований на основе местного
растительного
сырья
разработана
лекарственная
форма
противовоспалительного препарата ГЛАС. Для субстанции и лекарственной
формы препарата ГЛАС подготовлена вся нормативно техническая
документация (проект Временной фармакопейной статьи, лабораторнқй
регламент 14.10.2009) и передана в Главное управление контроля качества
лекарственных средств и медицинской техники (ГУККЛСМТ) Министерство
здравоохранения. По решению Президиума Фармакологического комитета
Министерство здравоохранения препарат разрешен к применению в
медицинской практике и рекомендован для регистрации (справка
Фармакологического комитета Министерство здравоохранения 29/03-1172 от
14.10.2016). Препарат ГЛАС является заменителем лекарственных средств
аналогичного действия, импотируемых из зарубежа.
Апробация результатов исследования.
Результаты исследования
доложены и прошли апробацию на 12 конференциях, в т.ч.: на научной
конференции молодых ученых посвященной памяти академика С.Ю.Юнусо
ва (Ташкент, 2004), «Фармацияда таълим, фан ва ишлаб чикаришнинг
долзарб муаммолари» (Ташкент, 2005, 2007), «Табиий хом ашёлар асосида
дори воситаларининг олиниши, таҳлили ва қўлланишдаги ютуқлар»
(Ташкент, 2006), «Совершенствование взаимосвязи образования и науки в
XXI веке и актуальные проблемы повышения качества подготовки
высококвалифицированных специалистов» (Чимкент, Казахстан, 2006), 7
th
39
International Symposium on the Chemistry of Natural Compounds. (Tashkent,
2007), на IV Съезде микробиологов Узбекистана (Ташкент 2008),
«Актуальные вопросы образования, науки и производства в фармации»
(Ташкент, 2009), Всероссийской конференции по органической химии,
посвященной 75-летию со дня основания Института органической химии им.
Н.Д.Зелинского РАН (Москва, Россия, 2009), международной научной
конференции «Актуальные проблемы развитие биоорганической химии
(Ташкент 2010, 2013), «Ўзбекистонда табиий бирикмалар кимёсининг
ривожи ва келажаги» (Ташкент, 2016).
Опубликованность результатов исследования.
По теме диссертации
опубликовано всего 43 научные работы. Из них 15 научных статей, в том
числе 3 в зарубежных и 12 в республиканских журналах, рекомендованных
Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации
основных научных результатов докторских диссертаций, получен 1 патент на
изобретение.
Структура и объем диссертации.
Структура диссертации состоит из
введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы,
приложений. Объем диссертации составляет 190 страницы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении
обоснованы актуальность и востребованность темы
диссертации, сформулированы цель и задачи, а также объект и предмет
исследования,
приведено соответствие исследований приоритетным
направлениям развития науки и технологий Республики Узбекистан,
изложены научная новизна и практические результаты исследований,
обоснованы достоверность полученных результатов, раскрыта теоретическая
и практическая значимость полученных результатов, приведен список
внедрений в практику результатов исследований, даны сведения по
опубликованным работам и структуре диссертации.
В первой главе
« Строение каталитического центра холинэстеразы.
Создание малодозных препаратов »
приведен анализ литературных данных
о строении активной поверхности АХЭ и механизму действия ингибиторов,
сведения о заболеваниях, связанных с нарушением функции АХЭ – болезнь
Альцгеймера, миастения и применяемых при их лечении препаратах.
Анализу литературных данных по применению методов супрамолекулярной
химии в создании малодозных препаратов, о биологических свойствах
соединений, проявляющих себя «хозяевами» при образовании комплексов
типа «хозяин-гость». На основе обзора сделан вывод о выборе объекта для
данной работы.
Во второй главе диссертации
«Синтез фосфорорганических
ингибиторов»
обсуждены получение сложных эфиров метил-, метилтион-,
фенил- и фенилтиофосфоновых кислот, содержащих остатки некоторых
азотсодержащих
гетероциклических
соединений
и
алкалоидов,
и
подтверждение их строения физико-химическими методами.
40
Синтез сложных эфиров О-алкилметилфосфонатов, О-алкилметил
тионфосфонатов, содержащие остатки алкалоидов и гетероциклических азот
содержащих гетероциклов, таких как морфолин, пиперидин гексамети
ленимин, анабазин, лупинин, эпилупинин, осуществляли по следующей
схеме:
Эфиры О-циклогексилфенилфосфоновой кислоты получено по следующему:
Сложные эфиры О-алкилфенилтиофосфоновых кислот с некоторыми
гетероциклическими аминоспиртами получено по следующему:
Строение синтезированных соединений подтверждены спектрами ИК-,
ПМР- и масс-спектрами, определены некоторые физико химические
константы.
В
третьей
главе
«Антихолинэстеразная
активность
ряд
метилтиофосфонатов азотсодержащих гетероциклических соединений и
алкалоидов»
обсуждены
полученные
данные
по
определению
антихолинэстеразной активности синтезированных сложных эфиров
фосфоновых кислот. Антихолинэстеразная активность синтезированных
соединений определяли по отношению к ацетилхолинэстеразе эритроцитов
крови человека (АХЭ К.Ф.1.1.7.) с удельной активностью 2,7 Е/мг и
бутирилхолинэстеразе сыворотки крови лошади (БуХЭ К.Ф.1.1.8.) с удельной
активностью 29 Е/мг.
41
Среди
этих
соединений
хлоргидраты
метилтионфосфонатов
морфолина, пиперидина и гексаметиленимина проявляли специфичность по
отношению в АХЭ, их данные приведены в таблице 1.
Показано, что хлоргидраты О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилморфолинил)]-
метилтионфосфонатов и О-алкил-О-[N-(β-оксипропилморфолинил)]метил
тионфосфонатов являются обратимыми ингибиторами обоих типов
холинэстерах смешанного типа действия.
При взаимодействии О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилморфолинил)]метил
тионфосфонатов с АХЭ при рассмотрении изменении величины К
i
от
удлинения О-алкильного радикала наблюдается сперва усиление обратимой
ингибирующей активности при переходе от О-этильного производного к
пропильному, затем постепенное снижение ингибирующей активности.
Среди
метилтионфосфонатов
N-β-оксиэтилморфолина
О-пропильное
производное является наиболее активным. При взаимодействие этих
соединений с БуХЭ наблюдается аналогичная зависимость изменения
величины К
i
от удлинения О-алкильного радикала.
Таблица 1
Обратимая антихолинэстеразная активность ХГ О-алкилметилтион-фосфонатов
[
К
i
(М, х10
-5
)] RO(CH
3
)P(S)OR'
R
R'
АХЭ
БуХЭ
K
i
АХЭ
K
i
БуХЭ
R'
АХЭ
БуХ
Э
K
i
АХЭ
K
i
БуХЭ
-С
2
Н
5
C
2
H
4
N
O
6,83
17
0,4
CH
2
CH
CH
3
N
O
19,8
21,8
0,91
-С
3
Н
7
0,59
0,27
2,19
16,7
70
0,24
С
4
Н
9
2,18
139
0,016
0,49
0,86
0,57
С
5
Н
11
7,76
-
-
10,4
4,45
2,34
i
C
4
H
9
6,7
7,2
0,93
3,9
9,5
0,41
-С
2
Н
5
C
2
H
4
N
0,3 (1,8)*
3,4(4,7)
0,09
CH
2
CH
CH
3
N
5,55
5,1
1,09
-С
3
Н
7
0,66(42,6) 67,0(1,5)
0,01
1,24
2,15
0,58
С
4
Н
9
0,46(32,1) 4,7(16,1)
0,1
0,22
0,39
0,57
С
5
Н
11
0,56(20,6) 1,5(10,1)
0,37
0,106
1,34
0,08
i
C
4
H
9
1,95
1,2
1,625
-С
2
Н
5
CH
2
CH
N CH
3
0,027
0,26
0,1
-С
3
Н
7
0,065
0,037
1,76
С
4
Н
9
0,031
0,26
0,12
С
5
Н
11
0,023
0,63
0,037
i
C
4
H
9
0,036
0,21
0,17
*Данные в скобках(константы кислородных аналогов) приведены для сравнения
42
О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидинил)]метилтионфосфонаты
оказа
лись конкурентными, метилтионфосфонаты N-β-оксипропилпиперидина
оказались обратимыми ингибиторами смешанного типа по отношению АХЭ
и БуХЭ (таблица 1). При взаимодействии О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпипе
ридинил)]метилтионфосфонатов с АХЭ удлинение О-алкильного радикала от
этила до амила приводит к снижению ингибирующей активности в 1,8 раза,
такое изменение структуры кислородных аналогов этих соединений приводит
к снижению обратимой ингибирующей активности в 11 раз. Аналогичная
закономерность изменения обратимой ингибирующей
активности от
удлинения алкильного радикала соответствующих метилтионфосфонатов при
взаимодействии с БуХЭ, приводит к двухкратному усилению активности.
При сравнении действия кислородных аналогов с тионовыми по отношению
к АХЭ можно видеть, хлоргидрат О
этил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидинил)]метилтионфосфоната в 6 раз, О
пропильное производное в 64,5 раза, О-бутильное 69,8 раза активнее. Такое
сопоставление действия этих соединений при действии БуХЭ видно, что
«тионовый» эффект проявляется только для более гидрофобных соединений.
В целом, «тионовый» эффект более характерен при взаимодействии с АХЭ, и
исследованные соединения проявляют довольно высокую избирательность
действия по отношению к АХЭ. Сравнением значений К
i
метилфосфонатов
N-β-оксиэтилпиперидина с тионовыми аналогами показано, что замена Р=О
группы на Р=S в молекуле данного ряда ингибиторов привело к
значительному возрастанию эффективности обратимой антихолинэстеразной
активности.
Хлоргидраты О-алкил-О-[N-(β-оксипропилпиперидинил)]метилтион
фосфонатов проявляют слабую активность по отношению к АХЭ в
сравнении с аналогами N-β-оксиэтилпиперидина. Кроме О-этил-О-[N-(β
оксипропилпиперидинил)]метилтионфосфоната, остальные производные
проявляют большую специфичность действия по отношению к АХЭ.
Хлоргидраты О-алкил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилениминил)]-
метилтионфосфонатов оказались обратимыми ингибиторами АХЭ и БуХЭ с
явно выраженным конкурентным характером. Изменение длины О
алкильного радикала от этила до амила, не приводит к существенному
изменению антихолинэстеразной активности при их взаимодействии с АХЭ.
В этом ряду О-пропильное производное обладает наименьшей
ингибирующей активностью. При взаимодействии с БуХЭ хлоргидратов О
алкил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилениминил)]метилтионфосфонатов, эти
соединения, кроме О-пропильного производного, проявляют слабую
ингибирующую активность, чем по отношению к АХЭ. Сопоставление
величин К
i
по отношению к АХЭ и БуХЭ показало, что большинство этих
соединений специфичны к АХЭ.
При сопоставлении значений К
i
этих соединений с метилтион
фосфонатами
пиперидина и морфолина видно, что гексаметилениминовые производные
являются более активными обратимыми ингибиторами АХЭ. Причем
О-этил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилениминил)]метилтионфос-
43
фонат по своей обратимой ингибирующей активности превосходит
соответствующее пиперидиновое производное более, чем в 205 раз. Таким
образом, хлоргидраты О-алкил-О-[N-(β-оксипропилгексаметилениминил)]-
метилтионфосфонатов
оказались
высокоэффективными
обратимыми
конкурентными ингибиторами АХЭ, превосходящими по своему действию
все аналоги в этом классе соединений.
Обратимая антихолинэстеразная активность хлоргидратов О-этил
метилтионфосфонатов, содержащих остатки алкалоидов и гетероциклов
Данные по обратимой ингибирующей активности хлоргидратов О
этилметилтионфосфонатов N-β-оксиэтил- и N-β-оксипропиламинов,
лупинина, эпилупинина приведены в таблице 2.
Таблица 2
Обратимая антихолинэстеразная активность хлоргидратов О
этилметилтионфосфонатов
[K
i
·10
-5
(M)]
С
2
H
5
О(CH
3
)P(S)O-R'-R
R
R'
АХЭ
БуХЭ
R'
АХЭ
БуХЭ
морфолинил
-С
2
Н
4
-
6,8
17
-СН(СН
3
)СН
2
-
19,8
2,2
пиперидил
-С
2
Н
4
-
0,5
3,4
-СН(СН
3
)СН
2
-
5,5
5,1
гексаметилениминил
-СН(СН
3
)СН
2
-
0,03
0,26
анабазинил
-С
2
Н
4
-
1,9
2,7
-СН(СН
3
)СН
2
-
3,8
2,4
лупинил
-СН
2
-
20,0
6,6
эпилупинил
-СН
2
-
22,0
4,0
Приведенные данные показывает, что в ряду N-β-оксиэтильных
аналогов наиболее активным обратимым ингибитором АХЭ является
пиперидиновое производное, превосходящее морфолиновый аналог более
чем 20 раз. Введение пиридильного заместителя в α-положение пипериди
нового цикла также приводит к снижению обратимой ингибирующей
активности. Переход к бициклическим соединениям – производные лупинина
и эпилупинина снижают по сравнению с пиперидиновым аналогом
ингибирующую активность 70 раз. В случае О-этилметилтионфосфонатов N
β-оксипропиламинов
переход
от
пиперидинового
производного
к
гексаметиленовому сопровождается усилением обратимой ингибирующей
активности по отношению к АХЭ более, чем в 180 раз. Причем О-этил-О-[N-
(β-оксипропилгексаметилен)]метилтионфосфонат самое активное и является
избирательным обратимым ингибитором АХЭ.
Профилактическое действие обратимых ингибиторов АХЭ
Профилактическое
действие
более
активных
некоторых
метилтионфосфонатов пиперидина, при сравнении с галантамином
(LD
50
=16мг/кг) от токсического действия армином был определен к.б.н.
Г.М.Вайзбургом (таблица 3).
44
Таблица 3
Профилактическое действие метилтионфосфонатов от действия армина
RO(CH
3
)P(S)OCH(R')CH
2
N
№
R
R'
LD
50
мг/кг
Доза
Коэффицент профилактики
1
C
3
H
7
H
2000
1/8LD
50
2,33±0,42
2
C
4
H
9
H
690
1/8LD
50
2,00±0,17
3
i-C
4
H
9
CH
3
125
½LD
50
2,31±0,48
4
Галантамин
16
½LD
50
1,68±0,32
1/4LD
50
1,51±0,74
Как, видно из этих данных все три метилтионфосфоната по своему
защитному эффекту превосходят галантами и могут быть рекомендованы в
качестве антихолинэстеразного препарата.
В
четвертой
главе
«супрамолекулярные
комплексы
глицирризиновой кислоты и её солей»
обсуждены результаты анализа
физико-химических свойств ГК и её солей и комплексов, влияние природы
взаимодействия «хозяин-гость», строение комплекса МАСГК и АСК, его
фармакологическая
активность,
результаты
процесса
получения
лекарственной формы в виде таблеток препарата ГЛАС.
Известно, что ГК и её водорастворимые соли обладают способностью
солюбилизации трудно растворимых лекарственных препаратов. Также в
литературе приведены сведения о том, что ГК и её производные проявляют
свойства антидота при отравлении тяжёлыми металлами, алкалоидами и
другими ядовитыми веществами. При этом показана возможность уменьшить
дозу действия и токсичность препаратов, а также достичь увеличения их
терапевтического эффекта. В целях снижения токсичности пиперидин- и
гексаметилениминтионфосфонатов,
обладающих
высокой
обратимой
антихолинэстеразной активностью в отношении к АХЭ, мы попытались
получить их комплексы с ГК и МАСГК. Получение комплексов ФОС в
приведённых в литературе условиях и указанных растворителях не удалось.
Поэтому мы попытались получить супрамолекулярные комплексы ГК и
МАСГК с галантамином и гидрохлоридом дезоксипеганина (ГХ ДОП)-
антихолинэстеразными препаратами, используемыми в медицине при
лечении заболеваний нервной системы (БА, миастения).
Супрамолекулярные комплексы дезоксипеганина, галантамина и
преднизолона с солями ГК
Получены супрамолекулярные комплексы антихолинэстеразных препа
ратов - алкалоидов ГХ ДОП , галантамина (ГМ) и гормонального препарата
преднизолона (Пр) с МАСГК и МКСГК в 50% водно-спиртовой среде. ГК и
её соли получены известными способами из экстракта корня солодки.
Структура полученных комплексов определены методами ИК- и УФ
спектроскопии.
45
n
COOH
O
H
COOR
COOH
O
O
H
COOR
O
OH
OH
O
+ R'
O
OH
OH
R'
COOH
O
COOH
O
OH
OH
O
OH
OH
OH
O
OH
n
H
3
CO
R' =
HO
O
Где
HCl
OH
HO
n= 1,2; 4, 9, 15
R=NH
4
, K
N
N
.
O
N HO
CH
3
O
H
H H
Таблица 4
Некоторые физико-химические величины и активность в отношении к
ацетилхолинэстеразе комплексов ГХ ДОП и ГМ с МАСГК
№
Комплекс
Т
пл
,
о
С
R
f*
I
50
pI
50
1.
МАСГК: ГХ ДОП (1:1)
183±5
0,65
7,80х10
-5
4,11
2.
МАСГК: ГХ ДОП(2:1)
187±5
0,72
5,02х10
-6
5,3
3
МАСГК:ГМ (1:1)
182±5
0,62
1,44х10
-6
5,84
4
МАСГК:ГМ (2:1)
190±2
0,68
2,83х10
-6
5,55
5
ГХ ДОП
4,28х10
-4
3,37
6
ГМ
6,22х10
-6
5,21
* - ацетон:бензол:уксусная кислота:вода (4:1:1:1)
Антихолинэстеразная активность полученных комплексов (таблица 4)
изучена в сравнении с таковой для ГМ и ГХ ДОП. Из данных, приведённых в
таблице 4 видно, что полученные комплексы имеют характер обратимых
ингибиторов активности АХЭ эритроцитов крови человека. Способность
комплекса МАСГК:ГМ (1:1) ингибировать активность АХЭ в 4,3 раз ниже,
чем таковая для ГМ, а способность комплекса МАСГК:ГМ (2:1)
ингибировать активность АХЭ в 2 раза выше, чем таковая для ГМ.
Способность комплекса МАСГК:ГХ ДОП (1:1) ингибировать активность
АХЭ в 5,4 раз выше, чем таковая для ГХ ДОП, а способность комплекса
МАСГК:ГХ ДОП (2:1) ингибировать активность АХЭ в 85,6 раза выше, чем
таковая для ГХ ДОП. Для комплексов МАСГК:ГХ ДОП увеличение значения
pI
50
наблюдалось параллельно с увеличением соотношения МАСГК в
комплексе. Общей особенностью комплексов ГМ и ГХ ДОП является то, что
постепенное увеличение их антихолинэстеразной активности связано с
увеличением в их составе содержания МАСГК. Значит, изменяя соотношение
компонентов в комплексах, можно достичь увеличения активности
препаратов. А это очень важно при создании лекарственных препаратов
пролонгированного действия.
46
При определении противовоспалительной активности комплексов
преднизолона с солями ГК на модели каррагенина было установлено, что
наибольшей активностью обладает комплекс МКСГК:Пр (9:1). Данный
комплекс был выбран для дальнейших исследований и условно назван
Глипред. Доклиническое определению специфической активности препарата
Глипред в дозах 2,5 и 5,0 мг/кг, введённых перорально, показало выраженное
противовоспалительное
действие
препарата
на
моделях
острого
экссудативного воспаления, вызываемого действием гистамина, сератонина,
каррагенина и формалина. Также установлено, что эффективность препарата
превосходит таковое для преднизолона в дозе 10 мг/кг в 1,5-2 раза.
Сравнительное изучение иммуносупрессивного действия этих двух
препаратов в вышеуказанных дозах при пероральном введении также
показало превосходство Глипреда над преднизолоном.
Выделение чистой глицирризиновой кислоты и изучение её свойств в
растворах
Известно, что ГК и целый ряд её производных проявляют различную
биологическую активность. Они обладают минералкортикоидным действием,
проявляют
антивирусную,
иммунотропную,
антиаллергенную,
противоопухолевую и гепатопротекторную активность, а также свойства
антидота. Также, они стимулируют индукцию интерферона в организме.
МАСГК была выделена из экстракта корня солодки по приведённому в
литературе методу. МАСГК, степень чистоты которой определена методом
ВЭЖХ и составляет 97%, соответствовала прведённым в литературе
параметрам (Т
пл.
=222±2
о
С; [α]
D
25
=+60±2
о
; с=0,05%; EtOH) и была получена с
выходом 8-10%. Это приводит к увеличению её себестоимости. Поэтому
свойства растворов, приготовленных из 97%-ной МАСГК полученные в
сравнении с таковыми для растворов, содержащих субстанцию МАСГК
75±2%-ной чистоты, выпускаемой под торговой маркой «Глицирам».
Образцы МАСГК 75±2%-ной и 97±2%-ной чистоты были условно
обозначены, как МАСГК-1 и МАСГК-2, соответственно.
Для определения образующихся в растворах МАСГК мицеллярных
структур и природы стабилизирующих их сил определен влияние различных
агентов на вязкость растворов МАСГК-1 и МАСГК-2: мочевины
(разрушающей
межмолекулярные
водородные
связи),
ксилозы
(экранирующей гидрофобные взаимодействия) и KCl (электролита).
На графике, выражающем зависимость приведённой вязкости раствора
МАСГК-2 от её концентрации, в точке, соответствующей 0,2%-ной
концентрации, наблюдается преломление прямой, что объясняется началом
изменения структуры в растворе при этой концентрации. Поэтому
гидродинамические свойства растворов МАСГК были определены в
концентрации 0,2% и ниже.
Кривые зависимости приведённой вязкости водных растворов МАСГК 1 и
МАСГК-2 от концентрации резко отличаются друг от друга. То, что вязкость
0,2% раствора МАСГК-2 выше таковой для раствора МАСГК-1 той
47
же концентрации, свидетельствует о процессе широкомасштабного
структурирования в растворе. Напротив, наблюдаемость процесса
структурирования в концентрациях раствора, меньших, чем 0,2%,
протекающего с образованием мицелл для МАСГК-1, наводит на вывод о
том, что это является результатом взаимодействия между собой в её составе
попутных примесей. Для 0,1%-ного раствора МАСГК в среде 0,1н KCl
наблюдалось увеличение приведённой вязкости, исчезновение текучести и
переход раствора в гелевое состояние. Это свидетельствует о том, что ионы
К
+
в растворе влияют на процесс структурирования молекул МАСГК.
Вязкость МАСГК-1 резко снижается в 0,1 М растворе мочевины, что
показывает, что процесс структурирования проходит в основном с об
разованием мицелл за счёт водородных связей. Кривая для МАСГК-2 (рис. 1)
свидетельствует о возможности протекания процесса структурирования не
только за счёт водородных связей, но и других взаимодействий (например,
гидрофобных). В отличие от МАСГК-2, для МАСГК-1 под воздействием 0,01
М раствора ксилозы, экранирующей гидрофобные взаимодействия,
наблюдалось влияние попутных примесей на процесс структурирования, где
ксилоза экранировала это влияние (рис. 1).
Рис.
1.
Кривые
зависимости
приведённой
вязкости
растворов
МАСГК от концентрации в 0,01М
растворах мочевины (1,2) и 0,01М
ксилозы (3,4): 1) МАСГК-1 (1,3); 2)
МАСГК-2 (2,4).
Рис. 2. Кривые зависимости приведённой
вязкости растворов МАСГК от
концентрации в 0,01н растворе NaOH (рН
10,3) (1,2) и 0,1н растворе НCl (рН=2,9)
(3,4): 1) МАСГК-1 (1,3); 2) МАСГК-2 (2,4).
Предположение о структурировании в растворе молекул МАСГК наш ло своё
подтверждение в результате проведённого исследования по воздей ствию
среды на вязкость растворов. Из графика зависимости приведённой вязкости
растворов МАСГК от концентрации в среде 0,1н NaOH (рис. 2) видно, что
вязкость раствора МАСГК-1 в этих условиях резко уменьшается с
увеличением концентрации. Значит, по причине ионизации карбоксильных
групп в щелочной среде молекулы МАСГК-1 не могут образовывать
водородные связи, что приводит к разрушению мицеллярной структуры.
Почти пропорциональное увеличение вязкости раствора МАСГК-2 с
увеличением её концентрации (рис. 2) в щелочной среде подтверждает то,что
48
стабилизация молекулярного структурирования в этом случае возникает не
только за счёт водородных связей, но и вследствие сильного гидрофобного
взаимодействия. В кислой среде наблюдалось аномальное увеличение
приведённой вязкости раствора МАСГК-2 с увеличением её концентрации
(рис. 2). Вероятно, в низких концентрациях МАСГК легко гидролизуется в
кислой среде, переходя в ГК, в результате чего вязкость раствора резко
возрастает. Вязкость раствора МАСГК в кислой среде намного меньше
таковых в водной среде и в растворе мочевины.
Значит в кислой среде МАСГК-1 в растворе не гидролизуется и не
переходит в ГК. Причина же уменьшения вязкости раствора в
протонировании карбонильного кислорода карбоксильных групп в составе
молекулы, в результате чего между С=О и ОН-группами не образуется
водородная связь.
Получение супрамолекулярных комплексов МАСГК с соединениями ряда СК
С целью получения супрамолекулярных комплексов МАСГК с АСК и
созданию на их основе водорастворимого, малотоксичного НПВП с широким
терапевтическим эффектом и, не обладающого ульцерогенным действием, в
водно-спиртовых или водно-ацетоновых средах по вышеуказанной схеме
были синтезированы супрамолекулярные комплекс МАСГК с СК и её
эфирами (R) в различных соотношениях.
R=
n= 1; 2; 4; 9.
Плавление всех комплексов, как и в случае с углеводами, протекает с
разложением.
Комплексы
не
растворимы
в таких органических
растворителях, как метанол, этанол, ацетон и хлороформ. Они хорошо
растворяются в воде, водно-спиртовой и водно-ацетоновой смесях, в водных
растоворах щелочей и карбонатов щелочных металлов. Комплексы в водных
растворах при концентрации выше 1,0% образуют стабильные гели.
Известно, что АСК медленно разлагается на уксусную и салициловую
кислоты не только в растворах щелочей и карбонатов щелочных металлов, но
и во влажном воздухе. При изучении гидролиза водно-спиртовых растворов
комплекса МАСГК:АСК методом ЯМР- спектроскопии выло установлено,
что молекула АСК подвергается частичному гидролизу, содержание
салициловой кислоты, образующейся при рН~ 6,0-8,0, достигает 15-18% за 24
часа, а при рН~ 2,0-3,0 в течение 24-часового гидролиза АСК её содержание
уменьшается до 5% (рис. 3).
Увеличение содержания АСК в составе комплекса привело к
замедлению процесса гидролиза комплексов этой кислоты с ГК и её солями
до двух суток. При этом наблюдалось, что монокалиевая и мононатриевая
соли ГК гидролизуют АСК с большой скоростью.
По-видимому, в процессе получения супрамолекулярного комплекса
МАСГК с АСК гидроксид-ион NH
4
OH, взаимодействуя с АСК, атакует
49
обедненный электронами карбонильный кислород, приводя к образованию
промежуточного аниона. Эта реакция необратима, потому что образующаяся
кислота сразу переходит в карбоксилат-анион, в результате чего равновесие
реакции смещается вправо, и гидролиз протекает до конца.
При сравнительнении ПМР-спектров полученных комплексов МАСГК
с АСК и их механической смеси (1:1) было выявлено, что в спектре смеси все
4 протона ароматического кольца имеют отличные друг от друга сигналы,
наблюдаемые в слабых полях (Н
4
–7,95; Н
3
–7,65; Н
2
–7,40; и Н
1
–7,20 м.д.); при
этом, в спектре комплекса МАСГК:АСК положение и характер сигналов
ароматических протонов существенно меняется: Н
4
–7,71; Н
3
–7,21; сигналы
Н
2
и Н
1
объединяются, образуя мультиплет с центром в 6,70 м.д.
Рис. 3. ЯМР-спек
тры динамики гид
ролиза комплексов
МАСГК с АСК в
водно-спиртовых
растворах а) в
нейтральной среде
рН~6,0-8,0; б) в
сильнокислой
рН~2,0-3,0
ПМР-спектры комплексов МАСГК с ПСК и БСК похожи на вышеописанные,
но есть небольшие изменения в химических сдвигах, вызванные различной
концентрацией. Такое изменение в химических сдвигах можно объяснить
только образованием комплекса.
Таким образом, при получении супрамолекулярных комплексов солей
ГК (монокалиевой, мононатриевой и моноаммониевой) с АСК и другими
ацилсалицилатами наблюдается усиление гидролиза АСК до салициловой
кислоты; при этом, скорость гидролиза зависит от реакционной среды (рН) и
концентрации ацилсалицилата.
В силу возможности сделать вывод о существовании взаимодействий
(гидрофобных, Ван-дер-Ваальсовых и др.) и связей в комплексе на основе
различий в их спектрах, которые можно получить с помощью различных
спектроскопических методов, были сняты УФ- и ИК-спектры полученных
комплексов.
Сравнивая ИК- спектры МАСГК и её комплексов можно наблюдать
целый ряд различий, что свидетельствует об образовании комплексов типа
«хозяин-гость» (таблица 5). Природа гостевой молекулы и изменение
50
молярного соотношения компонентов влияет на характер образующихся
водородных связей.
Например, в ИК-спектре комплекса МАСГК:СК (1:1) полосы поглощения при
1728 см
-1
в высокочастотной области соответствует С=О…Н-О-Н связи, при
1660 см
-1
– фрагменту О=С-О-NH
4
+
, а при 1643 см
-1
– фрагменту О=С-С-С, что
свидетельствует об участие в комплексообразовании катиона NH
4
+
МАСГК и
карбоксильной группы СК.
Таблица 5
Природа водородных связей в супрамолекулярных комплексах
Комплекс
Природа водород. связи
Комплекс
Природа водород. связи
МАСГК:АСК
(1:1)
OH
МАСГК
···O=C<
(карбоксиль., сл.эфирной)
МАСГК:С
К (1:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
СК
МАСГК:АСК
(2:1)
OH
МАСГК
···O=C<
(карбоксиль, сл.эфирной)
МАСГК:С
К (2:1)
OH
МАСГК
···OH
СК
МАСГК:АСК
(4:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
АСК
МАСГК:Б
К (2:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
БК
Напротив, в ИК-спектре комплекса этих веществ, взятых в молярном
соотношении 2:1, сохраняются максимумы поглощения свободных
карбоксильных групп МАСГК и СК, что свидетельствует об образовании
водородной связи между гидроксильными группами углеводной части
МАСГК (3200-3500 см
-1
) и ОН-группой СК.
В ИК-спектре комплекса МАСГК:АСК (1:1) наблюдалось исчезновение
характерных для молекулы АСК полос поглощения при 1755 см
-1
и 1693 см
-1
и
сохранение максимумов поглощения свободных и аммоний-замещённой
(О=СО–NH
4
+
) карбоксильных групп МАСГК. Увеличение интенсивности
поглощения в ИК-спектре при 1720 см
-1
и появление новой полосы
поглощения при 1705 см
-1
позволяет сделать вывод о том, что они являются
следствием взаимодействия между ОН-группами углеводной части молекулы
МАСГК и сложноэфирной группировкой, а также карбонильными
фрагментами (С=О) свободных карбоксильных групп АСК. Увеличение
интенсивности максимумов поглощения при 1726 см
-1
ва 3250-3500 см
-1
в
ИК-спектре коплекса МАСГК:АСК (2:1) можно объяснить образованием
межмолекулярных водородных связей. Появление в ИК-спектре комплекса
МАСГК:АСК (4:1) максимумов поглощения при 1723 см
-1
и 1658 см
-1
вместо
характерных для молекул АСК полос поглощения при 1755 см
-1
ва 1693 см
-1
свидетельствует о том, что в этом комплексе водородные связи образованы
при участии ОН-групп углеводной части МАСГК, катиона NH
4
+
, а также
сложноэфирных и карбоксильных групп АСК.
Таким образом, можно предположить, что комплекс образуется за счёт
водородных связей, возникающих с участием свободных карбоксильных и
сложноэфирных групп, катиона NH
4
+
МАСГК и двух молекул
кристаллизационной воды в составе соли, а также за счёт межкомпонентных
гидрофобных взаимодействий. ИК-спектры комплексов МАСГК с АСК и
подобными соединениями характеризуются наличием в них максимумов
51
поглощения, соответствующих ОН-группе (3500-3250 см
-1
), и прилежащему к
агликону карбонильному фрагменту (1728-1718 и 1656-1648 см
-1
). Смещение
максимумов поглощения, свойственных С=О и ОН-группам реагентов, в
низкочастотную область (5-20 см
-1
) свидетельствует о том, что комплексы
образованы за счёт водородных связей.
Анализ УФ-спектров комплексов МАСГК:АСК (1:1) и (2:1) показал
наличие в них максимумов поглощения при 239 нм и 256 нм, что
соответствует прилежащей к агликону карбонильной группе МАСГК (О=С
С=С-). Исчезновение специфических для АСК полос поглощения при 225 ни
и 300 нм свидетельствует о комплексообразовании. На основе отсутствия
максимумов поглощения при 239 нм и 300 нм в УФ-спектре комплекса
МАСГК:АСК (4:1) и появления максимума поглощения при 257 нм можно
предположить, что комплекс свободен от поверхностных воздействий и
образован в основном за счёт водородных связей.
Природа гостевых молекул в составе супрамолекулярных комплексов
оказывает значительное воздействие на гидродинамические свойства
растворов МАСГК. Увеличение содержания гостевой компоненты в
комплексах МАСГК-2 с АСК или СК приводит к увеличению вязкости
растворов. Причиной одинаковой вязкости 0,2%-ного раствора молекулярных
комплексов бензойной кислоты (БК) и таковой для раствора МАСГК-2, а
также увеличения вязкости раствора молекулярных комплексов
в
концентрации меньше 0,2% по сравнению с таковой для раствора МАСГК 2,
является то, что гостевые молекулы усиливают процесс структурирования
молекул МАСГК-2 и что с увеличением полярности в ряду БК<АСК<СК
усиливается процесс мицеллообразования.
Изучение зависимости вязкости комплексов от температуры показало, что
при относительно низких температурах (25
0
С) водородные связи хорошо
образуются за счёт более полярных гостевых молекул, тогда как с увеличе
нием температуры (40
0
С) основную роль начинают играть гидрофобные
взаимодействия. Поэтому при этой температуре молекулярные комплексы с
более гидрофобной БК, чем СК и АСК, обладают большей вязкостью.
Вышеприведённую мысль также подтверждает то, что вязкость
раствора комплекса, содержащего более гидрофильную СК, в растворе
ксилозы, экранирующей гидрофобные взаимодействия, в 3 раза превышает
таковую для раствора комплекса с БК, имеющей гидрофобную природу. В
присутствии мочевины, разрушающей водородные связи и усиливающей
гидрофобные взаимодействия, высокая вязкость наблюдалась в растворах
молекулярных комплексов МАСГК с БК. Это свидетельствует о наличии
сильного гидрофобного взаимодействия и о присоединении БК к процессу
структурирования (рис. 4).
Резкое снижение (почти до 0) вязкости растворов молекулярных
комплексов МАСГК с АСК и СК в щелочной среде (рН=10,3) (рис. 5) можно
объяснить
почти
полным
разрушением
мицеллярных
структур,
нейтрализацией карбоксильных групп МАСГК и их переход в карбоксилат
ионы, что приводит к потере способности образовывать водородные связи.
52
Рис. 4. Кривые зависимости приведённой
вязкости растворов супрамолекулярных
комплексов от концентрации в 0,01М
растворе мочевины (25
о
С) 1) МАСГК-2:АСК
(1:1); 2) МАСГК-2:АСК (4:1); 3) МАСГК-2:
СК (1:1); 4) МАСГК-2: БК (1:1); 5) МАСГК
2: БК (2:1).
Рис. 5. Кривые зависимости приведён
ной вязкости растворов супрамолекул
ярных комплексов от концентрации в
0,01н растворе NaOH (рН-10,3) (25
о
С):1)
МАСГК-2: АСК (1:1); 2) МАСГК-2: АСК
(4:1); 3) МАСГК-2: СК (2:1); 4)
МАСГК-2: БК (2:1); 5)МАСГК-1: АСК
(1:1).
Предположение о том, что стабилизация структурирования в растоврах
МАСГК-2 происходит не только за счёт водородных связей, а также в силу
гидрофобных взаимодействий, подтверждается очень малым снижением
вязкости растворов её молекулярных комплексов в щелочной среде, особенно
при высоких концентрациях (с=0,2%).
Аномальный характер кривых вязкости растворов комплексов в кислой
среде, т.е. уменьшение значения η при увеличении концентрации (С=0,05%;
0,025%) может быть связано с переходом МАСГК-2 в ГК в малых
концентрациях.При определении воздействия ионов К
+
на вязкость растворов
молекулярных комплексов веществ с МАСГК-2 было обнаружено резкое
увеличение
вязкости.
Это
можно
объяснить
стабилизацией
пространственных сетевидных структур вследсвие того, что расстояние меж
ду функциональными группами, приводящими к гидрофобно-гидрофильным
взаимодействиям близко по значению к радиусу иона К
+
. Также, в растворах
молекулярных комплексов с концентрацией 0,1% и выше наблюдалось
исчезновение текучести и переход растворов в гелевое состояние.
Значит, молекулы БК, СК и АСК в процессе комплексообразования
располагаются между мицеллами, образованными в растворах МАСГК, и во
время такого расположения возникают гидрофобные взаимодействия и
водородные связи.
В пятой главе
«Фармакологичесое исследование и технология по
лучение супрамолекулярного комплекса МАСГК:АСК (ГЛАС)»
приве
дены данные противовоспалительной, интерферониндуцирующей активнос
ти, результаты доклинической исследовании общей фармакологии и токси
кологии, разаботка нормативно-технической документации препарата ГЛАС.
Проведены доклинические испытания противовоспалительной и
ранозаживляющей активности супрамолекулярных комплексов на модели
экссудативного воспаления, вызываемого различными флогогенами, а также
53
их действия на пролиферативное воспаление, иммунную систему и
токсичности. Фармакологическая активность препарата ГЛАС изучена
сотрудником лаборатории фармакологии Института биоорганической химии,
к.б.н. Выповой Н.Л.
Противовоспалительная
активность
определена
на
модели
экссудативного воспаления, вызываемого внутрибрюшинным введением
крысам субплантарным способом 0,1 мл 1% карагенина, 2% формалина, 0,5%
серотонина, 0,1% гистамина и 1% уксусной кислоты (1 мл на 100 г животного
веса) (таблица 6). ГЛАС (10 и 25 мг/кг), АСК (100 мг/кг, ЕД
50
для крыс) и
МАСГК (50 мг/кг) были введены крысам за 1 час до инъекции флогогенов.
Исследования показали явное действие комплекса ГЛАС против
экссудативного воспаления, вызываемого каррагенином, формалином,
серотонином, гистамином и уксусной кислотой. Комплекс в малых дозах
проявил в 2 и более раз большую активность, чем исходные компоненты АСК
(модель карагенинового и уксусного перитонита) и МАСГК (модель
гистамина и серотонина), а также положительно влиял на деструкцию
мембранных белков (модель формалина). Было показано, что в отличие от
АСК на модели каррагенина, комплекс ГЛАС на 30-60% подавлял рост
опухолей, возникающих в результате острого и хронического экссудативного
воспаления, т.е. наблюдается усиление фармакологиеских свойств веществ
синергизм. Установлено, что терапевтический индекс (LД
50
/ЕД
50
) комплекса
ГЛАС выше такового для МАСГК в 4 раза и в 52 раза такового для АСК,
токсичность комплекса в 6 раз меньше, чем таковая для АСК (таблица 6).
Определение ранозаживляющей активности комплекса было проведено
на коже крыс. Было установлено, что испытанный комплекс в дозах 10 и 25
мг/кг уменьшает на 9-15 дней время заживления и очистки поверхности раны;
этот дозозависимый эффект возрастает с увеличением дозы (в дозе 25 мг/кг
на 50%).
Таблица 6
Антиэкссудативная активность, летальные, эффективные дозы и терапевтические
индексы комплекса ГЛАС и АСК
Доза
Антиэкссудативная активность, %
LД
50
мг/кг
ЕД
50
мг/кг
Тер.инд.
LД
50
/ЕД
50
Кара
генин
Пере
тонит
Фор
малин
Серо
тонин
Гис
тамин
ГЛАС /10
50
51
50
40
50
10000
12
833
ГЛАС/ 25
77
77
51
58
72
*
АСК/ 100
50
54
37
32
25
1600
100
16
*
МАСГК/ 50
49
49
50
70
62
10000
50
200
*
- контроль
При определении действия комплекса ГЛАС на пролиферативное
воспаление было показано, что он обладает явным противовоспалительным
действием на модели «адъюванта», а также профилактическим и лечебным
54
действием; в дозах 10 и 25 мг/кг комплекс ГЛАС по своему
антипролиферативному действию превосходит АСК в 2 раза.
Интерферониндуцирующая активность комплекса ГЛАС (изучена д.б.н
Саитқуловым А.) исследована в различных способах введения и дозах. Самая
высокая интерферониндуцирующая активность наблюдалась в дозе 10 мг/кг.
Титр интерферона при ректальном введении составил 4096-8192 ед/мл, при
пероральном введении- 2048 ед/мл, при интраназальном- 1024-2048 ед/мл, а
при внутрибрюшином- 2048-4096 ед/мл (таблица 7).
Таблица 7
Динамика накопления интерферона в крови мышей при введении комплекса ГЛАС
в различных дозах
Доза
комплек
са
ГЛАС,
мг/кг
Способ
введения
Интерферон
индуцирующа
я активность
ед/мл
Доза
комплек
са
ГЛАС,
мг/кг
Способ
введения
Интерферон
индуцирующа
я активность
ед/мл
5
Внутри
брюшиный
1024
5
Ректаль
ный
2048
10
2048-4096
10
4096-8192
25
2048
25
2048
50
1024-2048
50
1024-2048
5
Перо
ральный
128-256
5
Интро
назальный
4
10
2048
10
1024-2048
25
2048
25
512
50
1024-2048
50
256-512
Контроль
(физ.
раств.)
Ректаль.,
интроназ.
--
Иммуностимулирующая активность была оценена по увеличению веса
ядерных клеток в тимусе и селезёнке и по увеличению титра интерферона в
крови животных.
Общие доклинические фармакологические и токсикологические
исследования показали, что комплекс ГЛАС относитсяся к V классу
малотоксичных веществ (LD
50
>10 000 мг/кг); не обладает кумулятивным,
аллергенным и кожно-резорбтивным действием; не оказывает токсичного
эффекта на динамику веса и движение животных, периферические показатели
крови, функцию печени, почек и других органов, а также на патоморфологию
тканей при каждодневном или многократном пероральном введении; не
влияет на гемолиз эритроцитов при постоянном введении (но вызывает
стойкую гипокоагуляцию в малых количествах, что может происходить за счёт
уменьшения агрегационной активности тромбоцитов и уменьшение синтеза
прокоагулянтов в печени); не обладает выраженным эффектом на
сердечно-сосудистую систему, дыхание, центральную и периферическую
нервные системы.
Таким образом, проведённые исследования показали, что комплекс
ГЛАС обладает интерферониндуцирующим, выраженным антиэкссудатив-
55
ным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием и наряду с этим
не оказывает токсического эффекта на организм.
Разработка нормативно-технической документации для препарата
ГЛАС
Технология получения таблеток ГЛАС была разработана совместно с
сотрудниками Ташкентского фармацевтического института д.фарм.н.,
профессором Х.М. Юнусовой, к.фарм.н., доц. А.М.Усуббаевым и к.фарм.н.
З.Х.Зуфаровой.
Все работы по качественному и количественному анализу препарата
ГЛАС выполнены согласно требованиям XI Государственной Фармакопеи.
Разработан метод определения количеств основных компонентов и
посторенных веществ в составе субстанции ГЛАС методом высокоэффектив
ной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Основываясь на полученных
результатах, были разработаны проекты временной фармакопейной статьи
для субстанции ГЛАС и её лекарственной формы в виде таблеток,
подготовлена опытная партия таблеток. Успешно проведены клинические
исследования в 3-х клинических учреждениях города Ташкента,
подготовлены отчёты об испытаниях, которые представлены в ГУККЛС и
МТ МЗ РУз для получения разрешения на производство. По решению
Президиума Фармакологического комитета МЗ РУз препарат разрешен к
применению в медицинской практике и рекомендован для регистрации
(решение заседание Президиума ФК МЗ РУз № 5 от 18 ноября 2014 года).
В шестой главе
«Условия и методы получения метилтиофосфонатов
и комплексов глицирризиновой кислоты»
приведены методики синтеза
исходных соединений, сложных эфиров тионфосфоноой кислоты, выделение,
очистка и получение комплексов глицирризиновой кислоты и её солей.
ВЫВОДЫ
1. Синтезирован ряд эфиров О-алкилметилфосфоновой, О
алкилметилтиофосфоновой кислот на основе N-β-оксиэтил- и N-β-окси
пропилморфолина, пиперидина, анабазина, гексаметиленимина, лупинина и
эпилупинина. При наличии в молекуле О-алкилметилтионфосфонатов двух и
более асимметрических центров, в спектрах ПМР наблюдается эффект
диастереомерной анизохронности в виде удвоения сингалов протонов
метильной группы непосредственно связанной с атомом фосфора, это
свойства поможет при установлении структур подобных соединений.
2. Для хлоргидратов О-алкилметилфосфонатов, О-алкилметилтион
фосфонатов и О-алкилфенилфосфонатов изучена антихолинэстеразная актив
ность в отношении к АХЭ эритроцитов крови человека и БуХЭ сыворотки
крови лошади. Все изученные соединения являются обратимыми ингибито
рами АХЭ и БуХЭ; сравнение значений К
i
метилфосфонатов и метилтион
фосфонатов лупинина, эпилупинина и N-β-оксиэтилпиперидина показало,
что замена фрагмента P=O на P=S приводит к резкому возрастанию антихо-
56
линэстеразной активности в отношении АХЭ и БуХЭ (тионовый эффект), это
имеет важное значение при создание новых эффективных ингибиторов АХЭ.
3. О-алкил-О-[N-(β-оксиэтилпиперидил)]- и О-алкил-О-[N-(β-оксипро
пилгексаметилениминил)]метилтионфосфонаты являются сильными
конкурентными обратимыми ингибиторами АХЭ и БуХЭ, проявляющие
высокую специфичность в отношении к АХЭ. Установлено, что О-алкил-О-
[N-(β-оксиэтилпиперидил)]метилтионфосфонаты обладают эффективным
профилактическим действием от токсического воздействия армина, в
будущем это послужит для создание препаратов обладающих эффективными
антидотными свойствами на основе метилтионфосфонатов. 4. Получены
супрамолекулярные комплексы солей ГК с ГХ дезок сипеганина,
галантамином, преднизолоном, их структуры изучены методами УФ- и
ИК-спектроскопии. Показано, что комплекс МАСГК:ГХ ДОП (2:1) по
антихолинэстеразному действию превосходит ГХ ДОП в 85,3 раза и в 8,3 раз
менее токсичен. По иммуносупрессивному действию комплекс преднизолона
с МАСГК (Глипред) в дозах 2,5 и 5,0 мг/кг при пероральном введении
превосходит эффект самого преднизолона в дозе 10 мг/кг, это явилось
основой разработке лекарственных средств Дезоксипеганама и Глипреда. 5.
Впервые получены супрамолекулярные комплексы солей ГК с СК, АСК,
ПСК, БСК. Определены физикохимические константы комплексов, и их
структура изучена методами УФ- и ИК-спектроскопии. На основе
спектральных методов (УФ и ИК) подтверждено образование новых
комплексов МАСГК за счёт гидрофобных взаимодействий и водородных
связей между хозяйскими и гостевыми молекулами, это имеет важное
значение при подтверждении структур, вновь получаемых комплексов на
основе ГК
6 В целях определения природы сил, влияющих на процесс
структурирования молекул воды и вязкость растворов была изучена
гидродинамика растворов МАСГК-1 (75%-ной чистоты) и МАСГК-2 (97%
чистоты) (в концентрациях 0,2% и ниже) при воздействии различных
агентов: мочевины (разрушающей межмолекулярные водородные связи),
ксилозы (оказывающей влияние на гидрофобные взаимодействия) и КCl
(электролита), в результате чего было установлено, что процесс
структурирования в растворах может происходить не только за счёт
водородных связей, но и сильных гидрофобных взаимодействий, это поможет
объяснить процесс образования комплексов.
7. В результате фармакологических исследований было установлено,
что полученный новый комплекс МАСГК:АСК (ГЛАС) обладает
интерферониндуцирующим, выраженным антиэкссудативным, противовос
палительным, ранозаживляющим действием и вместе с этим не оказывает
токсического влияния на организм; терапевтический индекс (LД
50
/ЕД
50
)
ГЛАС выше таковых для МАСГК и АСК в 4 и 52 раза, соответственно, а
токсичность в 6 раз меньше токсичности АСК; впервые показано, что в дозах
10 и 25 мг/кг пролиферативное действие этого комплекса в 2 раза
57
превосходит таковое для АСК, это стало основанием для создания
противовоспалительного препарата на основе данного комплекса. 8.
Разработаны временная фармакопейная статья для субстанции ГЛАС и её
лекарственной формы (таблетки), проект технологии получения
лекарственной формы в виде таблеток (0,05 г), и подготовлена опытная
партия таблеток. Успешно проведены клинические исследования в 3-х
клинических учреждениях города Ташкента, подготовлены отчёты об
испытаниях, которые представлены в ГУККЛС и МТ МЗ РУз для получения
разрешения на производство. По решению Президиума Фармакологического
комитета МЗ РУз препарат разрешен к применению в медицинской практике.
58
SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARD OF SCIENTIFIC DEGREE OF
DOCTOR OF SCIENCES 14.07.2016.K/B/T.13.01 AT INSTITUTE OF
BIOORGANIC CHEMISTRY AND THE NATIONAL UNIVERSITY OF
UZBEKISTAN
INSTITITE OF BIOORGANIC CHEMISTRY
GAFUROV MAKHMUDJON BAKIEVICH
SYNTHESIS AND REVEALING THE BIOLOGICAL ACTIVITY OF
DERIVATIVES ALKALOIDS AND TRITERPENOIDS OF OLEANANE
SERIES (GLYCYRRHIZINIC ACID)
02.00.10 - Bioorganic chemistry
(chemical sciences)
ABSTRACT OF DOCTORAL DISSERTATION
Tashkent – 2016
59
Тhe subject of doctoral dissertation is registered at Supreme Attestation Commission
at the Cabinet of Ministers of Republic of Uzbekistan under number: 30/09/2014/V2014.5.
К72
Doctoral dissertation is carried out at Institute of Bioorganic Chemistry.
Abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English) is plased on web
page to address: http://ss.biochem.uz and on Information-educational portal «ZiyoNet» to
address: www.ziyonet.uz.
Scientific Consultant: Dalimov Davranbek Nigmanovich
doctor of sciences
in chemistry, professor
Official opponents: Mavlyanov Saidmukhtar Maksudovich
doctor of
Sciences in chemistry, professor
Ramazanov Nurmurod Sheralievich
doctor of sciences in chemistry, senior scientist
Abdushukurov Anvar Kabirovich
doctor of sciences in chemistry, professor
The leading organization: Tashkent Institute of chemistry and technology
Defence will take plase on «___» november 2016 at ____ at meeting of the Scientific
council 14.07.2016./К/В/Т.13.01 of the Institute of Bioorganic Chemistry and the National
University of Uzbekistan at the following address: 100125, Tashkent, 83 M.Ulugbek street.
Phone: 262 35 40, Fax: (99871) 262 70 63.
Doctoral dissertation is available at Information Resource Centre of Institute of
Bioorganic Chemistry (Address: 100125, Tashkent, 83 M.Ulugbek street. Phone: 262 35 40, Fa[:
(99871) 262 70 63), e-mail: asrarov54@mail.ru).
Abstract of dissertation sent out on «___» november 2016 year.
(mailing report______on «____»november 2016 year)
A.S.Turaev
Chairman of scientific souncil on award of scientidic
degree of doctor of sciences,
doctor of sciences in chemistry, professor
M.I.Asrarov
Scientific secretary of scientific council on award of scientidic
degree of doctor of sciences,
doctor of sciences in biology, professor
A.A.Akhunov
Chairman of scientific seminar under the scientific council
on award of scientific degree of doctor of sciences,
doctor of sciences in biology, professor
60
INTRODUCTION (Annotation of the Doctoral Dissertation)
The topicality and relevance of the dissertation topics.
Highly effective
r
eversible inhibitors of the acetylcholinesterase (AChE) are widely used in the
world for alleviation of poisoning by organophosphorus pesticides and in the
treatment of ilnesses such as Alzheimer's disease, myasthenia gravis, glaucoma,
paralysis, and paresis. Therefore, the development of highly effective reversible
inhibitors of AChE for the use in therapy of different pathologies of the central
nervous system, a search among these preparations with antidotal action, chemical
modification of the pharmacon, as well as the creation of low-dose dose, water
soluble drugs with a wide range of therapeutic index by using the complexing
agents are an important issue today.
With the acquisition independence of Uzbekistan, organization of scientific
research works on creation of the low-dose, effective pharmaceuticals from local
herbs for treatment of a number of diseases, and conduction of enhanced measures
to provide the population with quality drugs at a high level medicine has led to a
definite successes
At present, on the basis of glycyrrhizic acid (GA) by molecular
encapsulation, complexes of the poorly soluble pharmakons were obtained, where
the desired effect was achieved ath very small amounts of the pharmakons. This
method is considered as the most effective way to reduce the side effects of many
drug; on the basis of GA and its derivatives, the drugs against acquired
immunodeficiency syndrome, skin and stomach cancers, as well as anti
inflammatory water-soluble drugs with low doses and a wide of the therapeutic
index are created and put into practice. The research in this area is an urgent task of
the bioorganic chemistry and medicine.
The present doctoral dissertation is, to some extent, an accomplishment of
the tasks set in the Resolution 416 of the Cabinet of Ministers dated 14 July 2016
«On the procedures to support domestic manufacturers of medicinal drugs and
medical devices» and other legislative documents related to the above mentioned
activities.
Compliance of the investigation with Priority Directions in Science and
Technology of the Republic of Uzbekistan.
This work was performed in
accordance with the Priority Directions in Science and Technology of the Republic
of Uzbekistan, VI: «Medicine and Pharmacology».
Review of international research on the topic of the dissertation
1
.
Research aimed at the study of the structure of AChE, search for the reversible
competitive inhibitors, creating the low-dose, broad-spectrum drugs by modifying
the pharmakon are being held in leading scientific centers and universities of the
world, such as the Institute of Organoelement Compounds, Institute of
Evolutionary Physiology and Biochemistry, Ufa and Novosibirsk (Russia)
Institutes of Organic Chemistry, Weizmann Institute of Science (Israel), National
1
1
Research and commentary on the thesis developed in www.sciencedirect.com, https://www.researchgate.net,
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles and developed on the basis of other sources.
61
Institute of Radiological Sciences (Japan), Institute of Clinical Pharmacology,
Universität Würzburg (Germany), Stanford University, National Institutes of
Health (USA), University of Cambridge, University of Oxford (Great Britain),
Shanghai Institute of Materia Medica (China), Australian National University
(Canberra, Australia), the Institute of Bioorganic Chemistry (Uzbekistan), National
University of Uzbekistan.
As a result of the research carried out around the world for determinig the
active sites of the enzyme, the development of diagnosis and treatment of neural
diseases such as Alzheimer's, Parkinson's diseases and myasthenia gravis, and
creation of low-dose broad-spectrum drugs, a number of the following scientific
results have been obtained: it was found that the active site of AChE is composed
of 3 major fragments: the catalytic triad, oxyanionic and anionic centers, which are
directly involved in the hydrolysis of acetylcholine (Weizmann Institute of
Science; Australian National University); it is shown that the use of effective
competitive reversible AChE inhibitors in the treatment of Alzheimer's disease,
myasthenia gravis and Parkinson’s disease produces effective results; a medicinal
drug, Nivalin (Galantamine) («Sanokemiya», Austria), tacrine (donepezil), after
passing all the tests at the Food and Drug Administration (USA), have been
approved for using in the medicinal practice; eptastigmin, huperzine, velnakrin
have been registered as AChE inhibitors and had potential therapeutic effects in
treating the Alzheimer's syndrome (Food and Drug Administration); a clathrate
complexes of glycyrrhizic acid (GA), with various psychotropic, kardiotropic, anti
inflammatory and hormonal drugs have been obtained and it was found that the
desired effects were achieved at a 17-times lower content of the substance of
pharmakon in clathrate (Ufa Institute of Organic Chemistry).
In the world, the research is being conducted to study the structure of AChE,
the search for its reversible competitive inhibitors, to create high-performance,
low-dose drugs used in the treatment of nervous diseases, in the following priority
areas: search for drugs antidote action among the reversible competitive inhibitors
of AChE; chemical modification of pharmakons, creating of low-dose water
soluble drugs with a wide therapeutic index by using complexing agents.
Degree of
study of the problem.
Many foreign scientists, such as, A.P. Brestkin, M.Ya.
Mihelson, V.I. Rozengart, M.I. Kabachnik, N.A. Loshadkin, Silman I., Sussman JI,
Soreq H., Seidman S., and Zhang Y. have conducted studies on determining the
structure of active center and molecular mechanism of action of AchE that
hydrolyses the neuromediator, acetylcholine, designing the highly effective
low-dose drugs used against neurologic deseases mediated by the enzyme, AChE.
They demonstrated that the especially important anticholinesterase drugs are the
organophosphorus compounds (OPs). Some of them (such as armin, phosphacol)
are used in medicine as pharmaceuticals, whereas others are currently used as
highly effective insecticides. Also, the possibility of using effective reversible
AChE inhibitors in the prevention of poisoning by OPs was elucidated. The high
efficiency of the reversible AChE inhibitors in the treatment Alzheimer's disease
was demonstrated.
62
To date, some complexes of the GA with acidic and double salts of various
biogenic metals, esters and other derivatives series were obtained and their
biological activities were studied (Tolstikov GA, LA Baltina, Sasaki J., Morita T.,
Yamamoto K ., Soltesz J.). The complex-forming properties of GA has been used
in medical practice to create remedies by complex formation with conventional
drugs in order to increase their activity and expand the ways of treatment, as well
as for the purposes of the molecular encapsulation. It was noted that due to the
solubilizing capacity of 18β-N-GA and its salts, its complexes with almost
insoluble in water hydrocortisone, prednisone, uracil, and nystatin become water
soluble, and they lost their negative properties of non-steroidal anti-inflammatory
drugs (NSAIDs).
In Uzbekistan, studies on the AChE active site and searching for its effective
inhibitors were carried out under the supervision of A.S. Sadykov and A.A.
Abduvahabov. Research on isolation of glycyrrhizic acid – the main component of
the licorice root, to build on its basis the derivatives with effective and broad
therapeutic action have been conducted by the Institute of Bioorganic Chemistry,
the Institute of Plant Chemistry, Chemical-Pharmaceutical Research Institute and
the National University of Uzbekistan.
However, obtaining of the supramolecular complexes of monoammonium
salt of glycyrrhizic acid (MASGK) with pharmakon, their structure,
physicochemical properties and biological activities had been studied not
sufficiently and, in some instances, non-systematically.
Therefore, studies on the search for efficient reversible inhibitors of AChE
with antidotal action among alkaloids, nitrogenous heterocyclic compounds
containing methyl esters and phenylphosphonic acid fragments, creation of a broad
therapeutic medicines and drugs based on GA and its salts, as well as on AChE
inhibitors and drugs with anti-inflammatory activity, is highly demanded and has
important scientific and practical significance.
Relation of the Dissertation topics to the thematic plans of the scientific
research project carried out at the Institute:
The Dissertation studies have been
performed within the following projects: GNTP 15-15 «Designing and
development of effective non-steroidal inflammatory drug based on local herbs
without ulcerative effect» (2003-2005), A-10-108 «Designing and developing
intranasal use NSAID from local herbs» (2006-2008), FA-A12-T175 « Designing
the technology of dosage forms of the anti-inflammatory drug «GLAS», local
haemostatic medicine «Glilagin» and hemostatic intravenous medicine «Lagovin»
(2009-2011), IFA-2012-6-3 «Development of technology for tablets NSAID
GLAS, clinical experiments and production of prototypes» (2012-2013), A11-
T102 «Development of low-dose water-soluble supramolecular complexes of
prednisolone» (2012-2014), the FA-A11-T067 «Designing and development of the
technology for the substance of the anticholinesterase (AChE) drug,
Desoxypeganam, and medicinal dosage form of Glipred drug for prevention and
treatment of myasthenia gravis» (2015-2017)
The aim of the study
is to develop drugs with a wide therapeutic mediccinal
action on the basis of nitrogen-containing organophosphorus reversible inhibitors
63
of AChE possessing an antidote effect and anti-inflammatory drugs based on
certain derivatives of glycyrrhizic acid.
Study tasks:
the synthesis of a number of esters of methylphosphonic, phenylphosphonic
and methylthiophosphonic acids containing residues of nitrogen-containing
heterocyclic compounds – piperidine, morpholine, hexamethyleneimine,
anabazine, lupinine, epilupinine; determining of their structure by physical and
chemical methods;
study of the anticholinesterase properties of the synthetic esters; study of the
pharmaco-toxicological and antidotal properties of the identified effective
competitive reversible AChE inhibitors;
isolation of GA in pure form from a thick concentrate of licorice root
extracts;
obtaining the supramolecular complexes of monoammonium and
monopotassium salts of GA with prednisolone, deoxypeganine, galantamine; study
of their physical and chemical properties;
synthesis of complexes of the monoammonium (MASGA), monosodium
(MSSGA) and monopotassium (MPSGA) salts of GA with salicylic (SA), acetyl-
(ASA), propionyl- (PSA) and butyryl-salicylic (BSA) acids, study of their physical
and chemical properties;
Study of the anti-inflammatory and anticholinesterase properties as well as
the interferon-inducing effects of the synthesized complexes;
Creating the anti-inflammatory drugs on the basis of the most active
complexes and their dosage forms; development of the Transitional Pharmacopoeia
Article (TPA) for the substances and dosage forms, laboratory regulations,
obtaining an experimental batch of the drug's and their dosage forms.
As an object of the study,
the alkaloids, the nitrogen-containing
heterocyclic compounds and their complex organophosphorus esters, MASGA,
MSSGA and MPSGA, BSA, PSA, ASA, SA, prednisolone, deoxypeganine,
galantamine and their supramolecular complexes were used.
The subject of the study
is obtaining the supramolecular complexes on the
basis of alkaloids and the esters of the nitrogen-containing heterocycles, the GA,
MASGA, MSSGA, MPSGA, studying their structure, kinetics of inhibition of
cholinesterase, the interferon-inducing and anti-inflammatory activity.
Research methods.
In the study, the methods of organic and bioorganic
chemistry (filtration, distillation, extraction, freeze drying), physicochemical
(viscosity) and physical (optical spectroscopy) methods, chromatography (thin
layer, column, high performance liquid) were used.
The scientific novelty of the research is as follows:
based on alkaloids and some nitrogen-containing heterocyclic compounds
(piperidine, morpholine, hexamethyleneimine, anabasine, lupinine, epilupinina),
complex esters and salts of the methyl-, methylthion- and phenyl-phosphonic acid
complementary to the active surface of AChE have been synthesized;
64
defined the appearance of the diastereomeric anisochronism effect in the
NMR spectra of the metylthiophosphonic acid derivatives with two or more
asymmetric centers have been demonstrated;
effective reversible inhibitors of AChE was found.
the research showed the structure-activity relationships;
supramolecular complexes of GA salts with effective reversible AChE
inhibitors – alkaloids Deoxypeganine hydrochloride (DOP HC) and galantamine in
different proportions have been synthesized;
it shows that MASGA and DOP GA (2:1) has high cholinesterase active and
less toxicity;
the gel formation of the aqueous solution of the obtained supramolecular
complexes of GA and its salts was studied and the critical micelle concentration
were determined; presumed mechanism of the process was proposed;
the interferon-inducing activity of the created supramolecular complexes has
beed studied; on the basis of the most effective comples, an anti-inflammatory
drug, GLAS, has been created.
Practical results of the study are:
as a result of the performed studies, some metylthiophosphonates of
piperidine and hexamethyleneimine were identified as effective reversible
inhibitors of AChE and antidotes against organophosphorus poisoning;
relatively high anticholinesterase activity and low toxicity of the complex
MASGA DOP GA (2:1) compared to the DOP GA was the basis for the beginning
of the research on the Desoxypegane anticholinesterase drug;
It was shown that the complex MPSGA and prednisolone (9:1) at a dose of
2.5 and 5.0 mg/kg (prednisolone content was 0.11 and 0,22mg/kg, respectively)
has equal immunisupressor activity as prednisolone at a dose of 10 mg/kg;
based on the study of the hydrodynamic properties of supramolecular
complexes of MASGA and substances with variable logical structure (SA, ASA,
PSA, BSA) with different reagent ratios, it was suggested that the reason for the
structuring of water is the initial micelle formation and the subsequent emergence
of pseudo-polymer grids;
for the first time, the catalytic effect of salts GA on the hydrolysis of ASA
and its analogues has been revealed and a theoretically possible mechanism of this
process has been suggested;
it was shown that the complex MASGA and ASA (drug GLAS) can be
produced for local raw materials, and it can replace the imported foreign products
in the treatment of acute respiratory infectiouse desiases;
The reliabilioty of the results
is confirmed by the fact that they are derived
from the application of modern physical and chemical methods of research.
Statistical processing was performed using Student's t test with the calculation of
the means and boundary values of the confidence intervals. T
he expert evaluations
of the specialists in the field, practical implementation of research results,
discussions of the results of research at the national and international conferences
and the publication of research results in peer-reviewed scientific publications and
65
obtained patents confirmation that the results obtained are highly reliable and
valuable.
Theoretical and practical significance of the study.
The theoretical
significance of these results is that carried out systematic, targeted synthesis of new
organophosphorus compounds with a number of heterocyclic bases and alkaloids
detected pattern changes reversible cholinesterase activity in response to changes
heteroatoms P=O and P=S group, as well as the complexity of the heterocyclic
organophosphorus inhibitor moiety. For the first time the possibility of
organophosphorus competitive reversible inhibitors of AChE protect against the
toxic effect of organophosphorus poisons. A possible mechanism of gelation and
solubilization of water GA solutions, its derivatives and supramolecular
complexes. This phenomenon of solubilisation is apparently associated with the
effective inclusion of insoluble components of the micelles through the formation
of supramolecular complexes with molecules of GA and its derivatives.
The practical significance of the thesis lies in the fact that the identified laws
served as a good reason to create drugs based on the method of molecular
encapsulation, and allowed us to develop an effective, anti-inflammatory drug
GLAS low dose, water-soluble forms of anticholinesterase drug DOP GC and
prednisolone.
Implementation of the research results.
By results of researches of the
active site of the enzyme to create AChE inhibitors used in the treatment of
nervous diseases and malodoznyh drugs with a wide spectrum of action:
A patent for an invention (№1109, 28.03.94) of the Patent Office of the State
Committee of Science and Technology of the Republic of Uzbekistan on the
hydrochloride of O-butyl-O-2-[N-piperidyl] isopropyl metiltionphosphonat having
anticholinesterase activity has been obtained. This product makes it possible to
create the antidote agent for the protection of the enzyme AChE from the
organophosphorus poisons.
On the basis of the conducted research on local herbs, a dosage form of anti
inflammatory drug, GLAS, has been designed. For substances and dosage form of
the GLASS drug, all the regulatory and technical documents have been prepared
and submitted to the General Directorate of Quality Control of Medicines and
Medical Equipment (GDQCMME) of the Ministry of Health. By decision of the
Ministry of Health of the Presidium of the Pharmacological, the drug has been
approved for the use in medical practice and recommended for registration
(decision of the meeting of the Presidium of the Pharmacological Committee,
protocol number 5 of 18 November 2014)
Approbation of the research results.
Results of the study were reported
and were tested in 12 Conferences, including the Scientific Conference of Young
Scientists for Commemoration of Academician S.Yu.Yunusov (Tashkent, 2004),
«Farmatsiyada ta’lim, fan va ishlab chiqarishning dolzarb muammolari»
(Tashkent, 2005 , 2007), «Tabiiy hom-ashyolar asosida dori vositalarining olinishi,
taҳlili va qo’llanilishidagi yutuqlar» (Tashkent, 2006), «Improving the relationship
between education and science in XXI century and topical issues to improve the
quality of excellence» (Shymkent, Kazakhstan, 2006), 7th International
66
Symposium on the Chemistry of Natural Compounds. (Tashkent, 2007), at the IV
Congress of microbiologists of Uzbekistan (Tashkent 2008), «Current issues of
education, science and production in the pharmacy» (Tashkent, 2009), Russian
Conference on Organic Chemistry, dedicated to the 75th anniversary of the
founding of the Institute of Organic Chemistry, ND Zelinsky Academy of Sciences
(Moscow, Russia, 2009), the international scientific conference «Actual problems
of development of Bioorganic Chemistry» (Tashkent 2010, 2013), «O’zbekistonda
tabiiy birikmalar kimyosining rivoji va kelajagi» (Tashkent, 2016).
Publication of the research results
. On the doctoral dissertation topics,
total of 43 scientific works have been published. Of these, 15 scientific research
papers, including 3 in international and 12 in domestic journals recommended by
the Higher Attestation Commission of the Republic of Uzbekistan for the
publication of basic scientific results of doctoral theses; 1 patent of Ruz has been
received.
The structure and volume of the thesis.
The dissertation consists of an
Introduction, six Chapters, Conclusions, the List of References, and the
Supplements. The volume of the dissertation is 190 pages.
MAIN CONTENT OF DISSERTATION
In the
Introduction
, the urgency and relevance of the theme of the
dissertation is noted, the goal and objectives, as well as a subject of study
formulated, which research priority areas of science and technologies of the
Republic of Uzbekistan are stipulated, scientific novelty and practical results of the
research are presented, the accuracy of the results obtained, revealed theoretical
and practical significance of the results are proved, a list of implementation in
practice of the research results as well as information on published works and the
thesis structure are given.
In the first chapter
«structure of acetylcholinesterase. Low-dose drug
design»
, an analysis of the published data on the structure of the active surface of
the AChE and mechanism of action of inhibitors are given; the information about
diseases associated with the violation of AChE function, such as Alzheimer's
disease, myasthenia gravis are described, and preparations used in their treatment
are listed. Analysis of literature data on the use of supramolecular chemistry
techniques in producing the low-dose drugs and on the biological properties of
compounds behaving as «masters» in the formation of complexes such as the
«host-guest»are critically analysed. On the basis of the literature review, the
objects for the investigation are selected.
In the second chapter of the thesis,
«Synthesis of organophosphorus
inhibitors»,
methods of obtaining of some nitrogen-containing heterocyclic
compounds and alkaloids with methyl esters, metiltion-, phenyl- and
phenylthiophosphonic acid residues are described, determining their confirmation
by physico-chemical methods are given.
Synthesis of esters O-alkylmethylphosphonic, O-alkylmethylphosphonic
acids containing residues of alkaloids and heterocyclic nitrogen-containing
67
heterocycles such as morpholine, piperidine, hexamethyleneimine, anabasine,
lupinine, epilupinin, carried out according to the following scheme:
Esters of O-cyclohexylphenilphosphonic acid produced as follows:
O-alkylphenylthiophosphonic esters of certain heterocyclic acids with amino
alcohols were prepared according to the following scheme:
The structure of the synthesized compounds confirmed by IR spectra, PMR
and mass-spectra, and some of their physical and chemical constants were
identified.
In the third chapter,
«Anticholinesterase activity of a series of
metylthiophosphonic nitrogen heterocyclic compounds and alkaloids»,
the
findings on research of the anticholinesterase activity of the synthetic esters of
phosphonic acids are discussed. Anticholinesterase activity of the synthesized
compounds were determined for the human red blood cells acetylcholinesterase
(AChE K.F.1.1.7.) with a specific activity of 2.7 U/mg and horse serum
butyrylcholinesterase (BuChE K.F.1.1.8.) with a specific activity of 29 E/mg.
Among the compounds studied, hydrochlorides of the metylthiophosphonic
morpholine, piperidine and hexamethyleneimine showed a relatively high
specificity for the AChE, these data are given in Table 1.
68
Table 1
The reversible anticholinesterase activity of CG O-alkilmetiltion-phosphonates
[
К
i
(М, х10
-5
)] RO(CH
3
)P(S)OR'
R
R'
AChE
BuChE
R'
AChE BuCh
E
-С
2
Н
5
C
2
H
4
N
O
6,83
17
0,4
CH
2
CH
CH
3
N
O
19,8
21,8
0,91
-С
3
Н
7
0,59
0,27
2,19
16,7
70
0,24
С
4
Н
9
2,18
139
0,016
0,49
0,86
0,57
С
5
Н
11
7,76
-
-
10,4
4,45
2,34
i
C
4
H
9
6,7
7,2
0,93
3,9
9,5
0,41
-С
2
Н
5
C
2
H
4
N
0,3 (1,8)*
3,4(4,7)
0,09
CH
2
CH
CH
3
N
5,55
5,1
1,09
-С
3
Н
7
0,66(42,6) 67,0(1,5)
0,01
1,24
2,15
0,58
С
4
Н
9
0,46(32,1) 4,7(16,1)
0,1
0,22
0,39
0,57
С
5
Н
11
0,56(20,6) 1,5(10,1)
0,37
0,106
1,34
0,08
i
C
4
H
9
1,95
1,2
1,625
-С
2
Н
5
CH
2
CH
N CH
3
0,027
0,26
0,1
-С
3
Н
7
0,065
0,037
1,76
С
4
Н
9
0,031
0,26
0,12
С
5
Н
11
0,023
0,63
0,037
i
C
4
H
9
0,036
0,21
0,17
* Figures in brackets (constant oxygen analogs) are shown for comparison
It is shown that the hydrochloride of O-alkyl-O-[N-(β-oxyethyl
morpholinyl)]methylthionphosphonates and O-alkyl-O-[N-(β-oxypropylmorpho
linyl)]methyltionphosphonates are reversible inhibitors of mixed type with respect
to both AChE and BuChE (Table 1). Upon intereaction of O-alkyl-O-[N-(β
oxyethylmorpholinyl)]methyltionphosphonates with AChE, the extension of the K
i
O-alkyl radical from O-ethyl to propyl, the reversible inhibitory activity increased
by 1.8 times. Such a change in the structure of the oxygene analogues is followed
by a gradual decline in inhibitory activity by about 11 times. Among
metyltionphosphonates N-β-oxyethylmorpholine, O-propyl derivative was the
most active. A similar pattern of change in the reversible inhibitory activity upon
elongation of the alkyl radical in case of the interaction of
methylthionphosphonates with BuChE resulted in a two-fold increase in the
activity.When comparing the action towards the AChE of the oxygen analogues
with the thione ones, it can be seen that the hydrochloride of O-ethyl-O-[N-(β
oxyethylpiperidinyl)] methyltionphosphonate was 6 times, O-propyl derivative
64,5 times, and O-butyl derivative was 69.8 times more active. A similar
comparison of such action of these compounds towards the BuChE showed that the
«thione» effect appears only for the more hydrophobic compounds. In general, the
«thione» effect is more typical for the interaction with AChE, and the tested
compounds exhibited a relatively high selectivity towards AChE. By comparing
the values of Ki of the methylphosphonate with N-β -oxyethylpiperidine thione
analogues, it was shown that the substitution of P=O group with P=S in the
69
molecules of the inhibitor series resulted in a significant increase in the efficiency
of the reversible anticholinesterase activity.
Hydrochlorides of the O-alkyl-O-[N-(β-oxypropylpiperidinyl)]methyl
tionphosphonates exhibited a weak activity against AChE when compared with the
analogues of the N-β-oxyethylpiperidin. In addition to the O-ethyl-O-[N-(β
oxypropylpiperidinyl)]methyltionphosphonate, other derivatives had greater
specificity of action with respect to AChE.
Hydrochlorides of O-alkyl-O-[N-(β-hydroxypropylhexamethyleneimine)]-
methylthionphosphonates turned out to be reversible inhibitors of AChE and
BuChE with a pronounced competitive nature. Changing the length of the O-alkyl
radical from ethyl to amyl did not change significantly the anticholinesterase
activity when they interact with AChE. In this series, the O-propyl derivative had
the least inhibitory activity. When interacting with BuChE, the hydrochlorides of
O-alkyl-O-[N-(β-oxypropylhexamethyleniminyl)]metylthionphosphonates, except
for the O-propyl derivative, exhibited a weak inhibitory activity than towards the
AChE. Comparison of the values of K
i
for AChE and BuChE showed that most of
these compounds were specific for AChE.
When comparing the K
i
values of these compounds with piperidine and
morpholine metylthiophosphonates, it is seen that the hexamethylenimine
derivatives are more active reversible inhibitors of AChE. Moreover, O-ethyl-O-
[N-(β-oxypropylheamethylenimino)]metylthionphosphonate, by its reversible
inhibitory activity, is superior to the corresponding piperidine derivative by more
than 205 times. Thus, the hydrochlorides of O-alkyl-O-[N-(β
hydroxypropylhexamethyleniminyl)]metyltionphosphonates were highly reversible
competitive inhibitors of AChE, superior in their action to all the analogs in this
class of compounds.
Reversible anticholinesterase activity of hydrochlorides of O-ethyl-methyl
thionphosphonates containing the residues of alkaloids and heterocycles
Data on the reversible inhibitory activity of hydrochlorides O- ethyl
methylthionphosphonates of N-β-hydroxyethyl and N-β-hydroxypropylamine,
lupinine, epilupinina are shown in Table 2.
The presented data show that, among N-β-hydroxyethyl analogues, the most
active reversible inhibitor of the acetylcholinesterase is the piperidine derivative,
which surpasses the morpholino analogue by more than 20 times. Introduction of
the pyridyl substituent at an α-position of pyridyl cycle also leads to a decrease in
the reversible inhibitory activity. Transition to bicyclic compounds – derivatives of
lupinine and epilupinina, reduces, in comparison to the pyridyl analogue, the
inhibitory activity by 70 times. In the case of O- ethyl methyl phosphonate thione
N-β-hydroxypropyl amine, the transition from a pyridyl derivative to a hexa
methylene is accompanied by strengthening the reversible inhibitory activity
towards the acetylcholinesterase by more than 180 times. And O-ethyl-O-[N-(β
hydroxypropylhexamethylene)]methylthionphosphonate is the most active and is
also a selective reversible inhibitor of the AChE.
70
Table 2
Reversible anticholinesterase activity of hydrochlorides of O-ethylmethyl- thione
phosphonates
[K
i
·10
-5
(M)]
С
2
H
5
О(CH
3
)P(S)O-R'-R
R
R'
AChE BuChE
R'
AChE
BuChE
morpholinyl
-С
2
Н
4
-
6,8
17
-СН(СН
3
)СН
2
-
19,8
2,2
piperidyl
-С
2
Н
4
-
0,5
3,4
-СН(СН
3
)СН
2
-
5,5
5,1
hexamethyleniminyl
-СН(СН
3
)СН
2
-
0,03
0,26
anabasine
-С
2
Н
4
-
1,9
2,7
-СН(СН
3
)СН
2
-
3,8
2,4
Lupinine
-СН
2
-
20,0
6,6
epilupinil
-СН
2
-
22,0
4,0
Preventive effect of the reversible inhibitors of AChE
The preventive effect of some, more active, methylthio phosphonates of
piperidine, compared to galantamine (LD
50
=16mg/kg) from toxic action by armin
has been defined by the Candidate of Science (PhD) in Biology, G.M.Vayzburg.
Table 3
Preventive effect of methylthio phosphonates towards the action of armin
RO(CH
3
)P(S)OCH(R')CH
2
N
№
R
R'
LD
50
mg/kg
Dose
Preventive coefficient
1
C
3
H
7
H
2000
1/8LD
50
2,33±0,42
2
C
4
H
9
H
690
1/8LD
50
2,00±0,17
3
i-C
4
H
9
CH
3
125
½LD
50
2,31±0,48
4
Galantamine
16
½LD
50
1,68±0,32
1/4LD
50
1,51±0,74
As it is apparentl from this data, all three methylthio phosphonate, by their
protective effects, surpass the galantamine and can be recommended as
anticholinesterase preparations.
In the fourth chapter,
«Supramolecular complexes of glycyrrhizic acid
and its salts»,
the physical and chemical properties of the glycyrrhizic acid (GA)
and its salts and complexes, the effects of the nature of interaction «host-guest»,
the structure of the complexes of monoammonium salt of glycyrrhizic acid
(MASGA) and acetylsalicylic acid (AA), its pharmacological activities, the results
of the procedure of preparing the medicinal form as tablets of GLAS are discussed.
It is known that glycyrrhizic acid (GA) and its water-soluble salts possess an
ability of solubilization of poorly soluble medical products. Also, in the literature
data, it was mentioned that glycyrrhizic acid (GA) and its derivatives exhibit the
properties of an antipillbox at poisoning with heavy metals, alkaloids and other
poisonous substances. Possibility to reduce the dose of action and toxicity of
preparations and enhancing their therapeutic effect is thus shown. With the purpose
of decreasing the toxicity of the piperidine- and hexamethylene phosphonates
possessing a high reversible anticholinesterase activity towards the
acetylcholinesterase, we have attempted to obtain their complexes with
glycyrrhizic acid (GA) and mono ammonium salt of glycyrrhizic acid (MASGA).
It was impossible to obtain the complexes of POC under the conditions described
71
in the literature. Therefore, we have tried to obtain the supramolecular complexes
of glycyrrhizic acid (GA) and mono ammonium salt of glycyrrhizic acid (MASGA)
with galantamine and hydrochloride deoxypeganine (HCh DOP) –
anticholinesterase preparations used in medicine for treatment of diseases of
nervous system (Alzheimer's disease, AD, myasthenia).
Supramolecular complexes of deoxypeganine, galantamine and prednisolone
with GA salts
The supramolecular complexes of anticholinesterase preparations – alkaloids
HCh DOP, galantamine (GM) and a hormonal preparation, prednisolone (Pr), with
GA, MASGA and monopotassium salt of glycyrrhizic acid (MPSGA) in 50%
water-alcoholic medium. The GA and its salts are prepared by the established
methods from the licorice root extracts. The structure of the obtained complexes is
studied by methods IR- and UV-spectroscopy.
n
COOH
O
H
COOR
COOH
O
O
H
COOR
O
OH
OH
O
+ R'
O
OH
OH
R'
COOH
O
COOH
O
OH
OH
O
OH
OH
OH
O
OH
n
H
3
CO
R' =
HO
O
Here,
HCl
OH
HO
n= 1,2; 4, 9, 15
R=NH
4
, K
N
N
.
O
N HO
CH
3
O
H
H H
Table 4
Some physical and chemical parameters and activity towards acetylcholinesterase of the
complexes of HCh DOP and GM with MASGA
№
Complex
T
melt
,
о
С
R
f*
I
50
pI
50
1.
MASGA HCh DOP (1.1)
183±5
0,65
7,80х10
-5
4,11
2.
MASGA HCh DOP (2.1)
187±5
0,72
5,02х10
-6
5,3
3
MASGA GM (1.1)
182±5
0,62
1,44х10
-6
5,84
4
MASGA GM (2.1)
190±2
0,68
2,83х10
-6
5,55
5
HCh DOP
4,28х10
-4
3,37
6
GA
6,22х10
-6
5,21
* - acetone:benzene:acetic acid:water (4:1:1:1)
Anticholinesterase activity of the obtained complexes (Table 4) is studied in
comparison with that for GM and HCh DOP. From the data presented in Table 4, it
can be seen that the obtained complexes have a character of reversible inhibitors
towards the acetylcholinesterase of erythrocytes of human blood. The ability of the
complex MASGA:GM (1:1) to inhibit the activity acetylcholinesterase was 4.3
times lower than that for GM, whereas the ability of complex MASGA:GM (2:1)
72
to inhibit the activity acetylcholinesterase was 2 times higher than that for GM.
The ability of the complex of MPSGA:HCh DOP (1:1) to inhibit the activity of the
acetylcholinesterase was 5.4 times higher than that for HCH DOP, and the ability
of the complex of MPSGA:HCh DOP (2:1) to inhibit the activity of
acetylcholinesterase was 85.6 times higher than that for HCh DOP. For complexes
of MPSGA:HCh DOP, an increase in the value of pI
50
was observed in parallel
with the increase in ration of MASGA in a complex. The general feature of
complexes of GM and HCh DOP is that their gradual increase in anticholiesterase
activity is connected with an increase in their content in the structure of MASGA.
Therefore, it is possible to increase the activity of preparations changing the
relative ration of the components in the complexes. And it is very important for
creation of medical products with the prolonged action.
Studying the anti-inflammatory activity of complexes of prednisolone with
GA salts on the model carragenine, it has been established that the greatest activity
exhibits the complex MPSGA:Pr (9:1). Therefore, this complex has been chosen
for the further researche and tentatively named as Glipred. Pre-clinical research of
specific activity of the preparation of Glipred in the doses of 2.5 and 5.0 mg/kg
administered orally, has shown a profound anti-inflammatory effect on the models
of sharp exudative inflammation caused by action histamine, serotonin,
carragenine and formalin. Also, it was established that the efficiency of the
preparation surpasses that for prednisolone in a dose of 10 mg/kg by 1.5-2 times.
Comparative study of the immunosuppressive actions of these two preparations in
the above-stated doses upon oral administration also has shown the superiority of
Glipred over prednisolone.
Isolation of pure glycyrrhizic acid and study its properties in solutions
It is known that glycyrrhizic acid and a number of its derivatives exhibit
variouse biological activities. They have mineralocorticoid effects, exhibit
antiviral, immunotropic, anti-allergic, anti-tumor and hepato-protective activities
as well as the antidote properties. Also, they stimulate an induction of interferon in
the div.
MASGA (mono ammonium salt of glycyrrhizinicum acid ) was isolated
from an extracts of licorice root by the method given in the literature. The degree
of purity of MASGA determined by HPLC was 97%, wich is consistent with the
literature parameters (Т
melt
=222±2
о
С; [α]
D
25
=+60±2
о
; с=0,05%; EtOH); the yield
was about 8-10%. The realtively low yield leads to an increase in its cost.
Therefore, the properties of the solutions prepared from 97% MASGA (mono
ammonium salt of glycyrrhizic acid) were studied in comparison with those for the
solutions containing the substance of MASGA at 75±2% purity manufactured
under the trademark «Глицирам» (GLISIRAM). The batches of MASGA of
75±2% and of 97±2% purity were provisionally designated as MASGA-1 and
MASGA-2, respectively.
For detecting the micellar structures in MASGA (mono ammonium salt of
glycyrrhizinicum acid) formed in the solutions and for studying the nature of the
stabilizing force we tested the effects of different agents on viscosity of the
73
solutions of MASGA-1 and MASGA-2, such as urea (which breakes the
intermolecular hydrogen bonds), xylose (which shields the hydrophobic
interactions) and KCl (an electrolyte).
The graph, which expresses the dependence of the reduced viscosity of the
MASGA-2 solution on its concentration, at the point corresponding to 0,2%
concentration, there is a breaking poin of the straight line. It is owing to the
beginning of the structural changes of the solution at this concentration. Therefore,
MASGA solutions' hydrodynamic properties were studied at a concentration of
0,2%, or below.
The curves of the reduced viscosity of water solutions of MASGA -1 and
MASGA -2 on the concentration sharply differ from each other. The fact that the
viscosity of a 0,2% solution of MASGA-2 is above that of MASGA-1 solution of
the same concentration is an indication of the widespread process of structuring in
the solution. Conversely, observability of structuring process at the concentrations
of the solution less than 0,2% due to formation of micelles for MASGA-1 leads to
the conclusion that this is a result of an interaction between incidental impurities in
its compositions. For MASGA 0,1% solution in 0,1 N KCl medium, we observed
an increase of the reduced viscosity, disappearance of fluidity and then the
transition of solution to the state of a gel. This indicates that the K
+
ions in the
solution affect the structuring process of MASGA molecules.
Viscosity of the MASGA-1 dramatically reduced in 0,1 M urea, indicating
that the structuring process mainly occurs due to a micelle formation via hydrogen
bonds. The curve for MASGA-2 (Fig. 1) suggests the possibility that the
occurrence of the structuring process is not only due to the hydrogen bonds, but
also due to some other interactions (e.g. hydrophobic, etc.).
Unlike MASGA-2, for the MASGA-1 under the influence of a 0.01 M
solution of xylose, which shields the hydrophobic interactions, we observed the
effect of impurities on the structuring process where xylose screened this effect
(Fig. 1).
The assumptions about the structuring of molecules in solution MASGA
were confirmed by a result of the study on the impact of the environment on the
viscosity of the solutions. From a plot of the characteristic viscosities against the
MASGA solution concentration in the medium of 0,1 N NaOH (Fig. 2), it is seen
that the viscosity of the solution of MASGA-1 under these conditions decreases
sharply with increasing the concentration. Hence, because of the ionization of the
carboxyl groups in alkaline medium, MASGA-1 molecules cannot form hydrogen
bonds, which leads to the destruction of the micellar structure. Almost proportional
increase in viscosity of solution of MASGA-2 with increasing its concentration
(Fig. 2) in an alkaline medium proves that stabilization of the molecular structuring
in this case arises not only due to the hydrogen bonds, but also due to the strong
hydrophobic interaction. In an acidic environment, we observed an abnormal
74
Fig. 1. The curves of the reduced viscosity of
the solutions in the concentration MASGA
0,01M solution of urea (1,2) and 0,01M
xylose (3,4): 1) MASGA-1 (1,3); 2) MASGA
2 (2,4)
Fig. 2. Curves of the reduced viscosity of the
solutions in the concentration MASGA
0,01N NaOH solution (pH 10,.3) (1,2) and
0,1 N HCl solution (pH = 2,9) (3,4) 1)
MASGA -1 (1,3); 2) MASGA-2 (2,4).
increase in the reduced viscosity of the MASGA-2 solution with an increase of its
concentration (Fig. 2). Possibly, at low concentrations, MASGA was readily
hydrolyzed in acidic medium, turning to an acidum glycyrrhizinicum, whereby the
viscosity of the solution increases dramatically. MASGA solution viscosity in an
acidic environment is much lower than those in an aqueous medium in the urea
solution. Hence, the MASGA 1 in acidic medium is not hydrolyzed in solution and
does not turn to acidum glycyrrhizinicum. The reason for the decrease in the
solution viscosity is the protonation of the carbonyl oxygen of the carboxyl groups
in the molecule, and, as a result, no formation of the hydrogen biond between the
C=O and the OH groups.
Obtaining of the supramolecular complexes of MASGA with salicylic acid and its
derivatives
In order to obtain the supra-molecular complexes of MASGA with ASA and
create on their basis the water-soluble, low-toxic NSAIDs with wide therapeutic
effects and non-ulcerative, in water-alcohol or water-acetone medium under the
above scheme were synthesized the supra-molecular complexes of MASGA with
the SA and its esters (R) in various ratios.
R=
n= 1; 2; 4; 9.
Melting of all of these complexes, as in the case of carbohydrates, proceeds
with decomposition. Complexes are not soluble in organic solvents such as
methanol, ethanol, acetone and chloroform. They are readily soluble in water,
water-alcohol and water-acetone mixtures, in aqueous alkaline solutions and alkali
metal carbonates. Complexes in aqueous solutions at concentrations higher than
1,0% form stable gels.
It is known that ASA decomposes slowly into acetic and salicylic acid not
only in alkaline solutions and alkali metal carbonates, but also in a moist air. In the
75
study of the hydrolysis of water-alcohol solutions of MASGA:ASA complex by
the method of NMR spectroscopy, it was found that the molecule of ASA
undergoes partial hydrolysis; the content of salicylic acid formed at pH ~ 6,0-8,0
reaches 15-18% in 24 hours and at pH ~ 2,0-3,0 for 24-hour hydrolysis of ASA its
content decreases to 5% (Fig. 3).
The increase in ASA in the complex led to a slowdown of the process of
hydrolysis of the complexes of this acid with GA and its salts for up to two days.
In this case, it was observed that mono potassium and monosodium salts of GA
hydrolyzed ASA at high speed.
Fig. 3. NMR -
spectrums of
dynamics of
hydrolysis MASGA
complexes with ASA
in hydro-alcoholic
solution A) in a
neutral medium of
pH ~ 6.0-8.0; b) in a
strongly acidic pH ~
2,0-3,0
Apparently, during the preparation of a supra-molecular complex of
MASGA with ASA, the hydroxide ion of NH
4
OH, interacting with ASA, attacks
the carbonyl oxygen depleted of electrons, resulting in the formation of an
intermediate anion. This reaction is irreversible, because the formed acid directly
transferred to a carboxylate anion, whereby the reaction equilibrium is shifted to
the right, and hydrolysis proceeds to the end.
A comparative study of NMR spectrums obtained for the complexes of
MASGA with ASA and their mechanical mixture (1:1) has revealed that the
spectrum of a mixture of all 4 of the aromatic ring protons have signals different
from each other, which was observed in weak fields (H
4
-7,95; H
3
-7,65; H
2
-7,40;
and H
1
-7,20 ppm); at the same time, in the spectrum of the complex
MASGA:ASA, the location and nature of the aromatic proton signals varies
considerably: H
4
-7.71; H
3
-7,21; signals H
2
and H
1
are combined to form a multi
plat centered at 6,70 ppm. NMR-spectrums of the complexes of MASGA with the
PSA and BSA are similar to those described above, but there are small changes in
the chemical shifts caused by different concentrations. Such a change in the
chemical shifts can be explained only by the formation of the complex.
76
Thus, in the preparation of supra-molecular complexes of salts of GA
(mono-potassium, mono-sodium and mono-ammonium) with ASA and other AS s,
an amplification of hydrolysis of ASA to salicylic acid was observed; herewith, the
rate of hydrolysis depends on the reaction (pH) and concentration of AS. By virtue
of the possibility to deduce the existence of interactions (hydrophobic, van der
Waals, etc.) and bonds in the complex on the basis of differences in their spectra
which can be obtained using various spectroscopic techniques, the UV and IR
spectra of the obtained complexes were recorded.
By comparing the IR spectra of the MASGA and its complexes, a number of
differences can be observed, indicating the formation of complexes such as the
«host-guest» (Table 5). The nature of the guest molecule and the change of molar
ratio of the components affects the nature of formed hydrogen bonds.
Table 5
The nature of the hydrogen bonds in the supra-molecular complexes
A complex
The nature of hydrogen
bond
A complex
The nature of
hydrogen bond
MASGA:ASA
(1:1)
OH
MASGA
··· O = C <
(carboxyl ethereal.)
MASGA:S
A (1:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
SA
MASGA:ASA
(2:1)
OH
MASGA
··· O = C <
(carboxyl ethereal.)
MASGA:S
A (2:1)
OH
MASGA
··· OH
SA
MASGA:ASA
(4:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
ASA
MASGA:B
A (2:1)
(NH
4
)
+
···O=C-OH
BA
For example, in the IR spectrum of the complex of MASGA:SA (1:1), the
absorption band at 1728 cm
-1
in the high frequency region corresponds to C=O ...
H-O-H bond, at 1660 cm
-1
– to the fragment O=C-O -NH
4
+
, and at 1643 cm
-1
– to a
fragment of O=C-C-C, indicating the participation in the complex-formation of the
cation NH
4
+
MASGA and of the carboxyl group of SA.
In contrast, the IR spectrum of the complex of these substances combined in
a molar ratio of 2:1, the absorption maxima of MASGA and of the free carboxyl
groups and SA are preserved, which indicates the formation of a hydrogen bond
between the hydroxyl groups of the carbohydrate part of MASGA (3200-3500 cm
1
) and OH -group of SA.
In the IR spectrum of the complex of MASGA: ASA (1:1), a disappearance
of the characteristic of the molecule of ASA bands absorption with 1755 cm
-1
and
1693 cm
-1
and preservation of maximum absorption of free and substituted
ammonium (Q=CO-NH
4
+
) carboxyl groups of MASGA were observed. Increasing
the intensity of absorption in the IR spectrum at 1720 cm
-1
and appearance of a new
absorption band at 1705 cm
-1
leads to the conclusion that they are the result of
interaction between the OH groups of the carbohydrate moiety of MASGA and the
ester group, and carbonyl moieties (C=O) free carboxyl groups of ASA. Increasing
the intensity of maximums of the absorption peaks at 1726 cm
-1
in 3250-3500 cm
-1
in the IR spectrum complex o MASGA:ASA (2:1) can be explained by the
formation of inter-molecular hydrogen bonds. The appearance in the IR spectrum
of the complex MASGA: ASA (4:1) of the absorption maxima at 1723 cm
-1
and
1658 cm
-1
instead of characteristic for the molecules of ASA the absorption bands
77
at 1755 cm
-1
and 1693 cm
-1
indicates that this complex formed by hydrogen bonds
involving the OH groups of the carbohydrate portion MASGA, cation NH
4
+
, as
well as the ester and the carboxyl groups of ASA.
Thus, it can be assumed that the complex is formed by the hydrogen bonding
occurring with the free carboxyl and ester groups of MASGA NH
4
+
cation and two
molecules of crystallized water in the composition of salts, as well as due to
interconnection of hydrophobic interactions. IR spectra of the complexes of
MASGA with ASA and related compounds are characterized by the presence of
the maximum absorption in them corresponding to the OH-group (3500-3250 cm
-1
)
and an adjacent carbonyl moiety to the aglycone (1728-1718 and 1656-1648 cm
-1
).
Shift of the maximums of absorption typical to C=O and the OH groups of the
reactants to the low frequency region (5-20 cm
-1
) indicates that the complexes are
formed due to hydrogen bonds.
Analysis of the UV spectra of complexes of MASGK:ASA (1:1) and (2:1)
showed the presence of absorption peaks at 239 nm and 256 nm, which correspond
to contiguous MASGK aglycone carbonyl group (O=C-C=C-). A disappearance of
the specific ASA absorption bands at 225 and 300 nm also evidences the complex
formation. Based on the lack of absorption maxima at 239 nm and 300 nm in the
UV spectrum of the complex MASGK:ACK (4:1) and the appearance of the
absorption peak at 257 nm, it can be assumed that the complex is free of surface
effects and is formed mainly due to hydrogen bonds.
A nature of guest molecules in the composition of supra-molecular
complexes has a significant impact on the hydrodynamic properties of solutions of
MASGA. An increase in the content of guest components in the complexes of
MASGA-2 with ASA or SA increases the viscosity of the solutions. The reason for
the same viscosity of 0,2% solution of BA and molecular complexes for such a
solution MASGA-2 as well as increasing the viscosity of the solution of molecular
complexes in a concentration less than 0,2% compared with that of a solution of
MASGA-2 is that the guest molecules reinforce the process of structuring of the
molecules of MASGA-2 and that with increasing the polarity in a series of BA
<ASA <SA enhances the process of micelle formation.
Study of the dependence of the viscosity on temperature of the complexes
showed that, at relatively low temperatures (25
o
C), the hydrogen bonds are formed
favorably by more polar guest molecules, whereas upon increasing the temperature
(40
o
C), the main role is played by hydrophobic interactions. Therefore, at this
temperature, molecular complexes with BC more hydrophobic than SC and ASA
have a higher viscosity.
The above idea is also confirmed by the fact that the viscosity of a complex
solution containing a hydrophilic SA is 3 times higher in xylose, which screens the
hydrophobic interactions, than that for the complex BA solution having a
hydrophobic nature. In the presence of urea, which breaks the hydrogen bonds and
enhances the hydrophobic interactions, a higher viscosity was observed in
solutions of molecular complexes of MASGA with BA. This indicates the presence
of a strong hydrophobic interaction, and involvement of BA in the structuring
process (Fig. 4).
78
The sharp reduction (almost to 0) of the viscosity of the solutions of
molecular complexes of MASGA with ASA and SA in an alkaline medium
(pH=10,3) (Fig. 5) can be explained by the almost complete destruction of the
micellar structures, neutralization of the carboxyl groups of MASGA and their
transition into the carboxylate ions which leads to a loss of the ability to form
hydrogen bonds.
The assumption that the stabilization of structuring in solutions of MASGA 2 is not
only due to the hydrogen bonds but also due to hydrophobic interactions is
supported by a very small decrease in the viscosity of solutions of its molecular
complexes in an alkaline medium, especially at high concentrations (c=0,2 %).
Abnormal character of the viscosity curves in acidic medium, i.e. η values
decreasing with increasing in the concentration (C=0,05%; 0,025%) may be
associated with the transition of MASGA-2 to GA at low concentrations.
Fig. 4. The curves of the reduced solution
viscosity of the supramolecular complexes in a
concentration of 0,01 M urea solution (25
o
C) 1)
MASGA-2:ASA (1:1); 2) MASGA-2:ASA
(4:1); 3) MASGA-2:IC (1:1); 4) MASGA-2:BA
(1:1); 5) MASGA-2:BA (2:1).
Fig. 5. The curves of the reduced solution
viscosity of the supramolecular complexes
in a concentration of 0,01 N NaOH solution
(pH 10,3) (25
o
C): 1) MASGA-2:ASA (1:1);
2) MASGA-2:ASA (4:1); 3) MASGA-2:SA
(2:1); 4) MASGA-2:BA (2:1); 5) MASGA
1:ASA (1:1).
When studying the effects of K
+
ions on the viscosity of solutions of the
substances of the molecular complexes with MASGK-2, a sharp increase in the
viscosity was observed. This can be explained by the stabilization of reticular
spatial structures due to the fact that the distance between the functional groups
resulting in hydrophobic-hydrophilic interactions are fairly close to the radius of
K
+
ion. Also, for the molecular complexes in solutions with a concentration of
0,1% and higher, we observed a disappearance of fluidity and transition of the
solutions to a gel state.
Hence, molecules of BA, SA and ASA during complex formation are
arranged in the space between the micelles formed in MASGA solutions, and upon
such an arrangement, hydrophobic interactions and hydrogen bonds arise.
In chapter 5,
«The pharmacological research and technology of preparation of
the supramolecular complex of MGA (monoammonium glycyrrhizic acid):AA
(acetylsalicylic acid) (GLAS)»,
the data on the anti inflammatory,
interferon-inducing activity are given, the results of preclinical studies of general
pharmacology and toxicology are described, and the
79
development of a technological normative documents for the medicine GLAS are
stipulated.
The pre-clinical tests on the anti-inflammatory and wound healing activities
of the supramolecular complexes on the model of the exudative inflammation
caused by various flogogene, as well as their actions on a proliferative
inflammation, immune system and toxicity have been carried out. Pharmacological
activity of the medicine GLAS was studied by the staff member of the Laboratory
of Pharmacology of the Institute of Bioorganic Chemistry, Candidate of
Bioscience Vypova N.L.
Anti-inflammatory activity was studied on the model of exudative
inflammation caused by intra-perotoneal administration to the rats by a sub-plantar
method of 0.1 ml of 1% of a carrageen, 2% of formalin, 0,5% of serotonin, 0,1% of
histamine and 1% of acetic acid (1 ml per 100 g of animal weight) (Table 6).
GLAS (10 and 25 mg/kg), AA (100 mg/kg, ED
50
for rats) and MGA (50 mg/kg)
were injected to the rats within 1 hour prior to injection of flogogene.
Table 6
Anti-exudative activity, lethal and effective doses, and therapeutic index of GLAS complex
and AA
Dose
Anti-exudative activity, %
LД
50
mg/кg
ЕД
50
mg/kg
Therap
ev tic
index
LД
50
/ЕД
50
Carrag
een
Perito
nitis
For
malin
Sero
to
nin
His
tamine
GLAS /10
50
51
50
40
50
10000
12
833
GLAS / 25
77
77
51
58
72
*
AA/ 100
50
54
37
32
25
1600
100
16
*
MASGA/ 50
49
49
50
70
62
10000
50
200
*- control
The studies have showed an apparent effect of the GLAS complex against
the exudative inflammation caused by carrageen, formalin, serotonin, histamine
and acetic acid. The complex in small doses showed a 2- and more times larger
activity, than the initial components of AA (model of carrageen and acetic
peritonitis) and MGA (model of histamine and a serotonin), and also positively
affected the destruction of membranous proteins (formalin model). It was shown
that, unlike AA on the model of carrageen, the GLAS complex depressed the
growth of tumors by 30-60% resulting from an acute and chronic exudative
inflammation, i.e. strengthening the pharmacological properties of the substances –
a synergy is observed. It is established that the therapeutic index (LD
50
/ED
50
) of
GLAS complex is higher by 4 times than that for MGA and by 52 times of that for
AA; the toxicity of a complex is 6 times less than that for AA (Table 6).
The study of wound healing activity of a complex was carried out on the
skeen of rats. It was established that the tested complex in the doses of 10 and 25
mg/kg reduces the time of healing and superficial cleaning of the wounds by 9-15
days; this dose-dependent effect increases with increasing of the dose (in the dose
of 25 mg/kg-by 50%).
While studying the effect of GLAS complex on the proliferative
inflammation, it was shown that it has an obvious anti-inflammatory effect on the
80
