 |
1.5. Синтез аналогов тиосемикарбазида основания Шиффа на основе бензимидазола.
|
|
|
|
1. 5. Синтез аналогов тиосемикарбазида основания Шиффа на основе бензимидазола.
Так же были синтезированы аналоги тиосемикарбазида и основания Шиффа на основе бензимидазола. Синтез тиосемикарбазида на основе бензимидазола проходил следующим образом: 1Н-бензимидазол-2-тиол (1) обработали метил(4-бромметил)бензоатом (II) в этаноле и повторно промыли его в течение 3-4 ч, для получения метил4-(((1Н-бензимидазол-2ил)тио)метил)бензоата (III) в качестве промежуточного продукта. Это промежуточное звено дополнительно обрабатывали гидразингидратом в этаноле и повторно промывали в течение 5-6 ч, чтобы получить 4-(((1Н-бензимидазол-2-ил)тио) метил)бензогидразиды (IV) в качестве второго промежуточного продукта. Этот промежуточный продукт затем обрабатывают различными замещенными изотиоцианатами, в результате чего получается конечный продукт 1 (a–j) (таблица 10) [5].
Синтез бензимидазольного основания Шиффа проходил следующим образом: сначала синтезировали аналоги бензимидазола путем обработки 1-метил-3, 4-диаминобензола (V) этил-4-формилбензоатом (VI) в диметилформамиде (DMF) вместе с мета-сульфитом натрия (Na2S2O5) в качестве основания при кипячении с обратным холодильником в течение 4-5 ч с получением промежуточного соединения (VII). Промежуточное соединение (VII) обрабатывали гидратом бензола в этаноле и кипятили с обратным холодильником в течение 4–5 ч с получением промежуточного соединения (VIII). На третьем этапе промежуточное соединение (VIII) обрабатывали различными ароматическими альдегидами в метаноле в присутствии ледяной уксусной кислоты для получения конечных продуктов 2 (a – m) (таблица 11).
2. Биологическая активность.
2. 1. Биологическая активность производных бензимидазола и ацилгидразонов.
|
|
|
Было замечено, что снижение активности AChE сопровождается увеличением функции BChE, что можно рассматривать как альтернативные механизмы распада ацетилхолина. Так же было обнаружено, что двойные ингибиторы холинэстеразы показывают лучшие результаты в клинических исследованиях по сравнению с селективными ингибиторами AChE [1].
Соединения (4–18) оценивали на их антихолинэстеразную активность in vitro. Были приготовлены различные концентрации от 62, 5 до 1000 мкг / мл, которые были протестированы против ферментов AChE и BChE. Соединения 11 и 14, оказались значительно активными в отношении тестируемых ферментов. Было обнаружено, что соединение 11 является двойным ингибитором и имеет значения IC50 121, 2 (AChE) и 38, 3 мкМ (BChE) (таблица 2). В отношении активности ингибирования BChE соединение 14 показало значительное ингибирование со значением IC50 35, 4 мкМ.
Антиоксидантную активность определяли с помощью ABTS и DPPH-анализа. Из данных в таблице 3 можно заметить, что соединения, обозначенные цифрами 9, 10, 11, 12, 14, 15 и 16, показали антиоксидантную активность со значениями IC50 167, 4, 186, 5, 286, 1, 310, 8, 281, 3, 284, 1 и 344, 7 мкМ соответственно против ABTS и соединений 9, 10, 12. , и 15 также показали антиоксидантную активность со значениями IC50 139, 5, 155, 4, 162, 2 и 177, 3 мкМ соответственно против DPPH.
Таблица 2.
Антихолинестеразная активность.
| Вещество | AChE IC50 (μ M) | BChE IC50 (μ M) |
| 1 521. 7 | 966. 2 | |
| 776. 5 | 447. 1 | |
| 6 | - | - |
| - | - | |
| 315. 7 | 265. 2 | |
| 260. 5 | 279. 1 | |
| 297. 9 | 310. 9 | |
| 121. 2 | 38. 3 | |
| 337. 8 | 297. 3 | |
| 402. 8 | 296. 2 | |
| 180. 3 | 35. 4 | |
| 363. 8 | 164. 3 | |
| 329. 8 | 148. 9 | |
| 571. 1 | 456. 9 | |
| 407. 9 | 184. 2 | |
| Галантамин | 139. 4 | 40. 3 |
Таблица 3.
Антиоксидантная активность.
| Вещество | ABTS IC50 (μ M) ± SEM | DPPH IC50 (μ M) ± SEM |
| 985. 5 ± 6. 3 | 809. 2 ± 8. 2 | |
| 404. 7 ± 5. 4 | 275. 3 ± 6. 2 | |
| 6 | - | - |
| - | - | |
| 808. 1 ± 8. 1 | 292. 9 ± 4. 4 | |
| 167. 4 ± 7. 4 | 139. 5 ± 4. 3 | |
| 186. 5 ± 6. 3 | 155. 4 ± 9. 3 | |
| 286. 1 ± 5. 9 | 189. 1 ± 6. 6 | |
| 310. 8 ± 7. 2 | 162. 2 ± 5. 4 | |
| 445. 5 ± 6. 4 | 331. 8 ± 7. 6 | |
| 281. 3 ± 7. 3 | 205. 7 ± 8. 3 | |
| 284. 1 ± 2. 3 | 177. 3 ± 6. 5 | |
| 344. 7 ± 7. 4 | 270. 2 ± 4. 6 | |
| 862. 9 ± 9. 1 | 540. 6 ± 5. 5 | |
| 426. 3 ± 4. 3 | 434. 2 ± 5. 4 | |
| Аскорбиновая кислота | 340. 9 ± 4. 3 | 164. 8 ± 8. 4 |
2. 2. Биологическая активность производных бензимидазола и оснований Манниха.
|
|
|
Для определения активности соединений по ингибированию AChE и BChE в качестве контрольных соединений использовали такрин и галантамин. Значения IC50 соединений приведены в таблице 4. Среди всех оснований Манниха 4b было наиболее активным соединением против AChE, в то время как 4c проявлял самую высокую ингибирующую активность против BChE, также оба они содержат нитрогруппу в 5 положении бензимидазольного кольца. Более того, 4b со значением IC50 0, 93 мМ показывает заметную ингибирующую активность AChE по сравнению с галантамином (IC50 0, 43 мМ), а 4c показывает более высокое ингибирование (IC50 6, 27 мМ), чем галантамин (IC50 14, 92 мМ), в отношении фермента BChE.
Согласно результатам активности промежуточных соединений, которые не были замещены основаниями Манниха, за исключением 4, показали лучшее ингибирование фермента BChE, чем AChE. Однако, при добавлении оснований Манниха к промежуточным соединениям ингибирующая активность смещалась от BChE к AChE, за исключением 2a и 2c. Что касается результатов активности AChE, то серия b (диэтилпроизводные) проявляла лучшую ингибирующую активность среди замещенных производных амина, а серия c (циклизованные производные серии b) проявляла заметно низкую ингибирующую активность. Напротив, серия пирролидина показала более высокую эффективность ингибирования, чем серия диэтила, против BChE. С другой стороны, по сравнению с заместителями в 5-м положении бензимидазольного кольца, основания Манниха, содержащие нитрозаместитель, проявляют наибольшее ингибирование AChE.
Что касается результатов активности BChE, все соединения показали свойство ингибирования BChE от умеренного до слабого. Когда конечные соединения оценивали на их ингибирующую способность, наблюдалась самая высокая активность в отношении производных пирролидина, самая низкая активность в отношении диметилпроизводных.
|
|
|
Что касается селективности AChE по сравнению с BChE в конечных соединениях, в то время как серия c дала значения аналогичной величины, серия b показала самую высокую селективность [2].
Таблица 4.
Ингибирование AChE и BuChE in vitro.
|
| IC50 ± SEM (mM) | Селектиность BChE/AChE | |
| AChE | BuChE | ||
| 17. 33 ± 0. 27 | 4. 59 ± 7. 34 | 0. 3 | |
| 1a | 6. 70 ± 0. 07 | > 100 | |
| 1b | 4. 11 ± 0. 10 | 26. 92 ± 0. 37 | 6. 55 |
| 1c | 8. 28 ± 1. 40 | 11. 08 ± 0. 40 | 1. 34 |
| 1d | 6. 26 ± 0. 44 | 14. 85 ± 0. 38 | 2. 37 |
| 14. 59 ± 1. 13 | 8. 52 ± 1. 89 | 0. 6 | |
| 2a | 57. 78 ± 3. 46 | 29. 62 ± 0. 38 | 0. 51 |
| 2b | 2. 36 ± 0. 04 | 19. 80 ± 1. 41 | 8. 39 |
| 2c | 10. 85 ± 0. 87 | 9. 54 ± 3. 45 | 0. 88 |
| 2d | 4. 92 ± 7. 73 | 7. 90 ± 0. 33 | 1. 61 |
| 15. 93 ± 0. 78 | 4. 67 ± 3. 39 | 0. 3 | |
| 3a | 7. 30 ± 0. 17 | 51. 83 ± 1. 50 | 7. 10 |
| 3b | 1. 14 ± 0. 08 | 26. 45 ± 0. 57 | 23. 20 |
| 3c | 8. 51 ± 0. 72 | 8. 80 ± 0. 83 | 1. 03 |
| 3d | 2. 13 ± 0. 10 | 8. 95 ± 0. 32 | 4. 20 |
| 35. 44 ± 0. 73 | > 100 | ||
| 4a | 5. 30 ± 0. 31 | 55. 38 ± 3. 87 | 10. 45 |
| 4b | 0. 93 ± 0. 04 | 12. 72 ± 0. 25 | 13. 68 |
| 4c | 4. 21 ± 0. 19 | 6. 27 ± 0. 24 | 1. 49 |
| 4d | 1. 61 ± 0. 15 | 10. 47 ± 0. 11 | 6. 50 |
| Такрин | 0. 075 ± 0. 02 | 0. 0098 ± 0. 0002 | |
| Галантамин | 0. 43 ± 0. 03 | 14. 92 ± 0. 57 | |
Антиоксидантные эффекты данных соединений на уровни перекисного окисления липидов головного мозга крыс и их способность улавливать свободные радикалы были исследованы и сравнены с трет-бутилгидрохиноном (tBHQ) (таблицы 5 и 6). tBHQ использовали для сравнения эффективности соединений в условиях окислительного стресса. Все соединения, за исключением соединений 2 и 2b в концентрации 10-4 М, показали дозозависимое ингибирование стимулируемого FeCl2-аскорбиновой кислотой перекисного окисления липидов в гомогенате головного мозга крыс. Они обладали ингибирующим действием в диапазоне 10–35% при концентрации 10-4 М и 10–20% при концентрациях 10-5 и 10-6 М. Только соединение 2c в концентрации 10-4 M показало ингибирующий эффект менее 10% на перекисное окисление липидов (7%). Более того, все соединения обладали более сильным ингибирующим действием на продукцию ROS при концентрации 10-4 M. tBHQ использовался в качестве антиоксиданта в этой модели и вызывал 30%-ное ингибирование перекисного окисления липидов при концентрации 50 мМ и 20, 86%-ное ингибирование продукции ROS в гомогенате головного мозга крысы. Сравнение результатов активности показало, что соединения почти одинаково активны с tBHQ. Эти результаты подтверждают идею о том, что эти соединения эффективны как поглотители радикалов и могут считаться важными агентами для борьбы с окислительным повреждением мозга.
|
|
|
Таблица 5.
Ингибирующее действие на перекисное окисление липидов в гомогенатах головного мозга крыс.
|
| Ингибирование перекисного окисления липидов % | ||
| 10-6 M | 10-5 M | 10-4 M | |
| 14. 19 ± 0. 05 | 20. 16 ± 1. 19 | 31. 69 ± 0. 68 | |
| 1a | 16. 58 ± 0. 012 | 20. 56 ± 1. 52 | 27. 71 ± 3. 65 |
| 1b | 13. 00 ± 1. 19 | 15. 78 ± 1. 68 | 28. 11 ± 1. 82 |
| 1c | 21. 75 ± 3. 01 | 25. 33 ± 0. 68 | 34. 47 ± 3. 61 |
| 1d | 16. 98 ± 2. 49 | 18. 22 ± 1. 38 | 18. 57 ± 3. 44 |
| 17. 77 ± 1. 19 | 21. 35 ± 1. 19 | - | |
| 2a | 13. 80 ± 0. 83 | 19. 76 ± 1. 38 | 26. 52 ± 0. 68 |
| 2b | 18. 57 ± 2. 75 | 17. 37 ± 3. 01 | - |
| 2c | 15. 78 ± 1. 38 | 20. 56 ± 3. 44 | 7. 04 ± 1. 31 |
| 2d | 14. 99 ± 3. 02 | 14. 19 ± 2. 12 | 23. 34 ± 3. 64 |
| 17. 38 ± 1. 82 | 15. 78 ± 1. 82 | 13. 80 ± 1. 88 | |
| 3a | 16. 18 ± 0. 68 | 17. 40 ± 1. 51 | 22. 15 ± 1. 82 |
| 3b | 13. 39 ± 0. 64 | 20. 16 ± 2. 38 | 20. 95 ± 3. 83 |
| 3c | 14. 60 ± 1. 82 | 15. 39 ± 1. 19 | 28. 11 ± 1. 82 |
| 3d | 17. 77 ± 1. 19 | 19. 00 ± 4. 30 | 23. 34 ± 5. 63 |
| 11. 81 ± 1. 19 | 18. 12 ± 2. 01 | 26. 18 ± 2. 48 | |
| 4a | 16. 98 ± 3. 83 | 13. 89 ± 1. 57 | 13. 80 ± 2. 12 |
| 4b | 18. 57 ± 1. 44 | 21. 99 ± 2. 12 | 28. 51 ± 1. 19 |
| 4c | 13. 40 ± 1. 82 | 22. 94 ± 3. 02 | 18. 17 ± 2. 48 |
| 4d | 16. 98 ± 3. 44 | 20. 95 ± 2. 77 | 33. 28 ± 1. 19 |
Таблица 6
Влияние синтезированных соединений на продукцию ROS в гомогенатах головного мозга крысы.
|
| Ингибирование перекисного окисления липидов % | ||
| 10-6 M | 10-5 M | 10-4 M | |
| 10. 55 ± 0. 96 | 31. 84 ± 4. 67 | 34. 32 ± 4. 98 | |
| 1a | 40. 14 ± 2. 25 | 20. 86 ± 2. 36 | 22. 07 ± 2. 46 |
| 1b | 28. 93 ± 1. 45 | 26. 94 ± 2. 51 | 22. 42 ± 3. 45 |
| 1c | 6. 66 ± 0. 12 | 14. 90 ± 0. 47 | - |
| 1d | 32. 89 ± 4. 69 | 32. 76 ± 4. 58 | 33. 85 ± 3. 69 |
| 34. 38 ± 2. 58 | 24. 43 ± 2. 14 | 29. 27 ± 2. 56 | |
| 2a | 7. 11 ± 0. 56 | 16. 01 ± 1. 46 | 25. 22 ± 1. 89 |
| 2b | 35. 99 ± 4. 12 | 28. 19 ± 1. 85 | 26. 35 ± 1. 96 |
| 2c | 18. 96 ± 2. 36 | 26. 75 ± 3. 47 | 33. 69 ± 4. 81 |
| 2d | - | 3. 41 ± 0. 58 | - |
| - | 3. 54 ± 0. 14 | 7. 20 ± 0. 94 | |
| 3a | 42. 57 ± 1. 58 | 37. 73 ± 4. 74 | 26. 39 ± 2. 69 |
| 3b | 39. 64 ± 3. 51 | 43. 58 ± 5. 69 | 42. 85 ± 5. 89 |
| 3c | - | 10. 39 ± 1. 53 | 12. 61 ± 1. 47 |
| 3d | 15. 62 ± 1. 25 | 26. 47 ± 3. 98 | 37. 81 ± 4. 86 |
| - | 14. 69 ± 1. 11 | 26. 84 ± 3. 64 | |
| 4a | 41. 81 ± 2. 36 | 36. 04 ± 3. 65 | 19. 73 ± 3. 56 |
| 4b | 31. 73 ± 3. 47 | 35. 88 ± 2. 56 | 25. 06 ± 2. 87 |
| 4c | 53. 09 ± 4. 56 | 20. 68 ± 2. 45 | 18. 60 ± 1. 98 |
| 4d | 31. 17 ± 5. 42 | 43. 34 ± 5. 41 | 33. 32 ± 3. 87 |
|
|
|
