Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Создание новых лекарственных средств, исследование их механизма действия продолжает оставаться одной из актуальных задач современной биоорга— нической химии. К числу приоритетных направлений в их реализации следует отнести модификацию природных соединений, в частности алкалоидов. В этом плане хинолиз'идиновые алкалоиды по своему химическому строению относятся .К наиболее интересному классу соединений, среди которых имеются вещества с различным сочетанием'карбо— и гетероциклоп, конформационные и оптические изомеры. Модификация хинолизиднновых алкалоидов открывает широкие возможности для поиска высокоэффективных, избирательных, стереоспецифичных биологически активных вещесго. Наиболее удобным и доступным объектом исследований, является первый и наиболее простой хинолизидиновый алкалоид—лупинин и его эпимер—зпилупинин, которые являются третичными основаниями, содержащие первичігую спиртовую группу. Наличие первичной спиртовой группы позволяет получать различные модификации производных лупинина и эпилупинина. Интересно еще и то, что лупинин, имея трансхинолизидиновое кольцо с аксиальной оксиметильнои группой, при протонированиіі {йодметилировании) атома азота меняет свою конфигурацию из транс— в циссочленецие хинолизидинового кольца с переходом аксиальной оксиметильнои группы в экваториальное положение и изменением знака угла вращения.
В этой связи, серьезной проблемой является разработка эффективных методов извлечения алкалоидов из местных растительных ресурсов, в частности Anabasis aphylla, определения его распространения, размеров массивов и запасов, так как алкалоиды Anabasis aphylla промышленным способом получаются только на Чимкентском химфармзаводе (Казахстан), ,
Следует отметить и то, что подавляющее большинство алкалоидов, которые выделяются из дикорастущих алкалоидо — носных растений, содержится в незначительных количествах, и это существенно сдерживает их внедрение в практику. В то же время,
нерациональное использование дикорастущих растений с целью извлечения ценных физиологически активных веществ, в том числе и алкалоидов в промышленном масштабе привело к тому, что многие из этих растений, находятся на грани исчезновения и внесены в Красную книгу.
В этой связи особо важны исследования по поиску синтетических, полусинтешчоских заменителей таких уникальных алкалоидов как галантамни, империалин. Подобные исследования позволяют решать не только фундаментальные вопросы био — органической химии, но и экологии дикорастущих лекарственных растений.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Цельыо работы является целенаправленный синтез, определение структурных особенностей ряда производных алкалоидов лугашшш и эпилупинина, создание обратимых ингибиторов ацетилхолинэстеразы теплокровных — заменителей алкалоида галаптамина, как антихолинэстеразного препарата. Конкретными задачами настоящего исследования являются: ' > синтез ряда производных лупинина, эпилупинина,
аминолупинина, некоторых алкалоидов и аминоспиртов, в
частности бисаминоэфиров дикарбоновых кислот, простых
эфиров, фталимида и других имидов; в изучение их взаимодействия с ацетилхолинэстеразой
эритроцитов крови человека и бутнрилхолииэстеразой
сыворотки крови лошади; « установление зависимости' между антихолинэстеразной
активностью и структурными особенностями, строением
полученных соединений; » установление зависимости 'между каналоблокирующей
активностью и строением бензоильных производных
лупинина; « выявление высокоспецифичных конкурентных обратимых
ингибиторов ацетилхолинэстераз— заменителей галаптамина
как антихолинэстеразного препарата.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенных экспериментов сформулировано положение о поиске высокоэффективных обратимых ингибиторов ацетилхолинэстеразы, основанное на учете особенностей строения активной поверхности этого энзима. Проведен целенаправленный
синтез более 300 новых производных лупинина, эпилупинина и аминолупииина, содержащих простоэфирнуго, сложиозфирнуїо, аммониевую, амиднуїо, имиднуїо группировки.
На основании систематических исследований по определению антихоллнэстеразной активности полученных соединений по отношению к ацетилхолинэстеразе эритроцитов крови человека и бутирилхолинэстеразе сыворотки крови лошади сделаны выводы о том, что при конструировании обратимого избирательного ингибитора ацетилхолинзстеразы следует ' учитывать тонкие структурные особенности з строении активного центра данного энзима.
В результате такого подхода был синтезирован ряд N — лушшилимидов и лушшшювых эфнров N —сукцнн — имидпропионовой, глутарнмидпропионовой, фталимидуксусной кислот, которые оказались более эффективными обратимыми ингибиторами ацетилхолинзстеразы, чем галантамнн. Подобная эффективность и специфичность действия очевидно связана с тем, что в фталимидной части молекулы ингибитора имеются как бы совмещенные две пептидные связи,- которые взаимодействуя с иолипептндной цепочкой активной поверхности фермента н приводят к наблюдаемому сродству. К стереохпмическим особенностям молекулы ингибитора более чувствителен активный центр бутирилхолинзстеразы.
Для синтеза вышеуказанных веществ проведены кинетические исследования, позволившие выявить оптимальные условия и соотношения реагентов, в частности показано, что наиболее эффективным галогениругашим агентом лупинина и эпилупинина являются РС15, РВг5, а амшшрующнм — фталимид калия.
Применение метода межфазного катализа при синтезе N — лупшшлфталимида в различных органических средах с участием таких катализаторов, как тетразтиламмоний бромид или триэтилбензиламмоинй хлорид, позволил определить условия, при которых достигается наибольший выход, снижение температуры и сокращение времени реакции. Все эти параметры, достигаются п однофазной системе.
Установлено, что аитнаритмнческая активность бензоиловых производных аминолупииина зависит не только от гидрофобных и гидрофильных особенностей молекулы антиаритмика, не только от
6 полярности карбонильной группы, но и, видимо, существенно от каналоблокирующей активности этих веществ. Так как для ряда из них показано, что они являются довольно эффективными блокаторами Na— каналов и эффективность эта коррелирует с антиаритмической активностью.
В плане практической значимости впервые выявлены: высокоспецифичный субстрат бутирилхолинэстеразы, высокоактивные избирательные обратимые ингибиторы ацетилхолин — зстеразы, которые могут найти применение не только в практике биохимических исследований, но и в медицине в качестве заменителей алкалоида галантамина. Среди бензоиловых производных аминолупинина выявлены вещества, обладающие довольно высокой антиаритмической гктивностью, все эти вещества рекомендованы для дальнейших углубленных фармакологических испытаний.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы доложены на конференциях профессорского — преподавательского состава Каракалпакского государственного университета (г. Нукус, 1986 — 1994 г.г.), на Всесоюзном III региональном совещании по химическим реактивам республик Средней Азии и Казахстана (г. Ташкент, 1990), на XV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Минск, 1993).
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 4 монографии, 31 научная статья.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, выводов, списка цитируемой литературы.
