СПОСОБ ОТБОРА ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2004 года по МПК G01N33/15 

Изобретение относится к биологии и медицине и предназначено для отбора новых веществ, обладающих противовоспалительным действием (ПВД), молекулы которых содержат общий фрагмент: карбонилфенильный радикал - вторичная или третичная аминогруппа.

Известен экспериментальный способ отбора противовоспалительных средств, при котором исследуемое вещество растворяют в трихлориде мышьяка и регистрируют ПМР-спектр, затем рассчитывают величину химического сдвига протона группы NH, связанных с фенильным радикалом, и по его величине осуществляют отбор (см. патент РФ №2043621, МПК G 01 N 24/10, №25, 10.09.95 г.). Данный способ взят за прототип.

В этом способе найденные величины химических сдвигов должны попадать в область химических сдвигов биологически активных соединений. При этом невозможно определить уровень противовоспалительной активности (ПВА), а также исследовать соединения, содержащие в общем фрагменте третичную аминогруппу.

Задачей создания изобретения является разработка способа прогнозной оценки ПВА химических соединений, сокращающих затраты как на синтез, так и на испытания биологической активности новых химических соединений.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, а именно способа отбора противовоспалительных средств из числа веществ, содержащих общий фармакофорный фрагмент: карбонилфенильный радикал - вторичная или третичная аминогруппа, например, четыре ряда производных антраниловой кислоты, а именно: первый - N-замещенные антраниловые кислоты, второй - ариламиды и гидразиды-N алкенилантраниловых кислот, третий - ариламиды N-ацетил-N-алкенилантраниловых кислот, четвертый - аллиламиды N-ацилантраниловых кислот, у представителей из которых в эксперименте на животных на модели каррагенинового отека определяют противовоспалительное действие (ПВД_эксп.), затем определяют параметры электронной структуры молекул каждого химического соединения и выбирают дескрипторы: дипольный момент (Р), полную энергию молекулы Е_НF, молекулярную массу (М), заряды на атомах (q_i), которые максимально влияют на уровень ПВД, затем составляют уравнения многопараметровой регрессии вида:

для ПВД_расчет=-49,74Р+71,55E_HF+0,23 М-66,34 q_N-246,59 q_H+86,34 1 ряда;

для ПВД_расч=-32,93Р-0,28М-2090,51q_N-72,89E_HF+618,78q_H+434,47 2 ряда;

для ПВД_расчет=-7,26Р-238,84Е_HF-0,66М-1974,65q_N+168,06 3 ряда;

для ПВД_расчет=-31,17Р -471,20q_N+0,44М+589,00q_N+229,30Е_NF+112,30 4 ряда

определяют ПВД_расчет, сравнивают с ПВД_эксп., затем путем моделирования расширяют ряд химических соединений с потенциальной биологической активностью, определяют параметры электронной структуры этих молекул, проводят расчет ПВД по уравнению многопараметровой регрессии геометрии молекулы, отбирают соединения с наибольшей величиной ПВД, осуществляют синтез и экспериментально устанавливают структуру и противовоспалительную активность на животных.

Предлагаемая в способе новая последовательность действий и операций над химическими соединениями и лабораторными животными, наряду с расчетными формулами, характеризующими взаимное расположение элементов и взаимосвязью параметров новых химических соединений, позволяет получить технический результат - создать способ прогнозной оценки ПВА химических соединений, сокращающих затраты как на синтез, так и на испытания биологической активности новых химических соединений.

Общие условия процесса

Патентуемый способ отличается тем, что из химических соединений, содержащих общий фармакофорный фрагмент: карбонилфенильный радикал - вторичная или третичная аминогруппа, например, ряд производных антраниловых кислот, которые синтезированы проф. Коркодиновой Л.М., разбивают их на определенные классы. Все исследуемые 34 соединения, среди которых встречаются и запатентованные, разделены на четыре ряда:

1. N-Замещенные антраниловые кислоты (табл. 1).

2. Ариламиды и гидразиды N-алкенилантраниловых кислот (табл.2).

3. Ариламиды N ацетил-N-алкенилантраниловых кислот (табл.3).

4. Аллиламиды N-ацилантраниловых кислот (табл.4).

Экспериментально на модели “каррагенинового отека” определяют уровень ПВА, выраженный в процентах торможения каррагенинового отека. Одновременно определяют параметры электронной структуры химических соединений полуэмпирическим методом РМЗ с полной оптимизацией геометрии молекулы: дипольный момент (Р), полная энергия молекулы Е_HF, молекулярная масса (М), заряды на атомах (q_i). На основании экспериментально полученных данных уровня ПВА синтезированных соединений и дескрипторов электронной структуры находим уравнения многопараметровой регрессии для каждого класса соединений и используем их для расчета ПВА каждого соединения. Путем моделирования расширяем ряды химических соединений с потенциальной биологической активностью, проводя расчет уравнения ПВД по уравнению многопараметровой регрессии, который используем для целенаправленного синтеза веществ, обладающих выраженным противовоспалительным действием.

Экспериментальная фармакологическая часть

Противовоспалительная активность изучена на беспородных белых крысах массой 180-220 г на модели каррагенинового отека лампы. Исследуемые соединения и препарат мефенамовой кислоты в дозе 5 мг/кг вводили внутрибрюшинно в виде взвеси в 2% крахмальной слизи за 1 ч до введения коррагенина. Величину воспалительной реакции оценивали онкометрически по изменению объема воспаленной конечности через 4 ч после введения 0,1 мл 1% водного раствора каррагенина (см. Ф.П. Тринус, Б.М. Клебанов, В.И. Кондратюк, Методические рекомендации по экспериментальному изучению нестероидных противовоспалительных фармакологических веществ, МЗ СССР, Москва, 1983).

По уравнениям, приведенным в табл. 3, можно рассчитать ПВД и сравнить полученные данные с результатами, которые определены экспериментальным путем на лабораторных животных.

Ниже приведены примеры осуществления изобретения.

Пример 1. Мефенамовая кислота (соединение №6 табл.1) как лекарственное средство исследована на ПВД на модели каррагенинового отека, которое составило 46,2%, а по результатам квантово-механических расчетов - 37,03%. ПВД рассчитывается по уравнению

ПВД_расч=-49,74×48,2+71,55х-0,085+0,23×241,11-66,34×0,0221-246,59×0,1540+86,34;

r=0,86, n=9, S=±5,6,

где r - коэф. корреляции; n - кол-во соединений, взятых для исследований; S - разброс.

Пример 2. Гидразид N-аллилантраниловой кислоты (соединение № 8 табл. 2) обладает выраженным ПВД, равным 51,7%. По расчетным данным ПВД составило 54,82%. ПВД рассчитывается по уравнению

ПВД_расч=-32,93×0,96-0,28×176,10-2090,51×0,132-72,89×0,0022+618,78х-0,039+434,47;

r=0,93, n=9, S=±3,3,

где r - коэф. корреляции; n - кол-во соединений, взятых для исследований; S - разброс.

Пример 3. 4-Броманилид N-ацетил-N-аллилантраниловой кислоты (соединение №1 табл.3) подавляет каррагениновый отек на 26,6%, по расчетным данным - 27,07%. ПВД рассчитывается по уравнению

ПВД_расч=-7,25×2,01-238,84×0,009-0,66×372,05-1974,65х-0,061+168,06;

r=0,98, n=8, S=±3,4,

где r - коэф. корреляции; n - кол-во соединений, взятых для исследований; S - разброс.

Пример 4. Аллиламид N - адамантоилантраниловой кислоты (соединение №7 табл.4) исследована на ПВД экспериментально на модели каррагенинового отека и найдено, что подавляет отек на 68,1%, а по расчетным данным - на 62,02%. ПВД рассчитывается по уравнению

ПВД_расч=-31,17×1,10-471,20×0,208+0,44х338,20+589,00х-0,079+229,30х-0,0996+112,30;

r=0,95, n=8, S=±5,5,

где r - коэф. корреляции; n - кол-во соединений, взятых для исследований; S - разброс.

Предлагаемый способ наиболее экономически выгоден и прост, т.к. позволяет по структурной формуле рассчитать с достаточно высокой достоверностью (коэффициент корреляции от 84,7 до 99,3%) уровень ПВД с учетом разброса (S=3,3-5,6%), который обычно наблюдается при исследовании ПВД на лабораторных животных.

Изобретение относится к биологии и медицине и касается способа отбора новых противовоспалительных средств, молекулы которых содержат общий фрагмент: карбонил - фенильный радикал - вторичная или третичная аминогруппа, например, четыре ряда производных антраниловой кислоты, а именно, первый - N-замещенные антраниловые кислоты, второй - ариламиды и гидразиды N алкенилантраниловых кислот, третий - ариламиды N-ацетил-N-алкенилантраниловых кислот, четвертый - аллиламиды N-ацилантраниловых кислот, у представителей из которых в эксперименте на животных на модели каррагениного отека определяют противовоспалительное действие (ПВД_эксп.), затем определяют параметры электронной структуры молекул каждого химического соединения и выбирают декскрипторы: дипольный момент (Р), полную энергию молекулы (Е_HF), молекулярную массу (М), заряды на атомах (q_i), которые максимально влияют на уровень ПВД, затем составляют уравнения многопараметровой регрессии вида: для ПВД_расчет=-49,74Р+71,55Е_HF+0,23М-66,34q_N-246,59q_N+86,34 1 ряда; для ПВД_расчет=-32,93Р-0,28М-2090,51q_N-72,89Е_HF+618,78q_H+434,47 2 ряда; для ПВД_расчет=-7,25Р-238,84Е_HF-0,66М-1974,65q_N+168,06 3 ряда; для ПВД_расчет=-31,17Р-471,20q_H+0,44M+589,00q_N+229,30Е_HF + 112,30 4 ряда, определяют ПВД_расчет, сравнивают с ПВД_эксп., затем путем моделирования расширяют ряд химических соединений с потенциальной биологической активностью, определяют параметры электронной структуры этих молекул, проводят расчет ПВД по уравнению многопараметровой регрессии геометрии молекулы, отбирают соединения с наибольшей величиной ПВД, осуществляют синтез и экспериментально устанавливают структуру и противовоспалительную активность на животных. Технический результат: разработка способа прогнозной оценки ПВД химических соединений, сокращающих затраты как на синтез, так и на испытания биологической активности новых химических соединений. 5 табл.

Способ отбора противовоспалительных средств, отличающийся тем, что из числа веществ, содержащих общий фармакофорный фрагмент: карбонил -фенильный радикал - вторичная или третичная аминогруппа, например, четыре ряда производных антраниловой кислоты, а именно: первый - N-замещенные антраниловые кислоты, второй - ариламиды и гидразиды-N алкенил антраниловых кислот, третий - ариламиды N-ацетил-N-алкенилантраниловых кислот, четвертый - аллиламиды N-ацилантраниловых кислот у представителей из которых в эксперименте на животных на модели каррагениного отека определяют противовоспалительное действие (ПВД_эксп), затем определяют параметры электронной структуры молекул каждого химического соединения и выбирают декскрипторы: дипольный момент (Р), полную энергию молекулы (Е_HF), молекулярную массу (М), заряды на атомах (q_i), которые максимально влияют на уровень ПВД, затем составляют уравнения многопараметровой регрессии вида:

для ПВД_расчет=-49,74Р+ 71,55Е_HF+ 0,23 M-66,34q_N -246,59q_H+86,34

1 ряда

для ПВД_расчет=-32,93Р-0,28М-2090,51q_N-72,89Е_HF+ 618,78q_H+434,47

2 ряда

для ПВД_расчет=-7,25Р - 238,84Е_HF- 0,66М - 1974,65q_N + 168,06

3 ряда

для ПВД_расчет=-31,17Р - 471,20q_H+0,44M + 589,00q_N + 229,30Е_HF

4 ряда+112,30

определяют ПВД_расчет, сравнивают с ПВД_эксп, затем путем моделирования расширяют ряд химических соединений с потенциальной биологической активностью, определяют параметры электронной структуры этих молекул, проводят расчет ПВД по уравнению многопараметровой регрессии геометрии молекулы, отбирают соединения с наибольшей величиной ПВД, осуществляют синтез и экспериментально устанавливают структуру и противовоспалительную активность на животных.