Фторсодержащие дикарбоксилаты триарилсурьмы(V), обладающие противолейшманиозной активностью Российский патент 2024 года по МПК A61K31/29 A61P33/02 C07F9/90 

Изобретение относится к области сурьмаорганических соединений, в частности карбоксилатов триарилсурьмы, обладающих противолейшманиозной активностью и способных найти применение в медицинской практике.

Известно, что органические соединения сурьмы(V) проявляют биологическую активность, например, выяснено, что некоторые карбоксилаты триарилсурьмы активны против паразитов лейшмании [1-3]. Лейшманиоз, трансмиссивное паразитарное заболевание, характеризуется большим разнообразием и сложностью лечения [4]. Различают примерно 20 различных видов лейшманий, которые передаются человеку через укусы более 30 различных видов москитов-флеботоминов [5]. Распространенность лейшманиоза в последнее десятилетие резко возросла: каждый год регистрируется от 700 тысяч до 1 миллиона новых случаев лейшманиоза, при этом уровень смертности составляет около 10% в течение двух лет после заражения [6]. В настоящее время при лечении лейшманиоза в качестве основных препаратов используются неорганические соединения Sb(V), такие как стибоглюконат натрия и меглюмина антимониат, а также альтернативные органические препараты, такие как амфотерицин B [7]. Однако эти лекарства либо вызывают побочные эффекты, либо становятся менее эффективными из-за привыкания организма.

В медицине металлоорганические комплексы могут иметь преимущества перед полностью органическими препаратами, так как атом металла связан с физиологически активными лигандами, обеспечивающими другой механизм действия. Кроме того, известно, что включение фторсодержащих заместителей повышает биологическую активность органических соединений [8,9]. Исследования показывают, что фторированные лиганды могут повысить токсичность металлов, тем самым открывая новые возможности для лечения лейшманиоза [10]. Разработка органических комплексов Sb(V) с фторсодержащими лигандами имеет потенциал для возможности преодоления устойчивости паразитов лейшманий к существующим препаратам сурьмы.

Задачей и результатом изобретения является синтез соединений, обладающих антилейшманиозной активностью в отношении паразитов L. major и нетоксичных в отношении клеток млекопитающих. Решение этой проблемы значительно повышает возможности воздействия на паразитов L. major и расширяет спектр веществ, обладающих противолейшманиозной активностью.

Заявляется семь вариантов молекул карбоксилатов триарилсурьмы, обладающих антилейшманиозной активностью в отношении паразитов L. major.

Вариант I. Бис(пентафторбензоато)три(п-толил)сурьма формулы:

(I).

Вариант II. Бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)три(п-толил)сурьма формулы:

(II).

Вариант III. Бис(гептафторбутилато)три(п-толил)сурьма формулы:

(III).

Вариант IV. Бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма формулы:

(IV).

Вариант V. Бис(бромдифторацетато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма формулы:

(V).

Вариант VI. Бис(3,3,3-трифторпропионато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма формулы:

(VI).

Вариант VII. Бис(гептафторбутилато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма формулы:

(VII).

Сущность изобретения поясняется изображениями на фиг.1-3, где изображено следующее:

-на фиг.1 представлены структуры I-III и VI по данным рентгеноструктурного анализа;

-на фиг.2 показана жизнеспособность клеток млекопитающих (а) и промастигот L. major (б) при изменении концентрации I-VII и приведены соответствующие значения IC₅₀;

-на фиг.3 показан процент макрофагов, инфицированных амастиготами, после обработки соединениями I-V.

Задача решается на основе синтеза соединений I-VII (таблица 1), проявляющих антилейшманиозную активность. Синтез соединений I-III и VI не был описан ранее. IV, V, VII синтезировали по методике [11], но их антилейшманиозную активность и цитотоксичность установили впервые.

Соединения (I-VII) получают взаимодействием триарилсурьмы (три(п-толил)сурьмы или трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы) с карбоновыми кислотами (пентафторбензойной, 2,3,4,5-тетрафторбензойной, гептафторбутановой, 3,3,3-трифторпропионовой и бромдифторуксусной) в диэтиловом эфире в присутствии трет-бутилгидропероксида при мольном соотношении реагентов 1:2:1 (схема 1).

Ar₃Sb + 2 HOC(O)R + t-BuOOH → Ar₃Sb[OC(O)R]₂ + t-BuOH + H₂O

Ar = p-Tol, R = C₆F₅ (I), C₆HF₄-2,3,4,5 (II), CF₂CF₂CF₃ (III),

C₆H₃-OMe-2-Br-5, R = C₆HF₄-2,3,4,5 (IV), CF₂Br (V), CH₂CF₃ (VI), CF₂CF₂CF₃ (VII).

Схема 1. Синтез дикарбоксилатов триарилсурьмы

I-VII представляют собой бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в диметилсульфоксиде. Строение всех соединений установлено данными рентгеноструктурного анализа и подтверждено данными ИК-спектроскопии и элементного анализа. На фиг. 1 представлены структуры I-III и VI по данным рентгеноструктурного анализа.

Предлагаемый способ получения дикарбоксилатов триарилсурьмы, обладающих антилейшманиозной активностью, осуществляется следующим образом.

Пример 1. К раствору расчетного количества триарилсурьмы: трифенил- три(п-толил)- или трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы (0.1-0.2 г) и соответствующей карбоновой кислоты в 20 мл диэтилового эфира прибавляли 70%-ный раствор трет-бутилгидропероксида при мольном соотношении реагентов 1:2:1. Выдерживали смесь 24 ч при 20°С.

Бис(пентафторбензоато)три(п-толил)сурьма p-Tol₃Sb[OC(O)C₆F₅]₂ (I):

После перекристаллизации из дихлорметана с добавлением изооктана выделяют в виде бесцветных кристаллов. Т. пл. 150°С. Выход 62%. ИК-спектр (ν, см^–1): 1686 (C=O), 1651, 1523, 1497, 1416, 1396, 1335, 1253 (C-F), 1192, 1105, 992, 928, 800, 753, 698, 585, 521, 483 (Sb-C), 422 (Sb-O). Найдено, %: С 51.40, Н 2.63. Для C₃₅H₂₁F₁₀O₄Sb вычислено, %: С 51.44, Н 2.59. M 817.28. C₃₅H₂₁O₄F₁₀Sb (M 817.27 г/моль): триклинная, пр. группа , a 12.149(12) Å, b 13.075(11) Å, c 13.109(11) Å, α 90.19(3), β 113.50(3), γ 117.43(4), V 1650(2) ų, Z 2, μ_Mo 0.931 мм^–1, ρ_выч 1.645 г/см³, 54840 отражений измерено, 8308 независимых отражений (R_int 0.0369, R_sigma 0.0215), число уточняемых параметров 455, GOOF 1.028, R-факторы по F² > 2σ(F²) R₁ 0.0293, wR₂ 0.0674, R-факторы по всем отражениям R₁ 0.0432, wR₂ 0.0750.

Бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)три(п-толил)сурьма p-Tol₃Sb[OC(O)C₆HF₄-2,3,4,5]₂ (II):

После перекристаллизации из хлороформа с добавлением петролейного эфира выделяют в виде бесцветных кристаллов. Т.пл. 175°С. Выход 58%. ИК-спектр (ν, см^-1): 1663 (C=O), 1522, 1482, 1366, 1304, 1250 (C-F), 1097, 1034, 914, 800, 765, 716, 697, 532, 484 (Sb-C), 407 (Sb-O). Найдено, %: С 53.73, Н 2.98. Для C₃₅H₂₃F₈O₄Sb вычислено, %: С 53.78, Н 2.94. M 781.30. C₃₅H₂₃O₄F₈Sb (M781.28 г/моль): триклинная, пр. группа , a 12.641(7) Å, b 13.376(10)Å, c 13.411(9)Å, α 97.23(4), β 108.47(2), γ 117.18(2), V 1812(2)ų, Z 2, μ(MoKα) 0.836 мм^-1, ρ_выч 1.432 г/см³, 96313 отражений измерено, 13863 независимых отражений (R_int 0.0400, R_sigma 0.0321), число уточняемых параметров 437, GOOF 1.064, R-факторы по F² > 2σ(F²) R₁ 0.0611, wR₂ 0.1725, R-факторы по всем отражениям R₁ 0.0976, wR₂ 0.1997.

Бис(гептафторбутилато)три(п-толил)сурьма p-Tol₃Sb[OC(O)CF₂CF₂CF₃]₂ (III):

После перекристаллизации из дихлорметана с добавлением изооктана выделяют в виде бесцветных кристаллов. Т.пл. 90°С. Выход 89%. ИК-спектр (ν, см^-1): 1719 (C=O), 1497, 1340, 1317, 1229, 1217 (C-F), 1120, 1084, 1012, 968, 930, 800, 744, 719, 635, 586, 527, 484 (Sb-C), 419 (Sb-O). Найдено, %: С 53.98, Н 3.79. Для C₃₅H₂₉O₇F₅Sb вычислено, %: С 54.01, Н 3.76. M 778.35. C₃₅H₂₉O₇F₅Sb (M778.33 г/моль): триклинная, пр. группа , a 11.725(6)Å, b 11.845(8)Å, c 12.867(7)Å, α 75.03(2), β 77.304(18), γ 88.81(4), V 1683.0(17)ų, Z 2, μ_Mo 0.894 мм^-1, ρ_выч 1.536 г/см³, 56924 отражений измерено, 8087 независимых отражений (R_int 0.0333, R_sigma 0.0184), число уточняемых параметров 437, GOOF 1.029, R-факторы по F² > 2σ(F²) R₁ 0.0410, wR₂ 0.1126, R-факторы по всем отражениям R₁ 0.0510, wR₂ 0.1242.

Бис(3,3,3-трифторпропионато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма (5-Br-2-MeO-C₆H₃)₃Sb[OC(O)CH₂CF₃]₂ (VI):

Выделяют в виде бесцветных кристаллов. Т.разл. 170°С. Выход 99%. ИК-спектр, ν, см^-1: 1663 (C=O), 1576, 1476, 1443, 1416, 1379, 1341, 1312, 1283 (O-Me), 1258, 1233, 1282, 1142 (C-F), 1107, 1094, 1049, 1015 (C-Br), 937, 924, 893, 855, 812, 746, 710, 665, 621, 604, 536, 525, 443 (Sb-C). Найдено, %: C 34.69, Н 2.40. C₂₇H₂₂Br₃F₆O₇Sb. Вычислено, %: С, 34.72, Н 2.37. M 933.92. C₂₇H₂₂Br₃F₆O₇Sb (M933.92 г/моль): моноклинная, пр. группа P2₁/c, a 12.223(10)Å, b 16.912(13)Å, c 16.450(13)Å, β 106.98(2), V 3252(4) ų, Z 4, μ_Mo 4.610 мм^-1, ρ_выч 1.907 г/см³, 38413 отражений измерено, 5575 независимых отражений (R_int 0.0486, R_sigma 0.0268), число уточняемых параметров 413, GOOF 1.028, R-факторы по F² > 2σ(F²) R₁ 0.0438, wR₂ 0.1055, R-факторы по всем отражениям R₁ 0.0605, wR₂ 0.1165.

Полные таблицы длин связей и валентных углов соединений, полученных впервые, депонированы в Кембриджском банке структурных данных, CCDC 1883319 (I), 1851635 (II), 1883321 (III), 1867864 (VI).

Пример 2. Определение противолейшманиозной активности (L. major).

Измерение спектров поглощения растворов веществ для изучения антилейшманиозной активности I-VII в отношении промастигот L. major и цитотоксичности в отношении клеток млекопитающих осуществляли с помощью планшетного спектрофотометра BMG-Labtech Spectrostar Nano UV-Vis. Измерение флуоресценции проводили на планшетном ридере BMG-Labtech ClarioStar. Аналогичные измерения провели для диметилсульфоксида и препарата для лечения лейшманиоза - амфотерицина B (AmpB), поскольку их использовали в качестве эталона при интерпретации результатов. Результаты показали, что данные соединения нетоксичны в отношении клеток млекопитающих.

Все соединения растворяли в диметилсульфоксиде до концентрации 10 мМ и затем последовательно разбавляли в подходящей культуральной среде в пределах от 100 мкМ до 48 нМ. Анализы проводили в двух параллелях для каждого образца с использованием 96-луночного планшета. После первичного анализа жизнеспособность паразитов L. major оценивали спектроскопически, исследуя спектры возбуждения флуоресценции при 544 нм и спектры испускания при 590 нм. Полученные результаты сравнивали с отрицательным контролем (без добавления вещества) и определяли процент ингибирования.

Жизнеспособность клеток оценивали в присутствии различных концентраций карбоксилатов триарилсурьмы. Исследовали воздействие этих соединений на штаммы паразитов L. major v121 и макрофаги мышей и определяли значения IC₅₀, представляющей концентрацию, при которой происходит полумаксимальное ингибирование. Было замечено, что все исследованные органические соединения сурьмы показали отличную растворимость как в питательных средах, так и в диметилсульфоксиде, подобно ранее изученным соединениям сурьмы(V) [3].

На фиг. 2 показана жизнеспособность клеток млекопитающих (а) и промастигот L. major (б) при изменении концентрации I-VII и приведены соответствующие значения IC₅₀. Данные значения, а также индексы селективности SI, равные отношению IC₅₀(M) к IC₅₀(P) и логарифм коэффициента распределения в системе октанол-вода CLogP, рассчитанные с использованием ChemDraw Professional 17.1, Perkin Elmer Informatics Inc., также представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Концентрации полумаксимального ингибирования, индексы селективности и логарифм коэффициента распределения в системе октанол-вода для I-VII общей формулы Ar₃Sb(OOCR)₂

№ R IC₅₀(M), мкМ IC₅₀(P), мкМ SI CLogP Ar = p-Tol I C₆F₅ 44.68 12.51 3.57 11.87 II C₆HF₄-2,3,4,5 41.14 9.16 4.50 11.584 III CF₂CF₂CF₃ 30.63 3.04 10.10 14.718 Ar = C₆H₃OMe-2-Br-5 IV C₆HF₄-2,3,4,5 36.20 8.35 4.34 12.853 V CF₂Br 34.94 6.10 5.73 11.537 VI CH₂CF₃ 41.46 24.01 1.72 9.845 VII CF₂CF₂CF₃ 43.73 20.65 2.12 15.987

Результаты, представленные на фиг. 2, показывают, что все соединения проявляют умеренную эффективность против клеток паразитов, о чем свидетельствуют значения IC₅₀(P) в диапазоне от 3.04 мкМ до 24.01 мкМ. Они сопоставимы со значениями, полученными ранее для других дикарбоксилатов и манделатов триарилсурьмы [1,3,12]. Кроме того, эти соединения проявляют умеренную цитотоксичность: IC₅₀(M) находятся в диапазоне 30.63-44.68 мкМ.

Для исследования активности карбоксилатов триарилсурьмы in vivo в отношении к клинически значимой форме паразитов - амастиготам - были отобраны I-V с индексами селективности от 2.5 и выше. Анализ заражения макрофагов J774 амастиготами лейшманий выполнялся по стандартной методике [13].

Все соединения эффективны в отношении амастигот L. major, о чем свидетельствует снижение процента макрофагов, инфицированных амастиготами, по сравнению с положительным контролем. На фиг. 3 показан процент макрофагов, инфицированных амастиготами, после обработки соединениями I-V. Примечательно, что соединения III и IV продемонстрировали наибольшую активность, сравнимую с активностью AmpB.

Предыдущие исследования показали, что для манделатов трифенилсурьмы и ацетатов тритолил- и трифенилсурьмы процентные значения инфицированных клеток лежат в диапазоне 7.75-40.50% [1,13]. Соединения I-V показали аналогичную эффективность. Процент макрофагов, инфицированных амастиготами при добавлении карбоксилатов три(п-толил)сурьмы I-III составил 10.75%-32.00%, трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы IV, V - 18.00%, 42.00% соответственно.

Таким образом, впервые синтезированы бис(пентафторбензоато)три(п-толил)сурьма p-Tol₃Sb[OC(O)C₆F₅]₂ (I), бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)три(п-толил)сурьма p-Tol₃Sb[OC(O)C₆HF₄-2,3,4,5]₂ (II), бис(гептафторбутилато)три(п-толил)сурьма p-Tol₃Sb[OC(O)CF₂CF₂CF₃]₂ (III) и бис(3,3,3-трифторпропионато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма (5-Br-2-MeO-C₆H₃)₃Sb[OC(O)CH₂CF₃]₂ (VI), обладающие противолейшманиозной активностью. Впервые исследована антилейшманиозная активность полученных соединений, а также таких комплексов как бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма (IV), бис(бромдифторацетато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма (V), бис(гептафторбутилато)трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьма (VII). Имеющиеся опасения по поводу развивающейся резистентности паразитов L. major к известным лекарственным препаратам, в том числе и к амфотерицину В и наличие сопоставимых с ним результатов по эффективности комплексов в отношении промастигот и амастигот L. major подчеркивают потенциал этих комплексов как кандидатов для дальнейших клинических испытаний.

Литература

1. Duffin R. N., Blair V. L., Kedzierski L., Andrews P. C. J. Inorg. Biochem., 2018, 189 (V), 151. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2018.08.015.

2. Duffin R. N., Blair V. L., Kedzierski L., Andrews P. C. Dalt. Trans., 2018, 47 (3), 971. doi: 10.1039/c7dt04171c.

3. Artem’eva E. V., Duffin R. N., Munuganti S., Efremov A. N., Andrews P. C., Sharutina O. K., Sharutin V. V. Polyhedron, 2022, 213 115627. doi: 10.1016/J.POLY.2021.115627.

4. Herwaldt B. L. Lancet, 1999, 354 (9185), 1191. doi: 10.1016/S0140-6736(98)10178-2.

5. Oryan A., Akbari M. Asian Pac. J. Trop.Med., 2016, 9 (10), 925. doi: 10.1016/J.APJTM.2016.06.021.

6. https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/leishmaniasis.

7. Aronson N., Herwaldt B. L., Libman M., Pearson R., Lopez-Velez R., Weina P., Carvalho E. M., Ephros M., Jeronimo S., Magill A. Clin. Infect. Dis., 2016, 63 (12), E202. doi: 10.1093/CID/CIW670.

8. Zhu Y., Yao X., Long J., Li R., Liu Y., Yang Z., Zheng X. Nat. Prod. Commun., 2019, 14 (9), 1934578X1987892. doi: 10.1177/1934578x19878921.

9. Luker T., Alcaraz L., Chohan K.K., Blomberg N., Brown D.S., Butlin R.J., Elebring T., Griffin A.M., Guile S., St-Gallay S., Swahn B.M., Swallow S., Waring M.J., Wenlock M.C., Leeson P. D. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2011, 21 (19), 5673. doi: 10.1016/J.BMCL.2011.07.074.

10. Portas A. D. S., Miguel D. C., Jenicer K. U. Y. Y., Uliana S. R. B., Espósito B. P. J. Biol. Inorg. Chem., 2012, 17 (1), 107. doi: 10.1007/S00775-011-0834-3/TABLES/3.

11. Артемьева Е.В., Шарутина О.К., Шарутин В.В., Буланова А.В. Журнал Неорганической Химии, 2020, 65 (1), 25. doi: 10.31857/s0044457x20010031.

12. Ali M.I., Rauf M.K., Badshah A., Kumar I., Forsyth C.M., Junk P.C., Kedzierski L., Andrews P.C. Dalt. Trans., 2013, 42 (48), 16733. doi: 10.1039/c3dt51382 c.

13. Duffin R.N., Blair V.L., Kedzierski L., Andrews P.C.J. Inorg. Biochem., 2020, 203110932. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2019.110932.

Изобретение относится к биологически активным веществам класса карбоксилатов триарилсурьмы, а именно применению бис(пентафторбензоато)три(п-толил)сурьмы формулы (I) или бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)три(п-толил)сурьмы формулы (II) в качестве вещества, обладающего противолейшманиозной активностью. Выявлена активность соединений (I), (II) в отношении паразитов L. major, что позволяет расширить спектр веществ, обладающих противолейшманиозной активностью. 3 ил., 1 табл., 2 пр.

Применение бис(пентафторбензоато)три(п-толил)сурьмы формулы

(I)

или бис(2,3,4,5-тетрафторбензоато)три(п-толил)сурьмы формулы

(II)

в качестве вещества, обладающего противолейшманиозной активностью.