Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

THE LIPOPHILICITY CONSTANT OF N–ARYLSUBSTITUTED DERIVATIVES OF ANTHRANILIC ACID IN STUDYING OF RELATIONSHIP STRUCTURE – ANTI-INFLAMMATORY ACTIVITY

Korkodinova L.M. 1 Andryukov K.V. 1 Veykhman G.A. 1 Endaltseva O.S. 1 Vizgunova O.L. 1
1 Perm state pharmaceutical academy
Определены константы липофильности 7 соединений ряда N-арилзамещенных производных антранило-вой кислоты спектрофотометрическим методом в системе октанол-вода. Проведен регрессионный анализ и получено 3 корреляционных уравнения, связывающих константы липофильности с экспериментально определенной противовоспалительной активностью (ПВАэксп), из которых значимыми являются уравне-ния линейной и логарифмической зависимостей. С целью проверки пригодности составленных корреля-ционных уравнений для прогнозирования ПВА, экспериментально определены константы липофильно-сти 3 новых соединений. Рассчитаны теоретические значения противовоспалительного действия с ис-пользованием полученных уравнений. Определена ПВАэксп исследуемых 3 соединений, которые по ре-зультатам биологических испытаний являются активными. Для проведения оценки прогнозирования ПВА вычислены доверительные интервалы прогноза у составленных зависимостей. По итогам оценки качества прогноза, можно сделать вывод, что рассчитанные уравнения могут быть использованы в дальнейших исследованиях для поиска активных соединений с противовоспалительным действием в ряду N- арилзамещенных производных антраниловой кислоты.
The lipophilicity constants of 7 substances of N–arylsubstituted derivatives of anthranilic acid by a spectrofoto-metric method in system octanol-water are defined. It is transacted the analysis of regression and 3 correlation equations connecting the lipophilicity constants with experimentally defined anti-inflammatory activity (AIAexp) are received, from which the equations of linear and logarithmic dependences are significant. For the purpose check of suitability of the made correlation equations for prediction of AIA, the lipophilicity constants of 3 sub-stances are experimentally defined. Values of anti-inflammatory action with use of the made equations are theo-retically calculated. It is experimentally defined AIAexp of investigated 3 substances which by results of biological tests are active. Following the results of an estimation of quality of the prediction it is possible to draw a conclu-sion, that the calculated equations can be used in the further researches for search of active substances with anti-inflammatory action among of N–arylsubstituted derivatives of anthranilic acid.
structure-activity.
anti-inflammatory activity
a lipophilicity constant (logP)
N- arylsubstituted derivatives of anthranilic acid

Исследование липофильных свойств биологически активных веществ играет важную роль в изучении связи структура – активность [5]. Липофильность влияет на проникновение биологически активных веществ через клеточные мембраны и является одним из ключевых детерминантов фармакокинетических свойств, значения которого позволяют предсказывать биологическую активность веществ. Характеристика распределения органических веществ в двухфазной системе октанол/вода – липофильность (log P) является физико-химическим параметром, который характеризует способность транспорта лекарственных веществ через клеточные мембраны [6, 8], определяя их абсорбцию и распределение в различных системах организма [3].

Цель данной работы заключается в установлении количественной зависимости между экспериментально определенными константами липофильности (logPэксп) и величиной противовоспалительной активности (ПВА). Объектом исследования являются производные антраниловой кислоты, при атоме азота которых содержатся ацильные или бензильный заместители, под общим названием N–арилзамещенные производные антраниловой кислоты (7 соединений).

X=H, R1=OH, R2= CH2C6H5 (I); X=Br, R1=NH2, R2= COC6H4 (2-COOH) (II); X= I, R1= NHCH2C6H5, R2= COCH2C6H5 (III); X= I, R1= NHCH2CH2OH, R2= COCH2C6H5 (IV); X=I, R1= NHCH2CH2OH, R2= COC6H5 (V); X=I, R1= NHCH3, R2= COC6H5 (VI); X=I, R1= NHCH2CH2OH, R2= CO(2-фурил) (VII).

Для изучения количественной зависимости фармакологического действия от физико-химических свойств соединений экспериментально определены величины коэффициента распределения октанол–вода (log Pэксп) спектрофотометрическим методом [4, 7]. Полученные результаты и их метрологические характеристики (S – стандартное отклонение среднего результата, ±∆ logP средний и – значение относительной погрешности среднего результата при уровне значимости (α=0,05)) для 7 соединений этого ряда (I – VII), приведены в таблице 1. Значения log Pэксп лежат в интервале от 1,81 до 2,85.

Для исследования связи структура – противовоспалительная активность использовали значения ПВАэксп (%) определенные через 4 часа, а для соединений ПВАэксп которых определено через 3 и 5 часов, среднее значение (таблица 1).

Таблица 1

Противовоспалительная активность и константы липофильности N– арилзамещенных производных антраниловой кислоты (I – VII)

Соединение

Метрологические характеристики logPэксп

ПВАэксп, %

logPэксп

средний

S

±∆ logPэксп

средний

I

2,46

0,0208

0,09

2,10

13,50

II

1,81

0,0291

0,13

3,98

59,95

III

2,85

0,0361

0,16

3,14

12,90

IV

2,45

0,0120

0,05

1,22

11,50

V

2,78

0,0273

0,12

2,44

21,30

VI

2,68

0,0233

0,10

2,16

32,70

VII

2,60

0,0219

0,09

2,09

25,10

С целью установления корреляционной зависимости между константой липофильности и ПВАэксп был проведен регрессионный анализ с использованием программы Statistica 6. В результате составлены три уравнения линейной, логарифмической и полиномиальной регрессии (таблица 2). На основании вычисленного значения р (при α=0,05) и критериев Фишера и Стьюдента значимыми являются уравнения 1 и 2.

Таблица 2

Корреляционные уравнения взаимосвязи констант липофильности с ПВАэксп

Корреляционное уравнение

N

R

F

t

р

1

ПВАэксп = 119,204 – 37,293 × logP

7

0,755

6,67

3,25

0,049

2

ПВАэксп = 105,521 – 202,064 × log (logP)

7

0,783

7,93

3,65

0,037

3

ПВАэксп = 460,797 – 340,994 × log P +

+ 65,666 × log P2

7

0,866

6,00

2,25

0,062

Для того чтобы проверить прогнозирующую способность составленных регрессионных уравнений, определены значения logPэксп трёх новых соединений из ряда N- арилзамещенных производных антраниловой кислоты (VIII – X) (таблица 3), которые были использованы для расчёта ПВА с помощью уравнений 1 и 2.

X=Br, R1=NH2, R2= COC6H5 (VIII); X=Br, R1=NH2, R2= COC6H4(4-NO2) (IX); X=H, R1=OH, R2= COC6H4(2, 4–Cl2) (X).

Таблица 3

Константы липофильности N-арилзамещенных производных антраниловой кислоты

(VIII – X)

Соединение

Метрологические характеристики logPэксп

logPэксп

средний

S

±∆ logPэксп

средний

VIII

2,09

0,0176

0,08

2,09

IX

1,56

0,0273

0,12

4,34

X

2,07

0,0219

0,09

2,63

Полученные результаты ПВАрассч и доверительные интервалы среднего предсказанного значения (Δ ПВАрассч) приведены в таблице 4. Доверительный интервал среднего предсказанного значения рассчитывали по формуле 1 [1]:

Δ ПВАрассч = t0,05 (n-k) × S × (1)

где, t0,05 – коэффициент Стьюдента при уровне значимости (α=0,05);

n – число наблюдений в уравнении (n=7);

k – число оцениваемых параметров регрессионной модели (k=2);

m – независимая переменная, используемая в уравнении регрессии (logP);

S – среднее квадратичное отклонение ошибок наблюдений;

– значение независимой переменной (log P), используемой в расчётах;

– среднее значение независимой переменной (log P), входящей в расчётную модель;

– сумма квадратов отклонений независимой переменной (log P), используемой в расчётной модели.

Теоретически рассчитанные величины ПВА соединений (VIII–X) подтверждены экспериментальными данными, которые приведены в таблице 4.

Таблица 4

Теоретически рассчитанные и экспериментальные значения ПВА N-арилзамещенных производных антраниловой кислоты (VIII–X)

Соединение

уравнение 1

уравнение 2

ПВАэксп, %

ПВАрассч

∆ ПВАрассч

ПВАрассч

∆ ПВАрассч

VIII

41,26

23,35 – 59,17

40,83

23,82 – 57,85

38,75

IX

61,03

41,68 – 80,38

66,50

48,12 – 84,88

46,15

X

42,01

24,04 – 59,97

41,67

24,61 – 58,74

52,20

По расчётам процент торможения каррегинового отёка составил свыше 30 %. Экспериментально определенные значения ПВА для соединений VIII–X находятся в интервале 38,75 – 52,20 %.

Таким образом, можно сделать вывод, что рассчитанные уравнения могут быть использованы в дальнейших исследованиях для поиска активных соединений с противовоспалительным действием в ряду N-арилзамещенных производных антраниловой кислоты.

Экспериментальная часть

Экспериментальное определение величин констант липофильности N-арилзамещенных производных антраниловой кислоты проводилось спектрофотометрическим методом в системе октанол – вода [4, 7]. Полученные результаты и их метрологические характеристики (S – стандартное отклонение среднего результата, ±∆ logP средний и – значение относительной погрешности среднего результата при уровне значимости (α=0,05)) для 10 соединения этого ряда (I–X), приведены в таблицах 1 и 3.

Противовоспалительное действие соединений (I–X) (таблицы 1 и 4) исследовали на белых нелинейных крысах массой 200–220 г на модели каррагенинового отёка. Изучаемые вещества вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг в виде водной суспензии, стабилизированной твином–80, за 1 ч до инъекции флогогена. Крысам контрольной серии вводили эквивалентное количество раствора твина. В качестве препарата сравнения использовали ортофен, который вводили из расчёта 10 мг/кг в условиях, аналогичных описанным для тестируемых соединений. Объем лап животных измеряли онкометрически до и через 3, 4 и 5 ч после инициации воспаления [2]. Эффект оценивали по уменьшению прироста отека лап в сравнении с контрольной группой крыс.

Рецензенты:

Михайловский А. Г., д-р фармац. наук, профессор, зав. кафедрой неорганической химии, ГБОУ ВПО ПГФА Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь.

Ярыгина Татьяна Ивановна, д-р фармац. наук, профессор кафедры фармацевтической химии очного факультета ГБОУ ВПО ПГФА Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь.

Степанова Элеонора Федоровна, д-р фармац. наук, профессор кафедры ГОУ ВПО Пятигорской фармацевтической академии, Росздраватехнологии лекарств, г. Пятигорск.