Σύνθεση και φαρμακοχημική μελέτη νέων πυραζολινικών παραγώγων με πιθανή αντιφλεγμονώδη δράση. Εφαρμογή της μεθόδου Qsar:
Creators: name: Μαντζανίδου, Μάρθα Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: Χαλκόνες
Πυραζολίνες
Αντιφλεγμονώδης δράση
Αναλγητική δράση
Αντιοξειδωτική δράση
Ποσοτικές σχέσεις δομής δράσης
Chalcones
Pyrazolines
Anti-inflammatory action
Analgesic activity
Anti-oxidant action
Quantitative structure
Activity relationships

description: Οι χαλκόνες (1) αποτελούν μια ομάδα χημικών ενώσεων με ποικιλότητα βιολογικών δράσεων. Μερικές από τις δράσεις αυτές είναι η αντιφλεγμονώδης δράση, η παγίδευση και εξουδετέρωση ελευθέρων ριζών καθώς και η αναστολή της δράσης διαφόρων ενζύμων που εμπλέκονται στο φαινόμενο της φλεγμονής. Οι ενώσεις αυτές παρουσιάζουν συνθετικό ενδιαφέρον ως τελικά, αλλά και ως ενδιάμεσα προϊόντα. Η μελέτη της βιβλιογραφίας έδειξε ότι πυραζολίνες (2) και παράγωγα τους σχετίζονται με αντιφλεγμονώδη συμπεριφορά.Μετά από επισκόπηση της βιβλιογραφίας έγινε επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων που αφορούν χαλκόνες και πυραζόλια με τη βοήθεια του προγράμματος C-QSAR της Biobyte για την εξαγωγή ποσοτικών σχέσεων που θα αποτελέσουν το εφαλτήριο για το μελλοντικό σχεδιασμό και σύνθεση αποτελεσματικότερων ενώσεων. Έτσι, προχωρήσαμε στη σύνθεση μίας σειράς πυραζολινικών παραγώγων (ακετυλιωμένων ή μη) από χαλκόνες που φέρουν τον ινδολικό πυρήνα ή εναλλακτικά ναφθυλο-υποκατάσταση. Η σύνθεση των αντιστοίχων χαλκονών στηρίζεται στην αντίδραση Claisen-Schmidt μεταξύ μιας αλδεΰδης και μιας κατάλληλα υποκατεστημένης κετόνης και αποτελεί ουσιαστικά μια «μικτή» ή «διασταυρούμενη» αλδολική συμπύκνωση. Τα προϊόντα είναι έγχρωμα και παραλαμβάνονται σε ικανοποιητικές αποδόσεις. Η σύνθεση των τελικών παραγώγων πυραζολίου και πυραζολινών ακολουθεί τη συμπύκνωση Michael και κυκλοποίηση με υδατούχο υδραζίνη , υπό την παρουσία οξικού οξέος. Όπως διαφαίνεται, οι ενώσεις mm1, mm2, mm4 και mm5 είναι πυραζολίνες, ενώ οι mm3, mm7, mm8 και mm9 είναι παράγωγα πυραζολίου. Διαπιστώθηκε ότι μόνο τα παράγωγα πυραζολίου ακετυλιώθηκαν. Οι δομές των ενώσεων επιβεβαιώνονται με τις στοιχειακές τους αναλύσεις και φασματοσκοπικά (UV, IR, 1H-NMR, 13C-NMR, LC/MS ESI+).Οι ενώσεις γενικά παραλαμβάνονται πλην εξαιρέσεων με καλή ως πολύ καλή απόδοση από 68-100%.Eφαρμόστηκε το πρόγραμμα Silicon Graphics (Spartan) για εξαγωγή φυσικοχημικών ιδιοτήτων και απεικονίσεων. Η λιποφιλικότητα είναι μια φυσική ιδιότητα που καθορίζει την απορρόφηση, κατανομή, δράση και απέκκριση των μορίων.Οι τιμές λιποφιλικότητας των ενώσεων υπολογίστηκαν με τη θεωρητική υπολογιστική μέθοδο ClogP και πειραματικά με τη μέθοδο χρωματογραφίας ανάστροφης φάσης σαν τιμές RM. Οι ενώσεις μελετήθηκαν με τη βοήθεια πειραμάτων in vitro και in vivo για τη δράση τους ως αντιφλεγμονώδη, αντιοξειδωτικά, αναλγητικά. Ειδικότερα οι ενώσεις δοκιμάστηκαν στα παρακάτω πειράματα:Πειραματικές δοκιμασίες in vitro:I. Αλληλεπίδραση των ενώσεων με την ελεύθερη σταθερή ρίζα του 1,1-διφαινυλο-πικρυλυδραζυλίου (DPPH)II. Αλληλεπίδραση των ενώσεων με την κατιονική ρίζα του 2,2’- διαζω-3- αιθυλο- βενζοθειαζολινο- σουλφονικού οξέος [2,2’-Azinobis(3-ethylbenzοthi-azolinesulfonic acid) diammonium salts, ABTS+.]III. Aναστολή της υπεροξείδωσης του λινελαϊκού οξέοςIV. Aναστολή του ενζύμου λιποξυγονάση φυτικής προέλευσης (από σόγια)Βιολογικές δοκιμασίες in vivo. Μελέτη αντιφλεγμονώδους και αναλγητικής δράσης των ενώσεων:I. Αναστολή της εμφάνισης του οιδήματος του άκρου ποδός επίμυα που προκαλείται από την ενδοδερμική χορήγηση της καρραγενίνηςII. Δοκιμασία αναλγησίας (Writhing Test)III. Αναστολή της πειραματικής αρθρίτιδας επαγόμενης από το ανοσοενισχυτικό του Freund (AID)Ως προς τις παραπάνω σειρές πειραμάτων, διαπιστώνουμε ότι όλες οι ενώσεις έδειξαν να αλληλεπιδρούν μέτρια-ικανοποιητικά με τη σταθερή ελεύθερη ρίζα DPPH σε σχέση με την συγκέντρωση και το χρόνο (mm2, mm3 και mm7, -60% αναστολή). Επιλεγμένες ενώσεις (mm4, mm5) έδειξαν μέτρια αντιοξειδωτική δράση στην αντίδραση με ABTS+..Όλες οι ενώσεις παρουσίασαν ισχυρή αναστολή της λιπιδικής υπεροξείδωσης (78-100%). Δύο ενώσεις παρουσιάζουν ενδιαφέρουσα ανασταλτική δράση στην LOX φυτικής προέλευσης και ιδιαίτερα η mm8. Oι ενώσεις αναστέλλουν το οίδημα που προκαλείται από καρραγενίνη (16-63%) με μεγαλύτερη αναστολή αυτή της ένωσης mm4 με τιμή 63%. Η αναλγητική δράση συσχετίζεται με την αντιφλεγμονώδη. Επίσης, η ένωση mm4 φαίνεται να αναστέλλει την εκδηλωμένη AID. Γίνεται προσπάθεια i) να συσχετισθούν ποσοτικά τα in vitro / in vivo αποτελέσματα με τις σημαντικότερες φυσικοχημικές ιδιότητες των δομικών στοιχείων των μορίων και ii) να διευκρινισθεί η συσχέτιση των δράσεων μεταξύ τους ώστε να προταθεί ένας πιθανός μηχανισμός δράσης.
description: Chalcones (1) constitute an extended chemical group with numerous biological actions, such as the anti-inflammatory action, the scavenging and destruction of free radicals and the inhibition of several enzymes which participate in inflammation. These compounds are attributed with synthetic value as final products as well as intermediates.Bibliography revealed that pyrazolines (2) and their derivatives are compatible with anti-inflammatory activity.After careful estimation of the so far conducted research, evaluation and examination of data that refer to chalcones and pyrazolines was carried out using C-QSAR Biobyte Programme, in order to exclude basic quantitative relationships that may contribute to the design and synthesis of new compounds in future. So, we proceeded with the synthesis of a new series of pyrazolines’ derivatives (acetylated and non-acetylated) from chalcones that are substituted at position-5 by indolic group or napthyl group.The synthesis of chalcones was accomplished according to Claisen-Schmidt condensation between an aldehyde and a suitably substituted ketone. All products were received in good yields and were colored. Claisen-Schmidt condensation was followed by the Michael condensation and cyclisation with hydrazine hydrate in the presence of glacial acetic acid resulted into related compounds. As observed, compounds mm1, mm2, mm4 and mm5 are pyrazolines, while mm3, mm7, mm8 and mm9 are pyrazole derivatives. Nevertheless, only pyrazole derivatives were acetylated.The structures of compounds are confirmed by UV, IR, 1H-NMR, 13C-NMR, MS and elemental analysis. Compounds are received in good yields generally (68-100%). Lipophilicity remains a physical property that affects absorbance, distribution, action and excretion of molecules. Lipophilicity values of derivatives were calculated theoretically by ClogP method and experimentally by reversed chromatography method as values RM.Furthermore, Silicon Graphics (Spartan) Programme was applied for extraction of physicochemical properties and depictions. The synthesized compounds were screened for detailed free radical scavenging ability, in vitro lipoxygenase inhibition and lipid peroxidation inhibition studies and in vivo anti-inflammatory and analgesic activity in assays mentioned below: Pharmacochemical evaluations in vitro:I. DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging assay II. ABTS+.[2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazolinesulfonic acid)] radical scavenging assay III. Inhibition of lipid peroxidation using AAPH [2,2’-azobis-2-methyl-propanimidamide]IV. Soybean lipoxygenase inhibition assay Biological experiments in vivo. Anti-inflammatory and analgesic evaluation:I. Inhibition of the carrageenin-induced paw edema (CPE)II. Analgesic activity (Writhing Test)III. Inhibition of adjuvant induced disease (AID) According to the referred experiments, we estimate that all compounds interact with the stable free radical DPPH average to normal, in correlation with time and concentration (mm2, mm3 και mm7, -60% inhibition). Selected compounds (mm4, mm5) emerged with medium anti-oxidant capability in ABTS+. free radical scavenging assay. All compounds strongly inhibited lipid peroxidation (78-100%).Two derivatives restricted soybean lipoxygenase action in good amounts and mainly mm8 compound. Additionally, compounds successfully inhibited carrageenin-induced paw edema (CPE) in good portions (16-63%), while mm4 compound provoked the greatest inhibition in the same experiment at a value of 63%. Analgesic action seems to be related to the anti-inflammatory one. Finally, mm4 compound reacts positively in reference to adjuvant induced disease.Efforts are conducted for extracting a) quantitative correlations from the in vitro/ in vivo results with physicochemical properties of substituents and b) a possible mechanism of action.