ВОДОРАСТВОРИМЫЙ ЦИС-S,S-КОМПЛЕКС ДИАЦЕТАТ[ДИ-1,6-(3,5-ДИМЕТИЛИЗОКСАЗОЛ-4-ИЛ)-2,5-ДИТИАГЕКСАН]ПАЛЛАДИЯ(II), ПРОЯВЛЯЮЩИЙ ИНГИБИРУЮЩУЮ АКТИВНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ ФЕРМЕНТА α-АМИЛАЗА
WATER-SOLUBLE CIS-S, S-COMPLEX DIACETATE [DI-1,6- (3,5-DIMETHYLISOXAZOL-4-YL) -2,5-DITHIAHEXANE] PALLADIUM (II), HAVING INHIBITORY ACTIVITY ON THE ENZYME Α-AMYLASE

Предлагаемое изобретение относится к области новых водорастворимых средств, обладающих ингибирующей активностью в отношении фермента α-амилаза, конкретно, к способу получения водорастворимого цис-S,S-комплекса диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) формулы (1):
Водорастворимый цис-S,S-комплекс диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) обладает свойством ингибирования фермента α-амилазы. Подобные соединения могут найти применение в качестве пероральных сахароснижающих препаратов, которые конкурентно ингибируют ферменты желудочно-кишечного тракта, принимающие участие в расщеплении и всасывании углеводов [Паньков В.И. Новые терапевтические возможности управления сахарным диабетом 2-го типа: опыт применения Воглибоза // Международный эндокринологический журнал, 2014, 6(62), С. 102-105].
Известен комплекс палладия(II) (2) [У.М. Джемилев, В.А. Катаев, В.Р. Ахметова, Р.А. Галимова, A.M. Галимова, Н.С. Ахмадиев, Р.А. Хисамутдинов. Хелатный цис-S,S-комплекс дихлорди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан палладия(II), проявляющий гепатопротекторную активность. Патент РФ 2612131. Опубликовано: 02.03.2017. Бюл. №7; V.R. Akhmetova, R.A. Galimova, N.S. Akhmadiev, A.M. Galimova, R.A. Khisamutdinov, G.M. Nurtdinova, E.F. Agletdinov, V.A. Kataev. Synthesis of bis(isoxazol-4-ylmethylsulfanyl)alkanes and some metal complexes as a hepatoprotective agents // Adv. Pharm. Bull, 2018, 8(2), 267-275] проявляющий гепатопротекторную активность и обладающий низкой степенью токсичности (1240 мг/кг). Известный комплекс палладия(II) (2) не проявляет ингибирующей активности по отношению к ферменту α-амилаза.
Известен ингибитор α-амилазы на основе олигосахаридов (3) (Акарбоза), получаемый путем ферментации с помощью микроорганизмов штамма Actinoplanes utahensis [Acarbose - Compound Summary. PubChem. Open chemistry database. Режим доступа https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/444254#section=Top], тормозящий переваривание и всасывание углеводов в тонкой кишке и, как следствие, сокращающий рост концентрации глюкозы в крови после употребления углеводсодержащей пищи. Недостатком данного препарата служат отсутствие препаративных методов его синтеза и побочные реакции организма, а также низкая биодоступность препарата.
Известен ингибитор α-амилазы на основе иминосахара (2R,3R,4R,5S)-1-(2-гидроксиэтил)-2-(гидроксиметил)пиперидин-3,4,5-триола (4) (Миглитол) [Реестр лекарственных средств России. Энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента. Миглитол (Miglitol). Режим доступа https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_2618.htm], являющийся пероральным антидиабетическим препаратом, замедляющий расщепление ди-, олиго- и полисахаридов до глюкозы. Недостатком данного препарата является его всасывание кишечником.
Известен ингибитор α-амилазы [A.S. Dabhi, N.R. Bhatt, M.J. Shah. Voglibose: an alpha glucosidase inhibitor // J. Clin. Diagn. Res., 2013, V 7(12), 3023-3027] (1S,2S,3R,4S,5S)-5-(1,3-дигидроксипропан-2-иламино)-1-(гидроксиметил)циклогексан-1,2,3,4-тетрол (5) (Воглибоза), являющийся конкурентным ингибитором α-глюкозидазы и используемый для снижения уровня глюкозы в крови после приема пищи у людей с сахарным диабетом. Существенным недостатком данного препарата является многостадийный метод его синтеза [Т. Shogaki, Т. Kakita, S. Yagi. Process for preparation of voglibose. Patent US, no. US 20050165257 A1, 2005].
Известен синтетический ингибитор α-амилазы (прототип) [Maksimov V., Zaynullin R., Akhmadiev N., Segura-Ceniceros E.P., Martinez Hernandez J.L., Bikbulatova E., Akhmetova V., Kunakova R., Ramos R., Ilyina A. Inhibitory effect of 4,4'-[ethane-1,2-diylbis(sulfandiylmethanediyl)]bis(3,5-dimethyl-1H-pyrazole) and its derivatives on alpha-amylase activity // Med. Chem. Res., 2016, 25, 1384-1389] 4,4'-[этан-1,2-диилбис(сульфандиилметандиил)]бис(3,5-диметил-1H-пиразол) (6), получаемый реакцией формальдегида с 1,2-этандитиолом и 2,4-пентандионом в присутствии катализатора NiCl2⋅6Н2О с последующим добавлением гидразингидрата в среде метанола в течение 3 ч по схеме:
Существенным недостатком известного ингибитора фермента α-амилазы формулы (6) является ограниченная растворимость в воде.
Задачей изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ выявлением ингибирующей активности в отношении фермента α-амилаза у нового водорастворимого средства.
Технический результат достигается тем, что в качестве водорастворимого средства, обладающего ингибирующей активностью в отношении фермента а-амилаза, предлагается водорастворимый цис-S,S-комплекс диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) формулы (1).
Заявляемое соединение формулы (1) синтезируют взаимодействием 1,2-бис[сульфанилметил(3,5-диметилизоксазол-4-ил)]этана с ацетатом палладия(II) (Pd(CH3COO)2) в среде ацетонитрила при мольном соотношении 1,2-бис[сульфанилметил(3,5-диметилизоксазол-4-ил)]этан : Pd(CH3COO)2, равном 1:1, при температуре 20°С и атмосферном давлении в течение 4 ч согласно методике [N.S. Akhmadiev, E.S. Mescheryakova, R.A. Khisamutdinov, A.N. Lobov, M.F. Abdullin, A.G. Ibragimov, R.V. Kunakova, V.R. Akhmetova. Synthesis, structure and catalytic activity of novel five-membered Pd(II) and Pt(II) metallaheterocycles based on 1,2-bis(3,5-dimethylisoxazol-4-yl-methylsulfanyl)ethane // J. Organomet. Chem., 2018, 872, 54-62]. 1,2-Бис[сульфанилметил(3,5-диметилизоксазол-4-ил)]этан синтезирован по методике [В.Р. Ахметова, Н.С. Ахмадиев, Е.С. Мещерякова, Л.М. Халилов, А.Г. Ибрагимов. Многокомпонентный синтез и биологическая активность (сульфанилалкил)-замещенных азагетероциклов. ХГС, 2014, №5, 806-815].
Выход водорастворимого цис-S,S-комплекса диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) формулы (1) составляет 73%. Реакция протекает по схеме:
Водорастворимый цис-S,S-коиплекс диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) формулы (1) образуется только с участием бис[сульфанилметил(3,5-диметилизоксазол-4-ил)]этана и Pd(CH3COO)2, взятыми в мольном соотношении 1:1.
Пример получения цис-S,S-комплекса диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) (1).
В стеклянном сосуде при перемешивании и температуре 20°С растворяют 0.06 г (0.28 ммоль) ацетата палладия(II) в 15 мл ацетонитрила, прибавляют 0.09 г (0.28 ммоль) 1,2-бис[сульфанилметил(3,5-диметилизоксазол-4-ил)]этана и перемешивают при комнатной температуре (~20°С) в течение 4 ч. Образовавшийся осадок фильтруют через бумажный фильтр (синяя лента), промывают ацетонитрилом, высушивают без нагревания на воздухе и получают 0.11 г (73%) цис-S,S-комплекса диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) (1).
Хелатный цис-S,S-комплекс диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II).
Порошок светло-желтого цвета. Спектр ЯМР 1Н (δ, м.д., J, Гц): 1.77 (с, 6Н, 2 СН3 (28,29)); 2.22 (с, 6Н, 2 СН3 (13,27)); 2.43 (с, 6Н, 2 СН3 (6,26)); 2.69 и 2.92 (м, 2 СН2 (9,10)); 4.14 и 4.46 (м, 2 СН2 (7,14)). ESI, m/z (%): 537 (100) [М+Н]+. Спектральные характеристики соединения формулы (1) соответствуют литературным данным [N.S. Akhmadiev, E.S. Mescheryakova, R.A. Khisamutdinov, A.N. Lobov, M.F. Abdullin, A.G. Ibragimov, R.V. Kunakova, V.R. Akhmetova. Synthesis, structure and catalytic activity of novel five-membered Pd(II) and Pt(II) metallaheterocycles based on 1,2-bis(3,5-dimethylisoxazol-4-yl-methylsulfanyl)ethane // J. Organomet. Chem., 2018, 872, 54-62].
Выявление амилолитической активности термостабильной α-амилазы микробного происхождения соединения формулы (1) проведено с использованием ферментного препарата α-амилазы Termamyl SCDS компании Novozymes. Определение необходимой концентрации рабочего раствора ферментного препарата проводилось по методике [ГОСТ Р 54330-2011 «Ферментные препараты для пищевой промышленности. Методы определения амилолитической активности. - М.: Стандартинформ, 2012. - 14 с.]. Метод основан на гидролизе крахмала ферментами амилолитического комплекса до декстринов различной молекулярной массы.
За единицу активности амилолитического фермента принято такое количество фермента, которое в строго определенных условиях температуры, рН и времени действия катализирует до декстринов различной молекулярной массы 1 г растворимого крахмала, что составляет 30% от введенного в реакцию.
С выбранной концентрацией фермента была проведена серия осахариваний растворов крахмала различной концентрации для определения зависимости начальной скорости ферментативной реакции от начальной концентрации субстрата. Для большей точности и удобства представления зависимости начальной скорости от начальной концентрации субстрата отображаются на графиках в обратных координатах 1/V0 и 1/S0, где зависимость приобретает линейный характер.
На графике Лайнуивера-Берка точка пересечения прямой с осью ординат будет иметь значение, равное обратной величине максимальной скорости реакции 1/Vmax.
Полученные значения начальных скоростей и расчетные значения 1/So и 1/Vo для графиков в обратных координатах сведены в таблицу.
Как видно из рис. 1, наклоны тренда прямой зависимости концентрации крахмала от времени отличаются в контрольном и опытном варианте, из чего следует, что в присутствии комплекса палладия(II) (1) скорость ферментативного расщепления значительно снижается по сравнению с исходной скоростью. На рис. 2 представлен график в обратных двойных координатах Лайнуивера-Берка. По характеру расположения кривых было установлено, что цис-S,S-комплекс диацетат[ди-1,6-(3,5-диметилизоксазол-4-ил)-2,5-дитиагексан]палладия(II) формулы (1) является конкурентным ингибитором.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что соединение (1) может быть использовано в качестве средства с ингибирующей активностью в отношении фермента α-амилаза.
Существенные отличия предлагаемого способа.
Соединение (1) является эффективным водорастворимым средством, проявляющее ингибирующую активность в отношении фермента α-амилаза. В отличие от известных средств синтез соединения (1) осуществляется в одну препаративную стадию исходя из доступных средств.