Biological activity of new 6-[(1-naphthylmethyl)thio)]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines

Cover Page

Cite item

Abstract

Topicality. This article presents the results of the study of the biological activity of newly synthesized 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines. The acute toxicity of 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines was determined experimentally on non-linear white male mice with a total weight of 16–20 g. A generation model was used to experimentally evaluate the analgesic activity acetic “writhing” in male mice. It was experimentally confirmed that the new synthesized 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines were non-toxic and had pronounced analgesic activity.

Aim: to study the biological activity of the new synthesized 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines.

Materials and methods. The prediction of the likely types of biological activity was carried out with the use of PASS computer program. The acute toxicity of 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines was determined experimentally on non-linear white male mice. Analgesic activity was established on a model of acetic acid “writhing” in mice.

Results. 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines were classified as non-toxic substances (LD50 — 2000 mg / kg). The analgesic activity of the test compounds was higher than that of the reference drug.

Conclusion. The new synthesized 6-[(1-naphthylmethyl]thio)-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines are non-toxic and have pronounced analgesic activity.

Full Text

Введение

Пиразолопиримидины представляют собой конденсированные гетероциклические системы, структурно напоминающие производные пуринов [5]. Простейшими представителями данного класса соединений являются аллопуринол и его метаболит оксипуринол, активно применяемые в терапии гиперурецемии [8]. Среди пиразолопиримидинов были выявлены вещества, проявляющие противовирусную [9, 6], противомикробную [3, 12], противовоспалительную [10] активности. В последние несколько десятилетий интерес к этим соединения продолжает расти благодаря открытию их противоопухолевой активности [7, 11]. В связи с чем авторы приняли решение о поиске новых пиразоло[3,4-d]пиримидинов и изучении их биологической активности.

Новые 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидины получают взаимодействием 4,6-дихлор-2-[(1-нафтилметил)тио]пиримидин-5-карбальдегида (I) c замещенным бензгидразидом (II) (или замещенным фенилгидразином гидрохлоридом) в тетрагидрофуране при нагревании и перемешивании в течение 10–15 ч. Реакционную массу разбавляют водой и перемешивают. Полученный осадок фильтруют и промывают небольшим количеством воды. Выход продуктов составляет 50–85 % (см. рисунок).

 

Cинтез 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3, 4-d]пиримидинов

Synthesis of 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines

 

Цель работы — изучение биологической активности новых синтезированных 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидинов.

Методы и материалы

На 1-м этапе исследования in vivo полученных соединений был осуществлен прогноз вероятных видов биологической активности с помощью компьютерной программы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances), используя веб-сервис http://pharmaexpert.ru/passonline.

Острую токсичность синтезированных 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидинов определяли на нелинейных белых мышах-самцах массой тела 16–20 г. Животных распределяли на равные части по численности и массе тела в группы, по 5 животных в каждой. 6-[(1-нафтилметил)тио]- 4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидины вводили однократно, внутрибрюшинно в интервале доз от 1 до 2000 мг/кг в виде суспензии в смеси ДМСО – вода (1 : 5) с использованием стабилизатора — твин-80. Выживаемость животных определяли через 24 и 48 ч от момента введения исследуемого соединения. Наблюдения осуществляли в течение 72 ч. Регистрировали развитие основных симптомов и время гибели животных. Расчет среднесмертельных доз LD50 веществ проводили с помощью экспресс-метода В.Б. Прозовского[2] и пробит-анализа по методу Миллера – Тейнтера [1].

Анальгезирующую активность 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидинов устанавливали на модели уксуснокислых «корчей» у мышей-самцов массой 16–20 г. Вещества вводили однократно внутрибрюшинно в дозе 1/10 от LD50, которая составляла 200 мг/кг. Препарат сравнения — метамизол натрия — вводили аналогично в дозе 25 мг/кг. Контрольные животные получали дистиллированную воду. Химическое раздражение вызывали внутрибрюшинным введение 3 % раствора уксусной кислоты. Исследуемые соединения вводили за 40 мин до введения уксусной кислоты. Подсчитывали количество корчей у каждой мыши в течение 20 мин.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета прикладной программы Microsoft Excel и экспресс-метода по Прозовскому [2].

Общая методика синтеза соединений IIIa–c. В круглодонную колбу емкостью 25 мл загружают 0,5 г (1,43 ммоль) 4,6-дихлор-2-[(1-нафтилметил)тио]пиримидин-5-карбальдегида (I) и 10 мл тетрагидрофурана, затем добавляют (1,43 ммоль) замещенный бензгидразид (II) и 0,24 мл триэтиламина (1,72 ммоль). Реакционную смесь кипятят при активном перемешивании. Охлаждают, заливают 30 мл воды и перемешивают в течение 3 ч. В ходе перемешивания происходит перерождение осадка. В результате выпадает осадок почти белого цвета. Смесь отфильтровывают и промывают небольшими порциями воды очищенной.

1-(3-Метоксибензоил)-6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин (IIIa). Кипячение 10 ч. Получен порошок светло-желтого цвета, выход 80 %. Т. пл. 110 °С (разлож.). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 4,60 c (2H, СН2), 4,95 с (3Н, СН3), 6,85 д (1Н, Наром., J = 6,52 Гц), 7,75 д (2Н, Наром., J = 7,03 Гц), 7,84 д (1Н, Наром., J = 8,28 Гц), 7,91 д (2Н, Наром., J = 8,28 Гц), 7,99 д (3Н, Наром., J = 8,03 Гц), 8,24 д (2Н, Наром., J = 7,27 Гц), 8,35 с (1Н, Наром.). Найдено, %: C 62,51; H 3,71; N 12,13; O 6,97.C24H17ClN4O2S. Вычислено, %: C 62,54; H 3,72; N 12,16; O 6,96.

6-[(1-Нафтилметил)тио]-1-(4-хлорбензоил)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин (IIIb). Кипячение 15 ч. Получен cветло-желтый порошок, выход 52 %. Т. пл. 245 °С (разлож.). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 4,62 с (2Н, СН2), 6,85 д (1Н, Наром., J = 7,28 Гц), 7,37–7,41 м (1Н, Наром.), 7,48–7,52 м (2Н, Наром.), 7,76 д (1Н, Наром., J = 6,53 Гц), 7,85 д (1Н, Наром., J = 8,29 Гц), 8,00 д (3Н, Наром., J = 8,03 Гц), 8,22–8,25 м (2Н, Наром.), 10,64 с (1Н, Наром.). Найдено, %: C 59,31; H 3,00; N 12,02; О 3,42. C23H14Cl2N4ОS. Вычислено, %: C 59,36; H 3,03; N 12,04; О 3,44.

1-(4-Метоксибензоил)-6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин (IIIc). Кипячение 10 ч. Получен мелкокристаллический порошок желтого цвета, выход 85 %. Т. пл. 230 °С (разлож.). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 4,62 c (3H, СН3), 4,96 с (2Н, СН2), 6,86 д (1Н, Наром., J = 6,78 Гц), 7,37–7,41 м (1Н, Наром.), 7,48–7,51 м (2Н, Наром.), 7,75 д (1Н, Наром., J = 6,27 Гц), 7,85 д (1Н, Наром., J = 8,28 Гц), 7,92 д (2Н, Наром., J = 8,28 Гц), 7,99 д (3Н, Наром., J = 8,03 Гц), 8,26 с (1Н, Наром.). Найдено, %: C 62,52; H 3,70; N 12,13; O 6,94.C24H17ClN4O2S. Вычислено, %: C 62,54; H 3,72; N 12,16; O 6,96.

Синтез 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлор-2-фенил-2Н-пиразоло[3,4-d]пиримидина (V). В круглодонную колбу емкостью 25 мл загружают 0,5 г (1,43 ммоль) 4,6-дихлор-2-[(1-нафтилметил)тио]пиримидин-5-карбальдегида (I) и 10 мл тетрагидрофурана, затем добавляют 0,21 г (1,43 ммоль) фенилгидразина солянокислого (IV) и 0,44 мл триэтиламина (3,15 ммоль). Реакционную смесь кипятят при активном перемешивании в течение 12 ч. Охлаждают, заливают 30 мл воды и перемешивают в течение 3 ч. В ходе перемешивания происходит перерождение осадка. В результате выпадает осадок почти белого цвета. Смесь отфильтровывают и промывают небольшими порциями воды очищенной. Получили порошок светло-желтого цвета, выход 76 %. Т. пл. 220 °С (разлож.). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м. д.: 4,61 с (2Н, СН2), 6,86 д (1Н, Наром., J = 7,27 Гц), 7,37–7,47 м (1Н, Наром.), 6,75 д (1Н, Наром., J = 6,27 Гц), 7,85 д (1Н, Наром., J = 8,28 Гц), 7,91–7,95 м (3Н, Наром.), 7,99 д (1Н, Наром., J = 8,03 Гц), 8,21–8,26 м (2Н, Наром.), 10,52 с (1Н, Наром.). Найдено, %: C 65,54; H 3,72; N 13,88. C22H15ClN4S. Вычислено, %: C 65,58; H 3,75; N 13,90.

Результаты и обсуждение

Результаты предварительного скрининга биологической активности, проведенные с помощью программы PASS, показали анальгезирующую активность с вероятностью Pa от 0,19 до 0,22. Дальнейшим этапом работы стало экспериментальное подтверждение данных видов активности.

В экспериментах была установлена острая токсичность при внутрибрюшинном введении. Для 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидинов LD50 составила 2000 мг/кг, поэтому соединения по классификации токсичности препаратов К.К. Сидорова были отнесены к классу практически нетоксичных веществ [4].

При подсчете количества корч у мышей при установлении анальгезирующей активности оказалось, что полученные 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидины приводят к уменьшению числа судорог у животных на 83–98 %, по сравнению с препаратом сравнения метамизолом натрия, активность которого составляет 61 % (см. таблицу).

 

Анальгезирующая активность 6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидинов

Analgesic activity of 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines

Соединение

Доза 1/10 от LD50, мг/кг

Время начала судорог, мин

Количество судорог, наблюдаемых в течение 20 мин

Прирост к контролю, %

число

%

Контроль

3,8 ± 0,3

101 ± 2

100

Метамизол натрия

250

5,2 ± 0,3

39,99 ± 1

38,94

61,06

1-(3-Метоксибензоил)-6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин

IIIa

>2000

8,5 ± 0,2

2 ± 1

1,98

98,02

6-[(1-Нафтилметил)тио]-1-(4-хлорбензоил)-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин

IIIb

>2000

4,6 ± 0,2

16,2 ± 1

16,04

83,96

1-(4-Метоксибензоил)-6-[(1-нафтилметил)тио]-4-хлор-1Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин

IIIc

>2000

1,5 ± 0,1

9,6 ± 1

9,5

90,5

6-[(1-Нафтилметил)тио]-4-хлор-2-фенил-2Н-пиразоло[3,4-d]пиримидин

V

>2000

2,6 ± 0,1

9 ± 1

8,9

91,1

 

Заключение

Экспериментально показано, что синтезированные новые 6-[(1-нафтилметил)тио]- 4-хлорпиразоло[3,4-d]пиримидины по классификации токсичности препаратов К.К. Сидорова относятся к классу практически нетоксичных веществ и обладают выраженной анальгезирующей активностью. Использование компьютерной программы PASS позволило быстро, без существенных экспериментальных затрат, определить биологическую активность полученных новых соединений.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

About the authors

Ekaterina S. Ofitserova

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Author for correspondence.
Email: OfizerovaES@mail.ru

Postgraduate student, Department of Organic Chemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Lilia N. Alekseeva

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: lilia.ovsyannikova@pharminnotech.com

Candidate of Pharmaceutical Sciences

Russian Federation, Saint Petersburg

Artem A. Shklyarenko

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: tjema@yandex.ru

Postgraduate student, Department of Organic Chemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Igor P. Yakovlev

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: nauka@spcpa.ru

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Измеров И.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов. – М.: Медицина, 1977. – 240 с. [Izmerov IF, Sanotsky IV, Sidorov KK. Parametry toksikometrii promyshlennykh yadov. Moscow: Meditsina; 1977. 240 р. (In Russ.)]
  2. Прозоровский В.Б. Статистическая обработка результатов фармакологических исследований // Психофармакология и биологическая наркология. – 2007. – Т. 7. – № 3. – С. 2090–2120. [Prozorovskiy VB. Statistic processing of data of pharmacological investigations. Psychopharmacology and Biological Narcology. 2007;7(3):2090-2120. (In Russ.)]
  3. Bakavoli M, Bagherzadeh G, Vaseghifar M, et al. Molecular iodine promoted synthesis of new pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives as potential antibacterial agents. Eur J Med Chem. 2010;45(2):647-650. https://doi.org/ 10.1016/j.ejmech.2009.10.051.
  4. Bhardwaj S, Gupta D. Study of acute, sub acute and chronic toxicity test. IJARPB. 2012;1(2):103-129.
  5. Chauhan M, Kumar R. Medicinal attributes of pyrazolo[3,4-d]pyrimidines: a review. Bioorg Med Chem. 2013;21(18):5657-5668. https://doi.org/10.1016/j.bmc. 2013.07.027.
  6. Holla BS, Mahalinga M, Karthikeyan MS, et al. Synthesis of some novel pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives as potential antimicrobial agents. Bioorg Med Chem. 2006;14(6):2040-2047. https://doi.org/10.1016/j.bmc. 2005.10.053.
  7. Mavrova AT, Wesselinova D, Tsenov YA, et al. Synthesis, cytotoxicity and effects of some 1,2,4-triazole and 1,3,4-thiadiazole derivatives on immunocompetent cells. Eur J Med Chem. 2009;44(1):63-69. https://doi.org/ 10.1016/j.ejmech.2008.03.006.
  8. Rashad AE, Hegab MI, Abdel-Megeid RE, et al. Synthesis and anti-HSV-1 evaluation of some pyrazoles and fused pyrazolopyrimidines. Eur J Med. Chem. 2009;44(8):3285-3292. https://doi.org/10.1016/j.ejmech. 2009.02.012.
  9. Rashad AE, Hegab MI, Abdel-Megeid RE, et al. Synthesis and antiviral evaluation of some new pyrazole and fused pyrazolopyrimidine derivatives. Bioorg Med Chem. 2008;16(15):7102-7106. https://doi.org/ 10.1016/j.bmc.2008.06.054.
  10. Rzeski W, Matysiak J, Kandefer-Szerszen M. Anticancer, neuroprotective activities and computational studies of 2-amino-1,3,4-thiadiazole based compound. Bioorg Med Chem. 2007;15(9):3201-3207. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2007.02.041.
  11. Tamta H, Sukirti K, Mukhopadhyay AK. Biochemical characterization of some pyrazolopyrimidine based inhibitors of xanthine. Biochemistry (Moscow). 2006;71 Suppl 1:S49-S54. https://doi.org/10.1134/S0006297906130086.
  12. Trivedi AR, Dholariya BH, Vakhariya CP, et al. Synthesis and anti-tubercular evaluation of some novel pyrazolo[3,4-d]pyrimidine derivatives. Med Chem Res. 2012;21(8):1887-1891. https://doi.org/10.1007/s00044-011-9712-3.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Synthesis of 6-[(1-naphthylmethyl)thio]-4-chloropyrazolo[3,4-d]pyrimidines

Download (67KB)
2. 1

Download (20KB)
3. 2

Download (22KB)
4. 3

Download (25KB)
5. 5

Download (20KB)

Copyright (c) 2020 Ofitserova E.S., Alekseeva L.N., Shklyarenko A.A., Yakovlev I.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies