Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Наработаны изоборнилфенолы и их производные с N, O, S, Hal-содержащими функциональными группами. Впервые синтезированы 2,6-диизоборнил-4-меркаптометилфенол и 2-изоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенол. Установлено, что для формирования тиольной группы в зависимости от длины спейсера между SH-группой и бензольным кольцом изоборнилфенола необходимо использовать различные методы: изоборнилфенол с тиопропильной группой синтезирован путем щелочного гидролиза соли изотиурония; изоборнилфенол с тиометильной группой синтезирован через восстановление соответствующего тиоацетата LiAlH4. За отчетный период синтезированы амидные конъюгаты на основе хлоринов а-ряда с 2,6-диизоборнилфенольными фрагментами. Для формирования амидной связи были использованы как обычные реакции активированных карбоксильных групп («активация» действием реагента Мукаяма), так и особенности реакционной способности экзоцикла метилфеофорбида а. Отработаны методики смешанноальдегидной тетрапиролльной конденсации для наработки несимметрично замещенных тетраарилпорфиринов, содержащих фенольную гидроксильную группу в пара и мета-положении по отношению к порфириновому макроциклу. Несимметричнозамещенные тетраарилпорфирины, содержащие фенольную гидроксильную группу в пара- и мета-положении по отношению к порфириновому макроциклу, наработаны в количествах достаточных для проведения запланированных на 2017 год модификаций и получения соответствующих производных для первичной оценки биологической активности. Исследована антиоксидантная активность изоборнилфенолов и их серосодержащих производных, а также конъюгатов с диизоборнилфенольным и хлориновым фрагментами в химической (по способности взаимодействовать с 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом) и в биологических модельных системах (по способности ингибировать процессы перекисного окисления липидов головного мозга лабораторных мышей; по степени ингибирования Н2О2-индуцированного гемолиза, торможения накопления вторичных продуктов перекисного окисления липидов и окисления оксигемоглобина в эритроцитах). Установлено, что соединения с двумя терпеновыми заместителями (2,6-диизоборнил-4-меркаптометилфенол и 2,6-диизоборнил-4-метилфенол) существенно более активны, чем соединения с одним терпеновым фрагментом (2-метил-4-(3-меркаптопропил)-6-изоборнилфенол и 2-изоборонил-6-метилфенол). Введение в молекулу изоборнилфенола SH-группы (в пара-положение по отношению к фенольному гидроксилу) статистически значимо усиливает антиоксидантную активность. По комплексу показателей наибольшая мембранопротекторная активность отмечена для 2,6-диизоборнил-4-меркаптометилфенола. Результаты оценки антиоксидантной активности синтезированных за отчетный период конъюгатов с диизоборнилфенольным и хлориновым фрагментами в молекуле позволяют предполагать наличие у них нейропротекторной активности, что свидетельствует о перспективности дальнейшего исследования этих и родственных им соединений.

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В результате выполнения проекта в 2017 г. получена серия конъюгатов порфиринов с алкилфенолами, обладающими антиоксидантной и фармакологической активностью, с целью поиска новых эффективных фармацевтических кандидатов. За отчетный период синтезированы амино- и гидроксипроизводные метилфеофорбид-а и тетра(мезо-арил)порфина, которые были использованы для синтеза конъюгатов с алкилфенолами. Алкилирование 13-N-(2-гидроксиэтил)-амида хлорина е6 2,6-диизоборнил-4-бромометилфенолом при кипячении в ДМФА под аргоном дает конъюгат с эфирной связью между хлориновым и терпенофенольным фрагментом. При взаимодействии 13-N-(2-аминоэтил)-амида хлорина е6 с 2,6-диизоборнил-4-бромометилфенолом при кипячении в ДМФА образуется продукт моноалкилирования. 2,6-Диизоборнил-4-бромометилфенол не реагирует с производным тетрафенилпорфина, имеющим в одном из ароматических заместителей фенольную гидроксильну группу. В тоже время, при действии 2,6-диизоборнил-4-бромометилфенола на аминопроизводное тетрафенилпорфина образуется как продукт моноалкилирования, так и диалкилирования по аминогруппе. Кроме того, наблюдается образование небольшого количества продукта С-алкилирования. В целом взаимодействие 2,6-диизоборнил-4-бромометилфенола с гидрокси- и аминопроизводными хлорина е6 и тетрафенилпорфина происходит неселективно, образуются сложные для разделения смеси соединений и выходы продуктов алкилирования невысоки. Для внедрения удаленного от макроцикла фрагмента диизоборнилфенола в отчетный период изучено ацилирование активированной 4-гидрокси-3,5-диизоборнилбензойной кислотой гидроксильных и аминогрупп 13-амидных производных хлорина е6 и тетрафенилпорфина. В результате ацилирования 13-амидных производных хлорина е6 получены конъюгаты с диизоборнилфенольным фрагментом, связанным с макроциклом, соответственно, амидной и сложноэфирной связью. Для производных тетрамезофенилпорфина продукт ацилирования удалось получить только для порфирина с аминогруппой. Помимо тетра(мезо-арил)порфиринов с удаленным диизоборнилфенольным фрагментом синтезирован тетра(мезо-арил)пофирин с диизоборнилфенольным фрагментом, непосредственно связанным с порфриновым макроциклом. Для этого за отчетный период изучена смешанно альдегидная конденсация тетрапиррольная 4-гидрокси-3,5-диизоборнилбензальдегида и 3,5-ди(трет-бутил)-4-гидроксибензальдегида с бензальдегидом (или 4-метоксибензальдегидом). В результате получен ряд несимметрично замещенных порфиринов с диизоборнилфенольными и ди-трет-бутилфенольными заместителями на периферии макроцикла, подобраны оптимальные условия для синтеза тетра(мезо-арил)порфиринов с одним диалкилфенольным заместителем. На основе метилфеофорбида-а синтезирован ряд новых конъюгатов, содержащих хлориновый и изоборнилфенольный фрагменты, связанные между собой спейсерами различной длины. Конъюгирование хлоринового и изоборнилфенольного фрагментов проводилось путем формирования сложноэфирной связи с участием сложноэфирной или карбоксильной группы хлорина (активирование N-метил-2-хлор-пиридиний йодидом) и спиртовой группы терпенофенола. Синтезирована серия новых амидных конъюгатов взаимодействием метилфеофорбида-а и его карбоксильных производных с аминометильными производными 2,4-диметилфенола, 2-изокамфил-4-метилфенола, 2-борнил-4-метилфенола и 2-изоборнил-4-метилфенола. Нами было обнаружено, что гидролиз сложноэфирной группы заместителя в положении 17 13(2)-амидных производных метилфеофорбида-а под действием воды в ацетоне в присутствии кислоты проходит с размыканием экзоцикла с образованием 15-амидного производного хлорина е6. Найденная реакция будет в дальнейшем исследована с применением в качестве субстратов 13(2)-амидных производных метилфеофорбида-а с терпенофенольными заместителями в амидной группе. В случае успеха этот процесс будет использован для синтеза новых терпенофенол-хлориновых конъюгатов. Синтезированы и наработаны исходные терпенофенолы (2-изоборнил-4-метилфенол, 2-изокамфил-4-метилфенол, 2-борнил-4-метилфенол), их аминометильные производные. Кроме того, получено аминометильное производное на основе 2,4-диметилфенола. Разработан способ получения 2,6-диизоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенола и наработаны тиопроизводные изоборнилфенолов с различной длиной линкера между тио-группой и ароматическим ядром (2,6-диизоборнил-4-меркаптометил-6-метилфенол, 2-изоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенол). Наработаны гидроксипроизводные изоборнилфенолов с различной длиной линкера. Для синтезированных соединений выполнена оценка токсичности, мембранопротекторной, антиоксидантной активности, для наиболее активных соединений проведено изучение нейропротекторных свойств. Оценка антиоксидантной активности синтезированных соединений выполнена in vitro по способности ингибировать процессы ПОЛ в субстрате, полученном из головного мозга лабораторных мышей. Наибольшую антиоксидантную активность среди конъюгатов с эфирной связью проявили производные пирофеофорбида-а, содержащие максимально удаленный от макроцикла терпенофенольный фрагмент. Для амидных производных метилфеофорбида-а, пирофеофорбида-а и хлорина е6 с различными терпенофенольными фрагментами на периферии макроцикла показано, что в каждой группе конъюгатов наиболее активным являлось соединение, содержащее изокамфилфенольный заместитель. Полученные данные свидетельствуют о том, что структура терпенового фрагмента оказывает статистически значимое влияние на антиоксидантную активность синтезированных конъюгатов. Наличие у соединения антиоксидантной активности свидетельствует о том, что оно может принимать участие в окислительно-восстановительных процессах в организме и перспективно с точки зрения поиска новых лекарственных агентов для терапии заболеваний, связанных с нарушением окислительно-восстановительных процессов в организме. За отчетный период изучена токсичность синтезированных конъюгатов со сложноэфирной и амидной связью между хлориновым макроциклом и терпенофенольным фрагментом. Полученные данные позволяют заключить, что токсичность конъюгатов обусловлена хлориновым фрагментом, однако каких-то структурных особенностей для соединений, обладающих наименьшей токсичностью, выявить не удалось. Среди наименее токсичных соединений оказались конъюгаты, в которых порфириновый и фенольный фрагменты связаны как амидной, так и сложноэфирной связью, в отобранной группе соединений представлены конъюгаты со всеми вариантами хлоринового макроцикла и различной структурой терпенового фрагмента. Оценка нейропротекторных свойств отобранных соединений была выполнена с использованием модели H2O2-индуцированного окислительного стресса на клетках нейробластомы SH-SY5Y. Среди исследованных соединений конъюгат метилфеофорбида-а с 2-изоборнил-4-метил-6-(н-октил)аминометил фенолом, по сравнению с другими соединениями, оказался в наибольшей степени способен поддерживать жизнеспособность клеток нейробластомы после Н2О2-индуцированного окислительного стресса. Конъюгаты метилфеофорбида-а с 2,4-диметил-6-(н-октил)аминометилфенолом и с 2-борнил-4-метил-6-(н-октил)аминометилфенолом, а также хлорина е6 с 2,4-диметил-6-(н-октил)аминометилфенолом усиливали окислительный стресс. Остальные отобранные нетоксичные соединения не оказывали никакого влияния на жизнеспособность клеток нейробластомы в условиях окислительного стресса. Интересно, что продукты алкилирования аминогруппы тетрафенилпорфина с одним и двумя фрагментами диизоборнилфенола проявляли прооксидантную активность в этой модельной системе. Структурные факторы, способствующие проявлению прооксидантной активности выявить не удается. Среди конъюгатов, усиливающих окислительный стресс, представлены практически все варианты порфириновых макроциклов и мало похожие друг на друга фенольные фрагменты. Соединения, имеющие прооксидантные свойства, не пригодны для дальнейшей разработки в качестве нейропротекторов. За отчетный период изучена антиоксидантная и мембранопротекторная активность, а также цитотоксические свойства по отношению к нейробластоме тиопроизводных изоборнилфенолов (2,6-диизоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенол, 2,6-диизоборнил-4-меркаптометил-6-метилфенол, 2-изоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенол) в сравнении с 2,6-диизоборнил-4-метилфенолом (ДБ). Оценка антирадикальной активности тиопроизводных в DPPH-тесте показала, что все исследованные соединения характеризуются высокой активностью. Во всех сериях экспериментов лидировал 2,6-диизоборнил-4-меркаптометил-6-метилфенол (при концентрации 100, 10 и 1 мкМ). На основании полученных данных можно сделать заключение, что на антирадикальную активность оказывает влияние количество терпеновых заместителей в орто-положении и длина спейсера между функциональными частями молекулы. Сравнительная оценка антиоксидантной активности тиопроизводных изоборнилфенолов на субстрате, полученном из тканей головного мозга лабораторных мышей и содержащем природные липиды в высокой концентрации, показала, что в данной неклеточной модельной системе тиол-содержащие терпенофенолы проявляют активность, как и соединение сравнения (ДБ). Во всех сериях экспериментов они ингибировали образование вторичных продуктов аскорбат/Fe2+-индуцированного ПОЛ ниже спонтанного уровня. Оценка цитотоксичности, антиоксидантной и мембранопротекторной активности функциональных производных проведена и в модельной клеточной системе с использованием эритроцитов крови лабораторных мышей. Установлено, что в концентрации 10 мкМ высокую мембранопротекторную активность проявляют соединение сравнения ДБ, а также 2,6-диизоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенол, 2,6-диизоборнил-4-меркаптометил-6-метилфенол. Они не только защищают эритроциты от гибели под воздействием Н2О2, но и статистически значимо препятствуют накоплению в клетках вторичных продуктов ПОЛ, окислению оксигемоглобина, а также окислительной деградации гема, что следует из снижения интенсивности флуоресценции гемолизатов эритроцитов. Результаты серии экспериментов в низкой концентрации позволили установить что, помимо наличия сульфгидрильной группы, на активность оказывает влияние и количество орто-заместителей – способность защищать клетки от разрушения в условиях окислительного стресса у тиопроизводных с двумя терпеновыми фрагментами несколько выше, чем у 2-изоборнил-4-(3-меркаптопропил)-6-метилфенол, содержащего лишь один изоборнильный заместитель. Таким образом, показано, что во всех использованных модельных системах тиопроизводные изоборнилфенолов проявляют высокую антиоксидантную активность. Отмечено влияние на активность числа терпеновых заместителей в орто-положении и длины спейсера между функциональными частями молекулы.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Синтезирован ряд новых порфиринатов с катионами переходных металлов (Zn2+, Cu2+) на основе терпенофенолхлориновых конъюгатов. Показано, что в кислых условиях помимо гидролиза сложноэфирной группы заместителя в положении 17 амидного производного наблюдается размыкание экзоцикла с образованием соответствующего 15-амидного производного хлорина е6. Исследована антирадикальная активность ряда конъюгатов порфиринов с 2,6-диизоборнилфенолом с различными спейсерами между порфириновым и фенольным фрагментами в модельной реакции окисления этилбензола, инициированного динитрилом азоизомасляной кислоты. Показано, что преобладающее влияние как на реакционную способность фенольной гидроксильной группы во взаимодействии со свободными радикалами, так и на антирадикальную активность молекулы в целом, оказывают электронные эффекты групп, непосредственно связанных с 2,6-диизоборнилфенольным фрагментом. Оценка антиоксидантной активности терпенофенолхлориновых конъюгатов в неклеточной модельной системе (гомогенат головного мозга лабораторных мышей) позволяет сделать заключение, АОА соединений существенно зависит от структуры исходного порфирина, изомерии терпенофенольного заместителя и наличия металла в макроцикле. Наибольшую АОА в указанной модельной системе проявляют цинковые комплексы производных пирофеофорбида, а также изокамфильные производные метилфеофорбида и их медные комплексы. Проведена оценка нейропротективных свойств конъюгатов терпенофенолов и порфиринов на клеточных моделях сывороточной депривации и глутаматной токсичности. Анализ влияния конъюгатов терпенофенолов и порфиринов на жизнеспособность клеток SH-SY5Y на модели глутаматной токсичности показал отсутствие протективных свойств изученных соединений. В тоже время, на модели сывороточной депривации некоторые из изученных конъюгатов терпенофенолов и порфиринов продемонстрировали способность поддерживать выживаемость клеток в условиях отсутствия сыворотки, что свидетельствует об их защитном действии. Внедрение катионов меди или цинка способствует повышению АОА и усиливает нейропротекторные свойства соединений. На основании полученных данных можно сделать заключении о целесообразности дальнейших исследований данной группы соединений in vitro и in vivo. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs11172-018-2109-4.pdf https://www.mdpi.com/1420-3049/23/7/1718/htm http://www.rjbc.ru/2018/6/abstracts/15.shtml http://iopc.ru/base/file/Book%20of%20Abstracts_RSF.pdf http://iboch.bas-net.by/2-5/files-iboch/Book_of_Abstracts.pdf http://science.spb.ru/files/conf/2018/190ti/CollectionTI2018.pdf