Введение 8
I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Общие положения 10
1.2 Влияние протонирования среды на восстановление ароматических
нитропроизводных 11
1.3 Влияние строения вещества на восстановление ароматических
нитропроизводных 17
1.4 Процесс восстановления ароматического нитросоединения в теле
человека 19
1.5 Примеры электровосстановления лекарственных препаратов,
содержащих нитрогруппу в ароматическом кольце 21
1.6 TRIAZAVIRIN® и TRIAZID® -как новые противовирусные препараты 25
II. АППАРАТУРА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА 28
2.1. Применяемые реактивы и материалы 28
2.2. Аппаратура 30
2.2 Методика эксперимента 30
III РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 32
3.1 Исследование процесса восстановления TRZ 32
3.1.1 Электрохимическое поведение TRZ 32
3.1.2 Исследование процесса восстановления нитрогруппы TRZ 34
3.3 Исследование процессов восстановления TZ 46
3.3.1 Электрохимическое поведение TZ 46
3.3.2 Исследование процессов восстановления нитрогруппы препарата TZ . 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
Библиографический список 58
В современной научной медицинской практике имеется огромное количество лекарственных средств, содержащих нитрогруппу. Несмотря на их высокую эффективность, не совсем ясно, как действует большинство данных препаратов. В литературе[1-6] показано, что окислительновосстановительные превращения нитросоединений в организме человека могут сопровождаться образованием промежуточных метаболитов
радикальной природы. P. Wardman [7] обнаружил, что при восстановление фармацевтических препаратов in vivo, содержащих -NO2, образуется свободный ЛгЫСг’ радикал, который может является определяющим фактором их биологической активности.
Использование высокочувствительных и точных электрохимических методов позволяет изучать окислительно-восстановительные процессы, в том числе сопровождающиеся радикальным промежуточным образованием [8,9]. Использование циклической вольтамперометрии позволяет реализовать «мягкие» окислительно-восстановительные преобразования, аналогичные тем, что содержатся в организме инфицированного человека. Одним из информативных методов определения радикальных частиц является ЭПР спектроскопия. Научной новизной данной работы является комбинирование данных методов для изучения поведения новых лекарственных препаратов in vitro.
На данный момент времени создается принципиально новая фармакологическая платформа синтезирования широкого спектра лекарственных средств для лечения гепатита, гриппа, ВИЧ и, возможно, онкологических заболеваний. Речь идет о группе соединений с различной направленностью и технологией синтеза на основе азоло-азинового ряда. Однако некоторые препараты эффективно действуют только in vivo, то есть непосредственно в теле пациента. Это явление наблюдалось при изучении различных видов лекарств [10-14]. Поэтому разработка и исследование моделей, которые способны наиболее точно описать, что происходит с фармацевтическими препаратами в живых организмах, является актуальной задачей диссертационного исследования.
Целью диссертационного исследования является изучение процессов восстановления нитрогруппы в препаратах азоло-азинового ряда с применением электрохимических методов и ЭПР-спектроскопии.
Основные задачи:
• Для получения достоверных результатов при исследовании процесса восстановления нитрогруппы препаратов TRIAZAVIRIN® и TRIAZID® вольтамперометрическим методом необходимо подобрать условия проведения эксперимента, при которых полученные данные будут воспроизводиться, а также сравнить полученные результаты с модельной системой - гексацианоферратом (III) калия.
• Необходимо установить природу происходящих процессов, в том числе, природу лимитирующей стадии, провести расчет количества электронов, принимающих участие в процессах электровосстановления TRIAZAVIRIN® и TRIAZID®.
• Предложить вероятные механизмы протекания исследуемого процесса для противовирусных препаратов TRIAZAVIRIN® и TRIAZID®.
В ходе проведения исследований были решены все поставленные задачи, для осуществления выбранной цели. Полученные результаты приведены в тексте работы.
Практическая значимость работы: Показана возможность применения метода прямой вольтамперометрии и ЭПР-спектроскопии для определения природы протекающих процессов, в том числе, природы лимитирующей стадии, расчета количества электронов, принимающих участие в процессах электровосстановления нитросодержащих фармпрепаратов класса азолоазинов.
Подобраны условия методики эксперимента для достижения стабильных и воспроизводимых данных электровосстановления нитрогруппы противовирусных препаратов TRZ и TZ электрохимическим методом была.
Установлено, что скорость восстановления нитрогруппы TRZ контролируется диффузией, процесс восстановления нитрогруппы препарата является ступенчатым, необратимым и протекает при потенциале -0,35В через образование анион-радикала с присоединением 4 е.
Показано, что скорость восстановления нитрогруппы TZ контролируется диффузией. Одноволновый процесс восстановления нитрогруппы TZ при потенциале -0,65 В является необратимым, идет через образования анион-радикала с присоединением 6 е.
Предложены возможные схемы восстановления нитрогруппы основных веществ препаратов TRIAZAVIRIN® и TRIAZID®.
1) J. A. Squella, S. Bollo, L.J. Nùnez-Vergara. Recent developments in the electrochemistry of some nitro compounds of biological significance. Current Organic Chemistry. 2005, 9, 565-581.
2) J. Grimshaw. Electrochemical Reactions and Mechanisms in Organic Chemistry. Elsevier, Amsterdam, 2000, pp.371-396.
3) H. Lund, Cathodic Reduction of Nitro and Related Compounds in Organic Electrochemistry, New York, 2001, pp. 783-794.
4) S. A. Özkan, B. Uslu, H. Aboul-Enein, Critical Reviews in Analytical Chemistry, 2003, 33, 155 p.
5) S.F. Lu, K. B. Wu, X. P. Dang, S. S. Hu. Electrochemical reduction and voltammetric determination of metronidazole at a nanomaterial thin film coated glassy carbon electrode. Talanta, 2004, 63, 653.
6) E. Hammam. Determination of nitrofurantoin drug in pharmaceutical formulation and biological fluids by square-wave cathodic adsorptive stripping voltammetry. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2002, 30, 651.
7) P. Wardman. Some reactions and properties of nitro radical-anions important in biology and medicine. Environmental Health Perspectives, 1985, 64, 309-320.
8) M. M. Baizer, H. Lund, Organic Electrochemistry, New York, 1988, 467 pp.
9) А. P. Tomilov, S. G. Myranovsky, M. Ya. Phionin, V. А. Smirnov. Organic substance electrochemistry, Leningrad, 1968.
10) J. A. Squella, M. E. Letelier, L. Lindermeyer, L. J. Nùnez-Vergara, Chemical Biology Interactions, 1996, 99, 227 pp.
11) P. Wardman. Application of pulse radiolysis methods to study the reactions and structure of biomolecules. Reports on Progress in Physics, 1978, 41, 259.
12) P. Wardman, Environmental Health Perspectives, 1985, 64, p. 309.
13) J. H. Tocher, D. I. Edwards. The interaction of nitroaromatic drugs with aminothiols. Biochem Pharmacol., 1995, 50, p. 1367.
14) J. H. Tocher. Reductive activation of nitroheterocyclic compounds. General Pharmacology, 1997, 28, 485.
15) F. Haber, Über die elektrische Reduktion von Nichtelektrolyten, Z. Phys. Chem. (Leipzig) 32, 193-270 (1900)...