Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Комплексы ZN, Co(II), Cu(II), Fe(II), Fe(III) с некоторыми антимикробными препаратами (синтез, строение, свойства, биологическая активность)

МИНИСТЕРСТВО ЭДАВООРХАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ВДЕРАЦИИ Московская Мецицинсная Академия им. И.М.Сеченова

На правах рукописи

ЯКУШЕВА Наталья Юрьевна

КОМПЛЕКСЫ га,Со(II),Си(II),Рв(II),Ре(III)

С НЕКОТОРЫМИ АНТИМИКРОБНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ ( синтез,строение,свойства,биологическая активность)

15.00.02. - фармацевтическая химия и фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Московской Медицинской Академии иы. И.М.Сеченова

Научьый руководитель: доктор биологических наук,профессор ' Калетина Н.И.

Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук,профессор Попков В.А. кандидат фармацевтических наук Триус Н.В.

Ведущая организация: Ташкентский фармацевтический институт

Зацита состоится " СЛУЛгс^Л^г^ 1992г. в "часов

на заседании специализированного совета Д 074.05.Об.при Московской Медицинской Академии им. И.М.Сеченова ( 121019,Москва.Суворовский бульвар,13).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии ( Зубовская площадь,I).

Автореферат разослан " /¿> " ОС^НХ^с^ 1992г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат фармацевтических наук,

доцент САДЧИКОВА Н.П.

РОССИйЗХ^

ШГп |

ElllZ.: ОБ^ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы.

Несмотря на прогресс в области медицинской науки и профилактической медицины инфекционные болезни всё ещё имеют значительный удельный вес в общей структуре патологии человека и заболеваемость распространёнными бактериальными инфекциями сохраняется весьма высокой.Исследование этиологической структуры гнойно-воспалительных процессов позволило к настоящему времени выделить и идентифицировать более 550 штаммов различных видов микроорганизмов (Пататий В.К.,1991). Как известно, использование широкого спектра новых антибиотиков и возрастание назначаемых доз этих препаратов адекватного результата лечения не дало (Покровский В.И. и соавт.,1991).В связи с этим заслуживает дальнейшего развития тактика использования препаратов, которые учитывали бы индивидуальные особенности организма больного (ив первую очередь состояние имьунной системы), специфику инфекционного процесса, стадии его развития.Литературные данные свидетельствуют, что одним из факторов, ослоиняющих течение гнойной инфекции, является нарушение баланса микроэлементов (Авцын А.П. и соавт.,1991).Например, авторы наблюдали достоверное снижение уровня микроэлементов крови (железа, меди, цинка) при распространённых формах перитонита у детей (Дарьина А.Н, и Красовская В.П.,1983), подострую недостаточность цинка у детей с рецедивирующей инфекцией верхних дыхательных путей (V/omoe J.P f/o//,I987).

Традиционный подход к созданию лекарственных средств заключается в поиске новых классов химических соединений.обладающих определённой биологической активностью, а также в синтезе структурных аналогов уже известных фармакологических препаратов.

Однако в последние годы повысился интерес к наиболее рациональном/ использованию известных лекарственных веществ, а также к возможности их химической модификации, в том числе к созданию комплексных соединений с эссенциальными микроэлементами (Калети-на Н.И. ,1Ш-,СоиЬопС.й efalf, 1983; f/ei tandil В, И^яТЬД 1985; Юцусходжаев А.Н.,1991).Известно, что в ряде случаев комплексо-образование способно не только усилить фармакологическое действие, но и уменьшить токсичность, свести к минимуму нежелательное побочное действие лигандов.Токсичность лигандов нередко можно объяснить способностью некоторых лекарственных веществ образовывать/« vivo комплексы с эссенциальными металлами и усугублять тем самым имеющийся в больном организме дисбаланс микроэлементов. Координационные соединения металлов с лекарственными веществами довольно часто имеют более широкий спектр действия, по сравнению с исходными лигандами.Можно ожидать, что направленный синтез биокомплексов эссенциальных микроэлементов, дефицит которых достоверно установлен при гнойной инфекции, с лигандами, обладающими антибактериальными свойствами, будет способствовать созданию новых эффективных и малотоксичных антимикробных лекарственных препаратов.Поэтов нами были выбраны в качестве лигандов лекарственные вещества метронидазол, фурадонин, а также биологически активное вещество, обладающее "антимикробным действием У/-(1-Адамантил) - 2-гидрокси-4-оксо-4(п-толил.)-кротонамид; в качестве металлов-комплексообразователей эссенциальные микроэлементы {Fe,Си, Со,2п), нарушение баланса которых часто сопровождает течение гнойно-воспалительных процессов.

Настоящая работа выполнена в соответствии с планом научных работ кафедры аналитической химии ШЛА им. И.М.Сеченова по проблеме: "Поиск и разработка новых лекарственных средств на основе биокомплексов микроэлементов и гликозилированных производных

для лечения и профилактики гнойно-воспалительншс заболеваний"

(№ 01.860.048.873).

Цель и задачи исследования.

В работе была поставлена цель - поиск оптимальных путей синтеза, исследование состава, строения, физико-хиыическюс свойств координационных соединений2п,Со(П),Си(П), Fe(II),FellII) с метронидазолом, фурадонином иЛ^-(1-Адамантил)-2-гидрокси-4--оксо-4-1п-толил)-кротонамидом, изучение их биоактивных свойств и токсичности.Для достижения вышеуказанной цели было необходимо решить следующие задачи:

- разработать методики синтеза комплексов Zn,Codi),Си(II),' Fe(II) иРе(Ш) с метронидазолом, фурадонином иЛ^-(1-Адамантил)-

-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом;

- установить состав, доказать индивидуальность и охарактеризовать некоторые физико-химические свойства синтезированных соединений;

- выяснить способы координации лигандов'.в комплексах и особен-нрсти строения синтезированных соединении;

- изучить биологическую активность полученных комплексов, выявить среди них наиболее эффективные для получения в дальнейшем на их основе препаратов;

- выявить взаимосвязь между строением, химическими и биологическими свойствами комплексов.

На£чная_н£визна. Впервые осуществлен синтез 9 новых координационных соединений In ,Fe(II) ,Fe(III) ,См(П),Со(.II) с метронидазолом, фурадонином и /V-(I-Адамант ил)-2-гидрокси-4-окс о-4--(п-толил)-кротонамидом.Доказана индивидуальность выделенных комплексов, установлен их состав, охарактеризован ряд свойств. По совокупности данных, полученных методами атомно-абсорбцион-ной спектроскопии, термического анализа, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой, электронной, ИК

и гамма-резонансной спектроскопии выявлены особенности конкурентной координации донорных атомов лигандов по отношение к центральным атомам.

Исследовано влияние комплексов метронидазола на систему сопряженного ионного транспорта в эритроцитах человека.Впервые показана возможность использования данной модели для доказательства индивидуальности комплексовали Со(II) с метронидазолом.

Установлено, что комплексообразование с металлами не только повышает антимикробную активность/Л VivO метронидазола, фу-радонина,/И-(1-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4(п-толил)-кротон-

амида в 2 раза, но и расширяет спектр их действия.Так, например, метронидазол при комплёксообразовании с/5»и Colli) приобретает активность в отношении факультативной анаэробной и аэробной микрофлоры, даёт положительный результат при лечении экспериментального сальмонеллеза (10Qf/o выживаемость животных по сравнении с АО/о при использовании исходного метронидазола).

В ряде случаев показана зависимость между структурными особенностями, биологической активностью и токсичностью соединений.

Новизна теоретических и практических исследований в области синтеза комплексных соединений с запланированной активностью подтверждена двумя положительными решениями по заявкам на изобретения новых биологических активных соединений.

Практическая_значимость работы^

1.Проведенные исследования позволяют прогнозировать поиск путей модификации известных лекарственных препаратов и биологически активных соединений с целью получения нетоксичных эффективных антимикробных препаратов, не подавляющих естественный иммунитет человека.

2,Высокая биологическая активность 9 синтезированных комплексов позволяет предложить эти соединения для дальнейших испытаний в качестве препаратов выбора при действии смешанной анаэробной и факультативной анаэробной инфекции, при лечении сальмонеллеза, пиелонефрита, трихомонадного кольпита, гнойных ранах.С этой целью на кафедре готовых лекарственных форм ШЛА им. И.Ы.Сеченова в настоящее время разрабатываются мягкие лекарственные формы на основе комплексов метронидазола с&и Со, гранулы с комплексом Ъп -фурадонина с использованием редкосшито-го сополимера акриловой кислоты.В Курском государственном медицинском институте изучается в экспериментах на животных действие

синтезированных комплексов при механической экспериментальной желтухе, панкреонекрозе, гнойных ранах различной этиологии,

влияние на именные процессы.В ЫМА им.И.М.Сеченова на кафедре гистологии, цитологии и эмбриологии изучается действие на клеточные органеллы биокомплексовZhи Co(II) с метронидазолом самостоятельно и в сочетании с действием витамина А.

Апробация jpaöciTU. Результаты работы представлены на Международной конференции по применению Мессбауэра I САМЕ.89 ßudapsst, 1989); Международной конференции по химии координационных соединений ХХУПЦССС (Jgno,I990); на XII Всесоюзном совещании "Применение колебательных спектров к исследованию неорганических и координационных соединений" (Минск, 1989); на Международном симпозиуме "Ыикроэлементозы человека" (Москва,1989); на Всесоюзной конференции "Прикладная мессбауэровская спектроскопия" (Казань,1990); на XI Всесоюзной конкуренции "Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине" (Самарканд,1990); на Всесоюзной научно-теоретической конференции "Актуальные проблемы химиотерапии бактериальных инфекций" (Москва,1991); на IX Научной конференции специалистов и молодых ученых Волго-Вятского региона (Горький,1989); на I Республиканской конференции "Управление морфогенезом тканей и органов в процессах адаптации (Иркутск,1989); на заседании секции общей биологии Ы0И11 (Москва,1989).

Дубликации^По материалам диссертации, опубликовано 19 печатных работ, в том числе 2 положительных речения по заявкам на изобретения.

Объем и ¿тдуктэдэа диссертации. Диссертационная работа изложена на 143 страницах машинописного текста.Состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальной части, основных

выводов, библиографии, включающей 155 источников, приложений. Содержит 13 таблиц и 66 рисунков. .

Положения ,_выносише_на защиту.

1.Разработаны способы получения 9 новых комплексных соединений ,Си(П) ,Ре(П) ,Ре(Ш) с метронидазолом, фурадонином,

//-(1-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом.

2.Установлены индивидуальность, структура, особенности координации синтезированных комплексов с помощью ПК, электронной, ГР спектроскопии, атомно-абсорбционной спектроскопии и атомно-эмис-

сионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой, термического анализа.

3.Выявлены биологическая активность, токсичность и некоторые взаимосвязи "строение-активность" полученных координационных соединений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Изложению собственных материалов предшествует критический анализ литературных данных (глава I), касающихся исследований содержания микроэлементов при различных гнойно-воспалительных заболеваниях, изучении биокомплексов эссенциальных металлов с лекарственными веществами, а также краткая характеристика методов исследования координационных соединений.

Во второй и третьей главах описаны методики синтеза комплексных соединений'; исследования их качественного и количественного состава, особенностей строения и способов координации лигандов.Комплексные соединения получены при взаимодействии концентрированных растворов лигандов в разных растворителях с сульфатами, нитратами и хлоридами металлов.Их качественный и количественный состав исследован с помощью методов атомно-абсорбционной спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии с

индуктивно-связанной плазмой, а также элементного (С, Н,У) и термического анализа.Все полученные соединения охарактеризованы данными ИК и электронной спектроскопии, комплексы Fe(II) и Fe(III) также данными мессбауэровской (гамма-резонансной) спектроскопии.

Комплексы Jp7_ и CoUI) _с_ме^т£о нидаз о л ом

Метронидазол с сульфатами Zw и Со(И) образует комплексные соединения состава 1:4 и 1:2.Мнные элементного анализа представлены в таблице I.

В ИКспектрах обоих комплексов имеются идентичные изменения по сравнению с лигандом.Появляются полосы кристаллизационной воды -3450 и 1640 С1.Г^ и полосы, характеристические для иона$^: 1120, 1090,1070, 1050см~* - асимметричное валентное колебание^; 620 асимметричное деформационное колебание^; а также

запрещенное по симметрии для иона , относящегося к группе Td, колебание 978 см~* - симметричное валентное

), что, по

данным Накомото, свидетельствует об искажении симметрии в комплексах.В низкочастотной области спектра появляется новая интенсивная полоса при 310см~^.Её можно отнести к валентному колебанию Ые-//, если предположить, что взаимодействиеAtMс Ме происходит через незамещенный атом азота имидазольного кольца (см. таблицу 2). УФ спектры водных растворов метронидазола и комплекса с ZníO^ показали, что оба раствора- имеют полосу 320нм, свидетельствующую о вхождении молекулы Л///в состав комплекса в нейтральной форме, при этом£Лахкомплекса - 25355, <?тах .у>у-8170.В метанольных растворах метронидазола и комплекса с ZflSC^ наблюдалось смещение максимума в коротковолновую область на 10-15 нм и увеличение поглощения по сравнению с водой почти

Таблица I; Данные элементного анализа полученных комплексных соединений, (вУ0)

№ Состав соединения Найдено Вычислено

пп с Н /V Мг 1 С Н ы Мг

I. 2л(т)„5ок -нхо 33,51 4,63 19,63 8,26 33,36 4,40 19,46 7,57

2. СоШ)^ -1Нх.О 26,56 3,73 15,19 9,69 27,02 4,16 15,76 11,01

3. ЕпМг'бНФ 40,10 2,30 23,50 2,50 39,54 2,26 22,98 3,00

4. Со(Ак'Ш'Нл0 69,20 7,13 3,30 2,10 ' 71,47 7,42 3,97 2,78

5. Си (А1 67,00 6,79 3,82 10,30 66,53 6,86 3,69' 8,38

6. гп(А)^1НА-2Нл0 69,91 6,96 3,65 4,89 69,05 7,65 3,83 .4,47

7. гс (А)5 69,46 6,81 4,07 5,28 70,45 7,05 3,91 5,20

8. Ре^-хНА 70,14 7,15 3,74 4,10' 71,27 7,28 - 3,96 3,95

/И Н- метронидазол, Ф - фурадонин,

НА -//-(1-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамид.

Таблица 2. Отнесение некоторых колебательных частот (см-1) б ИК спектрах метронидазола и его комплексов.

Отнесение Колебательные отнесение частоты (см ')

метронидазола

~Ú(-ÓH) 3200

ú¡-//0.l) 1530, 1350 iЦС-МщШГРуппы) 822 i)(CH) зою

i) lHIOkpuct) k(íOf)

Jk(SDt)

h(sor)

i) (Me-//)

Колебательные частоты (см') комплекса 1п

Колебательные частоты (cm'I. комплекса ta(ij)

3200 3200

1530, 1350 1530, 1350

822 822

ЗОЮ ЗОЮ

3450, 1640 3450, 1640

1120, 1090, 1120, 1090

1070, 1050 1070, 1050

620 620

978 978

310 310

в два раза.В диметшкрормамиде наблюдается смещение максимума в обоих растворах в длиннозолновую область на 4км.При зтом^яд^= 10000 для метронидазола и £¿^=22250 для комплекса .Исследовалась устойчивость водных растворов метронидазола и комплекса^ во времени, при нагревании и при различных рН.Растворы устойчивы к кипячению в течение 2,5 часов на водяной банз; при подкисле-гаш 0,1н, 1н и 6н растворами НС1 и последующем нагревании в течение I часа, при хранении в течение недели..Кипячение в течение I часа при добавлении 0,5нАШ/приводкт к разрушению как комплекса ., так и метронидазола.При исследовании водного раствора комплекса Со50^с МЛ/установлено, что смещение максимума при 320 нм не наблюдается, аналогично комплексу2п.Г0^ с Ш//, но 4^=20800, в то время как для метронидазола= 8170.Электронный спектр водного раствора комплексного соединения С в в и-

димой области характеризуется гипсохромнда сдвигам полос, относящихся к иену кобальта на 12 и 7 нм (458 и 507 нм по сравнению с 470 и 514 нм в растЕоре исходной соли). В вазелиновом масле для данного соединения полосы электронных переходов иона Co(II) смещены в длинноволновую область на 15 и 26 нм (480 и 530 нм -465 и 504 нм). Таким образом, данные электронной спектроскопии, по нашему мнению, свидетельствуют о происшедшем в обоих случаях комплексообразовании. Учитывая литературные данные по распределению электронной плотности вокруг молекулы метроницазола и результаты исследования,мы пришли к выводу.о том, что оба полученных комплекса имеют сходное строение, координация Ые-.Ъ осуществляется через атом азота имадазольного кольца в положении 3, сульфат ион также принимает участие в. образовании комплексов, что отражается на изменении симметрии иона.

Комплексы Zn с фуредонином fr ;(5-ни^о-3-#£ф/рилиден2-

-1-амино-rijn анто ином)..

Комплексные соединенияZn с фурадонином получены в водн^лета-нольной (комплекс III) и водно-ацетоновой среде (комплекс 1У) при взаимодействии концентрированных растворов фурацонина с сульфатом и нитратом цинка. При этом образуются соединения состава 1:8 (см. таблицу I). Априори фурадоннн может существовать в 5 таутомерных формах ( рисЛ). В зависимости от условий синтеза возможно участие в комплексообразовании различных таутомерных форм.

В ИК спектре лиганда-фурадонина наблюдаются полосы поглощения, характерные для (ОН) рри 3620 при 3480 см"*, для

маятниковых колебаний ^-группы- 500-600 см , колебания фурано-вого кольца 3150 см-*, для гццантоиновой группировки 0(СяО) при 1720 и 1780 см-*. В ИК спектре комплекса III имеется ряд характерных отличий по сравнению с ИК спектром лиганда. Исчезают полосы валентных колебаний гипроксила воды при 3620 см-1 и амицной группы при 3480 см-*, маятниковых колебаний -ffH группы в области 500-600 см-*, что свидетельствует о комплексообразовании cznno гетероциклическому атому азота. Некоторые изменения формы полос поглощения

^ (0*0) в области 1720-1780 см-* (появление слабых плеч при 1750 и 1800 см"*), вероятно,связаны с изменением симметрии молекулы (гицантоиноЕой группировки) в результате образования сеязийп с имицным азотом гидантоиноЕОЙ группировки гетероцикла и участием в комплексообразовании двух разных таутомерных форм лигавда.

ТяатомЕРЫ фирадониня

НА—/ HCj—^011

R-H АНН-R-HIßJL JH

Y Y ^r^i

ihc

It

Oll

Г 0

1ЬСГ

*

OH

R" Y

OH

RS NOt

Имеются и другие изменения в спектре: появляются ноЕые полосы поглощения при 1120, 1005 см-*, наблюдаются сдвиги полос е области II80-II40 сы-*. Частоты и фураноЕого кольца остаются неизменными. В области 400-100 см наблвдаются полосы 295 и 230 сы-*, которые можно отнести к (Me-f/).-

ИК спектр комплекса 1У отличаются как от ИК спектра лигацца, так и от ИК спектра комплекса III. Наблюдается понижение частоты

^ (ОН) до 3540 см"1, а)(//И) - до 3450 см-*; контур полос поглощения' валентных колебаний карбонильной группы представлен тремя полосами при 1718, 1725, 1762 cu-*; появляются ноЕые полосы поглощения: при 3280 см-*•,по-ЕЯДимому, относящаяся к }(*С-0Н), при 1120 см и широкая полоса при 530 см-*, а также^яолосы 295 и 230 си-*,относящиеся к^Ше-ОЬ В данном случае, вероятно,что координация2п осуществляется через атом кислорода депротонирован-ной енольной группы гидантоинокой части молекулы одной из тауто-мерных форм. Сдеиг >.е полос поглощения ^ (ОН) иl)[//H)можно объяснить, во-первых, изменением симметрии молекулы, в частности ее гвдантои-новой группировки, Ео-Еторых, образованием мекмолек.улярных водородных связей в структуре комплекса (см. таблицу 3).

УФ спектры комплексов во нсех средах отличаются от спектров фурадонина большим СЕетопоглощениеи (гиперхромный эффект). Увеличение полярности растворителя (ацетон-этанол-ДМ^А-вода) н соответ-

стеии с правилом Мак-Конелла прииодит к небольшому батохромному сдеигу полосы поглощения как е спектре лигавда (фурадонина), так и комплекса. Однако в наиболее полярных растворителях (этанол, ДМФА, юда) их максимумы совпадают. Растворитель с наименьшей полярностью- ацетон - оказывает дифференцирующее дейстЕие на комплексы, что приводит к заметному +10 нм смещению максимума СЕето-поглощения комплексов (П-т^370 нм) в длинноволновую область по сравнению с самим фурадонином О^^-ЗбО нм). Следует отметить, что светопоглощение комплексов в ДММ заметно выше, чем е других растворителях, что связано с сильньш поляризующим действием ДМ'М.

Таблица 3. Отнесение некоторых колебательных частот (см"'1) в ПК спектрах фурадонина и его комплексов с цинком.

Отнрррнио Колебательные Колебательные Колебательные частоты (см ) частоты (см ) частоты (см ) фурадонина комплекса III комплекса. 1У

Р (ОН) 3620 - 3540

Р (ß/H) 3460 - 3450

Р (=С-0Ю - - 3280

i> (С=0) 3150 3150 3150

1720,1780 1720,1750,1780 1718.1725,1762

Р(^) 1320,1340,1380 1320,1340 1320,1340,1360

1390 1380,1390 1390

шлф.аят пиковые 550,570,530

Отыечаегся определенное различие в сигкгрйк кскпаеквов, полученных в разных средах. Так в ацетоне наблюдается некоторое уширеиие полосы е случае комплекса 1У, а в этанола - большая интенсивность поглощения комплекса III, что коррелирует с возко&одм различием е способах координации таутомерных форм лигавда.

Принимая ео внимание данные ИК и УФ спектроскопии, элементного анализа мы пришли к заключению, что и комплексном соединении III координация лигавда осуществляется через атом гвдантоиновой группировки. В состав комплекса входят 2 молекулы депротонированной тау-томерной формы А лигавда и 6 нейтральных молекул е таутомерной форме С или Д.

В комплексном соединении 1У координация лиганда осуществляется

через атом кислорода депротонироЕанной енольной группы гидантои-новой части молекулы; е состав комплекса еходят 2 молекулы депро-тоннрованной таутомерной формы В лиганда и 6 нейтральных молекул лиганда в В таутомерной форме.

Комплексы П2>_QíIQII>_FeЦIi^_F£ЦЦ)_c_

li г1(I-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-гфотонгшицом^

Комплексные соединения Zn,Co(II), Си(И), Fe(II), Fe(III) с к-(1-Мамштш)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротоншлидом получены е этакольной среде взаимодействиег^сонцентрироЕанных растЕоров лиганда с солями соответствующих металлов.

В ИК спектрах коютлехсного соединения Co(II) наблюдаются сле-духшше изменения по сравнению с ИК спектром лиганда: пояеляйтся Н0ЕЫ9 полосы при 1600 и 1560 см-*, соответствующие t)(C=*0); полоса при 1490 с?!-*, которую можно отнести к колебаниям ароматического кольца; полоса при 1160 см-*; изменяется контур полос в области 600-1000 см"*; в низкочастотной области спектра наблюдаются новые полосы при 390 и 290 см-*, которые мотаю отнести к колебаниям О-Ме-О фрагмента.

Значительным отличием комплекса Co(II) от комплексовгп,Ре(П) и Fe (III) является появление в его ИК спектрах полос!^ (С=0) а ---1720 см-* иР (0Н)=*3400 см-*. Так как лиганц склонен к таутомерии, по-ввдимому, а комплексе Со(II; часть молекул находится в иной, чем з комплексах Си(Ш и Sil (11) таутомерной форме.

В ИК спектрах комплекса С::(Н) полоса ¡> (sv'H) =?3370 см-*остаетсг, одиеко появляются о«снь слабые ловив полосы 3420, 3500 и 3620 см , ксторне могут быть огнвсега к $ (ОН) меямолзкулярных ассоциатор, сбрагоЕвгайтх из -енольных форм, лигвдца. В областях поглощения енольной фер'.Гс! наблюдается появление полос i(С*0) при 1550 и 1530 см~* г.

(С=С) при 1270 см-*. Наблюдаются смещения полос в области 600500 «Г*, новые полосы при 1490, 1390, 1380 см"*. На полосе колебания 0(,0=0) амидной группы появляется в виде плеча полосы 670 см-*, которая относится к колебанию карбонильной группы енольной формы лиганда, связанной водородной связью с -ОН группами других молекул. В низкочастотной области спектра такие обнаружены новые полосы: 390 и 290 см"*, которые могут быть отнесены к колебаниям хелатной структуры ацетилацетоната меди в молекуле комплекса. Таким образом, на основании полученных данных ИК и УФ спектроскопии мокно сделать

вывод, что е состав комплекса Си(П) входят кроме хелаткых структур молекулы лиганца в различных таутомерных формах, связанные между собой водородной связью.

В ИК спектрах соединения zn , кроме полосы 3370 см"*, наблюдается

полоса 3200 см-*, а в виде плеча на полосе 1660 см~*появляется

новая полоса 658 см~*. Эти полосы очевидно относятся, соответственно,

к l) (VH) и t)(C*0), связанных между собой водородной связью. Кроме

того, обнаружены полосы при 1590 и 1520 см""* и при

1270 см-*, новые полосы 1490, 610 и 510 см-*. В низкочастотной

TT

области также наблюдаются новые полосы 390 см и 225 см . Таким образом, можно предположить, что в состав комплекса входят, крохе хелатных форм, молекулы лигавда, связанные между собой водородной связью.

В ИК спектрах соединений Fe(II) и Fe(III) наблюдаются сходные изменения. Полосы, относящиеся к амидной группе, -3370, 1680, 1580 см-* - остаются, однако наблюдаются изменения в контуре полос в области 1530-1640 см , характерной для енольной формы лигаеда. Появляются новые полосы

•>(С=0) cTV^JööO

см , 1530 см-*; полоса |) (С=»С) см-1, полосы 1490, 1390, 1380 см"1; а также

полосы 620 и 570 см"* - для комплекса Fe(III) и 620, 560, 500 см-*-для комплекса Fe(II). В низкочастотной области спектра наблюдается ряд новых полос: 390 см-*, 335 си"*- для комплекса Fe(III). Таким образом, можно предположить, что комплексы Fe(II) и Fe(III) представляют собой хелаты со структурой ацетилацетонатов в составе молекул комплексов (см.таблицу 4).

Для сравнения электронных спектров этанольных и диоксановых растворов комплексного соединения Со(И) с электронными спектрами растЕоров лигавда не наблюдалось сдвига полосы поглощения при 345 нм, однако в первом случае наблюдалось значительное увеличение ее интенсивности. В спектрах электронного поглощения комплекса Со(Ш в виде пасты в вазелиновом масле наблюдалось расщепление полосы перехода лиганца, т.е. появляются две полосы - смещенная и несмещенная,

УФ спектры этанольного раствора комплексагп характеризуются смещением полос лиганца на 7-15 нм, при этом увеличивается их интенсивность.

В спектрах электронного поглощения комплексайй ввде пасты в вазелиновом масле отмечаются изменения аналогичные комплексу Co(II).

При сравнении электронных спектров лиганца и комплекса Си(П) во втором случае наблюдается батохромный сдвиг полосы лиганда на 10 ни,

интенсивность ее мало меняется.

В спектре электронного поглощения комплекса Си(II) в Еще пасты в Еазелиновом масле появляются три полосы одинаковой интенсивности: пр»7)^^02,364,384 нм, в то время как молекула лиганца имеет лишь одну полосу в этой области при 355 нм, что свидетельствует о происшедшем комплексообразовании и сложной структуре комплекса.

Таблица 4. Отнесение некоторых колебательные частот (см-*) в ИК

спектрах производного одамантана и его комплексов.

Отнрсрнир Колебат. Колебат. Колебат. Колебат. Колебат. Колебат.

час-ты час-ты час-ты час-ты час-ты час-ты

производ. ком-са ком-са ком-са ком-са ком-са

адаман-. Co(II) Си(И) Zn (см') Fe(Il) Fe(III) тана (см) (см"') (см"') (см"1) (см"')

Jcí/H) 3370 3370 3370 3370 3370 3370

1580 1580 1580 1590 1580 1580

0(00) 3200

1680 1680 1680 1680 1680 1680

амицной ■ 1670 1658

группы

1>(С=Ю) 1530 1600 1550 1590 1550 1550

^аромат. 1540 1530 1520 1530 1530,1590

- 1490 1490 1490 1490 1490

»кольца V(O-Me-O) _ 390 390 390 390 330

290 290 225 335 . 290

l)(C=0) _ _ 1270 1270 1270 1270

t)(C=0) _ 1720 _ _ _

|)(С-ОН) _ 3400 _ _ _

^(ОН)меж- - _ 3420 _

молекуляр. 3500

ассоциатов 3620

В УФ спектрах этанольных растворов комплексов Ре(11) и Fe(III) наблюдается гипсохромный сдвиг полосы лиганда при 345 нм, в первом случае - на 10 нм, ео Етором - на 15 нм. Интенсивность поглощения комплексов значительно выше, чем у лиганда. Кроме того, комплекс Fe(II) поглощает в этой области больше, чем комплекс Ре(III).

В спектрах электронного поглощения комплексных соединений Fe(II) и Fe(III) в виде пасты в вазелиновом масле полоса перехода молекулы лиганда сдвинута в коротковолновую область на 10 и 5 нм соответственно. Таким образом, полученные результаты подтверждают наши пред-

положения о происшедшем комплексообразовании.

Полоа/-</переходов ионов металлов в спектрах исследуемых веществ не наблюдается, что объясняется их низкой интенсивностью, т.к. эти переходы запрещены по симметрии. Как известно, запрещение снимается только в молекулах комплексов с тетраэдрической симметрией, не имеющих центра симметрии, или при искажении симметрии октаэдричес-кого комплекса с нарушением центра.

Для комплексов Fe(II) и Fe(IÍI) также были сняты ГР спектры, параметры представлены в таблице 5.

Таблица 5. Мессбауэровские параметры комплексных соединений кШ)и &Д7/,обогащенных Fe^f

Образец Т°К HC¡ KPj KP¡ Fj í\¿

мм/С Mí.i/c мм/с 1ш/ с мм/с мм/с

1,07 0,76

0,58 -

1,60 0,74 Г31 0,69

Первый комплекс характеризуется менее резким падением вероятности Мессбауэра и меньшим изменением параметров с ростом температуры съемки спектра. У комплекса Fe(III) дублет с квадрупольныы расщеплением 77,12 мм/с (120°К) при 295°К исчезает полностью. Полученные данные свидетельствуют о большей устойчивости комплекса Fe(II по сраЕнешто с комплексом Fe(III). Для определения структуры полученных комплексов было синтезировано модельное соединение - комплекс Fe с п-толил-дифенилоксицкетоном. Коыплексообразование в этом случае идет по кислороду кето-группы. Идентичность спектроЕ для модельного соединения Fe(II) и комплекса Fe(III) с производным адамантана при 120°К подтЕернщает данные ИК спектроскопии, что комплексообразоЕание железа с лигандом идет по кислороду кетогруппы п-толила. Сходность изменений в ИК спектрах комплексов по сравнению с лигандом, а также результаты ГР спектроскопии; позволяют сделать еывод, что ео Есех случаях образуются хелаты типа ацетилацетонатов. В четвертой главе диссертации описаны результаты исследования елияни

Комплекс Fe(III) 120 0,60 1,72 0,73 2,53

/у

обогашенный Fe --------

(1:2, в молях) 295 0,58 - 0,40

SShS/ЙЬ 120 <>.60 1.69 0,56 2,52 постановленным

^итионитом натрия 295 0,51 1,42 0,00 2,08

комплексов ыетронвдазола на систему сопряженного транспорта ионов в мембранах эритроцитов, антимикробных свойств полученных комплексных соединений!/» vitro и itt ViVO высказаны некоторые предположения о взаимосвязи "строение-активность".

Исследование влияния комплексных соединений_ метронлцазола на_систему_сопряженного транспорта_ ионов в мембранах эритроцитов человека..

Как известно, первичный механизм действия химических веществ реализуется на биологических мембранах, поэтому для оценки активности полученных комплексных соединенийиCoso^ с метроницазо-лом была выбрана эритроцитарная модель, как наиболее удобная для исследования из-за простоты получения и постоянства параметров. Работа проводилась совместно со старшим научным сотрудником кафедры биофизики ММА им.И.М.Сеченова, кандидатом биологических наук Какуш-киной М.Л.

Введение метроницазола, его комплексных соединений с сульфатом цинка, с сульфатом кобальта, механической смеси метронидазола с сульфатом цинка и с сульфатом кобальта вызывало определенные сдвиги ионного равновесия на мембране эритроцитов, которые характеризовали по средним скоростям изменения выбранных параметров. Зависимость скорости транспорта калия в эритроцитах от концентрации всех испытуемых образцов носит экстремальный характер. Для сульфата цинка скорость утечки калия из эритроцитов резко увеличивается в диапазоне 0,5-1,5-10-4М, однако при последующем увеличении действующих доз снижается почти до нулевых значений. Скорость утечки калия под влиянием сульфата кобальта не снижалась при высоких дозах воздействия

а оставалась на одном уровне во всем йзученном диапазоне концентраций, близком к уровню спонтанной утечки калия из эритроцитов в сахарозную среду.

Для комплексаzn и механической смеси увеличение скорости утечки калия при увеличении действующих доз происходит болер плавно, достигает наибольших величин в области концентрации^Юм и затем снижается, оставаясь при этом в пределах измеряемых величин.

При испытаниях образцов комплекса Со(II) и соответствующей механической смеси также наблюдалась тенденция к угнетению переноса калия из эритроцитов в инкубационную среду при еысоких дозах

воздействия (2,5-5,0*10 Ы), при которых перенос калия угнетается преимущественно процессом уравновешивания анионов. Этот процесс не

сопровождается значительным отличием скоростей одновременно происходящего изменения рН среды, как это наблюдалось при действии образцов, содержащих цинк. Сульфат цинка вызывает наибольшие изменения рН в концентрации О, S 'I0"VM. Скорость изменения рН среды уменьшается с ростом концентрации сульфата цинка до)У40 М и снова возрастает при концентрации S • 10 Ы.

Аналогично, но с некоторым смещением действующих доз в сторону более высоких концентраций, ведет себя механическая смесь метро-нидазола с сульфатом цинка.

Иная картина наблюдается при действии на эритроциты комплекса с сульфатом цинка: скорость изменения рН суспензии клеток постепенно увеличивается еплоть до концентрации^'/^ Л и не проявляет тенденции к снижению при повышении действующих доз препарата. Следует отметить, что метроннцазол е. эквивалентных дозах практически не оказывал влияния на изменения активности калия и рН в сахарозной среде, содержащей эритроциты.

Таким образом, по полученным данным можно сделать выеод о том, что механизм действия катионов металлов меняется в присутствии ыетронцдазола. Кроме того, отличается способ действия на сопряженный ионный транспорт в мембранах эритроцитов человека комплексов и Со(П). Возможно, что это различие зависит от окислительно-восстаноЕИтельных свойств ионое металлов и сопряженных с этим процессов. Отмечается определенное отличие в механизме действия механических смесей и комплексных соединений, что может служить косЕенным доказательством индивидуальности полученных комплексов.

Определение антимикробной активности_и_токсичности_ сиотезироБанных соединений^

Полученные комплексы исследоЕалисыл vitro цШ WOe лабораториях ММА им.И.М.Сеченова, Курского .и Днепропетровского медицинских институтов.

Установлено, что комплексыгп5С4и Созс^с метронидазолом оказывают 1ИУ!у0антибактериальное действие на штаммыЕгс11' ooli АТСС 1274 "Крым",Вас.subtilis АТСС 6633,Staph, aureus АТСС 25920. Наблюдается значительное увеличение активности комплексов znSo4n CoSO^ 110 сравнению с лигандом при внутрибрюшинном введении мышам, зараженным взвесью суточной культурыЭаг^урЬ. №7 в концентрации 100 мг/ki (см.таблицу 6).

Таблица 6. Выживаемость (в^) белых мышей, зараженных staph, aureus № 554 HSal.typh. W7 после недельного введения препаратов.

Jp> Название препарата Выживаемость

1. Метроницазол

2. Комплексznso4c метронидазолом

3. КомплексСоЗОдс метронидазолом 4.Производное адамантана

5. Комплекс. Znc производным адамантана .

6. Комплекс Со(П) с производным адамантана

7. Комплекс Си(П) с производным адамантана

8. Комплекс Fe(II) с производным адамантана

9. Комплекс Fe(III) с производным адамантана

10.Контроль

Staph,aureus Sal.typh.

- 50±7,I2

- I00±0,I5

- 70±6,52

50±7,I2 50-7,12

I00±0,I5 80±5,73

80^5,73 80±5,73

80±5,73 70±6,52

90±3,52 70±6,52

90±3,52 70±6,52

40±6,99 40±6,99

рлС0,05 - относительно контроля «-производное адамантана Н-(1-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамид

По современным данным тяжесть течения гнойно-Еоспалительных заболеваний находится во взаимосвязи со степенью дефицита Т -системы тшунитета, ееглоо значение приобрело исследование влияния, оказываемого комплексами на иммунную систему; В'экспериментах установлено, что использование биокомплексов гп304 и Соэо^с метронидазолом не подавляет активности Т-лиыфоцитов, а в ряде случаев несколько усиливает розеткообразование. Токсичность комплекса гпэс^ с метронидазолом определяли в лаборатории лекарственной токсикологии НИИЭК ВКНЦ АМН СССР. В результате проведенных исследований установлено, что метронидазол и его комплекс с гп характеризуются сравнительно низкой токсичностью и в соответствии с общепринятой классификацией относятся к классу малотоксичных веществ (ДП^347± 55 мг/кг).

Комплексы гпС фурадонином исследовались на модели острого обту-рационного пиелонефрита. В результате установлено, что лечебный

эффект, оказываемый комплексами, значительнфыше, чем при использовании фурадонина и идентичен эффекту от применения традиционной схемы гентамицина. Учитывая значительную токсичность и иммунодеп-рессивное действие антибиотиков, а также имеющийся дефицит zn в организме при пиелонефрите, разработка лекарственных форм на основе комплекса Znc фурадонином может иметь особые преимущества.

Комплексные соединения Zn, Codi), Си(11), Fe(II) и Fe(III) с N-(1-Ацамантил)-2-гвдрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом проявили антибактериальную активность,примерно е 2 раза превышающую активность лигавда в экспериментахМ У/и>на моделях сальмонеллеза и стафилококкового перитонита (таблица б). Установлена антимикробная активность суспензии комплекса Co(II) с указанным лигандом в твине-80 на модели гнойной раны кроликов.

Анализируя полученные данные можно предположить, что для изученных штаммов staph.aureus и Sal.typhimurium антимикробная активность синтезированных комплексов зависит от природы центрального атома (при одинаковых лигавдах). Это предположение подтверждают результаты исследования влияния комплексов ZnH Co(II) с метро-нидазолом на систему сопряженного ионного транпорта в мембране эритроцитов. По нашим данным,антибактериальная активность (для изученных штаммов микроорганизмов синтезированных комплексов "с одним и~тем~же лигандом i убывает в pn4yZn>Fe, Со>Си.

ВЫВОДЫ.

1. Разработаны методики получения 9 новых комплексных соединений ZnCo(II), Си(Ш, Pe(II) и Ре(Ш) с ыетронедазолом, фурадонином и Н-(I-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом. Для синтезированных комплексных соединений доказана их индивидуальность, определен состав, изучен ряд физико-химических свойств. На основании данных термического анализа установлено наличие в составе комплексов Zn» Co(II) с метроницазолом -(1-Адамантил)-2-гидрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом кристаллизационной воды, определено ее количественное содержание.

2. Исследованы ИК и электронные спектры синтезированных комплексных соединений. Установлено, что:

а) комплексыгп и Co(II) с метроницазолом имеют аналогичное строение связь Ые-L реализуется через атом азота имвдазольного кольца в положении 3; сульфат-ион входит во внутреннюю сферу комплекса;

б) В комплексах Zn с фурадонином координация осуществляется по-

разному, в зависимости от условий синтеза. В водно-ацетоновой среде связь реализуется через атом азота гкцантоиновой группировки, в водно-метанольной среде - через атом кислорода депротонирован-ной енольной группы гвдантоиновой части молекулы. В состав комплексов входят нейтральные молекулы лигаада в различных таутомерных формах;

в) N-(1-Адамантил)-2-гицрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамид образует с солями ZnPo(II), Си(II), Fe(II) и Ре(Ш) хелаты типа аце-тилацетонатов; комплексы Znpo(II) и Fe(II) содержат молекулы ли-ганца в различных таутомерных формах;

г) методом УФ спектроскопии исследована устойчивость ео Бремени при нагревании и при различных pH среды водных растворов ыетро-нвдазола и его комплекса с Znso^ показано, что данные растворы устойчивы к кипячению в течение 2,5 часов, при подкислении HCl различной концентрации, при хранении в течение недели.

3. По данным ГР спектроскопии установлено, что координация лигаада в комплексных соединениях Fe(II) и Fe(III) с ц-(1-Адамннтил)-2-гицрокси-4-оксо-4-(п-толил)-кротонамидом осуществляется через атом кислорода метогруппы п-толила; комплексное соединение Fe(II) обладает большей устойчивостью по сравнению с комплексным соединением

Fe{III); отмечается высокая внутримолекулярная подвижность атома железа, отсутствие жестких внутри и межмолекулярных связей.

4. Исследовано влияние комплексных соединений ZnS04 и C0SO4 с метронидазолом на систему сопряженного ионного транспорта в мембранах эритроцитов человека. Отмечено различие в способе действия комплексов 2пи Со(П).

5. Установлено, что Есе 9 синтезированных комплексных соединений ШУГСОэбладают примерно е 2 раза большей антимикробной активностью, по сравнению с лигандом. Так, выживаемость мышей, зараженных взвёсью суточной культуры Sal.typhimuriura после введения комплексных соединений Znso^ иCoS04 с метронидазолом составляет, соответственно, 100% и 70$, а при введении метроницазола - 505?. Установлено, что комплекс Zn30.:c метронидазолом относится к малотоксичным соединениям (ЛД^ 347±55 ыг/кг).

6. Отмечено, что в'отношении штаммов staph, аигеиз № 554 и

Sal. typh. №7 антимикробная активность синтезированных комплексов связана с природой центрального атома и для одного и того

же лигаада убывает в pnnysn>Fe, Со>Си.

Основное_содержание £аботи_иаложено в следивших, публикациях^

1.Калетина Н.И.,Старкова (Якушева) H.U..Захарова Б.Ф..Колесникова

М.В..Способ противодействия халатным повреждениям клеток биокомплвк— сами микроэлементов //Тезисы докладов международного симпозиума "Микроэлементозы человека",-М.,1988.-0.135-136.

2.Калетина Н.И.,Старкова Н.Ю., Новый подход к повышению »ЭДектив-нооти лекарственных средств //Фармация.-1989.-Ю.-С.38-42.

3.Kaietina N.l..Charitonov Yu.J.»Staahkova И.Yu..Gamma Resonance Spectra of Pe complex with H - glicoside of sulphanilamid // ICAME ,89. - Budapest,1989. -V.II.-P.13.

4.Стажкова Н.Ю. .Захарова В,ф. .Колесникова M.B. .Калетина Н.И..

УФ спектры комплексов Zn с некоторыми антибактериальными препаратами // IX Научная конференция специалистов и молодых ученых Волго-Вятского региона:Тезисы докладов.-Горький,1989.-4.1.-С.237.

5.Калетина H.W..Стажкова Н.D..Афанасьев Ю.И..Харитонов D.Я..Развитие компенсаторно-приспособительных реакций в печени,селезенке,почке под влиянием гликозилированных антимикробных препаратов //Тезисы докладов 1-ой республиканской научной конференции"Управление морфогенезом тканей и органов в процессе адаптации".-Иркутск,1989.4,-

Ч.II.-С.37-39.

6.Калетина Н.И.,Стажкова Н.Ю. .Колесникова М.В. .Захарова В.ф. .Козлова Н.В..Дмитриенко С.Г..Колебательные спектры комплексовйп и Со(П)с некоторыми антимикробными препаратами // Тезисы XII Всесоюзного совещания "Применение колебательных спектров к исследовании неорганических и координационных соединений".-Минск,1989.-С.99.

7;Калетина Н.И..Афанасьев Ю.И..Якушева Н.Ю..Захарова В.Ф..Изменение биологического действия ряда лекарственных средств при их комплексо-образовании с микроэлементами // II Всесоюзная конференция по биоло-» гической роли микроэлементов и их применении в сельском хозяйстве и медицине¡Тезисы докладов.-Самарканд.1990.-Т.2.-С.235-236. в.Калетина Н.И..Якушева Н.В..Захарова В.Ф..ГР спектры комплексов железа с производными 5-нитробурана и 5-нитроимидазола //Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Прикладная мессбауэровская"спектроскопия по проблеме "Взаимодействие мессбаузровского излучения с веществом" .-Казань.1990.С.99. 9. Kaietina H.I..Stashkova N.íu..Kozlova N.V.,Zakharova V.?.. Biocamplex of metale and lig<pd pathology // XXVIII ICCC.-lena,1990.-P.51.