Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Получение и изучение комплексных соединений ванадия(IV) с производными бензолсульфонилмочевины

МАКАРОВА АННА НИКОЛАЕВНА

ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ(ІУ) С ПРОИЗВОДНЫМИ БЕНЗОЛСУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

005531741

2013

005531741

МАКАРОВА АННА НИКОЛАЕВНА

ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ(ІУ) С ПРОИЗВОДНЫМИ БЕНЗОЛСУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель: Вергейчик Евгений Николаевич, доктор фармацевтических наук, профессор

Официальные оппоненты: Озеров Александр Александрович, доктор химических наук, профессор, ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, заведующий кафедрой фармацевтической и токсикологической химии, проректор по инновационному развитию Челова Лариса Владимировна, кандидат фармацевтических наук, ЛПУП санаторий «Родник», заведующая клинико-диагностической лабораторией

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится 10 июля 2013 года в 10— часов на заседании Диссертационного совета Д 208.008.09 при ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пятигорского медико-фармацевтического института-филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)

Автореферат разослан « /О » июня 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Компанцева Евгения Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Поиск новых противодиабетических средств является актуальной задачей для фармацевтической и медицинской наук. В настоящее время в мире насчитывается более 300 миллионов человек, страдающих сахарным диабетом и нуждающихся в гипогликемических средствах.

В середине прошлого столетия в литературе появились сведения о высокой гипогликемической активности соединений валадия(1У) и ванадия(У). Соединения ванадия во многом имитируют эффекты инсулина, в частности, стимулируют транспорт глюкозы и ее метаболизм в жировой ткани, диафрагме, скелетных мышцах и мозге. В присутствии ванадия в печени и скелетных мышцах усиливается синтез гликогена. Кроме того, в печени ингибируется глюконеогенез, а в жировой ткани тормозится липолиз и стимулируется липогенез. Гипогликемическое действие ванадия объясняется различными механизмами, наиболее важными из которых является влияние на активность ряда ключевых ферментов метаболизма глюкозы, стимулирование активности ферментов гликолиза, влияние на экспрессию и транслокацию в плазматическую мембрану инсулин-регулируемого транспортера глюкозы ОЬиТ-4 и др., однако точный механизм инсулиноподобного действия этого микроэлемента остается невыясненным. В настоящее время изучением гипогликемической активности соединений ванадия занимаются ученые многих стран мира, в частности, Канады, Израиля, Японии, США. Рядом исследователей показано, что соединения ванадия(1У) являются более активными и менее токсичными, чем соединения ванадия(У).

На наш взгляд перспективным является направление по созданию новых лекарственных средств на основе ванадия(1У) и лигандов с известной гипогликемической активностью. Таким образом, биологическая активность ванадия(1У) может сочетаться с биологической активностью гипогликемического средства. В качестве таких лигандов нами предложены производные бензолсульфонилмочевины (глик-лазид, глибенкламид и гликвидон). На наш взгляд, работа в этом направлении поможет оценить перспективность создания новых отечественных гипогликемических лекарственных средств на основе соединений ванадия.

Поэтому получение и исследование комплексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины является актуальной задачей для фармацевтической науки н практики.

Степень разработанности темы. Перспективным направлением фармацевтической науки является создание новых лекарственных средств на основе веществ с известной фармакологической активностью. В данном случае синтез ком-

плексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины может привести к получению более эффективных, чем исходные вещества, гипог-ликемических средств, поскольку его отдельные компоненты обладают индивидуальным гипогликемическим действием и могут усиливать взаимный эффект за счет его реализации по различным механизмам.

До настоящего времени исследований, связанных с синтезом и изучением комплексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины не проводилось; не разработаны условия получения комплексов ванадия(1У) с термолабильными лигандами; отсутствуют сведения о влиянии температуры на синтез

комплексов ванадия(1У).

Целью работы является получение и изучение (химическое и фармакологическое) комплексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины.

Задачи исследования:

- изучение условий комплексообразования ваиадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины в растворе;

- изучение устойчивости образующихся комплексных соединений вана-дия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины;

- разработка методики получения комплексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины;

- изучение химического состава полученных комплексов;

- фармакологические исследования (острая токсичность и гипогликеми-ческая активность).

Научная новизна. Впервые изучена возможность получения комплексных соединений ванадия(1У) с гипогликемическими лекарственными веществами -производными бензолсульфонилмочевины. Установлена закономерная зависимость комплексообразования ванадия(1У) с различными лигандами из группы производных бензолсульфонилмочевины от рН среды. Обоснована теоретически и доказана экспериментально спектрофотометрическим и криоскопическим методами возможность комплексообразования ванадия(1У) с изучаемыми лигандами.

Сравнительным предварительным исследованием показано, что более прочный комплекс образуется между ванадием(1У) и гликлазидом.

Проведено изучение комплексообразования ванадия(1У) с гликлазидом в растворе. Классическими методами спектрофотометрии и потенциометрии доказано, что ванадий(1У) с гликлазидом образует одно устойчивое комплексное соединение в молярном соотношении 1:2. Рассчитана его константа устойчивости.

Изучены условия получения комплексных соединений ванадия(1\') с производными бензолсульфонилмочевины. Показано, что наряду с оптимизацией значения рН среды необходимо соблюдение температурного режима. На основании исследований влияния температуры, рН среды обоснованы условия препаративного получения комплексного соединения. Показано, что рН среды должно находиться в пределах 3,5-3,9, температура - 50-60°С. В оптимальных условиях получены комплексные соединения в кристаллическом виде. Установлено, что с наибольшим выходом и лучшей устойчивостью образуется комплекс ванадия с гликлазидом.

Разработанные условия могут быть использованы для получения комплексных соединений ванадия(ІУ) с другими лигандами. Изучен состав комплексного соединения ванадия с гликлазидом химическими и физико-химическими методами. Методом ТСХ и масс-спектрометрии доказана устойчивость гликлазида в процессе синтеза. Методом ИК-спектроскопии показан характер связи металл-лиганд.

Разработаны методики анализа комплекса и проведена их валидация.

Изучена острая токсичность полученного комплексного соединения ванадня(ІУ) с гликлазидом и установлено, что оно относится к классу умеренно-токсичных веществ по классификации К. Сидорова.

Проведено предварительное изучение гипогликемического действия комплексного соединения ванадия(ІУ) с гликлазидом на модели стрептозоцин-индуцированного сахарного диабета у крыс. Установлено, что полученное соединение в дозе 38 мг/кг оказывает гипогликемическое действие. К 7-му дню эксперимента фармакологический эффект комплекса ванадий(1У)-гликлазид ниже по сравнению с гликлазидом, но выше чем, у ванадила сульфата в эквивалентной дозе. К 14-му дню эксперимента при курсовом введении гипогликемический эффект комплексного соединения выше, чем у гликлазида и ванадила сульфата.

Практическая значимость исследования. Разработана методика получения комплексного соединения ванадия(ІУ) с производным бензолсульфонилмочевины. Полученное комплексное соединение проявляет гипогликемическое действие на модели стрептозоцин-индуцированного диабета у крыс. Предложены методики качественного и количественного анализа полученного комплекса, которые могут быть использованы для разработки НД. Результаты работы имеют практическое значение для поисков новых гипогликемических средств.

Методология и методы исследования. В работе использована общая методология изучения комплексных соединений. Для изучения комплексообразования ванадия(ІУ) с производными бензолсульфонилмочевины в растворе использованы классические методы, позволяющие определить число комплексов, их состав и устойчивость. При разработке методов препаративного получения продуктов взаи-

5

модействия ванадия(1У) с изучаемыми лигандами были использованы элементы различных вариантов синтеза, учитывающих влияние рН среды, природы растворителя, значение температуры. Состав комплексных соединений изучен в соответствии с положениями и требованиями аналитической химии. Исследования острой токсичности и гипогликемической активности комплексного соединения построены на методологии классической фармакологии.

Внедрение результатов исследования в практику. Полученное комплексное соединение ванадия(1У) с гликлазидом апробировано на кафедре фармакологии ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России с целью изучения острой токсичности и гипогликемических свойств на экспериментальной модели диабета у крыс (акт апробации от 04.06.12 г.).

На основании результатов исследования составлено информационное письмо «Исследование противодиабетических свойств комплексного соединения ванадия(1У) с гликлазидом», материалы которого использованы в учебном процессе кафедры клинической фармакологии Пятигорского медико-фармацевтического института-филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России (акт внедрения от 02.04.13 г.)

Методики анализа комплексного соединения ванадия(1У) с гликлазидом апробированы в Филиале города Ростова-на-Дону «Информационно-методический центр по экспертизе, учету и анализу обращения средств медицинского применения» и рекомендованы для контроля производства, а также контроля качества при проведении фармакологических исследований на стадии доклинического изучения (акт внедрения от 09.12.12 г.).

Способ получения комплексных соединений успешно апробирован в условиях производства и включен в перспективный план с целью расширения ассортимента и структуры выпускаемой продукции на ОАО «Тюменский химико-фармацевтический завод» (акт внедрения от 04.04.13 г.).

Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГБОУ ВПО «Пятигорская Государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (номер государственной регистрации 01.2.00101060) (в настоящее время Пятигорский медико-фармацевтический институт-филиал ГБОУ ВПО Волг ГМУ Минздрава России).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.02. - фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соот-

6

ветствуют области исследования специальности, конкретно пунктам 1 и 3 паспорта специальности 14.04.02. - фармацевтическая химия, фармакогнозия.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах перечня ВАК.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования комплексообразования ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины в растворе.

2. Результаты изучения состава и устойчивости комплексных соединений вана-дия(1У) с гликлазидом в растворе.

3. Способ препаративного получения комплексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины.

4. Методики анализа и результаты определения состава препаративно-полученного комплексного соединения ванадия(1У) с гликлазидом.

5. Результаты предварительного фармакологического исследования полученного комплексного соединения ванадия(1У) с гликлазидом.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследования определяется выбором методов, обеспечивающих получение надежных и однозначных результатов. Комплексообразование в растворе изучено спектрофотометрическим и потенциометрическим методами, которые в химии комплексных соединений считаются основными для получения достоверных результатов. Состав комплексных соединении подтверждается химическим анализом. Результаты фармакологического исследования получены на достаточно большой выборке животных. Все результаты обработаны методом математической статистики и являются достоверными.

Фрагменты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 66-ой, 67-ой и 68-ой научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (г. Пятигорск, Пятигорская ГФА, 2011, 2012 гг ПМФИ-филиал ВолгГМУ, 2013 г.), на III международной научно'-практаческой конференции «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки» (г. Владикавказ: СОГУ им. K.JI. Хетагурова, 2012).

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц, 35 рисунков, состоит из «Введения», «Обзора литературы», «Объектов и методов исследования», 5-ти глав собственных исследований, «Заключения» и «Списка литературы», включающего 160 источников, в том числе 76 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Изучение комплексообразования ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины в растворах

В качестве объектов исследования были использованы ванадила (оксована-дия(1У)) сульфат тригидрат и лекарственные вещества из группы производных бензолсульфонилмочевины: глибенкламид, гликлазид, гликвидон.

На первом этапе исследований устанавливали принципиальную возможность взаимодействия производных бензолсульфонилмочевины и ванадила(1У) сульфата в растворе спектрофотометрическим и криоскопическим методами.

На реакции комплексообразования значительное влияние оказывает величина рН среды. Известно, что значение рН может изменить степень диссоциации ли-ганда и привести к гидролизу соли металла. В соответствии с этим при некоторых значениях рН комплексообразование становится невозможным.

Нами изучены спектры поглощения растворов ванадила сульфата при разных значениях рН среды, а также изменения характера спектров поглощения смеси ванадила сульфата с производными бензолсульфонилмочевины.

На рисунке 1 представлены спектры поглощения растворов ванадила сульфата при различных значениях рН.

В ЕБ>

Рисунок 1 - Спектры поглощения ванадила сульфата (С=0,03М) при рН 2,21 (1); 3,05(2); 3,35(3); 3,61 (4)

При повышении значения рН происходит гидролиз ванадила сульфата, что приводит к сильной опалесценции раствора и сопровождается повышением светопоглощения по всему спектру (рисунок 1). Появление полосы поглощения в спектре поглощения ванадила сульфата в области 420-450 нм в соответствии с литературными данными указывает на образование гидрокси-комплекса, однако, образующийся осадок гидроксидов ванадила приводит к появлению опалесценции и увеличению светопоглощения.

Далее было изучено влияние рН среды на спектры поглощения растворов смеси ванадила сульфата с производными бензолсульфонилмочевины. На рисунке 2 представлены спектры поглощения смеси эквимолярных растворов ванадила сульфата и гликлазида при разных значениях рН.

В £В>

гликлазида (С=0,03м) при рН 2,10 (1); 2,82 (2); 3,26 (3); 3,41 (4); 3,72 (5); 3,96 (6); 4,20 (7); 4,41 (8)

Из представленного рисунка следует, что в сильно кислой среде (рН 2,1-2,8) спектры поглощения растворов смеси ванадила сульфата и гликлазида практически не отличаются от спектра поглощения раствора ванадила сульфата. При увеличении значения рН наблюдаются изменения в спектрах, проявляющиеся усилением светопоглощения и появлением новой полосы поглощения в области 600 нм. При

значении рН выше 3,9 начинается образование гидрокси-комплексов ванадила. В спектре поглощения появляется полоса поглощения в области 420-450 нм. Дальнейшее повышение рН среды приводит к гидролизу ванадила и разрушению его комплекса с гликлазидом. Кроме того следует отметить, что гидролиз ванадила сульфата в отсутствии лиганда начинается при рН уже более 3, в то время как в смеси с гликлазидом - при рН более 4, а появление опалесценции в растворе смеси ванадила сульфата с гликлазидом наблюдается только при значении рН около 4,8. Все это указывает на взаимодействие между ванадил-ионом и гликлазидом.

Таким же образом мы провели регистрацию спектров поглощения смесей ванадила сульфата с гликвидоном и глибенкламидом при различных значениях рН.

В спектрах поглощения этих смесей наблюдаются слабые изменения в спектрах поглощения в пределах рН 3-4, проявляющиеся перегибом спектра в области около 600 нм и усилением светопоглощения, что указывает на взаимодействие между компонентами в растворе. Однако следует отметить, что изменения в спектрах поглощения ванадила сульфата с глибенкламидом и гликвидоном в области 600 нм менее выражены, чем в спектрах поглощения ванадила сульфата с гликлазидом, что может означать, что гликлазид легче вступает в реакцию комплексообразова-ния с ванадием.

Криоскопический анализ изучаемых систем показал закономерность понижения температуры замерзания от состава изомолярных серий растворов ванадила сульфата и соответствующих производных бензолсульфонилмочевины (рН растворов в пределах 3,5-3,8). При этом минимальное значение депрессии температуры замерзания во всех случаях наблюдается при соотношении ванадий - лиганд примерно 1:2 соответственно. Это указывает на снижение общей моляльной концентрации растворов, что в свою очередь может свидетельствовать о протекании процесса комплексообразования. Результаты исследования зависимости температуры замерзания от состава изомолярных серий растворов представлены на рисунке 3.

л* 1,2

1,195 1,19 1,185

1,18

1,175 -

1,17 -О

Рисунок 3 - График зависимости изменения депрессии температуры замерзания в системе ванадила сульфат - гликлазид (1); ванадила сульфат - глибенкламид (2); ванадила сульфат - гликвидон (3), Со6щ каждой серии растворов 0.003М

Из представленных данных видна закономерность понижения температуры замерзания от состава изомолярных серий растворов (рисунок 3). При этом минимальное значение депрессии температуры замерзания во всех случаях наблюдается при соотношении ванадий - лиганд примерно 1:2. Обращает на себя внимание то, что графики зависимости депрессии температуры замерзания от состава сильно размыты. Это указывает на то, что комплексные соединения в растворах сильно диссоциированы в такой концентрации. Из трех изученных систем меньшая степень диссоциации (меньшая размытость графика) наблюдается для системы вана-дий(1У)-гликлазид. В большей степени диссоциируют комплексные соединения ванадия с глибенкламидом и гликвидоном. На основании полученных результатов можно предположить, что в растворах ванадила сульфата и производных бензол! сульфонилмочевины происходит комплексообразование, а также можно приблизи-, тельно оценить соотношение компонентов 1:2.

Соотношение компонентов 1:2 было подтверждено методом Я. Бьеррума. В качестве примера приведено изучение системы ванадий-гликлазид, поскольку, как показали предварительные исследования, комплексное соединение ванадия с этим | лигандом является наиболее устойчивым.

Для расчета констант устойчивости и состава комплексных соединений по методу Я. Бьеррума использовали формулу функции образования л :

\М1}+2[М1г} Си [М]+[М1\+[МЬ7]

где п - функция образования; сь ,Си — общие концентрации лиганда (гликла-зида) и металла (ванадия); [¿] \М] [МЬ] [МЬ2] - равновесные концентрации гликла-

зида, ванадия и комплексных соединений состава ванадий-гликлазид в молярном соотношении 1:1 и 1:2 соответственно.

Возможность образования комплексных соединений более высоких ступеней в данном случае маловероятна из-за структурных особенностей гликлазида.

Преобразование данного уравнения по методу Ф. Россоти и X. Россоти позволяет найти значения констант.

2

Рх+Рг—Щ (2)

(1-ФГ— 1-я

где и р2 - константы устойчивости комплексов [МЬ] и [М,2] соответственно.

Значение п и \Ц находили путем построения графиков зависимости молярного показателя поглощения от концентрации лиганда.

Подставляя эти значения в правую и левую части уравнения 2, находили значения констант устойчивости при ступенчатом комплексообразовании.

Графическое решение уравнения 2 представлено на рисунке 4. ■ю3

ИИ

о 2 4 6 8 10 _ , ,

Ш -10'3

1-Я

Рисунок 4 - Графическое определение констант комплексообразования вана-дия(1У) с гликлазидом

Из рисунка 4 следует, что значение константы образования комплекса вана-дий(1У) - гликлазид в молярном соотношении 1:! приближается к нулю, а в молярном соотношении 1:2 - примерно равно 2,46-105.

Другим методом изучения комплексообразования является потенциометри-ческий метод.

Данный метод также требует расчета двух функций: свободной концентрации лиганда [Ь] и функции образования Я. Бьеррума п. Суть данного метода заключается в том, что вещество-лиганд титруется щелочью дважды: вначале в отсутствие, а затем в присутствии металла.

По результатам потенциометрического титрования посредством некоторых расчетов были найдены значения л и [Г], которые затем подставляли в уравнение (2), находили константы устойчивости комплексов ванадил-гликлазид в молярных соотношениях 1:1 и 1:2 (рисунок 5).

Рисунок 5 - Графическое определение констант комплексообразования вана-дия(1У) с гликлазидом

Из рисунка 5 следует, что константа образования комплексного соединения ванадий(ІУ)-гликлазид в молярном соотношении 1:1 (РО приблизительно равна 3,20-102, а в молярном соотношении 1:2 (р2) - 3,87-Ш5. Это указывает на то, что первая ступень образования комплекса менее вероятна по сравнению со второй ступенью и образующийся комплекс в молярном соотношении ванадий(ІУ)-гликлазид 1:2 является более устойчивым. Ранее нами было показано спектрофо-

тометрическим методом, что в системе ванадила сульфат - гликлазид также образуется комплексное соединение в соотношении 1:2, при этом значение константы образования этого комплекса оказалось равным 2,46-105. Из литературных данных известно, что допускается разница между найденными значениями констант устойчивости в полпорядка при их определении различными методами. В соответствии с этим мы считаем, что основным комплексным соединением в системе вана-дил-гликлазид является комплекс в соотношении метал-лиганд 1:2.

Разработка методики препаративного получения комплексных соединений ванадила сульфата с производными бензолсульфонилмочевины

Несмотря на длительное изучение реакций комплексообразования и многообразие полученных комплексных соединений, единой универсальной методики получения комплексов не существует. Отдельной проблемой является препаративное получение комплексов даже при условии их существования в растворе. Препаративное получение комплексных соединений определяется природой металла-комплексообразователя и лиганда. Поэтому в каждом случае требуется разработка условий осаждения или кристаллизации комплексных соединений из раствора. Нами разработана методика препаративного получения комплексных соединений ванадила сульфата с производными бензолсульфонилмочевины, суть которой заключается в соблюдении определенного интервала значений рН среды и температурного режима.

Для изучения влияния рН на вход продукта, к навеске соответствующего лиганда в смеси спирт-вода (7:3) добавляли раствор натрия гидроксида до растворения производного бензолсульфонилмочевины в первой пробе. В последующих пробах постепенно увеличивали избыток раствора натрия гидроксида. К полученным растворам добавляли одинаковые количества раствора ванадила сульфата. После смешивания растворов наблюдалось образование аморфного осадка светло-голубого цвета. Осадок выделяли, высушивали, взвешивали и определяли выход комплексного соединения от теоретически рассчитанного.

Результаты определения выхода комплекса в зависимости от значения рН среды приведены в таблице 1 на примере комплекса ванадия(ГУ) с гликлазидом.

Таблица 1 - Зависимость выхода комплексного соединения ванадия(ІУ) с гликлазидом от рН среды

рН 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,5

Выход КС,% 7,5 16,2 34,1 44,7 48,0 55,3 55,0 51,2 30,1 -

Таким образом, оптимальное значение рН для получения комплексного соединения находится в пределах 3,5-3,9. Повышение рН среды выше 3,9 приводит к снижению выхода комплексного соединения, а при рН 4,2-4,5 и выше происходит образование коричневого осадка гидроксидов ванадия.

Нами изучено влияние избытка ванадила сульфата на выход конечного продукта. Синтез комплексного соединения проводили по той же методике. Во всех случаях значение рН находилось в интервале 3,5-3,9. Результаты определения приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Выход продукта реакции в зависимости от избытка ванадила сульфата

Взято гликлазида, мМ 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Взято ванадила сульфата, мМ 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

Выход КС, % 51,2 52,5 58,0 65,4 39,1

Приведенные данные показывают, что при четырехкратном избытке ванадила сульфата достигается максимальный выход комплексного соединения.

Нами было изучено влияние температуры на реакцию комплексообразования ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины. Результаты исследования представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Влияние температуры на комплексообразование ванадия(ІУ) с производными бензолсульфонилмочевины

Т, °С 20 30 40 50 60 70 80 90

Продукт аморфн светло-голуб. аморфн светло-голуб. аморфн светло-голуб. крист, ярко- голуб. крист, ярко- голуб. крист, ярко- голуб. крист, сине- зеленый крист, сине- зеленый

Полученные продукты синтеза подвергали ТСХ-анализу. В результате было установлено, что при температуре выше 70 °С лиганды из группы производных бензолсульфонилмочевины подвергаются деструкции. При незначительном нагревании системы (40°С и ниже) продукт синтеза содержит значительное количество примеси непрореагировавшей субстанции производного бензолсульфонилмочевины. Таким образом, оптимальная температура для получения комплексов ванадия(1У) с гликлазидом - 50-60°С (1-2 минуты).

Нами предложена следующая методика получения комплексного соединения ванадила сульфата с изучаемыми лигандами. К навеске соответствующего лиганда в спирто-водной смеси (7:3) добавляли эквивалентное количество натрия гидро-ксида. К этому раствору прибавляли четырехкратный избыток ванадила сульфата в

виде водного раствора. Полученную смесь нагревали на водяной бане (50-60°С) до полной коагуляции осадков (1-2 минуты). В результате этого осадки приобретали яркий голубой цвет и становились кристаллическими. Образовавшиеся осадки отфильтровывали, промывали спирто-водной смесью (7:3) и высушивали при комнатной температуре.

Полученные комплексные соединения ванадия(1У) с производными бензол-сульфонилмочевины представляют собой мелкокристаллические порошки голубого цвета, очень малорастворимые в воде, растворимые в спирте этиловом 96%, легко - диметилформамиде. Следует отметить, что выход продукта синтеза ванадила с глибенкламидом и гликвидоном составлял менее 10% от возможного расчетного количества, кроме того осадки быстро приобретали коричневый цвет, что, очевидно, свидетельствует о быстром изменении данных соединений. Выход комплексного соединения ванадила с гликлазидом составил 55 - 65 % , кроме того продукт не изменялся при хранении, из чего можно сделать вывод, что данное соединение является более устойчивым, поэтому дальнейшие исследования были проведены с комплексом ванадия(1У) с гликлазидом. Методами ТСХ- и масс-спектрометрического анализа подтверждено, что гликлазид в процессе синтеза комплекса по разработанной методике не подвергается деструкции.

Определение состава комплексного соединения ванадия(1У) с гликлазидом. Методики анализа

В полученном комплексном соединении ванадия(1У) с гликлазидом были идентифицированы гликлазид, ванадил- и сульфат-ионы. Для идентификации гликлазида в составе комплекса нами предложена методика, основанная на реакции с нингидрином после гидролиза (сине-фнолетовое окрашивание раствора). Присутствие ванадил-иона подтверждали несколькими способами: реакцией образования окрашенного (в красно-фиолетовый цвет) соединения с ксиленоловым оранжевым; реакцией окисления ванадия(ГУ) ионами железа(Ш) в нейтральной среде или в 1% водном растворе аммиака (затем при добавлении к продукту реакции раствора 2,2'-дипиридила образуется красное окрашивание); спектрофотомет-рическим определением характерного спектра поглощения ванадил-ионов в кислой среде. Сульфат-ионы обнаруживали по реакции с бария хлоридом.

Количественное определение гликлазида проводили титриметрическим методом в среде безводного растворителя (уксусной кислоты ледяной). Количественное определение ванадил-ионов в составе комплекса проводили спектрофотомет-рическим методом. Суть данной методики заключается в измерении светопогло-щения раствора комплексного соединения при >-=770 нм в среде серной кислоты.

16

Состав полученного комплексного соединения рассчитывали после количественного определения всех компонентов по перечисленным выше методикам. Результаты определения состава комплекса ванадия(ІУ) с гликлазидом представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты определения состава полученного комплексного со-

Соотношение компонентов Ванадил-ион Гликлазид Сульфат-ион

В процентах, % 8,30 79,90 11,79

В молях 1 2 1

дики количественного определения компонентов комплекса обеспечивают достоверную информацию и являются пригодными для практического использования, была проведена из валидационная оценка. Результаты валидационной оценки методик определения ванадил-ионов и гликлазида представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Результаты валидационной оценки методики количественного определения ванадил—ионов (1) и гликлазида (2) в полученном комплексе

Валидационные параметры Результаты измерений

1 2

Линейность результатов у=12,58х+0,003 Я=0,9996 у=30,49х-0,050 11=0,9998

Диапазон линейности, мг/мл 5,9-54,4 -

Прецизионность, (ЯББ, %): - Повторяемость - Внутрилабораторная воспроизводимость 1,22 1,28 0,50 0,45

Правильность гЭксп.(0,65) < и.(2,31) ^сп.(1,50)< ^.(2,31)

для анализа.

При изучении взаимодействия ванадила сульфата с гликлазидом и определения характера связи металл-лиганд мы проводили сравнение спектров исходных веществ со спектрами комплексного соединения для выявления изменений в спектрах и определения возможных связей.

В таблице 6 представлены характеристики ИК-спектров исследуемых соединений.

Таблица б - Характеристики ИК-спектров

Соединение ИК-спектры, у, см'1

-ЫН- Я-СО-ЫН-Я' 13-502-1*' (Я-502-ї\т=) у=о

Ванадила сульфат тригидрат — - - 981

Гликлазид 3270 1705, 1581,1240 1348, 1155 -

Комплексное соединение 1690, 1562, 1258 1350, 1151 980

Таким образом, на основании изучения ИК-спектров исходных веществ и комплекса установлено, что изменения характеристических полос наблюдается для амидной группы. В этой связи можно считать, что координационная связь с ванадием осуществляется по амидной группе гликлазида.

Фармакологические исследования комплексного соединения ваиадия(1У) с гликлазидом

Фармакологические исследования выполнены на базе ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздравсоцразвития России под руководством академика РАМН З.Д.Н.РФ Спа-сова А.А. и заключались в изучении острой токсичности и гипогликемической активности полученного комплексного соединения ванадия(1У) с гликлазидом на экспериментальной модели сахарного диабета у крыс.

В результате исследования острой токсичности был определен показатель 1^50 для комплекса ванадия(1\') с гликлазидом, который составил 761 мг/кг, что позволяет отнести его, согласно классификации веществ по степени их токсичности при введении в желудок К. Сидорова, к классу умеренно токсичных веществ.

Эксперименты по изучению антидиабетической активности комплекса вана-дий(1У)-гликлазид проводили на животных со стрептозоциновым экспериментальным сахарным диабетом. Экспериментальную модель сахарного диабета вызывали введением стрептозоцина (1СЫВютесИсаЫпс.,и8А) в дозе 45 мг/кг в хвостовую вену крысы.

На 3-й день после начала эксперимента было сформировано 5 групп животных (таблица 7). При курсовом введении комплексного соединения ванадий(1У)-гликлазид в дозе 38 мг/кг (1/20 1Л530) и веществ-сравнения: гликлазида и ванадила сульфата в дозах, эквивалентных их содержанию в комплексе, концентрацию глюкозы в крови крыс определяли на 7, 14 день исследования.

Результаты исследования гипогликемической активности полученного комплекса и исходных веществ на модели стрептозоцин-индуцированного сахарного диабета представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Влияние комплекса ванадий(1У)-гликлазид и исходных веществ на уровень глюкозы (ммоль/л) у крыс при экспериментальном диабете при курсовом введении (14 дней)(М±т)

Группы животных День эксперимента

исход 7 день 14 день

1. Интактные животные 4,41 ±0,25 4,67±0,36 4,99±0,06

2. Экспериментальный диабет 10,46±1,78* 12,19±2,52* 10,94±0,87*

3. Экспериментальный диабет + Комплекс ванадий(1У)-гликлазид (1:2) 11,40±1,93 9,35±1,93 6,26±0,52**

4. Экспериментальный диабет + Гликлазид 10,40±1,51 7,80±1,93 7,77±1.92

5. Экспериментальный диабет + Ванадила сульфат 11,94±2,54 13,08±1,48 9,15 ±3,67

* - достоверно по отношению к контролю, парный критерий Стьюдента (р<0,05). ** - достоверно по отношению к группе экспериментальный диабет, парный критерий Стьюдента (р<0,05).

Из результатов, представленных в таблице 7, следует, что после курсового введения крысам с сахарным диабетом комплекса ванадий(1У)-гликлазид уровень гликемии снизился к 7-му дню исследования на 18%, к 14-му дню - 45% (р<0,05), по отношению к контрольной группе (исход). У крыс, получавших гликлазид, на 7 сутки содержание глюкозы в плазме крови было ниже на 25% по сравнению с исходными значениями, и практически не изменялось к 14-му дню исследования. И только после 2-х недельного введения эквивалентной дозы ванадила сульфата регистрировали снижение гипергликемии на 23% по отношению к исходному уровню до терапии экспериментального диабета.

Таким образом, установлено, что комплекс ванадий(1У)-гликлазид достоверно снижает уровень глюкозы в крови у диабетических животных. Примечательно то, что к 14-му дню эксперимента гипогликемический эффект комплекса выше, чем у вещества сравнения - ванадила сульфата в эквивалентной дозе, и нарастает

со временем (от 7-го к 14-му дню), в то время как у препарата сравнения - гликла-зида он сохраняется на одном уровне. К 14 дню эксперимента гипогликемическое действие комплексного соединения выше, чем у веществ-сравнения в эквивалентных дозах. На основании этого, можно сделать вывод, что при применении комплексного соединения ванадия(ІУ) с гликлазидом наблюдается синергизм фармакологического эффекта его компонентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе изучена возможность получения комплексных соединений ванадия с лекарственными веществами из группы производных бензолсульфонилмочевины (гликлазид, глибенкламид, гликвидон) с целью создания новых гипогликемических средств.

В результате исследований показано влияние рН среды на реакцию комплек-сообразования.

Спектрофотометрическим и криоскопическим методами установлено, что гликлазид в реакцию комплексообразования с ванадием вступает легче и с образованием более стабильного продукта, чем другие производные бензолсульфонилмочевины - глибенкламид и гликвидон.

Спектрофотометрическим и потенциометрическим методами изучен состав и устойчивость комплексного соединения ванадила сульфата с гликлазидом в растворе. Установлено, что основным комплексным соединением в системе ванадил-гликлазид является комплекс с молярным соотношением компонентов 1:2 соответственно; определена его константа устойчивости, равная 2,46-105 (спектрофотомет-рический метод) - 3,87-105 (потенциометрический метод).

Изучены условия препаративного получения комплексных соединений вана-дия(ІУ) с производными бензолсульфонилмочевины и показано, что для выделения комплексов необходимо соблюдение рН среды и температурного режима.

Разработана методика получения комплексов, основанная на соблюдении определенного значения рН среды и температурного режима, и получены комплексные соединения ванадия(ІУ) с изучаемыми лигандами в кристаллическом виде. Наиболее перспективным с точки зрения стабильности и наибольшего выхода оказался комплекс ванадия(ІУ) с гликлазидом.

Предложены методики качественного и количественного определения компонентов комплексного соединений ванадия(ІУ) с гликлазидом. Установлено, что компоненты ванадил-ион, гликлазид и сульфат-ион в полученном соединении представлены в соотношении ~ 1:2:1 соответственно.

Проведена валндационная оценка методик количественного определения ва-надил-ионов и гликлазида в составе комплекса и показано, что используемые методики соответствуют требованиям по критериям: линейность, прецизионность и правильность и могут быть использованы для количественного анализа.

Методом ИК-спектроскопии показано, что ион ванадила образует координационную связь с гликлазидом по амидной группе.

Предварительные фармакологические исследования показали наличие гипог-ликемического действия соединения ванадия(1\0 с гликлазидом. При курсовом введении на 14 день действие комплексного соединения превосходит активность исходных компонентов.

Таким образом, в результате проведенной работы показано, что синтез новых гипогликемических средств возможен путем сочетания ванадия(1У), проявляющего инсулиноподобное действие, с производными бензолсульфонилмочевины. Перспективным направлением дальнейших исследований, вытекающим из полученных результатов, является синтез новых биологически-активных комплексных соединений ванадия. Для повышения фармакологического действия ванадия в комбинированных гипогликемических препаратах необходимо получать препараты с различным содержанием этого микроэлемента. Дальнейшие исследования в этой области позволят расширить представления о механизмах действия ванадия. Работа по синтезу комплексов ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины может быть рассмотрена как новый путь создания лекарственных веществ на основе соединений с известной фармакологической активностью.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Макарова, А.Н. Изучение комплексообразования ванадия(1 V) с азотсодержащими лигандами / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик, О.В. Лапочкин // Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы: материалы 8 Мсжду-нар. конф. 2-3 апр. 2010 г. - Минск: БГУ, 2010. - 4.1. - С. 415-417.

2. Макарова, А.Н. Изучение комплексообразования ванадия(1У) с гликлазидом / А.Н. Макарова // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.науч.тр. - Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2010. - Вып. 65. -С. 345-347.

3. Макарова, А.Н. Изучение состава комплексного соединения ванадия(1У) с производным бензолсульфонилмочевины / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Человек и лекарство: тез. докл. 18 Рос. нац. конгр. 11-15 апр. 2011 г. - М., 2011. -С.508.

4. Макарова, А.Н. Изучение реакции взаимодействия ванадила сульфата с производными бензолсульфонилмочевины / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.науч.тр. - Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2011.- Вып. 66. - С. 418-420.

5. Макарова, А.Н. Перспективы медицинского использования соединений ванадия / А.Н. Макарова, В.М. Креминская // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.науч.тр. - Пятигорск: Пятигорская ГФА,

2011,- Вып. 66.-С. 536-437.

6. Макарова, А.Н. Возможность получения комплексных соединений ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы: материалы 9 Междунар. конф. 1-2 апр.2011 г.-Минск: БГУ, 2011.-С. 370-372.

7. Макарова, А.Н. Комплексообразование ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Фармация. - 2011.- № 6. - С. 6-8.

8. Изучение возможности комплексообразования ванадия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины криоскопическим и спектрофотометрическим методами / А.Н. Макарова [и др.] // Человек и лекарство: тез. докл. 19 Рос. нац. конгр. 23-27 апр. 2012 г.- М., 2012. - С. 400.

9. Макарова, А.Н. Изучение способов получения комплексных соединений вана-дия(1У) с производными бензолсульфонилмочевины / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.науч.тр.- Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2012. - Вып. 67. - С. 246-248.

10. Макарова, А.Н. Криоскопическое и спектрофотометрическое изучение комплексообразования ванадия(ТУ) с производными бензосульфоншт-мочевины / А.Н. Макарова // Вестн. новых мед. технологий. — 2012. - Т.9, № 1. - С. 133-135.

11. Макарова, А.Н. Изучение реакции комплексообразования ванадия(1У) с гликла-зидом в растворе / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Вопросы биологич., мед. и фармац. химии. - 2012. - № 9. - С. 36-38.

12. Макарова, А.Н. Изучение реакции комплексообразования ванадия(1У) с производным бензолсульфонилмочевины потенциометрическим методом / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Медико-социальная экология личности: состояние и перспективы: материалы X Междунар. конф. 6-7 апр. 2012 г. - Минск: БГУ,

2012.-С. 415-417.

13. Макарова, А.Н. Получение комплексного соединения ванадия(1У) с гликлази-дом и его изучение / А.Н. Макарова, E.H. Вергейчик // Молодые ученые в ре-

шении актуальных проблем науки: материалы III Меадунар. науч.-практ. конф. - Владикавказ: СОГУ, 2012. - С. 91-94.

14. Синтез и биологическая активность комплексного соединения оксованадия(ІУ) (ванадила) с гликлазидом / А.Н. Макарова [и др.] // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.науч.тр,- Пятигорск: Пятигорский медико-фармацевтический институт-филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, 2013. - Вып. 68. - С. 321-323.

МАКАРОВА АННА НИКОЛАЕВНА

ПОЛУЧЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВАНАДИЯ(1У) С ПРОИЗВОДНЫМИ БЕНЗОЛСУЛЬФОНИЛМОЧЕВИНЫ

14.04.02 — фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Подписано в печать 05.06.2013 г. Формат бумаги 60х 84 1/16 Бумага книжно-журнальная. Печать ротапринтная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (357532, г. Пятигорск, пр. Калинина, 13)