Синтез и антиоксидантная активность производных (E)-3-(3-(4-оксо-4H-хромен-3-ил) акрилоил)-2H-хромен-2-она

  • Авторы: Шатохин С.С.1, Тускаев В.А.2,3, Гагиева С.Ч.2, Поздняков Д.И.1, Оганесян Э.Т.1
  • Учреждения:
    1. Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
    2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»
    3. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова» Российской академии наук (ИНЭОС РАН)
  • Выпуск: Том 9, № 5 (2021)
  • Страницы: 367-376
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://journals.rcsi.science/2307-9266/article/view/111704
  • DOI: https://doi.org/10.19163/2307-9266-2021-9-5-367-376
  • ID: 111704

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. На основе результатов прогноза in silico получить и охарактеризовать ряд производных (E)-3-(3-(4-оксо-4H-хромен-3-ил)акрилоил)-2H-хромен-2-она, а также изучить их антиоксидантную активность.

Материалы и методы. Синтез целевых соединений осуществляли конденсацией замещенных 3-формилхромонов и 3-ацетилкумаринов в условиях кислотного катализа. ЯМР1Н спектры регистрировали на приборе Bruker Avance-400 (400 МГц) и Bruker Avance-300 (300 МГц) в растворах в дейтерированном хлороформе (CDCl3) или дейтерированном диметилсульфоксиде (DMSO-d6). Масс-спектры (ESI) были получены на масс-спектрометре Finnigan LCQ Advantage (США). Температуры плавления соединений определяли на приборе ПТП (М). Квантово-химические расчеты проводили на основе теории функционала плотности с помощью программы Gaussian 09 методом B3LYP/6-311G (d,p), а также с помощью онлайн-сервиса Way2Drug PASS Online. Антирадикальная активность соединений изучена методом DPPH-теста, а хелатирующие свойства оценены о-фенантролиновым методом.

Результаты. Получено и охарактеризовано 15 производных (E)-3-(3-(4-оксо-4H-хромен-3-ил)акрилоил)-2H-хромен-2-она. Расчеты на основе теории функционала плотности показали, что высшая занятая молекулярная орбиталь, проявляющая электронодонорные свойства, локализована на пропеноновом фрагменте, что подтверждает вероятность проявления антирадикальных свойств. По данным прогноза вероятного спектра биологической активности, полученные соединения с большей вероятностью могут проявлять прямую антиоксидантную активность. По результатам проведенного in vitro изучения антиоксидантной активности установлено, что соединения 1-15 проявляют наибольшую активность в отношение DPPH-радикала, что подтверждает полученные прогностические данные.

Заключение. Таким образом, на основании данных in silico прогноза получено и охарактеризовано 15 производных (E)-3-(3-(4-оксо-4H-хромен-3-ил)акрилоил)-2H-хромен-2-она, для которых методом in vitro изучена антиоксидантная активность. Установлено, что соединения 1-15 в значительной степени проявляют антирадикальную активность.

Об авторах

Станислав Сергеевич Шатохин

Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: Shatohin.stanislav95@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7891-8338

аспирант кафедры органической химии

Россия, 357532, Пятигорск, пр-кт Калинина, 11

Владислав Алиханович Тускаев

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова» Российской академии наук (ИНЭОС РАН)

Email: tuskaev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7182-462X

кандидат фармацевтических наук, ведущий научный сотрудник химического факультета, ведущий научный сотрудник

Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3; 119991, Москва, ул. Вавилова, 28

Светлана Черменовна Гагиева

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Email: sgagieva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4654-9974

кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник химического факультета

Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3

Дмитрий Игоревич Поздняков

Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: pozdniackow.dmitry@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0889-7855

кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии

Россия, 357532, Пятигорск, пр-кт Калинина, 11

Эдуард Тоникович Оганесян

Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: edwardov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2756-9382

доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой органической химии

Россия, 357532, Пятигорск, пр-кт Калинина, 11

Список литературы

  1. Чугунова Е.А., Газизов А.С., Бурилов А.Р., Юсупова Л.М., Пудовик М.А., Синяшин О.Г. Бензофуроксаны: синтез, свойства и биологическая активность // Известия Академии Наук: Серия химическая. – 2019. – Т. 11. – С. 887–910.
  2. Olennikov D.N., Kashchenko N.I., Chirikova N.K. A Novel HPLC-Assisted Method for Investigation of the Fe2+-Chelating Activity of Flavonoids and Plant Extracts // Molecules. – 2014. – Vol. 19, No.11. – P. 18296–18316. doi: 10.3390/molecules191118296.
  3. Waris G., Ahsan H. Reactive oxygen species: Role in the development of cancer and various chronic conditions // J. Carcinog. – 2006. – Vol. 5. – P. 14–21. doi: 10.1186/1477-3163-5-14.
  4. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M. T. D., Mazur M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // Int. J Biochem. Cell. Biol. – 2007. – Vol. 39, No.1. – P. 44–84. doi: 10.1016/j.biocel.2006.07.001.
  5. Ahmad A., Kaleem M., Ahmed Z., Shafiq H. Therapeutic potential of flavonoids and their mechanism of action against microbial and viral infections-A review // Food Research International. – 2015. – Vol. 77. – P. 221–235. DOI: /10.1016/j.foodres.2015.06.021.
  6. de Araújo F.F., de Paulo Farias D., Neri-Numa I.A., Pastore G.M. Polyphenols and their applications: An approach in food chemistry and innovation potential // Food Chemistry. – 2021. – Vol. 338. – 127535. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127535.
  7. Шатохин С.С., Тускаев В.А., Гагиева С.Ч., Оганесян Э.Т. Синтез гетероциклических аналогов изофлавона и гомоизофлавона на основе 3-формилхромона // Известия Академии Наук: Серия химическая. – 2021. – Т. 6. – С. 1011–1045.
  8. Lichota A., Gwozdzinski L., Gwozdzinski K. Therapeutic potential of natural compounds in inflammation and chronic venous insufficiency // Eur J Med Chem. – 2019. – Vol. 176. – P. 68–91. doi: 10.1016/j.ejmech.2019.04.075.
  9. Loh Y. C., Chan S.Y., Tew W.Y., Oo C.W., Yam M.F. New flavonoid-based compound synthesis strategy for antihypertensive drug development // Life Sciences. – 2020. – Vol. 249. – Art. No. 117512. doi: 10.1016/j.lfs.2020.117512.
  10. Perez-Vizcaino F., Fraga C. G. Research trends in flavonoids and health // Archives of Biochemistry and Biophysics. – 2018. – Vol. 646. – P. 107–112. doi: 10.1016/j.abb.2018.03.022.
  11. Raffa D., Maggio B., Raimondi M.V., Plescia F., Dainone G. Recent discoveries of anticancer flavonoids // European Journal of Medicinal Chemistry. – 2017. – Vol. 142. – P. 213–228. doi: 10.1016/j.ejmech.2017.07.034.
  12. Heim K.E., Tagliaferro A.R., Bobilya D.J. Flavonoid antioxidants: chemistry, metabolism and structure-activity relationships // Journal of Nutritional Biochemistry. – 2002. – Vol. 13, No.10. – P. 572–584. doi: 10.1016/S0955-2863(02)00208-5.
  13. Mladěnka P., Zatloukalová L., Filipský T., Radomír Hrdina. Cardiovascular effects of flavonoids are not caused only by direct antioxidant activity // Free Radical Biology & Medicine. – 2010. – Vol. 49, No.6. – P. 963–975. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.06.010.
  14. Procházková D., Boušová I., Wilhelmová N. Antioxidant and prooxidant properties of flavonoids // Fitoterapia. – 2011. – Vol. 82. – P. 513–523. doi: 10.1016/j.fitote.2011.01.018.
  15. Agati G., Azzarello E., Pollastri S., Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants: Location and functional significance // Plant Science. – 2012. – Vol. 196. – P. 67–76. doi: 10.1016/j.plantsci.2012.07.014.
  16. Самет А.В., Сильянова Е.А., Ушкарев В.И., Семенова М.Н., Семенов В.В. Синтез 3,4-диарил- и 3-арил-4-ацилпирролов и изучение их антимитотической активности // Известия Академии Наук: Серия химическая. – 2018. – Т. 5. – С. 858–865.
  17. Осипова В.П., Половинкина М.А., Телекова Л.Р., Великородов А.В., Степкина Н.Н., Берберова Н.Т. Синтез и антиоксидантная активность новых гидроксипроизводных халконов // Известия Академии Наук: Серия химическая. – 2020. – Т. 5. – С. 504–509.
  18. Foti M.C. Use and Abuse of the DPPH• Radical // J. Agricult. Food Chem. – 2015. – Vol. 63, No.40. – P. 8765–8776.59. doi: 10.1021/acs.jafc.5b03839.
  19. Benzie I.F., Choi S.W. Antioxidants in food: Content, Measurement, Significance, Action, Cautions, Caveats, and Research Needs // Adv. Food Nutr. Res. – 2014. – Vol. 71. – P. 1–53. doi: 10.1016/B978-0-12-800270-4.00001-8.
  20. Soren S. Antioxidant Potential and Toxicity Study of the Cerium Oxide Nanoparticles Synthesized by Microwave-Mediated Synthesis // Appl. Biochem. Biotechnol. – 2015. – Vol. 177, No.1. – P. 148–161. doi: 10.1007/s12010-015-1734-8.
  21. Mansour E., Nassar E.M., El-Farargy A.F., Abdelrazek F.M. An Eco-Friendly Synthesis of Some Novel Chromene-Based Heterocyclic Compounds of Biological Interest // Russ. J. Bioorg. Chem. – 2020. – Vol. 46, No.4. – P. 582–589.
  22. Mourad A.K., Mohamed F.K., Essawy A.E.-N. I., Sayed S.M. A comprehensive synthesis and antimicrobial evaluation of some fused heterocycles based on coumarin moiety // Arkivoc. – 2018. – No.7. – P. 407–422. doi: 10.24820/ark.5550190.p010.674.
  23. Siddiqui Z.N. A convenient synthesis of coumarinyl chalcones using HClO4–SiO2: A green approach // Arab. J. Chem. – 2019. – Vol. 12, No.8. – P. 2788–2797. doi: 10.1016/J.ARABJC.2015.06.013.
  24. Siddiqui Z.N., Musthafa T.N.M. An efficient and novel synthesis of chromonyl chalcones using recyclable Zn(l-proline)2 catalyst in water // Tetrahedron Lett. – 2011. – Vol. 52, No.31. – P. 4008–4013. doi: 10.1016/j.tetlet.2011.05.118.
  25. De Vleeschouwer F., Van Speybroeck V., Waroquier M., Geerlings P., De Proft F. Electrophilicity and nucleophilicity index for radicals // Org. Lett. – 2007. – Vol. 9, No.14. – P. 2720–2724. doi: 10.1021/ol071038k.
  26. Becke A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior // Phys. Rev. A. – 1988. – Vol. 38, No.6. – P. 3098–3100. doi: 10.1103/PhysRevA.38.3098.
  27. Филимонов Д.А., Дружиловский Д.С., Лагунин А.А., Глориозова Т.А., Рудик А.В., Дмитриев А.В., Погодин П.В., Поройков В.В. Компьютерное прогнозирование спектров биологической активности химических соединений: возможности и ограничения // Biomedical Chemistry: Research and Methods. – 2018. – Т. 1, №1. – e00004. doi: 10.18097/bmcrm00004.
  28. Sies H. Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine // Redox Biol. – 2015. – Vol. 4. – P. 180–183. doi: 10.1016/j.redox.2015.01.002.
  29. Forrester S.J., Kikuchi D.S., Hernandes M.S., Xu Q., Griendling K.K. Reactive Oxygen Species in Metabolic and Inflammatory Signaling // Circ Res. – 2018. – Vol. 122, No.6. – P. 877–902. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.117.311401.
  30. Al-Shehri S.S. Reactive oxygen and nitrogen species and innate immune response // Biochimie. – 2021. – Vol. 181. – P. 52–64. doi: 10.1016/j.biochi.2020.11.022.
  31. Alkadi H. A Review on Free Radicals and Antioxidants. Infect Disord Drug Targets. 2020. – Vol. 20, No.1. – P. 16–26. doi: 10.2174/1871526518666180628124323.
  32. González M., Tereschuk M.L., Criado S. The activity of propolis in the scavenging of vitamin B2-photogenerated ROS // Redox Rep. – 2015. – Vol. 20, No.6. – P. 246–253. doi: 10.1179/1351000215Y.0000000033.
  33. Mai W., Xu Y., Xu J. Berberine Inhibits Nod-Like Receptor Family Pyrin Domain Containing 3 Inflammasome Activation and Pyroptosis in Nonalcoholic Steatohepatitis via the ROS/TXNIP Axis // Front Pharmacol. – 2020. – Vol. 11. – P. 185. doi: 10.3389/fphar.2020.00185.
  34. Hosseini E., Ghasemzadeh M., Atashibarg M., Haghshenas M. ROS scavenger, N-acetyl-l-cysteine and NOX specific inhibitor, VAS2870 reduce platelets apoptosis while enhancing their viability during storage // Transfusion. – 2019. – Vol. 59, No.4. – P. 1333–1343. doi: 10.1111/trf.15114.
  35. Воронков А.В., Поздняков Д.И., Руковицина В.М., Вселова О.Ф., Олохова Е.А., Оганесян Э.Т. Антирадикальные и хелатирующие свойства производных хромон-3-альдегида // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2019. – Т. 82, № 12. – С. 32–35. doi: 10.30906/0869-2092-2019-82-12-32-35.
  36. Yang C.S., Ho C.T., Zhang J., Wan X., Zhang K., Lim J. Antioxidants: Differing Meanings in Food Science and Health Science // J Agric Food Chem. – 2018. – Vol. 66, No.12. – P. 3063–3068. doi: 10.1021/acs.jafc.7b05830.
  37. Mohsin N.Ua., Irfan M., Hassan S.U., Saleem U. Current Strategies in Development of New Chromone Derivatives with Diversified Pharmacological Activities: A Review // Pharm Chem J. – 2020. – Vol. 1. – P. 17. doi: 10.1007/s11094-020-02187-x.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1 – Синтез производных (E)-3-(3-(4-оксо-4H-хромен-3-ил)акрилоил)-2H-хромен-2-она

Скачать (52KB)
Метаданные
3. Рисунок 1 – Распределение граничных орбиталей в соединении 1. Примечание: А – высшая занятая молекулярная орбиталь; Б – низшая свободная молекулярная орбиталь

Скачать (95KB)
Метаданные

© Шатохин С.С., Тускаев В.А., Гагиева С.Ч., Поздняков Д.И., Оганесян Э.Т., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах