Substantele Medicamentoase cu Actiune Parasimpatomimetica

Cercetări în domeniul substanțelor medicamentoase cu acțiune parasimpatomimetică

CUPRINS

INTRODUCERE – NECESITATEA INTRODUCERII ÎN TERAPIE A UNOR COMPUȘI CU ACTIVITATE PARASIMPATOMIMETICĂ

CAPITOLUL I

A. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE CU ACȚIUNE PARASIMPATOMIMETICĂ

1. CLASIFICARE

2. EFECTE, INDICAȚII

2.1. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE ACETILCOLINOMIMETICE

2.2. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE ANTICOLINESTERAZICE

3. REACȚII ADVERSE, CONTRAINDICAȚII

B. COMPUȘI CUATERNARI DE AMONIU CU ACTIVITATE PARASIMPATOMIMETICĂ EXISTENȚI ÎN TERAPIE

1. PARASIMPATOMIMETICE DIRECTE

1.1. CLORURA DE ACETILCOLINĂ

1.2. CLORURA DE METACOLINĂ

1.3. CLORURA DE CARBACOLINĂ

1.4. CLORURA DE BETANECOL

1.5. CLORHIDRATUL/ NITRATUL DE PILOCARPINĂ

2. PARASIMPATOMIMETICE INDIRECTE (ANTICOLINESTERAZICE)

2.1. SALICILATUL DE FIZOSTIGMINĂ (ESERINĂ)

2.2. BROMURA DE NEOSTIGMINĂ (NEOESERINĂ)

2.3. BROMURA DE PIRIDOSTIGMINĂ

2.4. DIBROMURA DE DISTIGMINĂ

2.5. ANTICOLINESTERAZICE UTILIZATE ÎN BOALA ALZHEIMER

2.5.1. CLORHIDRATUL DE TACRINĂ

2.5.2. CLORHIDRATUL DE DONEPEZIL

2.5.3. RIVASTIGMINA

2.5.4. BROMURA DE GALANTAMINĂ

CAPITOLUL II – IMPORTANȚA PREZENȚEI NUCLEULUI TIAZOLIC ȘI/SAU A GRUPEI CUATENARE DE AMONIU ÎN STRUCTURA SUBSTANȚELOR MEDICAMENTOASE

1. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE CU NUCLEU TIAZOLIC

A. SUBSTANȚE CU ACȚIUNE ANTIBACTERIANĂ

B. SUBSTANȚE CU ACȚIUNE ANTIINFLAMATOARE

C. SUBSTANȚE CU ACȚIUNE INHIBITOARE A FORMĂRII DE ACID URIC

2. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE DERIVAȚI CUATERNARI DE AMONIU

A. SUBSTANȚE CU ACȚIUNE ANTICOLINERGICĂ

A.1. BROMURA DE EMEPRONIU

A.2. CLORURA DE TROSPIU

A.3. BROMURA DE PROPANTELINĂ

A.4. BROMURA DE OTILONIU

A.5. FENPIPRAMIDA

B. SUBSTANȚE CU ACȚIUNE CU ACȚIUNE ANTISEPTICĂ

B.1. CLORURA DE BENZALCONIU

B.2. BROMURA DE CETRIMONIU

B.3. BROMURA DE DOMIFEN

B.4. CLORURA DE BENZETONIU

B.5. CLORURA DE BENZOXONIU

B.6. BROMURA DE CETILPIRIDINIU

B.7. CLORURA DE DEQUALINIU

C. SUBSTANȚE CU ACȚIUNE COLINERGICĂ

CAPITOLUL III – SINTEZA, CARACTERIZAREA, ACTIVITATEA BIOLOGICĂ ȘI STUDIUL COMPARATIV AL UNOR COMPUȘI CUATERNARI DE AMONIU DERIVAȚI DE 2-ARIL-TIAZOL

A. INTRODUCERE – JUSTIFICAREA ȘI ORIGINALITATEA STUDIULUI

B. MATERIALE ȘI METODE – SINTEZA ȘI CARACTERIZAREA FIZICO-CHIMICĂ A COMPUȘILOR CUATERNARI DE AMONIU DERIVAȚI DE 2-ARIL-TIAZOL

C. REZULTATE – VALIDAREA STRUCTURII COMPUȘILOR CUATERNARI DE AMONIU DERIVAȚI DE 2-ARIL-TIAZOL

C.1. ANALIZA ELEMENTALĂ CANTITATIVĂ, PUNCTE DE TOPIRE, RANDAMENTE DE OBȚINERE ALE COMPUȘILOR

C.2. DETERMINĂRI UV

C.3. SPECTRE DE MASĂ

C.4. SPECTRE 1H-RMN

D. TESTAREA ACTIVITĂȚII BIOLOGICE A COMPUȘILOR CUATERNARI DE AMONIU DERIVAȚI DE 2-ARIL-TIAZOL

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

Introducere

Necesitatea obținerii unor noi compuși cu activitate parasimpatomimetică

În ultimii ani, domeniul sintezei de noi molecule cu potențial biologic a cunoscut un avânt remarcabil [1-19], în contextul în care necesitatea de noi substanțe medicamentoase care să răspundă cerințelor actuale în domeniul sănătății este în creștere.

Substanțele medicamentoase cu acțiune parasimpatomimetică (care acționează prin mecanism direct, respectiv indirect) sunt reduse numeric [20-32], iar importanța lor în terapie (Boala Alzheimer, Miastenia Gravis etc.) a crescut în ultimii ani [10-16].

Studiile în acest domeniu au fost îndreptate nu numai către îmbunătățirea caracteristicilor și a proprietăților de formulare a substanțelor existente, ci și către sinteza de noi molecule care să aibă activitate îmbunătățită, toxicitate redusă, dar și să acopere o parte din neajunsurile substanțelor consacrate în terapie [9-16, 19].

capitolul i

Substanțe medicamentoase cu acțiune parasimpatomimetică

CLASIFICARE

Substanțele medicamentoase cu acțiune parasimpatomimetică se împart în două clase [20]:

Substanțe medicamentoase parasimpatomimetice ce acționează prin mecanism direct (Acetilcolinomimetice):

Naturale: Acetilcolina, Pilocarpina, Arecolina (!!Toxică, nu se mai utilizează în terapie);

Sintetice: Analogi de Acetilcolină (Metacolina, Betanecol, Carbacolina).

Substanțe medicamentoase parasimpatomimetice ce acționează prin mecanism indirect (Anticolinesterazice):

Anticolinesterazice reversibile:

Anticolinesterazice ușor reversibile: Edorfoniu;

Anticolinesterazice mediu reversibile: Fizostigmina și analogi (Neostigmina, Piridostigmina, Distigmina).

Anticolinesterazice ireversibile: Compuși organo-fosforici (Fluostigmina, Paraoxon, Ecotiofat), cu utilizare farmacoterapică exclusiv topică antiglaucomatoasă, de rezervă – se utilizează mai mult sub formă de insecticide și pot provoca intoxicații accidentale sau voite (suicid); în trecut, erau utilizate ca și gaze de luptă neurotoxice.

EFECTE, indicații

Substanțe medicamentoase acetilcolinomimetice

Substanțele medicamentoase acetilcolinomimetice (parasimpatomimetice, colinomimetice) sunt agoniști ai receptorilor colinergici muscarinici (unele și ai receptorilor colinergici nicotinici) și, prin urmare, mimează acțiunea acetilcolinei, producând [20-28]:

La nivel ocular: mioză, adaptarea ochiului la vederea de aproape (prin contracția mușchilor netezi circulari de la nivelul irisului), scăderea presiunii intraoculare (prin favorizarea drenării umorii apoase);

La nivel respirator: bronhoconstricție, creșterea secreției bronșice, criză de dispnee respiratorie la astmatici;

La nivel cardiovascular: scăderea forței de contracție, scăderea vitezei de propagare a potențialului de acțiune, încetinirea conducerii la nivelul miocardului, bradicardie – efecte deprimante pe miocard, scăderea tensiunii arteriale (TA) prin acționarea receptorilor de la nivelul vaselor de sânge, care duce la eliberarea de NO2;

La nivel digestiv: creșterea tonusului mușchilor netezi și relaxarea sfincterelor, creșterea vitezei de evacuare a stomacului, creșterea peristaltismului, creșterea secreției salivare și a secreției gastrice, hipersecreția gastrică acidă, stimularea contracției căilor biliare și vezicii biliare;

La nivel renal: contracția mușchilor netezi și relaxarea sfincterelor cu evacuarea conținutului vezical.

Ca urmare a acestor acțiuni, aceste substanțe se regăsesc în terapie în tratamentul [20-28]:

Glaucomului;

Tahicardiei supraventriculare (forme refractare);

Atoniilor gastrointestinale și post-operatorii sau post-traumatice (ileus paraliticus, mega colon);

Atoniilor vezicii urinare post-operatorii sau post-traumatice și a celor de natură neurologică (pentru a favoriza evacuarea vezicii).

Substanțe medicamentoase anticolinesterazice

În ceea ce privește substanțele medicamentoase cu acțiune anticolinesterazică, acestea acționează prin inhibarea acetilcolinesterazei (enzima ce hidrolizează acetilcolina la colină și acid acetic) și astfel acetilcolina (Ach) acumulată își manifestă efectele asupra receptorilor colinergici muscarinici și nicotinici. Anticolinesterazicele formează un complex cu acetilcolinesteraza, inhibându-i astfel activitatea de hidroliză. În funcție de legarea de cei doi centri ai enzimei, anticolinesterazicele se împart în trei clase [20-28]:

Ușor reversibile: se leagă doar de centrul anionic (o grupare carboxil ce permite realizarea unor legături ionice cu gruparea cuaternară de amoniu din structura substanțelor medicamentoase);

Mediu reversibile: se leagă de ambele centre ale enzimei;

Greu reversibile: se leagă doar de centrul esterazic (o grupare donoare de electroni care poate forma legături covalente greu de desfăcut cu atomii de carbon din gruparea carbonil a substanțelor medicamentoase).

Efectele muscarinice ale acestor substanțe medicamentoase sunt asemănătoare substanțelor cu acțiune parasimpatomimetică directă [20].

Anticolinesterazicele manifestă însă și efecte de tip nicotinic. Astfel, acestea pot să producă [20-28]:

Excitație până la convulsii, urmată de deprimare SNC cu inconștiență, deprimare respiratorie și chiar moarte (stimularea receptorilor nicotinici (N) de la nivel central);

Stimularea mușchilor striați cu contracturi și fasciculații musculare, urmată de efecte de tip deprimant până la paralizie (stimularea receptorilor N din mușchii striați);

Stimularea ganglionilor urmată de deprimarea lor (stimularea receptorilor N din ganglioni);

Creșterea secreției de adrenalină și apariția efectelor acesteia (stimularea receptorilor N din medulosuprarenală).

Prin urmare, aceste substanțe se regăsesc în terapia medicamentoasă în tratamentul [20-28]:

Glaucomului, tahicardiei supraventriculare, atoniilor gastro-intestinale și vezicale (pentru efectele muscarinice);

Miasteniei Gravis, ca și antidot în intoxicațiile produse de curarizante antidepolarizante (pentru efectele nicotinice).

Reacții adverse, contraindicații

În ceea ce privesc reacțiile adverse ale compușilor parasimpatomimetici, acestea sunt predominant efecte secundare de tip muscarinic, însă la doze mari se pot manifesta și efectele secundare de tip nicotinic. Efectele secundare centrale sunt absente la compușii care au structură de derivat cuaternar de amoniu [20].

Efectele secundare de tip muscarinic care pot să apară în urma tratamentului cu aceste substanțe sunt [20]:

Dispnee și crize de astm bronșic la astmatici;

Bradicardie, hTA, edem pulmonar;

Hipersecreție lacrimală, rinoree;

Hipersalivație, hipersecreție gastrică cu arsuri epigastrice;

Grețuri, vărsături, colici abdominale;

Tranzit accelerat, cu scaune lichide, micțiuni frecvente;

Transpirație.

În ceea ce privesc efectele secundare de tip nicotinic, acestea pot fi [20]:

Stimularea musculaturii scheletice (fasciculații, hipertonie, tremor);

Stimulare SNC.

Prin urmare, aceste substanțe vor fi contraindicate în caz de [20]:

Astm bronșic, ulcer gastro-duodenal, diaree;

Bradicardie, bloc atrio-ventricular, hTA.

Pentru contracararea efectelor secundare și a intoxicațiilor cu parasimpatomimetice se utilizează parasimpatolitice (cel mai frecvent atropina) [20-28].

Compuși cuaternari de amoniu cu activitate parasimpatomimetică existenți în terapie

Parasimpatomimetice directe

au mecanism de acțiune direct, acționând în sens agonist pe receptorii colinergici muscarinici sau nicotinici somatici și centrali [20-28].

1.1. CLORura de acetilcolină

Fig. 1. Structura clorurii de acetilcolină

Este un compus neselectiv cu durată scurtă de acțiune. Se indică în operațiile de cataractă, iridectomie și keratoplastie pentru că induce o mioză completă și rapidă [20-28].

Principalul dezavantaj îl constituie faptul că are o stabilitate redusă, în soluție apoasă hidrolizează rapid, pH-ul trebuind să fie menținut în jur de 4. Hidroliza este catalizată de acetilcolinesterază și, prin urmare, acetilcolina nu poate fi utilizată în preparate pentru uz sistemic. Soluția care se administrează în fază preoperatorie se prepară ex-temporae [29-32].

Fig.2. Schema de hidroliză a acetilcolinei

Se regăsește sub formă de pulbere liofilizată, alături de solvent, pentru prepararea soluției oculare și se administrează direct în camera anterioară a ochiului [20-28].

1.2. CLORURA DE metacolinĂ

Fig. 3. Structura clorurii de acetil alfa (beta)-metil-colinei

Are în principal acțiune la nivel cardiovascular, dar și la nivel ocular, fiind indicată în tratamentul tahicardiilor supraventriculare (forme refractare), al tulburărilor vasculare periferice hipertone (arterite, boala Raynaud), dar și al glaucomului [20-28].

Având un atom de carbon stereogenic, se regăsește sub forma a doi enantiomeri, cel R (-) fiind mai puțin activ decât acetilcolina, iar cel S (+) fiind echipotent cu acetilcolina [29-32].

Spre deosebire de acetilcolină, hidrolizează mult mai lent în prezența acetilcolinesterazei, datorită prezenței grupării metil, care determină un impediment steric. Are o durată de acțiune mai lungă decât Ach [29-32].

1.3. CLORURA DE carbacolinĂ

Fig. 4. Structura clorurii de carbacolină

Acționează direct, ca și agonist pe receptorii muscarinici și indirect prin inhibarea colinesterazei. Poate avea și efecte de tip nicotinic [20-28].

Este ma lichide, micțiuni frecvente;

Transpirație.

În ceea ce privesc efectele secundare de tip nicotinic, acestea pot fi [20]:

Stimularea musculaturii scheletice (fasciculații, hipertonie, tremor);

Stimulare SNC.

Prin urmare, aceste substanțe vor fi contraindicate în caz de [20]:

Astm bronșic, ulcer gastro-duodenal, diaree;

Bradicardie, bloc atrio-ventricular, hTA.

Pentru contracararea efectelor secundare și a intoxicațiilor cu parasimpatomimetice se utilizează parasimpatolitice (cel mai frecvent atropina) [20-28].

Compuși cuaternari de amoniu cu activitate parasimpatomimetică existenți în terapie

Parasimpatomimetice directe

au mecanism de acțiune direct, acționând în sens agonist pe receptorii colinergici muscarinici sau nicotinici somatici și centrali [20-28].

1.1. CLORura de acetilcolină

Fig. 1. Structura clorurii de acetilcolină

Este un compus neselectiv cu durată scurtă de acțiune. Se indică în operațiile de cataractă, iridectomie și keratoplastie pentru că induce o mioză completă și rapidă [20-28].

Principalul dezavantaj îl constituie faptul că are o stabilitate redusă, în soluție apoasă hidrolizează rapid, pH-ul trebuind să fie menținut în jur de 4. Hidroliza este catalizată de acetilcolinesterază și, prin urmare, acetilcolina nu poate fi utilizată în preparate pentru uz sistemic. Soluția care se administrează în fază preoperatorie se prepară ex-temporae [29-32].

Fig.2. Schema de hidroliză a acetilcolinei

Se regăsește sub formă de pulbere liofilizată, alături de solvent, pentru prepararea soluției oculare și se administrează direct în camera anterioară a ochiului [20-28].

1.2. CLORURA DE metacolinĂ

Fig. 3. Structura clorurii de acetil alfa (beta)-metil-colinei

Are în principal acțiune la nivel cardiovascular, dar și la nivel ocular, fiind indicată în tratamentul tahicardiilor supraventriculare (forme refractare), al tulburărilor vasculare periferice hipertone (arterite, boala Raynaud), dar și al glaucomului [20-28].

Având un atom de carbon stereogenic, se regăsește sub forma a doi enantiomeri, cel R (-) fiind mai puțin activ decât acetilcolina, iar cel S (+) fiind echipotent cu acetilcolina [29-32].

Spre deosebire de acetilcolină, hidrolizează mult mai lent în prezența acetilcolinesterazei, datorită prezenței grupării metil, care determină un impediment steric. Are o durată de acțiune mai lungă decât Ach [29-32].

1.3. CLORURA DE carbacolinĂ

Fig. 4. Structura clorurii de carbacolină

Acționează direct, ca și agonist pe receptorii muscarinici și indirect prin inhibarea colinesterazei. Poate avea și efecte de tip nicotinic [20-28].

Este mai greu hidrolizată în organism de către colinesterază și are un timp de înjumătățire (t1/2) mai mare și o durată de acțiune mai lungă decât Ach [29-32].

Se utilizează în terapie datorită efectelor de tip muscarinic, în tratamentul glaucomului sau pentru stimularea miozei în intervenții chirurgicale, dar și în tratamentul atoniilor la nivel renal sau digestiv [20-28].

Ca efecte secundare, poate să producă hipersecreție gastrică puternică cu epigastralgie [20].

1.4. CLORURA DE betanecol

Fig. 5. Structura clorurii de betanecol

Având o stabilitate chimică și metabolică crescută, dar și o toxicitate scăzută și o durată lungă de acțiune, se utilizează pentru acțiunea selectivă la nivel digestiv și urinar. Are selectivitate crescută pe receptorii muscarinici [29-32].

Este mai greu hidrolizată în organism de către colinesterază și are un timp de înjumătățire lung și o durată de acțiune mai lungă decât Ach. Față de carbacolină, prezintă un avantaj major: nu are și efecte nicotinice [20-28].

Printre indicațiile sale se numără atonia vezicală cu retenție urinară, distensia abdominală post chirurgicală, constipația și ileusul paralitic [20-28].

1.5. CLORHIDRATul/ NITRATul DE pilocarpinĂ

Fig. 6. Structura clorhidratului/nitratului de pilocarpină

Alcaloid din Pilocarpus jaborandii, are o stabilitate redusă în soluție apoasă, în prezența apei transformându-se în acid pilocarpic (prin deschiderea ciclului furanic) sau epimerizându-se la isopilocarpină [29-32].

Fig. 7. Epimerizarea pilocarpinei la isopilocarpină și hidroliza la acid pilocarpic

Acționează colinomimetic direct la nivel [20-28]:

Ocular: induce mioza (prin contracția mușchiului circular al irisului) cu scăderea presiunii intraoculare (datorită creșterii drenării umorii apoase), contracția mușchiului ciliar, cu focalizarea vederii pentru aproape și scăderea acuității vederii la distanță;

Cardiovascular: scade ritmul cardiac;

Musculaturii netede: stimularea acesteia;

Glandelor exocrine: stimularea secrețiilor (sudoripară, salivară) cu hipersecreție la aceste nivele – poate produce hipersialie chiar după o doză terapeutică.

Are o toxicitate crescută, se utilizează sistemic exclusiv în scop de antidot. Efecte secundare digestive (arsuri epigastrice, colici, diaree) pot să apară însă și după administrarea locală în sacul conjunctival [20-28].

Se utilizează sub formă de preparate oftalmice, în tratamentul [20-28]:

Glaucomului cronic cu unghi deschis;

Glaucomului acut congestiv cu unghi închis (tratament de urgență, înaintea corectării chirurgicale sau cu laser);

Iridelor și iridociclitelor, alternând cu midriatice pentru prevenirea aderențelor între iris și cristalin.

Se mai poate utiliza în intoxicațiile cu atropină, ca și antidot, dar și în calculi la nivelul canalelor salivare sau în hiposialie și xerostomie (uscăciunea cavității bucale datorată unei hiposecreții salivare avansate sau chiar absenței secreției) după radioterapie [33-35].

parasimpatomimetice indirecte (ANTICOLINESTERAZICE)

Acționează prin blocarea acetilcolinesterazei și împiedică degradarea acetilcolinei cu creșterea concentrației acesteia din urmă, care va acționa pe receptorii muscarinici și nicotinici [20, 31].

2.1. SALICILATul DE fizostigminĂ (eserinĂ)

Fig. 8. Structura salicilatului de fizostigmină

Alcaloid derivat de acid carbamic, extras din semințele de Physostigma venenosum, are o stabilitate redusă, transformându-se prin degradare hidrolitică într-un compus colorat în roșu (rubreserina) [29-32]:

Fig. 9. Schema de degradare hidrolitică a fizostigminei la rubreserină

Se găsește condiționat sub formă de soluție injectabilă și se indică în tratamentul intoxicațiilor cu atropină și antidepresive triciclice (antidot), al tahicardiei supraventriculare (forme refractare), al atoniei intestinale sau vezicale și al asteniei musculare. Poate fi condiționat și sub formă de colire indicate în tratamentul glaucomului, keratitelor sau al ulcerațiilor corneei [20-28].

Din cauza stabilității reduse și a efectelor adverse toxice, este tot mai rar utilizată în terapie. La doze mari, poate să producă reacții adverse precum [29-32, 36] :

Efecte centrale stimulatoare: excitarea centrilor corticali motori care poate cauza creșterea numărului de crize convulsive la epileptici, urmate de depimare;

Efecte somatice stimulatoare, urmate de paralizia mușchilor striați;

HTA prin eliberare de adrenalină din medulosuprarenală;

Iritații locale la administrare prelungită în sacul conjunctival.

2.2. BROMURA DE neostigminĂ (neoeserinĂ)

Fig. 10. Structura bromurii de neostigmină

Are o durată de acțiune scurtă, are absorbție digestivă redusă și penetrează greu bariera hematoencefalică [20-28] (datorită structurii de derivat cuaternar de amoniu).

Se folosește atât pentru efectele muscarinice (tratamentul glaucomului cu unghi închis, acut congestiv cu unghi deschis și cronic, al atoniilor digestive și intestinale postoperatorii, în ileus paralitic, constipație atonă, atonii vezicale și uretrale cu retenție urinară, pentru pregătirea urografică sau în caz de tahicardie paroxistică refractară), cât și pentru cele nicotinice (tratamentul Miasteniei Gravis și al intoxicațiilor produse de curarizante antidepolarizante). Poate să determine efecte somatice la doze mici: efecte stimulatoare, similare Ach, antagoniste curarizantelor antidepolarizante (tip tubocurarina) și sinergice curarizantelor depolarizante (tip decametoniu și suxametoniu). La doze mari poate să producă paralizie [20-28].

2.3. BROMURA DE piridostigminĂ

Fig. 11. Structura bromurii de piridostigmină

are durată scurtă de acțiune dar și toxicitate redusă, comparativ cu neostigmina [20-28].

Se indică pentru efectele muscarinice în tratamentul atoniilor intestinale și pentru efectele nicotinice în tratamentul Miasteniei Gravis și al intoxicațiilor cu curarizante (antidot) [20-28, 36].

2.4. DIBROMURA DE distigminĂ

Fig. 12. Structura dibromurii de distigmină

are o durată de acțiune mai lungă decât neostigmina, având aceleași efecte și indicații [20-28].

2.5. anticolinesterazice utilizate în boala alzheimer

boala Alzheimer este o afecțiune neuro-degenerativă progresivă a creierului, care apare mai ales la persoanele cu vârstă înaintată, producând o deteriorare din ce în ce mai accentuată a funcțiilor cognitive, cu pierderea capacităților intelectuale ale individului și a valorii sociale a personalității sale, asociată cu tulburări de comportament, ceea ce realizează starea cunoscută sub numele de demență.

Boala și modificările organice de la nivel SNC au fost descrise pentru prima dată de  Alois Alzheimer, psihiatru și neuropatolog german, ceea ce a determinat și denumirea bolii.

sunt anticolinesterazice reversibile cu acțiune centrală, care se utilizează în tratamentul simptomatic al Bolii Alzheimer [24, 25, 37]:

2.5.1. CLORHIDRATul DE tacrinĂ

Fig. 13. Structura clorhidratului de tacrină

Acționează ca inhibitor reversibil, dar neselectiv al acetilcolinesterazei, inhibitor al MAO-A, dar și inhibitor al recaptării epinefrinei, serotoninei și dopaminei. Se indică în tratamentul simptomatic al formelor ușoare și moderate ale bolii Alzheimer [24, 25, 37]. Are două dezavantaje majore: hepatotoxicitate crescută (induce hepatită medicamentoasă) și complianță redusă (se administrează de 4 ori pe zi) [38-42].

2.5.2. CLORHIDRATul DE donepezil

Fig. 14. Structura clorhidratului de donepezil

acționează ca inhibitor reversibil și selectiv al acetilcolinesterazei. Se indică în tratamentul simptomatic al formelor ușoare, moderate, dar și severe ale bolii Alzheimer. Comparativ cu tacrina, are avantajul major al unei complianțe crescute (administrare o dată pe zi) [24, 25, 37, 43-45].

2.5.3. rivastigmina

Fig. 15. Structura rivastigminei

acționează ca inhibitor reversibil și selectiv al acetilcolinesterazei. Se indică în tratamentul simptomatic al formelor ușoare și moderate ale bolii Alzheimer. Se regăsește sub formă de sistem transdermic (plasturi) și se administrează în două prize zilnice [24, 25, 37, 46-47].

2.5.4. BROMURa DE galantaminĂ

Fig. 16. Structura bromurii de galantamină

acționează ca inhibitor reversibil și selectiv al acetilcolinesterazei dar și ca modulator alosteric pozitiv al receptorilor nicotinici pre- și post-sinaptici. Se indică în tratamentul simptomatic al formelor ușoare și moderate ale bolii Alzheimer. Se administrează în două prize zilnice [24, 25, 37, 48].

capitolul II

Importanța prezenței nucleului tiazolic și/sau a grupei cuatenare de amoniu în structura substanțelor medicamentoase

1. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE CU Nucleu tiazolic

Nucleul tiazolic este un heterociclu care se regăsește în moleculele multor substanțe medicamentoase consacrate în terapie [20, 49]. Acestea fac parte din mai multe clase terapeutice precum:

a. SUbstanțe cu acțiune antibacteriană

1.Cefalosporine de generația a IIIa

Fig. 17. Structura cefalosporinelor de generația a IIIa (cefotaxima, ceftizoxima, ceftazidima, cefixima, ceftriaxona)

Tabel I. Structura cefalosporinelor de generația a IIIa care au în structură nucleul tiazolic [49]

2. Cefalosporine de generația a IVa

Fig. 18. Structura cefpiromei (cefalosporină de generația a IVa)

Fig. 19. Structura cefepimei (cefalosporină de generația a IVa)

Tabel II. Spectrul de activitate și indicațiile cefalosporinelor care au în componență nucleul tiazolic [49]

SUbstanțe cu acțiune ANTIINFLAMATOARE

1. Meloxicam

Fig. 20. Structura meloxicamului

Antiinflamator nesteroidian, inhibitor selectiv al COX-2, are avantajul major al faptului că nu produce efecte adverse gastro-intestinale. Are timp de înjumătățire mare și durată lungă de acțiune. Este indicat ca medicament de elecție în osteoartrite, poliartrită reumatoidă și spondilită anchilopoietică [20].

C. SUbstanțe cu acțiune inhibitoare a formării de acid uric

Fig. 21. Structura febuxostatului

Inhibitor non-purinic al xantinoxidazei, reduce uricemia prin inhibarea sintezei de acid uric în organism. Se recomandă în scop curativ în tratamentul gutei cronice și a celei însoțite de complicații renale, dar și în stări de hiperuricemie primară simptomatică care nu răspund la medicația uricozurică. În scop profilactic, se recomandă pentru prevenirea formării calculozei uratice la pacienții cu hiperuricemie secundară iatrogenă sau survenită în urma unor leucemii, limfoame sau la pacienți tratați cu citostatice [20].

Dat fiind efectul benefic demonstrat al acestor substanțe, nucleul tiazolic continuă să surescite interes în domeniul sintezei de medicamente cu acțiuni diverse [1-7].

2. SUBSTANȚE MEDICAMENTOASE DERIVAȚI cuaternari de amoniu

Compușii cuaternari de amoniu sunt larg răspândiți în terapia medicamentoasă [20], iar cercetările în acest grup prezintă un interes crescut pentru descoperirea de noi molecule cu activitate farmacologică îmbunătățită și toxicitate redusă [8-19]. Compușii cuaternari de amoniu pot prezenta acțiune antimicrobiană, colinergică sau anticolinergică [20].

SUbstanțe cu acțiune ANTICOLINERGICĂ

Această clasă de compuși cuaternari de amoniu cu acțiune parasimpatolitică sunt de primă intenție în tratamentul afecțiunilor care apar la persoane vârstnice datorită faptului că structura lor cuaternară de amoniu nu le permite să penetreze bariera hematoencefalică și astfel sunt prevenite eventualele reacții adverse de tipul tulburărilor de comportament sau cognitive [20].

Dintre reprezentanți pot fi menționați:

A.1. BROMURA DE EMEPRONIU

Fig. 22. Structura bromurii de emeproniu

Acționează ca antispastic urinar prin relaxarea musculaturii netede a vezicii urinare și contractarea sfincterelor [20-28].

Se indică în tratamentul vezicii hiperactive, al hipertoniei vezicii urinare, în vezică neurogenă de tip spastic, enurezis nocturn, incontinență urinară sau în caz de instabilitate sau hiperreflexie a detrusorului, asociate cu polakiurie [20-28].

Poate provoca ulcerații esofagiene si prin urmare trebuie administrat cu un volum suficient de apă, în poziție șezândă sau stând în picioare timp de 30 min [20-28].

A.2. CLORURA DE TROSPIU

Fig. 23. Structura clorurii de trospiu

Are proprietăți similare bromurii de emeproniu, având aceleași indicații și același mod de administrare [20-28, 50].

A.3. BROMURA DE PROPANTELINĂ

Fig. 24. Structura bromurii de propantelină

Are acțiune antispastică digestivă și antisecretorie prin relaxarea musculaturii netede gastrointestinale și contractarea sfincterelor. Astfel, prelungește timpul de golire al stomacului și scade peristaltismul (acționează mai puțin pe căile biliare) [20-28].

Se regăsește în terapie ca și adjuvant în tratamentul ulcerului gastric și duodenal, al diskineziilor biliare și antrale, al gastritei cronice, colitei ulcerative, colicilor și spasmelor duodenale, hipertoniei și peristaltismului crescut al intestinului subțire, al spasmelor colonului și al sindromului de colon iritabil [20-28].

Este contraindicată în caz de glaucom și adenom de prostată [20].

A.4. BROMURA DE OTILONIU

Fig. 25. Structura bromurii de otiloniu

Are proprietăți similare bromurii de propantelină, având aceleași indicații, efecte, contraindicații și același mod de administrare [20-28].

A.5. FENPIPRAMIDA

Fig. 26. Structura fenpipramidei

Are acțiune antispastică musculotropă și se recomandă în tratamentul colicilor renale și biliare, al dismenoreei, cefaleei, migrenelor, durerilor post-operatorii, neoplasmelor și al zonei zoster [20-28].

SUbstanțe cu acțiune cu acțiune antiseptică

B.1. CLORURa DE BENZALCONIU

Fig. 27. Structura clorurii de benzalconiu

B.2. bromura de cetrimoniu

Fig. 28. Structura bromurii de cetrimoniu

B.3. bromura de domifen

Fig. 29. Structura bromurii de domifen

B.4. clorura de benzetoniu

Fig. 30. Structura clorurii de benzetoniu

B.5. clorura de benzoxoniu

Fig. 31. Structura clorurii de benzoxoniu

B.6. bromura de cetilpiridiniu

Fig. 32. Structura bromurii de cetilpiridiniu

B.7. clorura de dequaliniu

Fig. 33. Structura clorurii de dequaliniu

Toate aceste substanțe au acțiune antiseptică și fac parte din clasa detergenților cationici. Sunt activi pe bacterii Gram pozitive și pe fungi (Candida, Epidermophyton). De asemenea, mai sunt utilizate pentru conservarea unor erine și colire [20, 51].

SUBSTANȚE CU ACȚIUNE COLINERGICĂ

Substanțele care au acțiune colinergică și structură cuaternară de amoniu au fost tratate pe larg în capitolul „Substanțe medicamentoase parasimpatomimetice existente în terapie”.

capitolul III

Sinteza, caracterizarea, activitatea biologică și studiul comparativ al unor compuși cuaternari de amoniu derivați de 2-aril-tiazol

INTRODUCERE

Justificarea și Originalitatea studiului

Numărul de substanțe medicamentoase cu acțiune colinergică, ce acționează prin mecanisme directe (acetilcolinomimetice) sau indirecte (anticolinesterazice) este restrâns [20-28], motiv pentru care obiectivul multor studii de cercetare a fost îndreptat în acest sens [8-19].

Totodată, acțiunea parasimpatomimetică a compușilor cuaternari de amoniu și efectul benefic al asocierii, în structura lor, cu nucleul tiazolic reprezintă ținte majore de interes pentru terapia medicamentoasă [10, 12-14, 19], acestea reprezentând punctul de plecare al studiului nostru.

Studiul bibliografic a adus date asupra stadiului actual al cercetării în domeniu. S-a constatat un interes crescut în sinteza și caracterizarea compușilor cuaternari de amoniu, care să prezinte activitate colinergică [10-19]. Astfel, au fost obținuți compuși cuaternari de amoniu care au prezentat acțiune colinergică directă sau indirectă (acetilcolinesterazică) [12-14].

Cercetări recente de sinteză a unor noi compuși medicamentoși cu structură de derivat cuaternar de amoniu care au prezentat activitate de inhibare a acetilcolinesterazei au reprezentat o premisă în plus spre orientarea studiului de față în această direcție [12-14].

Originalitatea studiului constă în sinteza de noi compuși cuaternari de amoniu care au în structura lor un nucleu tiazolic, divers substituit în pozițiile 2 și 4.

Lucrarea reprezintă o continuare a cercetărilor care au evidențiat efectul favorabil al nucleului tiazolic asociat în aceeași moleculă cu o grupare cuaternară de amoniu – compuși ce au prezentat acțiune antiseptică și antifungică [19, 52-55].

În cercetarea de față, ne-am propus sintetizarea unor compuși care conțin în moleculă o componentă cu caracter bazic reprezentată printr-un hererociclu nearomatic (Piperazina, Piperidina, Morfolina, N-Metil-Piperidina, N-Metil-Morfolina, N-Metil-Piperazina) sau unul aromatic (Acidul Nicotinic, Nicotinamida) alchilate cu derivatul 2-aril-4-metilen-tiazolic, ceea ce a dus la obținerea unor compuși cuaternari de amoniu [19].

Natura substituenților a fost astfel aleasă încât să permită urmărirea influenței electronice asupra randamentelor de reacție, dar și asupra efectului farmacologic [19, 52, 53]:

Fig. 34. Structura generală a compușilor

R: H, CH3, CF3

Nu: Piperidina, Piperazina, Morfolina, N-Metil-Piperidina, N-Metil-Morfolina, N-Metil-Piperazina, Nicotinamida, Acidul Nicotinic

X: Cl-, I-

Pentru a urmări influența asupra randamentelor de reacție și a acțiunii contractile exercitate pe musculatura netedă, s-au sintetizat compuși cuaternari de amoniu în care nucleul benzenic din poziția 2 a nucleului tiazolic a fost substituit în para cu grupe atrăgătoare de electroni (-CF3), respectiv respingătoare de electroni (-CH3) și s-au utilizat nucleofili care prezintă caracter aromatic (Acidul Nicotinic, Nicotinamida), respectiv nearomatic (N-Metil Piperazina, N-Metil-Morfolina, N-Metil-Piperidina, Piperidina, Piperazina, Morfolina) [19].

Materiale și metode

Sinteza și caracterizarea fizico-chimică a compușilor cuaternari de amoniu derivați de 2-aril-tiazol

Sinteza compușilor cuaternari de amoniu s-a realizat prin alchilarea unor heterocicli nearomatici sau aromatici, conținând azot, cu compuși halogenați ce au în structură 2-aril tiazolul [19, 52].

Ca materie primă, s-au utilizat nitrilii corespunzători. Aceștia au fost transformați în tioamide prin barbotare de hidrogen sulfurat (H2S) în mediu alcoolic, în prezență de trietilamină.

Tioamidele, în mediu de acetonă, au fost tratate cu 1,3-dicloroacetona, rezultând hidroxitiazolinele corespunzătoare, care, în prezența acidului sulfuric concentrat (H2SO4), s-au transformat în derivații tiazolici corespunzători.

Cloroderivații, prin tratare cu iodură de potasiu (KI) în acetonă, au fost transformați în iod derivați, care sunt mai reactivi. Au fost aplicate metode folosite în cercetări anterioare [19, 52].

R: H, CH3, CF3

Fig. 35. Schema de sinteză a derivaților iodurați pornind de la nitrilii corespunzători

Cloro- sau iodo-derivații, prin tratare cu N-nucleofili, în mediu de cloroform, au fost transformați în sărurile de amoniu corespunzătoare care au fost izolate prin precipitare cu eter [19, 52]:

Fig. 36. Obținerea compușilor cuaternari de amoniu prin alchilarea heterociclilor aromatici sau nearomatici cu compuși iodurați ce au la bază 2-aril-tiazolul

În funcție de componenta bazică aleasă, s-au obținut compușii cuaternari de amoniu corespunzători.

În cazul utilizării ca nucleofili a piperidinei, morfolinei și piperazinei s-au încercat rapoarte de combinare diferite (1:1, 1:2, respectiv 1:4). Însă analiza elementală și spectrele de masă ale substanțelor izolate au arătat că, în cazul piperidinei și morfolinei, au rezultat compuși cuaternari de amoniu, în care raportul de combinare a fost de 1:2, iar în cazul piperazinei a rezultat sarea terțiară, tot în raport de combinare 1:2. Derivatul 1:4 al piperazinei (sarea cuaternară de amoniu) nu a putut fi obținut datorită substituenților prea voluminoși.

rezultate și discuții

Validarea structurii compușilor cuaternari de amoniu derivați de 2-aril-tiazol

Compușii obținuți se prezintă sub formă de pulberi cristaline albe, galbene sau alb-gălbui, solubile în alcool etilic, dimetilsulfoxid (DMSO), puțin solubile în apă, greu solubile în cloroform, insolubile în eter.

În tabelul III sunt prezentați compușii sintetizați:

Fig.37. Structura generală a compușilor sintetizați

Tabel III. Structurile compușilor sintetizați

În vederea elucidării structurii compușilor obținuți, s-au efectuat:

analiza elementală cantitativă;

puncte de topire;

determinări spectrale:

UV;

spectre de masă;

1H-RMN.

C.1. Analiza elementală cantitativă, PUNCTE DE TOPIRE, RANDAMENTE DE OBȚINERE ALE COMPUȘILOR

Rezultatele sunt prezentate în continuare:

Fig.38. Materia primă de la care s-au obținut compușii (2-fenil-4-iodometil-tiazol)

Punctele de topire au fost determinate în capilare deschise utilizându-se un aparat de tip Electrothermal IA 9000 și sunt necorectate.

Analizele elementale s-au realizat cu ajutorul unui aparat Elemental Analysen Systeme GmbH VarioEL.

Tabel IV. Rezultatele analizei cantitative, punctele de topire și masele moleculare ale compușilor sintetizați.

Randamentele de sinteză

În ceea ce privesc randamentele de sinteză ale compușilor, se poate observa că în majoritatea cazurilor (excepție compușii derivați de acid nicotinic și de nicotinamidă) au fost mai mari pentru derivații în care poziția para a nucleului benzenic din ciclul 2-aril-tiazolic este substituită cu un radical respingător de electroni, așa cum este cazul metilului (CH3), și mai mici pentru compușii cu poziția para a nucleului benzenic substituită cu o grupare electronoatrăgătoare, cum este cazul trifluorometilului (CF3):

Derivații de Morfolină:

Compusul nr. 3 (fără CH3): 56,93%

Compusul nr. 4 (cu CH3): 75,71%

Derivații de N-Metil-Morfolină

Compusul nr. 7 (cu CF3): 24,84%

Compusul nr. 6 (cu CH3): 56,19%

Derivații de N-Metil-Piperidină

Compusul nr. 11 (cu CF3): 64,17%

Compusul nr. 5 (cu CH3): 74,14%

Aceste rezultate se pot explica prin creșterea densității de electroni în jurul atomului de azot împlicat în substituția nucleofilă, realizată de substituentul metil de pe nucleul benzenic, o grupare electronodonoare. Substituentul atrăgător de electroni determină un efectul opus (reduce densitatea de electroni pe atomul de azot participant în reacție).

C.2. determinări UV

Determinările spectrale în UV s-au realizat în soluție alcoolică, la concentrații de 0.001mol/l. Se observă un profil asemănător pentru toți compușii, cu maxime de absorbție cuprinse între 207.5 nm și 336.5 nm. În fiecare spectru de absorbție se remarcă maximele corespunzătoare pentru nucleul benzenic (283-285 nm), respectiv pentru nucleul benzenic din poziția 2 a nucleului tiazolic substituit cu CH3 în poziția para (289-290 nm).

Determinările s-au realizat utilizând un spectrofotometru UV-VIS Hitachi.

C.3. Spectre de masă

Spectrele de masă înregistrate prezintă picurile moleculare corespunzătoare compușilor sintetizați, împreună cu fragmentările caracteristice fiecărui compus.

S-a utilizat un spectrometru de masă LC-MSD-Trop-VL.

În continuare, sunt prezentate fragmentările corespunzătoare câtorva dintre substanțele sintetizate în cadrul studiului.

În cazul iodurii de 2-fenil-tiazol-4-il-metil-piperidiniu, în spectrul de masă al compusului, alături de picul molecular care prezintă o abundență relativ crescută (m/z 432), apare picul de fragmentare caracteristic unui nucleu 2-aril-tiazolic din moleculă (m/z 174) cu abundență relativ scăzută, iar cu abundență mai mare apar picurile de fragmentare pentru cele două componente 2-aril-tiazolice nesubstituite (m/z 348) și o serie de picuri de fragmentare cu abundențe diferite pentru restul 2-aril-tiazolic nesubstituit (m/z 245, 257).

Fig. 39. Spectrul de masă al Iodurii de bis-2-fenil-tiazol-4-il-metil-piperidiniu

În spectrul de masă al derivatului de N-Metil-Piperidină substituit în poziția para a nucleului benzenic cu CF3 se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 341). De asemenea, cu abundență crescută apare picul caracteristic restului 2-aril-tiazolic substituit cu CF3 (m/z 242). Se mai regăsesc de asemenea picuri caracteristice unor fragmentări ale nucleului, cu abundențe diferite (m/z 260,145, 215).

Fig. 40. Spectrul de masă al Clorurii de 2-(p-trifluoro-fenil)-tiazol-4-il-metil-N-metil-piperidiniu

În spectrul de masă al derivatului piperazinic s-a evidențiat existența a doi izomeri (diasteroizomeri). Primul compus prezintă, pe lângă picul molecular care prezintă o abundență relativ crescută (m/z 434), niște picuri de fragmentare care corespund unor fragmentări ale moleculei: picul de fragmentare caracteristic unui singur nucleu 2-aril-tiazolic nesubstituit din moleculă (m/z 174), cu abundență relativ scăzută, iar cu abundență mai mare apar picurile de fragmentare pentru cele două componente 2-aril-tiazolice nesubstituite (m/z 348) și o serie de picuri de fragmentare ale restului 2-aril-tiazolic (m/z 215, 229, 244, 258, 314).

Fig. 41. Spectrul de masă al Iodurii de bis-2-fenil-tiazol-4-il-metil-piperaziniu

În spectrul de masă al derivatului de chinolină substituit în poziția para a nucleului benzenic cu un radical CF3 se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 371) și alături de el cu abundență crescută picul de fragmentare caracteristic sistemului 2-aril-tiazolic substituit cu CF3 (m/z 242). Totodată, în spectru se mai regăsesc și o serie de picuri de fragmentare cu abundențe diferite caracteristice moleculei (m/z 130, 167, 200, 260, 351).

Fig. 42. Spectrul de masă al Clorurii de (2-p-trifluoro-fenil)-tiazol-4-il-metil-chinoliniu

În spectrul de masă caracteristic derivatului cuaternar de morfolină nesubstituit în poziția para a nucleului benzenic, se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 434) și alături de el cu abundență crescută picul de fragmentare carecateristic celor 2 restul 2-aril-tiazolice nesubstituite (m/z 347), cu abundență mai scăzută picul caracteristic unui singur nucleu 2-aril-tiazolic nesubstituit (m/z 174) și o serie de picuri de fragmentare caracteristice sistemului 2-aril-tiazolic nesubstituit (m/z 156, 259, 244).

Fig. 43. Spectrul de masă al Iodurii de bis-2-fenil-tiazol-4-il-metil-morfoliniu

În ceea ce privește derivatul cuaternar de morfolină substituit în poziția para a nucleului benzenic cu un radical CH3, în spectrul său de masă se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 462) și alături de el o serie de picuri de fragmentare caracteristice sistemelor 2-aril-tiazolice substituite cu CH3: cu abundență crescută picul caracteristic celor 2 nuclee benzenice substituite cu CH3 (m/z 375) și cu abundență mai scăzută alte picuri de fragmentare (m/z 226, 273, 345, 420).

Fig. 44. Spectrul de masă al Iodurii de bis-(2-p-tolil)-tiazol-4-il-metil-morfoliniu

În spectrul de masă al derivatului de N-Metil-Morfolină substituit în poziția para a nucleului benzenic cu CF3 se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 343) și cu abundență de asemenea crescută picul caracteristic restului 2-aril-tiazolic substituit cu CF3 (m/z 242). Se mai regăsesc de asemenea picuri caracteristice unor fragmentări ale nucleului, cu abundență mai scăzută (m/z 100, 260).

Fig. 45. Spectrul de masă al Clorurii de (2-trifluoro-fenil)-tiazol-4-il-metil-N-metil-morfoliniu

În spectrul de masă al derivatului de nicotinamidă nesubstituit în poziția para a nucleului benzenic, se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 296) și cu abundență de asemenea crescută picul caracteristic restului 2-aril-tiazolic nesubstituit (m/z 174). Mai apar o serie de picuri caracteristice unor fragmentări ale moleculei (m/z 104, 206).

Fig. 46. Spectrul de masă al Iodurii de 2-fenil-tiazol-4-il-metil-nicotinium-amidă

În spectrul de masă al derivatului de nicotinamidă substituit în poziția para a nucleului benzenic cu CH3 se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 310) și cu abundență de asemenea crescută picul caracteristic restului 2-aril-tiazolic substituit cu CH3 (m/z 188). Acest compus se regăsește în amestec cu un compus care are picul molecular la valoarea m/z 317.

Fig. 47. Spectrul de masă al Iodurii de (2-p-tolil)-tiazol-4-il-metil-nicotinium-amidă

În spectrul de masă al derivatului de acid nicotinic nesubstituit în poziția para a nucleului benzenic, se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 297) și cu abundență de asemenea crescută picul caracteristic restului 2-aril-tiazolic nesubstituit (m/z 174), alături de un pic de fragmentare cu abundență scăzută (m/z 206).

Fig. 48. Spectrul de masă al Iodurii de 2-fenil-tiazol-4-il-metil-piridiniu-3-carboxilic

În spectrul de masă al derivatului de acid nicotinic substituit în poziția para a nucleului benzenic cu CH3, se regăsește picul molecular cu abundență crescută (m/z 311) și cu abundență de asemenea crescută picul caracteristic restului 2-aril-tiazolic substituit cu CH3 (m/z 188). Totodată, se mai regăsește și un pic de fragmentare al moleculei, cu abundență scăzută (m/z 118).

Fig. 49. Spectrul de masă al Iodurii de (2-p-tolil)-tiazol-4-il-metil-piridiniu-3-carboxilic

C.4. Spectre 1H-RMN

Măsurătorile 1H-RMN s-au efectuat în probe lichide folosind solvenți deuterați: dimetilsulfoxid (DMSO) și tetrametilsilan (TMS) ca standard intern. Atribuirea semnalelor s-a făcut luând în considerare poziția fiecărui pic din spectru, caracteristic protonilor din structură.

S-a utilizat un aparat 1H-NMR Bruker Avance.

În spectrul 1H RMN al 2-Fenil-4-clorometil-tiazolului (Fig.50, cu R=H), substanță folosită ca materie primă, au fost identificate semnalele protonilor cu următoarele valori ale deplasărilor chimice:

2.5 ppm, 3.37 ppm și 3.39 ppm atribuite protonilor din solvent (DMSO)

singlet la 4.8 ppm atribuit celor doi protoni ai grupării cloro-metilen

patru picuri la 7.5 ppm, 7.51 ppm, 7.52 ppm și 7.53 ppm corespunzători protonilor de pe nucleul benzenic (2, 3, 4)

singlet la 7.8 ppm ce corespunde poziției 6 a protonului din structura tiazolului

patru picuri la 7.93 ppm, 7.94 ppm, 7.95 ppm și 7.96 ppm corespunzătoare protonilor din nucleul benzenic (1, 5).

Fig. 50. Numerotarea atomilor de hidrogen din structura materiei prime de la care s-a pornit sinteza compușilor

Comparativ cu acesta, sunt prezentate rezultatele spectrelor 1H-RMN pentru compușii sintetizați:

Fig. 51. Structura generală și numerotarea atomilor de hidrogen din structura compușilor analizați 1H-RMN

Tabel V. Valorile corespunzătoare deplasărilor chimice ale protonilor din molecula compușilor studiați

Rezultatele determinărilor spectrale validează structurile atribuite substanțelor sintetizate. Acești compuși au fost supuși unui screening care a urmărit evaluarea efectul acestora supra musculaturii netede, utilizând ca model farmacologic ileonul de cobai.

Testarea activității biologice a compușilor cuaternari de amoniu derivați de 2-aril-tiazol

Substanțele medicamentoase cu structură cuaternară de amoniu sunt prezente și în grupul medicamentelor care acționează prin mecanism neurotrop, contractand/relaxând musculatura netedă de la nivel gastro-intestinal, renal, genital și nu numai [20-28].

Din aceste considerente, compușii sintetizați au fost evaluați biologic în modelul experimental al ileonului izolat de cobai, utilizând ca agent contractil de referință cu mecanism neurotrop acetilcolina.

S-au luat în lucru 7 loturi de cobai (n=5), cu greutatea de aproximativ 350 g, care au fost menținuți în condiții standard. În ziua experimentului, animalele au fost sacrificate prin dislocare cervicală, li s-a deschis cavitatea abdominală și a fost prelevat ileonul. Acesta a fost introdus într-o soluție Krebs-Henseleit încălzită la 37° C și secționat ulterior în fragmente de 2 cm. Acestea au fost montate în baia de organ și li s-a imprimat o tensiune de 1g. Baia de organ conținea soluție nutritivă Krebs-Henseleit încălzită la 37° C în care se barbotează carbogen (95% O2+5% CO2).

Compoziția soluției Krebs-Henseleit este următoarea (g/l):

KCl 0,35;

NaCl 6,92;

CaCl2.2H2O 0,37;

NaHCO3 2,1;

KH2PO4 0,16;

MgSO4.7H2O 0,29;

glucoză 2.

Organul a fost lăsat în repaus în mediul nutritiv timp de 45 de minute. S-a lucrat în condiții de izotonie.

După acest inteval, în baia de organ s-a introdus acetilcolină (Sigma Aldrich) (20 μg/baie) și s-a înregistrat răspunsul inițial al organului timp de 1 minut. S-a spălat organul și s-a lăsat în repaus 10 minute, după care în baie a fost introdusă substanța de testat în concentrație de 10-6 M. După spălare și o pauză de 5 minute, operația a fost repetată în același mod pentru concentrații de 10-5M, respectiv 10-4 M din soluțiile substanțelor luate în studiu.

S-a măsurat și înregistrat răspunsul contractil la acetilcolină inițial si s-a comparat cu cel obtinut după administrarea substanțelor de testat în concentrații de 10-6M, 10-5M, 10-4M. Considerând valoarea inițială a răspunsului la acetilcolină ca 100%, răspunsurile ulterioare au fost calculate procentual, raportate la valoarea inițială. Rezultatele au fost exprimate ca valoare medie±eroare standard. Interpretarea statistica a rezultatelor s-a realizat cu ajutorul testului „t” Student (p≤0,05:semnificativ statistic).

S-au testat următorii compuși:

Tabel VI. Structurile compușilor testați în modelul farmacologic al ileonului izolat de cobai

Rezultatele obținute în acest experiment sunt redate în tabelul următor:

Tabel VII. Rezultatele obținute în cadrul testării farmacologice a compușilor sintetizați

S-a constatat astfel o acțiune contractilă semnificativă a compușilor 1, 15 și 16, compușii 2, 6 și 14 prezentând efecte foarte reduse, nesemnificative statistic.

Concluzii

Substanțele medicamentoase cu acțiune parasimpatomimetică se regăsesc în număr mic în terapia medicamentoasă, fapt care a determinat necesitatea obținerii de noi reprezentanți.

Substanțele medicamentoase parasimpatomimetice existente în terapie pot acționa fie prin mecanism direct (pe receptorii muscarinici/nicotinici cu manifestarea efectelor acetilcolinei), fie prin mecanism indirect (prin inhibarea acetilcolinesterazei care degradează acetilcolina).

Substanțele medicamentoase existente în terapie prezintă o serie de dezavantaje: stabilitatea chimică și metabolică redusă, toxicitate crescută, timp de acțiune scurt, reacții adverse numeroase etc.

Un grup aparte de substanțe medicamentoase parasimpatomimetice îl reprezintă grupul anticolinesterazicelor cu acțiune centrală utilizate în tratamentul bolii Alzheimer.

Nucleul tiazolic se regăsește în structurile multor substanțe medicamentoase consacrate în terapie și continuă să prezinte interes în sinteza de noi compuși medicamentoși.

Compușii cuaternari de amoniu sunt larg răspândiți în terapia medicamentoasă, iar studiile actuale se îndreaptă spre obținerea de noi derivați care să posede proprietăți îmbunătățite față de cei existenți în terapie.

Au fost sintetizați compuși cuaternari de amoniu care au la bază sistemul 2-aril-tiazolic.

Structura compușilor sintetizați a fost elucidată prin analiza elementală cantitativă și determinări: UV, spectre de masă, și 1H-RMN.

Rezultatele fizico-chimice obținute aduc dovezi suficiente care sunt în concordanță cu structurile atribuite compușilor sintetizați.

Acțiunea agonistă sau antagonistă a compușilor a fost testată utilizând teste pe organ izolat (ileon de cobai).

Compușii sintetizați prezintă o acțiune contractilă semnificativă.

Cele mai active s-au dovedit a fi sărurile de chinoliniu, substituite în poziția 2 a nucleului tiazolic cu fenil, p-tolil sau cu p-trifluoro-metil-fenil și sarea de piperaziniu.

Bibliografie

Pignatello R., Mazzone S., Panicol A.M., Mazzonel G., Pennisi G., Castana R., Matera M., Blandin G., Synthesis and biological evaluation of thiazolo-triazole derivatives, Eur J Med Chem, 1991; 26: 929-938.

Geronikakil A., Theophilidis G., Synthesis of 2-(aminoacetylamino) – thiazole derivatives and comparison of their local anaesthetic activity by the method of action potential, Eur J Med Chem, 1992; 27: 709-716.

Mislin G.L., Burger A., Abdallah M. A., Synthesis of new thiazole analogues of pyochelin, a siderophore of Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia. A new conversion of thiazolines into thiazoles, Tetrahedron 60; 2004; 12139–12145.

Anderluh M., Jukic M., Petric R., Three-component one-pot synthetic route to 2-amino-5-alkylidenethiazol-4-ones, Tetrahedron 65; 2009; 344–350.

Frymarkiewicz A., Walczynski K., Non-imidazole histamine H3 ligands, Part IV: SAR of 1-[2-thiazol-5-yl-(2-aminoethyl)]-4-n-propylpiperazine derivatives, Eur J Med Chem, 2009; 44: 1674–1681.

, Novel synthetic approach to N-aryl-4-(3-pyridyl)-thiazol-2-amine and analogues using HMCM-41 as catalyst and their biological evaluation as human platelet aggregation inhibitors, Eur J Med Chem, 2007; 42: 1144-1150.

Vijaya Raj K.K., Narayana B., Ashalatha B.A., Suchetha Kumari N., Sarojini B.K., Synthesis of some bioactive 2-bromo-5-methoxy-N’-[4-(aryl)-1,3-thiazol-2-yl] benzohydrazide derivatives, Eur J Med Chem, 2007; 42: 425-429.

Bansal R., Guleria S., Young L.C., Harvey A.L., Synthesis of quaternary ammonium salts of 16E-[4-(2-alkylaminoethoxy)-3-methoxybenzylidene] androstene derivatives as skeletal muscle relaxants, Steroids, 2011; 76: 254–260.

Shi A., Huang L., Lu C., He F., Li X., Synthesis, biological evaluation and molecular modeling of novel triazole-containing berberine derivatives as acetylcholinesterase and b-amyloid aggregation inhibitors, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2011; 19; 2298–2305.

Stenlake J.B., Dhar N.C., Henderson C.F., Maehr R.B., Scharver J., Wastila W.B., Midgley J.M., Neuromuscular blocking agents. Approaches to short-acting compounds 2-Bis-thiazolium salts, Eur J Med Chem, 1993; 28: 415-418.

Stenlake J.B., Dhar N.C., Haddow J., McDonald I.M., Maehr R.B., Wastila W.B., Neuromuscular blocking agents. Some approaches to short acting compounds, Eur J Med Chem, 1992; 27: 463-477.

Komloova M., Musilek K., Horova A., Holas O., Dohnal V., Gunn-Moore F., Kuca K., Preparation, in vitro screening and molecular modelling of symmetrical bis-quinolinium cholinesterase inhibitors—implications for early Myasthenia gravis treatment, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2011; 21: 2505–2509.

Musilek K., Komloova M., Zavadova V., Holas O., Hrabinova M., Pohanka M., Dohnal V., Nachon F., Dolezal M., Kuca K., Jung Y.S., Preparation and in vitro screening of symmetrical bispyridinium cholinesterase inhibitors bearing different connecting linkage: initial study for Myasthenia gravis implications, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2010; 20: 1763–1766.

Musilek K., Komloova M., Zavadova V., Holas O., Hrabinova M., Pohanka M., Dohnal V., Nachon F., Dolezal M., Kuca K., Preparation and in vitro screening of symmetrical bis-isoquinolinium cholinesterase inhibitors bearing various connecting linkage : Implications for early Myasthenia gravis treatment, European Journal of Medicinal Chemistry, 2011; 46; 811-818.

Yu Q.S., Holloway H.W., Luo W., Lahiri D.K., Brossi A., Greig N.H., Long-acting anticholinesterases for myasthenia gravis: synthesis and activities of quaternary phenylcarbamates of neostigmine, pyridostigmine and physostigmine, Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2010; 18: 4687–4693.

Narendra J.N., Chandra S., Malviya M., Sadashiva C.T., Subhash M.N., Rangappa K.S., Effect of novel arecoline thiazolidinones as muscarinic receptor 1 agonist in Alzheimer’s dementia models, Neurochemistry International, 2008; 52: 376–383.

Araújo J.Q., Araújo de Brito M., Bôas Hoelz L.V., Bicca de Alencastro R., Castro H.C., Rodrigues C.R., Albuquerque M.G., Receptor-dependent (RD) 3D-QSAR approach of a series of benzylpiperidine inhibitors of human acetylcholinesterase (HuAChE), Eur J Med Chem, 2011; 46: 39-51.

Schulze M., Siol O., Decker M., Lehmann J., Bivalent 5,8,9,13b – tetrahydro – 6H – isoquino [1,2-a] isoquinolines and – isoquinolinium salts: Novel heterocyclic templates for butyrylcholinesterase inhibitors, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2010; 20: 2946–2949.

Palage M., Oniga S., Pârnău A., Zaharia V., Belegan C., Vlase L., Mureșan A., Synthesis and physico-chemical characterization of some ammonium salts of 2-aryl-thiazole derivatives, Farmacia, 2009; 57, 5: 598-607.

Cristea N.A., Tratat de farmacologie. Ediția I, Editura Medicală, 2006; 289-313, 632-633, 690-701.

Stroescu V., Constantinescu Corciovei I., Fulga I., Coman O.A., Constantinescu M.C., Russ C., Farmacologie. Ediția a V-a, Editura All, București, 2010; 41-56.

Harvey R., Champe P.C., Finkel R., Clarck M.A., Luigi X.C., Lippincott’s Illustrated Reviews: Pharmacology. 4th Edition, Lippincott Williams &Wikins, 2009; 43-59.

Rang H.P., Dale M.M., Ritter J.M., Pharmacology. 4th Edition, Churchill Livingstone, 1999; 110-123.

Cohen Y, Jacquot C., Pharmacologie, Elsevier Masson. 6eme Edition, 2006; 3-18.

Landry Y., Gies J.P., Pharmacologie – Des cibles vers l’indication thérapeutique, Dunod, 2003; 283-308.

Nicolai S., Scutar C., Cekman I., Cârlig V., Farmacologie, Centrul Editorial Poligrafic Medicina, 2003; 71-78.

Cristea N.A., Farmacologie – Note de curs, Editura Medicală, București, 2000; 50-68.

Sweetman S. C. Martindale The Complete Drug Reference, Thirty-sixth edition, 2009; 629-630.

Hațieganu E., Stecoza C., Chimie terapeutică. Volumul II. Ediția I, Editura Medicală, 2008; 99-172.

Lemke T.L., Williams D.A., Roche V.F., Zito W.S., Foye’s Principles of Medicinal Chemistry, Sixth edition, Lippincott – Williams&Wilkins, Philadelphia,2008; 361-391.

Silverman R.B., The organic Chemistry of Drug Design and Drug Action, Second Edition, Elsevier, 2004; 532-536.

Kirkiacharian S., Guide de chimie médicinale et des medicaments, Lavoisier, Paris, 2010 ; 213-258.

Hendrickson R.G., Morocco A.P., Greenberg M.I., Pilocarpine toxicity and the treatement of xerostomia, The Journal of Emergency Medicine, 2004; 26: 429–432.

Nusair S., Rubinow A., The Use of Oral Pilocarpine in Xerostomia and Sjögren's Syndrome, Semin Arthritis Rheum, 1999, 28:360-367.

Ono K., Inagaki T., Iida T., Wakasugi-Sato N., Hosokawa R., Inenaga K., Distinct effects of cevimeline and pilocarpine on salivary mechanisms, cardiovascular response and thirst sensation in rats, Archives of oral biology, 2012, 57: 421 – 428.

Herkert N.M., Thiermann H., Worek F., In vitro kinetic interactions of pyridostigmine, physostigmine and soman with erythrocyte and muscle acetylcholinesterase from different species, Toxicology Letters, Article in Press.

Alzheimer’s Association Report, Alzheimer’s disease facts and figures, Alzheimer’s & Dementia, 2012, 8: 131–168.

Meng Q., Ru J., Zhang G., Shen C., Schmitmeier S., Bader A., Re-evaluation of tacrine hepatotoxicity using gel entrapped hepatocytes, Toxicology Letters, 2007, 168: 140–147.

Aguadol F., Badia A., Bafiosz J.E., Bosch F., Bozzo C., Camps P., Contreras J., Diersser M., Escolano C., Görbig D.M., Muñoz-Torrero D., Pujol M.D., Simón M., Vázquez M.T., Vivas N.M., Synthesis and evaluation of tacrine-related compounds for the treatment of Alzheimer’s disease, Eur J Med Chem, 1994; 29: 205-221.

Shao D., Zou C., Luo C., Tang X., Li Y., Synthesis and evaluation of tacrine–E2020 hybrids as acetylcholinesterase inhibitors for the treatment of Alzheimer_s disease, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2004; 14: 4639–4642.

Luo W., Li Y.P., He Y., Huang S.L., Li D., Gu L.Q., Huang Z.S., Synthesis and evaluation of heterobivalent tacrine derivatives as potential multi-functional anti-Alzheimer agents, European Journal of Medicinal Chemistry, 2011; 46: 2609-2616.

Hamulakova S., Janovec L., Hrabinova M., Kristian P., Kuca K., Banasova M., Imrich J., Synthesis, design and biological evaluation of novel highly potent tacrine congeners for the treatment of Alzheimer’s disease, European Journal of Medicinal Chemistry, 2012; Article in Press, 1-9.

Zhang P., Chen L., Gu W., Xu Z., Gao Y., Li Y., In vitro and in vivo evaluation of donepezil-sustained release microparticles for the treatment of Alzheimer’s disease, Biomaterials, 2007; 28: 1882–1888.

C. Trivalle, Donépézil (Aricept®), NPG Neurologie-Psychiatrie-Gériatrie, 2008; 8: 19-23.

Molinuevo J.L., Berthier M.L., Rami L., Donepezil provides greater benefits in mild compared to moderate Alzheimer’s disease: Implications for early diagnosis and treatment, Archives of Gerontology and Geriatrics, 2011; 52:18–22.

Wilson B., Kumar Samanta M., Santhi K., Sampath Kumar K.P., Paramakrishnan N., Suresh B., Poly(n-butylcyanoacrylate) nanoparticles coated with polysorbate 80 for the targeted delivery of rivastigmine into the brain to treat Alzheimer's disease, Brain Research, 2008; 1200: 159–168.

Mustazza C., Borioni A., Del Giudice M.R., Gatta F., Ferretti R., Meneguz A., Volpe M.T., Lorenzini P., Synthesis and cholinesterase activity of phenylcarbamates related to Rivastigmine, a therapeutic agent for Alzheimer’s disease, 2002, Eur J Med Chem; 37: 91–109.

Coyle J., Kershaw P., Galantamine – a Cholinesterase Inhibitor that Allosterically Modulates Nicotinic Receptors: Effects on the Course of Alzheimer’s Disease, Biol Psychiatry, 2001; 49:289–299.

Oniga O., Tiperciuc B., Antibiotice antibacteriene. Editura Medicală Universitară „Iuliu Hațieganu”, Cluj-Napoca, 2003; 69-89.

Singh-Franco D., Machado C., Tuteja S., Zapantis A., Trospium Chloride for the Treatment of Overactive Bladder with Urge Incontinence, Clinical Therapeutics, 2005; Vol.5, Nr.27: 511-517.

Oniga O., Ghiran D., Tiperciuc B., Chimie farmaceutică – Antiseptice, dezinfectante și chimioterapice generale. Editura Accent, Cluj-Napoca, 1999.

Palage M., Matinca D., Horn M., Simiti I., Heterocyclen, 74. Mitt.: Quartare Ammoniumverbindungen und Nitrone des Thiazoles mit Antimikrobieller Wirkung. Studia Universitatis Babes-Bolyai, Chemia, XLII, 1-2, 1997, 51-59.

Palage M., Oprean R., Horn M., Heterocycles, 75: Thiazolic Quaternary Ammonium Salts and Thiazolic Nitrones. Chemical Structure-Antimicrobial Activity (SAR). Studia Universitatis Babes-Bolyai, Chemia, XLII, 1-2, 1997, 61-66.

Palage M., Zaharia V., Simiti I. Heterocicli 77: Săruri cuaternare de amoniu și nitrone în seria 2-aril-tiazolo[3,2-b][1,2,4]triazolului. Relații structură chimică-activitate biologică. Farmacia, Vol. XLV, Nr. 3, 1997, 37-45.

Mureșan A., Palage M., Arama O., Simiti I.. Relații cantitative structură chimică activitate antibacteriană (QSAR) în seria unor compuși cuaternari de amoniu și nitrone tiazolice. Farmacia, Vol. XLVI, Nr. 2, 1998, 35-41.