RU2449988C1 - 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition - Google Patents

2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition Download PDF

Info

Publication number
RU2449988C1
RU2449988C1 RU2011117025/15A RU2011117025A RU2449988C1 RU 2449988 C1 RU2449988 C1 RU 2449988C1 RU 2011117025/15 A RU2011117025/15 A RU 2011117025/15A RU 2011117025 A RU2011117025 A RU 2011117025A RU 2449988 C1 RU2449988 C1 RU 2449988C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carboxylesterase
inhibition
ester
trifluoro
acid
Prior art date
Application number
RU2011117025/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Галина Файвелевна Махаева (RU)
Галина Файвелевна Махаева
Наталья Павловна Болтнева (RU)
Наталья Павловна Болтнева
Гюзелия Равильевна Мухамадиева (RU)
Гюзелия Равильевна Мухамадиева
Владимир Борисович Соколов (RU)
Владимир Борисович Соколов
Татьяна Григорьевна Галенко (RU)
Татьяна Григорьевна Галенко
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологически Активных Веществ Российской Академии Наук (Ифав Ран)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологически Активных Веществ Российской Академии Наук (Ифав Ран) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Физиологически Активных Веществ Российской Академии Наук (Ифав Ран)
Priority to RU2011117025/15A priority Critical patent/RU2449988C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449988C1 publication Critical patent/RU2449988C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine, pharmaceutics.
SUBSTANCE: declared invention refers to chemical-pharmaceutical industry, and concerns 2,2,2-Trifluoro-1-trifluoromethylethyl ester of cyclohexylcarbamine acid
Figure 00000005
which is prepared starting with cyclohexylisocyanate and 1-hydrohexafluorisopropanole at 20°C in benzene in the presence of catalytic amounts of triethylamine.
EFFECT: compound (I) is an effective and selective irreversible carboxylesterase inhibitor with low acute toxicity in warm-blooded, and may be used in preclinical studies on rodents for decreasing carboxylesterase hydrolysis rate of the drugs containing ester and/or amide groups, and also as insect carboxylesterase inhibitors in pharmaceutical composition and pesticide formulations for increasing their efficacy.
2 cl

Description

Изобретение относится к применению химических соединений в области медицины и может быть использовано в предклинических исследованиях на грызунах лекарственных препаратов, содержащих сложноэфирные и/или амидные группы, для снижения скорости их карбоксилэстеразного гидролиза, модулируя таким образом их фармакологические и/или токсические эффекты. Кроме того, изобретение может быть использовано в фармацевтических смесях и рецептурах пестицидов для повышения их эффективности за счет ингибирования карбоксилэстеразы и снижения таким образом количества пестицида, необходимого для ингибирования мишени - ацетилхолинэстеразы в случае фосфорорганических и карбаматных пестицидов.The invention relates to the use of chemical compounds in the field of medicine and can be used in preclinical studies on rodents of drugs containing ester and / or amide groups to reduce the rate of their carboxyl esterase hydrolysis, thereby modulating their pharmacological and / or toxic effects. In addition, the invention can be used in pharmaceutical mixtures and formulations of pesticides to increase their effectiveness by inhibiting carboxyl esterase and thereby reduce the amount of pesticide needed to inhibit the target, acetylcholinesterase, in the case of organophosphorus and carbamate pesticides.

Карбоксилэстеразы (КЭ) являются детерминантой в фармакокинетике большинства терапевтических средств, содержащих сложноэфирную или амидную группировку, причем конструирование многих новых лекарств идет с учетом их метаболической активации или инактивации за счет карбоксилэстеразного гидролиза [Prokai L, Prokai-Tatrai K. Metabolism-based drug design and drug targeting. Pharm Sci Technolo Today. 1999; 2(11):457-462]. В связи с этим ингибиторы КЭ, влияющие на скорость гидролиза таких лекарственных препаратов и таким образом определяющие, например, скорость превращения пролекарства в действующее лекарство или увеличивающие полупериод жизни активного препарата, гидролизующегося КЭ, имеют важное терапевтическое значение [Potter PM, Wadkins RM. Carboxylesterases-detoxifying enzymes and targets for drug therapy. Curr Med Chem. 2006, 13(9):1045-1054].Carboxyl esterases (CE) are a determinant in the pharmacokinetics of most therapeutic agents containing an ester or amide moiety, and many new drugs are being designed with metabolic activation or inactivation due to carboxyl esterase hydrolysis [Prokai L, Prokai-Tatrai K. Metabolism-based drug design and drug targeting. Pharm Sci Technolo Today. 1999; 2 (11): 457-462]. In this regard, CE inhibitors that affect the rate of hydrolysis of such drugs and thus determine, for example, the rate of conversion of a prodrug into an active drug or increase the half-life of an active drug that hydrolyzes CE, have important therapeutic value [Potter PM, Wadkins RM. Carboxylesterases-detoxifying enzymes and targets for drug therapy. Curr Med Chem. 2006, 13 (9): 1045-1054].

Кроме того, принимая во внимание, что предклинические исследования лекарственных препаратов проводятся прежде всего на грызунах, которые в отличие от человека имеют высокий уровень КЭ плазмы, возникает проблема экстраполяции результатов с животных на человека. Применение эффективных необратимых ингибиторов карбоксилэстеразы, обладающих низкой острой токсичностью для теплокровных, позволяет ингибировать КЭ плазмы и создать таким образом адекватную, эффективную модель на грызунах для исследования фармакологически важных препаратов, гидролизующихся под действием КЭ. In addition, taking into account that preclinical studies of drugs are carried out primarily on rodents, which, unlike humans, have a high level of plasma CE, the problem arises of extrapolating the results from animals to humans. The use of effective irreversible carboxyl esterase inhibitors, which have low acute toxicity for warm-blooded animals, allows the inhibition of plasma CE and thus creates an adequate, effective model in rodents for the study of pharmacologically important drugs that hydrolyze under the action of CE.

Ингибирование карбоксилэстераз насекомых потенцирует действие инсектицидов, гидролизующихся под действием КЭ, таких как пиретроиды, а также антихолинэстеразных инсектицидов за счет снижения их связывания с КЭ [Шипов А.Э., Генкина Г.К., Махаева Г.Ф., Малыгин В.В., Волкова Р.И., Рославцева С.А., Еремина О.Ю., Баканова Е.И., Мастрюкова Т.А., Кабачник М.И. Исследование механизма действия пестицидов ряда 2-арилокси-2-тио-1,3,2-оксазафосфоринана. Биоорган. химия. 1999, 25 (1):14-19]. Использование ингибиторов карбоксилэстераз является одним из путей преодоления резистентности насекомых к действию инсектицидов [Yan S, Cui F, Qiao C. Structure, function and applications of carboxylesterases from insects for insecticide resistance. Protein Pept Lett. 2009; 16(10):1181-1188]. Кроме того, ингибирование КЭ само может приводить к гибели насекомых.Inhibition of insect carboxyl esterases potentiates the action of insecticides hydrolyzing under the action of CEs, such as pyrethroids, as well as anticholinesterase insecticides by reducing their binding to CEs [Shipov A.E., Genkina G.K., Makhaeva G.F., Malygin V.V. ., Volkova R.I., Roslavtseva S.A., Eremina O.Yu., Bakanova E.I., Mastryukova T.A., Kabachnik M.I. Investigation of the mechanism of action of pesticides of the 2-aryloxy-2-thio-1,3,2-oxazaphosphorinan series. Bioorgan. chemistry. 1999, 25 (1): 14-19]. The use of carboxyl esterase inhibitors is one way to overcome insect resistance to insecticides [Yan S, Cui F, Qiao C. Structure, function and applications of carboxylesterases from insects for insecticide resistance. Protein Pept Lett. 2009; 16 (10): 1181-1188]. In addition, inhibition of TBE itself can lead to the death of insects.

Решением проблемы создания селективных и малотоксичных ингибиторов карбоксилэстераз в мире занимаются уже достаточное количество лет, однако в связи с большим структурным сходством сериновых эстераз имеется лишь ограниченное число сообщений о селективных ингибиторах КЭ. Это серия аналогов трифторметилкетонов (весьма гигроскопичные соединения, которые легко гидролизуются, см. Wheelock CE, Severson TF, Hammock BD. Synthesis of new carboxylesterase inhibitors and evaluation of potency and water solubility. Chem Res Toxicol. 2001, 14(12):1563-1572), недавно предложенные аналоги бензила (дифенилэтан-1,2-диона) [Wadkins RM, Hyatt JL, Wei X, Yoon KJ, Wierdl M, Edwards CC, Morton CL, Obenauer JC, Damodaran K, Beroza P, Danks MK, Potter PM. Identification and characterization of novel benzil (diphenylethane-1,2-dione) analogues as inhibitors of mammalian carboxylesterases. J.Med.Chem. 2005, 48(8): 2906-2915] и замещенные арилсульфонамиды и арилмочевины [Potter PM, Hyatt JL, Morton CL, Beroza PP, Damoradan KV. Amide, aryl sulfonamide, aryl urea, and a,b-diketone derived carboxylesterase inhibitors, and their methods of use. US Appl. 2008146548, МПК А61К 31/44].A sufficient number of years has been occupied with the solution of the problem of creating selective and low-toxic carboxyl esterase inhibitors in the world, however, due to the large structural similarity of serine esterases, there are only a limited number of reports of selective CE inhibitors. This is a series of analogues of trifluoromethyl ketones (highly hygroscopic compounds that are easily hydrolyzed, see Wheelock CE, Severson TF, Hammock BD. Synthesis of new carboxylesterase inhibitors and evaluation of potency and water solubility. Chem Res Toxicol. 2001, 14 (12): 1563- 1572), recently proposed analogues of benzyl (diphenylethane-1,2-dione) [Wadkins RM, Hyatt JL, Wei X, Yoon KJ, Wierdl M, Edwards CC, Morton CL, Obenauer JC, Damodaran K, Beroza P, Danks MK, Potter PM. Identification and characterization of novel benzil (diphenylethane-1,2-dione) analogues as inhibitors of mammalian carboxylesterases. J. Med. Chem. 2005, 48 (8): 2906-2915] and substituted arylsulfonamides and arylureas [Potter PM, Hyatt JL, Morton CL, Beroza PP, Damoradan KV. Amide, aryl sulfonamide, aryl urea, and a, b-diketone derived carboxylesterase inhibitors, and their methods of use. US Appl. 2008146548, IPC A61K 31/44].

Однако перечисленные соединения являются обратимыми ингибиторами КЭ.However, these compounds are reversible CE inhibitors.

Известны необратимые ингибиторы КЭ, эффект которых нарастает во времени и является более продолжительным. Представителем таких ингибиторов являются фосфорорганичесие соединения (ФОИ) - эфиры и тиоэфиры кислот пятивалентного фосфора, общей формулы R1R2P(O)X, где одна из групп - Х является обычно хорошей уходящей группой (M. Eto, Organophosphorus Pesticides: Organic and Biological Chemistry, CRC Press, Cleveland, 1974). Irreversible TBE inhibitors are known, the effect of which increases over time and is longer. Representative of such inhibitors are organophosphorus compounds (POIs) - esters and thioesters of pentavalent phosphorus acids of the general formula R 1 R 2 P (O) X, where one of the X groups is usually a good leaving group (M. Eto, Organophosphorus Pesticides: Organic and Biological Chemistry, CRC Press, Cleveland, 1974).

Наиболее близкими аналогами к предлагаемому техническому решению являются соединения общей формулы (II)The closest analogues to the proposed technical solution are compounds of the general formula (II)

Figure 00000001
Figure 00000001

(II)(Ii)

где R = Alkyl, X = CF3, Aryl, C(O)OCH3 where R = Alkyl, X = CF 3 , Aryl, C (O) OCH 3

Ингибиторная активность этих соединений по отношению к сериновым гидролазам ацетилхолинэстеразе (АХЭ), бутирилхолинэстеразе и карбоксилэстеразе (КЭ) и их синтез подробно изучены [Махаева Г.Ф., Фетисов В.И., В.Б.Соколов, Янковская В.Л., Горева Т.В., Малыгин В.В., Безноско Б.К., Галенко Т.Г., Коломиец А.Ф., Мартынов И.В. - Взаимодействие диалкил(α-карбометокси-β,β,β-трифторэтил)фосфатов с эстеразами млекопитающих. - Биоорганическая химия, 1987, том 13, вып. 1, с. 33-37; Махаева Г.Ф., Серебрякова О.Г., Болтнева Н.П., Галенко Т.Г., Аксиненко А.Ю., Соколов В.Б., Мартынов И.В. Эстеразный профиль и анализ связи структура-ингибиторная селективность гомологичных фосфорилированных 1-гидроперфторизопропанолов. ДАН, 2008, том 423, вып.6, с. 826-831; Makhaeva G.F., Aksinenko A.Y., Sokolov V.B., Serebryakova O.G., Richardson R.J. Synthesis of organophosphates with fluorine-containing leaving groups as serine esterase inhibitors with potential for Alzheimer disease therapeutics. Bioorg. Med. Chem. Let. 2009, V.19, P.5528-5530; Аксиненко А.Ю., Соколов В.Б., Горева Т.В., Махаева Г.Ф. Синтез О-фосфорилированных 1-замещенных 2,2,2-трифторэтанолов - ингибиторов сериновых гидролаз. Известия АН, сер. хим., 2010, №1, c.103-106].The inhibitory activity of these compounds with respect to the serine hydrolases of acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase and carboxylesterase (CE) and their synthesis have been studied in detail [Makhaeva G.F., Fetisov V.I., V.B.Sokolov, Yankovskaya V.L., Goreva T.V., Malygin V.V., Beznosko B.K., Galenko T.G., Kolomiyets A.F., Martynov I.V. - Interaction of dialkyl (α-carbomethoxy-β, β, β-trifluoroethyl) phosphates with mammalian esterases. - Bioorganic Chemistry, 1987, Volume 13, no. 1, p. 33-37; Makhaeva G.F., Serebryakova O.G., Boltneva N.P., Galenko T.G., Aksinenko A.Yu., Sokolov V.B., Martynov I.V. Esterase profile and structure-inhibitory selectivity analysis of homologous phosphorylated 1-hydroperfluoroisopropanols. DAN, 2008, Volume 423, Issue 6, p. 826-831; Makhaeva G.F., Aksinenko A.Y., Sokolov V.B., Serebryakova O.G., Richardson R.J. Synthesis of organophosphates with fluorine-containing leaving groups as serine esterase inhibitors with potential for Alzheimer disease therapeutics. Bioorg. Med. Chem. Let. 2009, V.19, P.5528-5530; Aksinenko A.Yu., Sokolov V.B., Goreva T.V., Makhaeva G.F. Synthesis of O-phosphorylated 1-substituted 2,2,2-trifluoroethanol - serine hydrolase inhibitors. Izvestia AN, ser. Chem., 2010, No. 1, pp. 103-106].

Однако практическое применение фосфорорганических ингибиторов карбоксилэстераз вызывает известную настороженность в связи с их возможным отставленным нейротоксическим эффектом.However, the practical use of organophosphorus inhibitors of carboxyl esterases causes some caution in connection with their possible delayed neurotoxic effect.

Целью изобретения является расширение арсенала средств, которые могут быть использованы в качестве новых эффективных и селективных необратимых ингибиторов карбоксилэстеразы, обладающих низкой острой токсичностью для теплокровных.The aim of the invention is to expand the arsenal of tools that can be used as new effective and selective irreversible inhibitors of carboxyl esterase having low acute toxicity to warm-blooded animals.

Поставленная задача решается синтезом и применением обладающего низкой острой токсичностью для теплокровных нового соединения - 2,2,2-трифтор-1-трифторметилэтилового эфира циклогексилкарбаминовой кислоты формулы (I) в качестве эффективного средства для селективного необратимого ингибирования карбоксилэстеразы.The problem is solved by the synthesis and use of a low-toxicity for warm-blooded new compound - 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethylethyl ester of cyclohexylcarbamic acid of formula (I) as an effective tool for selective irreversible inhibition of carboxyl esterase.

Figure 00000002
Figure 00000002

(I)(I)

Соединение формулы (I) - 2,2,2-трифтор-1-трифторметилэтиловй эфир циклогексилкарбаминовой кислоты синтезируют исходя из циклогексилизоцианата и 1-гидрогексафторизопропанола. Взаимодействие реагентов осуществляют при 20оС в бензоле в присутствии каталитических количеств триэтиламина, в результате чего образуется целевое соединение (I) (схема 1).The compound of formula (I) - 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethylethyl ether of cyclohexylcarbamic acid is synthesized starting from cyclohexyl isocyanate and 1-hydrohexafluoroisopropanol. Reagents reaction is carried out at 20 ° C in benzene in the presence of catalytic amounts of triethylamine, whereby a desired compound (I) (Scheme 1).

Figure 00000003
Figure 00000003

Схема 1Scheme 1

Синтез соединения формулы (I)The synthesis of the compounds of formula (I)

2,2,2-Трифтор-1-трифторметилэтиловй эфир циклогексилкарбаминовой кислоты (I)Cyclohexylcarbamic acid 2,2,2-Trifluoro-1-trifluoromethylethyl ester (I)

К раствору 25.0 ммоль циклогексилизоцианата в 10 мл бензола прибавляют 25.5 ммоль 1-гидрогексафторизопропанола и 0.05 г триэтиламина. Реакционную массу перемешивают 2 ч при 20°С. Бензол упаривают и остаток перекристаллизовывают из гексана. Выход 91%. Т. пл. 94-96°C. 1H ЯМР спектр (200 MHz, CDCl3, δ, м.д.): 1.03-1.45 м (5 Н, с-С6Н11); 1.54-1.83 м (3 Н, с-С6Н11); 1.90-2.05 м (2 Н, с-С6Н11); 3.53 м (1 Н, с-С6Н11); 4.99 д (1 Н, NH, J HH = 5.1 Гц); 5.68 (м, 1 H, CHO). 19F ЯМР спектр (188 MHz, CDCl3, δ, м.д.): 4.03 (д, J FH = 5.2 Hz). To a solution of 25.0 mmol of cyclohexyl isocyanate in 10 ml of benzene, 25.5 mmol of 1-hydrohexafluoroisopropanol and 0.05 g of triethylamine are added. The reaction mass is stirred for 2 hours at 20 ° C. The benzene is evaporated and the residue is recrystallized from hexane. Yield 91%. T. pl. 94-96 ° C. 1 H NMR spectrum (200 MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 1.03-1.45 m (5 N, s-C 6 H 11 ); 1.54-1.83 m (3 N, s-C 6 H 11 ); 1.90-2.05 m (2 N, s-C 6 H 11 ); 3.53 m (1 N, s-C 6 H 11 ); 4.99 d (1 N, NH, J HH = 5.1 Hz); 5.68 (m, 1 H, CHO). 19 F NMR spectrum (188 MHz, CDCl 3 , δ, ppm): 4.03 (d, J FH = 5.2 Hz).

Методика биологических испытаний Biological Testing Procedure

Для кинетических исследований использовали коммерческие препараты («Sigma», США) ацетилхолинэстеразы эритроцитов человека (АХЭ, КФ 3.1.1.7), бутирилхолинэстеразы сыворотки лошади (БХЭ, КФ 3.1.1.8) и карбоксилэстеразы печени свиньи (КЭ, КФ 3.1.1.1).For kinetic studies, commercial preparations (Sigma, United States) of human erythrocyte acetylcholinesterase (AChE, EC 3.1.1.7), horse serum butyrylcholinesterase (BChE, EC 3.1.1.8), and porcine liver carboxyl esterase (EC, EC 3.1.1.1) were used.

Определение активности ферментовDetermination of enzyme activity

Активность АХЭ и БХЭ определяли методом Эллмана (λ 412 нм) с использованием в качестве субстрата ацетилтиохолина (1mM) и бутирилтиохолина (1mM) соответственно; условия определения: 0.1 М фосфатный буфер рН 7.5, 25оС. Активность КЭ определяли спектрофотометрически по выделению 4-нитрофенола (λ 405 нм), субстрат - 4-нитрофенилацетат (1mM); условия определения: 0.1 М фосфатный буфер рН 8.0, 25оС. Измерения проводили на микропланшетном спектрофотометре BioRad Benchmark Plus. The activity of AChE and BChE was determined by the Ellman method (λ 412 nm) using acetylthiocholine (1mM) and butyrylthiocholine (1mM) as a substrate, respectively; determination conditions: 0.1 M phosphate buffer pH 7.5, 25 ° C. CE activity was determined spectrophotometrically by the release of 4-nitrophenol (λ 405 nm), the substrate - 4-nitrophenyl acetate (1mM); determination conditions: 0.1 M phosphate buffer pH 8.0, 25 ° C. The measurements were carried out on a BioRad Benchmark Plus microplate spectrophotometer.

Определение величин ICDetermination of IC Values 50fifty для ингибирования АХЭ, БХЭ и КЭ for inhibition of AChE, BChE and CE

Первичную оценку ингибиторной активности соединения проводили путем определения величин IC50 - концентрации ингибитора, которая требуется для снижения активности фермента на 50%. Для определения IC50 ингибирования АХЭ, БХЭ и КЭ соединением (I) образец соответствующего фермента инкубировали с исследуемым соединением (концентрация ДМСО 2 об.%) в течение 8 минут в условиях [I]0>>[E]0 (I - ингибитор, E - фермент), затем определяли остаточную активность фермента. Диапазон концентраций исследуемого соединения составлял 1·10-12 - 4·10-4 М. Каждый эксперимент проводили в трипликате. Измерения проводили на микропланшетном спектрофотометре BioRad Benchmark Plus. Вычисление IC50 проводили с использованием программы Origin 6.1.The initial assessment of the inhibitory activity of the compound was carried out by determining the values of the IC 50 - the concentration of inhibitor, which is required to reduce the activity of the enzyme by 50%. To determine the IC 50 inhibition of AChE, BChE, and CE by compound (I), a sample of the corresponding enzyme was incubated with the test compound (DMSO concentration 2 vol%) for 8 minutes under the conditions of [I] 0 >> [E] 0 (I is an inhibitor, E is an enzyme), then the residual activity of the enzyme was determined. The concentration range of the test compound was 1 · 10 -12 - 4 · 10 -4 M. Each experiment was carried out in triplicate. Measurements were performed on a BioRad Benchmark Plus microplate spectrophotometer. The calculation of the IC 50 was performed using the Origin 6.1 program.

Определение бимолекулярной константы ингибирования КЭDetermination of bimolecular constants of inhibition of CE

Для исследования кинетики ингибирования КЭ образец фермента инкубировали с исследуемым соединением (концентрация ДМСО 2 об.%) при условии [I]0>>[E]0, затем определяли остаточную активность фермента. При проведении исследования использовали 3-4 концентрации ингибитора и для каждой концентрации 4-5 различных интервалов времени инкубации. Измерения проводили на микропланшетном спектрофотометре BioRad Benchmark Plus. Тангенсы углов наклона (k') каждой первичной зависимости log (% ингибирования) от времени определяли методом линейной регрессии. Затем строили зависимость полученных величин k' от концентрации ингибитора [I] и методом линейной регрессии определяли тангенс угла наклона (k") вторичной зависимости. Бимолекулярную константу ингибирования (k i) как меру ингибиторной активности соединения вычисляли из уравнения k i = 2.303k' / [I] = 2.303k". Анализ данных и все вычисления проводили с использованием программы Origin 6.1.To study the kinetics of CE inhibition, an enzyme sample was incubated with the test compound (DMSO concentration 2 vol%) under the condition [I] 0 >> [E] 0 , then the residual enzyme activity was determined. During the study, 3-4 inhibitor concentrations were used, and for each concentration 4-5 different incubation time intervals. Measurements were performed on a BioRad Benchmark Plus microplate spectrophotometer. The tangent of the slope angles ( k ' ) of each primary dependence of log (% inhibition) on time was determined by linear regression. Then, the obtained k ′ values were plotted against the inhibitor concentration [ I ] and the slope ( k " ) of the secondary dependence was determined by linear regression. The bimolecular inhibition constant ( k i ) as a measure of the inhibitory activity of the compound was calculated from the equation k i = 2.303 k ' / [ I ] = 2.303 k " . Data analysis and all calculations were performed using the Origin 6.1 program.

Определение острой токсичности соединенияDetermination of acute toxicity of a compound

Эксперименты проводили на аутбредных белых мышах весом 25-30 г. Исследуемое соединение растворяли в DMSO и вводили однократно внутрибрюшинно (в/бр) в возрастающих дозах в объеме около 0.1 мл. Для каждой дозы использовали минимум 6 животных. Контрольные животные получали только DMSO. Срок наблюдения - 24 часа. Величину LD50 вычисляли методом пробит-анализа (метод Финнея) с использованием программы BioStat 2006 Professional.The experiments were carried out on outbred white mice weighing 25-30 g. The test compound was dissolved in DMSO and was administered once intraperitoneally (iv) in increasing doses in a volume of about 0.1 ml. A minimum of 6 animals were used for each dose. Control animals received only DMSO. The observation period is 24 hours. The LD 50 value was calculated by the probit analysis method (Finney's method) using the BioStat 2006 Professional software.

Результаты биологических испытаний соединения (I), иллюстрирующие настоящее изобретениеBiological Test Results of Compound (I) Illustrating the Present Invention

Определена ингибиторная активность соединения (I) в отношении трех коммерческих препаратов сериновых эстераз: ацетилхолинэстеразы эритроцитов человека (КФ 3.1.1.7, АХЭ), бутирилхолинэстеразы сыворотки лошади (КФ 3.1.1.8, БХЭ) и карбоксилэстеразы печени свиньи (КФ 3.1.1.1, КЭ). Первичную оценку ингибиторной активности проводили путем определения величин IC50 - концентрации ингибитора, которая требуется для снижения активности фермента на 50%. Исследование показало, что предлагаемое соединение (I) не ингибирует АХЭ, слабо ингибирует БХЭ: IC50 = (1.70 ± 0.07)·10-4 М и проявляет высокую ингибиторную активность в отношении КЭ: IC50 = (5.23±0.96)·10-7 М.The inhibitory activity of compound (I) against three commercial preparations of serine esterases was determined: human erythrocyte acetylcholinesterase (EC 3.1.1.7, AChE), horse serum butyrylcholinesterase (EC 3.1.1.8, BChE) and pig liver carboxyl esterase (EC 3.1.1.1, EC) . An initial assessment of inhibitory activity was carried out by determining the values of IC 50 - the concentration of inhibitor, which is required to reduce the activity of the enzyme by 50%. The study showed that the proposed compound (I) does not inhibit AChE, weakly inhibits BChE: IC 50 = (1.70 ± 0.07) · 10 -4 M and exhibits high inhibitory activity against CE: IC 50 = (5.23 ± 0.96) · 10 - 7 M.

Ингибиторная селективность соединения (I) в отношении КЭ по сравнению с БХЭ охарактеризована отношением величин IC50 и равна 325. The inhibitory selectivity of compound (I) with respect to CE in comparison with BChE is characterized by the ratio of IC 50 values and is equal to 325.

Исследование кинетики ингибирования КЭ карбаматом (I) показало необратимый характер процесса с зависимой от времени инкубации степенью ингибирования фермента и линейной зависимостью константы скорости псевдопервого порядка от концентрации ингибитора. Бимолекулярная константа ингибирования КЭ k i=(1.42±0.20)·105 M-1мин-1, т.е. соединение (I) является эффективным необратимым ингибитором КЭ. A study of the kinetics of CE inhibition by carbamate (I) showed the irreversible nature of the process with the degree of enzyme inhibition dependent on the incubation time and the linear dependence of the pseudo first order rate constant on the concentration of the inhibitor. The bimolecular CE inhibition constant k i = (1.42 ± 0.20) · 10 5 M -1 min -1 , i.e. compound (I) is an effective irreversible CE inhibitor.

Определение острой токсичности в опытах на аутбредных белых мышах при в/бр введении показало, что предлагаемое соединение (I) имеет низкую острую токсичность для теплокровных: ЛД50 > 2000 мг/кг. The determination of acute toxicity in experiments on outbred white mice with iv administration showed that the proposed compound (I) has low acute toxicity for warm-blooded animals: LD 50 > 2000 mg / kg

Таким образом, соединение (I) является эффективным и селективным необратимым ингибитором карбоксилэстеразы с низкой острой токсичностью для теплокровных и может быть использовано в предклинических исследованиях на грызунах для снижения скорости карбоксилэстеразного гидролиза лекарственных препаратов, содержащих сложноэфирные и/или амидные группы, а также в качестве ингибиторов карбоксилэстераз насекомых в фармацевтических смесях и рецептурах пестицидов для повышения их эффективности.Thus, compound (I) is an effective and selective irreversible inhibitor of carboxyl esterase with low acute toxicity for warm-blooded animals and can be used in preclinical studies in rodents to reduce the rate of carboxyl esterase hydrolysis of drugs containing ester and / or amide groups, as well as inhibitors insect carboxyl esterases in pharmaceutical mixtures and formulations of pesticides to increase their effectiveness.

Claims (2)

1. 2,2,2-Трифтор-1-трифторметилэтиловый эфир циклогексилкарбаминовой кислоты (I)
Figure 00000004

обладающий необратимой селективной ингибирующей активностью в отношении карбоксилэстеразы.
1.2,2,2-Trifluoro-1-trifluoromethylethyl ether of cyclohexylcarbamic acid (I)
Figure 00000004

possessing irreversible selective inhibitory activity against carboxyl esterase.
2. Применение соединения (I) по п.1 в качестве средства для селективного необратимого ингибирования карбоксилэстеразы. 2. The use of compound (I) according to claim 1 as an agent for selective irreversible inhibition of carboxyl esterase.
RU2011117025/15A 2011-04-29 2011-04-29 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition RU2449988C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117025/15A RU2449988C1 (en) 2011-04-29 2011-04-29 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117025/15A RU2449988C1 (en) 2011-04-29 2011-04-29 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2449988C1 true RU2449988C1 (en) 2012-05-10

Family

ID=46312255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117025/15A RU2449988C1 (en) 2011-04-29 2011-04-29 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2449988C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574291C1 (en) * 2014-11-24 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук (ИОС УрО РАН) Selective carboxyl esterase inhibitors representing alkyl-2-arylhydrazinylidene-3-oxo-polyfluoroalkylpropionates, methods for production and use thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1311475B1 (en) * 2000-08-16 2008-08-06 F. Hoffmann-La Roche Ag Aminocyclohexane derivatives
RU2423132C1 (en) * 2010-04-15 2011-07-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Физиологически Активных Веществ Ран (Ифав Ран) Medication for irreversible inhibition in vivo of carboxylesterase based on phosphorolated 1-hydroperfluorisopropanols, which has low acute toxicity for warm-blooded organisms, and method of its obtaining for inhibition of carboxylestarase in plasma of rodents
EP1877383B1 (en) * 2005-05-05 2011-09-07 Chroma Therapeutics Limited Quinoline and quinoxaline derivatives as inhibitors of kinase enzymatic activity

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1311475B1 (en) * 2000-08-16 2008-08-06 F. Hoffmann-La Roche Ag Aminocyclohexane derivatives
EP1877383B1 (en) * 2005-05-05 2011-09-07 Chroma Therapeutics Limited Quinoline and quinoxaline derivatives as inhibitors of kinase enzymatic activity
RU2423132C1 (en) * 2010-04-15 2011-07-10 Учреждение Российской Академии Наук Институт Физиологически Активных Веществ Ран (Ифав Ран) Medication for irreversible inhibition in vivo of carboxylesterase based on phosphorolated 1-hydroperfluorisopropanols, which has low acute toxicity for warm-blooded organisms, and method of its obtaining for inhibition of carboxylestarase in plasma of rodents

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574291C1 (en) * 2014-11-24 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук (ИОС УрО РАН) Selective carboxyl esterase inhibitors representing alkyl-2-arylhydrazinylidene-3-oxo-polyfluoroalkylpropionates, methods for production and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Casida Organophosphorus xenobiotic toxicology
Costanzi et al. Nerve agents: what they are, how they work, how to counter them
Casida et al. Serine hydrolase targets of organophosphorus toxicants
EP1010688B1 (en) Substituted 2-phenyl-1-(3,4-dihydroxy-5-nitrophenyl)-1-ethanones, their use in the treatment of some central and peripheral nervous system disorders and pharmaceutical compositions containing them
Holmstedt et al. Metrifonate: Summary of toxicological and pharmacological information available
US9512083B2 (en) Histone deacetylase 6 selective inhibitors for the treatment of bone disease
Binukumar et al. Cellular and molecular mechanisms of dichlorvos neurotoxicity: cholinergic, nonchlolinergic, cell signaling, gene expression and therapeutic aspects
MA30801B1 (en) Biaryl-ETHER-UREA
Li et al. α, α-Difluoro-β-ketophosphonates as potent inhibitors of protein tyrosine phosphatase 1B
TNSN98199A1 (en) THERAPEUTICALLY ACTIVE COMPOUNDS BASED ON THE BIOISOSTERIC REPLACEMENT OF CATECHOL BY INDAZOLE IN PDE4 INHIBITORS, THEIR PRODUCTION METHOD AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION CONTAINING THEM
Ganie et al. Mechanisms and treatment strategies of organophosphate pesticide induced neurotoxicity in humans: A critical appraisal
Medina-Cleghorn et al. Multidimensional profiling platforms reveal metabolic dysregulation caused by organophosphorus pesticides
Casida et al. Stability, toxicity, and reaction mechanism with esterases of certain carbamate insecticides
Parker et al. Differential toxicities of organophosphate and carbamate insecticides in the nestling European starling (Sturnus vulgaris)
Starodubtseva et al. Design, synthesis, and biological activity of novel ammonium salts containing sterically hindered phenolic fragment and phosphoryl group
Lee Di-(2-chloroethyl) aryl phosphates: a study of their reaction with B-esterases, and of the genetic control of their hydrolysis in sheep
Altomare et al. Highly water-soluble derivatives of the anesthetic agent propofol: in vitro and in vivo evaluation of cyclic amino acid esters
RU2449988C1 (en) 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyilethyl ester of cyclohexylcarbomine acid as effective agent for selective irreversible carboxylesterase inhibition
Chao et al. Novel organophosphate ligand O-(2-fluoroethyl)-O-(p-nitrophenyl) methylphosphonate: synthesis, hydrolytic stability and analysis of the inhibition and reactivation of cholinesterases
Mahajna et al. Oxidative bioactivation of methamidophos insecticide: synthesis of N-hydroxymethamidophos (a candidate metabolite) and its proposed alternative reactions involving N→ O rearrangement or fragmentation through a metaphosphate analogue
US2814636A (en) Organophosphoramide n-oxide pesticide product and process for making it
Rudakova et al. A new selective inhibitor of mouse blood plasma carboxylesterase
RU2574291C1 (en) Selective carboxyl esterase inhibitors representing alkyl-2-arylhydrazinylidene-3-oxo-polyfluoroalkylpropionates, methods for production and use thereof
Yu et al. Inhibition of acetylcholinesterase from mammals and insects by carbofuran and its related compounds and their toxicities toward these animals
US9757399B2 (en) Butyrylcholinesterase inhibitors

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20160718