Фантасмидин - Википедия - Phantasmidine
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК (2аS, 4ар, 9ар) -7-Хлор-1,2,2a, 3,4,4a-гексагидроциклобута [4 ’, 5’] пирроло [3 ’, 4’: 4,5] фуро [2,3-b] пиридин | |
| Идентификаторы | |
3D модель (JSmol ) | |
| ChemSpider | |
PubChem CID | |
| |
| |
| Характеристики[1] | |
| C11ЧАС11ClN2О | |
| Молярная масса | 222.67 г · моль−1 |
| Внешность | Кристаллическое твердое вещество |
| Плотность | 1,5 ± 0,1 г / см3 |
| Точка кипения | 358,9 ± 42,0 ° C при 760 мм рт. |
| Опасности | |
| точка возгорания | 170,9 ± 27,9 ° С |
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Фантасмидин это ядовитое вещество, полученное из эквадорской ядовитой лягушки Ядовитая лягушка-стрела Энтони (Epipedobates Anthonyi), более известная как «призрачная ядовитая лягушка».[2] Это никотиновый агонист, что означает, что он связывается с никотиновыми рецепторами в организме и имитирует эффекты нейромедиатора. ацетилхолин. Это вызывает стимуляцию тела парасимпатическая нервная система, который вызывает в организме множество тормозных реакций, например снижение частоты сердечных сокращений.
Фантасмидин относится к тому же классу, что и эпибатидин, который представляет собой аналогичный никотиновый агонист ацетилхолина, полученный из ядовитых лягушек. Некоторые синтетические процессы могут даже генерировать фантасмидин при использовании эпибатидина в качестве исходного реагента. Эпибатидин и родственные эпибатидину соединения обладают LD50 около 4 мкг у мышей;[3] однако точный LD50 Фантасмидин не известен.
Синтез
Были предложены множественные синтезы фантасмидина, некоторые из которых включены ниже. Общий механизм синтеза фантасмидина показан ниже.[4]
В общем механизме реакции 1,2-бис (триметилсилилокси) циклобутен реагирует с промежуточным продуктом с образованием второго продукта с выходом 85%. Затем его проводят в основных условиях для получения внутримолекулярной альдольной реакции с последующим внутримолекулярным нуклеофильным ароматическим замещением, приводящим к лактамному продукту с выходом 46%. Заключительный этап включает реакцию этого продукта с BH3 в THF, затем реакцию продукта с пиперазином в MeOH при кипячении с обратным холодильником.
6-хлор-2-фтор-3-пиридинацетамид используется в качестве промежуточного продукта в большинстве синтезов, который затем реагирует на этих трех общих стадиях с получением фантасмидина. Структура этого промежуточного продукта показана как исходный реагент в общем механизме реакции, приведенном выше.
Однако современные методы синтеза обычно начинаются с 2-хлор-6-фторпиридина в качестве исходного реагента из-за его коммерческой доступности. Затем его в несколько стадий превращают в промежуточное соединение 6-хлор-2-фтор-3-пиридинацетамид. Общий выход (±) фантасмидина для современного синтеза, показанного ниже, составляет 8% (Zhou, Q. and B. B. Snider 528).
Химические свойства
(±) Фантасмидин представляет собой твердое кристаллическое вещество. Синтез фантасмидина приводит к образованию рацемических смесей, что затрудняет синтез индивидуального энантиомера фантасмидина. Однако за счет использования ВЭЖХ можно разделить индивидуальные энантиомеры.[5] Таким образом, ВЭЖХ позволяет классифицировать и характеризовать (-) и (+) фантасмидин по отдельности.
Назначение на 1Значения сдвига H ЯМР (-) фантасмидина перечислены ниже.[6] (Fitch et al.).
| Положение H | ∂ Значение (ppm) | Значение J (Гц) |
|---|---|---|
| 2 | 4.24 | 7.5, 7.0 |
| 3α | 2.22 | ≈11, 3.4 - 7.1 |
| 3ß | 1.74 | – |
| 4α | 2.63 | 11.5 |
| 4ß | 2.38 | 11.9 |
| 10 | 7.02 | 7.7 |
| 11 | 7.70 | 7.7 |
| 13 | 4.08 | 6.8 |
| 14α | 3.92 | 7.2 |
| 14ß | 3.69 | 12.5 |
Охарактеризованные данные, полученные из ИК-спектра для (-) фантасмидина, представлены в таблице ниже (Fitch et al. 17) (Fitch et al. 336-337).
| Поглощение (см−1) | Указана функциональная группа |
|---|---|
| 3055 | 5- и 6-членное кольцо C-H растяжения |
| 2997 | Циклобутан C-H |
| 2960 | Ароматический C-H |
| | C = C растянуть | |
| | C = N абсорбция | |
| 1264 | Поглощение C-O рядом с пиридином C = N |
Биологические эффекты
Метаболизм
Фантасмидин - это никотиновый агонист который действует на рецепторы ацетилхолина. Он имитирует эффекты ацетилхолина на нейронную нервную систему организма (как Центральная нервная система [CNS] и периферическая нервная система [PNS]) и мышечной нервной системы ( соматическая нервная система ).
Механизм действия
Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, как правило, составляют часть семейства лиганд-управляемых ионных каналов, из которых ионы, такие как Ca+2, Na+, а K+ проницаемы для барьера.[7] Фантасмидин селективен к никотиновые рецепторы ацетилхолина (nAChR), содержащий субъединицы β4; однако также вызываются ответы нейромышечных nAChR (таких как ß1-содержащие рецепторы) и ß2-содержащих нейрональных рецепторов (таких как клетки K-177), хотя и в меньшей степени (Fitch et al. 331-337).
Исследования, проведенные на мышах, доказали свою полезность в демонстрации взаимодействия и взаимосвязи α- и ß-субъединиц nAChR с процессами организма и взаимодействием с этим токсином. В частности, было показано, что субъединицы α3 и β4 nAChR играют роль в ганглионарной передаче, что указывает на то, что они играют роль в стимуляции либо парасимпатическая нервная система (как агонист) или Симпатическая нервная система.
- Когда субъединица β4 удалялась у мышей, мыши становились устойчивыми к никотин-индуцированным припадкам и демонстрировали пониженную отмену никотина (по сравнению с дикими мышами) (Fitch et al. 331-337).
- Было доказано, что субъединицы α4 играют важную роль в сохранении ноцицептивный ответ (Чжоу 120 - 123); когда тело испытывает боль, рецепторы, участвующие в этом пути, будут сигнализировать вегетативной нервной системе и создавать последующее ощущение боли. Из-за непрерывного притока положительного заряда (в результате деполяризация ячейки), ячейка продолжит отправлять потенциалы действия, заставляя мозг получать постоянные болевые сигналы.
- Было показано, что β2-субъединицы играют роль в обучении, памяти и развитии зависимости (Zhou 120–123).
В таблице ниже[8][9] суммирует типы клеток, на которые влияет фантасмидин, а также результирующее поведение, проявляемое у перечисленных видов. Деполяризация клетки происходит в результате активации проницаемой для катионов мембраны, которая вызывает приток Са+2 в камеру. Этот приток положительного заряда вызывает высвобождение ацетилхолина в организме для взаимодействия с парасимпатической нервной системой. Это, в свою очередь, вызывает проявление тормозных реакций.
| Разновидность | Тип рецептора | Мероприятия | Затронутые клетки | Сотовый ответ | Физиологический ответ |
|---|---|---|---|---|---|
| Крыса | α3ß4 | Активный | Клетки НЕК | Деполяризация мембраны | Стимуляция ПНС |
| Крыса | α4ß2 | Неактивный | Клетки НЕК | Деполяризация мембраны | Болевой ответ |
| Крыса | α4ß4 | Активный | Клетки НЕК | Деполяризация мембраны | Болевой ответ; Стимуляция ПНС |
| Крыса | α3ß4 | Активный | Клетки НЕК | Деполяризация мембраны | Стимуляция ПНС |
| Человек | α1ß1γ∂ | Неактивный | Клетки TE-671 | Деполяризация мембраны | Стимуляция ПНС |
| Человек | α4ß2 | Неактивный | К-177 клетки | Деполяризация мембраны | Болевой ответ |
| Человек | α3ß4 | Активный | IMR-32 клетки | Деполяризация мембраны | Стимуляция ПНС |
| Человек | α3ß4 | Активный | SH-SY5Y клетки | Деполяризация мембраны | Стимуляция ПНС |
Токсичность и лечение
О точной токсичности фантасмидина известно немного; однако эпибатидины в целом в 200 раз сильнее морфина (Riley 21). Фантасмидин взаимодействует со стимуляцией парасимпатической нервной системы организма, что делает его опасным ингибирующим ядом. Симптомы отравления фантасмидином могут включать снижение частоты сердечных сокращений, постоянные болевые ощущения, кому и (в больших дозах) смерть.
Правдоподобным противоядием от отравления фантасмидином было бы мекамиламин, антагонист нАХР (Zhou 120 - 123). Другие антагонисты nAChR могут служить эффективными антидотами для этого конкретного типа отравления, поскольку они могут блокировать nAChR, чтобы предотвратить связывание агониста ацетилхолина с рецепторами ацетилхолина.
Анальгетики
Агонисты никотина в целом оказались полезными анальгетиками при лечении расстройств, которые реагируют на nAChR (Fitch et al. 1-17) (Zhou 120-123). Например, фантасмидин или производные фантасмидина проходят испытания на предмет их потенциального использования в качестве миорелаксантов короткого действия. В настоящее время они также исследуются как потенциальные анальгетики для лечения:
- Нейродегенеративные расстройства (например, деменция, вызванная Болезнь Альцгеймера )
- Миастения Гравис
- Табачная зависимость
- Глаукома
- синдром Туретта
- Сердечно-сосудистые заболевания (например, гипертония)
- Психиатрические расстройства (например, шизофрения )
- Боль
- Эпилепсия
Такое лечение можно вводить парентерально (внутривенно, внутрикожно, внутримышечно) или посредством ингаляции аэрозоля в фармацевтической композиции.
Рекомендации
- ^ «Фантасмидин». ChemSpider. Королевское химическое общество. Получено 30 апреля 2015.
- ^ Фитч, Ричард В .; Spande, Thomas F .; Гарраффо, Х. Мартин; Yeh, Herman J.C .; Дейли, Джон У. (26 марта 2010 г.). «Фантасмидин: конгенер эпибатидина из эквадорской ядовитой лягушки Epipedobates Anthonyi». Журнал натуральных продуктов. 73 (3): 331–337. Дои:10.1021 / np900727e. ЧВК 2866194. PMID 20337496.
- ^ Райли, Даррен Лайалл. «Синтез индолизидиновых алкалоидов амфибий и родственных соединений из предшественников енаминона» (PDF). Университет Витватерсранда. Получено 27 апреля 2015.
- ^ Чжоу, Q .; Снайдер, Б. Б. (22 декабря, 2010 г.). «Синтез фантасмидина». Органические буквы. 13 (3): 526–529. Дои:10.1021 / ol102929m. ЧВК 3031734. PMID 21175153.
- ^ Чжоу, Q .; Снайдер, BB (7 августа 2013 г.). «Назначение Мошера абсолютной конфигурации фантасмидина на основе амида». Гетероциклы. 88 (1): 779–787. Дои:10.3987 / COM-13-S (S) 45.
- ^ Фитч, Ричард В .; и другие. (24 октября 2013 г.). «Агонисты никотиновых ацетилхолиновых рецепторов». Публикация заявки на патент США. 1 (12/583, 420): 1–17. Получено 29 апреля 2015.
- ^ Чжоу, Цюань (февраль 2012 г.). «Синтезы кольцевой системы вибралактонов, фантасмидина и фарнафунгинов». Издательство диссертаций UMI. Химический факультет Университета Брандейса (3494457): 120–123. Получено 29 апреля 2015.
- ^ Европейский институт биоинформатики, кампус Wellcome Trust Genome. «Табель успеваемости: фантасмидин». ЧЭМБЛ. Европейская лаборатория молекулярной биологии. Получено 27 апреля 2015.
- ^ PubChem. «Фантасмидин». PubChem. Национальные институты здоровья. Получено 1 мая 2015.