Производные адамантана – эффективные антивирусные средства

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГАОУ ВО «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ И ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА ХИМИИИ

РЕФЕРАТ по курсу

«Связь структуры с биологической активностью»

на тему: «Производные адамантана - эффективные антивирусные средства (ремантадин и др.)»

Работу выполнил:

студент 4 курса,

ИМиЕН (отд. «химия»),

Кузнецов Антон Сергеевич

Проверил: доцент кафедры химии

кандидат химических наук

Лобач Денис Александрович

Ставрополь 2017.

Содержание

Введение

1. Адамантан, синтез производных

1.1 Строение адамантана

1.2 Получение алкилпрозводных адамантана

2. Общее применение адамантана и его производных

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В основе противовирусного действия производных адамантана лежит их способность препятствовать проникновению вирусов в клетку хозяина и тем самым блокировать передачу вирусного генетического материала в цитоплазму здоровой клетки. Имеются данные о том, что эти препараты также могут блокировать выход вирусов из зараженной клетки.

Спектр противовирусного действия производных адамантана достаточно узок: он эффективен в отношении РНК-содержащих вирусов семейства Orthomyxoviridae - возбудителей гриппа.

Препарат ремантадин (син.: полирем) оказывает профилактическое действие в отношении вирусов гриппа типа А. Как правило, его применяют в целях профилактики и раннего лечения гриппа А во время эпидемии. Своевременный прием препарата позволяет снизить частоту заболевания гриппом более чем на 50 % и/или способствует более легкому течению заболевания. Позднее назначение препарата (со 2 -3-х суток болезни) малоэффективно.

Препарат адапромин по химической структуре и показаниям к применению близок к ремантадину, но в отличие от него эффективен в отношении не только вирусов гриппа типа А, но и вирусом гриппа типа Б.

Цель работы: изучить противовирусные свойства производных адамантана.

Задачи:

1. Подбор и анализ источников литературы по данной теме.

2. Изучить способы получения и химические свойства адамантана, а также рассмотреть противовирусные свойства его производных.

Реферат состоит из введения, трех глав, заключения и списка используемой литературы, который насчитывает 8 источников, а также 2 интернет-источников.

Объем работы - 15 страница печатного текста.

1. Адамантан, синтез производных

Адамантан - трицикличесий мостиковый углеводород состава С₁₀H₁₆, молекула которого состоит из трех циклогексановых колец; пространственное расположение атомов углерода в молекуле адамантана то же, что и в кристаллической решетке алмаза.

Обычно адамантан изображают одним из следующих способов (схема 1.):

Схема 1

В органической химии существует небольшое число веществ, которые вызывали громадный интерес химиков всего мира. Среди подобных соединений - структуры бензола, ферроцена, карборана, фуллеренов и адамантана, есть и другие молекулярные структуры, вызывавшие и вызывающие интерес химиков-органиков. Вероятно, это во многом обусловлено необычностью структуры самих молекул, особенно высокой степенью их симметрии.

1.1 Строение адамантана

2. Общее применение адамантана и его производных

Адамантан и его соединения применяются для получения медицинских препаратов, высокомолекулярных (полимерных) материалов, синтетических смазочных масел, резин, устойчивых к растворителям.

Как показали многочисленные исследования, диапазон возможного использования адамантановых углеводородов и их производных чрезвычайно широк. Они перспективны для получения на их основе термостабильных смазочных материалов, полимеров, а также взрывчатых веществ.

Адамантан может быть использован в качестве основы для получения душистых веществ, адамантилгексанол и 1-(фенилэтокси)адамантан - в качестве душистых веществ; перфторированный адамантан предложен в качестве компонента искусственной крови, различные производные адамантана - возможные антистатики, поверхностно-активные вещества, пластификаторы, инсектициды, бактерициды, замасливатели для волокон и т.д.

На основе адамантана получают алмазоподобные пленки, по своей твердости лишь в 3 раза уступающие алмазу. Такие пленки, нанесенные на кварцевую или молибденовую поверхность, увеличивают твердость поверхности. Пероксидные производные адамантана, в частности 1-адамантил-трет-бутилмонопероксикарбонат, используются в качестве инициаторов блочной полимеризации метилметакрилата.

Алкиладамантаны обладают бактерицидным действием, вследствие чего рекомендовано использовать их в качестве антимикробных присадок к смазочным материалам.

Простые эфиры алкиладамантанов могут служить добавками, повышающими окислительную стабильность и вязкость смазочных масел и трансмиссионных жидкостей. В качестве антиоксидантов и синтетических добавок предложено использовать N-галоформамидо- и бис-(N-галоформамидо)алкиладамантаны.

Следует остановиться также на использовании углеводородов ряда адамантана и их производных для научных исследований. Так, адамантан служит в качестве матрицы при исследовании методом ЭПР радикалов, образующихся при рентгеновском облучении алифатических кетонов, и в ряде других исследований для получения и консервирования радикалов.

В настоящее время широко исследована физиологическая активность производных углеводородов каркасного строения, и прежде всего производных адамантана; некоторые из них уже используются в качестве лекарственных препаратов. Активность этих соединений вызвана явно выраженной липофильной природой компактного каркасного углеводородного фрагмента, а также, вероятно, абиогенным происхождение большинства этих соединений.

Из производных адамантана обладают физиологической активностью прежде всего азотсодержащие производные, в особенности имеющие аминогруппы.

Прошло чуть более четверти века со дня первого синтеза адамантана, и его простенькое производное -- аминоадамантан, или амантадин, -- стали использовать в качестве противовирусного средство.

Оказалось, что эта небольшая молекула весьма опасна для вируса гриппа. Чуть позже выяснилось, что амантадин неплохо снимает симптомы паркинсонизма -- быстрее леводопы и с минимумом побочных эффектов. В этих направлениях и поныне развивается фармакохимия адамантанов. Два самых известных препарата адамантана как раз относятся к этим направлениям.

Первый -- римантадин (схема 12). Это тоже однозамещенный адамантан, к которому прикреплена группа CH₃CHNH₂. Его начали тестировать как противовирусное средство еще до амантадина (если первый получили в 1967 году, то римантадин -- еще в 1963-м). Его до сих пор активно используют против самых разных вирусов -- от гриппа А и герпеса до клещевого энцефалита.

Он подавляет репродукцию вирусов на начальном этапе -- сразу после проникновения их в клетку.

Схема 12

Второй -- мемантин (схема 13). Как можно понять из названия, этот препарат воздействует на память. Он действительно улучшает ее у пациентов с болезнью Альцгеймера, но мемантин пытаются приспособить и к лечению других видов деменций.

Схема 13

Так что адамантан, ставший почти случайно моей химической подписью, -- не только безупречная по форме молекула, но интересное и полезное вещество с яркой биографией.

В настоящее время существует всего четыре препарата для лечения и профилактики гриппа: два производных адамантана (амантадин и римантадин) и два препарата из относительно новой группы ингибиторов нейроаминидазы - занамивир (Реленза) и осельтамивир (Тамифлю). В последнее время также обсуждается вопрос об эффективности иммуномодуляторов для профилактики респираторных инфекций.

Амантадин был зарегистрирован в США в 1960-х гг. и оказался первым противовирусным препаратом, эффективным для лечения и профилактики гриппа. Более 20 лет назад в СССР на основе амантадина был создан римантадин, который обладает большей активностью и менее токсичен по сравнению со своим предшественником [7]. Он нашел широкое применение во всем мире для профилактики и лечения гриппа. Механизм действия производных адамантана заключается в подавлении белка М₂, выполняющего функцию ионного канала в составе вируса гриппа. Оба препарата обладают активностью только в отношении вируса гриппа типа А (вирус гриппа В не содержит белок М₂). Они обладают достаточно высокой эффективностью при профилактике и лечении гриппа А и гриппоподобной инфекции. Мета-анализ, проведенный учеными из Кокрановского центра, свидетельствует, что профилактический прием амантадина предотвращает заболеваемость гриппом А в среднем в 61 % случаев, гриппоподобной инфекцией - в 25 % случаев.

С профилактической целью производные адамантана необходимо принимать не менее двух недель, причем прием должен продолжаться в течение недели после окончания эпидемии.

При использовании с целью профилактики гриппа после контакта с заболевшим оба препарата предотвращают инфицирование в 50 % случаев, развитие клинических симптомов заболевания - в 70-90 % случаев. Использование амантадина для терапии гриппа уменьшает продолжительность заболевания в среднем на сутки. В сравнительном исследовании амантадин и римантадин показали сходную эффективность, однако римантадин реже вызывал побочные эффекты. Среди наиболее частых побочных эффектов обоих препаратов следует отметить тошноту, головокружение, нарушение сна и депрессию.

Фактором, существенно ограничивающим применение производных адамантана, является частое появление резистентных к терапии штаммов вируса, которые нередко провоцируют заболевание у лиц, находящихся в контакте с заболевшими. Частота выделения резистентных штаммов вируса от пациентов, получавших амантадин, по данным некоторых авторов, достигает 30 % .

Однако эти препараты являются менее дорогостоящими по сравнению с ингибиторами нейроаминидазы и сохраняют свое значение в лечении и профилактике гриппа А. В настоящее время амантадин в России не используется.

Среди иммуномодуляторов в последние годы хорошо себя зарекомендовал отечественный препарат арбидол. Он обладает широким спектром активности в отношении ДНК- и РНК-содержащих вирусов, в т. ч. оказывает ингибирующее действие на вирусы гриппа типа А и В. Механизм действия препарата до конца не выяснен. Полагают, что он связан с его интерферониндуцирующими и иммуномодулирующими свойствами. В частности, арбидол стимулирует активность фагоцитарных клеток.

Заключение

Перспективность применения производных адамантана обуславливается набором специфических свойств: относительно большой размер адамантильного радикала, высокая липофильность (растворимость в неполярных растворителях), конформационная жесткость. Последние два свойства особенно важны при создании новых лекарственных препаратов. Введение адамантильного радикала повышает, в целом, термическую стабильность вещества и его стойкость к окислению и радиационному облучению, что важно, в частности, при получении полимеров со специфическими свойствами.

Все это стимулировало широкомасштабный поиск новых лекарственных препаратов, полимерных материалов, присадок к топливам и маслам, взрывчатых веществ, жидких ракетных топлив, неподвижных фаз для газожидкостной хроматографии на основе производных адамантана.

Сейчас сам адамантан не используется, но ряд его производных находит широкое применение. В наибольшей степени производные адамантана применяются в фармацевтической практике. Полимерные аналоги адамантана запатентованы как противовирусные соединения, в том числе, в отношении ВИЧ, полимерные аналоги адамантана.

В химии высокомолекулярных соединений введение адамантильного заместителя позволило во многих случаях улучшить эксплуатационные характеристики полимерных материалов. Обычно, полимеры, содержащие в своем составе адамантильный фрагмент, термостойки и их температура размягчения достаточно высока. Они достаточно устойчивы и к гидролизу, окислению, фотолизу. По этим свойствам адамантансодержащие полимерные материалы превосходят многие известные промышленные полимеры и могут найти применение в различных областях техники в качестве конструкционных, электроизоляционных и иных материалов.

По итогам выполнения реферата можно сделать следующие выводы:

1. Произведен литературный обзор по теме: «Производные адамантана - эффективные антивирусные средства (ремантадин и др.)»

2. Изучены способы получения и химические свойства адамантана, также рассмотрены противовирусные свойства его производных.

Список используемой литературы

1. Багрий Е.И. Адамантаны: Получение, свойства, применение. М., Наука, 1989

2. Ланда С. Успехи химии адамантана. Нефтехимия, 1967, 7(3), 476-485.

3. Морозов И.С., Петров В.И., Сергеева С.А. Фармакология адамантанов. Волгоград: Волгоградская мед. академия, 2001

4. Севостьянова В. В., Краюшкин М. М., Юрченко А. Г. Успехи химии адамантана . 1970, 39(10), 1721-1753.

5. Fort R., Schleyer P. Adamantane: consequences of the diamondoid structure. Chem. Rev., 1964, 27(3), 277-300.

6. Bingham R., Schleyer P. Recent developments in the chemistry of adamantane and related polyclic hydrocarbons. Forschrite der chemishen Forshung Topics in Current Chem. Springer-Verlag. 1971.

7. McKervey M. Adamantane Rearangements. Chem. Soc. Revs, 1974, 3(3), 479-512.

8. Tominago K., Haga M. Next- generation fine chemicals raw material adamantane. Chem. Econ. Eng. Rev., 1985, 17(10), 23-30.

Интернет-источники:

9. http://www.chem.msu.su

10. http://www.pharm.vsu.ru

Размещено на Allbest.ru