Şalkonların ve onların mannich bazlarının sentezlenmesi;antikolvülzan, sitotoksik ve antimikrobiyal etkilerinin araştırılması

Abstract

vn ÖZET Yerdelen, K.O., şalkonların ve onların Mannich bazlarının sentezlenmesi; antikonvfilzan, sitotoksik ve antimikrobiyal etkilerinin araştırılması, Atatürk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Farmasotik Kimya Programı Yüksek Lisans Tezi, Erzurum, 2005. Bu çalışmada, şalkonlardan (l,3-diaril-2-propen-l-on, A1-A5) hareketle amin olarak piperidin ve dibenzüamin kullanılarak, piperidinli Mannich bazlan (l-[3-(piperidinometil)-4-hidroksifenil]-3-aril-2-propen-l-on, B1-B5) ve dibenzüaminli Mannich bazlan (l-[3-(diben2İlammometil)^-hidroksifenil]-3-aril-2- propen-1-on, C1-C5) sentezlenmiştir. Bileşiklerin kimyasal yapılan H-NMR, C- NMR, İR, ve UV spektrumlan ve elemental analizlerle doğrulanmıştır. B1-B5, C1-C5 bileşMerinin antikonvülzan aktiviteleri, A1-A5, B1-B5, C1-C5 büeşiMerinin sitotoksik ve antifungal aktiviteleri araştırılmıştır. Antikonvülzan aktivite taramalarında, hiçbir bileşik nörotoksisite göstermemiştir. B1-B5, C4 bileşikleri MES testinde, B1-B3, C2, C3 bileşikleri scMet testinde değişen doz aralığında (30-300 mg/kg) ve zamanda (1/2 saat, 4 saat) antikonvülzan aktivite göstermişlerdir. Bileşiklerin sitotoksik etkileri sıçan iskelet kasından türetilmiş miyoblast hücreleri (L6), transforme edilmiş insan T lenfosit hücreleri (Jurkat) ve androjene bağımlı olmayan prostat kanser hücrelerine (PC-3) karşı araştrnlmıştrr. Jurkat ve L6 hücrelerinde 5-Fluorourasil (5-FU) ve melfalan, PC-3 hücrelerinde podofilotoksin referans bileşikler olarak kullamlmıştır. L6 hücrelerine karşı C3 bileşiği hariç diğer bileşikler 5-FU'dan 1.31-5.50 defa, A3, Bl, B2, B3, C2 ve C4 bileşikleri melfalandan 1.03-2.76 defa daha güçlü sitotoksisite göstermişlerdir. Şalkonlardan Mannich bazlarının hazırlanması Bl, B2, B5, Cl, C2, C4, C5 bileşiklerinde sitotoksisiteyi sırasıyla karşılık gelen şalkonlanna kıyasla 1.55, 1.54, 1.37, 1.09, 1.39, 2.67, 1.01 defa arttırmıştır. Sentezlenen tüm bileşikler Jurkat hücrelerine karşı 5-FU'dan 2.02-9.43 defa daha güçlü sitotoksisite gösterirken, Bl ve C3 bileşikleri hariç diğer bileşikler melfalandan 1.09-2.39 defa daha güçlü sitotoksisite göstermişlerdir. Şalkonlardan Mannich bazlarının hazırlanması, B2, B4, B5, C5 bileşiklerinde sitotoksisiteyi Jurkat hücrelerine karşı sırasıyla karşılık gelen şalkonlanna kıyasla 1.42, 1.70, 1.43, 1.46 defa arttırmıştır. Sentezlenen bileşiklerin tümü PC-3 hücrelerine karşı 20x1 0`3 uM'da etkili olan podofilotoksinden çok daha az sitotoksistevm (3.7 - >100 uM) göstermiştir. Şalkonlardan Mannich bazlarının hazırlanması piperidinli Mannich bazlan B2, B4 ve B5 de sitotoksisiteyi karşılık gelen şalkonlara kıyasla sırasıyla 1.68, 2.19, 1.39 defa arttırırken dibenzilaminli Mannich bazlarının tümünde 3.21 - >14.1 defa azaltmıştır. Şalkonlardan piperidinli Mannich bazlarının hazırlanması karşılık gelen dibenzilaminli analoglarma göre sitotoksisite açısından daha uygun görülmektedir. Bileşikler Jurkat hücrelerine karşı sitotoksisite açısından L6'ya kıyasla daha selektif bulunmuştur. Bileşiklerin antifungal aktiviteleri 3 adet insan patojeni ve 13 adet bitki patojeni fungusa karşı 2-64 ug/ml konsantrasyon aralığında referans bileşik Amfoterisin B kullanılarak test edilmiştir. Bileşiklerden Al, bitki patojenleri Sclerotinia sclerotioruma ve Rhizoctonia solanV ye karşı, B4 bitki patojeni Aspergillus variecolor' a karşı, B5 insan patojeni Trichophyton rubrwri' a karşı, C5 bitki patojenleri Fusarium oxysporum ve Moniliania fructicolcf ya karşı Amfoterisin B'den 2- 4 kat daha güçlü antifungal aktivite göstermiştir. Sonuç olarak, şalkonlardan Mannich bazlarının hazırlanması antikonvülzan, sitotoksik, antifungal etkili yeni bileşikler geliştirmede faydalı bir yapısal modifikasyon olarak görülmektedir. B4, B5, C4 grand-mal epilepsiye, C2 ve C3 petit-mal epilepsiye, Bl, B2 ve B3 her ikisine karşı etkili antikonvülzan bileşikler geliştirmede; B5 insan patojeni funguslara karşı, Al, B4, ve C5 bileşikleri bitki patojeni funguslara karşı ilaç geliştirmede, piperidinli Mannich bazları özellikle B2, B4, ve B5 bileşikleri sitotoksik etkili yeni bileşikler geliştirmede ileriki çalışmalar için model bileşikler olarak seçilebilirler. Anahtar Kelimeler: Şalkon, Mannich bazı, Antikonvülzan, Sitotoksik, Jurkat, L6, PC- 3, Antifungal

IX SUMMARY Yerdelen, K.O., Synthesis of some new Mannich bases derivatives, evaluation of their anticonvulsant, cytotoxicity and antimicrobial activities, Atatürk University Health Sciences Institute MS Thesis in Pharmaceutical Chemistry, Erzurum, 2005. In this study, Mannich bases with piperidine (l-[3-(piperidinomethyl)- 4-hydroxyphenyl]-3-aryl-2-propen-l-one, B1-B5) and Mannich bases with dibenzylamine (l-[3-(dibenzylaminomethyl)-4-hydroxyphenyl]-3-aryl-2-propen-l-one, C1-C5) were synthesized starting from the chalcones (l,3-diaryl-2-propen-l-one, Al- A5). Chemical structures of the compounds have been confirmed by H-NMR, C- NMR, IR, and UV spectra and elemental analyses. Anticonvulsant activity of the compounds B1-B5, C1-C5, cytotoxic activity and antifungal activities of the compounds A1-A5, B1-B5, C1-C5 were investigated. None of the compounds showed neurotoxicity while screening anticonvulsant activity. Compounds B1-B5, and C4 at MES test, compounds B1-B3, C2, and C3 at scMet have shown anticonvulsant activity at different dose levels (30-300 mg/kg) and time periods (1/2 h, 4 h). Cytotoxic activities of the compounds have been tested against rat skelatal muscle derived myoblast cells (L6), transformed human T lymphocytes (Jurkat), and androgen independent prostat cancer cell line (PC-3). 5-Fluorouracil (5- FU) and melphalan for Jurkat and L6 cells and podophylotoxin for PC-3 cells have been used as reference compounds. Except C3, all compounds have shown 1.31-5.50 times higher cytotoxicity than 5-FU and compounds A3, Bl, B2, B3, C2 and C4 have shown 1.03-2.76 times stronger cytotoxicity than melphalan against L6 cells. Preparation of Mannich bases from the chalcones increased the cytotoxicity 1.55, 1.54, 1.37, 1.09, 1.39, 2.67, and 1.01 times respectively in compounds Bl, B2, B5, CI, C2, C4, C5 compared with the corresponding chalcones. While all compounds synthesized had 2.02-9.43 times higher cytotoxicity than 5-FU against Jurkat cells, except Bl and C3, all other compounds showed 1.09-2.39 times more powerful cytotoxicity than melphalan. Preparation of Mannich bases from the chalcones increased the cytotoxicity 1.42, 1.70, 1.43, 1.46 times respectively in compounds B2, B4, B5, C5 compared with theX corresponding chalcones against Jurkat cells. All compounds synthesized showed lower cytotoxicity than podophylotoxin which has an IC50 value of 20x1 0`3 /iM against PC-3 cells. While preparation of Mannich bases (the Mannich bases with piperidine: B2, B4 and B5) from chalcones increased the cytotoxicity 1.68, 2.19, 1.39 times in PC-3 cells. It decreased cytotoxicity 3.21 - >14.1 times in all Mannich bases with dibenzylamine. Preparation of Mannich bases with piperidine from the chalcones seems to be more suitable than preparation of corresponding dibenzylamine analogues. The compounds synthesized have been found more selective against Jurkat cells compared with L6 cells. Antifungal activities of the compounds have been tested against 3 fungi species pathogenic in human and 13 fungi species pathogenic in plants at the concetration range of 2-64 jag/ml using Amphotericin-B as the reference compound. Of the compounds, Al against plant pathogens Sclerotinia sclerotioruma and Rhizoctonia solanı, B4 against plant pathogen Aspergillus variecolor, B5 against human pathogen Trichophyton rubrum, C5 against plant pathogens Fusarium oxysporum and Moniliania fructicola have shown 2-4 times more powerful antifungal activity compared with Amphotericin-B. In conclusion, preparation of Mannich bases from the chalcones has been found a useful modification to develop new compounds with anticonvulsant, cytotoxic, and antifungal activities. Of the compounds B4, B5, C4 against grand-mal epilepsia, C2 and C3 against petite-mal epilepsia, Bl, B2 and B3 against both types of epilepsia to develop new anticonvulsant compounds; B5 against human pathogenic fungi, Al, B4, and C5 against plant pathogenic fungi to develop new antifungal compounds; Mannich bases with piperidine especially B2, B4, and B5 to develop new compounds with cytotoxic activity, can be choosen as candidate compounds for further studies. Key words: Chalcone, Mannich base, Anticonvulsant, Cytotoxic, Jurkat, L6, PC- 3, Antifungal