Меченный тритием по ацетильному и холиновому фрагментам ацетилхолин

Изобретение относится к новому меченному тритием по ацетильному и холиновому фрагментам ацетилхолину формулы CH₃COOCH₂CH₂N⁺(СН₃)₃Br^-, который может использоваться при изучении физиологически активных соединений. 3 пр.

 

Изобретение относится к области органической химии и может найти применение в аналитической химии и биологических исследованиях.

При изучении физиологически активных соединений необходимы их меченые аналоги.

Известно, что замена атомов соединений на их меченные изотопами водорода аналоги не приводит к изменению каких-либо свойств исходного соединения (Evans Е.А. - Tritium and its compounds London Butterworths, 1974, p. 48) [1].

Кроме того, показано, что реакции дейтерия и трития с веществами, нанесенными на поверхность катализатора, происходят с близкими скоростями и одинаковой селективностью, а отношение скоростей этих реакций приближается к единице (Золотарев Ю.А., Дадаян А.К., Кост Н.В., Воеводина М.Э., Соколов О.Ю., Козик B.C., Шрам С.И., Азев В.Н., Бочаров Э.В., Богачук А.П., Липкин В.М., Мясоедов Н.Ф. Количественный анализ пептида HLDF-6-амида и его метаболитов в тканях лабораторных животных с использованием их меченных тритием и дейтерием производных // Биоорганическая химия, 2015, том 41, №6, с. 644-656 и Zolotarev Yu. A., Dadayan А.К., Borisov Yu. A., Kozik V.S., Nazimov I.V., Ziganshin R.H., Bocharov E.V., Chizhov A.O., Myasoedov N.F. New Development in the Solid-State Isotope Exchange with Spillover Hydrogen in Organic Compounds // J. Phys. Chem. C. 2013. V. 117. P. 16878-16884) [2, 3].

Также в работе [1] показано, что в биологических исследованиях принципиально важную роль играет распределение трития в молекулах меченых препаратов. В работе подчеркивается, что при исследовании метаболизма лекарственных препаратов стабильность положения трития является одним из наиболее важных условий биологического эксперимента. Для каждого конкретного исследования требуется определенное распределение трития в молекулах меченых препаратов. Химически устойчивый связанный атом трития может стать подвижным при взаимодействии тритийсодержащего соединения с энзимом. В результате этого атом трития может быть потерян, несмотря на полную сохранность углеродного скелета молекулы. Если же тритий находится в другом фрагменте молекулы вещества или в молекулах вещества их несколько, то вероятность получения более достоверных данных значительно повышается. При этом важно не только распределение трития, но даже и его стереохимическая конформация. Например, показано, что конверсия холестерина-4-¹⁴С-7а-³Н в холевую кислоту в организме крысы in vivo ведет к потере по меньшей мере 93% трития из положения 7. Однако при использовании холестерина-4-¹⁴С-7β-³Н весь тритий оставался в холевой кислоте.

Известен ацетилхолин формулы I:

CH₃COOCH₂CH₂N⁺(CH₃)₃Br^-

Ацетилхолин является химическим передатчиком нервного возбуждения в окончаниях нервных волокон, для которых он служит медиатором. Ацетилхолин не оказывает строгого избирательного действия на разновидности холинорецепторов. Периферическое никотиноподобное действие ацетилхолина связано с его участием в передаче нервных импульсов с преганглионарных волокон на постганглионарные в вегетативных узлах, а также с двигательных нервов на поперечнополосатую мускулатуру. В малых дозах он является физиологическим передатчиком нервного возбуждения, в больших дозах может вызвать стойкую деполяризацию в области синапсов и блокировать передачу возбуждения (Rockland, K.S. Brain. In Α.Ε. Kazdin (Ed.), Encyclopedia of psychology Vol. 8, pp. 447-455. 2000. Washington, DC: American Psychological Association [4])·

Однако его меченный тритием аналог, одновременно содержащий метку по ацетильному и холиновому фрагментам ацетилхолина, не описан.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является расширение ассортимента меченых аналогов физиологически активных соединений.

Достигается указанный технический результат получением меченного тритием ацетилхолина формулы I:

СН₃СООСН₂СН₂N⁺(СН₃)₃Вr^-

Ниже приведен пример реализации изобретения.

Пример I

Раствор 3 мг СН₂СlCООСН₂СН₂N⁺(СН₃)₃Вr^- в 0.1 мл ацетонитрила добавляли к 120 мг катализатора Линдлара (Флюка), ацетонитрил удаляли упариванием на роторном испарителе. Остаток измельчали и лиофилизировали. Аликвоту сухой смеси (82 мг) переносили в реакционную ампулу. Затем ампулу вакуумировали до давления 0.1 Па, заполняли газообразным тритием до давления 400 гПа и выдерживали при температуре 190°С 7 мин. Избыток газообразного трития удаляли вакуумированием. Вещество с катализатора отделяли фильтрованием, экстракцию проводили метанолом (5×2 мл). Лабильный тритий удаляли несколько раз, растворяя вещество в метаноле (5×2 мл) и упаривая последний. Радиоактивность выделенного продукта - около 150 мКи.

Препаративную очистку проводили методом ВЭЖХ на колонке Reprosil pur DIOL, 10×150 мм, 5 мкм, система: ацетонитрил-метанол-25 мМ ацетат аммония (рН 5.6) - уксусная кислота (60:20:40:0.05), скорость потока - 2 мл/мин, время удерживания - 8.14 мин, выход - 70%, молярная радиоактивность - 20 Ки/ммоль.

Анализ меченого препарата проводили на колонке Reprosil Pur Diol, 4×150 мм, 3 мкм, система: ацетонитрил-метанол-25 мМ ацетат аммония (рН 5.6) - уксусная кислота (60:20:40:0.05), скорость потока - 1 мл/мин, время удерживания - 2.43 мин, радиохимическая чистота - 99%.

Пример II

Раствор 3 мг СН Вr₂СООСН₂СН₂N⁺(СН₃)₃Вr^- в 0.1 мл ацетонитрила добавляли к 120 мг катализатора Линдлара (Флюка), ацетонитрил удаляли упариванием на роторном испарителе. Остаток измельчали и лиофилизировали. Последующие процедуры были аналогичны процедурам, описанным в примере I. Выход ацетилхолина - 40-45%, молярная радиоактивность - 25-30 Ки/ммоль.

Пример III

Раствор 3 мг ССl₃СООСН₂СН₂N⁺(СН₃)₃Вr^- в 0.1 мл ацетонитрила добавляли к 120 мг катализатора Линдлара (Флюка), ацетонитрил удаляли упариванием на роторном испарителе. Остаток измельчали и лиофилизировали. Последующие процедуры были аналогичны процедурам, описанным в примере I. Выход ацетилхолина - 2-4%, молярная радиоактивность - 35-40 Ки/ммоль.

Установлено, что 84% трития включается в ацетил и 16% в холин.

Таким образом, получено новое меченое соединение, в котором и ацетильный, и холиновый фрагменты ацетилхолина содержали тритий.

Меченный тритием по ацетильному и холиновому фрагментам ацетилхолин формулы:

CH₃COOCH₂CH₂N⁺(СН₃)₃Br^-