In the introduction section of presented thesis, one of the newest areas of chemical exploration of new antiepileptic drugs, namely the construction of acid substances has been discussed. Particular attention was paid to the functionalized amino acids (FAAS) and their close structural derivative - PAADs (primary amino acid derivatives), taking into account the different directions of their modification. In next part, further compounds based on amino acid structure with strong anticonvulsants properties has been chracterized, of which the most important are Nω-propyl-L-arginine, isovaline, and valproic acid derivatives.Taking into consideration high anticonvulsant activity of many substances with an amino acid structure in the present studies the synthesis of library of compounds, which structure is based on the pyrrolidine-2 ,5-dione pharmacophore ring modified with D,L-α-alanine and D,L-2-aminobutyric acid was planned. In addition, within the carboxyl group foreseen to introduce a variety of aniline derivatives and cyclohexylamine. Pursueing the objective of this work, in experimental part, synthesis of three series of N-substituted amide derivatives of 2-(2,5-dioxopyrrolidine-1-yl)-propanoic acid (series 1), 2-(2,5-dioxopyrrolidine-1-yl)-butanoic acid (series 2) and 2-(3-methyl-2,5-dioxopyrrolidine-1-yl)-propanoic acid (series 3) was carried out forming a library of 24 final compounds. The synthesis was performed in two stages. Acids: 2-(2,5-dioxopyrrolidine-1-yl)-propanoic, 2-(2,5-dioxopyrrolidine-1-yl)-butanoic and 2-(3-methyl-2,5-dioxopyrrolidine-1-yl)-propanoic have been obtained as substrats, which then in amidation reaction with the corresponding amines in the presence of a carboxyl group activating agent - carbonyldiimidazole (CDI) formed the desired connection. The structures of compounds were confirmed by 1H NMR analysis, and for selected connections 13C NMR and 19F NMR. To determine the psedomolecular ions LC / MS technique was used. Purity and homogeneity of the received compounds were tested according to the TLC and HPLC chromatography methods. Compounds obtained are currently under preliminary pharmacological studies in mice in the direction of anticonvulsant activity in animal models of seizures: the maximal electroshock (MES), seizures induced by subcutaneous administration of pentetrazole (scPTZ) and psychomotor seizure model induced by low-frequency current 6-Hz. These tests are carried out at the Department of Pathophysiology, Medical University of Lublin. The in vivo results for five substances revealed different anticonvulsant properties, showing diversified efficiency in all tests used. Further screening results provide an opportunity to find compounds that may be the candidates for wide in vivo pharmacological studies in the direction of anticonvulsant activity, as well as in vitro, in order to identify their potential mechanism of action.
We wstępnie niniejszej pracy magisterskiej omówiono jeden z najnowszych obszarów chemicznych poszukiwania nowych leków przeciwpadaczkowych, mianowicie substancje o budowie aminokwasowej. Szczególną uwagę zwrócono na funkcjonalizowane aminokwasy (FAAs –functionalized amino acids) oraz ich bliskie pochodne strukturalne - PAADs (pierwszorzędowe pochodne aminokwasowe - primary amin oacid derivatives), uwzględniając różne kierunki ich modyfikacji. W dalszej części scharakteryzowano kolejne związki o budowie aminokwasowej o silnych właściwościach przeciwdrgawkowych, z których najważniejsze to: Nω-propylo-L-arginina, izowalina oraz pochodne kwasu walproinowego.Mając na uwadze wysoka aktywność przeciwdrgawkową wielu substancji o budowie aminokwasowej w badaniach własnych zaplanowano syntezę biblioteki związków, których struktura opiera się na farmakoforowym pierścieniu pirolidyno-2,5-dionu modyfikowanym fragmentem D,L-α-alaniny lub kwasu D,L-2-aminobutanowego. Dodatkowo w obrębie grupy karboksylowej przewidziano wprowadzenie różnych pochodnych aniliny, a także cykloheksyloaminę.Realizując cele niniejszej pracy, w części doświadczalnej przeprowadzono syntezę trzech serii N-podstawionych amidowych pochodnych kwasu 2-(2,5-dioksopirolidyn-1-ylo)-propanowego (seria 1), kwasu 2-(2,5-dioksopirolidyno-1-ylo)-butanowego (seria 2) oraz kwasu 2-(3-metylo-2,5-dioksopirolidyno-1-ylo)-propanowego (seria 3) tworzących bibliotekę 24 związków finalnych. Syntezę przeprowadzono w dwóch etapach. Jako substraty otrzymano kwasy 2-(2,5-dioksopirolidyn-1-ylo)-propanowy, 2-(2,5-dioksopirolidyn-1-ylo)-butanowy oraz 2-(3-metylo-2,5-dioksopirolidyn-1-ylo)-propanowy, które następnie w reakcji amidowania z odpowiednimi aminami w obecności czynnika aktywującego grupę karboksylową – karbonylodiimidazolu (CDI) utworzyły żądane połączenia. Struktury związków potwierdzono analizą widm1H NMR, a dla wybranych połączeń analizą 13C NMR oraz 19F NMR. W celu wyznaczenia mas jonów psedomolekularnych wykorzystano technikę LC/MS. Czystość i jednorodność otrzymanych połączeń badano w oparciu o metody chromatograficzne TLC i HPLC.Otrzymane związki są aktualnie przedmiotem wstępnych badań farmakologicznych na myszach w kierunku aktywności przeciwdrgawkowej w zwierzęcych modelach drgawek padaczkowych: teście maksymalnego wstrząsu elektrycznego (MES), drgawkach wywołanych podskórnym podaniem pentetrazolu (scPTZ) oraz modelu drgawek psychomotorycznych wywołanych prądem o niskiej częstotliwości 6-Hz. Badania te prowadzane są w Katedrze Patofizjologii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. Wyniki badań in vivo dla pięciu substancji pokazały zróżnicowane właściwości przeciwdrgawkowe, działając z różną efektywnością we wszystkich stosowanych testach. Dalsze rezultaty z badań przesiewowych stwarzają szansę na zalezienie wśród związków stanowiących tematykę prezentowanej pracy kandydatów do szerokich badań farmakologicznych in vivo w kierunku aktywności przeciwdrgawkowej, a także in vitro, mających na celu zidentyfikowanie ich potencjalnego mechanizmu działania.
