USING QUANTUM-CHEMICAL PARAMETERS FOR PREDICTING ANTIRADICAL (HO•) ACTIVITY OF RELATED STRUCTURES CONTAINING A CINNAMOIL FRAGMENT. IV. STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP BETWEEN UNSATURATION INDICES AND FLAVONE DERIVATIVES WITH FLOROGLUCIN RING “A”


如何引用文章

全文:

详细

The quantum-chemical parameters of 52 derivatives related to flavanones, flavanonoles, flavones and flavonoles with a phloroglucinic type of the A ring and containing electron-donating substituents in the B ring were studied.The aim is the analysis of the dynamics of changes in the electron density, bond numbers, free valence indices and unsaturation indices on carbon atoms C-7 → C-8 of the vinyl group of the main conjugation chain in relation to the position and number of substituents in the “B” ring and the type of the pharmacological activity.Materials and methods. The quantum-chemical parameters of the 4 analyzed groups of the compounds, have been calculated by the semi-empirical method PM7 (WinMopac 2016 program) on the workstation with an Intel Xeon E5-1620 3.5 GHz processor, 20 GB of RAM.Results and discussion. When comparing the quantum chemical parameters of the analyzed compounds, it was established that when the C-7 → C-8 multiple bond is formed, the free valency and unsaturation indices increase on both carbon atoms of the vinylene group in flavones and flavonols compared to the corresponding flavanones and flavanonols. This is explained by the fact that the value of the bond numbers Nµ on these atoms, on the contrary, decreases (Fµ = 4.732-Nµ). The transition from flavanone to flavone is accompanied by the formation of a vinyl group C-7 → C-8, and therefore both atoms from the sp3-hybridized state go into the sp2-state. The consequence of this transformation is a change in the electronegativity value and an increase in the unsaturation index of C-7 and C-8 atoms: C sp3 = 2.5; Csp2 = 2.8. At the same time, the transition from flavanone to flavone leads to the formation of a conjugated system with the participation of π-electrons of the aromatic system “B”, C-7, C-8 atoms and the carbonyl group, which is commonly called the “main conjugation chain”. These structural changes, namely, the transition from a less oxidized flavanone to a more oxidized flavone, contribute to a decrease in the electron density on C-7 and C-8 atoms, and an increase in the total unsaturation of the molecules in general. Mulliken charges on C-7 of all groups of compounds are characterized by a positive value. As for the carbon atoms of the B fragment, the following features are revealed here: in the presence of one substituent -OH or -OCH3 on the carbon atom to which the substituent is bounded, the Mulliken charge is positive; if there are two substituents in the B ring -OH or -OCH3, as well as two -OCH3 groups, then the carbon atoms bonded to the indicated substituents also have a positive Mulliken charge; in the case of trihydroxy substituted in the C-2, C-3 and C-4 B ring, all three carbon atoms are characterized by a positive Mulliken charge; if there are methoxy groups in positions C-2, C-3 and C-4, then the positive Mulliken charge is concentrated only on C-2 and C-4 atoms, and on C-3 atom this charge has a negative value.Conclusion. The above data on the quantum-chemical parameters of the main conjugation chain indicate that the transition of C-7 and C-8 atoms to the sp2-hybrid state, leads to a decrease in the electron density and a decrease in the bond numbers, with a simultaneous increase in the indices of unsaturation and free valence on these atoms. Thus, the trigger mechanism of the anti-radical activity, primarily with respect to the HO • radical, is determined by the fact that this particle, electrophilic in its properties, will attach in the C-8 atom during an initial attack.

作者简介

E. Oganesyan

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - a branch of Volgograd State Medical University

Email: edwardov@mail.ru
11, Kalinin Ave., Pyatigorsk, Russia, 357532

S. Shatokhin

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - a branch of Volgograd State Medical University

Email: Shatohin.stanislav95@yandex.ru
11, Kalinin Ave., Pyatigorsk, Russia, 357532

参考

  1. Ahmad A., Kaleem M., Ahmed Z., Shafiq H. Therapeutic potential of flavonoids and their mechanism of action against microbial and viral infections-A review // Food Research International. - 2015. - Vol. 77. - P. 221-235. DOI: /10.1016/j.foodres.2015.06.021
  2. de Araújo F. F., de Paulo Farias D., Neri-Numa I.A., Pastore G.M. Polyphenols and their applications: An approach in food chemistry and innovation potential // Food Chemistry. - 2021. - Vol. 338. - 127535. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127535
  3. Lichota A., Gwozdzinski L., Gwozdzinski K. Therapeutic potential of natural compounds in inflammation and chronic venous insufficiency // European Journal of Medicinal Chemistry. - 2019. - Vol. 176. - P. 68-91. doi: 10.1016/j.ejmech.2019.04.075
  4. Loh Y. C., Chan S.Y., Tew W.Y., Oo C.W., Yam M.F. New flavonoid-based compound synthesis strategy for antihypertensive drug development // Life Sciences. - 2020. - Vol. 249. - 117512. doi: 10.1016/j.lfs.2020.117512
  5. Perez-Vizcaino F., Fraga C. G. Research trends in flavonoids and health // Archives of Biochemistry and Biophysics. - 2018. - Vol. 646. P. 107-112. doi: 10.1016/j.abb.2018.03.022
  6. Raffa D., Maggio B., Raimondi M.V., Plescia F., Dainone G. Recent discoveries of anticancer flavonoids // European Journal of Medicinal Chemistry. - 2017. - Vol. 142. - P. 213-228. doi: 10.1016/j.ejmech.2017.07.034
  7. Heim K.E., Tagliaferro A.R., Bobilya D.J. Flavonoid antioxidants: chemistry, metabolism and structure-activity relationships // Journal of Nutritional Biochemistry. - 2002. - Vol. 13, No. 10. - P. 572-584. doi: 10.1016/S0955-2863(02)00208-5
  8. Mladěnka P., Zatloukalová L., Filipský T., Hrdina R. Cardiovascular effects of flavonoids are not caused only by direct antioxidant activity // Free Radical Biology & Medicine. - 2010. - Vol. 49, No. 6. - P. 963-975. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2010.06.010
  9. Procházková D., Boušová I., Wilhelmová N. Antioxidant and prooxidant properties of flavonoids // Fitoterapia. - 2011. - Vol. 82. - P. 513-523. doi: 10.1016/j.fitote.2011.01.018
  10. Agati G., Azzarello E., Pollastri S., Tattini M. Flavonoids as antioxidants in plants: Location and functional significance // Plant Science. - 2012. - Vol. 196. - P. 67-76. doi: 10.1016/j.plantsci.2012.07.014
  11. Филимонов Д.А., Дружиловский Д.С., Лагунин А.А., Глориозова Т.А., Рудик А.В., Дмитриев А.В., Погодин П.В., Поройков В.В. Компьютерное прогнозирование спектров биологической активности химических соединений: возможности и ограничения // Biomedical Chemistry: Research and Methods. - 2018. - Т. 1, №1. doi: 10.18097/bmcrm00004
  12. Husaine S.R., Cillard J., Cillard P Hydroxyl radical scavenging activity of flavonoids // Phytochemistry. - 1987. - Vol. 26, No.9. - 2489-2491.
  13. Агаджанян В.С., Оганесян Э.Т. Применение квантово-химических методов анализа для интерпретации антирадикальной активности в ряду гидроксипроизводных коричной кислоты // Хим.-фарм.журн. - 2008. - Т.42, №11. - C. 12-17. doi: 10.30906/0023-1134-2008-42-11-12-17
  14. Wu C., Liu Y., Yang Y., Zhang P., Zhong W., Wang Y., Wang Q., Xu Y., Li M., Li X., Zheng M., Chen L., Li H. Analysis of therapeutic targets for SARS-CoV-2 and discovery of potential drugs by computational methods // Acta. Pharm. Sin. B. - 2020. - Vol.10, No.5. - P.766-788. doi: 10.1016/j.apsb.2020.02.008.
  15. Antonio A. D. S., Wiedemann L. S. M., Veiga-Junior V. F. Natural products’ role against COVID-19 // RSC Advances. - 2020. - Vol. 10, No.39. - P. 23379-23393. doi: 10.1039/D0RA03774E
  16. Russo M., Moccia S., Spagnuolo C., Tedesco I., Russo G.L. Roles of flavonoids against coronavirus infection // Chemico-Biological Interactions. - 2020. - Vol. 328. - 109211. doi: 10.1016/j.cbi.2020.109211
  17. Sestili P., Stocchi V. Repositioning Chromones for Early Anti-inflammatory Treatment of COVID-19 // Frontiers in Pharmacology. - 2020. - Vol. 11. - 854. doi: 10.3389/fphar.2020.00854
  18. Агаджанян В.С., Оганесян Э.Т., Абаев В.Т. Целенаправленный поиск соединения-лидера в ряду производных коричной кислоты, обладающих антирадикальной активностью // Хим.-фарм.журн. - 2010. - Т.44, №7. - C. 21-26. doi: 10.30906/0023-1134-2010-44-7-21-26
  19. Оганесян Э.Т., Шатохин С.С., Глушко А.А. Использование квантово-химических параметров для прогнозирования антирадикальной (НО∙) активности родственных структур, содержащих циннамоильный фрагмент. I. Производные коричной кислоты, халкона и флаванона // Фармация и фармакология. - 2019. - Т.7, №1. - С. 53-66. doi: 10.19163/2307-9266-2019-7-1-53-66.
  20. Akoglu H. User's guide to correlation coefficients // Turkish Journal of Emergency Medicine. - 2018. - Vol.18, No.3. - P.91-93. doi: 10.1016/j.tjem.2018.08.001

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Oganesyan E.T., Shatokhin S.S., 2021

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可
 

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».