Синтез и изучение свойств продуктов фотопревращения псораленов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Скарга Владислав Викторович

• Скарга Владислав Викторович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Скарга Владислав Викторович

Оглавление

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Фурокумарины - медицинские УФ-фотосенсибилизаторы

1.2. Фотофизические свойства фурокумаринов и фотохимические 11 реакции с их участием

1.3. Продукты фотопревращений псоралена

1.3.1. Кислород независимые фотопродукты псоралена

1.3.2. Кислород-зависимые фотопродукты псоралена (продукты 18 фотоокисления)

1.3.3. Фотопродукты смешанного типа и продукты глубокого 22 фотолиза фурокумаринов

1.3.4. Генерация активных форм кислорода при 23 фотопревращениях псоралена и их обнаружение

1.4. Методология получения орто-гидроксиформилированных 26 продуктов фотоокисления псоралена

1.4.1. Получение орто-формилированных умбеллиферонов

1.4.2. Методологические подходы к получению 31 6-гидрокси-5 -формилбензофурана

1.5. Биологическая активность продуктов фотоокисления псоралена

1.5.1. Токсические (в том числе цитотоксические) эффекты ФОП

1.5.2. Терапевтические эффекты ФОП

2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

2.1. Получение орто-формилированных умбеллиферонов по Даффу

2.2. Сравнительный анализ фотофизических свойств 46 орто-формилированных умбеллиферонов

2.3. Синтез £-фурокумариновой кислоты

2.4. Обратимая Z/E,-фотоизомеризация £-фурокумариновой кислоты и 52 изучение ее фотофизических свойств

2.5. Изучение гипотезы о роли £-ФКК в качестве потенциального 57 интермедиата при формировании ГФБФ

2.6. Хемоинформационный анализ и биологическая активность 60 продуктов фотопревращений псоралена

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Реактивы

3.2. Приготовление растворов

3.3. УФ-А облучение

3.4. Определение рН раствора

3.5. Спектрофотометрия

3.6. Спектрофлуориметрия

3.7. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)

3.7.1. Фотолиз псоралена

3.7.2. Синтез орто-формилированных производных 66 умбеллиферона

3.7.3. Фотоизомеризация фурокумариновой кислоты

3.8. Спектроскопия ЯМР

3.9. Масс-спектрометрия

3.10. Синтез орто-формилированных производных умбеллиферона

3.10.1. Синтез 6-формилумбеллиферона по Chen et al

3.10.2. Синтез 6-формилумбеллиферона и 8- 68 формилумбеллиферона по Даффу

3.11. Синтез £-фурокумариновой кислоты

3.12. Квантово-химические расчеты для Z/E-фурокумариновой кислоты

3.13. FOX-анализ гидропероксидов в растворах ФОП

3.14. Хемоинформационный анализ потенциальных фармакологических 70 эффектов продуктов фотопревращений псоралена

3.15. Оценка биологической активности продуктов фотопревращений 72 псоралена

3.15.1. Оценка цитотоксичности соединений методом МТТ

3.15.2. Влияние соединений на продукцию цитокинов 72 мононуклеарными клетками периферической крови

(РВМС)

4. ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Благодарности

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

ГФБФ - 6-гидрокси-5-формилбензофуран

ДМСО - диметилсульфоксид

ДМФА - диметилформамид

ИКК - интеркомбинационная конверсия

КССВ - константа спин-спинового взаимодействия

Е'-МФКК - £'-8-метокси-фурокумариновая кислота

Z-МФКК - Z-8-метокси-фурокумариновая кислота

ОФ-ВЭЖХ - обращенно-фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография

ПУВА - псорален + УФ-А (англ. Psoralen + UVA)

ТСХ - тонкослойная хроматография

Умб - умбеллиферон (7-гидроксикумарин)

УФ - ультрафиолетовое излучение

УФ-А - длинноволновое ультрафиолетовое излучение (315 - 400 нм)

ФК - фурокумарин(ы)

Е'-ФКК - ^-фурокумариновая кислота

Z-ФКК - Z-фурокумариновая кислота

ФОП - фотоокисленный псорален

ЭПР - электронный парамагнитный резонанс

ЯМР - ядерный магнитный резонанс

5-МОП - 5-метоксипсорален

6-ФУмб - 6-формилумбеллиферон (7-гидрокси-6-формилкумарин) 8-МОП - 8-метоксипсорален

8-ФУмб - 8-формилумбеллиферон (7-гидрокси-8-формилкумарин)

AChE - ацетилхолинэстераза

ACN - ацетонитрил

BACE1 - бета-секретаза

BChE - бутирилхолинэстераза

DFT - теория функционала плотности

DMEM - модифицированная по Дульбекко среда Игла

FCS - фетальная телячья сыворотка

FOX - англ. Ferrous Oxidation + Xylenol orange

HRMS - масс-спектрометрия высокого разрешения

IFNy - интерферон гамма

IL - интерлейкин

LPS - липополисахарид бактериальной стенки PBMC - мононуклеарные клетки периферической крови PBS - фосфатный буферный раствор XO - ксиленоловый оранжевый

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез и изучение свойств продуктов фотопревращения псораленов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Псоралены - УФ-фотосенсибилизаторы фурокумаринового ряда, успешно применяемые для лечения иммунодерматозов (витилиго, псориаза, экземы, контактного дерматита и др.). Согласно современным представлениям псораленовая фотохимиотерапия реализуется за счет антипролиферативного и проапоптотического эффектов в отношении кератиноцитов и иммунокомпетентных клеток, а также посредством индукции иммуносупрессии. Ряд исследований свидетельствуют о терапевтической активности фотоокисленного псоралена (ФОП), представляющего собой сложную смесь фотопродуктов, образующихся in vitro в процессе фотолиза аэрируемых растворов псоралена. Терапевтически эффективные фотопродукты псоралена до настоящего времени химически не охарактеризованы, но предположительно содержат в своей структуре орто-гидроксиформильную группировку. В составе ФОП определенно содержится два основных продукта фотоокисления -7-гидрокси-6-формилкумарин (6-формил-умбеллиферон, 6-ФУмб) и 6-гидрокси-5-формилбензофуран (ГФБФ), образующиеся в ходе окислительного раскрытия фуранового и пиронового кольца псоралена, соответственно. При этом, ГФБФ может являться как продуктом фотоиндуцированного превращения молекулы самого псоралена, так и промежуточных соединений в составе ФОП, например, £-фурокумариновой кислоты (ё-ФКК). Крайне малый выход указанных соединений в фотохимических реакциях диктует необходимость их химического синтеза с целью последующего биологического тестирования на моделях in vitro и in vivo.

Дополнительный интерес к указанным продуктам ФОП, особенно кумариновой природы, объясняется широким спектром использования этого класса соединений в качестве эффективных люминофоров с богатым спектром аналитических применений. Кроме того, наличие орто-гидроксиформильной группировки в структуре 6-ФУмб открывает новые возможности для ее дериватизации и дальнейшего использования модифицированных производных 6-ФУмб как в химии, так и в биомедицине.

Работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и

органической химии им. Н.А. Преображенского ИТХТ им. М.В. Ломоносова при финансовой поддержке РФФИ (грант № 19-33-90277).

Степень разработанности темы. Ранее проведенные исследования свидетельствуют о проапоптотической активности умбеллиферонов, содержащих орто-гидроксиформильную группировку, в том числе в культурах Т-лимфоцитов. Для умбеллиферонов, формилированных по 6-ому (6-ФУмб) и 8-ому положению (8-ФУмб), описаны значимые нейропротекторные и противовоспалительные свойства, реализуемые посредством целого ряда биохимических механизмов. При этом активность 6-ФУмб была более выражена в сравнении с 8-ФУмб, а источником 6-ФУмб служили преимущественно растительные экстракты. В литературе описаны случаи орто-формилирования умбеллиферона по Даффу с получением 8-ФУмб, тогда как получение 6-ФУмб, практически не рассматривается, что противоречит результатам исследования региоселективности указанной реакции и требует более детального изучения. В литературе присутствует описание синтеза метокси-производного Е-ФКК, тогда как получение самой Е-ФКК не описано. Также отсутствуют данные о фотофизических свойствах 6-ФУмб и Е-ФКК, а для 8-ФУмб, широко используемого в биоаналитических целях, сведения о фотофизических свойствах представлены крайне скудно.

Цель исследования заключалась в химическом синтезе продуктов фотопревращения псоралена, исследовании их фотофизических, фотохимических свойств и биологической активности.

В связи с этим нами были поставлены следующие задачи:

1. Синтезировать орто-формилированные умбеллифероны -6-формилумбеллиферон и его структурный аналог 8-формилумбеллиферон, провести сравнительное исследование их фотофизических свойств;

2. Синтезировать Е-фурокумариновую кислоту - продукт фотопревращения псоралена, исследовать ее фотохимические и фотофизические свойства, а также ее возможное участие в образовании 6-гидрокси-5-формилбензофурана при фотоокислении псоралена;

3. Провести хемоинформационный анализ продуктов фотопревращения псоралена, оценить их потенциальные фармакологические эффекты и провести исследование биологической активности.

Научная новизна

Впервые показано образование смеси орто-формилированных продуктов умбеллиферона в реакции Даффа, подтверждена структура 6-ФУмб. Впервые описаны и проанализированы фотофизические свойства 6-ФУмб в сравнении с его структурным аналогом 8-ФУмб: показано, что 6-ФУмб является более эффективным флуорофором. Впервые синтезирована и охарактеризована £-ФКК, исследованы ее фотохимические (обратимая рН-зависимая Z/E,-фотоизомеризация) и фотофизические свойства, обнаружена зависимость флуоресценции от рН среды. Экспериментально показано, что продукт фотопревращения псоралена - ГФБФ - не образуется из £-ФКК под действием химически-индуцированных активных форм кислорода. Хемоинформационный анализ целевых фотопродуктов псоралена с прогностической оценкой их фармакологических эффектов позволил выявить новые типы активности, а данные предварительных биологических исследований открывают новые перспективы их терапевтического применения.

Теоретическая и практическая значимость

За счет уменьшения количества синтетических стадий и времени реакции оптимизированы условия орто-формилирования умбеллиферона в реакции Даффа, позволившие получить 6-ФУмб и 8-ФУмб с чистотой > 99% и с выходами, превышающими в 2 раза значения, известные в настоящий момент в литературе. Разработаны препаративные методы разделения продуктов фотоокисления псоралена - 6-ФУмб, £-ФКК и ГФБФ, а также методы разделения структурных изомеров - 8-ФУмб и 6-ФУмб. Получена £-фурокумариновая кислота в количествах, необходимых для проведения фотохимических и фотофизических исследований. Для обнаружения гидропероксидов с использованием БОХ-анализа был расширен верхний предел обнаруживаемых концентраций с 10 до 75 мкМ, что на порядок выше, чем у коммерчески доступных БОХ-реагентов. Данные хемоинформационного анализа и биологической активности дают возможность определить новые направления исследований в области терапевтического применения продуктов фотоокислительной трансформации псоралена и их производных.

Положения, выносимые на защиту

1. Синтез орто-формилированных умбеллиферонов по реакции Даффа, исследование их фотофизических свойств.

2. Синтез £-фурокумариновой кислоты, изучение ее фотохимической изомеризации и фотофизических свойств, а также исследование ее возможного участия в образовании 6-гидрокси-5-формилбензофурана под действием активных форм кислорода.

3. Хемоинформационный анализ продуктов фотопревращения псоралена и предварительные данные биологических испытаний.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научные статьи в журналах, индексируемых в международных базах данных Web of Science и Scopus или рекомендованных ВАК РФ, и 3 тезиса докладов на международной и российских конференциях.

Апробация работы и достоверность результатов. Результаты получены с использованием современного научно-исследовательского оборудования, достоверность полученных данных подтверждена при помощи методов, применяемых в органической и биоорганической химии, а также методами физико-химического анализа.

Основные результаты работы были представлены на 16-ом Съезде Европейского фотобиологического общества (Авейру, Португалия, 2015 г.), V Съезде биофизиков России (Ростов-на-Дону, ЮФУ, 2015 г.), VIII Съезде Российского фотобиологического общества (пос. Шепси, 2017 г.).

Личный вклад автора. Автор диссертации принимал непосредственное участие в планировании и проведении всех синтетических и аналитических исследований, обсуждении и анализе результатов, формулировании выводов работы и подготовке научных публикаций.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Фурокумарины - медицинские УФ-фотосенсибилизаторы

Фурокумарины (ФК) представляют собой соединения растительного или синтетического происхождения, которые применяются в качестве медицинских УФ-фотосенсибилизаторов, повышающих чувствительность тканей/клеток к действию длинноволнового УФ-излучения (УФ-А, 315 - 400 нм) [1,2]. Структурно ФК представляют собой планарные трициклические соединения, образующиеся в результате конденсации фурана (1) и кумарина (2). Результатом линейной конденсации является псорален (3); в результате угловой конденсации формируется ангелицин (4):

1 2 3 4

Современные методы псораленовой фотохимиотерапии заключаются в проведении курсов ПУВА-терапии (от англ. PUVA = psoralen + UV-A) [3] или фотофереза [4], при которых ПУВА-воздействию подвергаются кожа пациента или полученная от пациента лейкоцитарная масса, соответственно. Указанные виды псораленовой фотохимиотерапии являются универсальными, экономичными и безопасными, и широко используются для лечения различных Т-клеточно-опосредованных и гиперпролиферативных кожных заболеваний [3,5-7]. Согласно современным представлениям, псораленовая фотохимиотерапия реализуется за счет антипролиферативного и проапоптотического эффектов в отношении кератиноцитов и иммунокомпетентных клеток, а также посредством индукции иммуносупрессии [3,8], то есть рассматривается как фотохимиотерапия и фотоиммунотерапия [3,7,9-11]. Сообщалось о противоопухолевом, противовоспалительном и антибактериальном действии псораленов [12-14], а также об их влиянии на клеточный цикл, апоптоз и дифференцировку [15].

В современной медицине для проведения курсов ПУВА-терапии и фотофереза преимущественно используются метоксилированные производные псоралена: 8-метоксипсорален (8-МОП, 5) и 5-метоксипсорален (5-МОП, 6).

Незамещенный псорален также разрешен к использованию в качестве медицинского сенсибилизатора (и активно применялся с этой целью в СССР), но менее доступен, чем его метоксилированные аналоги. Выбор незамещенного псоралена в качестве объекта исследований, описанных в настоящей работе, определяется богатой историей исследований его фотофизических и фотохимических свойств, а также биологических эффектов ПУВА-воздействия (в том числе терапевтических). Поэтому, в представленном обзоре литературы основной акцент будет сделан на свойства и эффекты именно незамещенного псоралена.

1.2. Фотофизические свойства фурокумаринов и фотохимические реакции с их участием

Фурокумарины имеют широкую полосу поглощения в ультрафиолетовой области спектра. В частности, в полярных растворах псорален характеризуется двумя основными максимумами поглощения около 246 - 248 нм и около 296 - 300 нм и плечом поглощения, простирающимся до 400 нм. Положения максимумов поглощения зависят от полярности растворителя и концентрации псоралена, но сдвиг максимумов обычно не превышает нескольких нанометров [16-18].

При поглощении фотона псорален переходит из основного состояния 80 в электронно-возбужденное синглетное состояние 81. В полярном растворителе большая часть молекул псоралена в 81 состоянии расходуют ее безызлучательно, а меньшая часть (~12%) переходит в триплетное состояние Т1 в результате интеркомбинационной конверсии (ИКК) [18]. Совсем малая часть энергии фотонов (менее 1%) может высвечиваться обратно в виде фотона флуоресценции, поэтому квантовые выходы флуоресценции псоралена, как и ФК вообще, составляют лишь долю процента [18].

У молекул фотосенсибилизаторов с системой сопряженных двойных связей как синглетное, так и триплетное электронно-возбужденные состояния обычно локализованы по всей такой системе. Псоралены отличаются тем, что синглетное электронно-возбужденное состояние локализовано в области 4',5'-двойной связи фуранового кольца, а триплетное - в области 3,4-двойной связи пиронового кольца [18]. Оба состояния являются реакционно-способными, но большее время жизни триплетного состояния предполагает его большую активность в фотохимических реакциях, что подтверждается экспериментальными данными.

Фотохимические реакции псоралена, классически относящиеся к I - III типам, также можно разделить на два класса: 1) фотоокислительные реакции (протекающие с участием кислорода); 2) реакции, не зависящие от присутствия кислорода (Рисунок 1, взято из [19]).

Рисунок 1

Тип 1 Свободные радикалы т= 10"6-10"1с

Псорален hv Тип II Синглетный кислород т= 10~6с субстрат Окисленный субстрат

о2

Тип IV Фотоокисленный псорален т - несколько дней

Псорален

hv

ДНК

hv

ненасыщенные липиды

Тип III Циклобутановые аддукты псорален-ДНК

Тип III Циклобутановые аддукты псорален-ненасыщенные липиды

Подобно другим фотосенсибилизаторам псорален способен вступать в фотохимические реакции I и II типов (Рисунок 1) [18,19]. Реакции I типа, заключающиеся в переносе электрона или водорода между триплетным электронно-возбужденным состоянием псоралена и субстратом, завершаются окислительной модификацией субстрата, реализуемой разными путями: 1) через стадию формирования свободных радикалов псоралена, атакующих субстрат; 2) посредством формирования комплекса с переносом заряда между триплетным электронно-возбужденным состоянием псоралена и субстратом; или 3) путем переноса электрона на молекулу кислорода с формированием супероксидного анион-радикала (О2-) и других активных форм кислорода, атакующих субстрат. В реакциях II типа в результате переноса энергии с молекулы псоралена в

триплетном электронно-возбужденном состоянии на молекулярный кислород (3О2) формируется высоко реакционноспособный синглетный кислород (1О2), который атакует субстрат и вызывает его окислительную модификацию.

Долгое время наибольшее внимание исследователей уделялось не зависящим от присутствия кислорода реакциям формирования циклобутановых аддуктов «псорален - ДНК» в результате ковалентного фотоприсоединения псораленов к пиримидиновым основаниям нуклеиновых кислот (реакции III типа, Рисунок 1) [18,19]. Данный процесс, открытый в 1965 г., является двухстадийным. На первой стадии темновое встраивание (интеркаляция) планарной молекулы псоралена между двумя парами оснований ДНК и последующее поглощение первого фотона УФ-А излучения приводит к формированию циклобутановых моноаддуктов «псорален - ДНК» в результате ковалентного связывания молекулы псоралена в электронно-возбужденном состоянии с тиминовым основанием ДНК. Поглощение второго фотона УФ-А излучения моноаддуктом может привести к формированию циклобутанового диаддукта, то есть к поперечной сшивке нитей ДНК. Этим реакциям, удобно описывающим терапевтически значимый антипролиферативный эффект ПУВА-воздействия, до настоящего времени приписывают ведущую роль в индукции практически всех биологически значимых эффектов псораленов (в том числе и терапевтических). Позже было обнаружено, что формирование циклобутановых аддуктов в фотохимических реакциях III типа также возможно в реакциях псораленов с другими соединениями, содержащими двойные связи, например, с ненасыщенными жирными кислотами [19].

Очевидно, что для реализации фотохимических реакций I - III типов необходимо, чтобы в процессе облучения в облучаемой системе одновременно присутствовали как молекулы фотосенсибилизатора, так и субстрат. Это требование, характерное для фотосенсибилизаторов различных классов (не только относящихся к ФК), обусловлено малыми величинами времени жизни реакционно-способных агентов, образующихся в ходе фотохимических реакций, которые составляют от наносекунд (для 1О2) до десятков миллисекунд (для свободных радикалов) [18,19].

Крайне интересными представляются многочисленные свидетельства биологической активности стабильных фотопродуктов ФК, в особенности фотоокисленного псоралена (ФОП), представляющего собой сложную смесь

фотопродуктов псоралена, образующихся в процессе фотолиза его аэрированных растворов in vitro [8,18-28]. Это позволило выделить реакции фотопродуктов псоралена, характеризующихся гораздо большей стабильностью во времени (от нескольких секунд до нескольких месяцев), с субстратом в отдельный IV тип фотохимических реакций [18,19]. В реакциях IV типа одновременное протекание фотохимических реакций I - III типов исключено, так как в момент облучения субстрат отсутствует, а все реакционно-способные продукты реакций I - III типов являются слишком короткоживущими, чтобы сохранить свою способность к взаимодействию с субстратом к моменту его добавления. Особенно важно, что часть биологических эффектов, таких как иммуномодулирующая и проапоптогенная активность ФОП [25-27], а также его терапевтическая активность [21], имитирует аналогичные эффекты ПУВА-воздействия. Таким образом, терапевтическая активность стабильных продуктов фотоокисления псоралена может служить основой для нового типа псораленовой фотохимиотерапии - ФОП-терапии [8].

Справедливо заметить, что собственно процесс фотоокисления псоралена (когда субстратом окисления являются молекулы самого псоралена) может протекать по I или II типу [24], хотя окисление псоралена синглетным кислородом, генерируемым in situ, в реакциях II типа едва ли вносит серьезный вклад в процесс формирования фотопродуктов по причине его крайне малого выхода (возможные механизмы формирования продуктов фотоокисления псоралена будут рассмотрены подробнее в следующем разделе «Фотопродукты фурокумаринов»).

1.3. Продукты фотопревращений псоралена

Все три типа фотохимических реакций, в которые может вступать псорален, применимы для объяснения процессов его фотолиза в растворах. Поглощая УФ-А излучение, молекула псоралена переходит в электронное-возбужденное состояние, и по причине отсутствия в растворе каких-либо субстратов его мишенью может служить другая молекула псоралена или растворителя. В обоих случаях происходит кислород-независимая реакция присоединения (реакция III типа). Если же раствор содержит растворенный кислород, то в нем также могут реализовываться фотохимические реакции I и II типов, приводящие к генерации свободных радикалов и/или синглетного кислорода, которые, в свою очередь, также могут индуцировать

окислительную модификацию молекулы псоралена. Исчерпывающий обзор фотопродуктов различных фурокумаринов и механизмов, приводящих к их формированию, а также краткий обзор широкой палитры биологической активности фотопродуктов фурокумаринов был сделан С. Каффиери в 2002 году [20]. В данной части нашего обзора литературы будут рассмотрены преимущественно те виды фотопродуктов, которые имеют непосредственное отношение к процессам фотопревращений незамещенного псоралена.

1.3.1. Кислород-независимые фотопродукты псоралена

Пристальный интерес к фотохимическим реакциям III типа в контексте биологической активности ФК определил необходимость подробного изучения их кислород-независимых фотохимических реакций, приводящих к формированию циклобутановых димеров ФК [20]. Обе двойные связи ФК (4',5'-двойная связь фуранового кольца и 3,4-двойная связь пиронового кольца) способны участвовать в указанных реакциях. Так, в процессе облучения растворов псоралена светом УФ-А диапазона могут формироваться димеры трех типов: «пирон - пирон» (7), «фуран -пирон» (8) и «фуран - фуран» (9), представленные ниже:

9

Димеры типа «пирон - пирон», формирующиеся в результате димеризации по 3,4-двойным связям пироновых колец двух молекул псоралена, являются преобладающим типом димеров, образующихся при УФ-А облучения его растворов. Однако, тот факт, что такие димеры не поглощают свет УФ-А диапазона, практически «выводит» их из последующих фотопроцессов, происходящих в облучаемых растворах псоралена.

Циклодимеризация псоралена по типу «пирон - фуран» не исключает участие данных димеров, поглощающих свет УФ-А диапазона, в дальнейших фотоиндуцированных превращениях, что приводит к формированию в растворах олигомеров/полимеров псоралена, которые также могут претерпевать окислительные модификации [20].

Димеры типа «фуран - фуран» практически не формируются при фотолизе псоралена в растворах, а условием его получения является облучение в очень тонком слое замороженного раствора [29].

Теоретические квантово-механические расчеты показывают, что у молекул псоралена в электронно-возбужденном состоянии электронные плотности на атомах углерода в 4'- и 5'-положениях фуранового кольца и 3- и 4-положениях пиронового кольца отличаются по сравнению с основным состоянием, и обе двойные связи частично приобретают характер одинарной связи. Поэтому существует вероятность, что молекулы псоралена в электронно-возбужденном состоянии могут подвергаться нуклеофильной атаке молекулами растворителя (вода, метанол, этанол и др.) по указанным двойным связям. Кислород-независимое присоединение молекул растворителя может в дальнейшем сопровождаться структурными перестройками в модифицированной молекуле. Протекание таких реакций было описано, например, для 3-этоксикарбонил-псоралена (10), УФ-А облучение водно-этанольных растворов которого приводило к формированию фотопродуктов 11-13 (Схема 1).

Схема 1

13

Другим процессом, относящимся к кислород-независимым реакциям, является сольволитическое раскрытие пиронового кольца ФК. Так, в результате

длительного (в течение 12 ч) УФ-А облучения (365 нм) тщательно деаэрированных (во избежание окислительных процессов) и сильно разбавленных (для снижения вероятности формирования димеров) растворов 8-МОП (5) происходит сольволиз пиронового кольца 8-МОП с последующей 2-Е изомеризацией по двойной связи (Схема 2) [30]. При исследовании спектров поглощения £'-8-метокси-фурокумариновой кислоты (Е-МФКК, 15) была отмечена их чувствительность к значениям pH раствора, а также то, что полученная Е-МФКК (15) является флуорофором с широким спектром испускания (максимум около 530 - 540 нм).

Схема 2

,СООН

Описанный выше фотоиндуцированный сольволиз 8-МОП (5), приводящий к формированию 2-8-метоксифурокумариновой кислоты (14), происходит гораздо менее эффективно, чем при щелочном сольволизе молекулы 8-МОП (5), описанном в работе [31]. Авторы подвергали 8-МОП (5) щелочному сольволизу с получением дианионной формы 2-МФКК, которая далее подвергалась УФ-облучению (330 нм), фотоизомеризуясь до Е-МФКК (15) (Схема 3):

Схема 3

,СООН

Обе формы МФКК были выделены и химически охарактеризованы. Было определено, что значения рКа для обеих форм кислот составляют 4.7 и 9.2 для карбоксильной и гидроксильной групп, соответственно. Также было исследовано фотохимическое поведение кислот при разных значениях рН раствора. 2-МФКК (14) облучали в течение 60 минут при рН = 4 (соответствующей незаряженной форме) или рН = 7 (соответствующей моноанионной форме). В результате облучения наблюдалась 2^Е фотоизомеризация с формированием Е-МФКК (15). Также отмечалось обратное замыкание 2-МФКК (14) в молекулу 8-МОП (5), более значительное при нейтральном значении рН (выход 9.4%), чем в кислой среде

(выход 2.2%). Взаимные превращения двух форм МФКК (14,15) при разных значениях pH представлены на Схеме 4. Следует отметить, что УФ-индуцированная Х^Е фотоизомеризация хорошо изучена для производных коричных кислот, например, для орто-гидроксикоричной кислоты, причем ее Х-форма не флуоресцирует, что может быть важно при проведении спектральных исследований [32].

Схема 4

1.3.2. Кислород-зависимые фотопродукты псоралена (продукты фотоокисления)

В настоящее время охарактеризованы два фотопродукта псоралена (оба альдегидной природы), механизм образования которых неизвестен, но строго зависит от присутствия кислорода в процессе фотолиза растворов псоралена [22,33,34].

Предполагается, что 7-гидрокси-6-формилкумарин (6-формилумбеллиферон, 6-ФУмб, 16) образуется в результате атаки синглетного кислорода, генерируемого самим псораленом в процессе фотолиза его растворов, на двойную связь фуранового кольца [20]. Ввиду крайне слабого квантового выхода синглетного кислорода, 6-ФУмб (16) также образуется с крайне малым выходом [20,22].

Сходные по строению фотопродукты были описаны в качестве продуктов фотоокисления водно-метанольных растворов 5-метоксипсоралена (6) и 8-метоксипсоралена (5) [20]. В работах, посвященных фотоокислению 8-МОП (5), 8-метоксизамещенный 6-ФУмб (19) был выделен и химически охарактеризован [35,36]. Для этого в работе [35] использовали прямой фотолиз 8-МОП, а в работе [36] окисление проводили путем фотохимической генерации синглетного кислорода метиленовым синим при его облучении видимым светом. На основании полученных результатов авторы предложили механизм, при котором генерируемый in situ синглетный кислород атакует двойную связь фуранового кольца 8-МОП с формированием неустойчивого при комнатной температуре диоксетана (17). Расщепление диоксетана (17) приводит к формированию нового промежуточного продукта (18), который в процессе гидролиза приводит к получению 8-метокси-замещенного 6-ФУмб (19) с очень малым выходом (Схема 5).

Схема 5

Способ синтеза, представленный в литературе [22], не был подтвержден в многочисленных пробных синтезах. Попытка количественного синтеза 6-ФУмб (16) путем озонолиза псоралена (3) закончилась неудачей вследствие быстрой полимеризации целевого продукта, хотя как сам 6-ФУмб (16), так и его промежуточные соединения-предшественники, представленные ниже на Схеме 6, были охарактеризованы методом спектроскопии ЯМР [37].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Скарга Владислав Викторович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bruni R., Barreca D., Protti M., Brighenti V., Righetti L., Anceschi L., Mercolini L., Benvenuti S., Gattuso G., Pellati F. Botanical Sources, Chemistry, Analysis, and Biological Activity of Furanocoumarins of Pharmaceutical Interest // Molecules. - 2019. -V. 24, №24. - P. 2163.

2. Thakur A., Sharma R., Jaswal V.S., Nepovimova E., Chaudhary A., Kuca K. Psoralen: A Biological Important Coumarin with Emerging Applications. // Mini-Rev. Med. Chem. - 2020. - V. 20. - P. 1-7.

3. Racz E., Prens E.P. Phototherapy and Photochemotherapy for Psoriasis. // Dermatol. Clin. - 2015. - V.33. - P. 79-89.

4. Trautinger F., Just U., Knobler R. Photopheresis (extracorporeal photochemotherapy) // Photochem. Photobiol. Sci. - 2013. - V. 12. - P. 22-28.

5. Richard E.G., Honigsmann H. Phototherapy, psoriasis, and the age of biologics. // Photodermatol. Photoimmunol. Photomed. - 2013. - V. 30. - P. 3-7.

6. Torres A.E., Lyons A.B., Hamzavi I.H., Lim H.W. Role of phototherapy in the era of biologics. // J. Am. Acad. Dermatol. - 2021. - V. 84. - P. 479-485.

7. Furuhashi T., Saito C., Torii K., Nishida E., Yamazaki S., Morita A. Photo(chemo)therapy Reduces Circulating Th17 Cells and Restores Circulating Regulatory T Cells in Psoriasis. // PLoS ONE. - 2013. - V. 8. - P. 54895.

8. Kyagova A. A., Malakhov M. V., Potapenko A. Ya. Immunosuppression caused by photochemo and photodynamic therapy: focus on photosensitizer photoproducts. In: Taylor C.B., ed. Immunosuppression: new research // Nova Science Publishers. - 2009. -P. 167-183

9. Liang Y., Sarkar M.K., Tsoi, L.C., Gudjonsson J. Psoriasis: A mixed autoimmune and autoinflammatory disease. // Curr. Opin. Immunol. - 2017. V. 49. - P. 1-8.

10. Nomura T., Honda T., Kabashima K. Multipolarity of cytokine axes in the pathogenesis of atopic dermatitis in terms of age, race, species, disease stage and biomarkers. // Int. Immunol. - 2018. - V. 30. P. 419-428.

11. Ho A.W., Kupper T.S. T cells and the skin: From protective immunity to inflammatory skin disorders. // Nat. Rev. Immunol. - 2019. - V. 19. - P. 490-502.

12. Sturaro G., Cigolini G., Menilli L., Cola F., Di Liddo R., Tasso A., Conconi M.T., Miolo G. Antiproliferative activity of 8-methoxypsoralen on DU145 prostate cancer cells under UVA and blue light. // Photochem. Photobiol. Sci. - 2017. - V. 16. - P. 1182-1193.

13. Rozman K., Alexander E.M., Ogorevc E., Bozovicar K., Sosic I., Aldrich C.C., Gobec S. Psoralen Derivatives as Inhibitors of Mycobacterium tuberculosis Proteasome. // Molecules. - 2020. - V. 25. - P. 1305.

14. Ren Y., Song X., Tan L., Guo C., Wang M., Liu H., Cao Z., Li Y., Peng C. A. Review of the Pharmacological Properties of Psoralen. // Front. Pharmacol. - 2020. - V. 11. - P. 571535.

15. Viola G., Salvador A., Vedaldi D., Dall'Acqua F., Bianchi N., Zuccato C., Borgatti M., Lampronti I., Gambari R. Differentiation and Apoptosis in UVA-Irradiated Cells Treated with Furocoumarin Derivatives. // Ann. NY. Acad. Sci. - 2009. - V. 1171. - P. 334-344.

16. Лысенко Е. П., Потапенко А. Я., Сухоруков В. Л. Зависимость спектров поглощения и возбуждения флуоресценции псораленов и кумаринов от концентрации // Биофизика. - 1988. - Т. 33, №. 5. - С. 747-749.

17. Потапенко А. Я. Молекулярные механизмы фотобиологических эффектов фурокумаринов: дис. ... доктор биол. наук: 03.00.02. - Москва, 1988. - С. 113-114.

18. Потапенко А.Я., Малахов М.В., Кягова А.А. Фотобиофизика фурокумаринов // Биофизика. - 2004. - Т. 49. - С. 322-339.

19. Потапенко А.Я. Псоралены и медицина - 4000-летний опыт фотохимиотерапии // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - №11. - С. 2229.

20. Caffieri S. Furocoumarin photolysis: chemical and biological aspects // Photochem. Photobiol. Sci. - 2002. - V. 1. - P. 149-157.

21. Потапенко А.Я., Бутов Ю.С., Левинзон Е.С., Андина Е.С., Юрикова Н.А., Неклюкова М.Б., Мамедов И.С., Лысенко Е.П., Бездетная Л.Н., Кягова А.А. Фотоокислительные реакции псораленов и их роль в терапии дерматозов // Вестник Российской академии медицинских наук. - 1999. - Т. 2. - С. 32-38.

22. Caffieri S., Lisa F., Bolesani F., Facco M., Semenzato G., Dall'Acqua F., Canton M. The mitochondrial effects of novel apoptogenic molecules generated by psoralen

photolysis as a crucial mechanism in PUVA-therapy // Blood. - 2007. - V. 109, №. 9. - P. 4988-4994.

23. Невежин Е. В., Власова Н. В., Пятницкий И. А., Лысенко Е. П., Малахов М. В. О механизме гемолиза эритроцитов, индуцированного фотоокисленным псораленом // Биохимия. - 2015. - Т. 80, №. 6. - С. 903 - 910.

24. Potapenko A. Ya. Mechanisms of photodynamic effects of furocoumarins // // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. - 1991. - P. 1-33.

25. Potapenko A. Ya., Kyagova A. A., Bezdetnaya L. N., Lysenko E. P., Chernyakhovskaya I. Yu., Bekhalo V. A., Nagurskaya E. V., Nesterenko V. A., Korotky N. G., Akhtyamov S. N., Lanshchikova T. M. Products of psoralen photooxidation possess immunomodulative and antileukemic effects // Photochem. Photobiol. - 1994. - V. 60. -P. 171-174.

26. Пятницкий И. А., Павлова С. И., Албегова Д. З., Козлов И. Г., Потапенко А. Я., Кягова А. А. Супрессорное действие продуктов фотоокисления псоралена на реакцию контактной чувствительности у мышей: ингибирование пролиферации и индукция апоптоза лимфоцитов. // Российский журнал кожный и венерических болезней. - 2013. - Т. 6. - С. 59-63.

27. Kyagova A. A., Zhuravel N. N., Malakhov M. V., Lysenko E. P., Adam W., Saha-Moller C. R., Potapenko A. Ya. Suppression of delayed-type hypersensitivity and hemolysis induced by previously photooxidized psoralen: effect of fluence rate and psoralen concentration // Photochem Photobiol. - 1997. - V. 65, № 4. - P. 694-700.

28. Kyagova, A.A., Ismailova, M.I., Malakhov, M.V., Potapenko, A.Ya. Hemolysis induced by psoralen previously photooxidized in ethanol or aqueous solutions. // Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proc SPIE. - 2004. - V.5, №29, P. 272-280.

29. Caffieri S., Dall'Acqua F. C4-cyclodimers of psoralen engaging the 4',5'-double bond. // Photochem. Photobiol. - 1987. - V. 45, № 1. - P. 13-18.

30. Decout J.-L., Lhomme J. Phohotolysis of 8-methoxypsoralen in dilute deaerated aqueous and ethanolic solutions // Photobiochem. Photobiophys. - 1985. - V. 10. - P. 113120.

31. Mohammad T., Morrison H. Light-mediated cyclization of (E)-3-(5-[6-hydroxy-7-metoxy]benzofuranyl)propenoic acid, a water-soluble precursor of 8-metoxypsoralen // Photochem. Photobiol. - 1994. - V. 59. - P. 248-251

32. Haskins F., Gorz H. Influence of Spectral Composition of Light on cis-trans Interconversion of o-Hydroxycinnamic Acid // Arch. Biochem. Biophys. - 1959. - V. 81.

- P. 204-210.

33. Marley K. A., Larson R. A. A new photoproduct from furocoumarin photolysis in dilute aqueous solution: 5-formyl-6-hydroxybenzofuran // Photochem. Photobiol. - 1994.

- V. 59. - P. 503-505.

34. Marley K. A., Larson R. A. Davenport R. Alternative mechanisms of psoralen phototoxicity. // ACS Symposium Series. - 1995. - V. 616, №. 15. - P. 179-188.

35. Logani M. K., Austin W. A., Shah B., Davies R. E. Photooxidation of 8-MOP with singlet oxygen // Photochem. Photobiol. - 1982. - V. 35. - P. 569-573.

36. Wasserman H. H., Berdahl D. R. The photooxidation of 8-methoxypsoralen // Photochem. Photobiol. - 1982. - V. 35. - P. 565-567.

37. Malakhov M. V., Dubinnyi M. A., Vlasova N. V., Zgoda V. G., Efremov R. G., Boldyrev I. A. End-group differentiating ozonolysis of furocoumarins // RSC Adv.- 2014.

- V. 4. - P. 61277-61280.

38. Mizuno N., Esaki K., Sakakibara J., Murakami N., Nagai S. Structural elucidation of the 8-methoxypsoralen oxidized product that inhibits the chemotactic activity of polymorphonuclear neutrophils toward anaphylatoxin C5a // Photochem. Photobiol. -1991. - V. 54. - P. 697-701.

39. Moysan A., Cazaussus A., Gaboriau F., Blais J.C., Sellier N., Vigny P. Structure of 3-carbethoxypsoralen photolysis products // Photochem. Photobiol. - 1988. - V. 47. - P. 327-335.

40. Cannistraro S., Van de Vorst A. ESR and optical absorption evidence for free radical involvement in the photosensitizing action of furocoumarin derivatives and for their singlet oxygen production. // Biochim. Biophys. Acta. - 1977. - V. 476. - P. 166-177.

41. Poppe W., Grossweiner L. I. Photodynamic sensitization by 8methoxypsoralen via the singlet oxygen mechanism. // Photochem. Photobiol. - 1975. - V. 22. - P. 217-219.

42. Jones S.G., Young A.R., Truscott T.G. Singlet oxygen yields of furocoumarins and related molecules - the effect of excitation wavelength. // J. Photochem. Photobiol. B: Biol.

- 1993. - V. 21. - P. 223-227.

43. Журавель Н., Беличенко И., Кягова А., Лысенко Е., Халилов Э., Потапенко А. Активация ионами Fe2+ гемолиза, индуцированного фотоокисленным псораленом

(ФОП). Роль реакций ионов Fe2+ с ФОП и эритроцитами // Биологические мембраны.

- 1996. - Т. 13, №4. - C. 354-359.

44. Lysenko E.P., Melnikova V.O., Andina E.S., Wunderlich S., Pliquett F., and Potapenko A.Y. Effects of glutathione peroxidase and catalase on hemolysis and methemoglobin modifications induced by photooxidized psoralen // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. - 2000. - V. 56. - P. 187-195.

45. Kyagova A., Potapenko A., Möller M., Stopper H., Adam W. Photohemolysis Sensitized by the Furocoumarin Derivative Alloimperatorin and its Hydroperoxide Photooxidation Product // Photochem Photobiol. - 2014. - V. 90. - P. 162-170.

46. Rodenko I.N., Osipov A.N., Lysenko E.P., and Potapenko A.Y. Degradation of psoralen photooxidation products induced by ferrous ions // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. - 1993. - V. 19. - P. 39-48.

47. Gupta B.L. Microdetermination techniques for H2O2 in irradiated solutions // Microchem. J. - 1973. - V. 18. - P. 363-374.

48. Jiang Z. Y., Woollard A. C., Wolff S. P. Hydrogen peroxide production during experimental protein glycation // FEBS Lett. - 1990. - V. 268. - P. 69-71.

49. Gay C., Collins J., Gebicki J. Determination of iron in solutions with the ferric-xylenol orange complex // Anal Biochem. - 1999. - V. 273. - P. 143-148.

50. Gay C., Collins J., Gebicki J. Hydroperoxide assay with the ferric-xylenol orange complex // Anal Biochem. - 1999. - V. 273. - P. 149-155.

51. Gay C., Gebicki J. Measurement of protein and lipid hydroperoxides in biological systems by the ferric-xylenol orange method // Anal Biochem. - 2003. - V. 315. - P. 2935.

52. Bou R., Codony R., Tres A., Decker E., Guardiola F. Determination of hydroperoxides in foods and biological samples by the ferrous oxidation-xylenol orange method: a review of the factors that influence the method's performance // Anal Biochem.

- 2008. - V. 377. - P. 1-15.

53. Gay C., Gebicki J. A Critical Evaluation of the Effect of Sorbitol on the Ferric-Xylenol Orange Hydroperoxide Assay // Anal Biochem. - 2000. - V. 284. - P. 217-220.

54. Chen X.-Y., Ozturk S., Sorensen E.J. Pd-Catalyzed Ortho C-H Hydroxylation of Benzaldehydes Using a Transient Directing Group. // Org Lett. - 2017. - V. 19. - P. 62806283.

55. Murakami N., Marimoto T., Matsuo K., Nagai S., Ueda T., Sakakibara J., Mizuno N., and Esaki K. The oxidized products of 8-methoxypsoralen (8-MOP) with H2O2-NaClO // Chem. Pharm. Bull. - 1991. - V. 39, № 10. - P. 2715-2717.

56. Xiao H., Chen K., Cui D., Jiang N., Yin G., Wang J., Wang R. Two novel aggregation-induced emission active coumarin-based Schiff bases and their applications in cell imaging. // New J. Chem. - 2014. - V. 38. - P. 2386-2393.

57. Zhang X., Chen Y. An efficient photorelease of Zn2+ with turn-on fluorescence monitoring. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. - 2017. - V. 335. - P. 119-123.

58. Tang Y., Li Y., Han J., Mao Y., Ni L., Wang Y. A coumarin based fluorescent probe for rapidly distinguishing of hypochlorite and copper (II) ion in organisms. // Spectrochim Acta Part B: - 2019. - V. 208, №. 5. - P. 299-308.

59. Tang Y., Li Y., Liu L., Ni H., Han J., Wang L., Mao Y., Ni L., Wang Y. A water-soluble colorimetric and fluorescent probe for rapidly sensing of ClO- in organisms. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. - 2020. - V. 387. - P. 112166.

60. Yan L., Kong Z., Shen W., Du W., Zhou Y., Qi Z. A label-free turn-on fluorescence probe for rapidly distinguishing cysteine over glutathione in water solution. // Anal. Biochem. - 2016. - V. 500. - P. 1-5.

61. Gupta V.K., Mergu N., Kumawat L.K., Singh A.K. Selective naked-eye detection of Magnesium (II) ions using a coumarin-derived fluorescent probe. // Sensor Actuator B Chem. - 2015. - V. 207. - P. 216-223.

62. Lamani S., Kotresh O., Phaniband A., Kadakol C. Synthesis, Characterization and Antimicrobial Properties of Schiff Bases Derived from Condensation of 8-Formyl-7-hydroxy-4-methylcoumarin and Substituted Triazole Derivatives. // E-Journal of Chemistry. - 2009. - V. 6. - P. 239-246.

63. Manidhar D. M., Maheswara R., Bakthavatchala N., Sundar S., Suresh R. Synthesis of New 8-Formyl-4-methyl-7-hydroxy Coumarin Derivatives. // J. Korean Chem. Soc. -2012. - V. 56. - P. 459-463.

64. Hamid S., Kubba A. Synthesis and characterization of new coumarin derivatives containing various moieties with antibacterial activities. // Int. J. Pharm. Pharm. Sci. -2015. - V. 7, №. 8. - P. 70- 74.

65. Al-Kawkabani A., Boutemeur-Kheddis B., Makhloufi-Chebli M., Hamdi M., Talhi O., Silva A. Synthesis of novel 2#,8#-pyrano[2,3-f]chromene-2,8-diones from 8-formyl-7-hydroxy-4-methylcoumarin. // Tetrahedron Lett. - 2013. - V. 54. - P. 5111-5114.

66. Wei D., Sun Y., Yin J., Wei G., Dua Y. Design and application of Fe3+ probe for "naked-eye" colorimetric detection in fully aqueous system. // Sensor Actuator B Chem. -2011. - V. 160. - P. 1316-1321.

67. Chavan O.S., Chavan S. B., Baseer M. A. An efficient synthesis of formyl coumarins by microwave irradiation method duff formylation. // Der Pharma Chemica. -2015. - V. 7. - P. 197-200.

68. Короткова М.С., Мирошников В.С., Перевалов В.П. синтез нового фотохромного соединения индолинового ряда. // Успехи в химии и химической технологии. - 2019. - Т. XXXIII, №. 7. - C. 38-39.

69. Склизкова А.А., Мирошников В.С. синтез нового фотохромного соединения кумаринового ряда Успехи в химии и химической технологии. - 2019. - Т. XXXII, №. 5. - C. 115-116.

70. Moskvina V. S., Khilya V. P. Synthesis of pyrano[2,3-f]chromen-2,8-diones and pyrano[3,2-g]chromen-2,8-diones based on o-hydroxyformyl(acyl)neoflavonoids. // Chem. Nat. Compd. - 2008. - V. 44. - P. 16-23.

71. Wang K., Zhao C., Guo S., Lu Y., Shen Y., Wang C. A coumarin-based near-infrared fluorescent probe with a large stokes shift for the sequential recognition of Ni2+ and CN-: Performance research and quantum calculation. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. - 2019. - V. 382. - P. 111943.

72. Darla M., Krishna B., Rao K., Reddy N., Srivash M., Adeppa K., Sundar Ch., Reddy C., Misra K. Synthesis and bio-evaluation of novel 7-hydroxy coumarin derivatives via Knoevenagel reaction. // Res. Chem. Intermed. - 2015. - V. 41. - P. 1115-1133.

73. Duff J. C., Bills E. J. A new general method for the preparation of o-hydroxyaldehydes from phenols and hexamethylenetetramine. // J. Chem. Soc. - 1941. -P. 547.

74. Dey S., Purkait R., Patra C., Saha M., Mondal S., Das Sahab K., Sinha C. Highly selective and sensitive recognition of Zn(II) by a novel coumarinyl scaffold following spectrofluorometric technique and its application in living cells // New J. Chem. - 2018. -V. 42. - P. 16297—16306.

75. Long L., Zhou L., Wang L., Meng S., Gong A., Dub F., Zhang C. A coumarin-based fluorescent probe for biological thiols and its application for living cell imaging. // Org. Biomol. Chem. - 2013. - V. 11. - P. 8214-8220.

76. Liu S.-R., Chang C.-Y., Wu S.-P. A fluorescence turn-on probe for cysteine and homocysteine based on thiol-triggered benzothiazolidine ring formation // Anal Chim Acta. - 2014. - V. 849. - P. 64-69.

77. Yin C., Huo F., Zhang J., Martinez-Manez R., Yang Y., Lv H., Li S. Thiol-addition reactions and their applications in thiol recognition // Chem. Soc. Rev. - 2013. - V. 42. -P. 6032—6059.

78. Tung C., Lam H., Xu J., Li C. A fluorogenic probe for recognizing 5-hydroxylysine inspired by serine/threonine ligation. // Chem. Commun. - 2014. - V. 50. - P. 5298—5300.

79. Yu S., Hsu C., Chen W., Wei L., Wu S. A hypochlorous acid turn-on fluorescent probe based on HOCl-promoted oxime oxidation and its application in cell imaging. // Sensor Actuator B Chem. - 2014. - V. 196. - P. 203-207.

80. Ngororabanga J., Moyo C., Hosten E., Mama N., Tshentu Z. A novel coumarin-based ligand: a turn-off and highly selective fluorescent chemosensor for Cu2+ in water. // Anal. Methods. - 2019. - V. 11. - P. 3857-3865.

81. Huang D., Chen Y., Zhao J. Access to a large stokes shift in functionalized fused coumarin derivatives by increasing the geometry relaxation upon photoexcitation: An experimental and theoretical study. // Dyes Pigments. - 2012. - V. 95. - P. 732 - 742.

82. Yap A., Mahamad U., Lim S., Kim H., Choo Y. A Coumarin-Based Fluorescent Probe as a Central Nervous System Disease Biomarker. // Sensors. - 2014. - V. 14. - P. 21140-21150.

83. Grimblat N., Sarotti A.M., Kaufman T.S., Simonetti S.O. A theoretical study of the Duff reaction: insights into its selectivity. // Org. Biomol. Chem. - 2016. V. 14. - P. 10496.

84. Cunningham M., Lokesh B. Superoxide anion generated by potassium superoxide is cytotoxic and mutagenic to chines hamster ovary cell // Mutat Res. - 1983. - V. 121. -P. 299-304.

85. Lokesh B., Cunningham M. Further studies on the formation of oxygen radicals by potassium superoxide in aqueous medium for biochemical investigation // Toxicol Lett. -1986. - V. 34. - P. 75-84.

86. Wright P., Abbot J. The oxidation of cinnamaldehyde with alkaline hydrogen peroxide // Int J Chem Kinet. - 1993. - V. 25. - P. 901-911.

87. Temple R. The epoxidation and cleavage of a,P-unsaturated ketones with alkaline hydrogen peroxide // J Org. Chem. - 1970. - Vol. 35. - P. 1275- 1280.

88. Shrinera R., Kurosawa N. Chalcones II. Decomposition by alkali // J. Am. Chem. Soc. - 1930. - V. 52. - P. 2538-2540.

89. Antolovich M., Bedgood Jr. D., Bishop A., Jardine D., Prenzler P., Robards K. LC-MS Investigation of Oxidation Products of Phenolic Antioxidants // J. Agric. Food Chem.

- 2004. - V. 52. - P. 962 - 971.

90. Rice-Evans C. A., Miller N. J., Paganga G. Structure-antioxidant activity relationships of flavonoids and phenolic acids // Free Radical Biology & Medicine. - 1996.

- Vol. 20, No. 7. - P. 933-956.

91. Terrian D.L., Mohammad T., Morrison H. Photocyclization of Ortho-Substituted Cinnamic Acids. // J. Org. Chem. - 1995. - V. 60. - P. 1981-1984.

92. Potapenko A.Y., Saparov S.M., Agamalieva M.A., Lysenko E.P., Bezdetnaya L.N., and Sukhorukov V.L. Fe2+-ions and reduced glutathione - chemical activators of psoralen-sensitized photohaemolysis // J. Photochem. Photobiol. B: Biol. - 1993. - V. 17. - P. 6975.

93. Honda T, Egawa G, Grabbe S, Kabashima K. Update of immune events in the murine contact hypersensitivity model: toward the understanding of allergic contact dermatitis. // J. Invest. Dermatol. - 2013. - V. 133 - P. 303-315.

94. Bae J.M., Jung H.M., Hong B.Y., Lee J.H., Choi W.J., Lee J.H., Kim G.M. Phototherapy for Vitiligo: A Systematic Review and Meta-analysis. // JAMA Dermatol. -2017. - V. 153. - P. 666-674.

95. Chaowattanapanit S, Choonhakarn C, Foocharoen C, Julanon N. Phototherapy in systemic sclerosis: Review. // Photodermatol Photoimmunol Photomed. - 2017. - V 33. -P. 296-305.

96. Guitart J. Psoralen Plus UV-A Therapy in the 21st Century: Use It or Lose It. // JAMA Dermatol. - 2019. - V. 155. - P. 529-531.

97. Richard E.G. The Science and (Lost) Art of Psoralen Plus UVA Phototherapy. // Dermatol Clin. - 2020. - V. 38. - P. 11-23.

98. Vieyra-Garcia P.A., Wolf P. Extracorporeal Photopheresis: A Case of Immunotherapy Ahead of Its Time. // Transfus Med Hemother. - 2020. - V. 47. - P. 226235.

99. Rhodes J., Chen H., Hall S. R., Beesley J. E., Jaenkins D. C., Collins P., and Zheng B. Therapeutic potentiation of the immune system by costimulatory Schiff-base-forming drugs // Nature. - 1995. - V. 337. - P. 71-75.

100. Chen H., Rhodes J. Schiff base forming drugs: mechanisms of immune potentiation and therapeutic potential // J. Mol. Chem. - 1996. - V. 74. - P. 497-504.

101. Ali Y., Seong S., Reddy M., Seo S., Choi J., Jung H. Kinetics and Molecular Docking Studies of 6-FormylUmbelliferone Isolated from Angelica decursiva as an Inhibitor of Cholinesterase and BACE1 // Molecules. - 2017. - V. 22. - P. 1604.

102. Ali Y., Zamponi G., Seong S., Jung H., Choi J. 6-Formyl Umbelliferone, a Furanocoumarin from Angelica decursiva L., Inhibits Key Diabetes-Related Enzymes and Advanced Glycation End-Product Formation. // Molecules. - 2022. - V. 27. - P. 5720.

103. Lee K., Kim T., Lee J., Kim H., Hong J. Fluorescence turn-on probe for homocysteine and cysteine in water // Chem. Commun. - 2008. - V. 46. - P. 6173-6175.

104. Kim E., Park S.B. Discovery of new fluorescent dyes: Targeted synthesis or combinatorial approach? // Advanced Fluorescence Reporters in Chemistry and Biology I, 1st ed.; Demchenko, A.D., Ed.; Springer. - 2010. - V. 8. - P. 149-186.

105. Filimonov D.A., Lagunin A.A., Gloriozova T.A., Rudik A.V., Druzhilovskii D.S., Pogodin P.V., Poroikov V.V. Prediction of biological activity spectra of organic compounds using web-resource PASS Online. // Chem. Heterocycl. Comp. - 2014. - V. 50. - P. 444-457.

106. Filimonov D.A., Druzhilovskii D.S., Lagunin A.A., Gloriozova T.A., Rudik A.V., Dmitriev A.V., Pogodin P.V., Poroikov V.V. Computer prediction of the spectra of biological activity of chemical compounds: possibilities and limitations. // Biomedical Chemistry: Research and Methods. - 2018. - V. 1. - P. 00004.

107. Lagunin A.A., Goel R.K., Gawande D.Y., Pahwa P., Gloriozova T.A., Dmitriev A.V., Ivanov S.M., Rudik A.V., Konova V.I., Pogodin P.V., Druzhilovsky D.S., Poroikov V.V. Chemo- and bioinformatics resources for in silico drug discovery from medicinal plants beyond their traditional use: a critical review. // Nat. Prod. Rep. - 2014. - V. 31. - P. 1585-1611.

108. Brouwer A.M. Standards for photoluminescence quantum yield measurements in solution (IUPAC Technical Report). // Pure Appl. Chem. - 2011. - V. 83. - P. 2213-2228.

109. Neese F. The ORCA program system. // Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. - 2012. - V. 2. - P. 73-78.

110. Filimonov D., Poroikov V., Borodina Yu., Gloriozova T. Chemical Similarity Assessment through Multilevel Neighborhoods of Atoms: Definition and Comparison with the Other Descriptors. // J. Chem. Inf. Comput. Sci. - 1999. - V. 39. - P. 666-670.

111. Willett P. Similarity-based virtual screening using 2D fingerprints. // Drug Discov Today. - 2006. - V. 11. - P. 1046-1053.

Благодарности

В заключение автор хотел бы глубоко и искренне поблагодарить своих руководителей, которые в разный период времени непосредственно принимали участие в создании данной работы: кандидата биологических наук Малахова М.В. и доктора химических наук Маслова М.А.

Автор выражает глубокую признательность за многочисленные ценные наставления и проведение биологический испытаний коллективу Отдела медицинской химии и токсикологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова: д.х.н. Негребецкому В.В., к.б.н. Шмиголь Т.А., к.х.н. Крамаровой Е.П, Невежину Е.В.

Автор выражает благодарность сотрудникам ИТХТ им. М.В. Ломоносова: к.х.н. Голованову А.Б. за многочисленные научные консультации и помощь в освоении жидкостной хроматографии; д.х.н. Иванову И.В. за научное сопровождение и полезные критические замечания в ходе выполнения работы

Автор благодарит к.х.н. Болдырева И.А. (Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова) за проведенные исследования по квантово-химическим расчетам.

Благодарен д.б.н. Лагунину А. А. (кафедра биоинформатики МБФ РНИМУ им. Н.И. Пирогова) соавтору компьютерных программ PASS и PharmaExpert за проведенные исследования по прогнозированию потенциальных фармакологических эффектов исследуемых соединений.

Искренне благодарен своему коллеге и другу Ничуговскому А.И. за проведение исследований с применением ядерного магнитного резонанса, установлению и подтверждению полученных соединений, а также за многочисленные советы и консультации на всем протяжении выполнения работы.

Особую благодарность автор выражает членам кафедры химии и технологии биологически активных соединений медицинской и органической химии имени Н. А. Преображенского (ИТХТ имени М.В. Ломоносова), которые взяли на себя труд ознакомиться с данной работой и сделали ряд критических замечаний, улучшивших диссертацию.

ПРИЛОЖЕНИЕ

о о

V

13 (Ьг.5.) 11(5)

11.69 10.26

888

со со с»

5(5) 8.06

4М) 8.07

Т V

8(5) 3(с1)

6.8/ ь.зз

но о ^о

1.0 12.5 12.0 11.5 11.0 10.5 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.

И (ррт)

Рисунок П1. Спектр ЯМР 6-ФУмб (16).

а ®£Я

Т V

я я яа а

1 Т "\7 7

но г ^о ^о

7 8а

"I ли«««»»«

190 180 170 160 150 140 130 120 110

П (ррт)

Рисунок П2. Спектр ЯМР 13С 6-ФУмб (16).

100 90

70 60 50 40

s a a

10 (s) 11.90

9(d) 10.41

N V

4(d) 8.01

5(d) 6(dd) 3(d)

7.86 6.94 6.37

II I I

:.0 12.5 12.0 11.5 11.0 10.5 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5

fl (ppm)

FucyHOK TO. CneKTp £MP *H 8-OyM6 (60).

S 5! IS » n

111 1 7

O

190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40

fl (ppm)

FucyHOK n4. CneKTp £MP 13C 8-OyM6 (60).

195 m/z

Рисунок П5. Масс-спектр (HRMS) 6-ФУмб (16).

Рисунок П6. Масс-спектр (HRMS) 8-ФУмб (16).

1BB

1B9

190

191

192

188

189

190

191

192

193

194

Рисунок П7. Спектр *Н-ЯМР Е-ФКК (29).

Рисунок П8. Спектр 13С-ЯМР Е-ФКК (29).

Intens. x107-

oiUHM^

■4«

Рнсунок П9. Macc-cneKTp (HRMS) E-OKK (29).

180

185

190

195

200

205

210

215