In silico study of the biological activity profile, chemical modification pathways and pharmaceutical effects of iodantipyrine

Йодантипирин (4-йод-1,5-диметил-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-3-он) — препарат, широко применяемый в России для профилактики и лечения вирусного клещевого энцефалита (см. рис. 1)

Рисунок 1 - Структура 4-йод-1,5-диметил-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-3-она

DOI:10.60797/IRJ.2025.162.24.1

Данное соединение принадлежит семейству пиразолонов

[2]

; обладает противовирусным и противовоспалительным фармацевтическим воздействием

[3]

. Одновременно в зарубежных литературных источниках встречаются упоминания о йодантипирине в качестве вещества для радиометок

[4]

, в том числе для оценки мозгового кровотока

[5]

; применение соединения в качестве радиофармацевтического препарата возможно при наличии в составе стабильного изотопа йода с массовым числом 127 (I127).

Несмотря на высокую безопасность данного лекарственного препарата

Таким образом, целью данного исследования является разработка методики выделения и идентификации йодантипирина и оценка перспектив дальнейшей модификации действующего вещества, присутствующего в рассматриваемом лекарственном препарате.

Спектры выделенного действующего вещества записывали на спектрофотометре ПЭ 5400 УФ компании «ЭКРОСХИМ» и на ИК-спектрометре Spectrum 65 (Perkin Elmer) методом нарушенного полного внутреннего отражения, температура плавления измерена с помощью прибора Stuart SMP10. Оценка вероятности биологической активности проводилась с помощью программного комплекса PASS Online

В работе использован лекарственный препарат Йодантипирин (АО «ТАТХИМФАРМПРЕПАРАТЫ») следующего состава: йодофеназон — 100,0 мг, крахмал картофельный — 26,0 мг, декстрозы моногидрат — 29,0 мг, повидон К17 — 5,0 мг, стеариновая кислота — 1,0 мг.

3 таблетки йодантипирина по 100 мг растирали в фарфоровой ступке до порошкообразного состояния. Полученный порошок переместили в химический стакан объемом 25 мл и залили 15 мл этилового спирта 96%, затем перемешивали на магнитной мешалке в течение 5 минут до образования гомогенной массы, которую отфильтровывали. Фильтрат медленно упаривали на плитке при температуре 50-60 оС, не допуская перегрева. Сухой остаток промыли этилацетатом от остаточных количеств поливинилпирролидона и стеариновой кислоты, после чего декантировали. Выделенное действующее вещество поставили сушиться в шкаф при температуре 50 оС на 1 час. Выход составил 68% (масса сухого остатка — 204 мг).

C целью идентификации и подтверждения выделения 4-йод-1,5-диметил-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-3-она измерен диапазон температур плавления, который составил 161,2-164,6 оС (Т=3,4 оС), что соответствует данным из ГФ РФ

Измерен электронный спектр (см. рис. 2) выделенного действующего вещества (растворитель – дистиллированная вода): обнаружены 2 типа π→π* переходов бензольного (λmax1=224 нм) и пиразолонового кольца (λmax2=267 нм). Молярный коэффициент экстинкции соединения составил ε = 1,83⋅103 л·моль-1·см-1.

Рисунок 2 - Электронный спектр йодантипирина

DOI:10.60797/IRJ.2025.162.24.2

Действующее вещество идентифицировано и методом ИК-спектроскопии (см. рис. 3): найдены характерные полосы поглощения (полный список — см. табл. 1), соответствующие входящим в состав функциональным группам: бензольное кольцо (С-Н 3058-2918 см-1, C=C 1592-1556 см-1), C=O и C-N пиразолонового кольца (1650 и 1333 см-1 соответственно), C-I (607 см-1). Интересно, что замещение в 4-м положении пиразолонового кольца (по аналогии с аминогруппой

[14]

) влияет на распределение электронной плотности в молекуле, что приводит к изменению полос C-N, N-N на 10-20 см-1, которые приведены в литературных данных для незамещенного антипирина

[15]

.

Рисунок 3 - ИК-спектр выделенного действующего вещества йодантипирина

DOI:10.60797/IRJ.2025.162.24.3

В программном комплексе PASS Online

Был проведен ряд биоизостерических замен для препарата. Последовательная замена функциональных групп в сравнении с исходным препаратом отражена на рис. 4.

Рисунок 4 - Структуры — производные йодантипирина, полученные путем биоизостерических замен

DOI:10.60797/IRJ.2025.162.24.6

Соединение 1a, содержащее бром вместо йода (см. табл. 3), проявляло с вероятностью 0,771 активность как анальгетика и 0,781 — антигипоксическое воздействие, отсутствующее ранее, но при этом вероятность возникновения побочных эффектов осталась на том же уровне, и снизилась на 5,1% противовоспалительная активность.

Замена галогена на хлор в 4-м положении (структура 1b; см. табл. 4) понизила противовирусное воздействие на 10,54%, увеличила токсичность (4 побочных эффекта вместо 2), в том числе серьезные (полиорганная недостаточность и др.); возросла вероятность возникновения 2-х исходных (синдром Свита и подергивание).

Замена на фтор (структура 1c; см. табл. 5) сопровождалась ростом на 11,83% противовоспалительного воздействия, на 14,75% — обезболивающего; появились как антигипоксический эффект (0,747), так и возможность лечения ревматоидного артрита (0,721).

Таким образом, в ряду галогенов токсичность (оцениваемая по вероятности проявления синдрома Свита, что также соотносилось с количеством, ущербом для здоровья и вероятностью проявления остальных побочных эффектов) возрастала в ряду: -I ≈ -Br < -F < -Cl. 

Замена карбонильной группы пиразолонового кольца на биоизостерическую сульфоксидную (структура 1d, см. табл. 6) группу привела к исчезновению всех видов фармацевтического воздействия при Ра>0,7, в то время как побочные эффекты оставались (вероятность возникновения существенно не изменилась; см. табл. 5). 

Наиболее перспективными оказались замены фенильного радикала на пиридиновое кольцо (1е) и тиофен (1f) — см. табл. 7 и 8 соответственно. В первом случае вероятность возникновения синдрома Свита в сравнении с исходной молекулой уменьшилась, но крайне незначительно (на 0,46%). Появилось жаропонижающее действие (0,860), но противовирусное понизилось на 8,25%.

Во втором — побочных эффектов при Ра>0,7 вообще не наблюдается, при этом жаропонижающее действие еще выше, чем у предыдущего соединения (0,879 против 0,860), что делает указанные молекулы перспективными для синтеза в качестве потенциальных препаратов-антипиретиков.

Более того, полученные в ходе анализа закономерности «структура-свойство» данные можно интерпретировать следующим образом: предполагаемым фармакофором в йодантипирине является пиразолоновое кольцо, которое оказывает противовирусное и противовоспалительное действие. Данный тезис также подтверждает то, что при любой попытке замены карбонильной группы, являющейся неотъемлемой части пиразолонового кольца, терапевтического эффекта при Ра>0,7 не наблюдалось.

Разработана и апробирована методика выделения йодантипирина из лекарственной формы, подтвержденная данными, полученными с помощью физико-химических методов анализа. Ключевыми доказательствами чистоты и идентичности вещества являются: УФ-спектр с λmax1=224 нм, λmax2=267 нм, а также ИК-спектр, показавший наличие всех характерных группировок, включая карбонильную (1650 см-1) и связь C-I (607 см-1). Производное 1f (замена фенила на тиофен) продемонстрировало наивысшую жаропонижающую активность (Pa = 0,879) и полное отсутствие прогнозируемых побочных эффектов с вероятностью Pa > 0,7, что делает его самым перспективным кандидатом. Производное 1c (замена йода на фтор) показало значительное усиление противовоспалительной (Pa = 0,832, +11,83%) и обезболивающей (Pa = 0,831, +14,75%) активности по сравнению с исходной молекулой. Таким образом, работа предоставляет экспериментальную основу для целенаправленного синтеза новых производных йодантипирина с улучшенными физиологическими свойствами.