Synthesis and enhanced neuroprotective activity of C60-based ebselen derivatives

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Abstract

A C60-based ebselen derivative 4 was synthesized through the cycloaddition of C60 with the azide (3) containing the ebselen component. It was obtained in a four-step synthesis starting from 2-(chloroseleno)benzoyl chloride and 2-(2-aminoethoxy)ethanol in 53% yield (based on consumed C60). Its structure was characterized by 1H NMR, 13C NMR, IR, UV, and FAB-MS. To verify that the C60-based ebselen derivative 4 had enhanced antioxidative and neuroprotective activity, the C60 derivative 5 and the ebselen derivative 6 were selected to treat cortical neuronal cells using the same procedures as with the C60-based ebselen derivative 4. The cellular viability of different derivative treatment groups was estimated by LDH leakage assay and MTT assay. At the same final concentration (30 µmol/L), the results showed that the antioxidative and protective potencies of the C60-based ebselen derivative 4 (MTT (OD) 0.340 ± 0.035, LDH release (UL−1) 4.80 ± 0.16) against H2O2-mediated neuronal injury have an advantage over those of C60 derivative 5 (MTT (OD) 0.297 ± 0.036, LDH release (UL−1) 5.37 ± 0.31) and ebselen derivative 6 (MTT (OD) 0.267 ± 0.027, LDH release (UL−1) 5.85 ± 0.26). Correspondingly, the GPX activity of 4 (1.62 U/µmol) was higher than that of 5 (0.77 U/µmol) and 6 (1.24 U/µmol). These findings demonstrate that the incorporation of two components with similar biological activity (C60 component and ebselen component) may be a desirable way of obtaining a new and more biologically effective C60-based compound.

On a réalisé la synthèse du dérivé 4 de l'ebsélène à base de C60 en procédant à la cycloaddition du C60 sur l'azide (3) qui contient une composante d'ebsélène qui a été obtenu en quatre étapes à partir du chlorure de 2-(chloroséléno)benzoyle et de 2-(2-aminoéthoxy)éthanol, avec un rendement de 53% sur la base de la quantité de C60 utilisé. On a caractérisé sa structure par spectroscopies RMN du 1H et du 13C, par infrarouge, ultraviolet et spectrométrie de masse avec bombardement rapide. Dans le but de vérifier l'augmentation de l'activité antioxydante et neuroprotective du dérivé 4 de l'ebsélène à base de C60, son activité a été comparé à celles du dérivé en C60 5 et du dérivé de l'ebsélène 6 pour le traitement d'une cellule corticoneuronale, en utilisant les mêmes techniques. La viabilité cellulaire des groupes traités par divers dérivés a été évaluée par une combinaison de l'évaluation de l'émission de lactase déshydrogénase (LDH) et du clivage du bromure de 3-(4,5-diméthylthiazol-2-yl)-2,5-diphényltétrazolium (MTT). Les résultats montrent que, à la même concentration finale (30 µmol/L), les pouvoirs antioxydant et protecteur du dérivé 4 de l'ebsélène à base de C60, (MTT (OD) 0,340 ± 0,035, émission de LDH (UL−1) 4,80 ± 0,16) contre les dommages neuronaux provoqués par le H2O2 sont plus grands que ceux apportés par le dérivé en C60 (5), (MTT (OD) 0,297 ± 0,036, émission de LDH (UL−1) 5,37 ± 0,31) et ceux apportés par le dérivé de l'ebsélène (6), (MTT (OD) 0,267 ± 0,027, émission de LDH (UL−1) 5,85 ± 0,26). D'une façon correspondante, l'activité GPX du composé 4 (1,62 U/mmole) est supérieure à celles du composé 5 (0,77 U/mmole) et du composé 6 (1,24 U/mmole). Ces observations démontrent que l'incorporation de deux composants ayant des activités biologiques semblables (le composant en C60 et le composant de l'ebsélène) peut s'avérer être une façon désirable d'obtenir un composé à base de C60 qui soit biologiquement plus actif. Mots-clés: fullerène, dérivé de l'ebsélène, azide, activité neuroprotective, viabilité cellulaire. [Traduit par la Rédaction]

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