Published January 16, 2023 | Version v1
Publication Open

Synthesis, Characterization, and Pharmacokinetic Studies of Thiazolidine-2,4-Dione Derivatives

  • 1. Abdul Wali Khan University Mardan
  • 2. Bacha Khan University
  • 3. Taif University
  • 4. COMSATS University Islamabad

Description

Various derivatives of thiazolidine-2,4-dione (C1–C5) were designed and synthesized by chemical reaction with 4-nitrobenzaldehyde using Knoevenagel reaction conditions which results in the reduction of nitro group to amine and further modification results in target compounds. The chemical structures of all the 2,4-thiazolidinedione derivatives have been elucidated by 1H and 13C NMR spectroscopy. These compounds were further characterized by in silico ADME (absorption, distribution, metabolism, and excretion) studies. The pharmacokinetic properties were assessed by SwissADME software. The in silico ADME (absorption, distribution, metabolism, and excretion) assessment reveals that all derivatives (C1 to C5) have 5 to 7 rotatable bonds. Lipophilicity and water solubility showed that C1, C2, and C4 are water soluble except for C3 and C5 which are moderately soluble. All the compounds have high GI absorption except C3. None of the derivatives are blood-brain barrier permeant. Drug metabolism of TZDs derivatives showed that C3 was identified as an inhibitor of CYP2C9 and C5 as an inhibitor of CYP1A2 and CYP2C19. Drug likeness properties indicate that C1 has only one violation of the Ghose rule while C3 has violations in the Ghose and Egan rules. The in silico pharmacokinetic studies revealed high GI absorption and the inability to pass blood-brain barrier which can be further assessed by in vitro and in vivo antihyperglycemic activity. This study will contribute to providing TZDs derivatives with an improved pharmacokinetic profile and decreased toxicity.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تصميم وتوليف مشتقات مختلفة من ثيازوليدين-2، 4 -ديون (C1 - C5) عن طريق التفاعل الكيميائي مع 4 -نيترو بنزالديهايد باستخدام ظروف تفاعل نويفيناجيل مما يؤدي إلى تقليل مجموعة النيترو إلى أمين والمزيد من نتائج التعديل في المركبات المستهدفة. تم توضيح التراكيب الكيميائية لجميع مشتقات 2،4 -ثيازوليدينيديون من خلال التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي 1H و 13C. كما اتسمت هذه المركبات بدراسات سيليكو ADME (الامتصاص والتوزيع والتمثيل الغذائي والإفراز). تم تقييم خصائص الحرائك الدوائية بواسطة برنامج SwissADME. يكشف تقييم ADME في السيليكو (الامتصاص والتوزيع والتمثيل الغذائي والإفراز) أن جميع المشتقات (من C1 إلى C5) تحتوي على 5 إلى 7 روابط قابلة للدوران. أظهرت أليفات الدهون وقابلية الذوبان في الماء أن C1 و C2 و C4 قابلة للذوبان في الماء باستثناء C3 و C5 التي تكون قابلة للذوبان بشكل معتدل. تتمتع جميع المركبات بامتصاص مرتفع للجهاز الهضمي باستثناء C3. لا تتخلل أي من المشتقات حاجز دموي دماغي. أظهر استقلاب الدواء لمشتقات TZDs أنه تم تحديد C3 كمثبط لـ CYP2C9 و C5 كمثبط لـ CYP1A2 و CYP2C19. تشير خصائص تشابه المخدرات إلى أن C1 لديه انتهاك واحد فقط لقاعدة غوس بينما C3 لديه انتهاكات في قواعد غوس وإيجان. كشفت دراسات الحرائك الدوائية في السيليكو عن ارتفاع امتصاص الجهاز الهضمي وعدم القدرة على اجتياز حاجز الدم في الدماغ والذي يمكن تقييمه بشكل أكبر من خلال النشاط المضاد لارتفاع السكر في الدم في المختبر وفي الجسم الحي. ستساهم هذه الدراسة في تزويد مشتقات TZDs بملف تعريف محسن للحرائك الدوائية وتقليل السمية.

Translated Description (French)

Divers dérivés de la thiazolidine-2,4-dione (C1–C5) ont été conçus et synthétisés par réaction chimique avec le 4-nitrobenzaldéhyde en utilisant les conditions de réaction de Knoevenagel, ce qui entraîne la réduction du groupe nitro en amine et d'autres modifications dans les composés cibles. Les structures chimiques de tous les dérivés de 2,4-thiazolidinedione ont été élucidées par spectroscopie RMN du 1H et du 13C. Ces composés ont en outre été caractérisés par des études in silico ADME (absorption, distribution, métabolisme et excrétion). Les propriétés pharmacocinétiques ont été évaluées par le logiciel SwissADME. L'évaluation in silico ADME (absorption, distribution, métabolisme et excrétion) révèle que tous les dérivés (C1 à C5) ont 5 à 7 liaisons rotatives. La lipophilie et la solubilité dans l'eau ont montré que C1, C2 et C4 sont solubles dans l'eau, à l'exception de C3 et C5 qui sont modérément solubles. Tous les composés ont une absorption GI élevée, à l'exception de C3. Aucun des dérivés n'est un perméant de la barrière hémato-encéphalique. Le métabolisme médicamenteux des dérivés de TZD a montré que C3 était identifié comme un inhibiteur du CYP2C9 et C5 comme un inhibiteur du CYP1A2 et du CYP2C19. Les propriétés de ressemblance aux drogues indiquent que C1 n'a qu'une seule violation de la règle Ghose tandis que C3 a des violations des règles Ghose et Egan. Les études pharmacocinétiques in silico ont révélé une absorption gastro-intestinale élevée et l'incapacité de passer la barrière hémato-encéphalique, ce qui peut être évalué davantage par une activité antihyperglycémique in vitro et in vivo. Cette étude contribuera à fournir aux dérivés de TZD un profil pharmacocinétique amélioré et une toxicité réduite.

Translated Description (Spanish)

Se diseñaron diversos derivados de tiazolidina-2,4-diona (C1–C5) y se sintetizaron mediante reacción química con 4-nitrobenzaldehído usando condiciones de reacción de Knoevenagel que dan como resultado la reducción del grupo nitro a amina y la modificación adicional da como resultado compuestos diana. Las estructuras químicas de todos los derivados de 2,4-tiazolidindiona se han dilucidado mediante espectroscopía de RMN 1H y 13C. Estos compuestos se caracterizaron además por estudios in silico ADME (absorción, distribución, metabolismo y excreción). Las propiedades farmacocinéticas se evaluaron mediante el software SwissADME. La evaluación in silico ADME (absorción, distribución, metabolismo y excreción) revela que todos los derivados (C1 a C5) tienen de 5 a 7 enlaces giratorios. La lipofilia y la solubilidad en agua mostraron que C1, C2 y C4 son solubles en agua, excepto C3 y C5 que son moderadamente solubles. Todos los compuestos tienen una alta absorción GI excepto C3. Ninguno de los derivados es permeable a la barrera hematoencefálica. El metabolismo farmacológico de los derivados de TZD mostró que C3 se identificó como un inhibidor de CYP2C9 y C5 como un inhibidor de CYP1A2 y CYP2C19. Las propiedades de semejanza con los medicamentos indican que C1 tiene solo una violación de la regla Ghose, mientras que C3 tiene violaciones en las reglas Ghose y Egan. Los estudios farmacocinéticos in silico revelaron una alta absorción GI y la incapacidad de pasar la barrera hematoencefálica, lo que puede evaluarse adicionalmente mediante la actividad antihiperglucémica in vitro e in vivo. Este estudio contribuirá a proporcionar derivados de TZD con un perfil farmacocinético mejorado y una menor toxicidad.

Files

9462176.pdf.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:93b3c4897d7f36bbca88101eabb5aeef
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
توليف وتوصيف ودراسات الحرائك الدوائية لمشتقات الثيازوليدين-2، 4 -ديون
Translated title (French)
Synthèse, caractérisation et études pharmacocinétiques des dérivés de la thiazolidine-2,4-dione
Translated title (Spanish)
Síntesis, caracterización y estudios farmacocinéticos de derivados de tiazolidina-2,4-diona

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4316591281
DOI
10.1155/2023/9462176

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1561280958
  • https://openalex.org/W1971241436
  • https://openalex.org/W1981708439
  • https://openalex.org/W2003062823
  • https://openalex.org/W2007582789
  • https://openalex.org/W2014637600
  • https://openalex.org/W2038549840
  • https://openalex.org/W2039281282
  • https://openalex.org/W2039478311
  • https://openalex.org/W2059737570
  • https://openalex.org/W2062014588
  • https://openalex.org/W2069126953
  • https://openalex.org/W2072055518
  • https://openalex.org/W2081276121
  • https://openalex.org/W2092449049
  • https://openalex.org/W2094750196
  • https://openalex.org/W2105649494
  • https://openalex.org/W2113364934
  • https://openalex.org/W2159969745
  • https://openalex.org/W2593436234
  • https://openalex.org/W2663516583
  • https://openalex.org/W2776264081
  • https://openalex.org/W2792659208
  • https://openalex.org/W2807626268
  • https://openalex.org/W2935502512
  • https://openalex.org/W2951576022
  • https://openalex.org/W2962983903
  • https://openalex.org/W2982716509
  • https://openalex.org/W2985636042
  • https://openalex.org/W2990309084
  • https://openalex.org/W2992984105
  • https://openalex.org/W3005521919
  • https://openalex.org/W3091980736
  • https://openalex.org/W3154649093
  • https://openalex.org/W3157784408
  • https://openalex.org/W3204273079
  • https://openalex.org/W4200187293
  • https://openalex.org/W4212854461
  • https://openalex.org/W4223563365
  • https://openalex.org/W4283585996
  • https://openalex.org/W4296892981