Корелација структуре и ретенције стероидних тетраоксана применом танкослојне хроматографије и мултиваријантних хемометријских метода

Abstract

У оквиру овог рада испитиван је утицај структуре различитих класа биолошки активних стероидних тетраоксана на њихово ретенционо понашање у условима реверзно-фазне танкослојне хроматографије. Као стационарне фазе коришћени су RP-18 силика-гел и CN- силика-гел. Ретенција испитиваних стероидних тетраоксана се заснива на њиховим неспецифичним хидрофобним интеракцијама са неполарном стационарном фазом. На основу добијених резултата одређена је липофилност бис-стероидних и мешовитих тетраоксана преко параметара RM 0, b, C0 и PC1. На основу статистички значајних линеарних корелација између ових параметара и израчунатих logKоw вредности, утврђено је да се параметри RM 0, b, C0 и PC1 могу успешно применити за процену липофилности бис-стероидних тетраоксана, док се за процену липофилности мешовитих тетраоксана могу користити параметри RM 0, b и PC1. За изналажење дескриптора који на најбољи начин описују ретенционо понашање стероидних тетраоксана и квантификацију њиховог утицаја примењене су мултиваријантне хемометријске методе као што су анализа главних компонената, кластерска анализа, метода делимичних најмањих квадрата и вишеструка линеарна регресија. На основу добијених резултата предложени су најважнији структурни дескриптори који утичу на понашање и својства стероидних тетраоксана у примењеним хроматографским условима. За обе групе стероидних тетраоксана процењено је да највећи утицај на ретенцију имају структурни дескриптори који се односе на поларност молекула и њихове протон-донорске и акцепторске способности. На овај начин су утврђени статистички значајни модели који даље могу да се примене за предвиђање хроматографског понашања и липофилности нових сродних молекула. Модели који се односе на зависности биолошких активности бис-стероидних и мешовитих тетраоксана нису статистички значајни. На квалитативном нивоу указују на значај величине и облика молекула, поларности и протон-донорских својстава на антипролиферативну активност бис-стероидних тетраоксана. Насупрот томе, на антималаријску активност мешовитих тетраоксана највећи утицај имају дескриптори који уједно имају и највећи утицај на њихову ретенцију.

The main focus of this PhD thesis was an investigation of the structure of different classes of biologically active steroidal tetraoxanes on their retention behavior applaying the reversed-phase thinlayer chromatography. As the stationary phases were used unpolar RP-18 silica and CN-silica with moderate polarity. The hydophobic interactions of the investigated substances with non-polar sorbents were proposed as interaction determining retention under RP conditions. Four chromatographic descriptors, RM 0, b, C0 and PC1 were used for assessing the lipophilicity of bis-steroidal and mixed tetraoxanes. On the basis of statisticaly significant linear correlations between these parameters and calculated logKоw values, it was found that all of them are suitable for lipophilicity estimation of bis-steroidal tetraoxanes, while for lipophilicity estimation of mixed tetraoxanes parameter C0 can be considered as the unfavorable. Chemometric methods such as principal component analysis, cluster analysis, partial least square and multiple linear regression, were performed to identify the molecular descriptors that best describe the chromatographic behavior of the investigated compounds, and to quantify their influences. For both classes of steroidal tetraoxanes the highest influence on retention have structural descriptors which describe the polarity of molecules and their hydrogen bond donating and accepting abbilities. In this way statistical significant models that can be used for prediction of chromatographic behavior and lipophilicity of a newly synthesized molecules are identified. Models based on biological activities and structural descriptors of both classes of steroidal tetraoxanes are statistically insignificant. On qualitative level, the most prominent factors affecting antiproliferative activity of the investigated bis-steroidal tetraoxanes are those relating to the size and shape of a molecule and those regarding to their polarity and the ability of hydrogen bodning. Contrary to that, the most prominent factors affecting antimalarial activity of mixed tetraoxanes are the same as the factors affecting their retention.