На правах рукописи Власова Надежда Александровна СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

На правах рукописи
Власова Надежда Александровна
СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ
ПРОИЗВОДНЫХ N-АЦИЛ-5(3,5)МОНО(ДИ)ГАЛОГЕНАНТРАНИЛОВЫХ
КИСЛОТ, ИХ ЭФИРОВ, АМИДОВ, ГИДРАЗИДОВ,
3,1-БЕНЗОКСАЗИН-4-ОНОВ И ХИНАЗОЛИН-4(3H)-ОНОВ
14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата фармацевтических наук
Пермь – 2011
2
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Пермская государственная
фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и
социальному развитию».
Научный руководитель: доктор фармацевтических наук,
профессор Коркодинова Любовь Михайловна
Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук,
профессор Панцуркин Владимир Иванович,
ГОУ
ВПО
«Пермская
государственная
фармацевтическая
академия
Федерального
агентства по здравоохранению и социальному
развитию»
кандидат фармацевтических наук,
доцент Махмудов Рамиз Рагибович, ГОУ ВПО
«Пермский государственный университет»
Ведущая организация:
ГОУ ВПО «Пятигорская фармацевтическая академия Федерального агентства
по здравоохранению и социальному развитию».
Защита диссертации состоится «13» сентября 2011 г. в 13 часов на заседании
диссертационного совета Д 208.068.01 при ГОУ ВПО «Пермская
государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по
здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 614990, г. Пермь, ул.
Полевая, д. 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной
фармацевтической академии по адресу: г. Пермь, ул. Крупской, д. 46.
Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте ПГФА
http://www.pfa.ru «10» августа 2011 г.
Автореферат разослан « 10 » июня 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 208.068.01,
кандидат фармацевтических наук, доцент
Липатникова И.А.
3
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Одной из задач фармацевтической химии
является целенаправленный синтез веществ, обладающих высокой активностью
и малой токсичностью, на основе изучения связи структура–активность.
Особый интерес в этом направлении представляют производные
антраниловой кислоты, что связано с их низкой токсичностью и широким
спектром фармакологического действия. Так, в медицинской практике
используется фуросемид в качестве мочегонного средства, ранее применялись
мефенамовая кислота и ее натриевая соль как противовоспалительные и
жаропонижающие средства, траниласт – бронходилатирующее и противоаллергическое. В органическом синтезе производные антраниловой кислоты
используются как источники получения различных гетероциклических
соединений, среди которых обнаружены вещества с противовирусным,
противоопухолевым, туберкулостатическим и другими видами активности.
На кафедре фармацевтической химии Пермской государственной
фармацевтической академии в результате многолетних исследований в этой
области
были
получены
соединения,
обладающие
выраженными
противовоспалительной и анальгетической активностями. Продолжение поиска
малотоксичных биологически активных веществ среди производных
антраниловой кислоты и полученных на их основе гетероциклических
соединений является актуальным.
Цель исследования. Целью исследования является разработка методик и
синтез новых соединений в рядах производных N-ацилгалогенантраниловых
кислот, 3,1-бензоксазин-4-онов, хиназолин-4(3H)-онов, изучение физикохимических свойств и оценка зависимости между строением и биологической
активностью полученных соединений.
Задачи исследования. Для достижения намеченной цели необходимо
было решить следующие задачи:
1. Осуществить
синтез
производных
N-ацил-5(3,5)моно(ди)-галогенантраниловых кислот, 3,1-бензоксазин-4-онов и хиназолин-4(3H)-онов.
2. Изучить структуру и физико-химические свойства полученных соединений.
3. Провести качественный анализ зависимости фармакологического действия
полученных соединений от структуры и выявить наиболее перспективные.
Научная новизна исследования. Разработаны методики синтеза ранее
неизвестных
эфиров,
амидов,
гидразидов
N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот, 3,1-бензоксазин-4-онов и хиназолин-4(3H)-онов.
Предложен новый способ синтеза 3-амино-2-R-6,8-замещенных
хиназолин-4(3Н)-онов при нагревании до температуры плавления и
4
выдерживании в течение 1-2 мин гидразидов N-ацилгалогенантраниловых
кислот.
Получено 89 новых соединений, структура которых установлена на
основании ИК-, ЯМР 1Н-спектроскопии.
Фармакологическому скринингу подвергнуто 72 вещества, из которых
для дальнейшего углубленного исследования рекомендовано два соединения с
выраженным анальгетическим действием. На них была оформлена заявка на
патент. Проведен анализ результатов исследования биологической активности
синтезированных соединений в сравнении с лекарственными препаратами и
установлены закономерности зависимости биологической активности от
характера заместителей и структурных особенностей молекулы.
Практическая значимость работы. В процессе работы синтезировано
89 соединений, неописанных ранее в литературе.
На основе скрининга проведены экспериментальные исследования
веществ на анальгетическую активность – 5 соединений, антимикробную – 72 и
гипогликемическую
–
21.
Исследована
качественная
зависимость
биологического действия от структуры.
Выявлены вещества с анальгетической активностью представляющие
интерес для дальнейшего изучения: аллиламид N-(3-нитробензоил)-5йодантраниловой кислоты и аллиламид N-(4-метилбензоил)-5-йодантраниловой
кислоты, для которых была определена острая токсичность.
По результатам научных исследований были оформлены 3 акта
внедрения. Полученные данные используются на кафедре фармацевтической
химии в учебном процессе по темам: «Общая фармацевтическая химия. Пути
решения проблемы создания новых лекарственных средств» и «Пара-, орто-, и
мета-аминобензойные кислоты и их производные». Разработанная методика
синтеза 3-амино-2-R-6,8-замещенных хиназолин-4(3Н)-онов применяется в
научной работе кафедры физической и коллоидной химии ПГФА для
получения новых биологически активных соединений, а выявленная
зависимость между строением и биологической активностью соединений – в
работе аспирантов кафедры зоологии позвоночных и экологии Пермского
государственного университета.
Апробация работы и публикации. Материалы работы докладывались и
обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского
состава ПГФА 2006-2009 гг., в том числе на Российской научно–практической
конференции, посвященной 70–летию ПГФА ‹‹Достижения и перспективы в
области создания новых лекарственных средств›› (Пермь, 2007) и на V
Международной медико–фармацевтической конференции студентов и молодых
ученых, посвященной 600-летию Черновцов (Черновцы, 2008). По теме
5
диссертационной работы опубликовано 7 научных работ, в том числе статья в
журнале, рекомендованном ВАК.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических
наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных
исследований Пермской государственной фармацевтической академии (номер
государственной регистрации 01.9.50 007422). Тема утверждена на заседании
Ученого совета Пермской государственной фармацевтической академии,
протокол № 4 от 28 декабря 2006г.
Конкретное участие автора в получении научных результатов.
Изучены и обобщены данные отечественной и зарубежной литературы по
методам получения и биологической активности производных антраниловой
кислоты и гетероциклических систем, полученных на ее основе.
Разработаны методики синтеза и получено 89 ранее неизвестных эфиров,
амидов, гидразидов N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот, 3,1бензоксазин-4-онов и хиназолин-4(3H)-онов, исследованы физико-химические
свойства данных веществ, структура соединений подтверждена данными ИК-,
ЯМР 1Н-спектроскопии.
Впервые осуществлен синтез 3-амино-2-R-6,8-замещенных хиназолин4(3Н)-онов при нагревании до температуры плавления и выдерживании в
течение 1-2 мин гидразидов N-ацилгалогенантраниловых кислот.
Спектры ЯМР 1H синтезированных соединений выполнены зав. кафедрой
физики и математики ПГФА, доцентом, к.физ.-мат.н. Вахриным М.И., ИКспектры – в РИЦ «Фарматест» провизором–аналитиком Бабушкиной Е.Б.
Исследования анальгетической активности и острой токсичности веществ
были выполнены в ЕНИ Пермского государственного университета студентами
под руководством д.ф.н., профессора Мардановой Л.Г. и на кафедре
фармакологии
ПГФА
ассистентом,
к.ф.н.
Гольдштейном
А.Г.
Гипогликемическое действий изучено на кафедре фармакологии ПГФА
аспирантом Булатовым И.П. под руководством д.м.н., профессора Котегова
В.П. Противомикробная активность веществ исследована на кафедре
микробиологии ПГФА ст. преподавателем, к.ф.н. Дубровиной С.С. и
аспиранткой Федоренко Е.Н. под руководством зав. кафедрой, д.ф.н.,
профессора Одеговой Т.Ф.
На основе данных биологических испытаний полученных соединений
проведен
анализ
качественной
зависимости
структура–активность,
позволяющий целенаправленно осуществлять синтез биологически активных
веществ в исследуемых рядах и установлено, что целесообразно проводить
синтез веществ с противомикробной активностью в рядах N-ацилгидразидов Nацил-5-бром(йод)антраниловых кислот и 2-замещенных 3-(R-бензилиден-
6
амино)-6-бром(йод)хиназолин-4(3H)-онов, с гипогликемическим действием –
среди амидов и N-ацилгидразидов N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот, с
анальгетической активностью – в ряду амидов N-ацилгалогенантраниловых
кислот.
Результаты проведенных исследований опубликованы в тезисах и
научных статьях, в том числе в журнале, рекомендованном списком ВАК.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав,
выводов, списка литературы, включающего 160 наименований отечественных и
зарубежных авторов; содержит 20 таблиц, иллюстрирована 8 рисунками. Объем
диссертации составляет 125 страниц машинописного текста.
На защиту выносятся:
1. Синтез N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот, их эфиров,
амидов и гидразидов, 3,1-бензоксазин-4-онов, хиназолин-4(3H)-онов.
2. Физико-химические свойства и доказательство структуры полученных
соединений на основе спектральных данных.
3. Анализ качественной зависимости структура–активность полученных
соединений на основе биологических исследований анальгетической,
гипогликемической, противомикробной активностей и острой токсичности.
Основное содержание диссертации
Производные
антраниловой
кислоты
являются
природными
соединениями, что обуславливает их низкую токсичность и широкий спектр
фармакологического действия. Поэтому синтез и поиск биологически активных
среди них является перспективным.
Глава 1. Производные N-замещенных антраниловых кислот, 3,1бензоксазин-4-онов, хиназолин-4-онов: синтез и биологическая активность.
В главе приводится обзор литературы по синтезу, свойствам и
биологической активности в рядах производных N-ацилантраниловых кислот,
амидов N-замещенных антраниловых кислот, 3,1-бензоксазин-4-онов и
хиназолин-4(3H)-онов.
Глава 2. Синтез N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот, их
эфиров, амидов, гидразидов, 3,1-бензоксазин-4-онов и хиназолин-4(3Н)онов.
В главе представлены собственные исследования по методам синтеза и
изучению свойств N-ацил-5(3,5)-моно(ди)галогенантраниловых кислот, их
эфиров, амидов и гидразидов, 3,1-бензоксазин-4-онов, хиназолин-4(3H)-онов.
7
2.1.Получение N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот
В качестве исходных соединений для синтеза были использованы: 5бромантраниловая, 3,5-дибромантраниловая и 5-йодантраниловая кислоты,
реакцией ацилирования которых хлорангидридами соответствующих кислот
(схема 1) были получены N-ацильные производные 1а-в. Реакцию проводили в
бензоле при нагревании до 80°С в течение 1ч:
Схема 1
COOH
X
O
C
R
COOH
X
Cl
NH2
Y
-HCl
NHCO
R
Y
1а-в
X=Br, Y=H, R=4-NO2C6H4 (1а); X=Br, Y=Br, R=CH2CH2CH3 (1б) ; X=I, Y=H;
R=2-NO2C6H4 (1в).
Синтезированные кислоты являются кристаллическими веществами
белого или желтого цвета, нерастворимые в воде, растворимые в органических
растворителях, таких как ацетон, ДМСО, ДМФА.
Общими фрагментами структуры соединений 1а-в являются бензольное
кольцо, амидная и карбоксильная группы.
В ИК-спектре соединения 1а, снятом в таб. KBr, наблюдается полоса
поглощения карбонила карбоксильной группы при 1672 см-1 и карбонила
амидной группы при 1604 см-1.
В ЯМР 1H-спектрах, записанных в ДМСО-d6, протоны ароматического
кольца обнаруживаются в виде группы сигналов в интервале 7,70-8,56 м.д.
Сигнал протона амидной группы присутствует в слабом поле в виде синглета в
области 9,60-11,99 м.д.
2.2. Синтез 3,1-бензоксазин-4-онов
В результате реакции внутримолекулярной циклизации N-(4нитробензоил)-5-бромантраниловой кислоты (1а) в среде уксусного ангидрида
при 80°С в течение 1 ч был получен 2-(4-нитрофенил)-6-бром-3,1-бензоксазин4-он (2а). Остальные 3,1-бензоксазин-4-оны (2б-д) получены аналогичным
способом (схема 2) из соответствующих галогенсодержащих антраниловых
кислот:
8
Схема 2
O
COOH
X
(CH 3 CO) 2 O
X
O
NHCOR
N
Y
R
Y
2а-д
X=Br, Y=H, R=4-NO2C6H4 (2а); X=Br, Y=Br, R=CH2CH2CH3 (2б); X=I, Y=H,
R=4-CH3C6H4 (2в); X=I, Y=H, R=2-NO2C6H4 (2г); X=I, Y=H, R=3-NO2C6H4 (2д).
Это кристаллические вещества желтого, белого или белого с розоватым
оттенком цвета, нерастворимые в воде, растворимые в ДМСО, ДМФА, этаноле.
Общими фрагментами данных соединений являются бензольное кольцо и
лактонная группа.
В ИК-спектрах соединений 2а, г, д, снятых в таб. KBr, наблюдается
полоса поглощения карбонила лактонной группы при 1776-1760 см-1.
В ЯМР 1Н-спектрах (ДМСО-d6) синтезированных соединений протоны
ароматических кольц обнаруживаются в виде мультиплета в интервале 7,278,71 м.д.
2.3. Синтез и свойства эфиров N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот
Для получения эфиров N-ацил-5-бромантраниловых кислот в качестве
исходного соединения был использован 6-бромизатовый ангидрид, путем
переэтерификации которого в 95%-ном этаноле был получен этиловый эфир 5бромантраниловой кислоты. При последующем ацилированием образованного
эфира различными хлорангидридами кислот были синтезированы соединения
3а-д:
Схема 3
O
Br
O
Br
O
N
H
C2H5OH
O
O
OC2H5
NH2
Cl-R
-HCl
Br
OC2H5
NH
3а-д
R=COC6H4NO2-4(3а), R=COC6H4Br-4 (3б), R=COCH2CH2CH3 (3в),
R=COC6H4CH3-4(3г), R=SO2C6H5 (3д).
R
9
Синтез эфиров N-ацил-5-йодантраниловых кислот (3е, ж) осуществлен
дециклизацией 2-замещенных 6-йод-3,1-бензоксазин-4-онов с 95%-ным
этанолом при температуре 80°С в течение 1,5 ч:
Схема 4
O
I
O
O
I
C2H5OH
OC2H5
NHCO
N
R
R
2 в, д
3е, ж
R=3-NO2 (3е), R=4-CH3 (3ж).
Эфиры представляют собой кристаллические вещества белого цвета,
нерастворимые в воде, растворимые в органических растворителях, таких как
ацетон, хлороформ, ДМСО и ДМФА.
Общими элементами структуры синтезированных эфиров 3а-ж являются
бензольное кольцо и амидная, у соединения 3д – сульфамидная группы. В ИКспектрах (таб. KBr) соединений 3а-е наблюдается полоса поглощения
вторичной аминогруппы N-ацильного фрагмента в интервале 3448-3210 см-1,
характеристические полосы связей карбонила сложноэфирной группы
проявляются в области 1704-1688 см-1, а карбонила амидной группы – при
1700-1660 см-1.
Протоны ароматических колец полученных соединений характеризуются
мультиплетом в интервале 7,26-8,58 м.д. в ЯМР 1Н-спектрах, записанных в
ДМСО-d6. Синглет протона амидной группы присутствуют в слабом поле в
области 10,24-11,34 м.д.
2.4. Получение амидов N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот
Амидированием 2-арил-3,1-бензоксазин-4-онов различными аминами в
среде 95%-ного этанола в присутствии триэтиламина при температуре 18-20°С
были получены амиды N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот:
Схема 5
O
X
HR
O
1
CO
X
-H2O
N
R
1
NHCO
R
R
4а-ц
10
X=Br, R=4-NO2: R1=NHCH3 (4а); R1=NHC2H5 (4б), R1=NHCH2CH2OH (4в),
R1=морфолил (4г), R1=NH(CH2)2CH(CH3)2 (4д), R1=NHCH2C6H5 (4е),
R1=NHNHC6H5 (4ж).
X=I, R=4-CH3: R1=NHCH3 (4и), R1=NHC2H5 (4к), R1=NHCH2C6H5 (4л),
R1=морфолил (4м), R1=N(C2H5)2 (4н), R1=NHCH2CH=CH2 (4п),
R1=NH(CH2)2CH(CH3)2 (4р).
X=I, R=2-NO2: R1=NHCH3 (4с), R1=NHCH2CH=CH2(4т).
X=I, R=3-NO2: R1=NHCH3 (4у), R1=NHCH2CH2OH (4ф), R1=NHCH2CH=CH2
(4х), R1=морфолил (4ц).
Полученные соединения являются кристаллическими веществами белого,
белого с желтоватым оттенком или желтого цвета, нерастворимыми в воде,
растворимыми в ДМСО, ДМФА.
Бензольное кольцо, амидная группа и N-ацильный фрагмент являются
общими элементами структуры синтезированных амидов. В ИК-спектрах
соединений 4а-в, е, к, л, с-у, х, снятых в таб. КВr, наблюдаются полосы
поглощения вторичных амино- (3498-3220 см-1) и карбонильных групп (17001616 см-1) N-ацильного и амидного фрагментов.
В ЯМР 1Н-спектрах (ДМСО-d6) полученных амидов протоны
ароматических колец обнаруживаются в виде мультиплета в интервале 7,179,35 м.д., синглет протона амидной группы присутствует в области 8,49-9,44
м.д., а сигнал протона N-ацильного фрагмента – 10,06-12,69 м.д.
2 . 5 . Синтез и свойства гидразидов N-ацил-5-йодантраниловых кислот
2-R-6-йод-3,1-бензоксазин-4-оны вступают в реакцию с гидразин
гидратом в среде 95%-ного этанола при температуре 18-20°С при постоянном
перемешивании в течение 1 ч с образованием гидразидов N-ацил-5йодантраниловых кислот 5а-г:
Схема 6
O
O
I
NH2NH2
O
N
R
I
NHNH2
NHCO
R
5а-г
R=CH2C6H5 (5а), R=4-CH3C6H4 (5б), R=2-NO2C6H4 (5в), R=3-NO2C6H4 (5г).
11
Это белые кристаллические вещества растворимые в ДМФА, ДМСО и
диоксане, нерастворимые в воде, этаноле.
Общими фрагментами полученных соединений являются ароматическое
кольцо, амидная и гидразидная группы.
В ИК-спектрах (таб. KBr) соединений 5а, в-г NH2-группа гидразидного
фрагмента подтверждается присутствием характерных полос поглощения в
области 3560-3480 см-1, вторичные аминогруппы N-ацильного и гидразидного
фрагментов наблюдаются при 3560-3380 см-1, а карбонилы этих же групп – в
интервале 1680-1600 см-1.
В ЯМР 1H-спектрах, записанных в ДМСО-d6, протоны ароматического
кольца обнаруживаются в виде мультиплета в интервале 7,02-8,56 м.д. Сигнал
протона N-ацильного фрагмента присутствует в виде синглета в области 8,2612,48 м.д., а гидразидной группы – 7,91-8,58 м.д. Сигнал протонов NH2-группы
гидразидного фрагмента при 4,70-5,63 м.д.
2.6. Получение N-ацилгидразидов N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот
Ацилированием гидразидов N-ацил-5-галогенантраниловых кислот
различными хлорангидридами кислот в бензоле при нагревании до 80°C в
течение 1 ч были получены N-ацилгидразиды N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот (6а-ю):
Схема 7
O
X
O
NHNH2
NHCO
R
X
1
R
Cl
-HCl
NHNH
NHCO
R
1
R
6а-ю
X=Br: R=C6H5, R1=SO2C6H5 (6а); R=C6H5, R1=CO-2-фураноил (6б); R=C6H5,
R1=COCH3 (6в); R=C6H5, R1=4-CH3C6H4 (6г); R=C6H5, R1=COCH2CH2CH3
(6д); R=C6H5, R1=COC6H5 (6е); R=4-NO2C6H4, R1=COC6H5 (6ж).
X=I: R=C6H5, R1=COC6H5 (6и); R=C6H5, R1=CO-2-фураноил (6к); R=C6H5,
R1=COC6H4CH3-4 (6л); R=C6H5, R1=COCH2CH(CH3)2 (6м); R=C6H5,
R1=COCH3
(6н);
R=C6H5,
R1=COCH2CH2CH3
(6п);
R=C6H5,
1
1
R =COCH2C6H5
(6р);
R=C6H5,
R =SO2C6H5
(6с);
R=C6H5,
1
1
R =COCH2CH2CH2Cl (6т); R=C6H5, R =COCH2Cl (6у); R=C6H5,
R1=COCH2CH3
(6ф);
R=C6H5,
R1=COC6H4Br-4
(6х);
R=C6H5,
1
1
R =COC6H4NO2-4 (6ц); R=CH2C6H5, R =COCH2C6H5 (6ш); R=4-CH3C6H4,
12
R1=COC6H5 (6щ);
R1=COC6H5 (6ю).
R1=COC6H5
R=2-NO2C6H4,
(6э);
R=3-NO2C6H4,
Синтезированные соединения – белые кристаллические вещества
растворимые в ДМФА, ДМСО и диоксане, нерастворимые в воде, этаноле.
Общими фрагментами полученных соединений являются ароматическое
кольцо, амидная и гидразидная группы.
В ИК-спектрах соединений 6а-е, и-ф, ш-ю, снятых в таб. KBr, полосы
поглощения вторичных аминогрупп N-ацильного и гидразидного фрагментов
наблюдаются при 3580-3208 см-1, а карбонилов этих же групп в интервале 17401600 см-1.
В ЯМР 1H-спектрах (ДМСО-d6) протоны ароматического кольца
обнаруживаются в виде мультиплета в интервале 6,60-8,58 м.д. Сигнал протона
амидной группы N-ацильного фрагмента присутствует в виде синглета в
области 11,12-11,91 м.д., протоны гидразидной группы в интервале 8,00-10,83
м.д., а протон N-ацильного фрагмента гидразидной группы в более слабом поле
при 8,28-11,05 м.д.
2.7. Синтез и свойства 3-амино-2-R-6,8-замещенных хиназолин-4(3H)-онов
При нагревании до температуры плавления и выдерживании в течение 1-2
мин гидразидов N-ацилгалогенантраниловых кислот были получены 3-амино-2R-6,8-замещенные хиназолин-4(3H)-оны (7а-д):
Схема 8
O
CONHNH 2
X
NHCO
Y
o
>t C
X
N
N
R
NH 2
R
Y
7а-д
X=Br, Y=H, R=C6H5 (7а); X=Br, Y=H, R=4-NO2C6H4 (7б); X=Br, Y=H,
R=CH2C6H5 (7в); X=Br, Y=Br, R=CH2CH2CH3 (7г); X=I, Y=H, R=C6H5 (7д).
Полученные соединения представляют собой белые кристаллические
вещества растворимые в ацетоне, ДМФА и ДМСО, не растворимые в воде,
этаноле.
Ароматическое кольцо и первичная аминогруппа являются общими
фрагментами полученных веществ. В ИК-спектрах (таб. KBr) соединений 7а, д
13
полоса поглощения первичной аминогруппы наблюдается при 3350-3340 см-1, а
карбонила лактамной группы – 1672-1668 см-1.
В ЯМР 1H-спектрах (ДМСО-d6) сигнал протонов ароматического кольца
обнаруживается в виде мультиплета в интервале 7,22-8,36 м.д., а протонов
первичной аминогруппы в виде синглета в области 5,60-5,72 м.д.
2.8. Получение и свойства 6-бром(йод)-2-фенил-3-ациламинохиназолин-4(3H)-онов
Реакцией ацилирования аминохиназолонов 7а и 7д различными
хлорангидридами кислот при 80°C в бензоле в течение 1 ч синтезировали
соответствующие 6-бром(йод)-2-фенил-3-ациламинохиназолин-4(3H)-оны (8ар):
Схема 9
O
X
N
N
O
O
NH2
C
R
X
N
Cl
HCl
NHCO
R
N
7а, д
8а-р
X=Br: R=C6H5 (8а), R=CH2C6H5 (8б), R=4-CH3C6H4 (8в), R=2-фураноил (8г),
R=CH2CH2CH3 (8д), R=CH2Cl (8е), R=CH2CH2CH2Cl (8ж).
X=I: R=C6H5 (8и), R=CH2C6H5 (8к), R=4-CH3C6H4 (8л), R=2-фураноил (8м),
R=CH2CH2CH3 (8н), R=CH2Cl (8п), R=CH2CH2CH2Cl (8р).
Это белые кристаллические вещества растворимые в ацетоне, ДМФА и
ДМСО, не растворимые в воде, этаноле.
Общими фрагментами производных являются ароматическое кольцо,
лактамная и амидная группы. В ИК-спектрах соединений 8б, д, и-л (таб. KBr)
полоса поглощения вторичной аминогруппы N-ацильного фрагмента
присутствует в области 3488-3416 см-1 , а карбонила лактамной группы и Nацильного фрагмента при 1712-1664 см-1.
В ЯМР 1H-спектрах соединений 8а-р, записанных в ДМСО-d6, протоны
ароматического кольца обнаруживаются в виде группы сигналов в интервале
6,61-6,79 м.д., а протон N-ацильного фрагмента в виде синглета в более слабом
поле – 11,01-11,67 м.д.
14
2.9. Синтез 3-(R-бензилиденамино)-6-бром(йод)-2-фенилхиназолин-4(3H)-онов
Путем конденсации 3-амино-6-бром(йод)-2-фенилхиназолин-4(3H)-онов с
различными ароматическими альдегидами в среде 95%-ного этанола при
комнатной температуре были синтезированы 3-(R-бензилиденамино)-6бром(йод)-2-фенилхиназолин-4(3H)-оны (9а-и):
Схема 10
O
O
X
N
N
O
C
NH2
H
R
-H2O
X
N
N
CH
R
N
7а, д
9а-и
X=Br: R=H (9а); R=4-Br (9б); R=4-Cl (9в); R=2,4-ОCH3 (9г).
X=I: R=H (9д); R=4-Br (9е); R=4-Cl (9ж); R=2,4-OCH3 (9и).
Синтезированные соединения являются кристаллическими веществами
белого цвета, растворимые в ДМСО, ДМФА и нерастворимые в воде.
Общими элементами структуры являются ароматическое кольцо,
лактамная и азометиновая группы. В ИК-спектрах, снятых в табл. KBr,
соединений 9а, б, д, е полоса поглощения карбонила лактамной группы
наблюдается при 1680 см-1, а азометиновой – при 1608-1592 см-1.
В ЯМР 1Н-спектрах (ДМСО-d6) полученных соединений протоны
ароматических колец обнаруживаются в виде мультиплета в интервале 6,428,38 м.д., сигнал CH-протона азометиновой группы в виде синглета при 8,898,95 м.д.
Глава 3. Биологическая активность производных.
Глава
включает
результаты
биологических
исследований
синтезированных соединений и изучение связи структуры с фармакологическим действием.
15
3.1.Анальгетическая
активность
и
острая
токсичность.
Исследование анальгетической активности 5 соединений проводили по
методике «уксусных корчей». Исследуемые соединения 4п, х в дозе 50 мг/кг
вводили внутрибрюшинно за 1 час до альгогена, а метамизол натрия – в дозе 93
мг/кг; 4а, и, л – через желудочный зонд в дозе 50 мг/кг, а метамизол натрия – в
дозе 50 мг/кг. В качестве альгогена использовали уксусную кислоту, которую
вводили в виде 0,75% водного раствора внутрибрюшинно. Подсчет числа
«корчей» проводили в течение 10 мин. Эффект оценивали по уменьшению в
процентах числа «корчей» по сравнению с контрольными животными.
Для двух наиболее активных соединений анальгетическая активность
также была исследована с помощью теста «горячая пластинка». Соединения
вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг, а метамизол натрия – в дозе 93 мг/кг,
в виде взвеси в 2% крахмальной слизи за 30 мин до помещения животного на
нагретую до 53,5 оС металлическую пластинку. Показателем изменения
болевой чувствительности служила длительность пребывания животного на
горячей пластинке до момента облизывания им лапок.
Острую токсичность соединений, проявивших биологическую активность
на уровне и выше метамизола натрия, определяли при однократном
внутрибрюшинном введении соединений в виде 2% крахмальной слизи.
Каждой паре животных вводили одну дозу в порядке возрастания. Гибель
животных регистрировали в течение 24 часов. ЛД50 вычисляли экспрессметодом при р≤0,05.
В ходе исследования установлено, что аллиламид N-(3-нитробензоил)-5йодантраниловой кислоты (4х) и аллиламид N-(4-метилбензоил)-5йодантраниловой кислоты (4п), проявляют выраженную анальгетическую
активность по тестам «уксусные корчи» и «горячая пластинка» и относятся к
практически нетоксичным веществам по классификации Сидорова К.К.
Активность и острая токсичность, исследованных соединений
представлена в табл. 1.
16
Таблица 1
CONH
X
R
1
NHCO
R
Анальгетическая активность и острая токсичость амидов N-ацил-5бром(йод)антраниловых кислот
Соедине-
X
R1
R
ние
Торможение
«уксусных
корчей» к
контролю,
%
Время
Острая
оборонительного
токсичность, ЛД50,
рефлекса, на пике
мг/кг
действия, с
4а
Br
4-NO2
CH3
30,0*
–
–
4и
I
4-CH3
CH3
19,2**
–
–
4л
I
4-CH3
CH2C6H5
18,5*
–
–
58,0
–
–
Метамизол натрия
4п
I
4-CH3
CH2CH=CH2
58,5*
23,2±0,7*
2750,0
(2083,3÷3630,0)
4х
I
3-NO2
CH2CH=CH2
68,0*
25,8±1,0*
2500,0
(2212,4÷2825,0)
Контроль
–
10,2±0,37
–
Метамизол натрия
55,0
12,8±1,9*
1630,0
(37,0÷83,0)
(1400,0÷1900,0)
Достоверность отличий по сравнению с контролем при р≤0,05–*, р≤0,01–**.
3.2.Противомикробное действие исследовано у 72 новых соединений.
Определение проводили методом двукратных серийных разведений в жидкой
питательной среде в отношении фармакопейных штаммов: Staphylococcus
aureus ATTC 6538-P, Escherichia coli ATSS 25922. Бактериостатический эффект
исследуемых соединений сравнивали с действием диоксидина и этакридина
лактата.
Противомикробное действие некоторых исследованных соединений
представлено в табл. 2.
17
Таблица 2
Противомикробная активность производных антраниловых кислот
Ряд соединений
Соединение
Противомикробная активность,
МПК, мкг/мл
S. aureus
E. coli
125
1000
N-ацилгидразиды
6к
N-ацил-5-бром(йод)-
6м
250
500
антраниловых кислот
6п
250
1000
6ф
250
1000
8п
250
500
9д
250
250
Диоксидин
62,5-1000
3,9-62,5
Этакридина лактат
2000
500
6-Бром(йод)-2-фенил-3R-ациламинохиназолин-4-(3Н)-оны
3-(R-бензилиденамино)-6-бром(йод)-2фенилхиназолин-4(3Н)-оны
В результате проведенных исследований установлено, что наиболее
целесообразно проводить поиск высокоактивных соединений с данным видом
активности в рядах N-ацилгидразидов N-ацил-5-бром(йод)антраниловых
кислот,
6-бром(йод)-2-фенил-3-ациламинохиназолин-4-(3Н)-онов
и
2замещенных 3-(R-бензилидениламино)-6-бром(йод)хиназолин-4(3H)-онов.
3.3.Гипогликемическая активность исследована у 21 соединения.
Изучаемые соединения инъекцировали внутрибрюшинно в скрининговой дозе
25 мг/кг. Уровень гликемии характеризовали глюкозооксидазным методом до, а
также через 3 и 5 часов после введения апробируемого соединения, а в
контроле – одного растворителя. Содержание глюкозы в крови определяли на
приборе Stat Fax 4500.
В качестве препаратов сравнения использовали пероральные гипогликемические средства: метформин («Сиофор», Berlin-Chemie), карбутамид
(«Букарбан», Chinoin) и гликлазид («Диабетон», Servier).
При оценке специфической активности изучаемых соединений, помимо
достоверности отличий по сравнению с контролем, учитывалась стабильность
их гипогликемического действия. Вещества с наиболее выраженным эффектом
18
обеспечивали его сохранение на протяжении всего 5-часового периода
наблюдения, соединения с умеренным действием – только в одной временной
точке. Результаты испытаний наиболее активных веществ приведены в табл. 3.
Таблица 3
Гипогликемическая активность производных антраниловых кислот
Уровень гликемии, ммоль/л
Соединение
Изменение гликемии, %
исх.
3ч
5ч
3ч
5ч
4в
4,6±0,10
3,7±0,26
4,6±0,24
-19,9±4,92*
-0,4±4,08
4д
5,1±0,19
4,2±0,19
4,8±0,29
-17,5±1,19*
-6,7±5,58
4м
4,8±0,24
3,9±0,34
4,6±0,32
-19,4±5,60*
-4,2±5,28
Контроль
4,5±0,27
4,4±0,26
4,3±0,29
-2,7±1,97
-4,9±3,65
Гликлазид
4,3±0,17
2,9±0,13
3,71±0,07
-32,1±3,60*
-14,3±1,91*
Метформин
5,1±0,11
5,3±0,18
5,4±0,16
+4,3±4,11
+5,3±2,80
3а
4,7±0,06
4,0±0,13
3,9±0,18
-15,6±2,75**
-16,3±4,03*
6г
4,8±0,18
3,8±0,13
4,0±0,16
-21,8±3,32**
-16,2±2,11***
6н
5,4±0,29
4,3±0,21
4,1±0,08
-19,2±5,22*
-23,3±4,91***
6р
5,2±0,16
4,8±0,19
4,5±0,18
-7,4±4,15
-13,7±2,44**
6ц
4,7±0,08
4,1±0,13
4,3±0,16
-12,9±1,88*
-9,3±2,22
Контроль
5,1±0,15
4,9±0,21
4,8±0,13
-3,5±2,3
-6,4±2,1
Карбутамид
4,0±0,13
3,2±0,13
3,1±0,14
-21,2±2,0*
-21,9±2,8**
Гликлазид
5,4±0,23
3,8±0,14
3,7±0,25
-28,5±5,6**
-31,9±6,4**
Метформин
5,1±0,11
5,3±0,18
5,4±0,16
+4,3±4,1
+5,3±2,8
Достоверность р≤0,05 – *, р≤0,01 – **, р≤0,001 – ***.
В ходе исследования установлено, что амиды (4в, д, м) и гидразиды (6р,
ц) N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот, обладают умеренным, а 3
вещества – этиловый эфир N-(4-нитробензоил)-5-бромантраниловой кислоты
(3а), 4-метилбензоилгидразид N-бензоил-5-бромантраниловой кислоты (6г) и
метилгидразид N-бензоил-5-йодантраниловой кислоты (6н) – выраженным
сахароснижающим эффектом, поскольку проявляют активность на протяжении
5-часового эксперимента. По эффективности сахароснижающего действия
последние соединения аналогичны препарату – сравнения карбутамиду. Таким
образом, можно сделать вывод о целесообразности исследования
гипогликемической активности среди амидов и N-ацилгидразидов N-ацил-5бром(йод)антраниловых кислот.
19
1.
2.
3.
4.
5.
Выводы:
Используя препаративные методики, было получено 89 соединений,
неописанных ранее в литературе:
а) путем ацилирования N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот,
этилового эфира 5-бромантраниловой кислоты, гидразидов N-ацил-5бром(йод)антраниловых кислот и 3-амино-6-бром(йод)-2-фенилхиназолин4(3Н)-онов
различными
хлорангидридами
кислот
получены
соответствующие ацильные производные;
б) амидированием 2-арил-3,1-бензоксазин-4-онов различными аминами
синтезированы амиды N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот;
в) в результате внутримолекулярной циклизации N-ацил-5(3,5)моно(ди)галогенантраниловых кислот получены 2-замещенные 6-йод-3,1бензоксазин-4-оны;
г) дециклизацией 2-замещенных 6-йод-3,1-бензоксазин-4-онов с 95%-ным
этанолом или гидразингидратом осуществлен синтез эфиров N-ацил-5йодантраниловых кислот и гидразидов N-ацил-5-йодантраниловых кислот,
соответственно;
д) при конденсации 3-амино-6-бром(йод)-2-фенилхиназолин-4(3Н)-онов с
различными
ароматическими
альдегидами
получены
3-(Rбензилиденамино)-6-бром(йод)-2-фенилхиназолин-4(3Н)-оны.
Структура полученных соединений подтверждена ИК-, ЯМР 1Нспектроскопией.
Разработана новая методика синтеза 3-амино-2-R-6,8-замещенных
хиназолин-4(3H)-онов при нагревании до температуры плавления и
выдерживании в течение 1-2 мин гидразидов N-ацилгалогенантраниловых
кислот.
Для поиска соединений с противомикробным действием наиболее
перспективными являются N-ацилгидразиды N-ацил-5-йодантраниловых
кислот, содержащие в N-ацильном фрагменте гидразидной группы
алифатический или гетероциклический заместители, 6-бром(йод)-2-фенил-3ациламинохиназолин-4-(3Н)-оны и 2-замещенные 3-(R-бензилиденамино)-6бром(йод)хиназолин-4(3H)-оны.
Целенаправленный
синтез
биологически
активных
веществ
с
гипогликемическим действием целесообразно проводить в рядах амидов и
N-ацилгидразидов N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот.
Исследование анальгетической активности 5 синтезированных соединений
из ряда амидов N-ацил-5-бром(йод)антраниловых кислот показало, что
выраженным действием обладают 2 соединения: аллиламид N-(3нитробензоил)-5-йодантраниловой
кислоты
и
аллиламид
N-(4-
20
метилбензоил)-5-йодантраниловой кислоты, которые являются практически
нетоксичными по классификации Сидорова К.К.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Основное содержание диссертации изложено в работах:
Синтез, свойства и противовоспалительная активность этиловых эфиров
NH-ацил-5-йод(бром)антраниловой кислоты / Н.А. Власова [и др.] //
Вестн. Перм. гос. фармац. акад. – 2007. – № 2. – С. 69–72.
Власова, Н.А. Синтез и свойства ацилгидразидов NH-бензоил-5йодантраниловой кислоты / Н.А. Власова, Е.Р. Курбатов, Л.М.
Коркодинова // Достижения и перспективы в области создания новых
лекарственных средств : материалы Рос. науч.–практ. конф., посвящ. 70летию ПГФА (27 – 28 нояб. 2007 г, Пермь). – Пермь, 2007. – С. 19–22.
Синтез, свойства и противомикробная активность замещенных
гидразидов NH-бензоил-5-бром(йод)антраниловых кислот / Н.А. Власова
[и др.] // Современное состояние и пути оптимизации лекарственного
обеспечения населения: материалы науч.-практ. конф. ПГФА (14-ая
Междунар. выставка «Медицина и здоровье», 13 – 15 нояб. 2008 г). –
Пермь, 2008. – С. 212–216.
Власова, Н.А. Синтез и противомикробная активность ацилгидразидов
NH-бензоил(фенилацетил)-5-йодантраниловой кислоты / Н.А. Власова,
Е.Р. Курбатов, Е.Н. Федоренко // ХИСТ. – Чернiвцi, 2008. – Вип. 10. – С.
119.
Власова, Н.А. Синтез и свойства амидов NH-ацил-5-йодантраниловой
кислоты / Н.А. Власова, Е.Р. Курбатов // Вестн. Перм. гос. фармац. акад. –
2008. – № 4. – С. 122–125.
Власова,
Н.А.
Синтез
и
свойства
амидов
NH-ацил-5бром(йод)антраниловых кислот / Н.А. Власова, Е.Р. Курбатов // Вестн.
Перм. гос. фармац. акад. – 2009. – № 5. – С. 81–84.
Синтез и сравнительная характеристика противомикробной активности 6бром(йод)-2-фенил-3-аминохиназолин-4(3H)-онов и их NH-ацильных
производных / Н.А. Власова [и др.] // Вопросы биолог., мед. и фармац.
химии. – 2010. – № 2. – С. 17–19.