Синтез, свойства производных диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов и биологическая активность полученных соединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.04.02, кандидат наук Сюткина Алёна Ивановна

• Сюткина Алёна Ивановна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Сюткина Алёна Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ СИНТЕЗА, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОДУКТОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ А-ЗАМЕЩЕННЫХ 3-ИМИНО(ГИДРАЗОНО)-3Я-ФУРАН-2-ОНОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1. Синтез А-замещенных 3-имино(гидразоно)-3Я-фуран-2-онов

1.1.1. Реакции по активированной метиленовой группе фуранового цикла

1.1.2. Реакции по лактонному карбонилу в положении 3 фуранового цикла

1.1.3. Построение фуранового цикла с имино(гидразоно)функцией в положении 3 методом внутримолекулярной циклизации

1.2. Химические свойства А-замещенных 3-имино(гидразоно)-5Я-фуран-2-онов

1.2.1. Взаимодействие с ОЯ-нуклеофилами

1.2.2. Взаимодействие с АЯ-нуклеофилами

1.2.3. Взаимодействие с £Я-нуклеофилами

1.2.4. Взаимодействие с СЯ-нуклеофилами

1.3. Биологическая активность продуктов химических превращений А-замещенных 3-имино(гидразоно)-5Я-фуран-2-онов

1.3.1. Острая токсичность

1.3.2. Анальгетическая активность

1.3.3. Противовоспалительная активность

1.3.4. Антибактериальная активность

1.3.4. Антирадикальная активность

1.4. Заключение по главе

29

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИАРИЛМЕТИЛЕНГИДРАЗОНОВ 5-ТРЕТ-БУТИЛ-2,3-ДИГИДРО-2,3-ФУРАНДИОНОВ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ СИНТЕЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ)

2.1. Синтез диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов

2.2. Химические свойства диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов

2.2.1. Взаимодействие с ОЯ-нуклеофилами с образованием алкил 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексаноатов (4)

2.2.2. Взаимодействие с АЯ-нуклеофилами с образованием 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексанамидов (6)

2.2.3. Взаимодействие с АЯ-нуклеофилами с образованием гидразидов 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексановых кислот (7)

2.2.4. Взаимодействие с СЯ-нуклеофилами с образованием 3-замещенных 2-амино-5-(3,3 - диметил-2-оксо бутилиден) -1- ((диарилметилен)амино) -4-оксо-4,5-дигидро-1Я-пирролов (8)

2.3. Биологическая активность синтезированных соединений

2.3.1. Анальгетическая активность

2.3.2. Противовоспалительная активность

2.3.3. Противомикробная активность

2.3.4. Антирадикальная активность

2.3.5. Молекулярный докинг

2.3.6. Острая токсичность отобранных соединений

2.4. Заключение по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Экспериментальная химическая часть

3.2. Экспериментальная биологическая часть

3.2.1. Метод определения анальгетической активности

3.2.2. Метод определения противовоспалительной активности

3.2.3. Метод определения противомикробной активности

3.2.4. Метод определения радикалсвязывающей активности

3.2.5. Молекулярный докинг

3.2.6. Исследование острой токсичности

3.3. Методы статистической обработки результатов

3.4. Заключение по главе

ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

БИБЛИОРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез, свойства производных диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов и биологическая активность полученных соединений»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. На данный момент известна масса биологически активных веществ, но требования медицины до сих пор во многом не удовлетворены. Поэтому поиск новых активных и малотоксичных соединений и в настоящее время является востребованным. Одним из методов получения таких веществ является органический синтез.

Имины и гидразоны 2,3-фурандионов представляют интересный класс производных фурана. Наличие в их структуре нескольких реакционных центров делает возможным проведение разнообразных химических реакций, а варьирование заместителей в гетероцикле, имино- и гидразонофункциях позволяет изменять направление атаки нуклеофильного реагента и структуру конечных продуктов реакции. Ранее проведенные исследования показали, что продукты химических превращений 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов обладают разнообразным фармакологическим действием:

противоопухолевым, противовоспалительным, антиоксидантным,

противомикробным, анальгетическим, антигипоксическим и другими видами биологической активности при низкой токсичности. Таким образом, продолжение работы по изучению химических свойств иминов и гидразонов 2,3-фурандионов и биологической активности полученных соединений является актуальным.

Степень разработанности.

В настоящее время 3-имино(гидразоно)-3Я-фуран-2-оны успешно применяются для получения разнообразных ациклических и гетероциклических соединений, обладающих широким спектром биологического действия. Работой над синтезом и химическими превращениями имино(гидразоно)фуранонов занимаются ученые из разных стран, в том числе и в России под руководством Рубцова А.Е., Пулиной Н.А.,

Егоровой А.Ю., Игидова Н.М. и др. К настоящему моменту известен ряд работ и патентов на активные вещества.

Однако, некоторые вопросы химических свойств имино(гидразоно)фуранонов до сих пор исследованы довольно скудно, особенно это касается фуранонов с трет-бутильным заместителем в 5 положении кольца. Исследования биологической активности также требуют масштабирования с целью поиска новых потенциальных лекарственных средств и создания глобальных баз данных для потребностей медицинской химии.

В работе подробно рассмотрен синтез биологически активных соединений, полученных в реакциях диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов с нуклеофильными реагентами, а именно OH-, NH- и СЯ-нуклеофилами.

Цель исследования. Синтез и изучение химических свойств диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов, а также исследование биологической активности полученных соединений.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Получить исходные 3-диарилметиленгидразоны 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов;

2. Изучить их химические свойства на основе взаимодействия с OH-, NH-, и СЯ-нуклеофилами;

3. Установить строение полученных соединений современными физико-химическими методами анализа (ИК-, ЯМР-спектроскопия, масс-спектрометрия, рентгеноструктурный анализ);

4. Провести фармакологический скрининг синтезированных соединений;

5. Выявить наиболее перспективные из них для углубленного изучения.

Синтезирован новый, ранее не описанный в литературе 3-(9Я-флуорен-9-илиден)гидразоно-5-трет-бутилфуран-2(3Я)-он. Установлено, что данный фуранон, а также описанные ранее 5-трет-бутил-3-((дифенилметилен)гидразоно)фуран-2(3Я)-он, 5-трет-бутил-3-((2-оксо-1,2-дифенилэтилиден)гидразоно)фуран-2(3Я)-он и 5-трет-бутил-3-((4-метоксифенил)(фенил)метилен)гидразоно)фуран-2(3Я)-он взаимодействуют с алифатическими и ароматическими одноатомными спиртами, а также первичными алифатическими, ароматическими, гетероциклическими аминами и гидразидами алифатических, ароматических и гетероциклических кислот с раскрытием цикла и образованием 2-(2-(диарилметилен)гидразинил)-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еноатов, А-алкил(арил, гетарил)-2-

((диарилметилен)гидразоно)-5,5-диметил-4-оксогексанамидов и гидразидов 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексановых кислот

соответственно. Рециклизацией гидразонов 2,3-дигидро-2,3-фурандионов под действием производных цианоуксусной кислоты в качестве СЯ-нуклеофилов получены 2-амино-5-(3,3-диметил-2-оксобутилиден)-1-

((диарилметилен)амино)-4-оксо-4,5-дигидро-1Я-пирролы. Структура

соединений подтверждена методами ИК-, ЯМР 1Н-, ЯМР 13С-спектроскопии, масс-спектрометрии и рентгеноструктурного анализа. Проведен фармакологический скрининг полученных соединений на предмет анальгетической, противовоспалительной, антирадикальной,

антибактериальной и противогрибковой активности. Проведен молекулярный докинг соединений в отношении циклооксигеназы-2 и каспазы-1. Были определены перспективные для дальнейшего изучения соединения.

Теоретическая и практическая значимость.

В ходе работы было получено 80 новых, ранее не описанных в литературе, соединения. Отработаны легко воспроизводимые методики получения в зависимости от характера реагента и растворимости продуктов

для неописанных ранее 2-(2-(диарилметилен)гидразинил)-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еноатов, А-алкил(арил, гетарил)-2-((диарилметилен)гидразоно)-5,5-диметил-4-оксогексанамидов, А'-замещенных гидразидов 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексановых кислот, 3-замещенных 2-амино-5-(3,3-диметил-2-оксобутилиден)-1-

((диарилметилен)амино)-4-оксо-4,5 - дигидро-1 Я-пирролов.

Был проведен фармакологический скрининг 39 синтезированных соединений в отношении анальгетической активности по методу «горячая пластина», 16 соединений - по методу «уксусные корчи», для 26 синтезированных соединений был проведен скрининг в отношении противовоспалительной активности на модели острого воспалительного отека, для 13 - в отношении антирадикальной, для 61 - противомикробной и противогрибковой активности, девять соединений были исследованы методом молекулярного докинга по отношению к циклооксигеназе-2 и каспазе-1. По результатам исследований было выявлено десять соединений с выраженной анальгетической активностью, десять - с выраженной противовоспалительной активностью, два соединения продемонстрировали противогрибковый эффект, сравнимый с эффектом флуконазола, отобрано два соединения, проявивших самую высокую степень связывания с циклооксигеназой-2 и каспазой-1. Полученные результаты указывают на перспективность дальнейших исследований.

Методология и методы исследования

В ходе исследования были использованы классические методы органического синтеза, выделения и очистки полученных продуктов. Структура соединений была доказана современными физико-химическими методами анализа: ИК-, ЯМР 1H-, ЯМР 13С-спектроскопия, масс-спектрометрия, элементный анализ и рентгеноструктурный анализ. Фармакологический скрининг производился при помощи методов in silico, in vitro и in vivo. Полученные данные подвергались статистической обработке с

применением компьютерных программ и методов математической статистики.

Положения, выносимые на защиту

1. Синтез диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов внутримолекулярной циклизацией 2-((диарилметилен)гидразоно-5,5-диметил-4-оксогексановых кислот под действием ангидридов алифатических кислот.

2. Изучение взаимодействия диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов с алифатическими и ароматическими спиртами в качестве ОЯ-нуклеофилов, первичными алифатическими, ароматическими и гетероциклическими аминами, а также гидразидами алифатических, ароматических и гетероциклических кислот в качестве АЯ-нуклеофилов и производными цианоуксусной кислоты в качестве СЯ-нуклеофилов.

3. Установление структур полученных соединений.

4. Проведение фармакологического скрининга синтезированных соединений.

Степень достоверности

Степень достоверности работы подтверждается возможностью повторить все предложенные методики и проверить полученные данные с помощью современных приборов анализа. Проведение фармакологического скрининга осуществлялось согласно фиксированным стандартным методикам, рекомендованным актуальной нормативной документацией, биологическая активность in vivo изучена на достаточном количестве лабораторных животных при наличии сертификатов и ветеринарных свидетельств. В работе использовались приборы и оборудование, прошедшие метрологический контроль в установленном порядке. Достоверность научных положений и выводов базируется на достаточных по своему объему данных и количеству

полученного материала, современных методах исследования и статистической обработке экспериментальных данных.

Апробация результатов

Результаты исследований были представлены в виде тезисов и/или устных, постерных докладов и обсуждались на следующих конференциях: Российская научно-практическая студенческая конференция «Актуальные вопросы современной фармацевтической науки» (г. Пермь, 2015 г., 2016г., 2017 г. - устный доклад); Научно-практическая конференция с международным участием «Создание конкурентоспособных лекарственных средств - приоритетное направление развития фармацевтической науки» (г. Пермь, 2017 г. - тезисы, 2019 г. - устный доклад); XXV Международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов «Актуальные вопросы создания новых лекарственных средств» (г. Харьков, 2018 г., тезисы); Всероссийская научная конференция с международным участием "Поликарбонильные соединения", посвященная 85-летию Ю.С. Андрейчикова (г. Пермь, 2019 г., тезисы); Mendeleev 2019, the XI International Conference on Chemistry for Young Scientists (г. Санкт-Петербург, 2019 г., устный доклад, постерный доклад, тезисы, язык конференции - английский); III Международная конференция «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM 2019, г. Екатеринбург, 2019 г., тезисы); Региональный конкурс инновационных проектов по программе УМНИК - 2019 (г. Пермь, 2019 г., устный доклад, тезисы); IV Международная конференция «Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов» (MOSM 2020, г. Екатеринбург, 2020 г., тезисы); Perm Falling Walls Lab - региональный этап международной молодежной конференции Falling Walls Conference (г. Пермь, 2020 г., устный доклад, язык конференции - английский).

Основное содержание материалов диссертации было изложено в 10 печатных работах, в том числе в двух статьях в журналах, рекомендованных перечнем ВАК и базой данных SCOPUS, в восьми статьях и тезисах в электронных журналах, сборниках и материалах научных конференций различного уровня. Находится в печати одна статья в журнале, рекомендованном перечнем ВАК и базой данных SCOPUS, поданы две заявки на патент.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Научные положения диссертации соответствуют специальности 14.04.02 - Фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соответствуют области исследования специальности, конкретно пункту 1 паспорта специальности фармацевтическая химия, фармакогнозия.

Личный вклад автора

Автор участвовал во всех этапах исследовательской работы, а именно в анализе и обобщении отечественных и зарубежных литературных данных, планировании и выполнении химических экспериментов, исследовании анальгетической активности по методу «горячая пластина», записи и расшифровке ЯМР и ИК спектров, анализе полученных экспериментальных данных, написании научных статей, тезисов и глав диссертации.

Объем и структура диссертации

Содержание диссертационной работы изложено на 122 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложения. Диссертация содержит 23 схемы, 12 таблиц и три рисунка. Библиография включает 142 работы, включая публикации на иностранных языках.

Внедрение результатов исследования

Результаты работы внедрены в научно-исследовательскую работу студентов, аспирантов кафедры общей и органической химии ФГБОУ ВО ПГФА, а также в работу научно-исследовательской лаборатории органического синтеза и научно-исследовательской лаборатории по изучению биологически активных соединений химического факультета ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» (ПГНИУ).

Благодарность

Автор выражает благодарность доценту кафедры физиологии ФГБОУ ВО ПГФА Минздрава России Чащиной С.В., заведующему лабораторией биологически активных веществ ФГАОУ ВО ПГНИУ Махмудову Р.Р., заведующему кафедрой микробиологии ФГБОУ ВО ПГФА Минздрава России Новиковой В.В., заведующему кафедрой фармакологии ФГБОУ ВО ПГФА Минздрава России Зыковой С.С., заведующему научно-исследовательской лабораторией органического синтеза ФГАОУ ВО ПГНИУ Рубцову А.Е., ведущему научному сотруднику научно-исследовательской лаборатории органического синтеза ФГАОУ ВО ПГНИУ Шипиловских С.А. за помощь и оказанную поддержку. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № 0750-2020-0022).

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ СИНТЕЗА, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОДУКТОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ Д-ЗАМЕЩЕННЫХ Э-ИМИНО(ГИДРАЗОНО)-ЭЯ-ФУРАН-2-ОНОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

В начале прошлого века Вольфом Л. была опубликована работа [1] о фурановом цикле, несущем карбонильную и иминофункции во втором и третьем положениях соответственно, что послужило началом изучения соединений данной структуры. Дальнейшие наработки до 2003 года в области синтеза, анализа структуры и химических свойств таких имино- и гидразонофуранонов нашли отражение в обзоре Залесова В.В. и Рубцова А.Е. [2]. С течением времени информация об этих соединениях стала более разнообразна, хотя до сих пор ограничена, и интерес к их дальнейшему исследованию остается на высоком уровне.

В данном обзоре рассмотрены методы синтеза А-замещенных 3-имино(гидразоно)-3Я-фуран-2-онов, их химические свойства, а также сведения о биологической активности продуктов их химических превращений, описанные в литературе за последние 17 лет.

1.1. Синтез Д-замещенных 3-имино(гидразоно)-3#-фуран-2-онов

Получая 3-имино(гидразоно)-3Я-фуран-2-оны, можно использовать методы, которые позволяют ввести имино- или гидразонофункцию в готовый фурановый цикл или создать фурановое кольцо, в котором в 3 положении будет находиться имино(гидразоно)группа. Методы на основе уже существующего фуранового цикла можно классифицировать в зависимости от точки приложения реагента: реакции, протекающие по активированной метиленовой группе или по лактонному карбонилу в третьем положении кольца.

1.1.1. Реакции по активированной метиленовой группе фуранового

Взаимодействием солей (гет)арилдиазония с метиленовой группой фуран-2(3Я)-онов 1а-г были получены 3-гидразоно-3Я-фуран-2-оны 11а-т [310] (схема 1.1). Данный метод позволяет легко варьировать заместители в гидразонофункции фуранового цикла.

I: Я = РЬ (а), 4-МеС6Н4 (б), и-Би (в), и-С5Нп (г).

II: Я = рь, Я1 = РЬ (а), 4-м'еОСбН4 (б), 2-0^^ (в), 4-0^^ (г), 4-С1СбН4 (д), 4-(4-ЕС6Н4)-4,5-дигидро-1Я-пиразод-5-ид (е), 4-(4-С1С6Н4)-3-Ме-4,5-дигидр°-1Я-пираз°л-5-ил (ж), 4-(4-БгН4)-3-ЕМ,5-дигидро-1Я-пиразод-5-ид (з), 1Я-1,2,4-триазод-5-ид (и); Я = 4-МеС6Н4, Я1 = РЬ (к), 4-МеС6Н4 (л), 2-Н0С6Н4 (м), 2-02КС6Н4 (н), 3-02КС6Н4 (о), 4-02КС6Н4 (п), 1Я-1,2,4-триазод-5-ид (р); Я = И-Би, Я1 = 4-02КС6Н4 (С)- Я = и-С5Н11, Я1 = 4-02КС6Н4 (т).

Схема 1.1. Взаимодействие фуран-2(3Я)-онов с солями диазония

Кроме того, введение гидразонофункции по метиленовой группе можно осуществить при помощи нитрозосоединений [7, 10] (схема 1.2).

цикла

Я1

Па-т

Я1

11а,б

111а,б

II: Я = РЬ (а), 4-МеС6Н4 (б). III: я, Я1 = РЬ (а), 4-МеС6Н4 (б).

Схема 1.2. Взаимодействие фуран-2(3Я)-онов с нитрозосоединениями

1.1.2. Реакции по лактонному карбонилу в положении 3 фуранового цикла

Методом получения 3-иминогидразонофуранонов от фуранового цикла является взаимодействие соединений, содержащих аминогруппу, с карбонилом фурандиона в 3 положении. Такая конденсация описана для аскорбиновой кислоты с различными замещенными первичными аминами [11] (схема 1.3).

V: R = (а), ^Ю^^ (б), 4-(((2,3 - дигидроизоксазол""

ил)амино)тио)фенил (в), 2-(4-гидроксифенил)ацетамидо)-3,3-тиметил-7-оксо-4-тиа-1-азабицикло[3.2.0]гептан-2-карбоксил (г).

Схема 1.3. Конденсация аскорбиновой кислоты с аминами

1.1.3. Построение фуранового цикла с имино(гидразоно)функцией в положении 3 методом внутримолекулярной циклизации

Построение 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онового цикла можно осуществить внутримолекулярной циклизацией соответствующих 2-имино(гидразоно)-4-оксокарбоновых кислот. Реакция может протекать самопроизвольно, при нагревании, в результате катализа, а также под действием водоотнимающего агента. В настоящее время наибольшее распространение получил метод внутримолекулярной циклизации 4-замещенных 2-имино(гидразоно)-4-оксобутановых кислот под действием уксусного или пропионового ангидрида с образованием 3-иминофуран-2(3Я)-онов VII [12-21] и 3-гидразонофуран-2(3Я)-онов IX [12, 15, 22-27] (схема 1.4).

я

он

N , н "Я1

(А1кСО)20

-2А1кС00Н

Я

Я1

N

о

УТа-ба

о

я

N Я2

н

Я1

он (А1кСо)2о

У11а-ба

Я2

-2А1кС00Н

Я1^ ^0

У111а-аю 1Ха-аю

VI, VII: Я = ри, Я1 = РИ (а), 4-БС6Н4 (б), 2-С1С6Н4 (в), 3-С1С6Н4 (г), 4-С1С6Н4 (д), 4-БгС6Н4 (е), 2-1С6Н4 (ж), 3-Ш2С6Н4 (з), 4-N02c6н4 (и), 4-Ме0С6^ (к), 3^С6Н4 (л), 4-ЕЮС0С6Н (м), антипир-4-ил (н), 2-Ме-4-Бг-С6Н3 (о), 2-Me-5-N02C6H3 (п), нафт-1-ил (р), антипир-4-ил (О);' Я = 4-МеС6Н4, Я1 = РИ (т), (у), 2-С1С6Н4 (ф), З-С1С6Н4 (х), 4-С1С6Н4 (ц), 4-

БгС6Н4 (ч), 4-ЕЮ0СС6Н4 (ш), 4-МеС6Н4 (щ), 3-N02C6H4 (ы), 4-Ш2С6Н4 (Э), 4-ЕЮС0С6Н4 (ю), 2-Me-5-N02C6H3 (я); Я = 4-Ме0С6Н4, Я1 = 2-1С6Н4 (аа), 4-ЕЮ0СС6Н4 (аб), 4-Ме0С6Н4 (ав), 4-ЕЮС0С6Н4 (аг), 2-Me-5-N02C6H3 (ад), антипир-4-ил (ае); Я = 4-ЕЮС6Н4, Я1 = 4-ЕЮС0С6Н4 (аж), 2-Me-5-N02C6H3 (аз); Я = 4-С1С6Н4, Я1 = 4-С1С6Н4 (аи), 4-БгС6Н4 (ак), 4-ЕЮС0С6Н4 (ал), 2-Ме-5-Ш2С6Н3 (ам), антипир-4-ил (ан); Я = 4-БгС6Н4, Я1 = 4-БгС6Н4 (ао), 2-1С6Н4 (ап), 4-ЕЮС0С6Н4 (ар), антипир-4-ил (ас); Я = 4-БС6Н4, Я1 = 2-Ме-5-Ш2С6Н3 (ат); Я = 2,4-Ме2С6Н3, Я1 = 4-Ме0С6Н4 (ау), 2-Me-5-N02C6H3 (аф); Я = нафт-1-ил, Я1 = 2-Ме-5-N02C6H3 (ах); Я = 4-ЕЮС0С6Н4, Я1 = 4-ЕЮС6Н4 (ац); Я1 = 3-карбамоил-4,5,6,7-тетрагидробензо[й]тиофен-2-ил, Я = РИ (ач), 4-МеС6Н4 (аш), 4-Ме0С6Н4 (ащ), 4-С1С6Н4 (аы); Я1 = КН2802С6Н4, Я = РИ, (аэ),4-МеС6Н4 (аю), 4-Ме0С6Н4 (ая), 4-С1С6Н4 (ба). VIII, IX: Я!+Я2= (рИ)2С, Я = ^Би (а), РИ (б), 4-МеС6Н4 (в), 4-Ме0С6Н4 (г), 4-С1С6Н4 (д), 4-

БгС6Н4 (е); Я1+Я2= (РИ)(4-МеС6Н4)С, Я = ¿-Би(ж); Я1=Н, Я2= 2,4-(02N)2C6Hз, Я = РИ (з), 4-МеС6Н4 (и), 4-С1С6Н4 (к); Я1+Я2= (РИ)(РИС0)С, Я = РИ (л), 4-МеС6Н4 (м), 4-Ме0С6Н4 (н), 4-

-6^4 ("), Г); ^ ^ (РП)(РПС0)С, ^ *" (л), ('"), т^^ч <

Е10С6Н4 (о), 4-С1С6Н4 (п), 1-Би (р); Я1+Я2= (РИ)(4-Ме0С6Н4)С, Я = ¿-Би(с), РИ (т), 4-МеС6Н4 (у); Я1+Я2=2,2'-(С6Н4)2, Я = РИ (ф), 4-МеС6Н4 (х), 4-Ме0С6Н4 (ц), 4-ЕЮС6Н4 (ч), 4-С1С6Н4 (ш); Я1 = Н, Я2= АёС0СН, Я = РИ (Щ), 4-Ме0С6Н4 (ы), 2,4-(Ме0)2С6Н3 (э), фуран-2-ил (ю); Я1 = Н, Я2= (3-С1-Аё)С0СН, Я = 4-МеС6Н4 (я), 2,4-(Ме0)2С6Н3 (аа); я1 = Н, Я2= РИС0, Я = Би (аб), РИ (ав), 4-МеС6Н4 (аг), 4-Ме0С6Н4 (ад), 3,4-(Ме0)2С6Н3 (ае), 4-С1С6Н4 (аж); я1 = Н, Я2= (4-МеС6Н4)С0, Я = иБи (аз), РИ (аи); я1 = Н, я2= (4-Ме0С6Н4)С0, Я = иБи (ак); я1 = Н, Я2= (4-БгС6Н4)С0, Я =4-Ме0С6Н4 (ал), 4-С1С6Н4 (ам); я1 = Н, я2= (4-02NC6H4)C0, Я = 4-Ме0С6Н4 (ан); Я1 = Н, я2= (2-РИКНС6Н4)С0, Я = '-Би (а°), РИ (ап), 4-МеС6Н4 (ар), 4-Ме0С6Н4 (ас), 4-ЕЮС6^ (ат), 4-С1С6Н (ау), 4-БГС6Н4 (аф), 4^6^ (ах), 3,4-(Ме0)2С6Н3 (ац); Я1 = Н, Я2= АёС0, Я = РИ (ач), 4-Ме0С6Н4 (аш),2,4-(Ме0)2С6Н3 (аЩ), С4Н30(аы); я1 = Н, Я2= 3-С1АёС0, Я = 4-Ме0С6Н4 (аЭ),2,4-(Ме0)2С6Н3 (аю).

Схема 1.4. Внутримолекулярная циклизация производных 2-имино(гидразоно)-4-оксобутановых кислот

1.2. Химические свойства Л-замещенных 3-имино(гидразоно)-3#-фуран-2-онов

Имино- и гидразонофураноны имеют в своей структуре несколько реакционных центров. В результате становится возможным протекание различных типов химических реакций: дециклизации, рециклизации, а также реакций с сохранением фуранового цикла.

В данном обзоре будут освещены реакции дециклизации и рециклизации 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов на примере взаимодействия с ОЯ-, ИЯ-, БЯ- и СЯ-нуклеофилами.

1.2.1. Взаимодействие с 0#-нуклеофилами

Как правило, при взаимодействии с мононуклеофилами фурановый цикл имино(гидразоно)фуранонов раскрывается, то есть происходит реакция дециклизации. В свою очередь ОЯ-нуклеофилы являются типичными нуклеофильными реагентами и могут быть представлены водой [28, 29] или спиртами [17, 21, 27-30]. В присутствии триэтиламина образуются кислоты и сложные эфиры кислот соответственно (схема 1.5).

Я1 0

N

//

Я2-0Н Я

0Я2

Я^-0^0 0 НКЯ1

Ха-аз

X: я2 = Н: Я = РЬ, Я1 = 4-С1С6Н4 (а), 4-БгС6Н4 (б), 4-К02С6Н4 (в), РЬ(С0)СН=К (г),

РЬ2С=к (д), РЬС0(РЬ)С=К (е), нафт-1-ид (ж), антипир-4-ид (з); я1 = антипир-4-ид, Я = 4-МеС6Н4 (и), 4-Ме0С6Н4 (к), 4-С1С6Н4 (л), 4-БгС6Н4 (м); Я1 = РЬ2С=К Я = 4-МеС6Н4 (н), 4-Ме0С6Н4 (о), 4-С1С6Н4 (п), 4-БгС6Н4 (р); Я2 = Ме: Я = Г-Би, Я1 = РЬС0КН (с), (2-РЬКНС6Н4)С0КН (т); Я = РЬ, Я1 = 4-С1С6Н (у), 4-БГС6Н4 (ф), 4-К02С6Н4 '(х), РЬ(С0)СН=К (ц), РЬ2С=К (Ч), РЬС0(РЬ)С=К (ш), нафт-1-ид (щ), антипир-4-ид (ы); я1 = антипир-4-ид, Я = 4-МеС6Н4 (э), 4-Ме0С6Н4 (ю), 4-С1С6Н4 (я), 4-БгС6Н4 (аб);Я1 = РЬ2С=К, Я = 4-МеС6Н4 (ав), 4-Ме0С6Н4 (аг), 4-С1С6Н4 (ад), 4-БгС6Н4 (ае); Я = 2,4-(Ме0)2С6Н3, я1 = РЬС0КН (аж), (2-РЬКНС6Н4)С0КН (аз);

Схема 1.5. Взаимодействие 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов со

спиртами

Я1 О

ОЯ2

Я2-ОН, EtзN

яД^ О Н^Я1

Хаи-бо

X: Я2 = Ме: Я = 4-ЕСС6Н4, Я1 = PhCONH (аи), (2-PhNHC6H4)CONH (ак); Я = 4-С1С6Н4,

я1 - 3-карбамоил-4,5,6,7-тетрагидробензо[^]тиофен-2-ил (ал); я2 - Е11: я1 - антипир-4-ил (ам), Я - 4-МеС6Н4 (ан), 4-МеОС6Н4 (ао), 4-С1С6Н4 (ап), 4-БгС6Н4 (ар); Я1 - Ph2c-N, Я - 4-МеС6Н4 (ас), 4-МеОС6Н4 (ат), 4-С1С6Н4 (ау), 4-БгС6Н4 (аф); Я - 4-С1С6Н4, Я1 - 3-карбамоил-4,5,6,7-тетрагидробензо[^]тиофен-2-ил (ах); я2 - Рг: Я - 4-С1С6Н4, я1 - 3-карбамоил-4,5,6,7-тетрагидробензо[^]тиофен-2-ил (ац); я2 - г-Рг: Я - 4-МеС6Н4, я1 - 4-БгС6Н4 (ач); Я - 4-С1С6Н4, Я1 - 4-С1С6Н4 (аш), 4-БгС6Н4 (ащ), 4-1С6Н4 (аы); Я2 - и-Би: Я - 4-МеС6Н4, Я1 - 4-БгС6Н4 (аэ); Я - 4-С1С6Н4, Я1 - 4-С1С6Н4 (аю), 4-БгС6Н4 (ая), 4-1С6Н4 (ба); Я2 - НОСН2СН2: Я - 4-МеС6Н4, Я1 - 4-БгС6Н4 (бб); Я - 4-С1С6Н4, Я1 - 4-С1С6Н4 (бв), 4-БгС6Н4 (бг), 4-1С6Н4 (бд); Я2 - НОСН2СНОНСН2: Я - 4-МеС6Н4, Я1 - 4-БгС6Н4 (бе); Я - 4-С1С6Н4, Я1 - 4-С1С6Н4 (бж), 4-БгС6Н4 (бз), 4-1С6Н4 (би); Я1 -AdCOCH-N, Я2 -Ме, Я - Ph (бк), 4-МеОС6Н4,(бл), С4Н3О (бм); Я1 - 3-С1АёСОСН-№ Я2 -Ме, Я - 4-МеС6Н4;(бн); Я2 -Е1, Я - 4-МеОС6Н4 (бо).

Продолжение схемы 1.5 1.2.2. Взаимодействие с Л®-нуклеофилами

В роли типичных мононуклеофильных реагентов выступают также амины [28, 29, 31-40]. Реакции с ними протекают легко, и в результате образуются амиды 2-имино-4-оксобутановых кислот Х1а-с (схема 1.6) и 4-замещенных 2-гидразоно-4-оксобутановых кислот Х11а-вв (схема 1.7).

я2 О

Я1 I О Я

Я4Я5NH

Я4

N

ЧЯ5

О

Я3 Х1а-с

XI: Я3 - ОЕ1, Я1+Я2- -(СН2)4-, Я- Ph, Я4- Н, Я5- Е1(а), Ad(б), ph(в), 4-Е1ОСОС6Н4(г), 4-антипирил(д), Бп(е), Су(ж); Я4+Я5- -(СН2)5-(з); Я4- Е1, Я5- Бп(и); Я- 4-МеОС6Н4, Я4-Н, Я5- Ad(к), Су(л); я4+я5- -(СН2)2О(СН2)2-(м); я4- Е1, я5- Бп(н), я5- Е1(°); Я- 4-С1С6Н4, Я4- Н, Я5- Су(п); Я1, Я2- Ме, Я- ph, Я4- Н, Я5- 4-СН3ОС6Н4(р); Я3 - ЯН^ Я1+Я2- -(СН2)4-, Я- 4-СН3С6Н4, Я4- Н, Я5- Бп(с).

Схема 1.6. Взаимодействие 3-иминофуран-2(3Я)-онов с аминами

XII: Я1 = КНВ2: Я = Г-Ви, Я2 = РЬ (а), 4-МеС6Н4 (б), 4-С1С6Н4 (в), 4-ВгС6Н4 (г), 2-Ме-

5"№2С6Н3 (д), 1,3,4-тиадиазол-2-ил (е), 3-этоксикарбонил-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензотиофен-2-ил (ж), Я = РЬ, Я2 = РЬ (3), 4-МеС6Н4 (и), 4-С1С6Н (к), 4-ВГС6Н4 (л), 2-Ме-5-К02С6Нз (м), 1,3,4-тиадиазол-2-ил (н), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (о), 4-фенил-1,3-тиазол-2-ил (п), 1,3-бензотиазол-2-ил (р); Я = 4-МеС6Н4, я2 = 4-метилпирилин-2-ил (с); Я = 4-С1С6Н4, я2 = 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-2,3-дигидро-1^-пиразол-4-ил (т), 5-метилпирилин-2-ил (У); я1 = 2-РЬКНС6Н4СШН: Я = ¿-Ви, Я = тиазол-2-ил (ф), 4-(4-метилфенил)фенил-тиазол-2-ил (х), 1,3,4-тиадиазол-2-ил (ц), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (ч); Я = РЬ, я2 = тиазол-2-ил (ш), 4-фенил-тиазол-2-ил (щ), 1,3,4-тиадиазол-2-ил (ы), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (э); Я = 4-МеС6Н4, К2 = тиазол-2-ил (ю), 1,3,4-тиадиазол-2-ил (я), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (аб); Я = 4-Ме0С6Н4, Я2 = 1,3,4-тиадиазол-2-ил (ав), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (аг); Я = 4-ЕЮС6Н4, Я2 = 1,3,4-тиадиазол-2-ил (ад), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (ае); Я = 4-С1С6Н4, я2 = тиазол-2-ил (аж), 1,3,4-тиадиазол-2-ил (аз), 5-этил-1,3,4-тиадиазол-2-ил (аи); К2 = РЬСН2, Я = ви (ак), 4-МеС6Н4 (ал), 4-Ме0С6Н4 (ам); Я2 = РЬ(СН2)2, Я = 4-МеС6Н4 (ан), 3,4-(Ме0)2С6Нз (ао), 4-РС6Н4 (ап); Я2 = РЬ, я = 4-МеС6Н4 (ар), 4-С1С6Н4 (ас); Я2 = 4-МеС6Н4, Я = Г-Ви (ат), РЬ (ау), 4-МеС6Н4 (аф), Я = 4-Ме0С6Н4 (ах) 4-ЕЮС6Н4 (ац), 4-РС6Н4 (ач), 4-С1С6Н4 (аш), 4-ВгС6Н4 (ащ); Я2 = 4-ВгС6Н4, Я = РЬ (аы), 4-С1С6Н4 (аэ); Я2 = РЬ: Я=РЬ, Я1=4-С1С6Н4 (аю), 4-ВгС6Н4 (ая), 4-Ш2С6Н (ба), 4-антипирил (бб), РЬ2С=К(бв); я=4-МеС6Н4, я1=РЬ(бг), 4-С1С6Н4(бД), 4-антипирил(бе), РЬ2С=К(бж); Я=4-Ме0С6Н4, я1=4-антипирил(б3), РЬ2С=К(би); Я=4-С1С6Н4, я1=4-антипирил(бк), РЬ2С=К(бл), В2(РЬ)С=К(бм); я=4-ВгС6Н4, я1=4-антипирил(бн), РЬ2С=К(б0); Я = 2-Ру№ Я=РЬ, Я1=РЬ2С=К(бп); Я=4-МеС6Н4 R1=PЬ2C=N(бр); Я=4-Ме0С6^, Я1=РЬ2С=К(бс); Я=4-С1С6Н4, я1=РЬ2С=К(бт); ' Я=4-ВгС6Н4, Я1=РЬ2С=К(бу); Я2 = тиазол-2-ил-№ Я=РЬ, Я1=4-антипирил(бф), 4-02КС6Н4(бх), 2-Ме-4-С1С6Н3(бц); Я=4-С1С6Н4 Я1=4-С1С6Н4(бч), 4-ВгС6Н4(бш); Я=Г-Ви, Я1=РЬ2С=К(бщ); Я2 = 4-фенилтиазол-2-ил-NH, Я=^-Ви, я1=РЬ2С=К(бы); Я2 = 1,2,3,4-тетразол-5-ил-NH, Я=РЬ, Я1=4-Е100СС6Н4(бэ), 4-ВгС6Н4(бю); Я2 = [4-амино-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил]-КИ, Я=РЬ, я1=4-Е100СС6Н4(бя), 4-ВгС6Н4(ва); Я2 = 5-бромпиридин-2-ил-Ж, Я=РЬ, я1=4-ВгС6Н4(вб); Я2 = 5-тиадиазол-2-ил-КИ, Я=РЬ, я1=2-Ме-4-С1С6Н3(вв).

Схема 1.7. Взаимодействие 3-гидразонофуран-2(3Я)-онов с аминами

Также в роли АЯ-нуклеофилов могут выступать гидразингидрат и гидразиды бензойных кислот. В случае первого реакция может протекать до

ациклических гидразидов 2-арилгидразоно-4-оксо-4-арилбутановых кислот

Х111а-в [8], а также до гетероциклических гидразидов пиразолкарбоновых кислот ХТУа,б [7, 10] и пиридазинонов ХУа-г [3] (схема 1.8).

о

я

К-КНЯ1

МН2ЫН2*Н2о

II N

N Н

я1 о

Ш,

Х111а-в

„ЯН.

2 Х1Уа,б

я1

я

ИЧ'

N

я1

N

ХУа-г

Н

XIII: я=РЬ, я1=РИ(а), 4-С1С6Н4(б), 4-МеОС6Н4(в). XIV: я, я1=ри(а), 4-МеС6^(б).

ХУ: я=РЬ, я1=2-02КС6Н4(а), 4-02КС6Н4(б). я=4-МеС6Н4, я1=РИ(в), 2-НОС6Н4(г). Схема 1.8. Взаимодействие 3-иминофуран-2(3Я)-онов с гидразингидратом

В результате взаимодействия с гидразидами бензойных кислот было показано образование только ациклического типа продуктов - А"-[4-арил-2-ариламино-4-оксобут-2-еноил]бензогидразидов ХУа-м [21] (схема 1.9).

о о

я1 N

Н2ККЛя2 я

Н

//

N

Н Ъ1

Н

N я2

XУIа-м

XУI: я = 4-МеС6Н4, я1= 4-БгСлН„, я2= РЬ (а) 4-МеоСлН„ (б) 4-БгСлН„ (в) 4-NOCH

(а),

^6Н4 (б),

-6Н4 (в), 4-^о2С6Н4

(г); я = 4-С1С6Н4, я1= 4-БгС6Н4, я2= РЬ (д), 4-МеоС6Н4 (е), 4-БгС6Н4 (ж), 4-NO2C6H4 (3); я, я1= 4-С1С6Н4, я2= РЬ (и), 4-МеоС6Н4 (К), 4-БгС6Н4 (л), 4-NO2C6H4 (М).

Схема 1.9. Взаимодействие 3-иминофуран-2(3Я)-онов с гидразидами кислот 1.2.3. Взаимодействие с ^Я-нуклеофилами

В данном разделе представляет интерес рассмотреть реакции с БИ-нуклеофилами, в роли которых могу выступать тиолы и тиогликолевая кислота. БИ-нуклеофилы до сих пор мало изучены в отношении имино(гиразоно)производных фуранонов. Однако характер их

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сюткина Алёна Ивановна, 2021 год

// ЧЖ

Я1

ХХа-ал

я

Х1Х: Я=рь, Я2= СЖ, Аг= Рца), 4-МеС6Н4(б), 4-Ме0С6Н4(в), 4-С1С6Н4(г); Я= 4-С1С6Н4, я2= СЖ, Аг=4-МеСбН4(д).

ХХ: Я2=СЖ: Я=РЬ Я^Рь(а), 4-ВгС6Н4(б), 4-Ж02С6Н4(в); Я=4-МеС6Н4, Я1=2-С1С6Н4(г), 3-С1С6Н4(Д), 4-ВгС6Н4(е), 3-Ж02С6Н4(Ж); Я2=С0ЖН2, Я=РЬ Я1=4-ВгС6Н4(3), 4-Ж02С6Н4(и); Я2=С00Б1: Я=РЬ, Я1=РЬ(К), 4-БС6Н4(л), 2-С1С6Н4(М), 3-С1С6Н4(Н), 4-С1СбН4(о), 4-ВгСбН4(п), 2-1СбН4(р), 4-Ж02СбН4(С), 3-СБзСбН4(Т), 2'-Ме-5-Ж02Сб'Нз(у); Я=4-МеС6Н4, Я1=4-БС6Н4(ф), 2-С1С6Н4(Х), 3-С1С6Н4(Ц), 4-С1С6Н4(ч), 4-ВгС6Н4(Ш), 4-

БЮ0СС6Н4(Щ), 4-МеС6Н4(Ы), 3-Ж02С6Н4(Э), 2-Ме-5-Ж02С6Н3(Ю); Я=4-Ме0С6Н4 Я1=4

БЮ0СС6Н4(я), 2-Ме-5-Ж02С6Н3(аа); Я=4-БЮС6Н4 Я1=2-Ме-5-Ж02С6Н3(аб); Я=4

С1С6Н4, Ях=4-С1С6Н4(ав), 2-Ме-5-Ж02С6Н3(аг); Я=4-БС6Н4, Ях=2-Ме-5-Ж02С6Н3(ад); Я=2,4-Ме2С6Н3, Я1=2-Ме-5-Ж02С6Н3(ае); Я=1-нафтил, Я1=2-Ме-5-Ж02С6Н3(аж); Я=Г-Ви: Я1=РЬС0ЖН, Я2=С00Б1 (аз), Я2=С0ЖН2' (аи); Я^-РИЖИРЬТОЖН, Я2=С0ЖН2 (ак); Я=РЬ, я1=3-(этоксикарбонил)-4,5,6,7-тетрагидробензо[^]тиофен-2-ил, я2=С°°Ш (ал)-

Схема 1.12. Взаимодействие 3-иминофуран-2(3Я)-онов с производными цианоуксусной кислоты в присутствии натрия или триэтиламина

Однако, позже было установлено [50], что при проведении реакции в присутствии трет-бутилата калия происходит реакция дециклизации с образованием диенолятов калия ХХ1а-н (схема 1.13).

Я2

Я1 Л \ СООБ1

" )^СООБ1 I СООБ1

я3 ?-БпОК _ | II ^^

Я КО >=\ Л

Б

Я-Х^О СК А , //

О А Я3^/

Ж ХХ1а-н

XXI: Я1+Я2=-(СИ2)4-: Я=РИ, Я3=СООБг (а), СОКИ2 (б), СК (в); Я=4-МеС6И4, Я3=СООБг (г), СОКИ2 (д), СК (е); Я=4-МеС6И4, Я3=СООБг (ж), СОКИ2 (3), СК (и); Я=4-МеС6И4, Я3=СООБг (К); Я^Я2=Ме, Я=4-МеС6И4, Я3=СООБг (л), СОКИ2 (М), СК (Н).

Схема 1.13. Взаимодействие 3-иминофуран-2(3я)-онов с производными цианоуксусной кислоты в присутствии трет-бутилата калия

1.3. Биологическая активность продуктов химических превращений Л-замещенных 3-имино(гидразоно)-3#-фуран-2-онов

Как видно из параграфа 2 данной главы, продукты химических превращений А-замещенных 3-имино(гидразоно)-5Я-фуран-2-онов могут иметь разнообразную структуру, в связи с этим - разнообразное фармакологическое действие. Чаще всего 3-имино(гидразоно)-5Я-фуран-2-оны подвергаются реакциям дециклизации, в результате которых образуются различные производные 2,4-диоксобутановых кислот.

1.3.1. Острая токсичность

Считается, что производные 2,4-диоксобутановых кислот, расщепляясь в организме, образуют пировиноградную, бензойную и другие ароматические кислоты, которые являются естественными метаболитами. Этот факт обуславливает возможность синтеза малотоксичных и нетоксичных соединений в рассматриваемом ряду производных.

Острая токсичность — токсикометрическая характеристика фармакологического вещества или лекарственного препарата (ЛП), выражающая его способность вызывать гибель животных при однократном введении или при введении через короткие (не более 6 ч) интервалы времени

в течение суток [51]. Острая токсичность соединений была изучена на белых беспородных мышах обоего пола при внутрибрюшинном (в/б) и пероральном (п/о) введении. В качестве показателя токсичности была принята доза вещества, приводящая к гибели 50% животных к концу опыта (ЬБ5о) [51-57].

Согласно полученным данным, продукты химических превращений 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов чаще всего относятся к малотоксичным или практически нетоксичным веществам (ЬБ5о >1000 при в/б введении или >1500 при п/о введении) [29, 31, 58-67], что является преимуществом перед используемыми в сегодняшней практике фармацевтическими субстанциями [68] (таблица 1.1).

Таблица 1.1. Данные острой токсичности

Соединение ЬБ50 при в/б пути введения, мг/кг

Диклофенак 132

Ацетилсалициловая кислота 495

Нимесулид 216

Продукты химических превращений 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов >1000

1.3.2. Анальгетическая активность

Анальгетическую активность (АА) изучали преимущественно по методу термического раздражения «горячая пластина», так как этот метод является классическим для определения АА, при этом доступным и не сложным в осуществлении [51, 69-71]. Результаты исследований показали, что практически все продукты химических превращений 3-имино(гидразоно)-5Я-фуран-2-онов в той или иной степени обладают обезболивающим действием [29, 31, 33, 38, 65-67, 72-74]. Наиболее исследованными являются амиды 2-имино(гидразоно)-4Я-4-оксобутановых кислот.

Кроме того, зачастую сами исходные кислоты обладают выраженным анальгетическим действием [72, 75-78]. В качестве препаратов сравнения были использованы метамизол натрия и/или диклофенак. Наиболее активные соединения описаны в работах [34, 40, 58, 61, 79], их структуры и данные исследований анальгетической активности методом «горячая пластина» приведены в таблице 1.2. Как видно из таблицы, анальгетическое действие наиболее выражено у соединений, содержащих гетероциклический амидный фрагмент.

Таблица 1.2. Анальгетическая активность ранее полученных амидов 2-имино(гидразоно)-4К-4-оксобутановых кислот

Структура соединения Доза, мг/кг Время наступления болевого оборонительного рефлекса, с

Вг Ок / О нМ" -м 50 28.40 ± 1.96

Лп нм^^ 6 50 28.74 ± 0.24

^ О М^. О нМ н О // НМ^/Л 50 32.30 ± 1.70

Структура соединения Доза, мг/кг Время наступления болевого оборонительного рефлекса, с

L 1 Л 1 1 y~Et O hn H XX Br 50 32.80 ± 2.77

s y 50 36.20 ± 5.18

O^O 50 37.00 ± 2.30

Метамизол натрия 50 16.60 ± 1.00

Диклофенак 10 (ЕД50) 26.20 ± 0.96

Исследование анальгетической активности также было изучено альтернативным методом уксусных корчей, по результатам которого было установлено наличие анальгетического действия у исследованных веществ, превышающего эффект препарата сравнения метамизола натрия [26, 33].

1.3.3. Противовоспалительная активность

Как известно, ненаркотические анальгетики обладают в том числе и противовоспалительным действием: метамизол натрия, нимесулид, ибупрофен, кеторолак и др.[80] Поэтому, если у соединения найдена анальгетическая активность, то вполне оправданно ожидать у него и антифлогистическую. Хотя не обязательно, что оба действия будут выражены в одинаковой степени или будут стопроцентно сопутствовать друг другу.

Это утверждение подтверждается рядом работ [33, 34] и изобретений [40, 64, 77], у которых анальгетическая активность сопровождается противовоспалительной. В ряде случаев было исследовано только противовоспалительное действие [59, 81]. Структуры наиболее активных соединений и данные исследования их противовоспалительного действия представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Противовоспалительная активность ранее полученных амидов 2-гидразоно-4-(4-метилфенил)-4-оксобутановых кислот

Структура соединения Доза, мг/кг Торможение отека через 3 ч, %

Me ^ N L1 ^ х х >-Et о N H -NH оЛ/Ч hnA^ 6 50 80.69

Y^ O O N H "NH HN^^ 6 50 78.05

Нимесулид 50 68.1

Как видно из таблицы 1.3, противовоспалительное действие также наиболее характерно для гетариламидов ароилпировиноградных кислот.

1.3.4. Антибактериальная активность

В ходе экспериментов по изучению антибактериальной активности в отношении золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) и кишечной

палочки (Escherichia coli) было установлено, что эфиры, амиды 2-имино(гидразоно)-4К-4-оксобутановых кислот и сами кислоты проявляют умеренное или слабое противомикробное действие [29, 58, 74, 75, 82, 83]. Однако, для некоторых амидов и кислот характерен выраженный антибактериальный эффект, превышающий эффект препаратов сравнения [79, 84] (таблица 1.4).

Таблица 1.4. Антибактериальная активность 4-оксо-2-(2-(2-оксоиндолин-3-илиден)гидразинил)-4-фенил-А-(тиазол-2-ил)бут-2-енамида и 4-(4-бромфенил)-2-((3-(этоксикарбонил)-5-метил-4-фенилтиофен-2-ил)амино)-4-оксобут-2-еновой кислоты

Структура соединения МПК, мг/кг

S. aureus / E. coli

o n^ U-yV^-V o hn h "n o II hn^^a 15.6 / 31.0

br ^ y^i о o hn >1 15.6 / 15.6

Хлоргексидин 125 / 125

1.3.4. Антирадикальная активность

Выявлено, что этиловые эфиры и амиды 2-амино-1-арил(амино)-4-оксо-4,5-дигидро1Я-пиррол-3-карбоновых кислот проявляют радикал -связывающую активность в реакции связывания 2,2-дифенил-2-пикрил-1-

гидразила (ДФПГ) [59, 60]. Те соединения, чей эффект превышает таковой препаратов сравнения тролокса и ресвератрола, представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5. Антирадикальная активность 2-амино-1-арил(амино)-4-оксо-4,5-дигидро1Я-пиррол-3-карбоксамидов

Структура соединения Убыль радикалов, %

24 Р НМ^ Р о н '-Ви Н2м Хм г 87.58 ± 3.24

м 0 НМ^ о о Н '-Ви Н2м Хм 6г* 89.23 ± 2.18

Ресвератрол 80.42 ± 0.73

Тролокс 82.56 ± 0.20

1.4. Заключение по главе 1

Исследования химии ^-замещенных 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов продолжаются уже более сотни лет. Однако поле для изучения данной темы до сих пор остается достаточно обширным. В литературных источниках можно найти несколько методов получения соединений данной структуры, поэтому исследователь может выбрать наиболее подходящий для себя метод. Химические свойства ^-замещенных 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов в основном описаны как взаимодействие с моно- и бинуклеофилами, при этом значительно преобладают сведения по дециклизации под действием мононуклеофилов. Данные по взаимодействию с другими, нетипичными реагентами, до сих пор остаются крайне неисследованными.

В свою очередь продукты, полученные в результате реакций Ы-замещенных 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов с мононуклеофилами, обладают выраженным биологическим действием при низкой токсичности, и исследования их биологической активности естественным образом следуют за их получением, что указывает на перспективность такого исследования среди полученных производных.

Наибольшей анальгетической и противовоспалительной активностью обладают производные ароилпировиноградных и пивалоилпировиноградной кислот, содержащие гетариламидный фрагмент. Противомикробное действие для таких соединений менее характерно, однако те соединения, что содержат в своей структуре фрагмент аминотиофена Гевальда или изатина продемонстрировали выраженную антибактериальную активность в отношении кишечной палочки и золотистого стафилококка. Для изученных 2-аминопирролов, полученных в результате рециклизации 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов, наиболее характерно антирадикальное и цитотоксическое действие.

Помимо описанных видов биологической активности продукты химических превращений Ы-замещенных 3-имино(гидразоно)фуран-2(3Я)-онов проявляют также гемостатическую [18, 85, 86], местноанестезирующую [74, 82, 87, 88], гипер- и гипогликемическую [89], антигипоксическую [59], цитотоксическую [60, 63, 90, 91], противовирусную [92], фунгицидную [82], а также инсектицидную [62] активность.

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИАРИЛМЕТИЛЕНГИДРАЗОНОВ 5-ТРЕТ-БУТИЛ-2,3-ДИГИДРО-2,3-ФУРАНДИОНОВ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

СИНТЕЗИРОВАННЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ОБСУЖДЕНИЕ

ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ)

Объектами настоящего исследования являются

диарилметиленгидразоны 5 - трет--бутил-2,3 - дигидро-2,3 -фурандионов.

Предмет исследования - химические свойства

диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов и биологическая активность продуктов их химических превращений.

Выбор объектов исследования обусловлен малой изученностью 3-гидразонов 2,3-дигидро-2,3-фурандионов, содержащих трет-бутильный заместитель в 5 положении цикла, а также стабильностью таких соединений при хранении. Интерес к А-замещенным 3-гидразоно-2,3-дигидро-2,3-фурандионам объясняется также возможностью создания на их основе разнообразных производных [93], которые, в свою очередь, перспективны при поиске новых биологически активных веществ (подраздел 3 главы 1).

В данной главе приводится описание синтеза как ранее не описанного, так и известных в литературе гидразонофуранонов, а также результаты изучения их химические свойств и биологической активности полученных соединений.

2.1. Синтез диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов

2-Гидрокси-5,5-диметил-4-оксо-2-гексеновая кислота (1).

Исходная 2-гидрокси-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еновая кислота 1 была получена по известной методике [94-96] конденсацией Кляйзена при взаимодействии диэтилоксалата с пинаколином в присутствии двукратного

количества метилата натрия в метаноле и последующим разложением промежуточной соли (схема 2.1).

о

/-Би Ме

+ ЕЮ

ОЕ1

1. МеОШ

2. НС1

- ЕЮН

О

О

/-Би

ОН

/-Би

Н'

А

ОН

В

Схема 2.1. Получение исходной 2-гидрокси-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еновой

кислоты 1

Физико-химические характеристики и спектральные данные кислоты 1 соответствуют ранее полученным [94-96].

2-Диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексановые кислоты (2).

Взаимодействием 2-гидрокси-5,5-диметил-4-оксо-2-гексеновой кислоты 1 с различными диарилметиленгидразонами в среде изопропилового спирта при 80 °С были получены 2-диарилметиленгидразоно-4-оксогексановые кислоты 2а-г (схема 2.2). Спектральные характеристики кислот 2а-г полностью совпадают со спектральными характеристиками ранее полученных соединений [15, 23, 97].

О

О

/-Би

А

/-Би

ОН

■Н'

Я Я1

I

ОН

, N

А

О

/-Би

В

/-Би

ОН

^Я1 О

ОН

N

2: Я, Я1=РЬ (а); Я=РЬ, Я1=СОРЬ (б); Я=РЬ, Я'=4-МеОСбН (в). Я+Я'= фдуоренид (г).

1=/|

^ В

Я^Я1

2 а-г

в);

1

Схема 2.2. Синтез 2-диарилметиленгидразоно-4-оксогексановых кислот 2а-г

1

1

3-Диарилметиленгидразоно-5-шреш-бутилфуран-2(3Д)-оны (3).

Диарилметиленгидразоны 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3а-г были получены по известной литературной методике [15, 97] в результате циклизации 2-диарилметиленгидразоно-4-оксогекс-2-еновых кислот 2а-г в среде уксусного или пропионового ангидрида (схема 2.3).

о

2а-г 3а-г

2,3: Я, я1=РЬ (Я). к=рь, Я^СОРЬ (б). к=рь, ЯМ-МеОСбН (в). Я+Я^ флуоренил (г).

Схема 2.3. Синтез диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3а-г

Спектральные данные и физико-химические свойства гидразонофуранонов 3а-в полностью совпадают с данными ранее полученных соединений [15, 23]. Гидразонофуранон 3г был получен впервые [98] и представляет собой красное кристаллическое вещество, легко растворимое в ДМСО, хлороформе, мало растворимое в толуоле, ацетонитриле, этаноле, нерастворимое в диэтиловом эфире, гексане, воде. В ИК-спектре соединения 3г присутствуют полосы поглощения валентных колебаний лактонного карбонила при 1796 см-1, связей С=С, С=К при 1596 см-1. В спектре ЯМР 1Н, записанном в СБСЬ, наблюдается синглет девяти протонов трет-бутильного заместителя при 1.27 м.д., синглет винильного протона С4Н фуранового цикла при 6.17 м.д. и мультиплет ароматических протонов при 7.70 м.д.

2.2. Химические свойства диарилметиленгидразонов 5-трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов

Химические свойства гидразонофуранонов могут быть довольно разнообразными: они вступают в реакции дециклизации, рециклизации и реакции с сохранением фуранового цикла. В связи с этим представляло интерес изучить некоторые свойства на примере 5-трет-бутил-3-гидразонофуран-2-онов, которые в литературе описаны меньше, чем превращения имино- и гидразонофураннов с арильным или гетарильным фрагментом в пятом положении фуранового цикла.

Изучение химических свойств гидразонофуранонов целесообразно начать со взаимодействия с мононуклеофилами (схема 2.4). Фураноны 3 имеют во втором положении цикла лактонный карбонил, атом углерода в котором несет на себе частичный положительный заряд в результате смещения электронной плотности по двойной связи в сторону кислородного атома. В результате С2 атом фуранового цикла выступает в роли центра нуклеофильной атаки, приводя к образованию промежуточного спирта П. В результате переноса протона на атом нуклеофила и разрыва связи С2-О! последний переходит в одну из таутомерных форм продукта дециклизации.

о

Схема 2.4. Взаимодействие гидразонофуранонов 3 с мононуклеофилами

2.2.1. Взаимодействие с 0#-нуклеофилами с образованием алкил 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексаноатов (4)

Установлено [99, 100], что при нагревании диарилметиленгидразонов 5-т^ет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3а,в со спиртами в отсутствии катализатора реакция образования алкил 2-(2-(диарилметилен)гидразинил)-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еноатов 4а-р протекает с низкими выходами. Добавление в реакционную смесь триэтиламина в эквимолярных количествах увеличивает нуклеофильность спиртов и, как следствие, выход целевого продукта, что не противоречит литературным данным (раздел 2.1 главы 1). Эфиры 4а-и были получены нагреванием исходных фуранонов 3а,в в среде соответствующего спирта, эфиры 4к-р — в среде толуола с добавлением двукратного избытка соответствующего ароматического спирта (схема 2.5).

3: я, Я^РЬ (а). к=рн, ЯМ-МеОС^ (в).

4: Я=РИ, Я1=4-МеОС6И4, Я2= Ме (а), Б1 (б), п-Ви (в), 2,2-Ме2Ви (г); я, Я1=РИ, Я2= Ме (д), Б1 (е), /'-Рг (ж), п-Ви (3), 2,2-Ме2Ви (и), РИСН2 (К), 4-МеС6Н4СН2 (л), 4-Ме0с6н4сн2 (м), 2,4-С12СбНзСН2 (Н), 4-ВГС6Н4СН2 (о),' 4-Ш2С6Н4СН2 (п), фуран-2-илметил (р).

Схема 2.5. Взаимодействие гидразонов фурандионов 3а,в со спиртами

Соединения 4а-р — белые с желтоватым оттенком кристаллические вещества, растворимые в толуоле, диэтиловом эфире, ацетонитриле,

нерастворимые в изопропаноле, этаноле и воде.

В ИК спектрах соединений 4a-и, снятых в пасте вазелинового масла, присутствуют полосы поглощения в области 1735-1740 см-1, принадлежащие валентным колебаниям карбонила сложноэфирной группы, а при 1553-1621 см-1 кетонного карбонила, вовлеченного внутримолекулярной водородной связью (ВМВС) -Ы-И- 0=С, а также двойных связей С=С, С=К

Согласно данным ЯМР 1Н соединения 4a-г в ДМСО-^6 существуют в виде равновесной смеси енгидразиноформ A, B и гидразоноформ ^ D. Для кетоенгидразинных форм A и B характерно наличие синглета протона метиновой группы С^-Н при 5.47-5.52 м.д. и 5.52-5.58 м.д. и уширенного синглета протона группы ЫИ при 12.01-12.02 м.д и 12.10-12.12 м.д. соответственно. Слабопольное положение синглета протона группы ЫИ объясняется образованием ВМВС с карбонилом С4=О. Суммарное содержание егидразиноформ А и В находится в интервале 55-60%, равновесие смещено в сторону образования формы А (30-35%), что не противоречит литературным данным [23, 97]. Для кетогидразонных форм C (Е) и D (2) характерно наличие синглета двух протонов метиленовой группы С^Ш при 4.02-4.04 м.д. и 4.014.02 м.д. соответственно. Согласно спектрам ЯМР 1Н соединений 4д-и в ДМСО-^6, они существуют в двух формах: кетоенгидразинной форме А (6598%) и кетогидразонной форме С. Об этом свидетельствует наличие в ЯМР 1Н спектрах синглета маркерного протона метиновой группы при 5.54-5.60 м.д. и протона группы ЫИ при 12.04-12.10 м.д. формы А, для формы С характерен синглет двух протонов метиленовой группы С3Ш при 4.01-4.05 м.д. Стоит отметить, что спектры ЯМР 1Н и 13С соединений 4a,e, записанные в СDQз, указывают на наличие только кетоенгидразинной формы A в отличие от спектров, записанных в ДМСО-^6.

Согласно данным ЯМР 1Н соединения 4к-р в растворе СDQз существуют только в кетоенгидразинной форме А, для которой характерно наличие синглета протона группы КН, вовлеченной в прочную ВМВС при 12.17-12.21 м.д., и синглета протона группы СН при 5.47-5.54 м.д. Спектры

ЯМР 13С соединений 4к-р, записанные в СDQз, характеризуются наличием сигнала карбонильного углерода С4 при 205.93-205.99 м.д., сигналом метинового углерода С3 при 90.98-91.28 м.д.

В масс-спектрах соединений 4а и 4д присутствуют пики молекулярных и фрагментарных ионов, подтверждающих предполагаемую структуру.

В случае диарилметиленгидразонов 5-т^ет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3б,г нам не удалось получить сложные эфиры 4с-ы, в результате реакции были выделены азины соответствующих кетонов 5а,б (схема 2.6). Подобная перегруппировка целевого продукта в азин отмечается в работе [23]. Также нами установлено, что 3-гидразонофуран-2,3-дионы 3а-г не вступают во взаимодействие со стерически затрудненным 2-метилпропан-2-олом. Были выделены исходные соединения.

я я1

5а,б

3: Я^СОРЬ (б); Я+Я1= флуоренил (г).

4: Я=РЬ, я1=СОРЬ, Я2=Ме (с), Ш (т), /-рг (у), п-Ви (ф), 2,2-Ме2Ви (х); я+я1= флуоренил, Я2= Ме (Ц), Ег (ч), /'-Рг (ш), п-Ви (Щ), 2,2-Ме2Ви (ы). 5: Я=РЬ, Я1=СОРЬ (а); К+Я1= флуоренил (б).

Схема 2.6. Превращение гидразонофурандионов 3б,г в спиртовой среде

2.2.2. Взаимодействие с ДН-нуклеофилами с образованием 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексанамидов (6)

2-Диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексанамиды 6а-ак были получены в результате дециклизации диарилметиленгидразонов 5-

трет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3а,г под действием первичных алифатических, ароматических и гетероциклических аминов в среде абсолютного толуола при кипячении в течение 10 минут [98, 101, 102] (схема 2.7). Всего было получено 39 соединений в данном ряду производных.

/-Би

О

Я

N //

О

Я Я1

Я3]^

О

N I

Я Я1

/-Би

Н N

Я3

3а,г

А

6а-ак

Н О-'

/-Би

Я3

В

3: Я, я1=рь (а), Я+Я1=флуоренил (г).

6: я, Я1=рь, Я3= /-Би (а), РИСН2 (б), РИ (в), 4-МеС6Н4 (г), 2-С1С6Н4 (д), 4-С1С6Н4 (е), 2-БгС6Н4 (ж), 4-БгСбН4 (з), 4-(4-метилфенил)тиазол-2-ил (и), тиадиазол-2-ил (к), пиридин-2-ил (л), 3-метилпиридин-2-ил (м), 4-метилпиридин-2-ил (н), 6-метилпиридин-2-ил (о), пиридин-4-ил (п), бензимидазол-2-ил (р); Я+Я1=флуоренил, Я3= /-Би (с), РИСН2 (т), РИ(СН2)2 (У), РИ (Ф), 4-МеС6Н4 (х), 4-МеОС6Н4 (Ц), (ч), 3-БС6Н4 (ш), 4-БС6Н4 (Щ), 2-С1С6Н4 (ы), 4-С1С6Н4 (э), 2-БгС6Н4 (ю), 4-БгС6Н4 (я), 2-1С6Н4(аа), 4-1С6Н4 (аб), 2,4-Бг2С6Н3 (ав), 2-ОН-3-/-Рг-6-МеС6Н2 (аг), (H2N)2C=NSO2C6H4 (ад), тиазол-2-ил (ае), 4-фенилтиазол-2-ил (аж), тиадиазол-2-ил (аз), 5-бромтиадиазол-2-ил (аи), бензотиазол-2-ил (ак).

Схема 2.7. Взаимодействие гидразонофуранонов 3а,г с первичными аминами

Соединения 6 - кристаллические вещества преимущественно желтого или оранжевого цвета, легко растворимы в уксусной кислоте, хлороформе, ДМСО, мало растворимы в спирте, эфире, практически нерастворимы в гексане, воде. Строение синтезированных соединений подтверждено данными ИК, ЯМР 1Н и 13С спектроскопии, рентгеноструктурного анализа.

В ИК спектрах амидов 6с-аг, снятых в пасте вазелинового масла, присутствуют полосы поглощения в области 3297-3532 см-1, принадлежащие валентным колебаниям КН групп енгидразинного и амидного фрагментов. Полоса поглощения при 1666-1719 см-1 обусловлена валентными колебаниями карбонила амидной группы, а при 1573-1673 см-1 - кетонного карбонила, вовлеченного ВМС, а также двойных связей.

В спектрах ЯМР 1Н большинства соединений, снятых в СDQз, ДМСО-^ или смеси ДМСО-^б с СС14, преимущественно наблюдается только гидразонная форма А, о чем свидетельствует наличие сигнала протонов метиленовой группы в области 3.98-4.28 м.д. и отсутствие сигнала метинового протона большинства исследованных соединений. Только в спектрах соединений 6а,р,с,т,аг,ад присутствует сигнал метинового протона при 5.256.66 м.д. енгидразинной формы В.

Для установления пространственного строения гидразоноамидов 6 нами был получен монокристалл соединения 6ы и проведен его рентгеноструктурный анализ (рис. 1).

Рисунок 1. Общий вид молекулы соединения 6ы по данным РСА в тепловых эллипсоидах 50 % вероятности

2.2.3. Взаимодействие с ДН-нуклеофилами с образованием гидразидов 2-диарилметиленгидразоно-5,5-диметил-4-оксогексановых кислот (7)

Взаимодействие диарилметиленгидразонов 5-т^ет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3а-г с гидразидами кислот протекает аналогично их

реакциям с первичными аминами, приводя к дециклизации с образованием гидразидов 7а-с (схема 2.8) [103, 104]. Реакция протекает в абсолютном толуоле или диоксане при кипячении в течение 10 минут. Всего в данном ряду производных было синтезировано 17 соединений.

3: Я, Я1=РИ (а); Я=РИ, Я^СОРИ (б); Я=РИ, ЯМ-МеООД (в). Я+Я1= флуоренил (г). 7: я, Я1=ри, Я4= РИСИ2 (а), 2,4-С12С6ИзОСИ2 (б), РИСН(ОН) (в), РИ (г), 2-ИОС6И4(Д), 3-Н°С6Н4(е), 4-НОСбН4(ж),4-МеОСбН4(з), 4-ВгСбН4(и), пиримидин-4-ил (к), ^-(4-бромфенил)-2-аминохинолин-4-ил (л); Я=РИ, я1=СОРИ, Я4=2-НОС6Н4 (м), 3-НОС6Н4 (Н); Я=РИ, Я1=4-МеОС6Н4, Я4=2-НОС6Н4 (О), З-НОС6Н4 (п). Я+Я1=флуоренил, Я4= 2-НОС6Н4 (р), 3-НОС6Н4 (с).

Схема 2.8. Взаимодействие гидразонов 2,3-фурандионов 3 с гидразидами

кислот

Полученные гидразиды 7а-с - соединения желтого или оранжевого цвета, легко растворимые в хлороформе и ДМСО, плохо растворимые в толуоле, этаноле, нерастворимые в эфире, гексане, воде.

Строение синтезированных соединений подтверждено данными ЯМР 1Н и 13С спектроскопии. В спектрах ЯМР 1Н соединений 7б-г,з,и, снятых в СDQз, и соединений 7а,л,п,с снятых в ДМСО-^6, наблюдается только енгидразинная форма А, о чем свидетельствует наличие сигнала метинового протона при 5.48-6.44 м.д. и отсутствие сигнала метиленовой группы. В спектрах соединений 7м,н,о,р, снятых в ДМСО-^6, наблюдается только гидразонная форма В, для которой характерно наличие сигнала метиленовых протонов при 3.79-4.18 м.д. и отсутствие сигнала метинового протона. В спектрах четырех соединений 7д-ж,к, снятых в СDQз, присутствуют формы А и В, что

Я

А

В

3а-г

7а-с

доказывается наличием сигнала как метинового протона формы А при 6.206.43 м.д., так и протонов метиленовой группы формы В при 4.18-4.22 м.д.

2.2.4. Взаимодействие с СН-нуклеофилами с образованием 3-замещенных 2-амино-5-(3,3-диметил-2-оксобутилиден)-1-

((диарилметилен)амино)-4-оксо-4,5-дигидро- 1Н-пирролов (8)

При нагревании диарилметиленгидразонов 5-т^ет-бутил-2,3-дигидро-2,3-фурандионов 3а,в,г с производными цианоуксусной кислоты с добавлением эквимолярных количеств триэтиламина в среде абсолютного толуола или диоксана протекала реакция рециклизации с образованием 3-замещенных 2-амино-5-(3,3-диметил-2-оксобутилиден)-1-

((диарилметилен)амино)-4-оксо-4,5-дигидро-1Я-пирролов 8а-ж (схема 2.9) [105].

я

3а,в,г 8а-ж

3: я, Я^РЬ (а), К1=4-МеОСбН4 (в), К+К1=фдуоренид (г).

8: я, я1=РЬ, Я5=СООЕ1 (а), СОМИ2 (б), СМ (в); Я=Рь, я1=4-МеОСбН4, Я5= СМ (г);

R+R1=фдуоренид, Я5=СООЕ1 (д), СОМИ2 (е), СМ (ж).

Схема 2.9. Взаимодействие гидразонов 2,3-фурандионов 3а,в,г с производными цианоуксусной кислоты

Механизм рециклизации имино(гидразоно)фуранонов под действием СЯ-нуклеофилов в присутствии триэтиламина подробно описан в работе [16]. На наш взгляд, он справедлив и для превращений со схемы 2.9. Реакция начинается с активации метиленовой группы производных цианоуксусной кислоты триэтиламином, играющим роль основания. Образованный карбанион атакует С2 атом фуранового цикла, приводя к формированию промежуточного соединения П1. Последнее в результате дециклизации

переходит в промежуточное соединение П2, в котором отрицательно заряженный атом азота атакует нитрильную группу, что приводит к закрытию цикла и формированию промежуточного соединения Пз. Последнее стабилизируется с образованием соединений 8 после возврата протона в слабоосновной среде (схема 2.10).

Схема 2.10. Механизм рециклизации гидразонофуранонов 3 под действием СЯ-нуклеофилов в присутствии триэтиламина

Соединения 8а-ж — желтые кристаллические вещества, растворимые в ДМСО, хлороформе, диоксане, трудно растворимые в толуоле, ацетонитриле, этаноле, нерастворимые в диэтиловом эфире, гексане, воде.

Спектры ЯМР соединений 8а-ж, снятые в ДМСО-^б, характеризуются наличием уширенных синглетов протонов группы КН при 8.15-8.73 и 8.769.09 м.д. и синглета винильного протона при 5.78-6.51 м.д.

Спектры ЯМР 13С соединений 8а,в,д,е, снятые в ДМСО-^б, характеризуются наличием сигнала углерода пивалоильного карбонила при 205.7-209.1 м.д., сигналом углерода С4 при 174.4-181.6 м.д., сигналом углерода С2 при 172.6-175.9 м.д. и сигналом винильного углерода С5=СН при 104.7114.3 м.д.

2.3. Биологическая активность синтезированных соединений

Учитывая широкий спектр активности продуктов химических превращений 5-замещенных имино(гидразоно)-3Я-фуран-2-онов, очевидна перспектива исследовать активность полученных нами соединений. Дополнительный интерес обусловливает тот факт, что вещества данной структуры обладают низкой токсичностью по сравнению с молекулами, представленными на рынке (подраздел 3.1 главы 1).

Таким образом, синтезированные соединения были подвержены первичному биологическому скринингу на анальгетическую, противовоспалительную, противомикробную, противогрибковую и антирадикальную активность. Кроме того, был проведен компьютерный скрининг в отношении взаимодействия с ферментами циклооксигеназой-2 и каспазой-1. По результатам скрининга было выбрано два соединения для углубленных исследований, для которых была изучена острая токсичность.

2.3.1. Анальгетическая активность

Анальгетическая активность соединений 6 по методу «горячая пластина» изучалась Сюткиной А.И. в лаборатории биологически активных веществ ФГАОУ ВО ПГНИУ (ранее ФГБОУ ВО ПГНИУ) под руководством кандидата фармацевтических наук, доцента Махмудова Р.Р. Исследование анальгетической активности соединений 4 по методу «горячая пластина», а также соединений 6,7 по методу «уксусные корчи» проводилось кандидатом биологических наук, доцентом Чащиной С.В. на базе ФГБОУ ВО ПГФА.

Скринингу на анальгетическую активность по методике «горячая пластина» было подвергнуто 39 синтезированных соединений, анальгетический эффект оценивался в сравнении с эффектами препаратов сравнения - метамизола натрия и диклофенака (таблица 2.1).

Таблица 2.1. Анальгетическая активность соединений 4 и 6, исследованная методом «горячая пластина»

Соединение ЯП Время оборонительного рефлекса, с Р по сравнению с контролем

РЬ СбИ4ОМе-4 яп = И N к = к , О"

4а Е1 13.30 ± 1.б0 >0.05

РЬ РЬ ЯП = Я2 7'

4д Ме 12.82 ± 1.81 >0.05

4е Е1 12.б0 ± 0.91 >0.05

4з п-Ви 14.73 ± 0.92 <0.05

4и 2,2-Ме2Ви 1б.41 ± 2.30 >0.05

4к РЬСШ 25.43 ± 1.69* <0.05

4л 4-МеСбШСШ 20.43 ± 1.09* <0.05

4м 4-МеОСбИ4СИ2 15.34 ± 0.55* <0.05

4н 2,4-С12СбИ3СИ2 17.38 ± 1.9б* <0.05

4о 4-ВгСбИ4СИ2 13.58 ± 1.59 >0.05

4п 4-Ш2СбШСШ 1б.87 ± 0.49* <0.05

4р Фуран-2-илметил 20.98 ± 1.95* <0.05

РЬ РЬ РЬ РЬ ЯП = я3, О —^

ба ¿-Ви 22.20 ± 3.14* <0.05

6б СбИц 22.91 ± 2.25* <0.05

Соединение Я" Время оборонительного рефлекса, с Р по сравнению с контролем

6в РИ 17.0 ± 2.98 >0.05

6д 2-С1СбН4 12.25 ± 1.70 >0.05

6ж 2-БгСбН4 20.90 ± 0.97* <0.05

6м 3-метилпиридин-2-ил 22.40 ± 3.3б <0.05

6н 4-метилпиридин-2-ил 12.18 ± 0.45 >0.05

Я" = я3 ^ ' ~ ^ N -- н N 0 N н * т н Д. ^ N . У Л N /-Би^^^у- "Я3 /-Би^^^^ "Я3 0 А 0 в

6с /-Би 24.00 ± 2.28* <0.05

бу РИ(СН2)2 19.80 ± 2.13 <0.05

6ф РЬ 27.80 ± 2.24* <0.05

6х 4-МеСбН4 20.80 ± 0.37* <0.05

6ч 2-БСбН4 22.б0 ± 2.04* <0.05

6ш 3-БСбН4 21.40 ± 1.21* <0.05

6щ 4-РСбН4 25.20 ± 1.59* <0.05

6ы 2-С1СбН4 20.40 ± 1.33* <0.05

6э 4-С1СбН4 26.40 ± 3.76* <0.05

6ю 2-БгСбН4 21.80 ± 0.бб* <0.05

6я 4-ВгСбН4 30.80 ± 1.93* <0.05

6аа 2-1СбН4 23.20 ± 1.83* <0.05

6аб 4-1СбН4 23.20 ± 1.3б* <0.05

6ав 2,4-Вг2СбНз 27.00 ± 1.26* <0.05

6аг 2-0Н-3 -/-Рг-б-МеСбШ 24.40 ± 0.93* <0.05

Соединение ЯП Время оборонительного рефлекса, с Р по сравнению с контролем

6ае Тиазол-2-ил 24.20 ± 1.93* <0.05

баж 4-Фенилтиазол-2-ил 26.00 ± 1.00* <0.05

баз 1,3,4-Тиадиазол-2-ил 26.80 ± 2.24* <0.05

6аи 5-Бром-1,3,4-тиадиазол-2-ил 25.60 ± 1.17* <0.05

6ак Бензотиазол-2-ил 20.б0 ± 2.5б <0.05

Метамизол натрия — 1б.б0 ± 1.00 <0.05

Диклофенак — 2б.20 ± 0.9б <0.05

Контроль — 11.38 ± 0.93 —

*р <0.05 по сравнению с метамизолом натрия

Согласно таблице 2.1 большинство исследованных соединений достоверно обладают выраженным анальгетическим эффектом, превышающим эффект препарата сравнения метамизола натрия. В ряду эфиров 4, несущих в сложноэфирной группе алкильный фрагмент, не найдено анальгетической активности, в то время как наличие ароматического фрагмента способствовало ее выраженности. Среди амидов 6 наиболее активными оказались соединения, несущие флуоренильный фрагмент в гидразонной части и иара-галоген-замещенный фенил в амидной. Действие наиболее активных соединений 4к, 6ф,щ,э,я,ав,аж,аз,аи сопоставимо с эффектом диклофенака или превышает его.

Скринингу на анальгетическую активность по методу «уксусных корчей» было подвергнуто 1б синтезированных соединений (таблица 2.2). Данным методом определяется эффект в отношении острой глубокой боли.

Таблица 2.2. Анальгетическая активность соединений 6 и 7, исследованная по методу «уксусных корчей»

Соединение Я" Количество корчей % уменьшения корчей по сравнению с контролем Р по сравнению с контролем

ОгО О^О Я" = я3, ^ ЛД -- Н N 0 ^ Н -— 0" Н /-Б^^-^Я^ /-Би^^Я3 в

6ф РЬ 7.7 ± 2.1* 74.8 <0.05

6ц 4-Ме0СбН4 12.7 ± 1.9 58.5 <0.05

6э 4-С1С6Н4 5.7 ± 1.4* 82.0 <0.05

6я 4-БгСбН4 13.1 ± 3.8 57.2 <0.05

6аб 4-1СбН4 10.1 ± 4.3 бб.9 <0.05

6ае Тиазол-2-ил 24.8 ± 2.3 18.9 >0.05

6аж 4-Фенилтиазол-2-ил 14.б ± 2.9 52.3 <0.05

6аи 5-Бром-1,3,4-тиадиазол-2-ил 15.2 ± 4.2 50.9 <0.05

РЬ РИ РЬ РИ Я" = Я4, 0-Н^Н 0 0^0 /-Би^^Ч^ д /-Би^^^Я в

7д 2-Н0СбН4 10.8 ± 2.7 б4.7 <0.05

7е 3-Н0СбН4 14.0 ± 3.3 54.2 <0.05

Соединение ЯП Количество корчей % уменьшения корчей по сравнению с контролем Р по сравнению с контролем

О О РЬ^РЬ РЬ А Т г^Рь ЯП = Я4, оА^ О — О ^ О

7м 2-ИОСбИ4 9.8 ± 1.4* б7.7 <0.05

7н 3-ИОСбИ4 20.2 ± 2.9 34.1 <0.05

РЬ^СбИ4ОМе-4 РЬ СбИ4ОМе-4 ™ пд и N N ЯП = я4, О И О О М'тт О А в

7о 2-ИОСбИ4 13.0 ± 1.8 57.5 <0.05

7п 3-ИОСбИ4 1б.7 ± 2.9 45.5 <0.05

сш яп=я4, И N . ' ■ N О " О О N О ХАиХ 1 I N х4 й Н А О И В

7р 2-ИОСбИ4 11.3 ± 1.б б2.9 <0.05

7с 3-НОС6Н4 7.7 ± 2.1* 74.9 <0.05

Метамизол натрия 14.0 ± 0.5 54.2 <0.05

Нимесулид — 7.5 ± 2.2 75.5 <0.05

Контроль — 30.б ± 2.9 — —

*р <0.05 по сравнению с метамизолом натрия

Согласно полученным данным, все исследуемые соединения, за исключением 6ае, обладают анальгетической активностью, определяемой по методу «уксусных корчей». Наибольшую активность, сравнимую с эффектом нимесулида, показали соединения 6ф,э и 7с, несущие в своем составе фенильный и пара-хлорфенильный фрагменты в амидной части и мета-гидроксибензойный в гидразидной части соответственно, для всех соединений характерен флуоренильный фрагмент в гидразонной части.

2.3.2. Противовоспалительная активность.

Исследование противовоспалительной активности на модели острого воспалительного отека, вызванного субплантарным введением 0.1 мл 1% водного раствора каррагенина в заднюю лапу крысы, проводилось кандидатом биологических наук, доцентом Чащиной С.В. на базе ФГБОУ ВО ПГФА. Всего было исследовано 26 синтезированных соединений из группы эфиров 4, амидов 6 и гидразидов 7. Статистически обработанные результаты представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3. Противовоспалительная активность соединений 4

Соединение Rn Прирост объема стопы через 3 ч, % Торможение отека через 3 ч, %

Ph Ph h ¥ Rn = R2, O" -N-

4д Me 63.52 ± 4.96 4.46

4е Et 58.30 ± 8.25 12.29

4з n-Bu 70.92 ± 4.78 -6.69

4и 2,2-Me2Bu 61.76 ± 8.24 7.08

4к PhCH2 26.51 ± 6.67* 60.12

4л 4-MeC6H4CH2 42.38 ± 6.93 36.60

Соединение яп Прирост объема стопы через 3 ч, % Торможение отека через 3 ч, %

4м 4-МеОСбИ4СИ2 48.58 ± 4.84 2б.91

4н 2,4-С12С6НэСН2 35.19 ± 2.50* 47.06

4о 4-ВгСбИ4СИ2 47.43 ± 7.1б 28.б4

4п 4-NO2CбИ4CИ2 52.99 ± б.б8 20.29

4р Фуран-2-илметил 18.61 ± 6.70* 72.00

0^0 с^о ЯП = Я3, О ^ = О-^'^

6ф РЬ 48.22 ± 4.49 27.4б

6ц 4-МеОСбИ4 б9.б0 ± 7.37 -0.05

6э 4-С1СбИ4 35.98 ± 2.39* 45.87

6я 4-ВгСбИ4 48.90 ± 4.б2 2б.55

6ае Тиазол-2-ил 4б.38 ± б.95 30.22

РЬ РЬ РЬ РЬ и т т яп - я4, О" И О --- О № О /-Ви^1^^4 А /-Ви^А^^я4 в

7а РЬСШ 21.31 ± 4.61* 67.94

7д 2-НОС6Н4 27.19 ± 5.71* 59.09

7е 3-НОС6Н4 32.93 ± 3.86* 50.46

7л Аг-(4-бромфенил)-2-аминохинолин-4-ил 35.16 ± 3.81* 47.10

Соединение яп Прирост объема стопы через 3 ч, % Торможение отека через 3 ч, %

0 о У у^рь Яп = я4, 0 --- N ° N Н 0 о N о

7м 2-НОСбН4 21.85 ± 2.48* 67.13

7н 3-Н0СбН4 44.93 ± 5.97 32.41

рь СДОМе-4 РЬ С6Н40Ме-4 = 0-%>н 0 — 0X0 0 Н А 0 Н В

7о 2-Н0СбН4 42.38 ± 7.33 36.24

7п 3-Н0СбН4 45.58 ± 8.45 31.43

0^0 = 0-Н^Н 0 -- 0 0

7р 2-НОСбН4 18.95 ± 2.43* 71.49

7с 3-НОСбН4 20.59 ± 4.27* 69.02

Нимесулид — 33.90 ± 6.78 48.99

Контроль — 66.47 ± 10.19 —

*р <0.05 по сравнению с контролем

Из таблицы 2.3 видно, что противовоспалительный эффект характерен для соединений ряда эфиров 4 и гидразидов 7 и не характерен для амидов 6. Противовоспалительный эффект соединений 4к,н,р и 7а,д,е,л,м,р,с превышает или сопоставим с таковым препарата сравнения нимесулида.

2.3.3. Противомикробная активность

На кафедре микробиологии ФГБОУ ВО ПГФА под руководством заведующей кафедрой, кандидата наук, доцента Новиковой В. В. скринингу на антибактериальную и фунгицидную активность было подвергнуто 12 соединений из ряда эфиров 4, 32 соединения из ряда амидов 6 и 17 соединений из ряда гидразидов 7. Большинство исследованных соединений обладают низкой антибактериальной и противогрибковой активностью или не обладают ею совсем (МПК в диапазоне 125-1000 мкг/мл и более). Найдено два соединения, противогрибковый эффект которых сопоставим с эффектом препарата сравнения флуконазола. Результаты испытаний данных соединений представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4. Противомикробная и противогрибковая активность наиболее активных из исследованных соединений

Соединение R2 Наименование вида/штамма м/о МПК, мкг/мл

Ph Ph АЛ о-' -N-

4е Me S. aureus 6538P ATCC E. coli 25922 ATCC C. albicans ATCC 855-653 125 250 62.5

4ж Et S. aureus 6538P ATCC E. coli 25922 ATCC C. albicans ATCC 855-653 125 125 62.5

Раствор диоксидина 1% S. aureus 6538P ATCC E. coli 25922 ATCC 62.5 31

Флуконазол — C. albicans ATCC 855-653 64

2.3.4. Антирадикальная активность

Для эфиров 4 была изучена антирадикальная активность в реакции связывания 2,2-дифенил-2-пикрил-1-гидразила (ДФПГ). Радикалсвязывающая активность была определена из расчета 1С50, то есть концентрации соединения (мг/г), при которой 50% образовавшихся стабильных радикалов было связано тестируемым соединением. Результаты представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5. Антирадикальная активность эфиров 4

Соединение Я2 1С50 ТЕАС

РИ 4-МеОС6Н4 Н Т О-' 'Ы' А О ,

4а Ме 449.98 0.01596204

4б Е1 394.63 0.0182008

4в п-Би 654.26 0.019782

4г 2,2-Ме2Би 789.71 0.0090952

РИ РИ Н ¥ О"

4д Ме 1039.76 0.0069079

4ж /-Рг 2223.77 0.0032299

4з п-Би 1144.12 0.0062778

4и 2,2-Ме2Би 760.96 0.0094388

4к РИСН2 493.22 0.0145626

4л 4-МеСбН4СН2 391.95 0.018325032

4м 4-МеОСбН4СН2 1037.06 0.0069259

4о 4-ВГС6Н4СН2 345.07 0.02081453

4п 4-ЫО2СбН4СН2 448.19 0.01241422