Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез и биологическая активность хиназолоновых производных

гч.

сг

СП

•г- ПЕРМСКАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

еч/

на правах рукописи

Дворская Оксана Николаевна

УДК 547.856.1: 542.9: 615.214.24

Синтез и биологическая активность хиназолоновых производных

15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия

автореферат на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

ПЕРМЬ - 1997

Работа выполнена в Пермской Государственной фармацевтической Академии.

Научный руководитель - доктор фармацевтических наук,

профессор Чернобровин Н.И.

Официальные оппоненты - доктор фармацевтических наук,

профессор Оганесян Э.Т. доктор химических наук, профессор Гейн В.Л.

Ведущая организация - Башкирский медицинский университет

Защита состоится "-/7" 2г. в & часов на

заседании специализированного Совета Д 084.70.01 при Пермской Государственной Фармацевтической Академии (614600, г.Пермь, ул. Ленина, 48).

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, доцент

Е. В. Метелева

Актуальность проблемы Изыскание и внедрение в практическую медицину высокоэффективных и малотоксичных лекарственных препаратов является одной из важнейших задач здравоохранения. Результаты современных исследований по химии и биологическому действию хиназолоновых производных убедительно свидетельствуют о перспективности данного класса соединений, как фармакологически активных с широким спектром биологического действия.

Исходя из этого, основным научным направлением исследований данной диссертационной работы является поиск новых биологически активных соединений, содержащих хиназолоновый фрагмент, исследование их биологической активности, установление возможной зависимости между химическим строением и биологическим действием.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ПФА по проблеме N 24 РФ "Разработка путей совершенствования лекарственного обеспечения населения на основе внедрения новых методов прогнозирования лекарственного сырья, прогрессивных технологий и стандартизации лекарств и совершенствование хозяйственного механизма аптечных учреждений" (И государственной регистрации 01. 9. 10 018878).

Цель и задачи исследования Целью настоящего исследования является создание 2, 3-дизамещенных 4(ЗН)-хиназолона; 1,2-дизаме-щенных 4(1Н)-хиназолинонов; 1,2,3,4-тетрагидрохиназолинонов-4 и конденсированных хиназолоновых систем, изучение их физико-химических свойств, биологической активности и выявление закономерности "структура-биологическое действие".

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать взаимодействие амино- и гидразино-производ-ных 4(ЗН. 1Н)-хиназолинонов с 5-арил-2,З-дигидро-2,3-фурандиона-ми, установить структуру полученных соединений, исследовать их свойства;

2. Изучить влияние различных условий проведения реакции гидразинолиза 1-й-2-тио-1.2, 3,4-тетрагидрохиназолинонов-4;

3. Разработать препаративные методики получения неизвестных ранее 1-Е-2-илиден(ацил)-4(1Н)-хиназолинонов, как потенциальных биологически активных соединений;

4. Синтезировать 1-(И-морфолиноацетил)-2,3-диа-рил-1,2,3,4-тетрагидрохиназолиноны , изучить их биологическую активность;

5. Изучить физико-химические свойства синтезированных сое-

- г -

динений и установить их структуру с помощью УФ-, ИК-, ПМР-р масс-спектров ;

6. Осуществить фармакологический скрининг синтезированные соединений с целью установления связи между структурой и биологическим действием, выявить наиболее активные вещества, перспективные для внедрения в медицинскую практику.

Научная новизна исследований Расширены ряды 2-15-3-(или-ден)амино-4(ЗН)-хиназолонов, ацилгидразидов М-И-антраниловых кислот с целью выявления закономерностей "структура-активность";

Изучено влияние различных условий проведения реакции гидра-зинолиза 1-И-2-тио-1,2,3,4-тетрагидрохиназолинонов-4, в результате чего с высоким выходом получены 1-Е-2-гидразино-4(1Н)-хина-золиноны;

Исследовано взаимодействие 2-алкил-3-амино-4Ш)-хиназоло-нов и 1-К-2-гидразино-4(1Н)-хиназолинонов с 5-арил-2,3-дигид-ро-2,3-фурандионами, приводящее к образованию бензоилпирувоиль-ных производных 4(ЗН, 1Н)-хиназолона, проявивших высокую биологическую активность;

Разработаны препаративные методики получения неизвестных ранее 1-Р-2-илиден(ацил)-4(1Н)-хиназолинонов, проявивших высокую антистафилококковую активность;

Осуществлен целенаправленный синтез 1-Ш-морфолиноаце-тил)-2,3-диарил-1, 2, 3,4-тетрагидрохиназолинонов с заданным противовоспалительным действием;

В процессе работы синтезировано 159 соединений, 100 из них получено впервые. У полученных соединений изучены физико-химические свойства, спектральные характеристики, индивидуальность вешеств доказана методом ТСХ на пластинках "БПиГоГ1.

Осуществлен фармакологический скрининг 79 хиназолоновых производных, в результате которого выявлены вещества с сильно выраженным антимикробным, противовоспалительным, противосудорож-ным и анальгетическим действием. Установлены некоторые закономерности биологического действия от химической структуры.

Практическая значимость работы Представленные в работе экспериментальные и теоретические исследования по синтезу и биологической активности 4(ЗН,1Н)-хиназолнов; 1,2, 3,4-тетрагидрохина-золинонов-4; конденсированных хиназолоновых систем, представляют практический интерес для поиска биологически активных веществ с анальгетическим, антиагрегационным. противомикробным, противосу-

- 3 -

дорожным и противовоспалительным действием.

Выявленные закономерности биологического действия от структуры соединений могут быть использованы для дальнейшего поиска биологически активных соединений в ряду хиназолоновых производных.

Для углубленных исследований с целью представления материалов в Фармакологический комитет предложены:

1. 2-Пропил-З-(2',4'-динитробензилиден)амино-4(ЗН)-хиназо-линон, проявляющий противосудорожную и анальгетическую активности.

2. 2-Пропил-З-(4'-хлорбензоилпирувоил)амино-4(ЗН)-хиназо-лон, проявляющий противомикробную активность.

3. 2-(5'-Нитрофурфурилиден)гидразино-4(1Н)-хиназолинон, проявляющий противостафилококковую активность.

Разработана и утверждена научно-техническая документация на новые реактивы:

- 2-Гидразино-4(1Н)-хиназолинон (ТУ 6-09-40-5404-93);

- 2-Пропил-3-амино-4(ЗН)-хиназолинон (ТУ 6-09-40-5406-93), которые внесены в "Каталог химических реактивов" Государственного инженерного центра "Реактив".

Данные по фармакологической активности и выявленные закономерности связи "структура-действие", используются при проведении научных исследований и в учебном процессе на кафедрах некоторых медицинских и фармацевтических вузов России.

Апробация работы Основные положения работы докладывались и обсуждались на межвузовской конференции "Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов" (г.Саратов, 1992 г.), на Первом Российском Национальном конгрессе "Человек и лекарство" (г.Москва, 1992 г.), на научно-практической конференции, посвященной 50-летию Пятигорского фармацевтического института (г.Пятигорск, 1993 г.), на международной конференции "Загрязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии" (Москва - Пермь, 1993 г.). на научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Пермского фармацевтического института (г. Пермь, 1994 г. ).

Публикации Основные положения работы отражены в 7 статьях. 2 положительных решениях о выдаче авторских свидетельств, 5 тезисах докладов на Международных. Республиканских конференциях и Первом Российском Национальном конгрессе.

Объем и структура диссертации Диссертационная работа изло-

жена на 187 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 236 наименование, в том числе. 134 на иностранном языке и приложения. Работа иллюстрирована 13 рисунками и содержит 25 таблиц.

В первой главе представлен краткий обзор литературы, в котором отражено современное состояние синтеза и поиска биологически активных производных 4(ЗН,1Н)-хиназолинона, 1,2, 3,4-тетра-гидрохиназолинона-4. а также конденсированных соединений, содержащих в своем составе хиназолоновый фрагмент.

Во второй и третьей главах приведены результаты исследований и экспериментальные данные по синтезу и свойствам синтезированных соединений.

Четвертая глава посвящена исследованию биологической активности полученных соединений и описанию выявленных закономерностей между строением синтезированных веществ и их фармакологическим действием.

На защиту выносятся:

1. Синтез и свойства производных 4(ЗН)-, 4(1Н)-хиназолино-нов, 1,2, 3,4-тетрагидрохиназолинонов-4, конденсированных хиназо-лоновых систем, включающих хиназолоновый фрагмент.

2. Установление структуры впервые синтезированных соединений на основе спектральных исследований.

3. Результаты биологических испытаний синтезированных соединений на различные виды действия, выявленные закономерности между строением и действием, а также рекомендации перспективных веществ для углубленного исследования.

Содержание работы Синтез и свойства 2.3-дизамешенных 4(ЗН)-хиназолонов

Известно, что среди 2,3-дизамещенных 4(ЗН)-хиназолинона найдены вещества с ценными видами биологической активности. Представляло интерес получить неизвестные 3-илиден(ацил)-ами-но-4(ЗН)-хиназолиноны, содержащие различные заместители в 3 положении хиназолонового цикла.

Исходные 3-амино-4(ЗН)-хиназолонов нами получены на основе 3,1-бензоксазин-4-онов и метиловых эфиров Ы-К-антраниловых кислот согласно схемы

of

ООН

(СН3С0)20

- 5

я о

N^-R

НЛ

н2о

-нс1

о

II

R-C-C1

л

^^тгн-с-к

и

о

СН3С00Н

Lis

о

II

с-оснз

NH-C-R и О

r = сн„

NA'

Н2°

n-nh2

N^-R "(1-3)

Д

R

c-nh-nh2

nh-c-r И

О

с н .

з 7

СеН5-

Взаимодействием антраниловой кислоты с уксусным ангидридом, а также с хлорангидридами бутановой и бензойной кислот получены 3,1-бензоксазин-4-оны, при последующей обработке которых избытком гидразин-гидрата с высоким выходом (69-76%) образуются 2-R-3-aMHH0-4(ЗН)-хиназолоны.

Получение последних возможно также из метиловых эфиров N-R-антраниловых кислот с избытком гидразин-гидрата в спиртовой среде с выделением или без выделения гидразида N-авдлантранило-вой кислоты, в результате чего происходит гидразинолиз метиловых эфиров с одновременной внутримолекулярной циклизацией в 2-арил(алкил)-3-амино-4(ЗН)-хиназолоны (1-3) (Петрова B.C. с со-авт. 1990г., Бобровская О.В. 1992г.).

УФ-спектр 2-метил-3-амино-4(ЗН)-хиназолона (спиртовый раствор) содержит три длинноволновых максимума поглощения при 224, 274 и 306 нм.

В ИК-спектрах (вазелиновое масло) наблюдаются характеристические полосы поглощения при 3330-3300 и 3270-3200 см"1 (NH асс. и неасс., соответственно), при 1650-1645 см"1 (СО), и около 1595-1580 И 1500-1480 СМ"1 (Аг).

Спектры ПМР соединений содержат сигналы химических сдвигов протонов в м.д. (ДМС0-Д6): 5.63-5.83 с (NHg. 2Н, исчезает в (ДМСО-Д +CF,СООН)). 7,71-7,85 м (АГ, 4Н или 9Н).

о 3

Известно, что свободная аминогруппа придает соединениям способность к реакциям нуклеофильного замещения и присоединения. Эти реакции были проведены с целью поиска новых перспективных биологически активных соединений.

Осуществлен синтез ряда илиден-производных 4(ЗН)-хиназолона с выходами 33-895= реакцией конденсации 2-Р-3-амино-4(ЗН)-хиназо-лонов с различными альдегидами в спиртовой среде при кратковре-

менном нагревании в присутствии катализатора (HCl), а также гидрохлоридов 2-R-3-(илиден)амино-4(ЗН)-хиназолонов насыщением хлористым водородом растворов веществ в абсолютном диоксане и бензоле. Соединения 39-43 оказались нерастворимыми в воде. Структура их доказана ПМР-спектрами.

J"VN-N=CH-R1 НС1Г. >|)^4N-N=CH-R1

kN^—R ->JjyS^R 'HCl

(4-36) (37-43)

R1 - алкил, арил, гетерил.

В УФ-спектрах спиртовых растворов соединений наблюдаются три максимума поглощения: 222-227 (Ige 3,75-4.22), 270-286 (Igt 3,55-3,68) и 306-337 (Igt 3,31-3.37) HM.

Образование азометиновой связи сопровождается исчезновением в ИК-спектрах полос поглощения при 3330-3300 и 3270-3200 см"1 (NH) и появлением полосы поглощения при 1650-1620 см"1 (N=CH).

В ПМР-спектрах исчезает сигнал первичной аминогруппы при 5,63-5,83 м.д. исходных 2-R-3-aMHH0-4(3H)-хиназолонов, и появляется сигнал протона азометиновой группы при 8,7-9,55 м. д.

2-Алкил-3-амино-4(ЭН)-хиназолоны легко реагируют с 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионами. Изучение реакции взаимодействия эквимолярных количеств 3-амино-производных 4(ЗН)-хина-золона с 5-арил-2,3-дигидро-2,3-фурандионами при комнатной температуре показало, что реакция протекает в абсолютных бензоле или диоксане с расщеплением фурандионового цикла и образованием 2-R-3-(n-R1 -бензоилпирувоил)амино-4(ЗН)-хиназолонов.

Н. Q

N-NH„ n-R1 -С, Н -(/„ >0 >|^N-KH-C-C=CH-C-Cc Н„ -R1 -п

г . \ г, / I I .. ( || с '

он-•-о

(44-53)

и-ш2 п-к4 \ о Г Г| й Т — И "6**4 -> J-M^R О ОН' • • О

R = СН3, С3Н7. R1 = Н, СН3, С1. Вг. 0СН3.

О нециклической структуре соед.44-53 свидетельствует наличие в УФ-спектрах длинноволнового максимума 342-349 нм. чтс практически совпадает со значением максимума для амида бензоил-пировиноградной кислоты (345 нм). Цветная реакция их со спиртовым раствором железа (III) хлорида, а также наличие в ПМР-спект-

рах соед.44-53 сигнала химического сдвига протона =СН-группы при 6,78-7,19 м.д. и сигнала енольного гидроксила при 13,65-13,81 м.д., свидетельствует об енолизации этих соединений в растворах по а-карбонилу и образовании Н-хелатного цикла за счет внутримолекулярной водородной связи между енольным гидроксилом и у-кар-бонилом.

В ИК-спектрах (вазелиновое масло) присутствуют полосы поглощения при 3300-3250 см"1 (Ш), 1710-1665 см"1 (СО), 1610-1590 (Аг, Н-хелатн.цикл), 1460, 1380см"1 (СН3-, СН£-деф.). Отсутствие в ИК-спектрах поглощения а-кетонного карбонила, а также наличие интенсивной полосы поглощения 1610-1590 см*1, обусловленное Н-хелатным циклом, а также отсутствие в ПМР-спект-рах сигнала метиленовой группы, свидетельствует о существовании данных соединений полностью в а-енольной форме.

Синтез и свойства 1.2-дизамешенных 4ИН)-хиназолинона и 1.2,3.4-тетрагидрохиназолинона-4.

С целью поиска неизвестных ранее биологически активных соединений наше внимание привлекли 1,2-дизамещенные 4(1Н)-хиназоли-нона.

2-Гидразино-4(1Н)-хиназолиноны получены реакцией циклизации Н-замещенных антраниловых кислот с аммония роданидом с последующим гидразинолизом полученных 1-1?-2-тио-1,2, 3, 4-тетрагидрохина-золинонов-4 согласно схеме

^у-СООН

Ш„ СЫБ

4

->

С

Лз

тгтг

->

И 1 стад. И (54-58) 2 стад.

Возможен следующий механизм реакции: а) РОИБ

И

И (59-62)

-л'ЕФС^'

I

б) Р-Н=С=Б

I

-> Е-Н=С.

\®

-> И-Л-С.

\

СООН 1стад.

КН: + Н-Н=С=Б -

И I

II

СООН

н?3

Н N11:

-> Д-л-с-ш, ->

^^ I II 2

I II

И Б

К

2 стад. . О

-> f^F^m -> "|N NH2-NH2 ¥ "N

R R -H2S ' R V

На первой стадии сплавления идет перегруппировка тиоциана-тов в изотиоцианаты (I), которые имеют электрофильный центр и легко подвергаются атаке нуклеофилом. В результате нуклеофильно-го присоединения образуются N-замещенные производные тиомочевины (III), которые при отщеплении одной молекулы воды циклизуются в I-R-2-tho-I,2,3,4-тетрагидрохиназолиноны-4 (IV).

На второй стадии гидразинолиза I-R-2-tho-I. 2,3,4-тетрагид-рохиназолиноны-4 (IV), имеющие две таутомерные формы: тионную и тиольную, превращаются в 1-К-2-гидразино-4(1Н)-хиназолиноны (V). По-видимому, повышенные электрофильные свойства тиольной формы по сравнению с имидольной , способствуют направленной атаке гидразина с замещением тиольного фрагмента на гидразино-группу.

Изучение реакции гидразинолиза 2-тио-1,2,3,4-тетрагидрохи-назолинонов-4 показало, что, для незамещенных в первом положении тио-производных, она протекает гладко с высоким выходом конечного продукта (до 88%), независимо от концентрации гидразин-гидрата (50-99%). В случае с 1-метил-замещенным, при использовании

50% Q

"> f^ir^NH

(57)

NH "НО

2 4 2

- HS 70-99%

2

HH-NHe СН, (62)

50%-го !!гН "Н 0 гидразинолиз 1-метил-2-тио-1. 2, 3,4-тетрагидрохи-назолинона-4 приводит к образованию, преимущественно, 1-метил- 1, 2,3,4-тетрагидрохиназолин-2,4-диона.

При использовании 70-99% МгН4'Н20 из реакционной среды был выделен 1-метил-2-гидразино-4(1Н)-хиназолинон (соед.62).

Получить 1-фенил- и (2,3-диметилфенил)-2-гидрази-но-1,2, 3,4-тетрагидрохиназолинон-4 подобным образом не удалось. Подбор растворителя, температуры реакционной среды, времени протекания реакции, а также изменение концентрации гидразин-гидрата не привели к соответствующим 1-арил-2-гидразино-4(1Н)-хиназоли-

>

нонам. Из реакционной смеси во всех случаях был выделен исходный 1-арил-2-тио-4-оксо-1.2,3,4-хиназолин (соед.58), либо его смесь с 1.2,3,4-тетрагидрохиназолин-2,4-дионом. Невозможность образования желаемого продукта в данных условиях объясняется, по-видимому, стерическими препятствиями.

Введение в молекулу гидразидного фрагмента сопровождается появлением в ПМР-спектрах соединений сигнала при 5.3-6,21 м.д. (NH , 2Н, исчезает в ДМСО-Л + CF,C00H).

2 6 3

В масс-спектре 2-гидразино-4(1Н)-хиназолинона имеется максимальный по интенсивности пик молекулярного иона m/z 176. а также пики фрагментных ионов со следующими значениями массовых чисел (на схеме приведена расшифровка пиков с интенсивностью

N=NH'

NHNH„

С Н

5 5

65(9, 3)

-1 + -

С5Н4

64(17,5)

Фрагментация 2-гидразино-4(1Н)-хиназолинона осуществляется с разрывом связей C(2)-N и элиминированием гидразидного фрагмента с образованием интенсивного пика молекулярного иона 4(1Н)-хина-золинона. Дальнейший распад последнего проходит с последовательным элиминированием аминного и карбонильного фрагментов.

Осуществлен синтез 1-15-2-илиденгидразино-4(1Н)-хиназолино-нов реакцией конденсации 1-Р-2-гидразино-4(1Н)-хиназолинонов с различными альдегидами, а также их гидрохлоридов насыщением растворов веществ хлористым водородом в абсолютном диоксане:

'К H-C-R3 V^jN НС1г.гАи -НС1

Rz 'R R R

(59-62) (63-98) (99-113)

R = H, CH3. R1 = R2 = H, Br. R3 = алкил, арил, гетерил.

Образование азометиновой связи сопровождается появлением в ИК-спектрах соед.63-98 полосы поглощения в области 1660-1620 см"1 (НС=Ю. В ПМР-спектрах отсутствует сигнал первичной аминогруппы при 5,3-5,45 м.д., имеющийся у исходных 2-гидрази-но-4(1Н)-хиназолинонов. и появляется сигнал химического сдвига протона групп HC=N при 7,91-8,71 м.д.

В масс-спектре 2-(4'-метил-бензилиден)гидразино-4(1Н)-хина-золинона имеется максимальный по интенсивности пик молекулярного иона m/z 278 и пики фрагментных ионов, образующихся при последовательном элиминировании п-толуильного, п-толилнитрильного фрагментов боковой цепи. Последующая фрагментация цикла 4(1Н)-хина-золинона осуществляется аналогично вышеназванному примеру. Приведены пики с интенсивностью > 5%: 278 (100) М">\ 277 (26) М-Нп+, 187 (56) М - П-СН3С6Н41 + , 161 (47) М - П-СН3С6Н4-С=П+, 145 (7) М - 161- NH2"i\ 144 (5) М - 161 - NH31 + . 120 (12) М - 161 -NC-l'ffi~1+, 119 (30) М - 161 - NC-NH2"i + , 118 (7) М - 161 - NC-NH,, -Н"1*, 117 (5) М - 161 - HCN0 - Ю\ 104 (20) М - 161 - NCNH -\ 103 (И) М - 161 - NCNH - NH~I\ 92 (10) М - 120 - С0~>\ 91 (И; М - 119 - С0"1\ 90 (14) М - 117 - С0~1\ 78 (11) С6Н6"1+, 77 (8) 65 (17) CKHc-i+. 64 (9) СЙН

6 5 5 5 5 4

Исследования взаимодействия вышеназванных соединений с фта-левым и малеиновым ангидридами и 5-арил-2,З-дигидро-2, 3-фуранди-онами привели к 1-Р-2-ацилгидразино-4(1Н)-хиназолонам:

- и -

(R1 С0)20

2

R

(59,62)

>

R

О

(114-122)

R = Н, СН,. R1 = СН=СН-СООН,... R2 = СО-СН -СО-СН -С1-П,...

о /¿6 4

в пмр-спектрах исчезает сигнал первичной амино-группы исходных 1-Р-2-гидразино-4(1Н)-хиназолинонов при 5,3-6,21 м.д. и появляется уширенный сигнал NH- в составе амидной группы с центром при 11,98 м.д. (NH + -NH-CO-, 2Н) у соед.114-117; при 10,95 м.д. (NH + -NH-CO-, 2Н) у соед.118-120.

В ИК-спектрах появляются дополнительные полосы поглощения 1740-1670 см"1 (СО бензоилпирувоильного фрагмента) соед.114-120 и при 1580-1570 см"1 (C0-NH. амид II) у соед. 114-122.

О нециклической структуре полученных l-R-2-iR1-п-бензоилпи-рувоил)гидразино-4(1Н)-хиназолинонов свидетельствует наличие в УФ-спектрах, наряду с характерными для 2,3-дизамещенных хиназо-лона максимумами, длинноволнового максимума около 344-349 нм, что почти совпадает со значением максимума для амида бензоилпи-ровиноградной кислоты, находящемся около 345 нм.

Замещенные в первом положении 2-(R'-бензоилпирувоил)гидразинов 1Н)-хиназолиноны (соед.118-120) по свойствам и спектральным характеристикам отличаются от незамещенных (соед.114-117):

- по реакции с железа (III) хлоридом. Соединения 118-120, как и соед.44-53, дают цветную реакцию со спиртовым раствором хлористого железа, в отличие от 2-(R'-бензоилпирувоил)гидразинов 1Н)-хиназолинонов, которые этой реакции не дают;

- по спектральным данным. В ИК-спектрах соед.118-120 наблюдается интенсивная полоса поглощения около 1600 см "s (Ar, Н-хе-латк.цикл), подобно 2-Р-3-№'-бензоилпирувоил)амино-4(ЗН)-хина-золонам. а у соед.114-117 наблюдается полоса поглощения а-кетон-ного карбонила при 1740 см l-R-замещенные 2-№'-бензоилпиру-воил)гидразино-4(1Н)-хиназолиноны (118-120) в спектрах ПМР дают характерный пик =СН-группы в области 6,81-7,11 м.д. и пик еноль-ного гидроксила при 14.21-14,28 м.д., подобные пики наблюдается также в ПМР-спектрах соед.45-48, 50-53 при 6.78-7,19 и у соед. 44-53 при 13,65-13,81 м.д., соответственно, в отличие от соед. 114-117. в ПМР-спектрах которых наблюдается пик группы -СН -

при 4. 38-4,49 м. д.

Отсутствие в ПМР-спектрах 2-(Е'-бензоилпирувоил)гидразино-4(1Н)-хиназолинонов (114-117) сигналов метанового протона и енольного гидроксила позволяет предполагать, что они существуют, по-видимому, в кето-форме, а 1-метил-2-№'-бензоилпирувоил)гидрази-но-4(1Н)-хиназолиноны (118-120) находятся, в а-енольной форме.

Снят масс-спектр 2-(п-хлор-бензоилпирувоил)гидразино-4(1Н)-хиназолинона, фрагментация которого, подтверждает предложенную структуру соединения.

Реакцией циклизации ариламидов антраниловой кислоты получены 2,3-дизамещенные 1,2,3,4-тетрагидрохиназолинона-4 в качестве полупродуктов синтеза биологически активных 1,2,3-тризамещенных 1,2,3,4-тетрагидрохиназолинонов-4.

C-NH-Ar

0 н

H-C-R

NH„

с2н5он,

о

C1CH2-C-C1

HCl

о

N-Ar ^

0=С-СН2С1 (133-139) - HCl| HN 0

Ar

СвН: = СН2-С.Н

4-0СН3-С6Н4.

6 5 '

2,4-(0СН3)г-

СвНз-

n-ar <—

.NA-R

I н ^

o=c-ch2-n о

(140-145)

Аиилированием 2, 3-дизамещенных 1,2,3,4-тетрагидрохиназолинона-4 хлорацетилхлоридом при кратковременном нагревании в уксусной кислоте с выходом 40-695? получены 1-хлорацетил-2,3-диа-рил-1, 2, 3,4-тетрагидрохиназолиноны-4 (133-139). Последние легко взаимодействуют с морфолином в этаноле, в результате чего синтезированы 1-морфолиноацетил-2,3-диарил-1.2,3,4-тетрагидрохиназо-линоны-4 (140-145), интересные в биологическом плане.

Строение полученных веществ подтверждено данными ИК-, ПИР-спектроскопии.

Синтез и свойства конденсированных хиназолоновых производных, полученных на основе гидразида Н-И-антраниловой кислоты.

С целью создания соединений с антиагрегантной активностью

против тромбоцитов плазмы крови ацилированием гидразидов М-И-антраниловых кислот ангидридами дикарбоновых кислот синтезированы ацилгидразиды Я-замещенных антраниловых кислот (146-154).

R-

R'

0-

->

NH-R 1, 2.

Rl

R'

0 О C-NHNH-C-(СН )

п г

О и

-с-он

NH-R (146-154)

П = 1,2. R = Н, СН -СН=СН„... R1 = Н. CI, Br. R2 = H. С1. 2 2

Строение полученных соединений подтверждено данными ИК-, ПМР-спектроскопии, чистота - методом ТСХ на пластинках "Silufol". Соединения оказались нерастворимыми в воде, что делает невозможным исследование их антиагрегантной активности.

Проведена циклизация о-аминобензоилгидразидов малеиновой, янтарной и фталевой кислот (146,150,155) при кратковременном нагревании в среде уксусной кислоты, в результате чего с высоким выходом были выделены 1Н-2,Ю-дигидропиридазино[3,2-в]-хиназо-лин-2,10-дион (соед.156), 1Н-2,3,4,10-тетрагидропиридази-но [3,2-в]-хиназолин-2,10-дион (соед.157) и 3,4-бен-30-1,2, 4 ,5,10, 11-дигидропиридазино[3,2-Ь]-хиназолин-2, 10-дион (соед.159). Эти же соединения получены при нагревании гидразида антраниловой кислоты с малеиновым, янтарньм и фталевым ангидридами.

В ИК-спектрах соед.146.150,155 имеются интенсивные полосы при 3492-3483 см"1 (o-NHg ассим.), 3392-3376 см"1 (o-NHg ссим.), 3204-3175 см"1 (NH), при 1726-1695 см"1 (СО), 1680-1630 см"1

(CO-NH. амид I), при 1622-1614 см"1 (NH-деф.), 1590-1580 и 1508-1490 см"1 (Аг). при 1560-1540 см"1 (NH-C0. амид II).

В ПМР-спектрах этих соединений (ДМСО - Д6) отсутствует сигнал протонов первичной аминогруппы гидразидного фрагмента, который, в близком по структуре гидразиде антраниловой кислоты, находится при 4,38 м. д.

В ИК-спектрах соединений 156-159 наблюдаются полосы поглощения в области 3310-3100 cm"1 (NH), при 1697-1680 и 1680-1637 см'1 (СО10 и СО2, соответственно).

Биологическая активность синтезированных соединений.

Фармакологический скрининг проводился на кафедрах фармакологии и микробиологии под руководством профессора Колла В.Э. и доцента Плаксиной А.Н.

Из 159 синтезированных соединений 79 были подвергнуты фармакологическому скринингу на наличие у них антимикробной, проти-воспалительной, анальгетической, противосудорожной активности.

Проведены микробиологические испытания всех групп синтезированных соединений. Из 79 исследованных соединений противомик-робную активность показали 74.

Исследования показали, что наиболее активными среди илиде-новых производных 4(ЗН, 1Н)-хиназолинона, являются те, которые содержат 5-нитрофурильный радикал.

Так, 2-метил- и 2-пропил-3-(5'-нитрофурфурилиден)амино-4(ЗН)-хиназолоны (соед.10,18) обладают противостафилококковой активностью при минимальной ингибирующей концентрации (МИК) 0,0075 и 0,06 мкг/мл, соответственно.

Самую высокую активность среди всех исследованных соединений показал 2-(5'-нитрофурфурилиден)гидразино-4(1Н)-хиназолинон (соед.65), который проявляет противомикробную активность в отношении St. aureus при МИК равной 0,000025 мкг/мл, к B.antrac. -0.0075 мкг/мл, к E.coli и В.Frldlendera - 1000 мкг/мл. Исследование острой токсичности данного соединения показало, что его ЛДСГ составляет 4100 (2684-5516) мг/кг. Это позволяет отнести

5 О

это соединение к 4 классу опасности веществ по ГОСТу - мало опасным веществам, что. наряду с высокой активностью, делает его интересный для углубленного изучения с целью внедрения в медицинскую практику в качестве противостафилококкового средства.

Введение заместителей в молекулу 2-(5'-нитрофурфурили-ден)гидразино-4(1Н)-хиназолинона в первое, шестое или восьмое положение значительно снижает противостафилококковую активность с МИК 0,000025 мкг/мл (соед.65) до 31 (соед.95). 0,5 (соед.89). 1.0 (соед.94) мкг/мл, соответственно.

Высокую антибактериальную активность в отношении St. aur. и Е.coll проявили производные 4(ЗН, 1Н)-хиназолинонов, содержащие остаток бензоилпировиноградной кислоты. Так, 2-алкил-3-(п-Е-бен-зоилпирувоил)амино-4(ЗН)-хиназолоны проявляют активность при МИК от 1000 до 0,03 мкг/мл к St.aur. и от 500 до 15,6 мкг/мл к E.coll. В целом, бензоилпирувоильные производные 4(1Н)-хиназоли-нонов уступают им по силе антибактериального действия, их МИК к St.aur. составляет от 1000 до 7,8 мкг/мл, к E.coll - от 1000 до 500 мкг/мл, но для тех и других очевиден тот факт, что наиболее активными среди них являются соединения, содержащие атом хлора в п-положении бензоилпирувоильного фрагмента (соед.47,52,120).

Противовоспалительный эффект исследовался на каррагениновой модели воспаления. За наличие выраженного противовоспалительного действия принимали торможение отека на 30% и более. Испытаниям было подвергнуто 54 соединения, у 25 из них было обнаружено противовоспалительное действие (ПВД).

Установлено, что ПВД показали соединения из различных рядов исследованных соединений. Так, например, противовоспалительную активность на уровне ортофена проявили 2-метил-3-(2'-гидрокси-бензилиден)амино-4(ЗН)-хиназолон (соед.7), 1Н- и 1-ме-тил-2-(4'-С1-бензоилпирувоил)гидразино-4(1Н)-хиназолиноны (соед. 116,120).

Наибольшая активность обнаружена у 1-Ш-морфолиноаце-тил)-2-фенил-3-фенил-1,2,3,4-тетрагидрохиназолинона (соед.143).

Анальгетическую активность (АА) определяли в опытах с термическим раздражением по тесту "горячей пластинки" и по методике "уксусных корчей". Испытаниям на АА было подвергнуто 31 соединение, что позволило выявить 21 вещество, обладающее анальгетичес-ким действием. Как показали исследования, АА характерна только для одного ряда синтезированных соединений - 2-И-3-(илиден)ами-но-4(ЗН)-хиназолонов.

Очень высокую активность проявили 2-метил-3-(4'-гидрокси-

бензилиден)амино-4(ЗН)-хиназолон (соед.6) и 2-фенил-3-(2',4'-ди-метоксибензилиден)амино-4(ЗН)-хиназолон (соед.33), равную, соответственно. 47,8 и 47,4 сек по тесту "горячей пластинки". Соединение 6 на пике действия через 2 часа вызвало абсолютную анальгезию у 50 %, а соед.33 - у 60% животных.

Выраженную активность показали 2-пропил-3-(2',4'-диметокси-бензилиден)амино-4(ЗН)-хиназолон (соед.15) и 2-пропил-З-(5'-нит-рофурфурилиден)амино-4(ЗН)-хиназолон (соед.18).Для них определена острая токсичность, ЛД50 обоих соединений составляет 890 (554.6-1221,9) мг/кг. т.е. эти вещества по ГОСТу относятся к 3 классу опасности веществ - вещества умеренно опасные.

Определение противосудорожной активности (ПСА) проводили по тесту максимального электрошока. Скринингу на ПСА подвергнуто 26 соединений, у 4 из которых выявлен данный вид активности. Все эти соединения относятся к 2-Е-3-(илиден)амино-4(ЗН)-хиназоло-нам. Большинство рассматриваемых соединений в дозе 300 мг/кг не оказывают ПСА, но среди них обнаружены 2-пропил- и 2-фе-нил-3-(2',4'-динитробензилиден)амино-4(ЗН)-хиназолоны (соед.19, 32), защищающие от электросудорог, соответственно, 100% и 80% животных. Для них определена ЕД50, которая составляет для соед. 19 - 42 (33,6-57.5) мг/кг, для соед.32 -66 (56.8-76,6) мг/кг, т. е. эти вещества превосходят по силе действия гексами-дин. При этом у соед.19 обнаружена также и анальгетическая активность, что делает его интересным для углубленного изучения.

Результаты фармакологических испытаний указывают на высокую биологическую активность производных 4(ЗН,1Н)-хиназолинона; 1,2,3,4-тетрагидрохиназолинона-4, что позволяет сделать вывод о перспективности данного класса химических соединений как биологически активных с полезными видами биологической активности.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе 3,1-бензоксазин-4-онов и метиловых эфиров И-замещенных антраниловых кислот получены 2-арил(алкил)-3-ами-но-4(ЗН)-хиназолоны, являющиеся исходными продуктами для получения илиден- и ацильных производных 4(ЗН)-хиназолона.

2. Показано, что 3-амино-замещенные 4(ЗН)-хиназолона легко

вступают в реакции нуклеофильного замещения с 5-арил-2,3-дигид-ро-2.3-фурандионами, в результате чего получены неизвестные ранее 2-алкил-З-(п-Р-бензоилпирувоил)амино-4(ЗН)-хиназолоны, обладающие высокой биологической активностью. Расширен ряд 2-Р-3-(илиден)амино-4(ЗН)-хиназолонов, обладающих высокой антимикробной, анальгетической и противовоспалительной видами активностью.

3. Изучены различные условия синтеза 2-гидразино-(1Н)-хина-золинонов, используемых в качестве полупродуктов для синтеза илиден- и ацилпроизводных 4(1Н)-хиназолинона. Исследовано взаимодействие 2-гидразино-4(1Н)-хиназолинонов с различными альдегидами. ангидридами и 5-арил-2,З-дигидро-2, 3-фурандионами. в результате которого получены неизвестные ранее высокоэффективные соединения, обладающие широким спектром фармакологического действия.

4. Осуществлен целенаправленный синтез 1-морфолиноаце-тил-2, З-диарил-1,2,3.4-тетрагидрохиназолин-4-онов, проявивших высокую противовоспалительную активность.

5. Ацилированием гидразидов М-Р-антраниловых кислот ангидридами дикарбоновых кислот синтезированы ацилгидразиды И-заме-щенных антраниловых кислот, а также конденсированные хиназолоно-вые системы.

6. В результате проведенных исследований синтезировано 159 соединений, из которых 100 были получены впервые. Изучены свойства и установлено строение синтезированных соединений методами ТСХ и элементного анализа, УФ-, ИК- и ПМР-спектроскопии и масс-спектрометрии.

7. Осуществлен фармакологический скрининг 79 хиназолоновых производных, в результате которого выявлены вещества с сильно выраженным антимикробным, противовоспалительным, противосудорож-ным и анальгетическим действием.

Выявлены некоторые закономерности между строением и биологическим действием полученных соединений. По данным биологических испытаний для углубленного изучения рекомендованы следующие соединения:

2-пропил-З-(2',4'-динитробензилиден)амино-4(ЗН)-хиназо-лон. проявляющий противосудорожную и анальгетическую активности;

- 2-пропил-З-(4'-хлорбензоилпирувоил)амино-4(ЗН)-хиназолон, проявляющий противомикробную активность:

- 2-(5'-нитрофурфурилиден)гидразино-4(1Н)-хиназолинон, проявляющий противостафилококковую активность.

8. Разработана и утверждена научно-техническая документация на новые реактивы:

- 2-Гидразино-4'( 1Н)-хиназолинон (ТУ 6-09-40-5404-93);

- 2-Пропил-3-амино-4(ЗН)-хиназолинон (ТУ 6-09-40-5406-93), которые внесены в "Каталог химических реактивов" Государственного инженерного центра "Реактив".

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Положительное решение о выдаче A.C. по заявке N 501937/04 от 23.04.92. 1-Аллил-2-гидразино- 4(1Н)-хиназолинон, в качестве промежуточного продукта для синтеза 1-аллил-2-(5'-нит-рофурфурилиден)гидразино-6-бром-4(1Н)-хиназолинона, проявляющего противомикробную и антиагрегантную активность //Н.И. Чернобровин, О.В.Бобровская, Б.Я.Сыропятов и др.

2. Положительное решение о выдаче А.С. по заявке N 501940/04 от 23.04.92. 1-Аллил-2-(5'-нитрофурфурилиден)гидрази-но6-бром-4(1Н)-хиназолинон, проявляющий противомикробную и антиагрегантную активность //Н.И.Чернобровин, О.В.Бобровская, Б. Я.Сыропятов и др.

3. Жданов A.B., Чернобровин Н.И., Дворская О.Н. Поиск зависимости "структура-биологическое действие" в ряду хиназолоновых производных //Тез.докл.50"и научно-практ. конф.проф. -препод, состава.-Пермь, 1994.-С. .

4. Чернобровин Н.И., Бобровская О.В., Дворская О.Н.. Кочи-новг Т.В. Синтез хиназолоновых производных на основе N-R-антра-ниловых кислот, проявляющих антибактериальные свойства //Тез.докл.на Первом Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство".-Москва, 1992.-С.

5. Чернобровин Н.И., Бобровская О.В., Кочинова Т.В., Дворская О.Н. Синтез хиназолоновых производных на основе N-R-антрани-ловых кислот //Тез.докл. "Карбонильные соединения в синтезе ге-тероциклов".-Саратов, 1992.-С.98.

6. Чернобровин Н.И.. Дворская О.Н., Бобровская О.В., Жданов А.В. Синтез хиназолоновых производных на основе ариламидов и гидразидов N-R-антраниловых кислот.VI. Получение 2-алкил(арил) Э-илиден(ацил)-4(ЗН)-хиназолинония на основе 3,1-бензокса-

зин-4-0н0в //Рукопись деп. в ВИНИТИ.-1994.-N 2557. В. 94.

7. Чернобровин Н.И.. Дворская О.Н.. Бобровская О.В., Чер-нобровина Т.А. Синтез хиназолоновых производных на основе арила-мидов и гидразидов N-R-антраниловых кислот.IV. Синтез и свойства 1-Р-2-гидразино-4(1Н)-хиназолинонов //Рукопись деп. в ВИНИТИ. -1993. -N 2849, В. 93.

8. Чернобровин Н.И.. Дворская О.Н., Бобровская О.В., Жданов

A.B. Синтез и физико-химические свойства 2-метил(про-пил)-3-Ш-илиден)амино-4(ЗН)-хиназолинонов//Рукопись деп. в ВИНИТИ. -1994. -N 2683, В. 94.

9. Чернобровин Н.И., Дворская О.Н., Жданов A.B. Синтез хиназолоновых производных на основе ариламидов и гидразидов N-R-антраниловых кислот.V. Синтез и свойства тризамещенных 1,2,3,4-тетрагидрохиназолинона-4 //Рукопись деп. в ВИНИТИ.-1994.-N 2556, В. 94.

10. Чернобровин Н.И., Дворская О.Н., Жданов A.B., Бобровская О.В. Синтез хиназолоновых производных на основе ариламидов и N-R-антраниловых кислот.VII. Синтез, свойства и биологическая активность 2-илиден- и 2-ацилгидразино-4(1Н)-хиназолинонов //Рукопись деп. в ВИНИТИ.-1994.-N 2555, В.94.

И. Чернобровин Н.И., Дворская О.Н., Кожевников Ю.В. и др. Синтез, свойства и биологическая активность хиназолоновых производных //Тез. докл.на научно-практ. конф., поев. 50~летию Пятигорского фарм.инст-та.-Пятигорск, 1993.

12. Чернобровин Н.И., Дворская О.Н., Сыропятов Б.Я., Тара-нова Т.Г. Экологические аспекты синтеза биологически активных производных антраниловой кислоты//Тез. докл. Междунар.конф."Загрязнение окружающей среды. Проблемы токсикологии и эпидемиологии" .-Москва-Пермь, 1993.

13. Чернобровин Н.И., Дворская О.Н., Чернобровина Т.А. Синтез и физико-химические свойства 2-метил(пропил)-3-ацилами-но-4(ЗН)-хиназолинонов//Рукопись деп. в ВИНИТИ.-1996.-N 1435,

B. 96.

14. Чернобровин Н.И., Чернобровина Т.А., Дворская О.Н. Синтез и физико-химические свойства 2-метил(пропил)-3-(Р-илиден)ами-но-4(ЗН)-хиназолинонов // Рукопись деп. в ВИНИТИ.-1994.- N 3044,

В. 94.