Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез, строение, свойства и биологическая активность 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-6-онов
- Ученая степень
- кандидата химических наук
- ВАК РФ
- 15.00.02
Автореферат диссертации по фармакологии на тему Синтез, строение, свойства и биологическая активность 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-6-онов
1 ЛАЛАЕВ БОРИС ЮРЬЕВИЧ
СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ 2-АЛКИЛСУЛЬФАНИЛ- И 2-АЛКОКСИ-4-ГИДРОКСИ-6#-1,ЗОКСАЗИН-6-ОНОВ
15.00.02 - Фармацевтическая химия, фармакогнозия
АВТОРЕФЕРАТ
ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ХИМИЧЕСКИХ НАУК
ЛАЛАЕВ БОРИС ЮРЬЕВИЧ
СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ 2-АЛКИЛСУЛЬФАНИЛ- И 2-АЛКОКСИ-4-ГИДРОКСИ-6Д-1,3-ОКС АЗИН-6-ОНОВ
15.00.02 - Фармацевтическая химия, фармакогнозия
АВТОРЕФЕРАТ
ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ХИМИЧЕСКИХ НАУК
¿МУШО
Диссертационная работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Санкт-Петербургской химико-фармацевтической академии на кафедре органической химии.
Научный руководитель:
доктор химических наук, профессор Яковлев Игорь Павлович
Официальные оппоненты:
доктор фармацевтических наук, профессор Иозеп Анатолий Альбертович доктор химических наук, профессор Тришин Юрий Георгиевич
Ведущая организация: ГОУ Санкт-Петербургский технологический институт (технический университет)
Защита состоится 25 октября 2005 г. в 15 часов на заседании Диссертационного Совета при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Санкт-Петербургской химико-фармацевтической академии по адресу:
> 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 14, аудитория 37
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургской химико-фармацевтической академии по адресу:
> ул. Профессора Попова, д. 4/6 Автореферат разослан 23 сентября 2005 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
- Рыжкова М.В.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Сегодня исследования в области химии биологически активных азинов занимают одно из ведущих мест в фармацевтической химии гетероциклических соединений. Среди них наименее изученной группой остаются ненасыщенные оксопроизводные 6#-1,3-оксазинов.
Немногочисленных представители этих соединений синтетического и природного происхождения обладают разными видами биологической активности. Известны вещества с транквилизирующим, антимикробным, антиагрегаци-онным, противоопухолевым действием. Некоторые непредельные производные 1,3-оксазинов применяются в качестве пестицидов. Многие 6//-1,3-оксазин-6-оны используются в качестве исходных соединений для получения разнообразных ациклических и гетероциклических систем, синтез которых другими методами невозможен или многостадиен. Особенно важно то, что 4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-оны являются структурными оксоаналагами природных пирими-динов, играющих определяющую роль во многих физиологических процессах живых организмов. Поэтому, все высказанное выше обуславливает поиск новых биологически активных веществ в этом ряду. В литературе, до сих пор отсутствуют сведения о 4-гидрокси-6//-1,3-оксазин-6-онах, с функциональными заместителями у С2 гетероцикла, в частности, такие как алкокси- и алкилсульфанильные группы, которые, как известно из литературы часто обуславливают специфические химические свойства гетероциклических соединений и естественно не могут не влиять на их биологическую активность.
Таким образом, 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-оны представляют несомненный интерес с точки зрения теоретической и синтетической органической химии, так и с точки зрения поиска эффективных лекарственных субстанций.
Цель работы состояла в поиске новых биологически активных веществ среди 2-алкилсульфанил и 2-алкокси-4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-онов.
Задачи работы включали:
- разработку методов синтеза неизвестных ранее 2-алкилсульфанил и 2-алкокси-4-гидрокси-6//-1,3-оксазин-6-онов;
- доказательство строения полученных соединений;
- изучение химических свойств, моделирующих возможные реакции оксази-нов с биосубстратами, в частности реакции с водой и аминосодержащими соединениями;
- исследование острой токсичности и некоторых видов биологической активности;
- разработка методов стандартизации полученных биологически активных веществ.
Научная новизна. В работе впервые изучены методы получения, новых производных 4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-онов, содержащих у С2 гетероцикла алкокси- и алкилсульфанильные группы. Доказано их строение, исследованы свойства и биологическая активность. Установлено, что они могут являться
синтонами в синтезе новых ациклических и гетероциклических соединений. Впервые показано, что:
> направление взаимодействия алкилтио- и алкилкарбаматов с малонилди-хлоридами определяется числом и природой заместителей в молекуле последних, не зависит от природы заместителей в молекуле карбаматов, вариация природы растворителя и температуры реакции позволяет получать линейные /V, N -ди[(алкокси- и алкилсульфанил)карбонил]малондиамиды или 2-алкил-сульфанил и 2-алкокси-4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-оны. Последние в кристаллическом состоянии, газовой фазе и в растворах протонных и апротонных растворителях разной полярности существуют преимущественно в 4-гидрокси-6-оксоформе;
> полученные оксазины в водных растворах являются ОН-кислотами (рКа - 7.5-8.5), сила которых зависит от эффектов заместителей у С2 и С5;
> экспериментальные данные показывают, что 2-алкоксиоксазины при действии О- и /У'-нуклеофильных реагентов подвергаются расщеплению в результате атаки нуклеофилом атома С6, контролируемому величиной заряда на нем. 2-Алкилсульфанилоксазины проявляют устойчивость к действию воды и спиртов, в то же время взаимодействие их с ТУ-иуклеофилами приводит к замещению алкилсульфанилыюй группы и, в ряде случаев к последующему раскрытию оксазинового кольца. Эти отличия в поведении 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-] ,3-оксазин-6-онов соответствуют принципам ЖМКО;
> острая токсичность оксазинов (1Л>5о =152-1650 мг/кг) существенно зависит от строения заместителей в положениях 2 и 5 гетероцикла, влияющих на липофильные свойства молекул. 2-Алкоксипроизводные менее токсичны, чем соотствующими 2-алкилсульфанилоксазины. Впервые показано, что полученные соединения и некоторые продукты их реакций с нуклеофильными реагентами проявляют слабое антимикробное действие. Оксазины с алкилсульфа-нильной группой в положении 2 проявляют выраженное седативное действие;
Практическая значимость. Разработан технологичный одностадийный метод получения 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-онов на основе взаимодействия карбаматов и тиокарбаматов с малонилдихло-ридами. Впервые показано, что реакции изучаемых оксазинов могут служить удобным способом синтеза разных, в том числе и не описанных ранее соединений ациклического и гетероциклического строения.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на ХП-м Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2004), Международной конференции «Современные тенденции органической химии» (Санкт-Петербург, 2004), конференциях «Перспективы развития химии и практического применения алициклических соединений» (Самара, 2004), «Выпускник фармацевтического ВУЗа (факультета) в прошлом, настоящем и будущем» (Санкт-Петербург, 2004), «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2005), Международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2005» (Мурманск, 2005), Научно-технической конференции «Успехи в специальной химии и химиче-
ской технологии» (Москва, 2005), VII Школы-конференции по органической химии (Казань, 2005), 4-ой Международной конференции молодых ученых по органической химии «Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования (INTER-COS 2005)» (Санкт-Петербург, 2005)
Публикации. По теме диссертации опубликованы гри статьи: в Журнале Общей Химии, сборнике трудов Московского химико-технологического университета им Д.И. Менделеева, в 60-м сборнике трудов Пятигорской фармацевтической академии, тезисы 10 докладов. 3 Статьи приняты к печати в Журнале Общей Химии.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 115 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературных данных, обсуждения результатов собственных экспериментов, экспериментальной части и выводов, содержит 18 таблиц и 18 рисунков. Библиография включает 110 ссылок
2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2 1. Синтез 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-бН-1,3-оксазин-6-онов
Синтез 4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-онов с разнообразными арильными, гетер ильными и стирильными заместителями у С2 оксазинового цикла взаимодействием амидов карбоновых кислот с малонилдихлоридами изучается уже на протяжении многих лет. Еще в 60-х годах Циглер исследовал реакции моноза-мешенных малоновых кислот с амидами ароматических карбоновых кислот в присутствии разных конденсирующих агентов (SOCl2, РОС13 и др.). В дальнейшем вместо малоновых кислот для повышения выходов продуктов реакции было предложено использовать монозамещенпые малонилдихлориды (Яковлев, Захс, Комаров). Реакции алкилкарбаматов и тиокарбаматов с малонилдихлоридами для получения 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов ранее не использовались.
2.1 1 Взаимодействие тиокарбаматов и карбаматов с монозамещенными
малонилдихлоридами.
Взаимодействие тиокарбаматов (I а-г) и карбаматов (I д-з) с монозамещенными малонилдихлоридами (П а-е) в кипящем бензоле приводит к образованию 5-замещенных 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-онов (I а-х) с выходом 70-85%. При этом заместители в молекулах тиокарбаматов, карбаматов и монозамещенных малонилдихлоридов почти не влияют на результат реакции (схема 1 а, б). При проведении реакции в толуоле существенно снижается выход оксазинов, в хлороформе - процесс резко замедляется, а в эфире и дихлорметане не осуществляется вовсе.
Схема 1
Ж +
RX ^О
« 3) N бензол 11
О 7~3-83%юсЖо
Ia"3 Па"е Ш а"х не выделится
I (а з): X=S:R=Me (I a), Et (I б), Pr (I в), Ph а г), X-0:R-Me (I д), Et (I е), ЕЮ(СН2)2 (I ж), PhCH2 (I j) Ц (a-et: R'~Me (II a), Et (П б), Bu (II в), c-Hex (II r), Ph (II д), PhCH, (e), III (a-xl: X-S: R=Mc, R1 =Me (III a), Et (Ш 6), Pr (Ш в), Bu (Ш r), c-Hex (III д), Ph (Ш e), PhCHj (ж); R-Ft, R1 -Et (111 з), R-Pr, R'=Me (III и), R-Ph, R'=Me (III к); X-O: R=Me, R1 =Me (III л), Et (П1 м), Bu (HI н), c-Hex (III o), Ph (III n), R=Et, Rl=Mc (III p), fct (III c), Bu (III т), c-Hex (III y), PhCH2(III ф), R-EtO-(CH,),, R1 =Me (III x)
Хорошо известно, что даже при кратковременном хранении малонилди-хлориды претерпевают разнообразные превращения, в частности полимеризу-ются. Поз i ому мы предложили получать оксазины (III) в одну стадию без выделения малонилдихлоридов, получая его in situ в бензоле (схема 1 б). Это позволило сократить время синтеза с 9-10 до 5-6 часов, таким образом, повысить выходы продуктов в расчете па малоновые кислоты и следовательно повысить экономическую эффективность метода.
2.1 2, Взаимодействие тиокарбаматов и карбаматов с незамещенным малонилдихлоридом.
Кипячение эквимольной смеси метилтиокарбамата (I а) с незамещенным малонилдихлоридом (II ж) в кипящем диэтиловом эфире, бензоле (2-10 ч) или толуоле (2-3 ч), как было установлено, вместо ожидаемого оксазина (III ц) приводи! к образованию линейного N, N-ди[(алкокси- и алкилсульфанил)-карбонил]малондиамида (IV а) (схема 2).
Схема 2
Et,0 или С,Н, О О О О
шг А А.А А
NHj CI
+
-н
RX' "О Cl^X)
I а. д
Пж
кипячение 2-R=Me, Et, X-S, О 75-78 %
XR
НИ H H X=S, R=Me (IV a), XO, R=Et (IV 6)
C6H5CH3 илиС6Ньа R-Me, X=S, кипячение It 7-8 4.72 % MeS
R-Me, X=S
C6H5CH3 илиС6Н5С1
О
CI
cr о
II ж
кипячение 2-3 ч., 73 %
При увеличении времени реакции в толуоле до 7-8 часов образуется незамещенный по С5 оксазин (П1 ц) с выходом 72 % (схема 2) Можно полагать, что образующийся первоначально малондиамид (IV а) реагирует затем со второй молекулой малонилдихлорида (П ж) с образованием оксазина (III ц). Действительно, при нагревании эквимольной смеси N, N-дизамещенного малондиамида (IV а) с малонилдихлоридом (II ж) в толуоле или хлорбензоле образуется оксазин (III ц) с выходом 73 % (схема 2).
Обсуждаемые превращения можно представить схемой 3.
Схема 3
00 оо оо ООО ООо
ннХХш^ нкХХ„ дХ^Хд „мХХ„ К_
о^Чк азХоХк кХон "НС1 оХк яз^о^о^'о^зк ш>ХХ0
IV а IV-! 1У-2
I
ПН о ин О о ОН 0 10
А __ „V Л __ ^»Х^А
АХо яХ«^! кзХХо оХЛ5ХХ мААо
III ц IV-« " III ц 1У-5
2.1 3 Взаимодействие метилтиокарбамата и метшкарбамата с дизамегценным малонилдихлоридом.
Взаимодействие метилтио- и метилкарбамата (I а, д) с диэтилмалонилди-хлоридом (II з) происходит только при высоких температурах, например в кипящем ксилоле, очевидно из-за невозможности образования активной кетенной формы, в отличие от малонилдихлоридов. В результате реакции образуются НЫ -дизамещенные малондиамиды (IV в, г) (схема 4).
Схема 4
О
Е1
О О О О
ун2 СГ ^-Е» ксилол, 140°С, 2 ч. АХАХ
X Х^ 70 7Я % Мех N >< N X
<^•0 70 " /о Н Ег Е1 Н
1 а- Д II з Х=8 (IV в), Х=0 (IV г)
2 14 Предположительный механизм реакции тиокарбаматов и карбаматов с малонилдихлоридами Влияние заместителей на направление реакции
Из литературы известно, что в связи с наличием в молекуле малонилдихлоридов подвижного атома водорода С2Н, при нагревании возможно образование кетенных форм (Н-1, Н-З, Н-4) (схема 5). Вопрос о механизме реакции ароматических карбоновых кислот с малонилдихлоридами обсуждался еще в конце 60-х годов XX века. При этом один автор отдавал предпочтение образованию кетенной формы (Циглер), в то время как другой (Мартин) говорил о непосредственном действии хлорангидридов.
Результаты наших исследований взаимодействия тиокарбаматов и карбаматов с малонилдихлоридами различного строения позволяют нам также пред-
полагать определяющее влияние на направление реакций и строение продуктов возможность образования кетенной формы.
В случае реакции с монозамещенными малонилдихлоридами (II а-е) возможно образование активной монокетенной формы (II-1), N-ацилирующей тио-карбаматы (I а-г) и карбаматы (I д-з) с образованием промежуточных ,\'-ацилтиокарбаматов и карбаматов (П-2), которые в свою очередь также способны давать новый кетен (П-3), затем циклизующийся в 4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-оны (III а-х).
Незамещенный малонилдихлорид, имеющий два подвижных атома водорода С2Н способен к образованию дикетенной формы (II-4), что приводит к протеканию реакции с метилтиокарбаматом (I а) и этилкарбаматом (I е) в соотношении 1:2 с образованием линейных продуктов реакции (IV а, б).
Диэтилмалонилдихлорид (II з), в структуре которого отсутствуют атомы водорода С2Н, не способен образовывать кетенную форму, вследствие чего, менее активный хлорангид реагирует с метилтиокарбаматом (I а) только при повышенных температурах и приводит к получению ациклического продукта (IV в) (схема 5).
Таким образом, с нашей точки зрения, определяющую роль в направлении реакции тиокарбаматов (I а-г) и карбаматов (I д-з) с незамещенным, моно-и дизамещенным малонилдихлоридами (II а-з) играет образование более активной ацилирующей кетенной формы.
о—
Схема 5
ЫНг
0 0 О X. 1«-з II __R'=R2=H Ü П R'=alk, Ph, R2=H II ^O RX ^O ^R'
° -2HC1 Cl-^SOCI -HCl C1 И-4 Rr Ri
nh2
RX О la,e
II а-з
R'-R2=Et
X
RX О la
R' II-l
HN'
Л V
RX OCl^O II-2
-HCl
HN V^NH HN NH
I H H I [ ■Et Et T
RX^O O^-XR RX^O O^XR
IV a, 6 IV в
1 i. -— л 1
RX RX О I
П-3
2 2 Строение 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-б-онов
Исследуемые оксазины (III а-ц) теоретически могут существовать в четырех таутомерных формах (А-Г) (рис. 1).
Ранее Захс и Яковлев, показали, что 2-арил-4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-оны в газовой фазе, в растворах и кристаллическом состоянии существуют в виде 4-гидрокси-6-оксоформе. Нами установлено, что полученные 1,3-оксазины также существуют в аналогичной форме.
Разность в энергиях образования возможных таутомерных форм
о
ДЕобр 10 5кДж(Х=0) 18 0кДж(Х^
ОН
В спектрах ЯМР ПС оксазинов III (а-ц) в ДМСО-а^ (рис. 2) присутствует сигнал (S 84.4 - 113.4 м. д.), который может быть отнесен к .^'-гибридному атому С5 оксазинового цикла, что позволяет отвергнуть структуру (Б), не содержащую атома углерода данного типа, а в спектрах ЯМР Н растворов оксазинов (III а-ц) - сигнал протонов гидроксильной группы (5 11.59 - 11.85 м. д.), отсутствующий в структуре (Б) (рис. 2). Сигналы атомов углеродов в слабом поле (б 145.4-147.1, 160.2-161.8 и 160.9-169.9 м. д.) принадлежат атомам С2, С4, С6 соответственно. Сигналы в спектрах ЯМР !Н (5 2.49-2.53 м. д.) оксазинов (III а-к, III ц) относятся к водородам метилсульфанильной группы, а сигналы (5 3.93-3.95 м. д.) соединений (III л-п) и (8 1.09-1.10 и 4.31-4.38 м. д.) соединений (III р-х) - к водородам метокси- и этоксигрупп соответственно. Соединение (III ц) характеризуется наличием сигнала протона С5Н (5 5.87 м. д.).
В ИК спектрах веществ (III а-ц) (таблетки КВг) наиболее характеристической является область 1600 - 1800 см"1, где наблюдаются полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям связей С~0, C=N, С=С. Полоса поглощения в области 3200-3150 см"1 относится к колебаниям гидроксильной группы. В области 1780-1760 см"1 присутствует полосы валентных колебаний сложноэфирной карбонильной группы, которая отсутствует в структуре (В). ИК спектр структуры (Г) должен был бы содержать полосу колебания NFT в области 2500-2300 см'1, однако данная полоса отсутствует в спектрах соединений (III а-х), что позволяет отвергнуть структуру (Г).
В УФ спектрах веществ (III а-к, ц) в этанольном растворе присутствуют максимумы поглощения в области длин волн 205-209 нм и 280-285 нм, спектр соединения (III е) имеет также максимум и при 234 нм. В УФ спектрах оксазинов (III л-х) в этанольном растворе присутствуют максимумы поглощения в области длин волн 208-211 и 250-251 нм.
Существование оксазинов (III а-ц) в 4-гидрокси-6-оксоформе А подтверждается также квантово-химическими расчетами энергий образования возможных гаутомерных форм, полученных полуэмпиричексим методом РМЗ с применением пакета программ HyperChem 7 0. Наиболее энергетически выгодной формой является структура (А) (рис. 1).
Спектры ЯМР растворов соединения (III а) в ДМCO-ds
l.JUL
iHfUMlWWWKHIDfcm»«!
ямр'Н
ЯМРаС
2 3 Реакции 2-алкилсульфанш- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-б-онов с О-нуклеофильными реагентами Строение продуктов реакций
В качестве О-нуклеофильных реагентов нами были использованы вода, метанол и этанол. В отличие от 2-арил- и 2-стирил-4-гидрокси-6//-1,3-оксазин-6-онов, которые при взаимодействии с водой и спиртом образуют малонамовые кислоты и их эфиры, исследуемые оксазины, содержащие в положении 2 гете-роцикла алкоксигруппу (III л, м, р-ф) расщепляются водой и спиртами с образованием алкил 2-замещенных З-амипо-З-оксопропаноатов (схема 6).
Схема 6
ОН
R' RO 0 ^ 0 70-75% R1
V а-ж Ш л, м, р-ф V а-ж
V а-ж- R(R2)=Me, Rl=Me (V a), Et (V б), R(RJ)=Et, R'-Me (V в), Et (V г), Bu (V д), c-Hex(V е), С6Н5СН2 (V ж)
Вероятно, сначала вода и спирт атакуют атом углерода С6 оксазина (III) с образованием jV-замещенной малонамовой кислоты (V-1) и эфира jV-замещенной малонамовой кислоты (V-2) соответственно (схема 7). Последующая атака электронодефицитного атома углерода С спиртом или водой приводит к получению алкил З-амино-З-оксопропаноата (V а-ж) и малонамовой кислоты (V-3). При этом в случае взаимодействия с водой выделяется неустойчивый моноэфир угольной кислоты (V-4), распадающийся на диоксид углерода и спирт. Последний реагирует с малонамовой кислотой (V-3) с образованием соединения (V а-ж) (схема 7).
ООО
он
й, к, о-т V-! о "
ООО
У-2
ЯО
О 1П и, к, о-т
яо^ок2 V"5
Схема 7
О О
X ^
ко он
о о
н2ы у ок я'
V а-ж
Оксазины (III а-к, ц), содержащие алкилсульфанильную группу у С2, в аналогичных условиях, устойчивы к действию воды и спирта.
В спектрах ЯМР 'Н растворов соединений (V а-ж) в ДМСО-г/б (рис. 3) присутствует расщепленный сигнал (6 7.01-7.51 м. д.), соответствующий протонам амидной ИНг-группы. Сигнал (5 3.15-3.58 м. д.) относится к протонам С2Н обсуждаемых соединений. Кроме того, на спектрах ЯМР *Н наблюдаются сигналы протонов алкильньтх заместителей II и Я1.
Спектры ЯМР 13С характеризуются наличием сигнала (8 45-48 м. д.) характерного для атома углерода С2. Сигналы (5 169.20-170.97 м. д.) и (169.36171.16 м. д.) принадлежат атомам углерода амидной и сложноэфирной карбонильной группы соответственно. Также в спектрах ЯМР 13С соединений (V а-ж) наблюдаются сигналы атомов углерода алкилытътх заместителей И и К1. На рис. 3 представлены спектры ЯМР Н и 13С соединения (V д).
В ПК спектрах соединений (V а-ж) (в таблетках КВг) при 1780-1760 см"1 наблюдаются полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям связи С=0 сложноэфирной карбонильной группы при 1760-1770 см"1, а при 1650-1640 см'1 — связи С=0 амидной карбонильной группы. Полоса поглощения в области 3400-3380 см"1 относится к колебаниям связи N-4 аминогруппы.
В УФ спектрах растворов соединений (V а-ж) в 96% этаноле присутствуют максимумы поглощения в области длин волн 207-210 нм, спектр соединения (V ж) имеет также максимум и при 255 нм.
Рисунок 3
Спектры ЯМР растворов соединения (V д) в ДМСО-^6
ЯМР 'н
ЯШ>,3С
I I' 1
■■г I чтЛ«У*»*'»"
2 4 Реакции 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-6-онов с И-нуклеофильными реагентами
Мы изучили взаимодействие 2-алкокси-4-гидрокси-6//-1,3-оксазин-6-онов (III л, р, т, ф) с Л^-нуклеофилъньми реагентами (аминами, гидразинами). Реакции с эквимольным количеством нуклеофилов проводили в этаноле при комнатной температуре при перемешивании в течении 24 часов. Взаимодействие с о-фенилендиамином протекает только при нагревании, например, в бензоле, очевидно вследствие более слабой нуклеофильной силы по сравнению с алифатическими аминами и гидразинами. Реакции с избыточным количеством нуклеофильных реагентов можно проводить -без дополнительного растворителя, т.к. в данном случае его роль выполняет сам реагент.
Установлено, что реакции протекают по атому С6 и сопровождаются раскрытием цикла. В случае проведения реакции в соотношении 1:1 продуктами реакции являются карбаматы (VI а-з). Избыток нуклеофильного реагента приводит к получению малонамидов (VI и-л) (схема 8).
Схема 8
nrV
о о II
rVN-^N н
R2. RJ-Et R'=Me (VI и), Bu (VI к), R'-Me, R2=PhCH3, Rä-H (VI л), R'=Bu, R2R3~H (VI m)
R'
H
N R2 H
ООО \\l ООО
ro^N-^Y^N-'S^ RO-^N
H I, H I H
R1 NH, R'
R=Et, R'=Bu (VI в) R=Ft, R'-Bu, R^Ph (VI r), R^PhCO (VI д);
R, R'=Me, RM-NO^H, (VI e)
ctHi/so°c R^NHNHj 73 % 73-80 %
EtOH
HN
R, R'-Me, R2, R3=Et (VI ж), R^H: R-Me, R'-Me, R3=PhCH2 (VI 3)
О О
X "
i I —' , RO N
ЕЮН /к ЕЮН 76-78% н
71-74% RO О О IV л, р, т, ф
R-Me, R'-Me (VI a), R=Et, R'-Bu (VI 6)
2 5 Реакции 2-метшсулъфанил-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-б-онов с N-нуклеофшьнымиреагентами
Реакции JV-нуклеофильных реагентов с 2-метилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов (Ш а, в, с) в этаноле протекают с замещением группы MeS и сохранением оксазинового цикла. В результате взаимодействия оксазинов (III а, в, е) с бутиламином и морфолином образуются 2-бутиламино- и 2-(морфолин-4-ил)-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-оны (VII а, б) соответственно Действие избытка нуклеофилов приводит к раскрытию цикла по положению 6 с образованием ациклических продуктов реакции (VI о-р) (схема 9).
Схема 9
SMe
70 % /71%
ОН ч^Н3/Н,0 он у'PhCONHNH
N|^Yr нО n^VR R'NH2
nAAO
R=Pr (VII6)
ЕЮН Jl ЕЮН
73 % MeS O ^O 75% R'NH' ~0' "O
IVa,»,e R=Pr R'=Bu (VII a)
O \
HN
CH,NHNH, / ЕЮН \2R'NH, 75 % 80"83 %
SMe
O
R'NH2
o o
RNH
NHR1
SMe
N
I R
CH3 R
R=Ph (VIII) R'=Bu, R=Me (VI o), R=Pr (VI n)
Взаимодействие оксазина (III и) с бензгидразидом протекает только при нафевании и приводит к получению соединения (VI н). Вероятно, при нагревании выделяющийся метантиол раскрывает оксазиновое кольцо по связи С6-0, что и приводит к образованию ациклического продукта (VI н) (схема 9,10).
Схема 10
он он ph 0
ÍPr Ph^O Д. О О О
phcONHN"i Y í у^ hL Л
-MeSH HN^ Л К £
тез и О ЧГ^О Рг
По той же причине реакция оксазина (IV л) с метилгидразином приводит к получению (VIII). Наиболее вероятный ход этой реакции приводится на схеме 12. На первой стадии образуется 2-(2-метилгидразино)-4-гидрокси-5-фенил-6//-1,3-оксазин-6-он (VIII-1), который атакуется выделяющимся метантиолом по атому углерода С6 гетероцикла, что приводит к образованию промежуточного соединения (VIII-2), циклизующегося в метиловый эфир (1-метил-2-оксо-1,2,4-триазол-5-ил)(фенил)этантиовой кислоты (VIII) (схема 11).
Схема 11
он он
Л^рь ооо
N CH3NHNH, N
1 Д,, -MeSH Д, X
MeS О О CH,NHNH
IV л
SMe
О
N
HN
.П
"n
I
CH3
VIII
SMe -Н,0 HN.
УМ
О \
HN
i
У
VHI-2
N I
сн3
VIII-4
NH
I
сн,
VII1-3
SMe
Ph
2 б Строение продуктов реакций 2-алкокси- и 2-алкилсульфанш-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-б-онов с N-нуклеофилъными реагентам
В спектрах ЯМР 'Н растворов карбаматов (VI а-з) и малонамидов (VI и-р) в ДМССМб наблюдаются сигналы (8 8.85-11.00 м. д.), принадлежащие амидным протонам. Сигналы (5 3.23-3.94 м. д.) могут быть отнесены к протонам при атоме углерода С2. Сигналы (8 7.01-10.5 м. д.) принадлежат протонам амидных групп, связанных с заместителями R2 и R3. Кроме того, во всех спектрах соединений (VII а-с) присутствуют сигналы протонов заместителей R, R1, R2 и R3.
В спектрах ЯМР 'Н соединений VII (а, б) наблюдаются сигналы (8 11.8311.90 м. д.), относящиеся к протонам гидроксильной группы, сигнал (8 8.18 м. д.) соединения (VII а) принадлежит протонам аминогруппы в положении 2. Спектр ЯМР 'Н раствора соединения (VIII) в ДМСО-г/6 (рис. 4) характеризуется наличием сигнала (8 11.71 м. д.), относящегося к протону при атоме азота N2. Сигнал (8 3.22 м. д.) принадлежит протонам метальной группы при N1, сигнал (8 5.26 м. д.) - атому водорода С2Н, а сигнал (8 2.27 м. д.) - протонам группы MeS. Также в спектрах соединений (VII а, б VIII) наблюдаются сигналы протонов заместителей R1, бутильной группы и морфолинового кольца.
В спектрах ЯМР 13С растворов карбаматов (VI а-з) и малонамидов (VI и-р) в ДМСО-г/б наблюдаются сигналы атомов углерода карбонильных групп (8 162.75-172.21 м. д.). Атом углерода С2 характеризуется сигналом (8 43.03-53.67 м. д.). Сигналы атомов углерода карбонильных групп заместителей R1 и R2 наблюдаются в области (8 150.80-154.58 м. д.). Кроме того, в спектрах ЯМР |3С соединений (VI а-р) присутствуют сигналы атомов углерода ап-кильных и арильных заместителей в составе R, R1, R2 и R3.
Спектры ЯМР |3С соединений (VII а, б) характеризуются наличием сигналов атома углерода С5 (8 109.90-110.05 м. д.), С2 (8 146-147 м. д.), С4 (8 161.07161.12 м. д.), С6 (8 161.30-161.45 м. д.). Также присутствуют сигналы алкильных и арильных заместителей в положениях 2 и 5 гетероцикла. В спектре ЯМР 13С раствора соединения (VIII) в ДМСО-<4 (рис. 4) присутствуют сигналы атомов углерода С3, С5, карбонильной группы (8 191.67, 154.00 и 195.61 м. д.) соответственно. Атом углерода СН2 боковой цепи характеризуется сигналом (8 56.73 м. д.). На рис. 4 представлены спектры ЯМР 'н и |3С соединения (VIII).
В УФ спектрах соединений (VI а-р) в 96% этаноле наблюдаются максимумы поглощения при 205-212.5 нм. В УФ спектрах соединений (VI в, д, л), содержащих фенильную группу также присутствуют максимумы поглощения при 265-269 нм, а соединения (VI е, VII н) характеризуются также максимумами при 227 и 352 (VI е) нм.
В ИК спектрах соединений (VI а-п) (таблетки КВг) наблюдаются полосы соответствующие валентным колебаниям аминогрупп в области 3450-3420 см"1 и амидным карбонильным группам в области 1660-1640 см"1. ИК спектры соединений (VII а, б) характеризуются наличием полос соответствующих валентным колебаниям сложноэфирных карбонильных групп в области 1780-1770 см"1 Также в ИК спектре соединения (VII а) присутствует полоса 3450 см"1 соответствующая валентным колебаниям аминогруппы в положении 2 гетероцикла.
в ик спектре соединения (VIII) полосы валентных колебаний аминогруппы (v 3400 см'1), амидной карбонильной группы (v 1640 см"') и сложно-эфирной карбонильной группы (COSR) (v 1690 см"1).
Рисунок 4
Спектры ЯМР растворов соединения (VIII) в ДМСО-£/6
í i
ЯМР'Н
ЯМР "с
2 7 Реакции 2-метилсульфанил- и 2-метокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-б-онов с диазометаном Строение продуктов реакций
Исследуемые оксазины легко растворяются в растворах щелочей и метилируются диазометаном с образованием 4-метоксипроизводных, что косвенно доказывает их кислотные свойства (схема 12).
Схема 12
ОН ОМе
Д. 84-90% Д, Ж
МеХ О О МеХ О О
III а, д, е, л, о, п, ц IX а-ж
IX (я-и): Х=Б, Я=Ме, Н (IX а), Ме (IX б), РЬ (IX в), с-Нех (IX г);
Х=0, Я=Ме, Я'=Ме (IX д), РЬ (IX е), с-Нех (IX ж)
В спектрах ЯМР 'Н соединений (IX а-ж) в ДМСО-с/6 присутствует сигнал (5 3.11-3.20 м. д.), принадлежащий протонам метоксигруппы в положении 4. Сигналы протонов (5 3.93-3.95 м.д.) соединений (IX д-ж) принадлежат группе МеО в положении 2. Соединения (IX а-г) характеризуются наличием сигнала (6 2.46-2.49 м.д.), относящегося к протонам группы Ме8 в положении 2 оксазинового цикла. В спектре соединения (IX а) наблюдается сигнал протона С5Н (5 5.98 м. д.). Кроме того, в спектрах ЯМР 'Н соединений (IX б-ж) наблюдаются сигналы протонов алкильных заместителей Я у С5.
Спектры ЯМР ,3С характеризуются наличием сигнала (5 12.65-13.15 м. д.) характерного для атома углерода группы Ме8 соединений (IX а-г). Сигналы (5 27.81-28.40 м. д.) соединений (IX а-ж) принадлежат атомам углерода меток-
сигруппы в положении 4. Сигнал атома углерода С5 наблюдается при (6 84.12-111.06 м. д.). Атомы углерода С2, С4 и С6 имеют сигналы (8 146.43147.91 м. д.), (5 159.31-160.17 м. д.) и (5 161.93-168.23 м. д.) соответственно. Также в спектрах ЯМР |3С соединений (IX б-ж) наблюдаются сигналы атомов углерода заместителей R в положении 5 гетероцикла.
В ИК спектрах веществ (IX а-ж) (таблетки КВг) наиболее характеристи- •
ческой является область 1600 - 1800 см"1, где при 1780-1760 см"1 наблюдаются полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям связи С6=0 сложноэфирной карбонильной группы, а при 1650-1640 см"1 — валентные коле- >
бания связи C=N, С=С.
В УФ спектрах соединений (IX а-г) в этанольном растворе присутствуют максимумы поглощения в области длин волн 206-209 нм и 280-285 нм, спектры соединений (IX д-ж) в этанольном растворе имеют максимумы поглощения в области длин волн 208-211 и 250-253 нм.
I
I
2.8. Квантово-химическое изучение реакционной способности 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-6-онов
Для обоснования реакционной способности синтезированных оксазинов, нами были проведены квантово-химические расчеты их электронной структуры с нуклеофильными реагентами. Расчеты проводились полуэмпирическими методами AMI, РМЗ, MNDO и MIND03 с использованием пакета программ ' HyperChem 7 0 Распределение электронной плотности в молекулах оксазинов происходит таким образом, что в них оказывается три выраженных электро-фильных центра - С2, С4 и С6, которые могут отвечать за реакции с различными нуклеофильными реагентами. В качестве примера на рис. 6 приведены результаты расчета электронной структуры соединений (III а, л) и энергии перехода между ВЗМО нуклеофилов и НСМО оксазинов (III а, л) методом РМЗ.
Анализ полученных результатов показывает, что взаимодействие 2-апкоксиоксазинов с водой, спиртами, аминами зарядово-контролируемая в виду относительно большой разницы между энергиями высшей занятой молекулярной орбиталью (ВЗМО) нуклеофилов и низшей свободной орбиталью (НСМО) оксазинов. В этих реакциях нуклеофил атакует атом углерода С6 гетероцикла на котором сосредоточен максимальный положительный заряд. Разница энергий ВЗМО нуклеофила и НСМО оксазина (III а), содержащего группу MeS у С2 сравнима с таковой для 2-алкоксиоксазина (III л), однако в аналогич- ^
ных условиях он устойчив к действию воды и спирта. Очевидно, в данном случае решающую роль играет заряд на атоме углерода С6, который в 2-метилсульфанилоксазине (III а) значительно меньше, чем в ^
2-алкоксипроизводном (III л) (рис. 6). Все реакции с /V-нуклеофилами для 2-алкоксиоксазинов (III л-х) протекают также по С6. 2-Алкилсульфанилоксазины (III а, в-д), напротив, реагируют с /V-нуклеофилами по С2 гетероцикла с замещением группы MeS, что может быть
объяснено относительно меньшей энергии связи C(sp )-S по сравнению с C(sp2)-0 в 2-алкоксиоксазинах (III л-х).
Рисунок 5
Квантово-химические расчеты зарядов (q) и вкладов АО в МО оксазинов (III а, л). Разность энершй ВЗМО нуклеофилов и НСМО оксазинов (III а, л) (метод РМЗ, HyperChem 7.0)
—|-0,19 ЭВ
НСМО
\ 8 71 10 96эВ\
q-0,353Ä f4q-0.426 Мс0А-Л0Л->0 III л
BuNHj -jj 11 15
МсОН 41-",42 JB взмо
HP 12,19 эВ взмо ВЗМО
H,NHNHj 18,9(
CH,NHNH, -Н—8,90 эВ эВ ВЗМО
Мс
q-0,148^4 lq=0,346 lila
МеОН -Ц-11.42ЭВ взмо H,0 12,19 эВ ВЗМО ВЗМО
—|— -0,94 ЗВ НСМО
\ 7 96 эВ
10 21 эВ \ CHjNHNHj -|~8 90 эВ
BuNHj 11,15 э
5 эВ ВЗМО
* кружочками обозначены вклады АО в НСМО оксазинов (III а, л)
2 9 Изучение кислотных свойств 2- алкилсулъфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-6-онов. Связь со строением и биологической активностью
Нами были определены константы кислотной ионизации 2-метокси- и 2-метилсульфанил-4-гидрокси-6#-1,3-оксазин-6-онов (П1 а, г, д, к, н, о ц) методом потенциометирического титрования (табл. 1). Влияние природы заместителей на силу кислот представляет несомненный интерес, т.к. это позволяет более точно исследовать положение таутомерного равновесия, проводить корреляцию с биологической активностью.
Для доказательства применимости данного метода нами была определена константа кислотной ионизации барбитуровой кислоты, которая известна давно Экспериментальные результаты (рКа=4.05) согласуются с с литературными данным (4.04-4.05).
Кислотность изучешшх оксазинов (III а, г, д, и, м, н, х) зависит от природы заместителей в положениях 2 и 5 оксазинового цикла Как видно из таблицы 3 соединения (Ш а, г, д, ц), содержащие в положении 2 метшгсульфанильную группу являются более сильными кислотами, чем соответствующие 2-метоксипроизводные (П1 к, н, о).
Таблица 1
Показатели констант ионизации (рКа) оксазинов (III а, г, д, к, н, о, ц)
II
МеХ О' "О
№ X R1 рКа № X R1 рКа
Ка
Illa S Me 7.65 Шк О Me 8.00
Uli с-Нех 8.35 Шн с-Нех 8.42
Шд Ph 7.55 III о Ph 7.47
III ц Н 7.45 Барбитуровая к-та Эксперимент 4.05
Справочная 4.04
Судя по величине рК3, все исследованные оксазины в биологических средах организма будут находиться в неионизированной форме, что, очевидно, должно облегчать их транспорт через клеточные мембраны.
2 10 Биологическая активность 2-алкшсульфапил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксазин-6-онов и продуктов их реакций с нуклеофильными реагентами
2.10.1. Антимикробная активность
Было изучено действие синтезированных соединений в отношении тест-куль гур микроорганизмов Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans., Aspergillus niger. Определение минимально подавляющих концентраций (МПК) проводили методом серийных разведений. Исследуемые соединения не растворяются в воде, поэтому в качестве растворителя использовали 20% раствор ДМСО, не подавляющий роста ни одной из использованных тест-культур в концентрациях более 1000 мкг/мл.
Из результатов исследований, представленных в табл. 2 видно, что все вещества обладают слабым антимикробным действием.
2.10.2. Острая токсичность
Изучение острой токсичности синтезированных оксазинов проводилось на белых мышах-самцах массой 16-20 г. Препараты вводили внутрибрюшинно в виде суспензии, стабилизированной твином-80. Расчет среднесмертельной дозы (LD5o) проводили с помощью пробит-анализа по методу Миллера-Тейнтера.
Установлено, что острая токсичность изучаемых оксазинов существенно зависит от строения заместителей в положениях 2 и 5 гетероцикла (LD50^ 152-1640 мг/кг) (табл. 2). Увеличение липофильности рассматриваемых
оксазинов приводит к ее снижению. Алкоксипроизовдные менее токсичны, чем соответствующие им 2-алкилсульфанилоксазины. Кроме того, нами была определена графическая зависимость между величиной среднесмертельной дозы (ЪО50) и логарифма липофильности Р), оказавшаяся линейной для соединений с одинаковыми заместителями в положении 2 гетероцгосла в интервале ^ Р 1,6-3,11 и 1,04-2,54 (рис. 6 а, б). Таким образом, возможно прогнозирование острой токсичности веществ данной группы.
Таблица 2
Острая токсичности и антимикробное действие ОН
параметры Соединения, значения параметров
III a | III б | III г | III д | III е | III з III л | III M | 1П II | III 0 | III n | III с
X S О
R Me Me Me Me Me Et Me Me Me Me Me Et
R1 Me Et Bu c- Hex Ph Et Me Et Bu c- Hex Ph Et
LD50, мг/кг 152 251 398 1045 1023 1230 380 500 525 1650 1530 1500
lgp 1 60 2.02 2.86 311 2.79 2.36 1.04 1 46J 1.90 2.54 2.50 1.79
IßbDso 2.18 2.40 2.85 2 54 3.01 3.09 2.58 2.75 2.94 3.22 3.18 3/17
м/о Минимально подавляющие концентрации Ml IK, мсг/мл
St aureus 125 125 125 250 62,5 125 >250 >250 >250 125 250 >250
С albicans >250 >250 >250 >250 50 125 >250 >250 >250 >250 >250 >250
Asp niger >250 >250 >250 >250 125 >250 40 >250 >250 125 125 >250
Рисунок 6
Зависимость 1ц1£>5о о г для 2-метилсульфанилоксазинов (а) и 2-метоксиоксазинов (б)
16 17 10 21 2 3 2 В 27 2.9 31 3,3
2.10.3. Психотропное действие
При изучении острой токсичности исследуемых оксазинов было обнаружено вероятное действие соединений на нервную систему. Для проведения исследований возможной психотропной активности нами были отобраны два наименее токсичных соединения из группы 2-метилсульфанилпроизводных -оксазины (III д, з). Данные экспериментов показывают, что соединения (III д, з) в дозах 1/10 и 1/100 снижают агрессивность, эмоциональную лабильность, двигательную и поисковую активность, причем для соединения (1П д) эти эффекты выражены сильнее (табл. 3).
Таблица 3
Психотропная активность оксазинов_
Соединение »-СО л X MeS О О он T'V* EtS^O^O
LD5o, мг/кг 1045 1230
1/10 LD50, мг/кг 104.5 123.0
1/100 LD50, мг/кг 10.45 12.30
Психотропная акшвносхь
Психотропный эффект (в/б введение веществ) Эффект по отношению к контролю (воде), % Эффект по ошошению к контролю (воде), %
1/10 LD50 1/100 LD50 1/10 LD50 1/100 LD50
Агрессивность 40.0 45.0 58.1 34.9
Эмоциональная лабильность 11.1 66.6 77.3 100.0
Двигательная активность 20.7 44.8 | 47.8 511
Поисковая акгивность 79.3 45.6 | 81.5 63.1
2 11 Методы стандартизации, оценка качества и количественное определение 2- апкгшеульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Н-1,3-оксачин-6-опов
Для синтезированных оксазинов (III а-ц) рекомендованы методы оценки качества по таким показателям как: описание, растворимость, подлинности, чистота, количественное содержание, остаточные растворители.
1. Описание. Все синтезированные оксазины окрашены в белый или кремовый цвет. 2-Алкилсульфанилоксазины (III а-к, ц) имеют слабый характерный запах.
2. Растворимость. Все синтезированные соединения не растворимы в воде, растворимы в 0.1 н. растворе гидроксида натрия. Растворимы в этаноле, диоксане. Хорошо растворимы в хлороформе, диметилформамиде, диметил-сульфоксиде. Мало растворимы в бензоле, толуоле и диэтиловом эфире.
3. Подлинность. Для определения подлинности синтезированных оксазинов предлагаются физико-химические методы, включающие УФ и ИК спектроскопию с использованием стандартного образца, в качестве которого рекомендовано использование 4-гидрокси-5-метил-2-метилсульфанил-6Я-1,3-
оксазин-6-он (III а). Доказательством подлинности служат частоты валентных колебаний связей О-Н, С=0, C=N ИК спектров, а также максимумы поглощения в УФ области. Качественные реакции основаны на строении оксазинов и могут подтверждать наличие некоторых групп. Рекомендованы качественные реакции на гидроксильную группу фенольного типа у атома углерода С4 гете-роцикла с растворами, нитрата кобальта (II). Наличие атома серы определяется прокаливанием с гидроксидом натрия и последующим взаимодействием с ацетатом свинца (II) с образованием черного осадка сульфида свинца (II). Для определения группы MeS используется чувствительная реакция с водным раствором аммиака или гидроксида натрия при нагревании, при которой выделяется метантиол, обладающий характерным неприятным запахом даже при низких концентрациях.
Таблица 4
Некоторые показатели качества оксазинов (III а-ц) на примере 4-гидрокси-2-метилсульфанил-5-циклогексил-6#-1,3-оксазин-6-она (III д)
Определение Методы | Показатели
Описание Белая или кремовая окраска
Растворимость Не растворимо: вода. Растворимо: 0.1 н. р-р гидроксида натрия, этанол, диоксан. Хорошо растворимо: хлороформ, ДМФА, ДМСО. Мало растворимо: бензол, толуол, диэтиловый эфир
Подлинность ИК спектроскопия стандартного образца (рис. 7) Полосы колебаний
УФ спектроскопия стандартного образца (рис 7) X шах поглощения
Качественные реакции: -CO(N03)2 -NH3 (на MeS) -NaOH (кипячение), HCl (на MeS) Прокаливание с NaOH, Pb(CH3COO)2 (на MeS) Розовое окрашивание Запах метантиола Запах метантиола Черный осадок PbS
Чистота Температура плавления Т. пл. = 166-168°С
Допустимые примеси. ТСХ (этилацетат, этил ацетат: гексан 1:1) Rf-0.55 (детекция в УФ и парами иода)
Количественное содержание УФ спектроскопия с использованием стандартного образца Кислотно-основное титрование Не менее 99% р i% точка экв. (потенциометр ически)
Остаточные растворители Бензол Газовая хроматография Не более 0.002%
4. Чистота. Для определения чистоты и наличия посторонних примесей веществ, может быть использован метод тонкослойной хроматографии (ТСХ) на пластинках Sorbfil с использованием различных систем элюентов (этипаце-тат, этилацетат-гексан 1:1) и определением температуры плавления.
5. Количественное определение. Для количественного определения рекомендуется УФ спектроскопия. Поскольку для всех соединений выполняется закон Бугера-Ламберта-Бера, то при длине волны в точке максимального поглощения может быть определено удельное поглощение (Е(см1%). Альтернативным методом количественного определения может быть метод потенциометри-ческого кислотно-основного титрования в ацетоне или спиртовых растворах.
6. Остаточные растворители. Остаточное содержание бензола - растворителя реакции получения оксазинов (III а-ц) может быть определено методом газовой хроматографии, и не должно превышать 0,002 %.
Рис.7
ИК и УФ спектр стандартного образца
1 00 1 . 080 j I ово
| 040 1 с 0 20 ,
ооо 4
3500 ЗООО 2500 2000 1500 1000 500 V, 1/см
3. выводы
1. Разработан новый технологичный одностадийный метод синтеза 2-алкокси- и 2-апкилсульфанил-4-гидрокси-6//-1,3-оксазин-6-онов взаимодействием карбаматов и тиокарбаматов с малонилдихлоридами.
2. Направление взаимодействия алкилтио- и алкилкарбаматов с малонилдихлоридами определяется числом и природой заместителей в молекуле последних, не зависит от природы заместителей в молекуле карбаматов, вариация природы растворителя и температуры реакции позволяет получать линейные ** Л',А'-ди[(алкокси- и алкилсульфанил)карбонил]малондиамиды или 2-апкил-сульфанил и 2-алкокси-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-оны.
3. По данным ЯМР 'Н и 13С, УФ и ИК спектров и квантово-химических расчетов синтезированные 1,3-оксазины в растворах и в кристаллическом состоянии существую в 4-гидроксиформе.
4. Полученные оксазины в водных растворах являются ОН-кислотами (рКа = 7.5-8.5), сила которых зависит от эффектов заместителей у С2 и С5.
5. Экспериментальные данные показывают, что 2-алкоксиоксазины при действии О- и ДГ-нуклеофильных реагентов подвергаются расщеплению в результате атаки нуклеофилом атома С6, контролируемому величиной заряда на нем. 2-алкилсульфанилоксазины проявляют устойчивость к действию воды и спиртов, в то же время взаимодействие их с Л^нуклеофилами приводит к замещению алкилсульфанильной группы и, в ряде случаев к последующему рас-s крытию оксазинового кольца. Эти отличия в поведении 2-алкокси- и
2 -алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов соответствуют принципам ЖМКО.
f 6. Острая токсичность исследованных оксазинов существенно зависит от
строения заместителей в положениях 2 и 5 гетероцикла. 2-Алкоксипроизводные менее токсичны, чем соотствующие 2-алкилсульфанилоксазины. Полученные соединения проявляют слабое антимикробное действие. Оксазины с алкилсульфанильной группой у С2 гетероцикла проявляют выраженное седативный эффект.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ
1. Лалаев Б.Ю, Яковлев И.П., Захс В Э.. Синтез 5-алкил(арил)-2-алкилсуль-фанил(алкокси)-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // ЖОХ. 2005. Т. 75. Вып. З.С. 468-473.
2 БЮ Лалаев. Синтез новых серосодержащих 4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // Состояние и перспективы подготовки специалистов для фармацевтической отрасли. Тез. докл. Санкт-Петербург. 2004. С. 109. 3. БЮ Лалаев, И П. Яковлев Взаимодействие алкил- и арилтиокарбаматов с малонилдихлоридами как метод получения новых биологически активных веществ.// XII Российский национальный конгресс "Человек и лекарство". Тез. докл. Москва. 2004. С. 318.
4 Лалаев Б Ю, Декамби К, Кузьмич ЯЯ, Эсслими А., Яковлев И.П. Взаимодействие карбаматов и тиокарбаматов с малонилдихлоридами - новый путь создания биологически активных 4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // Современные тенденции органической химии. Тез. докл. Санкт-Петербург. 2004. С. 108-109.
5 БЮ. Лалаев, H.H. Кузьмич, К Декамби, А. Эсслими, И.П. Яковлев. Новые биологически активные соединения в ряду 4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // Перспективы развития химии и практического применения алицик-лических соединений. Тез. докл. СамГТУ. - Самара 2004. С. 176.
6. Б Ю Лалаев, И П. Яковлев, H.H. Кузьмич, С.М. Бахтина Синтез, свойства и биологическая активность 2-алкокси- и алкил(арил)тио-5-алкил(арил)-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // Выпускник фармацевтического В У Я а (факультета) в прошлом, настоящем и будущем. Тез. докл. Санкт-Петербург. 2004. С 136-138.
7. БЮ. Лалаев, H.H. Кузьмич, Т.Л. Семакова, И.П. Яковлев. Химические и биологические исследования 2-алкокси-и алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // Разработка, исследование и маркетинг новой фарма-
цевтической продукции. Сборник научных трудов. Выпуск 60. Пятигорск 2005. С 371-375.
8. Лалаев Б Ю, Яковлев ИП, Петина O.A., Алексеева ГМ. Синтез, физико-химические и биологические исследования новых 6Я-1,3-оксазин-6-онов. // Международная научно-техническая конференция "Наука и образование -2005". Тез. докл. Мурманск. 2005.
9. Лалаев БЮ, Яковлев ИII Химическая технология, биологическая активность и её связь со строением 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов и продуктов их взаимодействия с нуклеофильными реагентами. // Материалы научно-технической конференции "Успехи в специальной химии и химической технологии". Москва. РХТУ им. Менделеева. 2005. С. 87-90.
10. Лалаев БЮ, Петина OA, Яковлев ИП, Алексеева ГМ, Семакова ТЛ Сравнительное изучение кислотных свойств 2-метокси- и 2-метилсульфа-нил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов.// Материалы VII Школы-конференции по органической химии. Казань 2005. С. 141
11. Лалаев Б Ю., Яковлев И П., Кузьмич H.H., Семакова Т.Л., Стрелкова Л.Ф. Реакционная способность 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов // Материалы VII Школы-конференции по органической химии. Казань 2005. С. 142.
12 Лалаев БЮ, Яковлев ИП, Кузьмич H.H., Семакова Т.Л, Стрелкова ЛФ Квантово-химические исследования строения и реакционной способности 2-алкокси- и 2-алкилсульфанил-4-гидрокси-6Я-1,3-оксазин-6-онов. // 4-ая Международная конференция молодых ученых по органической химии Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования (INTER-COS 2005). Санкт-Петербург 2005. С. 174-175
13 Лалаев Б.Ю. /Новый справочник химика и технолога Т. 7. (раздел вредные химические вещества). Санкт-Петербург. Профессионал. 2005 г
АВТОРЕФЕРАТ
ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ХИМИЧЕСКИХ НАУК
Мш miamwm
*
t
¿Щт шйш/ш-
М^я тиштш
г
На правах рукописи
Лалаев Борис Юрьевич
Синтез, строение, свойства и биологическая активность 2-алкилсульфанил- и 2-алкокси-4-гидрокси-6Д-1,3-оксазин-6-онов
Специальность 15.00.02- Фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Печать Н.В. Андриановой
Подписано к печати 22.09.2005. Формат 60 х 90/16. Бумага тип. Печать ризограф
Гарнитура «Тайме». Печ. л.1,5. Тираж 100 экз Заказ 571 _Санкт-Петербург 2005
[ t
ь
I
HS 1 7 6 6 t.
PH Б Русский фонд
2006-4 14866