Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез, строение, свойства и биологическая активность продуктов конденсации полигидроксипиримидинов с альдегидами

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ПОЛКОВНИКОВА ИРИНА ИВАНОВНА

УДК 547.854+547.855.5+547.859.2+578.083

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ

АКТИВНОСТЬ ПРОДУКТОВ КОНДЕНСАЦИИ ПОЛИГИДРОКСИПИРИМИДИНОВ С АЛЬДЕГИДАМИ.

На правах рукописи

/7 И

15.00.02-фармацевтическая химия и фармакогнозия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1997

Диссертационная работа выполнена на кафедре органической химии Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии Министерства здравоохранения РФ.

Научный руководитель: доктор химических наук, член-корреспондент РАЕН, профессор Ивин Борис Александрович.

Официальные оппоненты:

1 .Доктор химических наук, профессор Севбо Д.П. 2.Доктор химических наук, ведущий научный сотрудник, Рутковский Г.В.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский технологический институт

Защита состоится «££»1997 года в часов на заседании диссертационного совета Д.084.63.01 при Санкт-Петербургской химико-фармацевтической академии по адресу: 197376, г. Санкт -Петербург, ул. проф. Попова, д. 14, аудитория 37.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии по адресу: Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д.4/6.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 084.63.01, кандидат фармацевтических наук

Актуальность темы. Многие производные пиримидина являются биологически активными веществами, спектр биологической активности которых весьма широк. Так к 1988 году только производных барбитуровой кислоты, проявляющих антиконвульсантное, антимикробное, спазмолитическое, жаропонижающее, гипотензивное, противовоспалительное действие было синтезировано более 2500, 50 из них нашли применение в клинике. В последние десятилетия значительный интерес проявляется к конденсированным пиримидино-вым системам. Обнаружено, например, что пиримидо[5,4-е][1,2,4]триазин-5,7(1 Я, 6//)-дионы обладают бактерицидным, фунгицидным действием, пири-мидо[4,5-с]пиридазины - потенциальные антибиотики и вещества с антибактериальным действием. Среди производных пиридо[2,3-с1]пиримидина обнаружены соединения, обладающие антиаллергическим, противоопухолевым действием.

На кафедре органической химии СПХФА накоплен большой опыт синтеза производных гидроксипиримидинов, обладающих физиологической активностью. Установлено, что 5-арилиденбарбитуровые кислоты являются перспективными противовирусными агентами, способными ингибировать репродукцию вирусов гриппа типов А и В, парагриппа, аденовирусов и др.; 5,5'-Или-денбис(4,6-дигидроксипиримидины) обладают противовирусной и антихлами-дийной активностью. При этом было показано, что барбитуровая кислота при взаимодействии с ароматическими альдегидами, как правило, дает 5-арилиденбарбитуровые кислоты, в отличие от 4,6-дигидроксипиримидинов, которые образуют 5,5'-илиденбис(4,6-дигидроксипиримидины). Естественно возникает вопрос о возможности получения подобных производных барбитуровой кислоты и ее 2-тиоаналога. Из литературы известно лишь несколько примеров образования таких соединений ( с изатином, мальтолом, салициловым альдегидом). Практически нет информации о влиянии условий на протекание таких процессов. Очевидно, что разработка методов синтеза новых структур, в том числе 5Я-пирано[2,3-<^'6,5-</]дипиримидин-2,4,6,8(1Я,ЗЯ,7Я,9Я)-тетраонов, позво-

лило бы расширить препаративные возможности химии соединений этого ряда. Настоящая работа является продолжением исследований кафедры органической химии, связанных с поиском новых биологически активных веществ среди производных полиоксипиримидинов.

Цель работы заключалась в разработке методов синтеза новых биологически активных веществ конденсацией барбитуровой кислоты, ее 2-тио-аналога и производных гидроксипиримидинов с карбонильными соединениями в соотношении 2:1, и пиримидинсодержащих конденсированных систем, полученных внутримолекулярной циклизацией продуктов этой реакции.

В связи с этим предстояло решить следующие задачи:

1. Изучить конденсацию барбитуровой кислоты и ее 2-тиоаналога с карбонильными соединениями в соотношении 2:1, а также реакции присоединения к экзоциклической связи С5=Са 5-арилиденбарбитуровых кислот второй молекулы гидроксипиримидина для разработки методов синтеза соответствующих 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот и 5-арил-5#-пирано[2,3-с1:6,5-с/']ди-пиримидин-2,4,6,8(1Я, 3Н, 1Н, 9#)-тетраонов.

2. Продолжить исследование химических свойств 5-арилиденбарбитуровых кислот, в частности реакций нуклеофильного присоединения к экзоциклической связи С5=Са, используя в качестве нуклеофильных компонентов алкоголяты, амины.

3. Изучить биологическую активность синтезированных соединений и отобрать наиболее перспективные соединения для доклинического изучения.

4. Разработать методы установления подлинности, качества и количественного определения 5-арил-5#-пирано[2,3-й?:6,5-с/']дипиримидин-2,4,6,8 (1Н, 3Н, 1Н, 9//)-тетраонов и 5,5'-арилиденбиспиримидинов.

Работа выполнена в соответствии с планом фундаментальных НИР СПХФА, Постановлением Правительства России № 68 от 26.12.1991 и Государственной программой РФ "Улучшение лекарственного обеспечения и развития фармацевтической промышленности в 1992-1995 гг.".

производные. Для синтеза неизвестных 5-арилиден(алкилиден)бисбарби-туровых кислот были изучены реакции барбитуровой кислоты с ароматическими альдегидами, при вариации соотношения реагентов, растворителя, температуры (табл.1) и нуклеофильное присоединение барбитуровой кислоты к экзо-циклической связи С5=Са легкодоступных 5-арилиденбарбитуровых кислот.

HN' ^ RC5H4CHO (ТП) R"

HN " R

хК о ,

Н и 1 1(11),Н УП а-н, Yin а-н

АсОН

NH 1 'пВ x^N^oö^NA, н . , н А

IV а-и Н+

V а,б,г,е,з-н 1-1(П)+УП(УШ)

С2Н5ОН

VI+VHI

о

А н'

mrVc

JLÄ

5 N но он N

IV(V)

н ------ н

VI а,б,г,е,з,и

X = О (I, IV, VII); S ( И, V, VI, VIII); R = 4- N02 (а), 3- N02 (б), 2- N02 (в), 4-Вг (г), З-Вг (д), 4-С1 (е), 4-F(*c), 4-1 (3), Н (и), 4-ОН(к), 4-ОМе (л), 2,4-(ОМе)2 (м), 4-NMe2 (и). В = NH2CH2CH2OH, HNEt2, NEt3, C5H5N.

Как видно из примеров (табл.1) при проведении конденсации барбитуровой кислоты (I) с бензальдегидами (III) в воде, этаноле, диоксане, уксусной кислоте, уксусном ангидриде и их смесях образуются в основном 5-арилиденбарбитуровые кислоты (VII) . В основных растворителях (диэтиламине, триэтиламине, пиридине) образуютя соли 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот (IV). В этаноламине образуется смесь 1руд-ноидентифицируемых продуктов; этаноламмониевые соли 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот могут быть получены из пиридиновых солей заменой пиридина этаноламином. При конденсации в пиридине получены moho- или дипиридиниевые соли 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот (IV). Ни

один из использованных бензальдегидов с электронодонорными заместителями [4-NMe2; 4-МеО; 2,4-(МеО)2; 3-ОН; 4-ОН] не дает соли 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот - реакция останавливается на стадии образования 5-арилиденбарбитуровых кислот (VII ). При подкислении 10% соляной кислотой или раствором НС1 в метаноле вполне устойчивые пиридиниевые соли (IV) распадаются на 5-арилиденбарбитуровые (VII ) и барбитуровую (I) кислоты. Выход солей 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот (IV), полученных из альдегида или 5-арилиденбарбшуровых кислот ( VII) и барбитуровой кислоты (I), по обоим вариантам примерно одинаков. Это позволяет считать, что 5-ари-лиденбарбитуровые кислоты (VII) являются промежуточными соединениями при конденсации (I) с альдегидами (III).

В отличие от барбитуровой кислоты, 2-тиобарбитуровая кислота (II) в основных растворителях способна легко образовывать соли 5,5'-арилиден-бис(2-тиобарбитуровых) кислот (V) даже при взаимодействии с бензальдеги-дами, содержащими электронодонорные заместители. Подкисление солей (V) концентрированной соляной кислотой наряду с 5-арилиден-2-тиобарбитуровыми (VIII) и 2-тиобарбитуровой (II) кислотами дает значительное количество 5,5'-аршгаденбис(2-тиобарбитуровых) кислот (VI). В уксусной кислоте 2-тиобарбитуровая кислота с ароматическими альдегидами в соотно-

I

шении 2:1 дает 5,5'-арилиденбис(2-тиобарбитуровые) кислоты (VI) в смеси с 5-арилиден-2-тиобарбитуровыми кислотами (VIII). Поскольку количества кислот (VIII) и (VI) соизмеримы, было необходимо подобрать условия, при которых образовывались бы в основном 5,5'-арилиденбис(2- тиобарбитуровые) кислоты ( VI ). Было замечено, что перекристаллизация 2-тиобарбитуровой кислоты из воды или проведение конденсации в воде приводит к повышению выхода кислот (VI), что можно связать с увеличением количества 6-гидро-ксиформы в растворе. Исходя из известных данных о преобладании ее в этаноле, мы провели в нем реакции кислоты (II) с 4-нитро- и 3-нитро бензальдегида-ми, получив кислоты (VI д,е) с выходом 100%. В реакции с другими

Таблица 1

Некоторые реакции барбитуровых кислот с альдегидами.

Реагенты Растворитель СС Продукты и их соотношение

Я в альдегиде (III) кислота

4-М02 I Диоксан 101 VII

2,4-(СНзО)2 I Диоксан 101 VII

4-1 I ЕЮН 78 VII

2,4-(СН30)2 I ЕЮН 78 VII

4-М02 I АсОН:Ас2ОД:1 134 VII

З-Вг I Н20 100 VII

4-1 I ВиОН 117 VII

4-1 I Ег3ми 89 IV

4-1 I Et2NH 56 IV

4-СНзО I Пиридин 115 VII

4-С1 I Пиридин 115 IV

4-С1 II Пиридин 115 V

2,4-(СН30)2 II Пиридин 115 V

4-\'02 II АсОН 118 УШ:У1 (50 : 50)

4->Ю2 II Н20 100 VI

4-К02 II ЕЮН 20 VI

4-С1 II /-ВиОН 82 УШ:У1 (50 : 50)

4-С1 II ЕЮН 100 (40 :60)

4-С1 II ЕЮН 20-25 VIII: VI (80 : 20)

2,4-(СНзО)2 II ЕЮН 20-25 VIII: VI (50:50)

альдегидами, выход бис(2-тиобарбитуровых) кислот (VI), также увеличивается, но тем меньше, чем ниже электроноакцепторная способность заместителя в альдегиде. На образование солей (IV, V) изменение температуры не влияет, в то время как образование кислот (VI) зависит от температуры. Так, при проведении реакции 2-тиобарбитуровой кислоты (И) с альдегидами в спирте выход кислот (VI) при 18-20°С выше на 20-30%, чем при 78°С.

Для выяснения роли растворителя в механизме образования бисбарби-туровых кислот и их солей (IV-VI ) было изучено присоединение аминов и ал-коголятов к экзоциклической связи С5=Са 5-арилиденбарбитуровых кислот. Оказалось, что в аминах или пиридине 5-арилиденбарбитуровые кислоты превращаются в соответствующие соли (IV, V) даже без добавления новых порций барбитуровой кислоты. Это заставляет предположить, что амины, присоединяясь к связи С5=Са кислот ( VII), дают неустойчивые аддукты, распадающиеся на барбитуровые кислоты (I, II), которые затем присоединяются к арилиден-барбитуровым кислотам ( VII), превращаясь в соли (IV ). Продукты присоединения алкоголятов, напротив, устойчивы и могут быть выделены, образование бисбарбитуровых кислот не наблюдалось.

При проведении реакции барбитуровой кислоты с алифатическими альдегидами варьировались природа альдегида (масляный, кротоновый, октаналь, изовалериановый), растворителя, температура и продолжительность реакции. В большинстве случаев образуются смеси трудноидентифицируемых смолооб-разных веществ. По данным спектров ЯМР в смеси присутствуют продукты кротоновой конденсации альдегидов. В ряде случаев была выделена не прореагировавшая барбитуровая кислота. Исключением явилась реакция барбитуровой кислоты с хлоральгидратом (IX) в смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида (1:1), в результате которой образуется 5-трихлорметил-5Я-пирано[2,3-с1\6,5-с1 ']дипиримидин-(1Я,3//,7//,9//)-тетраон (X).

X лЛ'Т

.......; Ас0№А„0 ТГ Г

ЛА™2-* о^лЛА

н н н

I IX х

Синтез 5-арил-5Я-пирано [2,3-</: 6,5-^]дипиримидин-2,4,6,8(1Я, ЪН, 1Н, 9#)-тетраонов и их 2,8-дитиоаналогов.

До сих пор публикации о синтезе и свойствах пиранодипиримидинов, производных барбитуровых кислот весьма редки. Однако, аналоги барбитуро-

вой кислоты - 4,6-дигидроксипиримидин и 2-метилтиобарбитуровая кислота относительно легко образуют подобные системы при нагревании в смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида. Попытки циклизовать пиридиновые соли 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот в этих условиях, как и при добавлении каталитических количеств H2SO4, положительных результатов не дали -наблюдался лишь распад солей (IV) до кислот (I и VII). Безрезультатно также было использование в качестве циклизующего агента SOCl2, но оказалось успешным применение смеси РОС13 и Р2О5. Выход образующихся пиранодипиримидинов (XI) после очистки составляет 20-40%. В качестве побочных продуктов были выделены смеси пиранодипиримидинов с разной степенью замещения атомов кислорода хлором. Об этом свидетельствует группа синглетов в области б 4.5-5.6 м.д. в спектрах ПМР этих смесей. Эта реакция представляет и самостоятельный интерес, т.к. открывает возможность синтеза разнообразных производных пиранопиримидина путем последующего нуклеофильного замещения атомов хлора. В связи с этим мы исследовали и циклизацию солей (IV) с заместительным хлорированием, используя избыток хлорокиси фосфора, и заместительное хлорирование пиранодипиримидинов (XI) хлорокисыо фосфора с добавлением небольшого количества М,М-диметиланилина, который, как известно (Д. Браун), способствует подобным реакциям. Результаты оказались примерно одинаковыми. Продукт полного замещения атомов кислорода хлором (ХПи) удалось получить лишь из незамещенного пиранодипиримидина (Х1и), в остальных случаях образуются смеси хлорированных продуктов, разделить которые не удалось.

Для получения 2,8-дитиоксопиранодипиримидинов (XIII) из солей (V) были использованы смесь уксусной кислоты и уксусного ангидрида, смесь уксусной кислоты, уксусного ангидрида с каталитическим количеством H2SO4, хлорокись фосфора с добавлением пятиокиси фосфора, трифторуксусный ангидрид. 2,8-Дитиопиранодипиримидины (XIII) были получены лишь при нагревании солей (V) в трифторуксусном ангидриде ( выход 70-80%).

Таким образом, синтез пиранодипиримидинов (XI, XIII) непосредственно из барбитуровых кислот принципиально возможен, но обладает рядом жестких ограничений, обусловленных, в частности, предпочтительностью существования их в трикарбонильной таутомерной форме. В связи с этим была исследована возможность получения веществ (XI) конденсацией других гидрокси-пиримидинов. В частности, можно полагать, что 6-метоксиурацил (XIV) благодаря Бр2-гибридизации С5, подобно 6-метил- и 6-аминоурацилам будет реагировать с карбонильными соединениями, образуя дипиримидинилметаны или

5-Я-4,6-дилметокси-5//-пирано[2,3-й?:6,5-^]дипиримидин-2,8(1Я,Родионы (XV), деметилирование последних подобно алкоксипиримидинам может быть проведено действием кислот.

С1рьч /II С1

X

Н3СО АсОН+АС2С> N

ХУа-г,е,з,и

Х=0 (I, IV, XI); 8 (II, V, XIII); 4- Ш2 (а), 3- Ш2 (б), 2- Ш2 (в), 4-Вг (г), З-Вг (д), 4-С1 (е), 4-Р(ж), 4-1 (з), Н (и), 4-ОН(к), 4-ОМе (л)

Действительно, оказалось, что 6-метоксиурацил при действии ароматических альдегидов в смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида превращается в 5-арил-4,6-диметокси-5Я-пирано[2,3-^:6,5-^]дипиримидин-2,8(17/,9//)-дионы (XV). При добавлении в реакционную смесь нескольких капель H2SO4 происходит деметилирование веществ (XV ) с образованием 5-арил-57/-пирано[2,3-й?:6,5-с?]дипиримидин-2,4,6,8(1//,3//,7#, 9#)-тетраонов (XI). Однако соединения (XI) получаются более чистыми, если реакцию проводить в два этапа, выделяя промежуточные соединения (XV).

И в этом случае синтез соединений (XI) был возможен только если ароматический альдегид содержит электроноакцепторный заместитель, а из алифатических альдегидов достаточно реакционноспособным оказался лишь формальдегид.

Для синтеза пиранодипиримидинов мы попытались использовать и другие производные 4,6-дигидроксипиримидинов и барбитуровой кислоты-2-ал-кил(бензил)тио-4,6-дигидроксипиримидины (XVI), которые, с одной стороны, подобно 4,6-дигидроксипиримидинам образуют биспиримидины, а, с другой, метилтиогруппа может быть замещена атомом кислорода [Г.М. Хейфец]. Оказалось, что при нагревании в смеси уксусной кислоты с уксусным ангидридом 2-метил(бензил)тио-4,6-дигидроксипиримидины взаимодействуют с ароматическими альдегидами, содержащими как электроноакцепторные, так и элек-тронодонорные заместители, образуя 2,8-ди(метилтио)пиранодипиримидины (XVIII). Попытки превратить их в пиранодипиримидины (XI) гидролизом в присутствии избытка гидросульфита натрия, в 15% HCl, 30% H2SO4 или действием водных растворов СгОз и КМПО4 в кислой и щелочной средах не привели к желаемым результатам. Во всех случаях соединения оказались вполне устойчивыми и были выделены в неизменном виде.

R=4-N02(a), 4-1(6)

Конденсация полигидроксипиримидинов с салициловыми альдегидами.

Наличие в молекуле ароматических альдегидов нуклеофильных групп в

орто-положении к карбонильной группе позволяет рассчитывать на образование полициклических структур за счет участия этих группировок в циклизации. Так, при взаимодействии 4,6-дигидроксипиримидина с салициловыми альдегидами образуются кумарины, а в некоторых случаях и необычные соединения, которым было приписано строение 3,4-бензо-2-окса-8,9-диазабицикло[4.2.2.] дека-1(8),3,5-триен-7,10-дионов (A.B. Москвин). Учитывая существенные различия в поведении обсуждаемых полигидроксипиримидинов интересно было исследовать их реакции с такими альдегидами и возможность образования каркасных структур, исходя из барбитуровых кислот. Оказалось, что барбитуровая кислота реагирует с салициловым альдегидом, как правило, с образованием биспроизводного (ХХа) (Blythin D.J.). Поэтому мы исследовали реакции барбитуровой кислоты с салициловыми альдегидами (R=H, 5-Br, 5-NH2), варьируя

соотношения реагентов, растворители и температуру реакции. В воде или без растворителя при 18-20°С наряду с 5-(4,6-диоксо-5-ниримидинил)хромено[2,3-с/]пиримидинами (XX) образуется 5-салицилиденбарбитуровые кислоты (XIX),

I, II XIX, XXI XX, XXII

X = О (I, XIX, XXI), Б (II, XX, XXII); Я = Н (а), 5-Вг (б), 5-КН2 (в).

которые уже при выделении легко превращается в соединения (XX). Последние являются конечными продуктами, если проводить конденсацию в кипящих спирте, уксусной кислоте, диоксане, воде. Получение чистой салицилиденбар-битуровой кислоты (XIX) оказалось возможным лишь при наличии сильного электронодонорного заместителя в молекуле салицилового альдегида - аминогруппы.

В отличие от барбитуровой кислоты 2-тиобарбитуровая кислота с салициловыми альдегидами в этаноле при 18-20° С образует устойчивые 5-сали-цилиден-2-тиобарбитуровые кислоты (XXI). При нагревании их в смеси уксусной кислоты с уксусным ангидридом для циклизации в бензопиранопиримиди-ны происходит распад до кислоты (II) и альдегида, а затем образование (5-пиримидинил)хромено[2,3-с/] пиримидина (XXII). Для подтверждения строения полученных ранее продуктов конденсации 4,6-дигидроксипиримидина с салициловыми альдегидами мы попытались подобрать химические методы. Давая качественные реакции на пиримидины, они не дают реакций на гидроксильную компоненту с БеСЬ, в отличие от барбитуровой кислоты и 4,6-дигидрокси-

пиримидина. В реакциях с КаНБОэ, НСООН, КМп04, Н2504 исходное соединение остается без изменений.

Спектры, строение, физико-химические свойства и общие методы установления качества и количественного определения полученных веществ.

Подученные соединения - бесцветные (1Уа-и,У1а,Х1а-е), слегка желтые (У1а-д), кремовые (ХШа,е,л), зеленоватые (X) кристаллические вещества, разлагающиеся без плавления при 180-350° С. Они плохо растворимы в воде, ДМСО, ДМФА, практически не растворимы в спирте, ацетоне, эфире, хлороформе.

Индивидуальность веществ устанавливали методом ТСХ, состав - элементным анализом и масс-спсктрометрически, строение доказывали методами ЯМР ('Н, 13С), Ж и УФ спектроскопии. Наиболее информативными для установления строения полученных соединений оказались данные спектров ЯМР. Наличие серий соединений (IV,V,VII,XII и XIV) с закономерно варьируемыми заместителями у Са или С5 позволило выявить основные особенности положения сигналов в их спектрах ЯМР 'Н и 13С, что облегчило интерпретацию спектров этих веществ и их производных.

Наиболее характеристичными сигналами в спектрах ПМР солей 5,5'-ари-лиденбисбарбитуровых кислот (IV) и их 2-тиоаналогов (V), а также 5,5'-ари-лиденбис(2-тиобарбитуровых) кислот (VI) являются синглеты в области 5 5.956.12 м.д., соответствующие протонам у экзоциклического атома углерода и синглет протона (10.12-10.20 м.д.). В спектрах ПМР 5-арил-5Я-гшрано[2,3-:6,5-с/|]дипиримидин-2,4,6,8(1#,ЗЯ,7Я,9//)-тетраонов (XI) синглет С5Н расположен в области 4.45-5.52 м.д. По сравнению с 5-арилиденбарбитуровыми кислотами (5 8,2-8,1 м.д.) он смещен в более сильное поле, свидетельствуя о переходе метанового атома из Бр2 в Бр3 -гибридизованое состояние. В спектрах ЯМР 13С сигналы атомов углерода Са солей (IV, V), как и С5 трициклов (XI,

XIII) дает сигнал в сильном поле в области 29.0-31.7 м.д. Сигнал атома углерода С5 солей (IV, V) и С4а-5а пиранодипиримидинов (XI, XIII) располагается вблизи 90-91 м.д., что свидетельствует о переходе его в sp2-гибридное состояние.

Некоторые заключения о преобладающих таутомерных формах соединений можно сделать на основании ИК спектров их кристаллических образцов. Особенностью ИК спектров солей (IV,V) и кислот (VI) является наличие в них широких полос поглощения в области 1620-1650 см"1, характерных для валентных колебаний ионизированного или енолизованного ß-дикарбонильного фрагмента гидроксипиримидина.

В отличие от УФ спектров 5-арилиденбарбитуровых кислот (VII, VIII), имеющих два максимума, в том числе интенсивную длинноволновую полосу (^-мгкс 326-367 нм ), относящуюся к электронным переходам в разветвленной цепи сопряжения 0=С4-С5(С6=0)=СНАг, в УФ спектрах водных растворов солей 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот (IV,V) и пиранодипиримидинов (XI, XIII) наблюдаются один или два перекрывающихся максимума в области 256270 нм и 266-270 нм.

Данные масс-спектрометрии оказались полезными при установлении строения 5-К-3,6-диметокси-5//-пирано[2,3-й?:6,5-е/']дипиримидин-2,8(1#, 9Н)-дионов, так как другие спектрометрические методы (ИК, ПМР, ЯМР 13С) допускали возможность альтернативных решений. В масс-спектрах соединений (XI, XIII, XV), а также тетрахлорпроизводного (XII) наблюдаются пики, соответствующие молекулярным ионам. К основным маршрутам их фрагментации относятся отщепление заместителя в бензольном кольце и всего арильного радикала в целом, приводящие к ионам, распадающимся затем с выделением последовательно двух молекул NHCO.

Таблица 2

Некоторые примеры спектров ПМР и ЯМР 13С растворов полученных соединений в ДМСО-</бЯ)

№ Спектры ПМР Спектры ЯМР 13С

Са ЫН С° или С5 С5 или £>4а,5а С или С2,8 С4,6 или £.4,6,9а, 10а

IV ж 5.96 с 10.15 с 30.25 90.99 150.86 164.81

IV з 5.95 с 10.15 с 30.54 90.80 150.85 165

V а 6.06 с 11.72 с 31.23 95.25 173.15 161.50

V в 6.16 с 11.62 с 28.68 94.76 173.05 162.62

V е 5.94 с 11.66с 30.50 95.58 172.95 163

V к 5.94 с 11.66 с 29.54 96.15 172.64 162

VI е 5.93 с 11.64 с 30.26 95.56 172.96 162.99

У1а 6.06 с 11.69 с 31.20 95.16 173.11 162.95

XI а 4.62 с 11.18с 12.35 суш 32.56 89.45 152.36 149.22 162.58

XI з 4.45 с 11.14с 12.20с 31.98 90.03 152.18 149.38 162.55

XII и 5.91 с - 30.50 95.58 172.95 163

XIII е 4.5 с 12.52 с 32 94.69 173.93 160.32

XV а 5.0 с 12.35 с 33.48 92.08 151.50 151.50

Примечание, а) В спектрах наблюдаются сигналы протонов и ядер углерода бензольного кольца в областях 8 6.8-8.9 и 89-146 м.д. соответственно. В спектрах солей (IV, V) наблюдаются сигналы протонов и ядер углерода пиридина в областях 8 7.6-8.7 и 125-147м.д.

Исследование возможных методов установления качества и количественного определения синтезированных веществ показало, что для этого могут быть использованы фармакопейные методы. Для установления подлинности биологически активных соединений (IV, V, VI, XI и XIII) предлагается качест-

венная реакция с кобальта нитратом ( пиримидиновое кольцо), дающее зеленое окрашивание в случае соединений (V, VI и XIII) и голубое окрашивание, переходящее в зеленое в случае соединений (IV, XI). Для этих же целей следует использовать характеристичные для этих веществ УФ (в области 210-300 нм), ИК (в области 600-4000 см"1), ЯМР 'Н и 13С спектры. Для обнаружения посторонних примесей может быть использована тонкослойная хроматография; для количественного определения - неводное титрование или спектрофотометрия.

Биологическая активность полученных соединений.

На кафедре микробиологии, вирусологии и иммунологии СПбГМУ им. И. И. Павлова под руководством проф. В. В. Теца была изучена биологическая активность ряда соединений (IV, V, VII, IX, XII и XIV ) (Табл.3). В опытах in vitro на культурах клеток полученные соединения малотоксичны. Большинство синтезированных соединений способны индуцировать выработку интерферона в культуре клеток. Так 5-(4-иодфенил)-5Я-пирано[2,3-й?:6,5-йР]дипи-римидин-2,4,6,8(1Я,ЗЯ,7Я,9Я)-тетраон (Х1з) увеличивает концентрацию интерферона в среде в 243 раза, а 2,8-дитиоксо-5-(4-метоксифенил)-1,2,3,4,6,7,8,9-октагидро-5Я-пирано[2,3-^:6,5-с/]дипиримидин-4,6-дион (ХШл) в 108 раз по сравнению с контролем, что существенно превышает эффекты неовира и по-лиА/полиС. Антимикробную активность исследовали на примере M.tubercu-losis АТСС-607, M.tuberculosis 6IS, M.tuberculosis 16R, E.coli и S.aureus. Наиболее эффективными оказались пиридиниевые соли 5,5'-арилиденбисбар-битуровых кислот (1Уб,в,е,з,и), подавляющие рост этих микроорганизмов на 100% и 2,8-дитиоксо-5-(4-нитрофенил)-1,2,3,4,6,7,8,9-октагидро-5Я-пира-H0[2,3-ii:6,5-rf]flHnnpHMHflHH-4,6^H0H (XHIa), подавляющий рост на 100%. Данные вещества активны по отношению ко всем трем видам M.tuberculosis, включая микобактерии, чувствительные и устойчивые к существующим препаратам.

Таблица 3

Некоторые примеры антибактериального, противотуберкулезного, анти-хламидийного и противовирусного эффектов полученных соединений.

№ Эффект угнетения роста интерферогенное (в % отношении к контролю)

хламидии вирус простого герпеса

IVa 50 0 0

IV6 30 0 0

IVr 50 3,8

ГУж 50 0 32,10

IV3 30 55 0

IVe - 30 36,2

IVa* 65 55 30,6

Va 60 50 16,8

Vb 50 25 90,0

Ve 40 23,0

Vk 65 70 19,8

Vía - 30 47,0

VIe - 30 35,2

XI a 80,0 80,0 80,0

Xlr - 30 22,2

Xle 15 50 92,2

Х1з - 40 243,2

Х11и - - 40,0

XlIIa 60 40 64,0

XHIe 60 90 70,5

XVa - 50 108,9

Продолжение таблицы 3

№ Эффект угнетения роста

антибактериальное противог рибковое

Е. coli Staphylococcus aureus M.tuberculosis Candida Aspergillus

IVa 100 50 - 50 50

IV6 0 50 100 100 0

IVb 50 50 100 0 50

IV3 100 100 100 50 100

IVe 100 100 100

Х11и 0 0 100 0 0

XlIIa - 100 100 - -

Наиболее активными по отношению к E.coli и S.aureus оказались пириди-ниевая соль 5,5'-(4-иодбензилиден)бисбарбитуровой (1Уз) и 5,5'-(4-хлор-бензилиден)бисбарбитуровой (IVe) кислот (ингибирование роста на 100%). Большинство исследованных пиридиниевых солей 5,5'-арилиденбисбар-битуровых кислот и их 2-тиоаналогов, а также этаноламмониевая соль 5,5'-(4-нитробензилиден)бисбарбитуровой кислоты (IVo) обладали антихламидийным действием (Chlamydia trahomatus D-323) (ингибирование роста на 50-65%) и проявляли антивирусную активность в отношении вируса простого герпеса (ингибирование роста на 30-50%). Наиболее активна в отношении вирусов простого герпеса пиридиниевая соль 5,5'-(4-нитробензилиден)бис(2-тиобарби-туровой) кислоты (Va), подавляющая размножение этих вирусов на 50 и 100% соответственно. Все изученные вещества оказались неактивными по отношению к цитомегаловирусам.

Противогрибковая активность была изучена в отношении родов Aspergillus (Aspergillus niger) и Candida (Candida albicans). Пиридиниевые соли 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот (1Уа,б,з) подавляли рост этих грибов на 50100% ( при концентрации препаратов 200 мкг/мл).

ВЫВОДЫ

1. Продукты конденсации барбитуровой кислоты или ее 2-тиоаналога с альдегидами в соотношении 2:1 и продукты их циклизации - 5-арил-5Я-пирано[2,3-с/; 6,5-с/']дипиримидин-2,4,6,8(1Я,ЗЯ,7Я,9Я)-тетраоны в опытах на культурах клеток обладают антимикробным (M.Tuberculosis, E.coli), антихламидийным, противогрибковым, антивирусным, интерферониндуцирующим действием.

2. Взаимодействие барбитуровой кислоты или ее 2-тиоаналога с ароматическими альдегидами в основных растворителях (пиридин, амины) при

мольном соотношении 2:1 является удобным методом получения 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот с электроноакцепторными заместителями в бензольном кольце, 5,5'-арилиденбис(2-тиобарбитуровых) кислот с электроноакцепторными и электронодонорными заместителями в бензольном кольце.

3. 2-Тиобарбитуровая кислота в отличие от барбитуровой кислоты реагирует с ароматическими альдегидами в растворителях, способствующих ее енолизации, образуя 5,5'- аршшденбис(2-тиобарбитуровые) кислоты.

4. Обработка 5,5'-арилиденбис(6-метоксиурацилов) смесью уксусной кислоты с уксусным ангидридом, содержащей каталитические количества серной кислоты; солей 5,5'-арилиденбисбарбитуровых и 5,5'-арилиденбис(2-тиобарбитуровых) кислот смесью РОС13 с Р205 или трифторуксусным ангидридом является методом синтеза 5-арил-5//-пирано[2,3-й?;6,5-с?']дипиримидин-2,4,6,8(1Я,ЗЯ,7Я,9//)-тетраонов и 2,8-дитиоаналогов. Образование этих соединений происходит значительно труднее, чем аналогичных производных 4,6-дигидроксипиримидинов.

5. 5-Салицилиденбарбитуровые кислоты, образующиеся первоначально при взаимодействии барбитуровой и 2-тиобарбитуровой кислот с салициловыми альдегидами, подвергаются внутримолекулярной циклизации за счет атаки нуклеофила бензольного кольца с образованием производных 5-(4,6-диоксо-5-пиримидииил)хромено[2,3-£/] пиримидина без участия С2 пиримидиновых колец и без их распада, в отличие от 4,6-дигидроксипиримидина.

6. Нуклеофильная атака С" 5-арилиденбарбитуровых кислот аминами, пиридином приводит к выделению барбитуровой кислоты с последующим образованием солей 5,5'-арилиденбисбарбитуровых кислот, в отличие от спиртов, лишь присоединяющихся по экзоциклической кратной связи.

Разработаны общие методы установления качества и количественного определения для каждой группы полученных биологически активных веществ. Для предклинического изучения предложены этаноламмониевая соль 5-(4-нит-робензилиден)бисбарбитуровой кислоты, пиридиниевая соль 5-(4-

нитробензилиден)бисбарбитуровой кислоты, 5-(4-нитрофенил)-5Я-пирано[2,3-

й?;6,5-й?']дипиримидин-2,4,6,8(1Я,ЗЯ,7Я,9Я)-тетраон, 2,8-дитиоксо-5-(4-нитро-

фенил)-1,2,3,4,6,7,8,9-октагидро-5Я-пирано[2,3-й?:6,5-й?']дипиримидин-4,6-

дион.

ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Полковникова И.И., Петрова Н.М., Сибгатуллина A.A., Москвин A.B. Реакции 4,6-диоксипиримидинов с карбонильными соединениями - способ синтеза новых гетероциклических систем. // Тезисы докладов 1-й Международной конференции молодых ученых «Органический синтез: история развития и современные тенденции», СП6ГУ.-СП6.-1994.-С.127-128.

2. Москвин A.B., Полковникова И.И., Ивин Б.А. Синтез солей 5,5'-арилиден-бисбарбитуровых кислот // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции «Химия и технология лекарственных веществ».-СПб.-1994 г.-С.69.

3. Москвин A.B., Полковникова И.И., Ивин Б.А. Исследование азолов и ази-нов. ХСИ. Конденсация барбитуровой кислоты с ароматическими альдегидами при мольном соотношении реагентов 2:1. // ЖОХ.-1995.-Т.65.-Вып.З,-С.507-510.

4. Москвин A.B., Петрова Н.М., Полковникова И.И., Саенчук С.П., Ивин Б.А. Исследования в ряду азолов и азинов. XCV. Конденсация 4,6-диоксипири-мидина с альдегидами. // ЖОХ.-1995.-Т.65.-Вып.7.-С.1161-1167.

5. Москвин A.B., Петрова Н.М., Полковникова И.И., Сибгатуллина A.A. Конденсация полиоксипиримидинов с карбонильными соединениями. // Тезисы докладов Симпозиума по органической химии «Петербургские встречи», 1995 г.-СПб.-С.235-236.

6. Москвин A.B., Петрова Н.М., Полковникова И.И., Сибгатуллина A.A., Ивин Б.А. Конденсация оксипиримидинов с альдегидами. // Тезисы докладов межинститутского коллоквиума «Химия азотистых гетероциклов». Черно-

головка.-1995 .-С.98. 7. Москвин A.B., Петрова Н.М., Полковникова И.И., Резникова Н.Р., Ивин Б.А., Тец В.В. Синтез и биологическая активность продуктов конденсации полиоксипиримидинов с альдегидами. // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств». СП6.-1996 г.-С.57.

Полковникова И.И. Синтез, строение, свойства и биологическая активность продуктов конденсации полигидроксипиримидинов с альдегидами Автореферат диссертации кандидата химических наук: 15.00.02. - СПб., 1997. -24 с.

Подписано к печати 7.10.1997 г. Формат 90x84/24 Бумага тип. Печать ризогр. Печ. Л. 1,5. Тираж 100 экз. б/н Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 14