Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез, свойства и биологическая активность 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-пирролин-2-онов

На правах рукописи

Михалев Виктор Александрович

Синтез, свойства и биологическая активность 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов

15 00 02 — Фармацевтическая химия, фармакогнозия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Пермь - 2007

003177793

Работа выполнена на кафедре физической и коллоидной химии Государственного образовательного учреждения высшего

профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель - доктор химических наук, профессор Гейн В.Л.

Официальные оппоненты- доктор фармацевтических наук,

профессор Панцуркин В И доктор химических наук, профессор Масливец А Н

Ведущая организация - Башкирский государственный медицинский

университет

Защита диссертационной работы состоится 10 января 2008 г в ~/3 часов на заседании диссертационного совета Д 208 068.01 при Пермской государственной фармацевтической академии ГСП 277 по адресу 614990, г. Пермь, ул. Ленина, 48, телефакс 212-94-76

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной фармацевтической академии

Автореферат разослан » 2007 ]

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат фармацевтических наук, доцент

Метелева Е В

Общая характеристика работы

Актуальность темы Поиск новых биологически активных веществ (БАВ) и создание на их основе высокоэффективных и малотоксичных отечественных лекарственных препаратов, является важной задачей фармацевтической науки и практики В плане поиска новых БАВ значительный интерес представляют производные тетра-гидропиррол-2,3-дионов т к среди этого класса имеются биологически активные соединения, обладающие высокой противомикробной, противовоспалительной, аналь-гетической, ноотропной и другими видами активности

В ранее проведенных исследованиях, на кафедрах органической, физической и коллоидной химии, фармакологии и микробиологии Пермской государственной фармацевтической академии установлено, что на химические свойства и биологическую активность существенное влияние оказывает химическая природа заместителя в положении 1 тетрагидропиррол-2,3-дионов

В продолжение предыдущих работ и с целью поиска новых биологически активных соединений представляло интерес получить вещества, содержащие в положение 1 гетероцикла 2-метоксиэтильный или 3-изопропоксипропильные остатки, изучить физико-химические свойства данных соединений и провести оценк) биологической активности в сравнении с препаратами - эталонами и ранее полученными структурными аналогами Не менее важным является использование З-пирролин-2-онов для получения на их основе азотсодержащих гетероциклических систем

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПГФА в комплексной целевой программе МЗ РФ (номер государственной регистрации 01 9 50 007419) Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ грант № 04-03-96042

Цель работы Основной целью данного исследования является разработка методов синтеза новых производных 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, изучение их физико-химических свойств, получение на их основе новых, в том числе и конденсированных гетероциклических соединений, оценка биологической активности целевых продуктов синтеза и выявление взаимосвязи строения с биологической активностью

Задачи исследования Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи

1 Разработать препаративный метод синтеза 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов

2 Исследовать взаимодействие 1-(2-метоксиэти\)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с моно- и бинуклеофилами

3 Провести анализ данных по биологической активности с целью выявления взаи мосвязи "структура - биологическое действие" в исследуемых рядах соединений и отобрать наиболее перспективные вещества для дальнейших углубленных иссле дований

Научная новизна Разработан препаративный метод синтеза ранее неизвестных 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов на основе трехкомпо-нентной реакции эфиров адиллировиноградных кислот, со смесью ароматического альдегида и 2-метоксиэтиламина или 3-изопропоксипропиламина

Изучены химические свойства 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов в реакциях с алифатическими и ароматическими аминами Установлено, что при взаимодействии 1-{2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с алкил(арил)-аминами подвергается атаке атом углерода ацетильной группы в положении 4 гетероцикла с образованием соответствующих ал-кил(арил)-аминопроизводных

Показано, что при взаимодействии 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с ариламинами нуклеофильное замещение происходит в положении 3 гетероцикла, и образуются 3-ариламинопроизводные 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов

Выявлено, что реакции 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с ацетатом аммония приводят к 5-арил-4-(1-аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионам

Установлено, что при нагревании 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с гидразингидратом в концентрированной уксусной кислоте происходит гетероциклизация с образованием 3-ацил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов

Обнаружено, что взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-

3-пирролин-2-онов с тиосемикарбазидом или гидразидом салициловой кислоты сопровождается образованием 5-арил-4-(1-2-гидроксифенилкарбонил-гидразиноэтилиден)-1-(2-метоксиэтил)тетрашдропиррол-2,3-дионов и 5-арил-4-(1-тиосемикарбазидоэтилиден)-1-(2-метоксиэтил)тетрагидропиррол-2,3-диона

У ряда соединений имеется противовоспалительная и противомикробная активность Выявлены некоторые закономерности между структурой и биологическим действием в рядах синтезированных соединений

Практическая значимость работы Разработаны препаративные методы синтеза 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-(3-изопропоксипропил)-5-арил-

4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 4-(1-И-аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионов, 3-амино-4-бензоил-1-(2-метоксиэтил)-5-фенил-3-пирролин-2-она, 5-арил-4-бензоил-3-ариламино-1-(2-метоксиэтил)-3-пирролин-2-онов, 3-метил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,б-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-б-онов, 3-ацетил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-1-фенил-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-она, 4-арил-3-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,б-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-б-онов

Осуществлен синтез 68 соединений, в результате скрининга которых установлено, что среди них имеются вещества с противовоспалительной, анальгетической, противомикробной активностью Выявлены соединения, перспективные для дальнейшего поиска биологически активных веществ Полученные данные по зависимости структура-активность среди апробированных соединений могут быть использованы при целенаправленном синтезе новых БАВ производных тетрагидропирол-2,3-дионов

Апробация работы Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Пермской государственной фармацевтической академии 2002, 2005 гг, Международных конференциях по органическому синтезу, С-Петербург 2002, 2005, 2006 гг, VIII Молодежной научной школе-конференции по органической химии, Казань, 2005 г, VI Региональной конференции молодых ученых по органической химии, Днепропетровск, 2005 г, Региональной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», ГОУ ВПО Пятигорской государственной фармацевтической академии, Пятигорск, 2007 г; XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» Москва, 2007 г

Публикации По материалам диссертации опубликовано 11 работ 1 статья в центральной печати и 2 в сборниках, 8 тезисов докладов на конференциях различного уровня

Объем и структура диссертации Содержание работы изложено на 165 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов Библиографический список включает 169 работ отечественных и зарубежных авторов Диссертационная работа содержит 29 таблиц и 25 рисунков

Основные положения, выносимые на защиту

1 Синтез 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов

2 Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с моно- и бинуклеофильными реагентами

3 Установление структуры полученных соединений на основании данных ИК-ЯМР 'Н-спектроскопии и масс-спектрометрии

4 Результаты биологических испытаний новых соединений и некоторые закономерности взаимосвязи строения с фармакологическим действием

1 Синтез 1-(2-мегоксиэтил)-5-арил-4-ацетил- и 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролии-2-онов

С целью поиска потенциальных биологически активных веществ среди производных пирролидин-2,3-дионов, нами была изучена трехкомпонентная реакция метиловых эфиров ацетил- или ароилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и 2-метоксиэтиламина

I а-л И.1 = СН3, Л2 = Н (1а ), 4- СНэО (16 ), 3-К(>2 (1в), 4-С1 (1г ), 4-(СН3),Ы (1д ),

2.4-02 (1е), 2,4-(СН30), (1ж), К3С6Н4= С6Н,СН=СН (1з), 3-НО (1и ),

2.5-( СН30), (1к ), 2- СНэО (1л)

II а-д Я1 = С6Н, (II а-г), 4~С1С6Н, (II д),

Я2 = Н (II а, II д), 4-СН30 (II б ), 3-ЫО, (Ив), 4-С1 (Иг)

Установлено, что при кратковременном нагревании смеси эквимолярных исходных веществ в диоксане образуются соответственно 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацеггил-З-гидрокси-З-пирролин-2-оны (I а-л), или 1-(2~метоксиэтил)-5-арил~4-ароил-З-гидрокси-З-пирролин-2-оны (II а-д)

Вероятно, механизм данной реакции протекает через стадии образования основания Шиффа и эфира 4-амино-2-оксобутановой кислоты, который циклизуется с образованием конечного продукта реакции, что не противоречит литературным данным

Полученные соединения I а-л, II а-д представляют собой бесцветные или бледно-желтые кристаллические вещества, растворимые в большинстве органических растворителях и плохо растворимые в воде

В ИК - спектрах соединений I и II присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см ' обусловленные валентными колебаниями енольной гидроксильной группы при 3100-3280, лаюгамной карбонильной группы при 1680-1720, кетонной карбонильной группы ацетильного остатка при 1600-1660

О О

О

0СН3

I а-л (52-82%), II а-д (50-89%)

В ЯМР 'Н — спектрах соединений I и II наблюдаются мультиплет протонов метиленовой группы в положении 1 метоксиэтильного остатка при 2,50-2,90 (СП)Н ЛНВ) и 3,60-4,00 (С(1)НЛНВ), мультиплет двух протонов С{2;Н2 при 3,30-3,50, синг-лет метинового протона в положении 5 гетероцикла при 5,00-5,80, группа линий ароматических протонов в области 6,40-8,20, синглет протонов метальной группы в области 2,00-2,30 и протонов метоксигруппы метоксиэтильного заместителя при 3,003,30 м д

В масс-спекгре соединения Нг присутствуют пики молекулярного иона с m/z 371 (23,42%) [М]+ и фрагментных ионов с m/z (%) 311 (7,81) [М - СН3ОСН2СН,-Н]+, 270 (39,64) [М - CH30CH2CH2N=C=0]+, 105 (100,00) [PhCO]+ Такой характер фрагментации подтверждает указанную структуру

Все синтезированные соединения I и II дают интенсивное вишневое окрашивание со спиртовым раствором хлорида железа (III), что наряду со спектральными данными свидетельствует о том, что эти соединения существуют преимущественно в енольной форме

2. Синтез 1-(3-изопропоксипропил)-5-арил-4-ацил- З-гндрокси-З-

пирролнн-2-онов

С целью изучения влияния структуры алкоксиалкиламина на протекание трех-компонентной реакции, а также расширения круга биологически активных веществ, нами был использован в качестве аминокомпоненты 3-изопропоксипропиламин, а в качестве карбонильной-ароматические и гетероциклические альдегиды

Нами было установлено, что при кратковременном нагревании эквимолярных количеств метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического или гетероциклического альдегида и 3-изопролоксипропиламина образуются 1-(3-изопропоксипропил)-5-арил(гетерил)-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны

H2N

(СН2)зО-СН-СН3

III а-и (43-91%) |

СН3

R1 = 2-гиенил (III а ) , 3-СН,ОС6Н, (III б, в), 4-C1QH, (III г-е ) , С6Н5 (III ж-и ) , R2 = (III а ), 2-пиридил (III б, г, и), 2-тиенил (III в, д, ж), 2-фурил (III е, з )

Синтезированные соединения III а-и представляют собой бесцветные или бледно-желтые кристаллические вещества, растворимые в органических растворителях, таких как диметилформамид (ДМФА), диметилсульфоксид (ДМСО), хлороформе, нерастворимые в воде

В ИК - спектрах соединений III содержатся интенсивные полосы поглощения V, см1 обусловленные валентными колебаниями енольной гидроксильной группы при 3100-3180, лактамной карбонильной группы при 1680-1700, кетонной карбонильной группы боковой цепи при 1625-1650

В ЯМР !Н — спектрах соединений III наблюдаются сигналы протонов 8, м д мультиплета метиленовой группы в положении 1 3-изопропоксипропильного остатка при 2,70-2,95 (С(|)НдН„) и 3,60-3,70 (С(!)НЧН,,), мультиплет двух протонов метиленовой группы в положении 2 при 1,60-1,70, мультиплет С(,)Н2при 3,22-3,35, синглет метанового протона в положении 5 гетероцикла при 5,50-5,90, мультиплет (СНОСНО при 3,40-3,50, дуплет (СНОСНО с центром при 1,50, группа \иний ароматических протонов в области 6,40-8,10

Спектральные данные, а так же качественная реакция со спиртовым раствором хлорида железа (III), свидетельствуют о существовании соединений III преимущественно в енольной форме

3 Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с алифатическими аминами, мочевиной и ацетатом аммония

Нами изучено взаимодействие полученных 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-

3-гидрокси-З-пирролин-2-онов (I) и 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ароил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов (II) с мононуклеофильными реагентами Для этого в реакциях были использованы нуклеофилы с различными значениями их констант основности Кроме того, ставилась задача расширить круг соединений для поиска потенциально биологически активных соединений

В ходе работы, было установлено, что при кипячении в диоксане в течение 2 часов или сплавлении соединений I а-г с алифатическими аминами, такими как эта-ноламин, бутиламин происходит нуклеофильное замещение в ацетильном фрагменте в положении 4 гетероцикла в результате чего образуются соответствующие 5-арил-

4-(1-11-аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы ( соед IV а-е )

При сплавлении соединений la, Ir, IIa с мочевиной реакция протекает с образованием 1-(2-метоксиэти\)-5-фенил-4-(1-аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-диона (соед IV ж), 1-(2-метоксиэтил)-5-4-хлорфенил-4-(1-уреидоэтилиден)тетрагидро пиррол-2,3-диона (соед IV з) и 3-аминокарбониламино-4-бензоил-5-фенил-3-пирролин-2-она (IV и)

нс /

\ ЛН

+ 1Г-МН2.

ЙСеН^ы^о

ОСН3 I а-г (60-82%)

уЫН—Я2

Г~Т

Я'СвНГ'^Г'^О

ЭСН,

IV а-е (62-84%)

+ Н2МС(0)МН2

О

IV ж (67 %) IV 3 (81 %) IV и (55 %)

И'=СН,( IVа-е),

И2 = Н (IV а е), 4-СНчО( IV 6 ), 3-1Ч02( IV в, д), 4-С1 (IV г), Я1 = (СН2),СН, (IV а-г), (СН2)2ОН (IV д, е )

При кипячении 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов ( I а, б, г ) с ацетатом аммония в ледяной уксусной кислоте в течение 5-6 часов образуются тетрагидропиррол-2,3-дионы ( IV к-м ), а в случае использования 5-(4-хлорфенил)-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-она ( II г ) в реакции с ацетатом аммония был выделен 1-(2-метоксиэтил)-5-(4-хлорфенил)-4-бензоил-3-амино-3-пирролин-2-он соединение IV н

Реакционная способность енолизованной карбонильной группы в положении С3 гетероцикла, зависит от характера заместителя в положении С4 гетероцикла При наличии у исходных соединений в положении С4 гетероцикла ацетильной группы (1а-г), реакции с алифатическими и ароматическими аминами протекают по карбонильной группе боковой цепи, а в случае 4-ароилзамещенных соединений ( Па,г ), атака нук-леофила переносится в положение С, гетероцикла

R1 =CH, ^Q

/NH2

tfCÄ^I^D +CH,COONH4

OCH3 I а, б, г, II г

^СбН^Ы-^О IV к-м (56-71%)

R1 =CJrL

Rl

1

JCH3

-NH2

IV H (90%)

R2 = H ( IVk ), 4-CHjO ( IVa ), 4-C1 (IV м, н)

s

OCH3

Полученные соединения IV а-н представляют собой бесцветные или бледно-желтые кристаллические вещества, растворимые в органических растворителях (ДМФА, ДМСС), хлороформе)и др и плохо растворимые в воде

В ИК - спектрах полученных соединений IV, снятых в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см"' обусловленные валентными колебаниями NH связи при 3100-3500, лактамной карбонильной группы и кетонной карбонильной группы при 1600-1720

В ЯМР 'Н - спектрах соединений IV содержатся сигналы протонов 8, м д мультиплета метиленовой группы в положении 1 метоксиэтильного остатка при 2,602,90 (С(1)НЛНВ) и 3,30-4,20 (С(1)ЫЛНВ), мультиплет двух протонов метиленовой группы в положении 2 при 3,30-3,60, синглет метанового протона в положении 5 гетеро-цикла при 5,20-5,60, группа линий ароматических протонов в области 6,30-8,20, сигналы протонов ацетильного остатка (соединения IVa-з, к-м) в области 1,70-1,90, сигналы протонов метоксигруппы при 3,80

В масс-спектре соединения IV» присутствуют пики молекулярного с m/z 274 (100,00%) [М]+ и фрагментных ионов с m/z (%) 216 (32,99) [M-CH30-CH2CHJ+, 231 (14,99) [М - CH3CNH,]+, 197 (4,99) [Ph]+, подтверждающие указанную структуру У соединения IVa присутствуют пики молекулярного с m/z 304 (73,86%) [Mj' и фрагментных ионов с т/г (%) 83 (3,69) [М -CH3C-NH2CC=0]+, 111 (1,87) [М -CH,OC4H4CHNCH,CH2OCH,]+, 107 (2,27) [PhOCH,]4 подтверждающие указанные структуры

Данные ИК — и ПМР - спектроскопии, а так же масс-спектрометрии свидетельствуют о существовании соединений IV в енаминной форме

4. Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с ароматическими аминами

Так как 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (I) имеют в своем составе реакционноспособные карбонильные группы было целесообразно изучить их взаимодействие с такими ариламинами, как п-анизидин, п-толуидин, п-броманилин, п-аминофенол, п-аминофенилсульфонилгуанидин

Было установлено, что при кипячении исходных веществ в ледяной уксусной кислоте в течение 2-8 часов или при сплавлении до температур, превышающих температуры плавления веществ на 5-10° С, в течение получаса, образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-(1 -ариламиноэтилиден)тетрагидропиррол-2,^-дионы (V а-л)

Полученные соединения V а-л представляют собой желтые кристаллические вещества растворимые в большинстве органических растворителях (ДМФА, ДМСО, хлороформе) и нерастворимые в воде

В ИК — спектрах соединений V, присутствуют ин генсивные полосы поглощения v, см 1 обусловленные валентными колебаниями NH связи при 3020-3400, лактамной карбонильной группы при 1690-1710, кетонной карбонильной группы при 1625-1660 В ЯМР 'Н - спектрах соединений V, в отличие от таковых для исходных соединений I а-г, наблюдаются сигналы протонов 8, мд NH протона при 12,30-12,60, а сигнал метильной группы этиленового остатка смещается в сильное поле и наблюдается при 1,70-2,30, что свидетельствует о том, что реакция с ариламинами протекает по карбонильной группе боковой цепи

В масс-спектре соединения V е присутствуют пики молекулярного с m/z 398 (45,00%) [М]+ и фрагментных ионов с m/z (%) 60 (9,00) [М -СН,ОСН2СН2-Н]+, 45 (75,00) [М - CH,OCHJ+, 91 (44,00) [PhCH,f У соед V л присутствуют пики молекулярного с m/z 471_(5,00%) [Mf и фрагментных ионов с m/z (%) 100 (2,00) [М -CH,0CH2CH2-N=C=0]+, 45 (100,00) [М - СН,ОСН2]\ 77 (25,00) [Ph]\ подтверждающие указанные структуры Отсутствие вишневого окрашивания с хлоридом железа (III), а так же спектральные данные свидетельствуют о существовании соединений V в енаминной форме

ОСН3 V а-л (41-85%)

I а-г

R1 = Н (V а,д,з,к,л ), 4-СН30 ( V б,ж), 3-NO, ( V в), 4-С1 (V г,е,и), R2 = СН,() ( V а-г ), СН,( V д-ж), Br ( V з,и ), НО (V к ), S02NHC(NH)NH2 ( V л)

5 Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с ароматическими аминами

Нами было изучено взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, содержащих в положении С4 гетероцикла бензоильный остаток, с ариламинами Установлено, что при кипячении реагентов в уксусной кислоте в течение нескольких часов или при сплавлении в течение получаса образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-ариламино-3-пирролин-2-оны (VI а-ж)

СбНз^5 .ОН г н

4 ^ сбн5~Х_,МНСб||4- ^ -4

+4- ^С6Н4ЫН2

№СЙН.

ОСИ,

Орн

II а, в, г VI а-ж (49-90%) 3

Я' = Н ( VI а,в,д,ж ), З-ЫО, ( VI б,е ), 4-С1 ( VI г ) ,

й2 = СН,0 ( VI а,б ), СН, ( VI в,г), Вг ( VI д,е ), НС) ( VI ж )

При этом атака нуклеофила направлена на атом углерода карбонильной группы в положении 3 гетероатома и сопровождается образованием соответствующих 3-ариламинопроизводных З-пирролин-2-онов VI а-ж Однако, в двух случаях, при взаимодействии соединений II а,г с ароматическими аминами, такими как п-толуидин и п-анизидин, образуются смеси — региоизомеров, по данных ПМР спектроскопии, формы находятся в соотношении 60 % (форма А) и 30 % (форма Б)

/

СбН5~Х_^ННС6Н4- я2 Сб"5 _

ОСНз ОСНз

А Б

Полученные соединения VI а-ж представляют собой желтые кристаллические вещества, растворимые в различных органических растворителях, нерастворимые в воде

В ИК — спектрах соед VI, присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см1 обусловленные валентными колебаниями ЫН связи при 3250-3400, лаюгамной

карбонильной группы при 1690-1700, кетонной карбонильной группы боковой цепи при 1650-1660

В ЯМР 'Н — спектрах соединений VI наблюдаются следующие сигналы протонов 8, м д мультиплета метиленовой группы в положении 1 метоксиэтильного остатка при 2,70-2,80 (С(1)НЛНВ) н 3,60-4,00 (С(|)НЛНВ), мультиплет двух протонов метиленовой группы в положении 2 при 3,30-3,50, синглет метинового протона в положении 5 гетероцикла при 5,20-5,60, группа линий ароматических протонов в области 6,20-8,00, ЫН протона при 8,45-8,90, а так же синглет протонов метоксигруппы метоксиэтильного заместителя при 3,20-3,30 м д Наряду с вышеуказанными сигналами, у соед VI а, б присутствуют сигналы протонов метоксигрупп заместителя в положении 5 гетероцикла при 3,70, а у соед VI а, г дополнительный синглет метинового протона при 5,20-5,70 м д

Согласно данным ИК — и ПМР — спектроскопии, а так же отсутствием вишневого окрашивания в реакции с хлоридом железа (III) подтверждается, что соединения VI существуют исключительно в енаминной форме

С целью изучения химических свойств 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов и синтеза биологически активных соединений нами изучено взаимодействие соединений I с гидразингидратом и фенилгидразином

Установлено, что при кипячении соединений I в концентрированной уксусной кислоте с гидразингидратом в течение 2 часов происходит образование З-ацетил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов (VIIа-в), а с фенилгидразином, в тех же условиях, реакция может протекать неоднозначно, в двух направлениях и были выделены 3-ацетил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-1-фенил-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-она (VIII) или 5-арил-4-(1-фенилгидразино-этилиден)-1-(2-метоксиэтил)тетрагидропиррол-2,3-дионы (IX а,б )

6. Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с гидразингидратом и фенилгидразином

I а-г

IX а, б (60-69%) |

ОСН3

II1 = Н (VII а, VIII), 4-СН,0 (VII б, 1Ха ), З-ЫО, (VII в ), 4-С1 (IX б ), Я2 = Н (VII а-в), СДЦ (VIII, IX а, б )

ОСН3

Полученные соединения VII а-в, VIII, IX а,б представляют собой бесцветные или желтые кристаллические вещества, растворимые в АМФА, ДМСО, хлороформе, не растворимые в воде

В ИК — спектрах соед VII, VIII, IX присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см 1 обусловленные валентными колебаниями NH связи при 3020-3220, лактамной карбонильной группы при 1690-1700

В ЯМР 'Н - спектрах соединений VII, VIII присутствуют характерные сигналы протонов S, м.д. метоксигруппы метоксиэтильного заместителя при 3,30, синглет метанового протона в положении С4 гетероцикла при 5,50-5,80, сигналы протонов метоксигруппы (соед VII6 ) при 3,80, NH-группы при 12,97-13,10 (соед VII) В спектрах соединений IX присутствуют характерные сигналы протонов 8, м д метоксигруппы метоксиэтильного заместителя при 3,20-3,30, метальной группы этили-денового остатка при 2,00-2,10, синглет метанового протона в положении С, гетероцикла при 5,40-5,70, сигналы протонов метоксигруппы (соед 1Ха ) при 3,80, сигналы NH-протонов при 8,15-8,30

По данным ИК — и ПМР — спектроскопии соединения VII а-в, VIII существуют в форме бициклических соединений, а соединения IX а,б в енгидразинной форме

7. Взаимодействие 1-(2-метоксиэтал)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с гидразингидратом

В ходе изучения свойств производных пиррол-2,3-дионов, нами было установлено что 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (II) взаимодействуют с гидразингидратом, в тех же условиях что и соединения 4-ацетил производные ( I ) , с образованием 3-бензоил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов X а-г

^ укс к-та (конц ) + H2NNH2 Н2О --<-

Н3СО'

II а-г ОСН3 X а-г (43-76%)

Я = Н (Ха), 4-ОСН, (Хб ), 3-ЬЮ2 (Хв), 4-С1 (Хг)

Так как соединения II а-г содержат реакционноспособную карбонильную группу в ароильном заместителе, то можно предположить, что первоначально образующиеся гидразоны по кетонному карбонилу в положении 3 гетероцикла, в более жестких условиях способны циклизоваться с образованием системы пирроло[3,4-с]пиразола Выделенные соединения X а-г представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в различных органических растворителях, не растворимые в воде

В ИК — спектрах X присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см 1 обусловленные валентными колебаниями NH связи при 3050-3230, лактамной карбонильной группы при 1690-1700

В ЯМР 'Н — спектрах соединений X наблюдаются характерные сигналы протонов 8, мд метоксигруппы метоксиэтильного заместителя при 3,20-3,30, мульти-плет двух протонов С(2;Н2 при 3,40-3,50, синглет метинового протона в положении 4 гегеродикла при 5,70-6,20, сигналы NH-протона при 8,00-14,00 Так же, в спектрах присутствует сигнал протонов метоксигруппы заместителя в положении 4 гетероцик-ла (соед X б) при 3,80 мл

В масс-спектре соединения Хб присутствуют пики молекулярного с m/z 363 (59,20%) [М]+ и фрагментных ионов с m/z (%) 261 (5,96) [М -CH,OCH2CH2N=C=0]+, 77 (15,06) [Ph]+, подтверждающие указанную структуру

8. Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-апетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с тиосемикарбазидом и гидразидом салициловой кислоты

На следующем этапе работы установлено, что в реакциях 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов (I) с тиосемикарбазидом и гидразидом салициловой кислоты образуются соответствующие 4-(l-R-

аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы (XI а-в)

О NHNH—R2 , НзС-^ о ^-^ + R2-NHNH2 _► -'

R'Cs^^ljT^O ^О

I а, г ОСН3 XI а-в (64-82%) °Снз

R' = Н ( XI а), 4-С1 (3tl б,в),

R2 = 2-H0-QH4C=0 ( XI а,б ), C(S)NH, ( XI в)

Полученные соединения XI а-в представляют собой бледно-желтые кристаллические вещества, растворимые в большинстве органических растворителях, но не растворимые в воде

В ИК — спектрах соединений XI присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см' обусловленные валентными колебаниями НН связи при 3100-3400, лактамной карбонильной группы при 1680-1690

В ЯМР 'Н - спектрах соединений XI наблюдаются сигналы протонов 8, мд метоксигруппы метоксиэтильного заместителя при 3,20, синглет метинового протона в положении 5 гетероцикла при 5,40-5,50, сигналы протонов метальной группы эти-лиденового остатка в области 2,00-2,50 Кроме этого, в спектрах присутствуют сигналы протонов первичных аминогрупп при 9,85-11,50 м д

Данные ИК - и ПМР — спектроскопии подтверждают, что соединения XI существуют в енгидразинной форме

Биологическая активность синтезированных соединений

Биологические исследования были проведены в Пермской государственной фармацевтической академии на кафедре клинической фармакологии с курсом иммунологии аспирантом Яценко К В , под руководством д м н , проф, зав кафедрой Юшкова В В , на кафедре физиологии и патологии Марковой Л Н, под руководством д м н, проф, зав каф Сыропятова Б .Я, на кафедре микробиологии с курсом гигиены и экологии при участии к х н, доц Ворониной Э В , под руководством д ф.н, зав каф , доц Одеговой Т Ф, которым автор выражает глубокую благодарность

Всего биологическим испытаниям было подвергнуто 68 соединений на противовоспалительную, анальгетическую, противомикробную, влияние на свертываемость крови и токсичность В качестве препаратов-эталонов сравнения были использованы известные лекарственные препараты диклофенак натрия (ортофен), метамизол (анальгин), этакридина лактат, фурацилин, гепарин, этамзилат

Острую токсичнпгть ГДЛ^ определяли, в основном, для соединений, показавших хорошую противовоспалительную активность при скрининге В результате проведенных исследований установлено, ЛД50 у изученных соединений при перо-ральном пути введения составляет Уи 5000 , а Ул > 6500 мг/кг Из данных следует что соединение Уи в 6,7 раза менее токсично, а соединение Ул в 8,7 раз менее токсично, чем препарат сравнения - диклофенак натрия

Противовоспалительная активность (ПВА) была изучена на белых беспородных крысах на каррагениновой модели воспаления Каждая серия опытов включала 6 животных Исследуемые вещества вводили двумя способами перорально (п/о) или внутрибрюшинно (в/б), в дозе 50 мг/кг, а препарат-эталон, диклофенак натрия - в дозе 10 мг/кг и 25 мг/кг за час до моделирования каррагениного воспаления Испытуемые соединения и препарат — сравнения вводили в виде раствора в 2 % крахмальной слизи

Были апробированы 33 соединения Результаты противовоспалительного действия наиболее активных соединений показаны в таблице 1 Нами выявлены некоторые зависимости противовоспалительного действия соединений в отдельных рядах и среди разных рядов соединений

При подведении итогов испытаний следует выделить ряд соединений, показавших выраженную противовоспалительную активность в дозе 50 мг/кг при в/б пути введения через 3 часа - это 1в,г , 1Уг,д, Ув, Via, которые снижают воспаление вызванное каррагенином в целом на 43,3 - 56,5% через 3 часа, и сохраняют свою активность по истечению 5 часов По силе противовоспалительного действия они располагаются в следующий ряд 1Уд > Via > 1в > Ув > 1г > IVr При пероральном пути введения в этой же дозе наиболее активными оказались соединения 1а , Уг,и,л, вызывающие противовоспалительный эффект через 3 часа в пределах 27,4-44,8 % и по силе действия расположены в порядке Уи > Ул > Vr > la Из приведенных данных следует, что наиболее активными в противовоспалительном отношении являются 1-(2-мегоксиэтил)-5-(3-нитрофенил)-4-(бутиламиноэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дион (соед IVa) и 1-(2-метоксиэтил)-5-(4-хлорфенил)-4-(4-

бромфениламиноэтилиден)тетрагидропирол-2,3-дион (соед Уи), а также соединение (Ул), содержащее в своей структуре остаток 4-аминофенилсульфонилгуанидина у атома углерода в боковой цепи пиррол-2,3-диона

Следует отметить, что все апробированные соединения по своей противовоспалительной активности уступают таковой препарата - эталона диклофенака натрия как при в/б так и п/о пути введения

Анализ результатов исследований показывает, что на проявление активности оказывает действие природа и положение заместителя в ароматическом ко \ьце Противовоспалительное действие проявляется в наибольшей степени у соединений, имеющих метильную, метоксигруппы, атомы хлора или брома в основном в пара положении ароматического кольца Конденсированные гетероциклические соединения оказались неактивными

ПВА соединений I, IV-VI в дозе 50 мг/кг

^ ОН

й^Г ™ я

1а ОсН3 IV г, д 0СН3

/ЫНС6Н4-К2 ур

НзС _С6Н5—< ^ЫНС^-Н2

Ув,г,и,л осНз ОСН,

Соеди нение Я' Я2 Путь введе ния ПВА, % торможения каррагенинового отека, через

1 час 3 часа 5 часов

1 2 3 4 5 6 7

1а сн, н п/о н/а 27,4±8,60 39,4±9,30

1в сн3 З-ЫО, в/б 38,7+12,62 53,6+12,19'^ 53,1 ±10,72

1г сн, 4-С1 в/б 67,2+9,30* 49,5± 10,01 44,7+11,84

1Уг' сн3 4-С1 в/б 27,5+13,77 43,3±7,87 42,2±8;31

1уа2 сн. 3-1М02 в/б 46,9+28,66 56,5±18,13* 58,4+15,36*

Ув З-ЫО, 4-СН,0 в/б 67,3±16,39* 52,2+4,88' 24,1±9,21

Уг 4-С1 4-СН,0 п/о 4,8±2,70 28,8±4,20"' 28,2+4,20"

Уи 4-С) 4-Вг п/о 4,8±5,70 44,8±2,30 ' 35,2+3,40"

1 2 3 4 5 6 7

Ул1 Н - п/о н/а 37,0±2,20"* 26,8+3,30"

Via Н 4~ СН30 в/б 42,7±15,15 56,2±6,83"' 48,1 ±6,47"

диклофенак натрия 10 мг/кг п/о 22,0±7,40 56,0±7,30' ' 63,0+5,00"

диклофенак натрия 25 мг/кг в/б - 69,4"' 50,0"

р < 0,05, р < 0,01, *** р < 0,001 по сравнению с контролем

1 R3 = (CH^jCHJ, 2 R' = (СН,),ОН,5 R2 = SO,NHC(NH)NH,,

Таким образом, в результате испытаний выявлено, что соединения (Уи,л), в дозе 50 мг/кг при пероральном пути введения, обладают выраженной противовоспалительной активностью и вызывают торможение каррагенинового отека через три часа соответственно на 44,8 и 37,0 %, а через пять часов соответственно на 35,2 и 26,8 %, а также проявляют анальгетическую активность при низкой токсичности равной ЛДЗД 5000 (Уи), >6500 (Ул) и могут быть рекомендованы для дальнейшего углубленного изучения

Анальгетическая активность соединений изучена по методу «горячей пластинки» в дозе 50 мг/кг при пероральном пути введения В качестве эталона сравнения использовали метамизол (анальгин) и диклофенак натрия (ортофен) в дозах 10 и 50 мг/кг при этом же пути введения Установлено, что соединения Уи, Ул обладают слабым анальгетическим действием, уступающим таковому препаратам сравнения

Противомикробная активность (ПМА) была определена у 68 соединений, сгруппированных по химической природе в 10 рядах в отношении золотистого стафилококка и кишечной палочки Для определения использовали метод последовательных разведений в мясопептонном бульоне В качестве эталона сравнения использовали этакридина лакгат, фурацилин

При изучении результатов биологических испытаний синтезированных соединений на наличие противомикробной активности следует отметить, что из 68 апробированных - 16 соединений обладают одинаковой активностью в отношении золотистого стафилококка и кишечной палочки при МИК равной 500 мкг/мл и одно соединение Ve оказывает действие при МИК 250 мкг/мл к данным культурам Остальные соединения показали в основном слабую противомикробную активность их МИК составляет в среднем около 1000 мкг/мл по отношению к обеим культурам Наибольшее количество соединений с МИК 500 мкг/мл выявлено в рядах 1-(3-изопропоксипропил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов (соед III а,в,д,е,з), а также 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-(ариламиноэтилиден)тетрагидролиррол-2,3-дионов (соед V а,д,е,з,к)

Исследование влияния соединений на свертывающую систему крови проведено in vitro с помощью коагулометра «Минилаб 701» Для исследования брали цитрат-ную (3,8 %) кровь (9 1) Влияние соединений на свертывание крови изучали в одинаковой концентрации 1 мг/мл В качестве эталона сравнения антикоагулянтной активности использовали раствор гепарина в концентрации 1 ЕД/мл крови Эталон сравнения гемостатической активности — этамзилат в концентрации 1 мг/мл

Проведено исследование 7 соединений, относящихся к рядам 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-адетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов (соед I 6,г,и,к) и 1-(2-метоксиэтил)-5-арил~4-(1-алкиламиноэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионов (соед IV а,е,л) и установлено, что апробированные соединения не оказывают существенного влияния на свертываемость крови

Таким образом, в результате исследования осуществлен синтез ранее неизвестных соединений, среди которых выявлены вещества, обладающие противовоспалительной, анальгетической, противомикробной активностью Выявлены некоторые закономерности зависимости биологической активности от структуры соединений, которые могут быть учтены в дальнейшем целенаправленном поиске новых БАВ в ряду пирролин-2,3-дионов

Выводы

1 Установлено, что при взаимодействии метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида и 2-метоксиэтиламина образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны

2 Трехкомпонентная реакция метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью бензальдегида или гетероциклического альдегида и 3-изопропоксипропи \амина, приводит к образованию 1-(3-изопропоксипропил)-5-арил(гетерил)-4-ацил-3-пирролин-2-онов

3 Обнаружено, что в реакциях 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с бутиламином и этаноламином образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-(1-алкиламиноэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы В результате реакции 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-пирролин-2-онов с ацетатом аммония были выделены 5-арил-4-(аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы, а в случае 5-(4-хлорфенил)-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-она 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-амино-3-пирролин-2-он

4 Установлено, что при нагревании в уксусной кислоте или сплавлении 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетал-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с пара-замещенными ариламинами образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-(1-ариламиноэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы, в случае 1-(2-метоксиэтил)-5-ари^-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов атака нуклеофила переносится на карбонильную группу С(3)0 и образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-ариламино-З-пирролин-2-оны

5 Выявлено, что взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил- или 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с гидразингидра-том в уксусной кислоте приводит к образованию соответственно 3-ацетил- или 3-бензоил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов

6 Показано, что при взаимодействии 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с фенилгидразином, тиосемикарбазидом и гидразидом салициловой кислоты реакция протекает по ацетильному фрагменту З-пирролин-2-она и сопровождается образованием 4-(11-аминоэтилиден)производных тетрагид-ропиррол-2,3-дионов

7 Изучена противовоспалительная, анальгетическая, противомикробная активность, влияние на гемостаз и острая токсичность 68 соединений Обнаружена взаимосвязь между структурой и противовоспалительной активностью полученных соединений Результаты скрининга показывают, что исследования в данной области перспективны

8 По результатам скрининга выявлено соединение — 1-(2-метоксиэтил)-5-(4-

хлорфенил)-4-[1-(4-бромфениламиноэтилиден)]тетрагидропиррол-2,3-дион, обладающее выраженной противовоспалительной активностью при низкой токсичности, которое представляет определенный интерес для исследований

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1 Синтез 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов и их противомикробная активность / В.А Михалев. Э.В Воронина, М И Вахрин, Н Н Касимова, В А Гейн, Е Б Бабушккина // Фармация и здоровье Материалы междунар науч -пракг конф [Тез докл ] - Пермь, 2005 - С 74

2 Взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с ариламинами и их противомикробная активность / В А Михалев. Э В Воронина, М И Вахрин, В.А Гейн // Фармация и здоровье Материалы междунар науч -пракг конф |Тез докл ] - Пермь, 2005 - С 75

3 Михалев, В А Синтез 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов и их взаимодействие с нуклеофильными реагентами / В А Михалев. В Л Гейн, М И Вахрин // VIII молодежная научная школа-конференция по органической химии [Тез докл ] — Казань, 2005 - С 223

4 Синтез 5-11-4-ароил-3-гидрокси-1-(3-изопропоксипропил)-3-пирролин-2-онов и их противомикробная активность / В А Михалев. Н Н Касимова, М И Вахрин, В Л Гейн // VI Региональная конференция молодых ученых и студентов актуальных вопросов химии [Тез докл ] — Днепропетровск, 2005 - С 35

5 Михалев, В А Синтез 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов и их взаимодействие с нуклеофильными реагентами / В А Михалев. Л Ф Гейн, В Л Гейн // IV Международная конференция молодых ученых по органической химии Современные тенденции в органическом синтезе и проблемы химического образования [Тез докл] - СПб , 2005 - С 192 - 193

6 Синтез и свойства 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов / В А Михалев. В Л Гейн, М И Вахрин, Е Б Бабушкина // Всероссийская конф «Техническая химия Достижения и перспективы » • [Тез докл ] — Пермь, 2006 - С 147 - 149

7 Синтез и противомикробная активность 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов / В Л Гейн, В А Михалев и др //Хим -фармацевт журн - 2007 - Т 41, № 4 - С 30 - 32

8 Противовоспалительная активность производных 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-З-гидрокси-З-пирролин-2-онов /В А Михалев. В Л Гейн, В В Юшков, К В Яценко, М И Вахрин //Материалы 62-й региональной конф Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции ГОУ ВПО Пятигорской фармацевтической академии, Выпуск 62, Пятигорск, — 2007- С 509 - 510

9 Противовоспалительная активность 3-К-4-ароил-5-алкоксиалкил-4,6-дигидропирроло[3,4-С]пиразин-6-онов / В А Михалев, И А Замараев, В Л Гейн, АН Маркова, Б Я Сыропятов, ЕБ Бабушкина, МИ Вахрин // XIV Российский национальный конгресс " Человек и лекарство" [Тез докл ] - Москва, 2007 — С 306

10 Синтез и биологическая активность 5-арил-4-ацил-1-(2-метоксиэтил)-пиррол-2,3-дионов и их производных / В Л Гейн, В А Михалев. В В Юшков, К В Яценко,

М И Вахрин, Е Б Бабушкина // Науч -пракг журн Вестник ПГФА № 2, Пермь 2007 -С 34-36

11 Яценко, К В Противовоспалительная активность производных пиррол-2,3-дионов / К В Яценко, В А Михалев / / Психо фармакология и биологическая наркология журн -III Съезд фармакологов России Фармакология - практическому здравоохранению (Тез докл ] - СПб, -Т 7, 2007 - С 2025-2026

Подписано в печать 05 12 2007 Формат 60*90/16 Набор компьютерный Бумага ВХИ Тираж 100 экз Уел печ л 1,5 Заказ № 225/2007

Отпечатано на ризографе в типографии ГОУ ВПО ПГФА 614070, г Пермь, ул Крупской, 46, тел/факс 8-901-266-59-37

Актуальность темы. Поиск новых биологически активных веществ (БАВ) и создание на их основе высокоэффективных и малотоксичных отечественных лекарственных препаратов является важной задачей фармацевтической иауки и практики.

В плане поиска новых БАВ значительный интерес представляют производные тетрагидропиррол-2,3-дионов, т.к. среди этого класса имеются биологически активные соединения, обладающие высокой противомикробной, противовоспалительной, анальгетической, ноотропной и другими видами активности. В ранее проведенных исследованиях па кафедрах органической, физической и коллоидной химии, фармакологии и микробиологии Пермской государственной фармацевтической академии установлено, что на химические свойства и биологическую активность существенное влияние оказывает химическая природа заместителя в положении 1 тетрагидропиррол-2,3-дионов. К настоящему времени исследованы соединения, содержащие ароматические, гетероциклические, аминоалкильные и карбоксиалкильные заместители у гетероатома азота и менее изучены Ы-алкил-3-гидрокси-3-пирролии-2-оны, содержащие в положении 1 другие функционализированные алкильные группы.

В продолжение предыдущих работ и с целью поиска новых биологически активных соединений представляло интерес получить вещества, содержащие в положение 1 гетероцикла 2-метоксиэтильный или 3-изопропоксипропильные остатки, изучить физико-химические свойства данных соединений и провести оценку биологической активности в сравнении с препаратами — эталонами и ранее полученными структурными аналогами. Не менее важным является использование З-пирролин-2-онов для получения на их основе азотсодержащих гетероциклических систем.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПГФА в комплексной целевой программе МЗ РФ (номер гос. регистр. 01. 9. 50 007419), при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 04-03-96042).

Цель работы. Основной целью данного исследования является разработка методов синтеза новых производных 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрок-си-З-пирролин-2-онов, изучение их физико-химических свойств, получение на их основе новых, в том числе и конденсированных гетероциклических соединений, оценка биологической активности целевых продуктов синтеза и выявление взаимосвязи строения с биологической активностью.

Задачи исследования. Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработать препаративный метод синтеза 1-алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов.

2. Исследовать взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с моно- и бинуклеофильными реагентами.

3. На основании фармакологических данных отобрать наиболее перспективные вещества для дальнейших углубленных исследований.

4. Провести анализ данных по биологической активности с целью выявления взаимосвязи "структура - биологическое действие" в исследуемых рядах соединений.

Научная новизна работы. Разработан препаративный способ синтеза ранее неизвестных 1 -алкоксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов на основе трехкомпонентной реакции эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического альдегида: 2-метоксиэтиламина или 3-изопропокси-пропиламина.

Изучены химические свойства 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов в реакциях с аминами. Установлено, что при взаимодействии 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с алкил(арил)аминами подвергается атаке атом углерода ацетильной группы в положении 4 гетероцикла с образованием соответствующих алкил-, арил-аминопроизводных.

Показано, что при взаимодействии 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с ариламинами нуклеофильное замещение происходит в положение 3 гетероцикла и образуются 3-ариламино производные 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гадрокси-3-пирролип-2-онов.

Выявлено, что в реакции 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с ацетатом аммония образуются 5-арил-4-(1 -аминоэтилиден)-тетрагидропиррол-2,3-дионы.

Установлено, что при нагревании 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с гидразингидрагом в концентрированной уксусной кислоте образуются З-метил-4-арил- или 3,4-диарил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигадр опирр оло [3,4-с] пир азол- 6- оны.

Обнаружено, что взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с тиосемикарбазидом или гидразидом салициловой кислоты сопровождается образованием 5-арил-4-(1-К-аминоэтилиден)тетра гидропиррол-2,3-дионов.

У ряда соединений обнаружена противовоспалительная и противомикроб-ная активность. Выявлены некоторые закономерности между структурой и биологическим действием в рядах синтезированных соединений.

Практическая значимость работы. Разработаны препаративные методы синтеза 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-(3-изопропо-ксипропил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 4-(1 -R-аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионов, 3-амино-4-бензоил-1-(2-метоксиэтил)-5-фенил-3-пирролин-2-она, 5-арил-4-бензоил-3-ариламино-1-(2-метоксиэтил)-3-пирролин-2-онов, 3-метил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло [3,4-с] пиразол-6-онов, 3-метил-4-арил-5- (2-метоксиэтил) -1 -фенил-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-она, 3,4-диарил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов.

Осуществлен синтез 68 соединений, в результате скрининга которых установлено, что среди них имеются вещества с противовоспалительной, анальге-} тической, ггротивомикробной активностью. Выявлены ряды соединений, перспективные для дальнейшего поиска биологически активных веществ. Полученные данные по зависимости структура-активность среди апробированных соединений могут быть использованы при целенаправленном синтезе новых БАБ производных тетрагидропиррол-2-онов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ: 1 статья в центральной печати и 2 в сборниках, 8 тезисов докладов на конференциях различного уровня.

Апробация. Материалы диссертационной работы обсуждались на: научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Пермской Государственной фармацевтической академии 2002, 2005 гг.; Международных конференциях по органическому синтезу, С-Петербург 2002, 2005,

2006 гг.; VIII Молодежной научной школе-конференции по органической химии, Казань, 2005 г.; VI Региональной конференции молодых ученых по органической химии, Днепропетровск, 2005 г.; Региональной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» ГОУ ВПО Пятигорской государственной фармацевтической академии, Пятигорск,

2007 г.; XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» Москва, 2007 г.

Структура и объем диссертации. Содержание работы изложено на 164 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, приложения. Библиографический список включает 169 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертационная работа содержит 29 таблиц и 25 рисунков. На защиту выносятся:

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что при взаимодействии метилового эфира ацилпировиноградной кислоты со смесью ароматического альдегида и 2-метоксиэтиламина образуются 1 -(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-З-пирролин-2-оны.

2. Трехкомпонентная реакция метиловых эфиров ацилпировиноградных кислот со смесью б енз альдегида или гетер оциклического альдегида и 3-изопропоксипропиламина приводит к образованию 1-(3-изопропокси пропил)-5-фенил(гетерил)-4-ацил-3-пирролин-2-онов.

3. Обнаружено, что в реакциях 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с бутиламином и этаноламином образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-(аминоалкилэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы. Реакция 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-пирролин-2-оиов с ацетатом аммония ведет к получению 5-арил-4-(аминоэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионов, а участие 5-(4-хлорфенил)-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролии-2-она сопровождается образованием 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-амино-З-пирролин-2-она.

4. Установлено, что при нагревании в уксусной кислоте или сплавлении 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с пара-замещепными ариламинами образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-(1-ариламиноэтилиден)тетрагидропиррол-2,3-дионы, в случае 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов атака нуклеофила переносится на карбонильную группу С^О и образуются 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-ариламиио-3-пирролин-2-оны.

5. Выявлено, что взаимодействие 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил- или 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с гидразингидратом в уксусной кислоте приводит к образованию соответственно 3-ацетил- или 3-бензоил-4-арил-5-(2-метоксиэтил)-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов.

6. Показано, что при взаимодействии 1-(2-метоксиэтил)-5-арил-4-ацетил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с фенилгидразином реа1щия протекает по ацетильному фрагменту З-пирролин-2-она и сопровождается образованием соответственно 4-(фениламиноэтилиден) производных тетрагидропиррол-2,3-дионов. Аналогичные 4-производные были получены также при использовании в данной реакции тиосемикарбазида и гидразида салициловой кислоты.

7. Изучена противовоспалительная, анальгетическая, противомикробная активность, влияние на гемостаз и ос трая токсичность 68 соединений. Обнаружена взаимосвязь между структурой и противовоспалительной активностью полученных соединений. Результаты скрининга показывают, что исследования в данной области перспективны.

8. По результатам скрининга выявлено соединение — 1-(2-метоксиэтил)-5-(4-хлорфенил)-4-[1-(4-бромфениламиноэтилиден)]тетрагидропиррол-2,3-дион, обладающее выраженной противовоспалительной, а также низкой анальгетической активностью при низкой токсичности, которое представляет определенный интерес для исследований.