Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Синтез, свойства и биологическая активность нитрилов и амидов 1Р-4,6-диметил- и 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2оксоникотиновых кислот



На правах рукописи

Удодов Владимир Владимирович

СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НИТРИЛОВ И АМИДОВ 1Н-4,6-ДИМЕТИЛ- И 1-АЛКИЛ(АРИЛ)-4,6-ДИМЕТИЛ-2-ОКСОНИКОТИНОВЫХ КИСЛОТ

15.00.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Пермь - 2008

О 5 ВРК 2008

003455935

Работа выполнена на кафедре биологической химии ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: доктор фармацевтических наук,

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор, Панцуркин Владимир Иванович заведующий кафедрой органической химии ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Росздрава»

доктор химических наук, профессор, Юнникова Лидия Петровна

заведующий кафедрой общей химии Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита диссертационной работы состоится 16 декабря 2008 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», по адресу: 614990, г. Пермь, ГСП-277, ул. Ленина, 48, e-mail: perm@pfa.ru факс: 2-12-94-76

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 614070, г. Пермь, ул. Крупской, 46

Автореферат разослан «_»_ 2008 г.

профессор Михалев Александр Иванович

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208.068.01, д.ф.н., профессор

Ярыгина Т.И.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Поиск новых биологически активных веществ, обладающих высокой эффективностью и малой токсичностью является одной из важных задач фармации. Актуальным является целенаправленный синтез новых соединений, обладающих противовоспалительной и анальгетической активностью, которые могут найти широкое применение в медицинской практике для лечения различных заболеваний.

Производные пиридин-3-карбоновой (никотиновой) кислоты проявляют разнообразную биологическую активность и некоторые из них: никотинамид, никетамид (кордиамин), гидроксиметилникотинамид (никодин), никотиноил-гамма-аминомасляная кислота применяются в медицине. В ранее проведенных исследованиях на кафедре биологической химии ПГФА было установлено, что некоторые синтезированные амиды 2-хлор-, 2-амино-, 2-ариламино-, 2-арил-оксиникотиновых кислот обладают противосудорожной, противовоспалительной, анальгетической активностью. Противовоспалительная активность была выявлена среди ариламидов 2-оксоникотиновой кислоты, однако соединения этого ряда изучены недостаточно. Малоизученными являются амиды никотиновой кислоты, содержащие метальные группы в пиридиновом кольце. В развитие предыдущих работ по поиску новых биологически активных соединений определенный интерес представляют амиды 1-незамещенных, нитрилы и амиды 1-замещенных 2-оксоникотиновых кислот с предполагаемой противовоспалительной или анальгетической активностью.

В связи с этим, разработка новых методов синтеза, изучение химических свойств, а также поиск биологически активных соединений среди нитрилов и амидов 1Н-4,6-диметил- и 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты является весьма актуальным.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПГФА в комплексной целевой программе МЗ РФ (номер государственной регистрации 01.9.50 007421).

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка методик синтеза биологически активных нитрилов и амидов 1Н-4,б-диметил- и 1-алкил-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиновых кислот, изучение их физико-химических свойств и зависимости между структурой и биологическим действием.

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

1. Осуществить синтез новых замещенных амидов 4,6-диметил-1Н-2-оксонико-тиновой кислоты.

2. Получить 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы и 1-алкил-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамиды, изучить их реакционную способность и участие в синтезе новых соединений.

3. Изучить физико-химические свойства синтезированных соединений и установить их структуру с помощью ИК-, и ЯМР 'Н-спектров.

4. Провести анализ результатов биологической активности полученных соединений в сравнении с препаратами-эталонами и их структурными аналогами с целью установления взаимосвязи "структура-активность", выявить наиболее перспективные вещества для дальнейших исследований.

Научная новизна работы. Разработаны методики синтеза алкил-, арила-мидов 1Н-4,6-диметил-, нитрилов и амидов 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксо-никотиновых кислот:

- взаимодействием этилового эфира 4,6-диметил-1 Н-2-оксоникотиновой кислоты с алкил-, ариламинами, в результате чего получены ранее неизвестные замещенные амиды 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты;

- реакцией замещенных амидов циануксусной кислоты с ацетилацетоном в присутствии диэтиламина, и с хорошими выходами синтезированы 1-алкил-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы;

- кислотным гидролизом 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитри-лы переведены в соответствующие незамещенные амиды 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты.

Впервые осуществлена реакция трехкомпонентной конденсации 1-алкщг-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамидов с этиловым эфиром циануксусной кислоты и этилортоформиатом, и получены этиловые эфиры 3-[1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиноиламино]-2-цианакриловой кислоты.

Найдено, что реакция 1-арил-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов с ди-метилбензилкарбинолом в присутствии концентрированной серной кислоты ведет к образованию соответствующих 1-замещенных 3,4-дигидроизохинолина.

На основе результатов биологических испытаний выявлены некоторые закономерности между биологическим действием и структурой синтезированных соединений.

Практическая значимость работы. Усовершенствованы или предложены новые способы синтеза отдельных рядов нитрилов, амидов - производных никотиновой кислоты, которые могут быть использованы в качестве препаративных методов.

В процессе работы осуществлен синтез 98 новых соединений, для которых было произведено 71 биологическое испытание. Из апробированных выявлено: 9 соединений с противовоспалительной, 12-анальгетической, 4-антикоагулянт-ной, 8 - противомикробной активностью. Определена токсичность у 24 соединений, показавших в опытах хорошую биологическую активность.

Закономерности зависимости биологического действия от структуры соединений могут быть использованы для дальнейшего поиска новых эффективных противовоспалительных, анальгетических, антикоагулянтных веществ в рядах никотиновой кислоты.

Выявлены соединения, проявляющие биологическую активность, не уступающую таковой препаратов — эталонов (гепарина и метамизола натрия) и представляющие интерес для дальнейших исследований:

- З-Гидроксипропиламид 4,б-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий антикоагулянтную, противовоспалительную и анальгетическую активность;

- 1-Гексадециламид 4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий противовоспалительную и анальгетическую активность.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на: II Всероссийском съезде фармацевтических работников (Сочи, 2005); международной научно-практической конференции, ПГФА (Пермь, 2005); Российской научно-практической конференции «Достижения и перспективы в области создания новых лекарственных средств», ПГФА (Пермь, 2007); конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», ПятГ-ФА (Пятигорск, 2007, 2008); IV Всероссийской конференции "Енамины в органическом синтезе", ИТХ УрО РАН (Пермь, 2007); X молодежной научной конференции по органической химии (Уфа, 2007); Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2007, 2008); студенческой научной конференции, ПГФА (Пермь, 2008); областной конференции «Фармация и общественное здравоохранение», УГМА (Екатеринбург, 2008); международной конференции «Техническая химия: от теории к практике», ИТХ УрО РАН (Пермь, 2008).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 работ: получен 1 патент, опубликована 1 статья в центральной печати, 9 статей в сборниках и 7 тезисов докладов на конференциях различного уровня.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 176 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 162 наименования работ отечественных и зарубежных авторов и приложения. Работа содержит 43 таблицы и 3 рисунка.

Глава 1 диссертации посвящена обзору литературы по синтезу и биологической активности производных никотиновой кислоты.

Во второй и третьей главах приведены результаты по синтезу нитрилов, амидов 2-оксопроизводных никотиновой кислоты и соединений, полученных на их основе.

В четвертой главе приводятся результаты биологических испытаний синтезированных соединений и рассмотрена взаимосвязь строения с их биологическим действием.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Синтез ранее неизвестных замещенных амидов 4,6-диметил-1Н-2-оксонико-

тиновой кислоты.

2. Синтез нитрилов, амидов 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты и соединений, полученных на их основе.

3. Физико-химические свойства и спектральные характеристики полученных соединений.

4. Результаты биологических испытаний синтезированных соединений на противовоспалительную, анальгетическую, антикоагулянтную и противомик-робную активность. Зависимость между структурой и действием, а также рекомендации по дальнейшему поиску новых биологически активных веществ.

Основное содержание работы Глава 2. Синтез, свойства нитрилов и амидов 1Н-4,6-диметил- и 1-алкил(арил)-

4,6-диметил-2-оксоникотиновых кислот. 2.1. Замещенные амиды 4,б-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты

Ранее синтезированные ариламиды 2-оксоникотиновой кислоты при биологических испытаниях в дозе 50 мг/кг показали противовоспалительную активность и через 3 часа снижали отёк, вызванный каррагенином на 54,4-65,8%. В развитие предыдущих исследований и с целью поиска новых высокоэффективных биологически активных соединений среди производных никотиновой кислоты нами осуществлен синтез замещенных амидов 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты (1а-у) по схеме.

Схема 1

I а-у И = (СН2)2ОН (1а), (СН2)2Ш2 (16), СН2СН=СН2 (1в) (СН2)2СООН (1г), (СН2)3ОН (1д), (СН2)3СООН (1е), (СН2)2СН(СН3)2 (1ж), С6Н4С1-2 (1з), СДДО-З (1и), СдаОг-З (1к), цикло-С6Нм (1л), (СН2)3СООН (1м), СН2С«Н3 (1н), С6Н4СНз-3 (1о), С6Н4СН3-4 (1п), С6Н3(СН3)2-2,4 (1р), СдаС^ (1с), (СН2)2С6Нз(ОСНз)2-3,4 (1т), (СН2)15СНз (1у).

В ходе работы было установлено, что при нагревании этилового эфира 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты с алкил-, или ариламином без растворителя при температуре 170-180 °С (метод А) образуются целевые продукты реакции с выходом 60-85 %. Полученные соединения - это белые кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в органических растворителях.

В ИК-спектрах соединений 1а-у в вазелиновом масле наблюдаются полосы валентных колебаний карбонильных групп при 1526-1720, амидной группы в области 3200-3384 (NH-амид) и 3406-3512 (NH-кольца) см"1.

В спектрах ЯМР 'Н соединений 1а-у имеются характерные сигналы м.д. 5: при 11,72-13,20 (с, 1Н, NH пиридинового кольца); 9,0-11,31 (1Н, NH-амид); 5,8-6,3 (с, 1Н, протона при С5 пиридина), 2,1-2,6 (синглеты двух метальных групп) при С4,6 атомах пиридинового цикла.

В масс-спектре соединения 1д присутствует пик молекулярного иона с m/z 224 (12,53 %) [М] и фрагментарных ионов с m/z (%) 209 (2,01) [М-СН3]\ 206 (2,15) [М-Н20]+, 194 (2,75) [М-(СН3)2], 165 (1,65) [М-(СН2)3-ОН]+, 150 (100,0) [M-NH(CH2)30H]+. Такой характер фрагментации подтверждает указанную структуру.

Квантово-химические расчеты молекулы этилового эфира 2-оксонико-тиновой кислоты и др. молекул неэмпирическим методом RHF/6-31 G(d) выполнены на кафедре физики и математики ПГФА с помощью программ Gaussian 03, Revision D.01 доцентом Даниловым Ю.Л. Установлено, что на ге-тероатоме азота, кислороде карбонильной группы при атоме Сг, кислороде этоксикарбонильной группы имеются соответственно отрицательные заряды: 0,901; 0,633; 0,612, а на атоме углерода этоксикарбонильной группы положительный заряд равный 0,844 в единицах заряда электрона, что несомненно обеспечивает протекание реакции с алкил-, ариламинами.

Для подтверждения строения полученных соединений и поиска оптимальных методов их синтеза нами были использованы магнезиламинный и хлоран-гидридный методы синтеза.

Реакцией этилового эфира 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты с арилдимагнезиламином, полученным из магния, бромистого этила и п-толуи-дина в среде эфир-бензол при нагревании в течение 3 часов с выходом 80 % был выделен п-толуидид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, соединение In (метод Б).

При нагревании 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты с тионилхло-ридом получен хлорангидрид данной кислоты, реакцией которого с бензилами-ном в бензоле с выходом 70 % синтезирован бензиламид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты 1н (метод В). В результате опытов установлено, что выходы отдельных продуктов реакций по методу А в целом выше, чем по методам Б и В.

2.2. Алкил(арил)амиды циануксусной кислоты и 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы

По литературным данным методы синтеза 1-замещенных производных никотиновой кислоты недостаточно разработаны, а их биологическая активность практически не изучена. Поэтому с целью поиска новых биологически активных веществ нами нагреванием этилового эфира циануксусной кислоты с различными алкил- или ариламинами без растворителя при температуре 160-180 °С были синтезированы алкил(арил)амиды циануксусной кислоты. Полученные соединения Иа-ч, как исходные вещества были использованы в реакции с ацеггилацетоном для синтеза 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонит-ршгов Ша-ф.

Схема 2

СЫ /СМ СН2 + Н2И-К -" СНг

чсоос2н5 /Р-ин-к

(У

II а-ч

+ СН2(СОСН3)2 + кат.

Р1 Ша-ф

П а-ч А1к(Аг) = СН2СН=СН2 (На), СН(СН3)2 (Пб), С4Н9-н (Пв), С(СН3)3 (Пг), 4-пиридил (11д), (СН2)2СН(СН3)2 (Не), С6Н3С12-2,4 (Пж), С6Н3С12-2,6 (Из), С^Вг-З (Пи), СбЩСЬг (Пк), СбН4С1-3 (11л), СбН5 (Им), сдаОДЯМ (Ин), СбН,о-цикло (11о), С6Н4СН3-3 (Пп) СбН4СОСН3-4 (11р), С6Н4СООСН3-2 (Пс), СбНз(СНз)2-2,4 (Пт), С6Н40С2Н5-4 (Пу), С6Н4СООС2Н5-4 (Иф), (СН2)2С6Н3(ОСНз)2-3,4 (Их), 4-антипирил (Пц), (СН2),5СН3 (Ич).

III а-ф К = СН2СН=СН2 (Ша), СН(СН3)2 (Шб), С4Нгн (Шв), 4-пиридил (Шг), (СН2)2СН(СН3)2 (Шд), СйН3С12-2,4 (Ше), С6Н3С12-2,б (Шж), С6Н4Вг-3 (Шз), СбН4С1-2 (Ши), С6Н4С1-3 (Шк), СбН5 (Шл), С6Н4СН3-3 (Шм), С6Н4СОСН3-4 (Шн), С6Н4СООСН3-2 (Шо), С6Н3(СН3)2-2,4 (Шп), СбН4ОС2Н5-4 (Шр), С6Н4СООС2Н5-4 (Шс), (СН2)гС6Н3(ОСН3)2-3,4 (Шт), 4-антипирил (Шу), (СН2)15СН3(Шф).

Алкил(арил)амиды циануксусной кислоты - это белые кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в органических растворителях. Выходы продуктов реакции составляют 55-80 %.

В ИК-спектрах соединений Иа-ч наблюдаются полосы валентных колебаний карбонильной группы (С=0) при 1636-1676, нитрильной группы (C=N) при 2222-2264 и (-NH-) алкил(арил)амидной группы в области 3256-3320 см"1.

В ЯМР 'Н-спектрах IIa-ч имеются характерные сигналы м.д. 8: при 7,1010,5, (с, 1Н, NH-амид), 6,1 - 7,9 (группа линий ароматических и гетероциклических протонов), 3,2 - 4,1 (д, 2Н, -СН2-).

1-Алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы Ша-ф получены с выходами 65-90 % при нагревании эквимолекулярных количеств соответствующего алкил- или ариламида циануксусной кислоты с ацетилацетоном в диокса-не в присутствии катализатора диэтиламина.

Вероятно, механизм реакции Михаэля с использованием ацетилацетона и замещенного амида циануксусной кислоты может быть представлен следующим образом. Реакция начинается с взаимодействия атома углерода енольной формы ацетилацетона с реакционно-способной мегиленовой группой амида циануксусной кислоты при участии катализатора, а образующийся промежуточный продукт конденсации самопроизвольно циклизуется с отщеплением воды и образованием производного пиридина, что согласуется с литературными данными.

Соединения Ша-ф - это белые кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в органических растворителях: спирте этиловом, диоксане, ДМФА.

В ИК-спектрах 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов (Ша-ф) присутствуют полосы валентных колебаний нитрильной группы при 2180-2224 и карбонильной группы при 1640-1684 см"1. В спектрах ЯМР *Н имеются характерные сигналы 5, м.д.: синглет двух метальных групп при 1,30-2,43, синглет протона при С5 пиридинового кольца 5,90-6,70, а также сигналы протонов ал-кильных или ароматических остатков при гетероатоме азота.

В масс-спектре соединения Шф присутствует пик молекулярного иона с m/z 372 (3,69 %) [Mf и фрагментарных ионов с m/z (%) 357 (100,0) [М-СН3]+, 175 (7,31) [М-(СН2),3-СН3]+, 149 (37,99) [М-(СН2)13-СН3; -CN]+, подтверждающих данную структуру.

2.3. р-(а-Метиларилиден)гидразиды циануксусной кислоты н 1-(а-метиларилиденамино)-4,6-диметил-2-оксоннкотино-нитрилы

С целью изучения влияния на физико-химические свойства, биологическую активность химической природы заместителей при гетероатоме азота в 2-ок-соникотинонитрилах и продолжения предыдущих исследований нами реакцией гидразида циануксусной кислоты с ацетофенонами был осуществлен синтез

Р-(а-метиларилиден)гидразидов циануксусной кислоты ГУа-д. Далее полученные соединения как исходные вещества были использованы в реакции с аце-тилацетоном для получения 1-замещенных 4,6-диметил-2-оксоникотинонит-рилов (соед.Уа-д) по ниже приведенной схеме.

Схема 3

СМ

уСН /СН3 /•

сн2 * 0=Ч ^ сн2 СНз

>-мнмн2 ГбН4Р"4 ,с-т-н=с

? с/ Аг

о

Г/а-д

СН3

+ СН2(СОСН3)2 +кат» II I

№= С—Аг

I

\/а-д СН3

1Уа-д; Уа-д Аг = СбН4Вг-4, СДСМ, С6Н4Ш2-4, С6Н5, С6Н4СН3-4

р-(а-Метиларилиден)гидразиды циануксусной кислоты 1Уа-д были получены с выходом 69-76 % при нагревании гидразида циануксусной кислоты и соответствующего ацетофенона в диоксане в течение 1 часа. Синтез целевых продуктов 1-замещенных 2-оксоникотинонитрилов Уа-д с выходами 69-80 % осуществлен по реакции Михаэля нагреванием в течение 2 часов соответствующего соединения 1Уа-д с ацетилацетоном в диоксане в присутствии катализатора триэтиламина. Полученные соединения 1Уа-д и Уа-д - белые кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые в органических растворителях.

В ИК-спектрах соединений IV присутствуют интенсивные полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями: нитрильной группы при 2216 - 2264; амидного карбонила при 1632 - 1684; -КМ- амидной группы 3290-3342 см"1. В ЯМР 'Н-спектрах соединений IV наблюдаются сигналы протонов 5, м. д.: синглет метильной группы в области 2,22 - 2,30; синглет -СН2- в области 3,90 - 4,24; группа линий ароматических протонов в области 7,08 - 8,18; синглет N11 - амидной группы при 10,00 -11,13.

В ИК-спектрах соединений V присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см"1: обусловленные валентными колебаниями нитрильной группы при 2216 - 2224 и карбонильной группы при 1644 - 1660.

В ЯМР 'Н-спектрах соединений V наблюдаются сигналы протонов 5, м. д.: синглеты метальных групп при С4,б пиридинового цикла в области 2,23 - 2,36; синтлет 1Н в положении С5 атома пиридинового цикла при 6,36 - 6,38; группа линий ароматических протонов в области 7,22 - 7,99.

2.4. 1-Алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамиды

В продолжение предыдущих исследований и с целью поиска новых биологически активных веществ нами осуществлен кислотный гидролиз полученных 1-замещенных 4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов (соед. III). Реакция проводилась путем введения нитрила в кислоту серную при комнатной температуре и последующем нагревании смеси.

В результате опытов было установлено, что при нагревании 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов (соед. III) в концентрированной кислоте серной при 100 °С в течение 2 часов образуются с выходами 68-84 % соответствующие 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамиды VIa-к.

Схема 4

III VI а-к

VI а-к R=CH(CH3)2 (Via), С4Н9-н (VI6), СбН3С12-2,4 (VIb), С6Ы,Вг-3 (Vir), QH4CI-2 (VIÄ), ОДа-З (Vie), QH5 (Viae), ОДСНз-З (Vis), СбНз(СНз)2-2,4 (VIh), (СН2)15СН3 (VIk)

Можно сделать предположение, что при взаимодействии 2-оксонико-тинонитрила с концентрированной кислотой серной происходит протонирова-ние нитрила, образование двухзарядного иона и нитрилиевой соли. Вероятно, в нитрилиевом или иминокарбониевом ионе положительный заряд распределен равномерно между атомами азота и углерода. Далее при участии H2SO4 происходит образование иона (гидросульфата амида), который при гидратации превращается в амид 2-оксоникотиновой кислоты. Наличие оксогруппы у С2 атома пиридинового кольца способствует протеканию реакции. Данное предположение не противоречит данным литературы.

Полученные амиды Vla-к - белые кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в органических растворителях: спирте этиловом, диоксане, ДМФА.

В ИК-спектрах амидов 4,6-диметил-1-алкил(ария)-2-оксоникотиновой кислоты в отличие от нитрилов (соед. III) отсутствуют полосы валентных колебаний нитрильной группы, и присутствуют интенсивные полосы поглощения v, см"': обусловленные валентными колебаниями карбонильных групп при 1528 -1680 и амидной группы при 3288 - 3472.

В ЯМР 'Н-спектрах соединений VI наблюдаются сигналы протонов 5, м. д.: синглеты метальных групп при С46 атомах пиридинового цикла в области 1,80-2,34; синглет 1Н С5 атома пиридинового цикла при 5,95-6,33; группа линий ароматических протонов в области 6,90-7,81; уширенный дублет амидной группы в области 6,86-8,19.

В масс-спектре соединения VIk присутствует пик молекулярного иона с m/z 390 (3,12 %) [М]+ и фрагментарных ионов с m/z (%) 376 (7,30) [M-NH2]\ 375 (26,79) [М-СН3]+, 149 (46,64) [M-(CH2)I3-CH3; -CONH2]+. Данный характер фрагментации подтверждает указанную структуру.

2.5. Этиловые эфиры 3-[1-алкил(арил)-4,б-диметил-2-оксонико-тиноиламино]-2-цианакриловой кислоты

С целью поиска новых биологически активных соединений и разработки препаративного метода синтеза нами впервые осуществлена реакция трехком-понентной конденсации с участием 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксопико-тинамидов, циануксусного эфира и этилортоформиата по схеме.

Схема 5

VII а-з R = СН(СН3)2 (Vlla), (СН2)3СН3-н (VII6), С6Н3С12-2,4 (VIIb), ОДВг-З (Vnr), С6Н4С1-3 (УПд), С6Н5 (Vlle), С6Н3(СН3)2-2,4 (Vita), С6Н5 (VII3)

Синтез целевых продуктов VII осуществлен нагреванием эквимолярных количеств соответствующего 1 -алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамида, этилового эфира циануксусной кислоты и этилортоформиата при температуре 160 "С в течение 6 часов. Выходы соединений VIIa-ж составляют 68-84 %. Аналогичным методом с использованием 1-фенил-4,6-диметил-2-оксони-котинамида (соед. VI>k), малонодинитрила и этилортоформиата с выходом 85 % получен 3-(1-фенил-4,6-диметил-2-оксоникотиноиламино)-2-цианакрилонит-рил (VIb).

С помощью квантово-химических расчетов исследована электронная структура, установлены величины зарядов на атомах в молекуле 1-фенил-4,6-диметил-2-оксоникотинамида. Установлена величина заряда на атоме азота амидной группы в 1-фенил-4,6-диметил-2-оксоникотинамиде, которая составляет -0,938 в единицах заряда электрона, что способствует протеканию реакции трехкомпонентной конденсации.

Полученные соединения VIIa-з - это желтые, кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в большинстве органических растворителей.

Структура полученных соединений подтверждена данными ИК- и ЯМР 'Н-спектров. В ИК-спектрах VIIa-ж имеются полосы валентных колебаний нит-рильной группы при 2220-2224, карбонильных групп 1572-1660, >С=0 сложно-эфирной группы 1708-1712 см"1. Для соединения VIb характерно наличие полос валентных колебаний двух нитрильных групп при 2232 см'1 с разной интенсивностью: 37,42 и 37,45.

В спектрах ЯМР 'Н имеются характерные сигналы ст, м.д.: сигнал протона NH -амид при 13,26-13,62, дублет протона —СН—С< при 7,43-8,69, группа линий ароматических протонов в области 7,09-8,57, синглет протона Cj атома кольца 6,15-6,62, сигналы протонов двух метальных групп пиридинового кольца при 1,27-2,63, сложноэфирных групп 4,11-4,23 (к, СН2) и 0,96-1,26 (т, СН3).

В масс-спектре соединения Vile присутствует пик молекулярного иона с m/z 365 (8,16 %) [Mf и фрагментарных ионов с m/z (% ), 320 (1,54) [М-ОС2Н5]\

-CN м—hn—сн=сС

226 (100,0) [ соос2н5 ]+> 7? (7?25) [Ph]+. Полученный характер фраг-

ментации доказывает структуру соединения Vile.

На основании ЯМР Н-спектров Vile, полученных при разных температурных режимах 30,40 и 55 °С в ДМСО-сЗ^ при 300 МГц можно сделать вывод, что соединения VII а-ж существуют в растворах в енаминной форме, в которой отсутствует внутримолекулярная водородная связь.

2.6. 3,3-Диметил-1-(1-арил-4,6-диметил-2-пиридон-3-ил)-3,4-дигидро-изохинолины

В литературе известны реакции алифатических и ароматических нитрилов с третичными карбинолами, которые ведут к образованию производных изохи-нолина, обладающих антикоагулянтной, анальгетической и др. видами активности. Гетероциклические нитрилы практически в данной реакции не использовались.

С целью поиска новых биологически активных соединений в ряду изохино-лина, нами в условиях реакции Рихтера взаимодействием диметилбензилкарби-нола с 1-арил-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилами (соед. III) осуществлен синтез ранее неизвестных 3,3-диметил-1-(1-арил-4,6-диметил-2-пиридон-3-ил)-3,4-дигидроизохинолинов УШа-ж.

Схема 6

VIII а-ж

VIII а-ж Аг = С6Н3С12-2,4 (Villa), С6Н4Вг-3 (VIII6), С6Н4С1-2 (У1Пв),

СбН4С1-3 (VlIIr), С6Н5 (УШд), С6Нз(СНз)2-2,4 (Ville), СбН4ОС2Н5-4 (Vlltoc)

В ходе опытов было установлено, что реакция протекает при нагревании смеси эквимолярных количеств исходных веществ в бензоле при температуре 60 °С в течение 5 часов в присутствии концентрированной серной кислоты. Целевые продукты образуются с выходами 70-90 %.

Предполагаемый механизм реакции с участием диметилбензилкарбинола и 1-замещенных 4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов в условиях реакции Рит-тера представляет определенный интерес. Для этого с помощью квантово-химических расчетов исследована электронная структура, определена величина заряда на атомах в 1-фенил-4,6-диметил-2-оксоникотинонитриле. Установлено, что на атоме углерода нитрильной группы имеется положительный заряд 0.317, а на атоме азота -0.470 в единицах заряда электрона, что способствует протеканию реакции этого соединения с диметилбензилкарбинолом.

По аналогии с литературными данными можно предположить, что первоначальным в реакции Риттера является взаимодействие третичного карбинола с кислотой серной. При этом образуется карбокатион, который атакует атом азота ширильной группы. Далее образуется промежуточный нитрилиево-карбениевый ион, положительно заряженный атом углерода которого атакует соседнее ароматическое кольцо и образуется производное 3,4-дигидроизо-хинолина.

Полученные соединения VIIIa-ж - бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в органических растворителях. Строение соединений подтверждено данными ИК- и ЯМР Н'-спектров.

В ИК-спектрах соединений VIII присутствуют интенсивные полосы поглощения карбонильной группы при 1644 - 1656 см'1.

В ЯМР 'Н-спектрах соединений VIII наблюдаются сигналы протонов 8, м. д.: синглеты метальных групп при Сз,з изохинолина в области 1,04-1,27, метальных групп С4_б пиридона-2 при 1,85-2,02; синглет -СН2- группы изохиноли-нового кольца в области 2,68-2,72; синглет 1Н C¡ атома пиридинового цикла при 6,13-6,22; группа линий ароматических протонов в области 6,84-7,76.

В масс-спектре соединения УШд присутствует пик молекулярного иона с m/z 355 (100,0) [М-Н]+ и фрагментарных ионов с m/z (%) 340 (2,13) [М-СН3]+, 325 (1,37) [М-(СН3)2]+, 77 (9,23) [Ph]+. Данный характер фрагментации подтверждает указанную структуру.

Соединения VIIIa-ж за счет наличия гетероатома азота в их структуре обладают основными свойствами, и для биологических испытаний нами были получены их гидрохлориды VIII3-0.

2.7. Синтез и свойства 2-алкокси-4,6-диметилникотинонитрилов

В ранее проведенных на кафедре биологической химии ПГФА работах установлено, что реакция 2-хлор-4,6-диметилникотинонитрила с фенолами успешно протекает в ДМФА в присутствии безводного карбоната калия и сопровождается образованием 2-арилоксиникотинонитрилов, которые обладают противовоспалительной и анальгетической активностью.

Поэтому, в развитие предыдущих исследований и с целью поиска биологически активных веществ нами реакцией 2-хлор-4,6-диметилникотинонитрила с алкоголятами натрия в соответствующем спирте были получены 2-алкокси-производные 4,6-диметилникотинонитрила с хорошими выходами.

Схема 7

СН,

СНз

9нз

•СЫ +А1кО№ +А1ЮН

I Н3

/

0-А1к Н3С

,CN

+ НС1

н

о

сы

1Ха—г

| + НгЭО^ конц. СНз

Д. /СОЫНг

СНз

IX а-г А1к = СНз (а), С2Н5 (б), СН(СН3)2 (в), С(СН3)3 (г)

Квантово-химические расчеты молекулы 4,6-диметил-2-хлорникотино-нитрила показали, что на гетероатоме азота, азоте нитрильной группы имеются отрицательные заряды равные 0,552 и 0,454, а на атоме С2 пиридинового кольца и атоме хлора положительные заряды 0,170 и 0,073 в единицах заряда электрона. Эти данные свидетельствуют о подвижности галогена в 4,6-диметил-2-хлорникотинонитриле в реакциях нуклеофильного замещения. В литературе имеются сведения о том, что рКа этилат аниона 18,0, а метилат иона 16,0 и они являются сильными нуклеофильными реагентами, что способствует протеканию реакции и образованию целевых продуктов.

В ИК-спектрах соединений IX присутствуют интенсивные полосы поглощения нитрильной группы при 2224 см . В ЯМР 'Н-спектрах соединений IX наблюдаются сигналы протонов 6, м. д.: синглеты двух метальных групп при С4_б пиридина в области 2,36-2,42, синглет протона при С5 атоме пиридинового цикла 6,55 - 6,59, сигналы протонов алкоксигрупп.

В опытах было установлено, что при кратковременном нагревании соединения 1Хв с 10% хлороводородной кислотой происходит гидролиз алкокси-группы и образуется с выходом 85% 4,6-диметил-2-оксоникотинонитрил. В случае нагревания этого же соединения с концентрированной кислотой серной происходит также гидролиз нитрильной группы и образуется 4,6-диметил-2-оксоникотинамид.

Структура полученных в работе соединений подтверждена данными ИК-, ЯМР *Н- и масс-спектроскопии, индивидуальность данными ТСХ.

Биологическая активность синтезированных соединений

Биологические испытания полученных соединений на токсичность и аналь-гетическую активность были проведены научным сотрудником лаборатории биологически активных соединений ИТХ УрО РАН г. Перми канд. биол. наук Аникиной JI.B.; противовоспалительной активности - на кафедре фармакологии ПГМА г. Перми Василюк М.В. под руководством докт. мед. наук, профессора, зав. кафедрой Котегова В.П. Изучение соединений на токсичность, противовоспалительную активность и влияние на свертываемость крови проведены на кафедре физиологии и патологии ПГФА Марковой JI.H. под руководством докт. мед. наук, профессора, зав. кафедрой Сыропятова Б.Я. Автор выражает благодарность за проведенные исследования.

Острая токсичность была определена только для тех соединений, которые в скрининге показали выраженную противовоспалительную, анальгетическую или антикоагулянтную активность.

Выявлено, что ЛД501 -замещенных нитрилов и амидов никотиновой кислоты, продуктов трехкомпонентной конденсации и изохинолинов колеблется в пределах от 129 до 2589 мг/кг при пероральном пути введения. По классификации Сидорова К.К. соединения: Illa,б,г; VIb относятся к умеренно токсичным, а Ше,ж,у,ф,х; Vía,к; VIIa,B,r,fl; VIIIa-ж - к малотоксичным веществам.

Противовоспалительная активность (ПВА) полученных соединений изучена на белых крысах обоего пола массой 180-220 г. на агаровой или карраге-ниновой модели воспаления при внутрибрюшинном (в/б) или пероральном (п/о) пути введения. Каждая серия опытов включала 6 животных.

Опыты показали, что замещенные амиды 4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты (соед. 1д,е,у) обладают противовоспалительной активностью на модели агарового воспаления в дозе 50 мг/кг при в/б введении и через 4 часа вызывают торможение отека к контролю соответственно на 67,6; 65,6 и 79,5 %. По противовоспалительному действию эти соединения уступают диклофенаку натрия в дозе 8 мг/кг при этом же пути введения.

Анализ результатов противовоспалительной активности 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов (соед. III) показывает, что апробированные соединения Ша,б,е,ф проявляют ПВА в дозе 50 мг/кг при п/о пути введения и снижают отёк, вызванный каррагенином через 3 часа на 31,8-77,1 и 5 часов-38,2-72,1 %. 1-Аллил-4,6-диметил- (Ша) и 1-гексадецил-4,6-диметил-2-оксони-котинонитрил Шф оказывают противовоспалительное действие также в дозе 25 мг/кг через 3 и 5 часов. Наиболее активным соединением в данном ряду является 1-гексадецил-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрил (Шф). Это соединение в дозе 25 мг/кг вызывает торможение отека к контролю соответственно через 1 час на 57,9; 3 часа - 54,6; 5 часов - 47,4 % и незначительно уступает аналогичному действию диклофенака натрия в этой же дозе. ЛД50 соединения Шф при п/о пути введения составляет > 1000 мг/кг, т.е. является менее токсичным, чем диклофенак натрия.

Среди апробированных 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамидов (У1в,к,л) только 1-гексадецил-4,6-диметил-2-оксоникотинамид (VIk) вызывает торможение отека при п/о пути введения в дозах 50 и 25 мг/кг. В дозе 25 мг/кг это соединение вызывает торможение отека к контролю соответственно через 1 час на 92,4; 3 часа - 43,8; 5 часов - 45,5%. ЛД;о соединения VIk при п/о пути введения равно 2589 мг/кг. Таким образом, противовоспалительная активность нитрила (Шф) и амида (VIk), вероятно, обусловлена наличием гексадецильного остатка у гетероатома азота в их структуре.

Анальгетическая активность (АА) полученных соединений изучена по тестам «уксусные корчи» или «горячая пластинка» на беспородных белых мышах-самцах массой 22-24 г. Исследуемые вещества вводили перорально в виде водной суспензии с твином-80. В каждой группе было по 5 мышей. Данные опытов обрабатывали статистически с вычислением критерия достоверности.

Анальгетическая активность по тесту «уксусные корчи» выявлена среди замещенных амидов 1Н-4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты (соед. 1д,е,л,у) в дозе 50 мг/кг при п/о пути введения. Апробированные соединения вызывают снижение на 56,2-79,5 % количество корчей, вызванных введением уксусной кислоты. Наибольшую анальгезирующую активность показал гекса-децил-1Н-4,6-диметил-2-оксоникотинамид (соед. Iy), АА которого в дозе 50 мг/кг составляет 79,5 %, а метамизола натрия (анальгина) в дозе 55 мг/кг соответственно 74,6%.

Среди изученных 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов (соед. Ша,б,г,е,ж,ф,х) только два вещества Illa и Шх достоверно в дозе 50 мг/кг при пероральном применении вызывают защиту животных от «уксусных корчей» соответственно на 69,4 и 70,6 %, что примерно соответствует таковой активности анальгина. Остальные соединения проявляют слабую анальгетиче-скую активность с учетом достоверности опытов.

Амиды 1-алкил(арил)-4,6-диметил 2-оксоникотиновой кислоты (соед. Vía,в,к,л) в дозе 50 мг/кг проявляют анальгезирующее действие и снижают количество «уксусных корчей» на 79,0-98,0 %. Наиболее активным является 1-(2,4-дихлорфенил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамид (соед. VIb), который вызывает защиту мышей на 98,0%. Все апробированные соединения данного ряда превосходят по активности метамизол натрия в дозе 55 мг/кг и несколько уступают таковой активности диклофенака натрия в дозе 25 мг/кг. При сравнении анальгетической активности соединений данных рядов следует отметить, что амиды VI являются более активными, чем нитрилы III.

Анальгетическая активность соединений Уа,б,г,д исследована по методу «горячей пластинки» и установлено, что только соединение Уд проявляет активность на уровне таковой метамизола. Это же соединение вызывает защиту животных на 50% в дозе 50 мг/кг по тесту «уксусные корчи». Продукты трех-компонентной конденсации VIIa,B,r,fl не обладают анальгетической активностью в дозе 50 мг/кг. Изучение анальгетической активности 1-замещенных 3,4-

дигидроизохинолина (соед. Villa,в,г,ж) показало, что соединение Villa проявляет анальгетическую активность на уровне таковой метамизола натрия.

Антнкоагулянтная активность соединений изучена с помощью коагуло-метра «Минилаб 701». Для исследования использовали цитратную (3,8 %) кровь (9:1). Влияние соединений на свертываемость крови изучали в концентрации 1 мг/мл. В качестве эталона антикоагулянтной активности использовали раствор гепарина в концентрации 1 ЕД/мл крови. Для биологических исследований соединения использовали в виде раствора в воде. Проведено 7 опытов.

На антикоагулянтную активность были исследованы гетерилкарбоновые кислоты и их производные: никотиновая, изоникотиновая, пиколиновая, нико-дин, хинолиновая, оротовая, 2-ариламиноникотиновая, 2-арююксиникотиновая и замещенные амиды 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты. Выявлено, что 2-(4-хлоранилино)никотиновая кислота вызывает снижение свертываемости на 11,8 %, 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновая кислота на 18,8 %, 3-гидрок-сипропиламид 4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты (соед. 1д) способствует снижению свертываемости крови на 24,7 %, а препарат-эталон гепарин в этих же условиях на 22,4 % оказывает аналогичное действие. Гидрохлориды 1-заме-щенных 3,4-дигидроизохинолина при биологических испытаниях не показали антикоагулянтную активность.

Противомикробная активность 10 соединений из рядов II, III изучена в отношении S. aureus и Е. coli, и установлено, что они обладают слабой противо-микробной активностью (МПК 500-1000 мкг/мл) в отношении данных штаммов микроорганизмов.

По результатам биологических испытаний синтезированных соединений можно выделить два вещества, которые сочетают несколько видов биологического действия и представляют, на наш взгляд, определенный интерес для дальнейших исследований.

З-Гидроксипропиламид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты (соед. 1д), обладающий антикоагулянтной, противовоспалительной, анальгетической активностью. Острая токсичность данного соединения при внутрибрюшинном введении больше 5000 мг/кг, а ЛД50 гепарина 3000. Соединение 1д при в/б введении в дозе 50 мг/кг через 4 ч после введения флогогенного агента тормозит развитие отека на 46,4 %. По анальгетическому действию это соединение в дозе 50 мг/кг вызывает снижение «уксусных корчей» на 67,6 %. Положительным качеством 3-гидроксипрошшамида 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты от применяемого в медицине антикоагулянтного средства гепарина является меньшая токсичность, более выраженное действие по снижению свертываемости крови, наличие противовоспалительной и анальгетической активности.

1-Гексадецил-4,6-диметил-2-оксоникотинамид (соед. VIk), обладающий противовоспалительной и анальгетической активностью. Острая токсичность амида VIk при пероральном пути введения составляет 2589 мг/кг, и он относятся к малотоксичным веществам. Апробированное соединение VIk в 7,4 раза менее токсично, чем препарат сравнения - диклофенак натрия. Соединение VIk при

в/б пути введения в дозе 25 мг/кг оказывает противовоспалительное действие через 1 час на 92,4; 3 часа - 43,8 и 5 часов - 45,5 %. Апробированное соединение VIk в дозе 50 мг/кг вызывает уменьшение «уксусных корчей» на 86,0 %. Положительным отличием соединения VIk от применяемого в медицине противовоспалительного средства - диклофенака натрия, является меньшая токсичность, большая условная широта фармакологического действия, которая у данного соединения составляет 103,2, а у диклофенака только 14.

При оценке результатов испытаний соединений на ПВА и АА были выявлены некоторые закономерности биологического действия и структуры апробированных соединений. Так, замещенные амиды 4,6-диметил-1Н-2-оксони-котиновой кислоты (соед. I) в дозе 50 мг/кг обладают ПВА при агаровом воспалении и в этой же дозе АА по тесту «уксусные корчи». Активность соединений зависит от структуры амидной части молекулы. Наиболее активным в данном ряду является гексадециламид-1Н-4,6-диметил-2-оксо-никотиновой кислоты.

Среди апробированных нитрилов и амидов 1-замещенных 4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты (соед. рядов III и VI) также следует отметить, что ПВА характерна для соединений, содержащих алкильные остатки у гетероато-ма азота. На проявление анальгетической активности по тесту «уксусные корчи» нитрилов и амидов 1-замещенных 4,б-диметил-2-оксоникотиновой кислоты (соед. III и VI) оказывает влияние наличие нитрильной или амидной группы в их структуре. При сравнении результатов анальгезирующей активности соединений данных рядов следует отметить, что амиды Via,в,к,л являются более активными, чем нитрилы Ша,г,ф,х.

При анализе результатов биологических испытаний выяснено, что наиболее активные по ПВА и АА синтезированные соединения содержат в своей структуре алкильные остатки: аллил-, изопропил-, гексадецил-, N-диметил и др. в амидной части или при гетероатоме азота. Антикоагулянтная активность соединений, вероятно, зависит от наличия спиртовой или карбоксильной групп в амидной части апробированных соединений, что способствует их растворимости в воде. Наличие метальных групп в 4 и 6 положении пиридинового цикла, по-видимому, ведет к увеличению липофильности и способствует взаимодействию с рецепторами - биологическими мишенями.

Таким образом, в результате проведенного исследования осуществлен синтез ранее неизвестных производных никотиновой кислоты, среди которых выявлены вещества, обладающие противовоспалительной, анальгетической, анти-коагулянтной активностью. На основании проведенных исследований можно высказать предположение, что пиридин-3-карбоновая кислота и её производные являются весьма перспективным классом органических соединений для поиска биологически активных веществ. Найдены некоторые закономерности зависимости биологической активности от структуры соединений, которые могут быть учтены в дальнейшем при целенаправленном поиске БАВ в рядах производных никотиновой кислоты.

ВЫВОДЫ

1. Обнаружено, что нагревание этилового эфира 4,6-диметил-1Н-2-оксоникоти-новой кислоты с алкил(арил)аминами без растворителя ведет к получению замещенных амидов 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты.

2. Найдено, что при конденсации алкил(арил)амидов циануксусной кислоты с ацетилацетоном в присутствии катализатора диэтиламина образуются 1-ал-кил(арил)-4,б-диметил-2-оксоникотинонитрилы.

3. Установлено, что нагревание 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотино-нитрилов в концентрированной серной кислоте сопровождается образованием соответствующих 1-алкил(арил)-4,б-диметил-2-оксоникотинамидов.

4. Впервые показано, что взаимодействие 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксо-никотинамидов с этиловым эфиром циануксусной кислоты и этилортофор-миатом приводит к образованию этиловых эфиров 3-[1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиноиламино]-2-цианакриловой кислоты.

5. Предложен метод синтеза 3,3-диметил-1-(1-арил-4,6-диметил-2-пиридон-3-ил)-3,4-дигидроизохинолинов на основе 1-арил-4,6-диметил-2-оксоникотино-нитрилов и диметилбензилкарбинола в присутствии концентрированной серной кислоты.

6. С помощью квантово-химических расчетов исследована электронная структура, установлены величины зарядов в молекулах: этиловом эфире 4,6-диме-тил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, нитриле и амиде 1-фенил-4,б-диметил-2-оксоникотиновой кислоты, 2-хлор-4,6-диметилникотинонитриле, что дает установить возможность их взаимодействия с реагентами.

7. На основе разработанных или усовершенствованных методов осуществлен синтез 98 новых соединений, структура которых подтверждена данными ЯМР 'Н-, ИК-, масс-спектроскопии, индивидуальность - данными ТСХ.

8. По результатам биологических испытаний выявлены: 3-гидроксипропил-амид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий антикоагу-лянтную, противовоспалительную и анальгетическую активность, и 1-гек-садециламид 4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты обладающий противовоспалительной и анальгетической активностью, которые представляют определенный интерес для дальнейших исследований.

9. На основании полученных результатов исследований выявлена некоторая взаимосвязь между противовоспалительной, анальгетической, антикоагу-лянтной активностью и структурой синтезированных соединений, которая может быть учтена в дальнейшем при целенаправленном поиске БАВ в рядах никотиновой кислоты.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Михалев, А.И. Пути поиска биологически активных веществ среди производных никотиновой кислоты / А.И. Михалев, М.Е. Коныпин, В.К. Данилова, Н.И. Шрамм, В.В. Удодов // II Всероссийский съезд фармацевтических работников. - Сочи, 2005. - С. 105.

2. Удодов, В.В. Синтез и свойства амидов 2-оксоникотиновой кислоты /

B.В. Удодов, А.И. Михалев, М.Е. Коныпин [и др.] // Фармация и здоровье. Материалы междунар. научно-практ. конф. - Пермь, 2005. - С. 86.

3. Удодов, В.В. Пиридинкарбоновые кислоты и их влияние на свертываемость крови / В.В. Удодов, A.A. Краснова, С.А. Устинова [и др.] // Вестник Перм. гос. фарм. акад.- Пермь, 2006. - С. 48.

4. Удодов, В.В. Синтез и биологическая активность амидов 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, М.Е. Коныпин [и др.]; Перм. гос. фарм. акад. - Пермь, 2006. - Деп. в ВИНИТИ 13.04.06,

№ 478-В2006.

5. Удодов, В.В. Пути поиска веществ, обладающих антикоагулянтной активностью / В.В. Удодов, А.И. Михалев, Б.Я. Сыропятов, A.A. Краснова // «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции»: сб. науч. тр. / Пятигор. гос. фарм. акад. - Пятигорск, 2007. - Вып. 62. -

C. 561-562.

6. Удодов, В.В. Биологическая активность производных никотиновой кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, Б .Я. Сыропятов Б.Я. [и др.] // XIV российский национальный конгресс «Человек и лекарство»: сб. материалов конгресса. -Москва, 2007. - С. 890.

7. Удодов, В.В. Синтез и свойства алкил(арил)амидов циануксусной кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, М.И. Вахрин [и др.]; Перм. гос. фарм. акад. -Пермь, 2007. - Деп. в ВИНИТИ 09.04.07, Ns 392-В2007.

8. Удодов, В.В. Синтез и свойства ариламидов малонаниловых кислот / В.В. Удодов, М.В. Новиков, А.И. Михалев [и др.] II Вестник Перм. гос. фарм. акад. - Пермь, 2007. - № 2. - С. 107-109.

9. Пат. 2315040 Российская Федерация. Гидроксипропиламид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий антикоагулянтную, противовоспалительную и анальгетическую активность. В.В. Удодов, А.И. Михалев, М.Е. Коныпин [и др.]; заявитель и патентообладатель Перм. гос. фарм. акад. - № 2006124500; заявл. 07.07.06; приор. 20.01.08 (Россия).

10. Удодов, В.В. Пути поиска биологически активных соединений, влияющих на свертываемость крови / В.В. Удодов, А.И. Михалев, Б.Я. Сыропятов [и др.] // Фармация. - 2007. - № 7. - С. 38-39.

11. Удодов, В.В. Синтез, свойства нитрилов и амидов 4,6-диметил-Ы-алкил(арил)-2-оксоникотиновой кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, М.Е. Коныпин [и др.] // IV Всеросс. конф. «Енамины в органическом синтезе». -Пермь, 2007. - С. 290-291.

12. Удодов, В.В. Синтез и свойства замещенных амидов никотиновой кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, М.И. Вахрин // X Молодежная конф. по орга-нич. химии. - Уфа, 2007. - С. 63.

13. Михалев, А.И. Синтез и биологическая активность производных никотиновой кислоты / А.И. Михалев, М.Е. Коньшин, В.В. Удодов П «Достижения и перспективы в области создания новых лекарственных средств». Росс, науч-но-практ. конф. Пермь, 2007. - С. 77-82.

14. Удодов, В.В. Биологическая активность алкил(арил)амидов циануксусной и ариламидов малонаниловых кислот / В.В. Удодов, А.И. Михалев, М.В. То-милов, Б.Я. Сыропятов // «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции»: сб. науч. тр. / Пятигор. гос. фарм. акад. -Пятигорск, 2008. - Вып. 63. - С. 508-509.

15. Удодов, В.В. Биологическая активность N-замещенных никотинонитрилов / В.В. Удодов, А.И. Михалев, Б.Я. Сыропятов // XV Российский национальный конгресс «Человек и лекарство»: сб. материалов конгресса. - Москва, 2008. - С. 715.

16. Удодов, В.В. Биологическая активность амидов никотиновой кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, Б.Я. Сыропятов [и др.] II «Фармация и общественное здравоохранение». Областная конф. - Екатеринбург, 2008. - С. 304.

17. Рычков, A.B. Синтез, свойства и биологическая активность производных 3,4-дигидроизохинолина / A.B. Рычков, С.Г. Антонов, A.A. Краснова,

B.В. Удодов [и др.] II Вестник Перм. гос. фарм. акад. - Пермь, 2008. - № 4. -

C. 156-158.

18. Удодов, В.В. Этиловые эфиры [алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиноил-амино]-2-цианакриловой кислоты / В.В. Удодов, А.И. Михалев, Ю.Л. Данилов [и др.] И Междунар. конф. «Техническая химия: от теории к практике». -Пермь, 2008. - Т. 1 - С. 381-383.

Подписано в печать 10.11.2008 Формат 60*84/16. Набор компьютерный. Бумага ВХИ. Тираж 100 экз. Усл. печ. 1,5 л. Заказ № 272/2008.

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, обладающих высокой эффективностью и малой токсичностью является одной из важных задач фармации. Актуальным является целенаправленный синтез новых соединений, обладающих противовоспалительной и анальгетической активностью, которые могут найти широкое применение в медицинской практике для лечения различных заболеваний.

Производные пиридин-3-карбоновой (никотиновой) кислоты проявляют разнообразную биологическую активность и некоторые из них: нико-тинамид, никетамид (кордиамин), гидроксиметилникотинамид (никодин), никотиноил-гамма-аминомасляная кислота применяются в медицине. В ранее проведенных исследованиях на кафедре биологической химии ПГФА было установлено, что некоторые синтезированные амиды 2-хлор-, 2-амино-, 2-ариламино-, 2-арилоксиникотиновых кислот обладают проти-восудорожной, противовоспалительной, анальгетической активностью. Противовоспалительная активность была выявлена среди ариламидов 2-оксоникотиновой кислоты, однако, соединения этого ряда изучены недостаточно. Малоизученными являются амиды никотиновой кислоты, содержащие метальные группы в пиридиновом кольце. В развитие предыдущих работ по поиску новых биологически активных соединений определенный интерес представляют амиды 1-незамещенных, нитрилы и амиды 1-замещенных 2-оксоникотиновых кислот с предполагаемой противовоспалительной или анальгетической активностью.

В связи с этим, разработка новых методов синтеза, изучение химических свойств, а также поиск биологически активных соединений среди нитрилов и амидов 1Н-4,6-диметил- и 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2~оксо-никотиновой кислоты является весьма актуальным.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПГФА в комплексной целевой программе МЗ РФ (номер государственной регистрации 01.9.50 007421).

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка методик синтеза биологически активных нитрилов и амидов 1Н-4,6-диметил- и 1-алкил-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиновых кислот, изучение их физико-химических свойств и зависимости между структурой и биологическим i действием.

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

1. Осуществить синтез новых замещенных амидов 4,6-диметил-1 Н-2-оксо-никотиновой кислоты.

2. Получить 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы и 1-алкил (арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамиды, изучить их реакционную способность и участие в синтезе новых соединений.

3. Изучить физико-химические свойства синтезированных соединений и установить их структуру с помощью ИК-, ЯМР 'Н- и масс-спектров.

4. Провести анализ результатов биологической активности полученных соединений в сравнении с препаратами-эталонами и их структурными аналогами с целью установления взаимосвязи "структура-активность", выявить наиболее перспективные вещества для дальнейших исследований.

Научная новизна работы. Разработаны методики синтеза алкил-, ариламидов 1Н-4,6-диметил-, нитрилов и амидов 1 -алкил(арил)-4,6-диме-тил-2-оксоникотиновых кислот:

- взаимодействием этилового эфира 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты с алкил-, ариламинами, в результате чего получены ранее неизвестные замещенные амиды 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты;

- реакцией замещенных амидов циануксусной кислоты с ацетилацето-ном в присутствии диэтиламина и с хорошими выходами синтезированы 1-алкил-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы;

- кислотным гидролизом 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотино-нитрилы переведены в соответствующие незамещенные амиды 1-алкил-(арил)-4,б-диметил-2-оксоникотиновой кислоты.

Впервые осуществлена реакция трехкомпонентной конденсации 1-ал-кил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамидов с этиловым эфиром циануксусной кислоты и этилортоформиатом и получены этиловые эфиры 3-[1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиноиламино]-2-цианакриловой кислоты.

Найдено, что реакция 1-арил-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов с диметилбензилкарбинолом в присутствии концентрированной серной кислоты ведет к образованию соответствующих 1-замещенных 3,4-дигидро-изохинолина.

На основе результатов биологических испытаний выявлены некоторые закономерности между биологическим действием и структурой синтезированных соединений.

Практическая значимость работы. Усовершенствованы или предложены новые способы синтеза отдельных рядов нитрилов, амидов - производных никотиновой кислоты, которые могут быть использованы в качестве препаративных методов.

В процессе работы осуществлен синтез 98 новых соединений, для которых было произведено 71 биологическое испытание. Из апробированных выявлено: 9 соединений с противовоспалительной, 12 - анальгетической, 4 - антикоагулянтной, 8 - противомикробной активностью. Определена токсичность у 24 соединений, показавших в опытах хорошую биологическую активность.

Закономерности зависимости биологического действия от структуры соединений могут быть использованы для дальнейшего поиска новых эффективных противовоспалительных, анальгетических, антикоагулянтных веществ в рядах никотиновых кислот.

Выявлены соединения, проявляющие биологическую активность, сравнимую с действием препаратов - эталонов (гепарина и метамизола натрия) и представляющие интерес для дальнейших исследований:

- З-Гидроксипропиламид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий антикоагулянтную, противовоспалительную и анальгетиче-скую активность;

- 1-Гексадециламид 4,б-диметил-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий противовоспалительную и анальгетическую активность.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на: II Всероссийском съезде фармацевтических работников (Сочи, 2005); международной научно-практической конференции, ПГФА (Пермь, 2005); Российской научно-практической конференции «Достижения и перспективы в области создания новых лекарственных средств», ПГФА (Пермь, 2007); конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», ПятГФА (Пятигорск, 2007, 2008); IV Всероссийской конференции "Енамины в органическом синтезе", ИТХ УрО РАН (Пермь, 2007); X молодежной научной конференции по органической химии (Уфа, 2007), Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2007, 2008); студенческой научной конференции, ПГФА (Пермь, 2008); областной конференции «Фармация и общественное здравоохранение», УГМА (Екатеринбург, 2008); международной конференции «Техническая химия: от теории к практике», ИТХ УрО РАН (Пермь, 2008).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 18 работ: получен 1 патент, опубликована 1 статья в центральной печати, 9 статей в сборниках и 7 тезисов докладов на конференциях различного уровня.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 176 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 162 наименования работ отечественных и зарубежных авторов и приложения. Работа содержит 43 таблицы и 3 рисунка.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Обнаружено, что нагревание этилового эфира 4,6-диметил- 1Н-2-оксо-никотиновой кислоты с алкил(арил)аминами без растворителя ведет к получению замещенных амидов 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты.

2. Найдено, что при конденсации алкил(арил)амидов циануксусной кислоты с ацетилацетоном в присутствии катализатора диэтиламина образуются 1 -алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилы.

3. Установлено, что нагревание 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникоти-нонитрилов в концентрированной серной кислоте сопровождается образованием соответствующих 1 -алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотин-амидов.

4. Впервые показано, что взаимодействие 1-алкил(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотинамидов с этиловым эфиром циануксусной кислоты и эти-лортоформиатом приводит к образованию этиловых эфиров 3-[1-алкил-(арил)-4,6-диметил-2-оксоникотиноиламино]-2-цианакриловой кислоты.

5. Предложен метод синтеза 3,3-диметил-1-(1-арил-4,6-диметил-2-пиридон-3 -ил)-3,4-дигидроизохинолинов на основе 1-арил-4,6-диметил-2-оксоникотинонитрилов и диметилбензилкарбинола в присутствии концентрированной серной кислоты.

6. С помощью квантово-химических расчетов исследована электронная структура, установлены величины зарядов в молекулах: этиловом эфире 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, нитриле и амиде 1-фенил-4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты, 2-хлор-4,6-диметилникотино-нитриле, что дает установить возможность их взаимодействия с реагентами.

7. На основе разработанных или усовершенствованных методов осуществлен синтез 98 новых соединений, структура которых подтверждена данными ЯМР 'Н-, ИК-, масс-спектроскопии, индивидуальность - данными тех.

8. По результатам биологических испытаний выявлены: 3-гидроксипро-пиламид 4,6-диметил-1Н-2-оксоникотиновой кислоты, проявляющий ан-тикоагулянтную, противовоспалительную и анальгетическую активность, и 1-гексадециламид 4,6-диметил-2-оксоникотиновой кислоты, обладающий противовоспалительной и анальгетической активностью, которые представляют определенный интерес для дальнейших исследований.

9. На основании полученных результатов исследований выявлена некоторая взаимосвязь между противовоспалительной, анальгетической, антикоагулянтной активностью и структурой синтезированных соединений, которая может быть учтена в дальнейшем при целенаправленном поиске БАВ в рядах никотиновой кислоты.