Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Синтез и биологические свойства производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл

005011452

На правах рукописи

Губаева Регина Амуровна

СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ (1-н-ПРОПИЛКСАНТИНИЛ-8-ТИО)УКСУСНЫХ КИСЛОТ, СОДЕРЖАЩИХ ТИЕТАНОВЫЙ ЦИКЛ

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

1 С 0ЕЗ Ш

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Самара-2012

005011452

Диссертационная работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор фармацевтических наук,

профессор Халиуллин Феркат Адельзянович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

профессор Шаталаев Иван Федорович

доктор химических наук,

профессор Буланова Анджела Владнмировна

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Защита диссертации состоится «_____»______________2012 г. в Ю00 часов на

заседании диссертационного совета Д 208.085.06 при ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: 443079 г. Самара, пр. К. Маркса, 165 Б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России (г. Самара, ул. Арцыбушевская, 171).

Автореферат разослан «____»____________2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат фармацевтических наук,

доцент

И.К. Петрухина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производные ксантина - один из наиболее перспективных классов биологически активных соединений с широким спектром действия. Среди них обнаружены соединения, проявляющие спазмолитическую, антиагре-гационную, бронхорасширяющую, противоопухолевую, гипогликемическую и другие виды активности (№§>уег М., 2007). В настоящее время в медицине применяются такие лекарственные препараты, как кофеин, теобромин, теофиллин, аминофиллин, пентоксифиллин, дипрофиллин, ксантинола никотинат (Машков-ский М.Д., 2010). Интенсивный поиск биологически активных веществ в ряду производных ксантина продолжается (НуаПай А., 2002, УоИтап К., 2002).

На кафедре фармацевтической химии Башкирского государственного медицинского университета разработан общий способ синтеза нового ряда производных ксантина - 1,8-дизамещенных ксантинов, содержащих в положении 7 четырехчленный тиетановый цикл. На основе 3-метил- и 1,3-диметилксантинов, содержащих тиетановый цикл, синтезированы соединения с иммунотропной, брон-холитической, спазмолитической, гепатотропной активностью (Халиуллин Ф.А., 1998). Известны незамещенные по N-1 положению ксантина гидразиды и соли тиетансодержащих (3-метилксантинил-8-тио)уксусных кислот, проявляющие высокую гемореологическую активность. Незамещенная ТЧ-Н группа в положении 1 у 3-метил-7-(тиетанил-3)ксантинов позволяет синтезировать перспективные в биологическом отношении N-1-замещенные 7-(тиетанил-3)ксантины. В связи с вышеизложенным, поиск биологически активных производных . (1-м-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, является актуальным.

Цель н задачи исследования. Целью настоящей работы являлась: разработка методов синтеза и поиск новых биологически активных соединений в ряду производных (1-//-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование реакций 8-бром-3-метил-1 -н-пропилксантинов, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома . серы, с тиогликолевой кислотой. Разработка методов синтеза [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [З-метил-1 -н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-

метил-1-м-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантиншт-8-тио]уксусных кислот и их солей.

2. Разработка методов синтеза эфиров, гидразидов, илиденгидразидов [3-

метил-1-«-пропил-7-(тиетанил-3)-, [З-метил-1 -н-пропил-7-(1 -оксотиета-

нил-3)-, [3-метил-1 -я-пропил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]-уксусных кислот.

3. Исследование физико-химических свойств, установление структуры и спектральных характеристик новых рядов производных (1 -н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

4. Анализ результатов биологических испытаний и выявление некоторых закономерностей зависимости «структура - активность» в ряду производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

Научная новизна. Впервые исследованы реакции 8-бром-3-метил-1-н-пропилксантинов, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, с тиогликолевой кислотой. Получены новые [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусные кислоты и ряд их солей. Синтезированы эфиры и гидразиды [З-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-//-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-и-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот. Разработаны методы синтеза илиденгидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

С помощью метода ЯМР 'Н - спектроскопии исследована Z, Е-изомерия синтезированных гидразидов и илиденгидразидов. Установлено, что гидразиды и илиденгидразиды (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, существуют в виде двух изомеров за счет заторможенного вращения вокруг гидразидной С-И связи.

Практическая значимость. Разработаны методы синтеза новых рядов производных [З-метил-1 -н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [З-метил-1 -н-пропил-7-( 1 -

оксотиетанил-3)-, [3-метил- 1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-

тио]уксусных кислот. Среди полученных производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, выявлены соединения, проявляющие антиагрегационную, проагрегантную, антикоагуляционную и антиде-

прессивную активность. Выявлены вещества, перспективные для дальнейшего углубленного изучения: циклогексиламмониевая соль [3-метил-1-//-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антиагрегаци-онную и антикоагуляционную активность; бензиламмониевая и циклогексиламмониевая соли [3-метил-1 -н-пропил-7-(1,1 -диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, обладающие проагрегантной активностью; морфолиние-вая соль [3-метил-1-и-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антидепрессивную активность.

Разработанные методы синтеза и результаты биологических испытаний новых производных (1 -н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиета-новый цикл, могут использоваться для дальнейшего направленного синтеза биологически активных соединений. Разработан лабораторный регламент на производство исходного 8-бром-З-метил-1 -н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантина.

Внедрение в практику. Препаративные способы синтеза и результаты биологических испытаний новых производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, используются при проведении научных исследований на кафедрах фармакологии № 1, фармацевтической химии, биологической химии Башкирского государственного медицинского университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанные методы синтеза [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-

метил-1 -н-пропил-7-( 1 -оксотиетанил-3)-, [3-метил-1 пропил-7-( ], 1 -диоксоти-етанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот. .

2. Разработанные методы синтеза солей и эфиров (1-«-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

3. Разработанные методы синтеза гидразидов и илиденгидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

4. Структуры впервые синтезированных соединений, установленные на основе спектральных исследований.

5. Результаты анализа биологической активности синтезированных соединений и выявленные закономерности зависимости «структура - активность» в ряду производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

Связь задач исследования с планами научной работы. Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Башкирского государственного медицинского университета по проблеме “Изыскание и изучение новых лекарственных средств” (государственная регистрация № 01200707996).

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждены на 5-й юбилейной Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан «Медицинская наука - 2006» (Уфа, 2006 г.), Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан с международным участием «Медицинская наука - 2009» (Уфа, 2009 г.), 74-й, 75-й, 76-й Республиканской итоговой научнопрактической конференции студентов и молодых ученых «Вопросы теоретической и практической медицины» (Уфа, 2009,2010,2011 г.), научной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2010 г.), VIII Всероссийской конференции с международным участием «Химия и медицина» (Уфа, 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые материалы, химические технологии и реагенты для промышленности, медицины и сельского хозяйства на основе нефтехимического и возобновляемого сырья» (Уфа, 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Современная фармацевтическая наука и практика: традиции, инновации, приоритеты» (Самара, 2011 г.), XIV молодежной конференции по органической химии (Екатеринбург, 2011 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 16 печатных работах (в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 162стр., состоит из введения, обзора литературы, 3 глав экспериментальных исследований, выводов, списка литературы и приложения. Содержит 25 таблиц, 17 рисунков. Список литературы включает 155 источников.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, отмечена новизна и практическая значимость полученных результатов, а также изложены положения, выносимые на защиту.

В главе 1 систематизированы литературные данные о замещенных ксантинах, полученных реакциями по 1, 3, 7 и 8 положениям ксантинового бицикла, а также их биологической активности.

В главе 2 обсуждаются результаты собственных исследований по синтезу новых производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот.

В главе 3 приводится анализ данных биологических испытаний синтезированных соединений.

Глава 4 содержит методы исследования и методики синтеза производных (1-и-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Синтез производных (1-//-пропилксантинил-8-тио)уксусиых кислот

Известны незамещенные по N-1- положению соли и гидразиды (ксантинил-8-тио)уксусных кислот, проявляющие высокую гемореологическую активность. Производные ксантина, содержащие тиетановый цикл, проявляют также иммуно-тропную, бронхолитическую, гепатотропную и другие виды активности. Поэтому синтез производных (1 -;/-прогшлксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, представляет большой интерес с точки зрения поиска биологически активных веществ.

1.1. Синтез исходных соединеннй

В качестве исходных соединений использованы 3-метилксантин и эпихлор-гидрин, выпускаемые промышленностью, а также 8-бром-З-метилксантин (1), эпитиохлоргидрин (2), 8-бром-3-метил-7-(тиетанил-3)ксантин (3), калиевая соль 8-бром-3-метил-7-(тиетанил-3)ксантина (4), 8-бром-З-метил-1 -;/-пропил-7-(ти-етанил-3)ксантин (5), 8-бром-З-метил-] -н-пропил-7-( 1 -оксотиетанил-3)ксантин (6), 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин (7), синтезированные по известным методикам с константами, соответствующими литературным данным.

1.2. Синтез производных |3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантиннл-8-тио]уксусной кислоты

Установлено, что при взаимодействии 8-бром-3-метил-1-м-пропил-7-(тиетанил-З)ксантина (5) с тиогликолевой кислотой в этаноле в присутствии калия гидроксида идет нуклеофильное замещение атома брома с образованием [3-метил-1-«-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (8) с выходом 50 % (схема 1).

Схема 1

5

8

ЯМР 'н спектр кислоты (8) содержит характерные сигналы протонов тие-танового цикла в интервалах 3.24 - 3.37,4.29 - 4.38 и 5.84 — 5.96 м.д., соответствующие двум 8(СН)2 группам и ЫСН группе. В спектре наблюдаются также сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента и синглет 3-СН3 группы. Синг-лет при 4.06 м.д., перекрывающийся с сигналом 1-СН2 группы, подтверждает наличие фрагмента тиогликолевой кислоты. '

Строение кислоты (8) подтверждено также ИК-спектром.

Соли 2-[3-метил-1 -н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (9-16) получали добавлением к раствору кислоты (8) в ацетоне соответствующего основания. Гидроксиды натрия и калия добавляли в виде водных растворов. Соединения (9-16) образуются с выходом 45-93 % (схема 2).

ЯМР 'Н спектры солей (12, 13) содержат сигналы протонов тиетанового цикла и 1-н-пропильного фрагмента, синглеты 3-С.Н3 и БСП2 групп. Образование солей подтверждается сигналами соответствующих протонированных аминов. Например, в спектре соли (13) наблюдаются триплет и квартет с центрами при 1.32 и 2.95 м.д. с КССВ 7.2 Гц, подтверждающие образование диэтиламмониевой соли.

Строение солей (9, 11-16) подтверждено также ИК-спектрами.

Кипячением кислоты (8) в среде этанола в присутствии концентрированной серной кислоты, как катализирующего и водоотнимающего агента, синтезирова-

Схема 2

8

9-16

В+=Ыа+(9), К+(10,),

(П),н3^—Н2С-<0> (12), Н2+Ы(С2Н5)2(13),

ли этиловый эфир [3-метил-1 -н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (17) с выходом 72 % (схема 3).

Схема 3

Н?С3 X НА X /\

N^4—N4« N Ті—

I П I ЕЮН ) | І ^

О^^'Ы^ШХООН -----------" О N N 8СН2СООЕ1

сн3 сн3

Н7Сз 0

17

Лг£"'

СГ"К N 8СН2СОЫН-ЫН2 СН3

18

Спектр ЯМР ’Н этилового эфира (17) содержит сигналы протонов тиетанового цикла, 1-и-пропильного фрагмента, синглеты 3-СН3 и БСН2 групп. Наличие сложно-эфирной группы подтверждается триплетом СН, группы при 1.23 м.д. и квартетом ОСН2 группы при 4.17 м.д.

ЯМР 13С спектр сложного эфира (17) содержит сигналы углеродов бицикла ксантина, 1 -к-пропильного остатка, БСНг и 3-СН3 групп. Сигналы углеродов тиетанового цикла регистрируются при 34.98 (8(СН)2) и 51.79 (N0-1) м.д.. Образование сложного эфира подтверждается сигналами углеродов этокси-группы при 14.09 и 62.09 м.д.

Строение соединения (17) подтверждено также ИК-спектром.

Реакцией сложного эфира (17) с трехкратным мольным избытком гидразин-гидрата в среде этанола в течение 1 часа получили гидразид [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (18) с выходом 89 % (схема 3).

В ЯМР ’Н спектре гидразида (18) наблюдаются сигналы протонов тиетанового цикла, 3-СН3 группы и 1-н-пропильного фрагмента. Сигналы протонов ЫН и ЫН2 групп остатка гидразида и 8СН2 группы удвоены и регистрируются в виде двух синглетов разной интенсивности, что показывает существование X, Е-изомерии вокруг гидразидной С-Ы связи. Соотношение изомеров, вычисленное как отношение высот синглетов БСН2 группы при 3.95 (Ъ) и 4.36 (Е) м.д., составляет 7:1.

Е-изомер

г-изомер

Я = 3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио

Строение соединения (18) подтверждено также ИК спектром.

Взаимодействием гидразида (18) с ароматическими карбонильными соединениями в среде этанола при мольном соотношении реагентов 1:1,2 в присутствии каталитических количеств хлористоводородной кислоты в течение 30 минут синтезировали илиденгидразиды 2-[3-метил-1 -н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (19-25) с выходом 52-79 % (схема 4).

В -ЯМР 'Н спектрах соединений (20, 21, 24) наблюдаются сигналы протонов 1-н-пропильного заместителя, 3-СН3 группы и тиетанового цикла, а также заместителей в положении 8. В спектрах проявляется Ъ, Е-изомерия вокруг гидразидной С—N связи, что подтверждается удвоением синглетов 8СН2, N11 и =СН групп и сигналов ароматического заместителя. Например в спектре соединения (20) соотношение изомеров, вычисленное как соотношение высот синглетов БСНт группы при 4.44 (Е) и 4.10 (Т) м.д., составляет 2:1.

Строение илиденгидразидов (19-25) подтверждено также ИК-спектрами.

Схема4

СН3

18

НО

НО

О (22)> (23)- -0->Ю2 (24Х (25)

он

Вг

1.3. Синтез производных [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотнетанил-3)ксантшшл-8-тно]уксуснон кислоты

[3-Метил-1 -н-пропил-7-(1 -оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусную ки-

слоту (26) получали взаимодействием 8-бром-3-метил-1-к-пропил-7-(1-оксоотиетанил-3)ксантина (6) и тиогликолевой кислоты в соотношении 1:2 в среде этанола в присутствии трехкратного мольного избытка гидроксида калия. Кислота (26) образуется с выходом 73 % (схема 5).

Схема 5

н7с3 Я л Н7с\ 9

---N-^N=0 ----N—<^8=0

0^КДКЛВГ ..^С^£Н <АА*ЧсНаСООН сн3 кон сн3

6 26

ЯМР 'Н спектр кислоты (26) содержит характерные сигналы протонов тие-таноксидного цикла в интервалах 3.42 — 3.50, 4.09 — 4.17 и 6.25 — 6.36 м.д., соответствующие двум 8(СН)2 группам и ТЧСН группе. В спектре наблюдаются также сигналы протонов 1 -н-пропильного фрагмента и синглет 3—СН3 группы. Синглет интенсивностью 2Н при 4.06 м.д. подтверждает наличие фрагмента тиогликолевой кислоты.

Строение кислоты (26) подтверждено также ИК-спектром.

Реакцией кислоты (26) со щелочами и аминами в среде ацетона синтезировали не описанные ранее соли [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (27-33). Соединения (27-33) образуются с выходом 23-84 % (схема 6).

Схема 6

И7Сз о НА 9

N—<^8=0 основание ^

О^Н^К^СНгСООН О N N 8СН2СОО’*В+

СН326 СН3 27 33

В+= К+(27), Н2"К V) (28), Нз^Ы-НгС—(29),

Н2+{/^)(30), Н2>/^)(31), н3+К-^^(32), с2Н5-^Ы^р(33)

ЯМР ’Н спектры солей (29, 32) содержат сигналы протонов тиетаноксидно-го цикла, ]-«-пропильного фрагмента, синглет 3-СН3 группы, а также сигналы

протонированных аминов. В ЯМР *Н спектре соли (29) сигналы протонированно-го бензиламина наблюдаются в виде синглета КСН2-группы при 3.76 м.д. и муль-типлета СбН5-группы в интервале 7.27-7.42 м.д.

Строение солей (27,29-32) подтверждено также ИК-спектрами.

Этиловый эфир [3-метил-1-м-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (34) получали при кипячении кислоты (26) в среде этанола в течение трех часов в присутствии концентрированной серной кислоты с выходом 48 % (схема 7).

Схема 7

НА А /ч

N > —N—\ .8—0 Б—О

1 X X ^ ' ЕЮН

СГ'К N ЗСН2СООН-----------" , ОТ 'V' 'и' ^СН2СООШ

СН3 ' ^ '

26 на! Т

I хХ

(УК М 8СН2СОКН-Ы[12 СН3 35

В ИК-спектре соединения (34) отсутствуют полосы поглощения валентных колебаний О-Н связи, наблюдается полоса поглощения Б=0 группы при 1033 см'1, что подтверждает образование сложного эфира и сохранение тиетаноксид-ного цикла.

Взаимодействием соединения (34) с гидразин-гидратом в мольном соотношении 1:3 в среде этанола синтезировали гидразид [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (35) с выходом 60 % (схема 7).

В ЯМР !Н спектре гидразида (35) наблюдаются сигналы протонов тиетанок-сидного цикла, 1-н-пропильного фрагмента, синглеты >ГСН3 и БСНг групп. Сигналы протонов остатка гидразина регистрируются в виде уширенного синглета N112 группы интенсивностью 2Н при 4.11 и синглета N11 группы интенсивностью 1Н при 8.30 м.д.

Строение соединения (35) подтверждено также ИК-спектром.

Взаимодействием соединения (35) с ароматическими альдегидами и ацетофе-нонами в среде этанола с добавлением каталитических количеств хлористоводородной кислоты получали илиденгидразиды [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиета-

нил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (36-42) (схема 8). Илиденгидразиды (36-42) образуются с выходом 52-84 %.

Схема 8

н?с\ 1 /х НАЧ ? /ч

I 0=с^ I к*

О N N ЗСН2СОЫН-ЫН2 О^Н'^К^БСН2СОЫН-Ы=<

СН3 СН3 К

35 Я = Н (36-38,40,42), СНз (39, 41) 36-42

НО ,ОСН3 сн

К1= -\^(36)’ -\>-ОН(37), -^/-N^(38),

но но 3

О(39Х -<0^40>'Ч^К02(41)’ (42)

ЧОН Вг

В ЯМР ’Н спектрах соединений (37,38, 41) наблюдаются сигналы протонов 1-н-пропильного заместителя, 3-СН3 группы и тиетаноксидного цикла, а также заместителей в положении 8. В спектрах проявляется 2, Е-изомерия вокруг гидра-зидной С-Ы связи, что подтверждается удвоением синглетов БСНт, ЫН и =СН групп, а также удвоением сигналов ароматического заместителя. В спектре соединения (37) преобладающим является Е-изомер, соотношение изомеров составляет 2:1. Синглеты БСНг группы регистрируются при 4.39 (Е) и 4.07 (2) м.д.

Строение илиденгидразидов (36-39, 41, 42) подтверждено также ИК-спектрами.

1.4. Синтез производных [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3) ксантинпл-8-тио]уксусной кислоты

Реакцию 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксоотиетанил-3)ксантина (7) с тиогликолевой кислотой проводили в мольном соотношении 1:2 в водной среде в присутствии трехкратного мольного избытка гидроксида калия. [3-Метил-1 -н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусная кислота (43) образуется с выходом 73 % (схема 9).

Схема 9

н?с? X_________/\ <£> П?СЯ 1_______________________/\ *0

АЛЛ* ° -Н5У_°.°Н О^ЛД'5€НгС§ОН

1 КГ)Н 1

сн3 и сн3

7 43

ЯМР ’Н спектр кислоты (43) содержит характерные сигналы протонов тие-

тандиоксидного цикла в интервалах 4.50 - 4.58, 4.99 — 5.07 и 5.42 - 5.52 м.д., соответствующие двум 8(СН)2 группам и КСН. В спектре наблюдаются также сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента и синглет 3-СН3 группы. Синглет интенсивностью 2Н при 4.09 м.д. подтверждает наличие фрагмента тиогликолевой кислоты.

Строение кислоты (43) подтверждено также ИК-спектром.

Взаимодействием кислоты (43) со щелочами и аминами в среде ацетона получили не описанные ранее соли [3-метил-1-и-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (44-50). Выход солей (44-50) составил 40-93 % (схема 10).

Схема 10

Н7С3 9 I {- С ’ ^ у л О

Ч^'\г-¥^\Ж0 основание , °

О N Ы хЯСН2СО()Н о У Н "8СИ2СОО-*и'

сн3 СН3

43 44-50

В+= К+(44), (45), Н3^-Н2С~<^) (46),

Н2+>Г^)(47), Н3+1>М^}(48), Н2->Г^1 (49), Н5С2—+Ы^О (50)

ЯМР ’Н спектры солей (46, 48) содержат сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента, тиетандиоксидного цикла и синглет 3-СН3 группы. Спектры содержат также сигналы протонов соответствующих протонированных аминов. Например, сигналы протонированного бензиламина наблюдаются в виде синглета ЫСН2 группы при 3.97 м.д. и мультиплета С6Н5 группы в интервале 7.34-7.41 м.д.

Строение солей (46-49) подтверждено также ИК-спектрами.

Этиловый эфир [З-метил-1 -н-пропил-7-(1,1 -диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (51) синтезировали кипячением кислоты (43) в среде этанола в течение трех часов в присутствии концентрированной серной кислоты в

качестве катализирующего и водоотнимающего агента (схема 11). Эфир (51) образуется с выходом 87 %.

Спектр ЯМР 'Н этилового эфира (51) содержит сигналы протонов тиетанди-оксилного цикла, 1-н-пропильного фрагмента, синглеты 3-СНз и 8СН2 групп. Триплет при 1.19 м.д. и квартет при 4.11 м.д. с КССВ 7.05 Гц подтверждают образование сложного эфира.

ЯМР 13С спектр сложного эфира (51) содержит сигналы углеродов бицикла ксантина, 1-«-пропильного остатка, 8СН2и 3-СН3 групп. Сигналы углеродов тие-тандиоксидного цикла регистрируются при 70.01 (8(СН)2) и 39.16 (КСН) м.д. Образование сложного эфира подтверждается сигналами углеродов этокси-группы при 13.97 и 61.38 м.д.

Строение соединения (51) подтверждено также ИК-спектром.

Кипячением этилового эфира (51) с гидразин-гидратом в соотношении 1:3 в среде этанола в течение 30 минут синтезировали гидразид [3-метил- 1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (52) с выходом 71 % (схема 11).

В ЯМР 'Н спектре гидразида (52) наблюдаются сигналы протонов тиетанди-оксидного цикла, 1 -«-пропильного фрагмента и синглет 3-СН3 группы. Удвоение синглетов БСНг, ЫН и КН2 групп показывает существование Ъ, Е-изомерии вокруг гидразидной С-Ы связи. Соотношение изомеров, вычисленное как отношение высот синглетов БСН2 группы при 3.91 (2) и 4.32 (Е) м.д., составляет 5:1.

Строение соединения (52) подтверждено также ИК-спектром.

Илиденгидразиды [3-метил-1 -н-пропил-7-(1,1 -диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (53-58) получали взаимодействием соединения (52) с ароматическими альдегидами и ацетофенонами (схема 12) в среде этанола с добав-

Схема 11

Н7С

п

О

О

лением каталитических количеств хлористоводородной кислоты. Илиденпроиз-водные (53-58) образуются с выходом 54-90 %.

Схема 12

O N N SCH2CONH-NH2 О N N SCH2CONH-N=C^

CH3 СН3 R

52 R=H(53,54,56,58), СН3 (55,57) 53-58

_/=Г3 !К

Rl= -\_}-ОЯ(53), но Ч_/(55)'

—^ (56)- -^O^N02 (57), (58)

Вг

В ЯМР ' Н спектрах соединений (53, 54, 57) наблюдаются сигналы протонов 1-н-пропильного заместителя, 3-СНз группы и тиетандиоксидного цикла, а также заместителей в положении 8. В спектрах проявляется Z> Е-изомерия вокруг гид-разидной C-N связи, что подтверждается удвоением синглетов SCH2, NH и =СН групп и сигналов ароматического заместителя. В спектре соединения (53) соотношение изомеров, вычисленное как отношение высот синглетов SCH2 группы 4.10 (Z) и 4.43 (Е) м.д., составляет 1:2.

Строение илиденгидразидов (53-55, 57) подтверждено также ИК-спектрами.

2. Анализ результатов биологических испытаний производных (1 -н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот

С целью выявления биологической активности синтезированные соединения испытаны на антиагрегационную, антикоагуляционную и антидепрессивную активность на кафедрах биохимии и фармакологии №1 Башкирского государственного медицинского университета. Проведен прогноз их биологической активности.

Влияние на агрегацию тромбоцитов 14 новых производных (1-и-про-пилксантинил-8-тио)уксусных кислот (8, 14-16, 26, 27-32, 43, 46-48) определяли по методу Born на агрегометре “Thromlite-ЮОбА” с использованием донорской крови человека. Метод основан на регистрации изменения оптической плотности богатой тромбоцитами плазмы до и после введения индуктора агрегации тромбоцитов (АДФ - 20 мкг/мл, коллаген - 5 мг/мл). Препараты сравнения - пентокси-

филлин и этамзилат.

При использовании в качестве индуктора АДФ бензиламмониевая и цикло-гексиаммониевая соли (]-//-пропилксантинил-8-тио)уксусной кислоты, содержащей диоксотиетановый цикл (46, 48) проявили проагрегантную активность (табл. I), превосходящую этамзилат более двух раз, не вызывая в отличие от этамзилата спонтанную агрегацию.

При использовании в качестве индуктора коллагена наибольшую антиагрега-ционную активность проявила циклогексиламмониевая соль (1-и-пропилксантинил-8-тио)уксусной кислоты, содержащей тиетаноксидный цикл (32), подавляя агрегацию тромбоцитов в концентрации 2 ммоль/л на 12.3 %, а в концентрации 1 ммоль/л на 8.3%. Пентоксифиллин в данных концентрациях не влияет на коллаген-индуцированную агрегацию тромбоцитов.

Таблица 1

Влияние соединеннн 46,48 н этамзилата на АДФ-индуцированную

агрегацию тромбоцитов

Соедине- ние Концентрация, ммоль/л п Спонтанная агрегация, % к контролю Усиление агрегации тромбоцитов, % к контролю

46 2 7 - 8,5±2,1*’ **

1 7 - 5,Ш,9*

0,5 7 - 2,3±1,2*

48 2 7 - 9,9±2,3*’ **

1 7 - 7,2±1,7*’ **

0,5 7 - 3,1±1,4*

этамзилат 2 7 22,1 ±3,4* 3,7±1,2*

1 7 10,2±2,9* 4,2±1,4*

0,5 7 2,9±1,5* -

Примечание: * - р<0,05;

** - отличие от препарата сравнения достоверно (р=0,005).

Антикоагуляционную активность 14 производных (1 -л-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот (8, 14-16, 26, 27-32, 43, 46-48) определяли на турбометриче-ском гемокоагулометре Solar CGL 2110 с использованием донорской крови человека. Препарат сравнения — гепарин. Установлено, что некоторые исследуемые

вещества и гепарин в концентрации 1 мг/мл увеличивают активированное частичное тромбопластиновое время. Активность соединений уменьшается в следующем порядке: производные тиетаноксида, производные тиетандиоксида, производные тиетана. Соли с первичными аминами (32, 48) активнее солей со вторичными аминами (30, 47) в своих рядах. Циклогексиламмониевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (32) проявляет 76.2 % антикоагуляционной активности, в то время как препарат сравнения гепарин - 54.7 %.

Антидепрессивную активность 12 производных (1-и-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот (8, 14, 17, 18, 26, 28, 34, 35, 43, 45, 51, 52) в дозе 2 мг/кг определяли на половозрелых неинбредных мышах-самцах в тестах принудительного плавания и подвешивания за хвост. Препарат сравнения - флуоксетин (10 мг/кг). Антидепрессивную активность по разным показателям проявляют кислота (8), содержащая неокисленный тиетановый цикл, ее морфолиниевая соль (14), этиловый эфир (17) и гидразид (18), а также сложный эфир (34), содержащий тие-таноксидный цикл, кислота (43), содержащая тиетандиоксидный цикл, и ее гидразид (52). По длительности иммобилизации в обоих тестах наиболее активны соединения, содержащие неокисленный тиетановый цикл. Наибольшую антидепрессивную активность проявила морфолиниевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (14), вызывающая уменьшение длительности иммобилизации в тесте подвешивания за хвост на 57 %, в тесте принудительного плавания на 51 % и уменьшение индекса депрессивности на 17 %. Препарат сравнения флуоксетин вызывает достоверное уменьшение длительности иммобилизации в тесте принудительного плавания и индекса депрессивности на 43 %.

Прогноз биологической активности синтезированных соединений проводился по структурной формуле в интернет-версии компьютерной системы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances). Установлена высокая вероятность (Pa>

0.7) обнаружения среди синтезированных производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот иммуномодуляторов и модуляторов цитокинов. Для них прогнозируются также диуретическая, антиастматическая, противомикробная, противотуберкулезная и другие виды активности.

ВЫВОДЫ:

1. Установлено, что при взаимодействии 8-бром-3-метил-1-и-пропил7 ксантинов, содержащих в положении 7 тиетановый цикл, с тиогликолевой кислотой происходит нуклеофильное замещение атома брома на остаток тиогликолевой кислоты, а тиетановый цикл сохраняется. Разработаны методы синтеза (1-//-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

2. Разработаны методы синтеза солей [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-

метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-м етил-1-//-пропил-7-( 1,1-диоксо-

тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот реакциями соответствующих кислот с гидроксидами щелочных металлов и аминами.

3. Разработаны методы синтеза эфиров (1-«-пропилксантинил-8-тио)уксусных

кислот, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, реакциями [3-метил-1-//-пропил-7-(тиетанил-3)-, [З-метил-1-н-пропил-7-( 1 -оксотиетанил-3)-, [3-метил-1 -//-пропил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-

3)ксантинил-8-тио]у:ссусных кислот с этиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты.

4. Разработаны методы синтеза гидразидов (1 -//-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, реакциями этиловых эфиров [З-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [З-метил-1 -и-пропил-7-(1 -оксотиетанил-3)-, [З-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот с гидразин-гидратом.

5. Разработаны методы синтеза илиденгидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, взаимодействием гидразидов [З-метил-1 пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [З-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот с ароматическими альдегидами и кетонами.

6. Данными ЯМР 'Н спектроскопии доказано, что гидразиды и илиденгидра-зиды [З-метил-1 -н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [З-метил-1 -н-пропил-7-(1 -оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]ук-сусных кислот существуют в виде Ъ- и Е- изомеров относительно гидразидной связи С-ТЧ.

7. Выявлены новые производные (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, проявляющие антиагрегационную, проагрегантную, антикоагуляционную и антидепрессивную активность. Установлены некоторые закономерности зависимости «структура - активность» в ряду солей (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл. Проведен прогноз биологической активности синтезированных соединений в компьютерной системе PASS, который показал высокую вероятность обнаружения среди них иммуномодуляторов и модуляторов цитокинов.

8. Для дальнейшего углубленного изучения рекомендованы: циклогексилам-мониевая соль [3-метил-1 -н-пропил-7-(1 -оксотиетаншт-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антиагрегационную и антикоагуляционную активность, бензиламмониевая и циклогексиламмониевая соли [3-метил- 1-к-пропил-7-( 1,1 -диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющие проагрегантную активность, и морфолиниевая соль [3-метил- 1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антидепрессивную активность.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Халиуллин, Ф.А. Синтез тиетансодержащих (З-метил-1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот / Ф.А. Халиуллин, P.A. Губаева, Ю.В. Шабалина // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т. 16. - № 4. - С. 93-94.

2. Камилов, Ф.Х. Поиск активных соединений в ряду производных ксантина, влияющих на сосудисто-тромбацетарное звено гемостаза / Ф.Х. Камилов, Г.А. Тимирханова, A.B. Самородов, Ф.А. Халиуллин, P.A. Губаева // Вестник Российского университета дружбы народов. - 2011. - № 1. - С. 66-69.

3. Губаева, P.A. Синтез илиденгидразидов [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты / P.A. Губаева, Ю.В. Шабалина, Ф.А. Халиуллин//Башкирский химический журнал. - 2011. - Т. 18.-№ 1.-С. 109-110.

4. Халиуллин, Ф.А. Реакции замещения производных 8-бром-З-метил-ксантина, содержащих тиетановый цикл / Ф.А. Халиуллин, Ю.В. Филипенко, А.З. Саитгаллина, P.A. Губаева // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сборник научных трудов. - Вып.59. - Пятигорск, 2004. -С. 227-229

5. Филипенко, Ю.В. Реакции 8-бром-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинов с нуклеофильными реагентами / Ю.В. Филипенко, Ф.А. Халиуллин, P.A. Губаева// Медицинская наука - 2006: материалы 5-й юбилейной Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан. - Уфа, 2006. - С. 168-169.

6. Губаева, P.A. Синтез солей 3-метил-1-пропил-7-(тиетанил-3)-ксантинил-8-тиоуксусной кислоты / P.A. Губаева, Ф.А. Халиуллин // Медицинская наука-2009: материалы Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан. —Уфа. 2009.- С. 126-127.

7. Самородов, A.B. Результаты первичных исследований влияния производных ксантина на функциональную активность тромбоцитов / A.B. Самородов, P.A. Губаева, А.З Саитгалина // Вопросы теоретической и практической медицины: материалы 74-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых,- Уфа. 2009. - Т.2. - С. 124-126.

8. Халиуллин, Ф.А. Синтез и биологическая активность солей 1-замещенных

(3-метилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл / Ф.А. Халиуллин, P.A. Губаева, Ю.В. Шабалина // Химия и медицина: тезисы докладов VIII Всероссийской конференции с м ежду м ар од н ы м участием.- Уфа, 2010. - С. 79. '

9. Губаева, P.A. Синтез 3-метил-1-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тиоуксусной кислоты и ее солей / P.A. Губаева, Ф.А. Халиуллин // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сборник научных трудов. - Пятигорск 2010 - Вып.65., 2010. - С.305-306.

10. Губаева, P.A. Синтез биологически активных солей []-апкил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот / P.A. Губаева, Д.З. Му-ратаев, Ю.В. Шабалина, Ф.А. Халиуллин // Новые материалы, химические технологии и реагенты для промышленности, медицины и сельского хозяйства на основе нефтехимического и возобновляемого сырья: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Уфа, 2010. - С. 82-83.

11. Губаева, P.A. Синтез некоторых производных 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантина / P.A. Губаева, Д.А. Мунасипова // Вопросы теоретической и практической медицины: материалы 75-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых. - Уфа, 2010. - Т.1. - С. 154-155.

12. Губаева, Р.А 8-Замещенные 1-алкил-З-метилксантины, содержащие тиетановый цикл / P.A. Губаева, Д.З. Муратаев, P.M. Шарафутдинов // Вопросы теоретической и практической медицины: материалы 76-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых. - Уфа, 2011. -Т.1. - С. 146-147.

13. Шабалина, Ю.В. Синтезы и реакции тиетанилксантинов / Ю.В. Шабалина, P.M. Шарафутдинов, P.A. Губаева, Д.З. Муратаев, Ф.А. Халиуллин // Материалы XIV молодежной конференции по органической химии - Екатеринбург, 2011.-С. 518-521.

14. Шабалина, Ю.В. Синтез и биологическая активность 8-замещенных 1-алкил-3-метилксантинов, содержащих тиетановый цикл / Ю.В. Шабалина, P.A. Губаева , P.M. Шарафутдинов, Д.З. Муратаев, Ф.А. Халиуллин // Всероссийская научно-практическая конференция «Современная фармацевтическая наука и практика: традиции, инновации, приоритеты»: сборник материалов. - Самара, 2011,- С. 85-87.

15. Шабалина, Ю.В. Синтез и свойства 8-замещенных 1 -алкил-З-метил-7-(тиетанил-З)ксантинов / Ю.В. Шабалина, P.A. Губаева, А.З. Ахмерова, P.M. Шарафутдинов, Д.З. Муратаев // Современные аспекты медицины и фармации-2011: материалы конференции. - Запорожье, 2011. - Bbin.XXIV, дополнение 2. - С. 186.

16. Шабалина, Ю.В. Взаимодействие 1-алкил-8-бром-3-метил-7-(1,1- -

диоксотиетанил-3)ксантинов с нуклеофильными реагентами / Ю.В. Шабалина, P.M. Шарафутдинов, P.A. Губаева, Д.З. Муратаев, Ф.А. Халиуллин // Успехи в химии и химической технологии: сборник научных трудов - Москва, 2011. - Том XXV, №4.-С. 31-33.

Губаева Регина Амуровна СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ (1 -н-ПРОПИЛКСАНТИНИЛ-8-ТИО)УКСУСНЫХ КИСЛОТ, СОДЕРЖАЩИХ ТИЕТАНОВЫЙ ЦИКЛ

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Подписано в печать 20.01.2012 г. Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО «Типограф-У»

450098, г.Уфа, ул.Комсомольская, 2; тел. 8(347)299-19-80 Заказ №801, т.100, Формат 60x901/16.

Уч. п.л. 1,5, уел. печ. л. 1,4 Бумага офсетная. Отпечатано методом ризографии.