Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Синтез и изучение взаимосвязи "структура-активность" N-арилзамещенных производных 1,3-диазинона-4

На правах рукописи

У1Сги(,/

ЖОГЛО ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ «СТРУКТУРА-АКТИВНОСТЬ» ГЧ-АРИЛЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,3-ДИ АЗИНОНА-4

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

18 НОЯ 2013

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НАУК

Пятигорск-2013

005540140

005540140

Работа выполнена в Пятигорском медико-фармацевтическом институте - филиале государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Волгоградский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

Кодониди Иван Панайотович, доктор фармацевтических наук, доцент

Официальные оппоненты:

Лазарян Джон Седракович, доктор фармацевтических наук, профессор, Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России, заведующий кафедрой фармацевтической химии

Марковников Анатолий Савельевич, доктор химических наук, Южный федеральный университет, Научно-исследовательский институт физической и органической химии, заведующий отделом органического синтеза

Ведущая организация:

ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия»

Минздрава России

оо

Защита состоится «//» сшлгА? 2013 года в /О часов на заседании Диссертационного совета Д ^8.00^09 при ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО "Волгоградский государственный медицинский университет" Минздрава России (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11).

Автореферат разослан » ИлХ^/иХ 2013

г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 208.008.09 I Ремезова Ирина Петровна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Целенаправленный поиск новых биологически активных соединений, базирующийся на молекулярном моделировании с последующим целенаправленным синтезом, является актуальной задачей современного здравоохранения. Ядро 4-оксопиримидина и его бензаннелированного аналога хиназолин-4-она вносит основной вклад в проявление анксиолитической, седативной, ноотропной, иммунотропной, противовоспалительной активности. Сродство с эндогенными пиримидиновыми основаниями, высокая биологическая активность, а также сравнительно низкая токсичность благоприятствуют дальнейшему исследованию новых фармакологически активных производных в ряду 1,3-диазинона-4. Психическим заболеваниям отводится особое место из-за сложности их лечения и не всегда выявленной этиологии. Для устранения симптомов страха, тревожности, которые сопутствуют этим заболеваниям, применяют анксиолитические препараты. Вопросы эффективности и безопасности анксиолитиков актуальны для современной фармацевтической науки.

В терапии психопатологий до последнего времени в большинстве случаев использовались препараты бензодиазепинового ряда. Обладая широким спектром действия и быстротой достижения терапевтического эффекта, они не лишены значимых побочных эффектов, которые ограничивают их применение. К числу побочных эффектов можно отнести нарушение координации, внимания, когнитивных функций, а также синдрома отмены и их предметно-количественный учет [Бурчинский С.Г., 2008].

Таким образом, поиск анксиолитических средств, лишенных побочных эффектов бензодиазепинов, среди гетероциклических производных 1,3-диазинона-4 является актуальным для фармацевтической науки.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время появилась тенденция к поиску соединений с изолированными анксиолитическими свойствами, способными снизить до минимума отрицательные эффекты приема бензодиазепинов [Виничук С.М. с соавт., 2008]. В фармацевтический оборот

вошел новый эффективный бензоксазиновый анксиолитик этифоксин, не обладающий побочными эффектами бензодиазепинов [Micailef J. et al., 2001], терапевтический эффект которого появляется уже через неделю после начала применения [Приходько В.Ю. с соавт., 2008]. Однако подобных препаратов на фармацевтическом рынке крайне мало, следовательно, поиск новых анксиолитических препаратов - аналогов по действию этифоксину в ряду 1,3-диазинонов-4, перспективен.

Одним из путей формирования нуклеозидного центра ядра 4-оксопиримидинов является использование первичных аминов и их производных в сочетании с соответствующей карбонильной составляющей. В этом случае возможно широко варьировать различными фармакоформными заместителями в положении N-1 гетероциклического ядра.

Исходя из этого, нами осуществлен целенаправленный синтез производных 1,3-диазинона-4, обладающих анксиолитической, нейролептической, церебропротекторной и противовоспалительной активностью.

Цель и основные задачи исследований. Целью настоящего исследования является молекулярное моделирование и целенаправленный синтез производных 1,3-диазинона-4 и их ациклических предшественников, обладающих анксиолитической, церебропротекторной, противовоспалительной,

антигипоксической и актопротекторной активностями. Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Обосновать целевые структуры производных 1,3-диазинона-4 и их ациклических предшественников с применением логико-структурного подхода (ЛСП).

2. С использованием компьютерных программ PASS и Autodock 4.0 осуществить предварительный анализ фармакологических свойств прогнозируемых структур.

3. Оптимизировать условия синтеза производных 4-оксопиримидииа.

4. Подтвердить целесообразность использования изатового ангидрида для синтеза N-ариламидов 2-аминобензойной и N-бензоиламинобензойной кислот.

5. Разработать оптимальные пути синтеза 2-фенил и 2-метил Ы-арилчамещенных производных хиназолинона-4.

6. Осуществить синтез целевых структур и на основании данных фармакологического скрининга выявить соединения-лидеры.

7. Исследовать функциональные зависимости между квантово-химическими параметрами синтезированных соединений и их биологической активностью.

Научная новизна. На основе молекулярного моделирования виртуальных структур, обладающих психотропными и противовоспалительными свойствами, осуществлен синтез Ы-арилзамещенных производных 1,3-диазинона-4 и их ациклических предшественников. Модифицирована методика синтеза Ь1-арил-4-оксопиримидинов путем замены ДМСО на ДМФА.

Впервые осуществлен синтез Ы-арилзамещенных производных, содержащих стирильный фрагмент в положении 2 гетероциклического ядра, взаимодействием 4-оксопиримидинов с 2-гидроксибензальдегидом в присутствии полярного апротонного растворителя ДМСО.

Оптимизированы условия синтеза бензиламида

М-бензоиламинобензойной кислоты на основе изатового ангидрида. Подтверждены преимущества этого метода синтеза по сравнению с ранее апробированным методом. Так, использование изатового ангидрида вместо 2-фенилбензоксазинона-4 приводит к повышению выхода целевого продукта на 20%.

Предложен удобный метод получения гидрохлоридов хиназолинона-4, основанный на переводе основания в соль из .трудноразделимой смеси, содержащей целевой продукт и его ациклический предшественник.

Фармакологические исследования целенаправленно синтезированных соединений подтвердили прогнозируемые для них анксиолитическую, церебропротекторную, противовоспалительную и актопрогекторную активности.

Теоретическая н практическая значимость работы. Теоретическая значимость. Разработаны условия циклоконденсации М-ацил-Р-кетоамидов с первичными ароматическими аминами, стирилирования 4-оксопиримидинов и

замены гетероатома кислорода на азот в кислородсодержащих гетероциклических системах. Выявлено, что следующие молекулярные дескрипторы: энергии НС МО, автокорреляции Морана на основе Ван-дер-Ваальсовых объемов атомов, индекс связности 6 порядка и коэффициент ароматичности коррелируют с данными анксиолитической активности производных 4-оксопиримидина.

Практическая значимость работы. С использованием разработанных и модифицированных методик получено 48 соединений, относящихся к N-арилзамещенным производным 1,3-диазинона-4 и их ациклическим предшественникам. Из общего числа синтезированных соединений: 8 проявляют анксиолитическую активность, 5 - нейролептическую, 2 - церебропротекторную, 1 - антигипоксическую, 10 - противовоспалительную, 2 - актопротекторную. Модифицированные методики синтеза стирильных производных N-арил-4-оксопиримидинов, а также получение на их основе спиранов внедрены в НИР кафедр органической химии Южного федерального университета (РГУ). По материалам диссертации составлено информационное письмо «Поиск и изучение анксиолитической активности биологически активных соединений в ряду 2-стирилпроизводных 1,4-дигидро-4-оксопиримидина», которое передано на кафедру фармакологии Пятигорского медико-фармацевтического института -филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ для дальнейших углубленных фармакологических исследований.

Методология и методы исследования. Синтез производных 4-оксопиримидина и амидов о-бензоиламинобензойной кислоты был реализован по модифицированной методике, заключающейся в замене ДМСО на ДМФА, что привело к увеличению выхода целевых соединений на 10-15%. Подтверждение строения синтезированных соединений проводилось с использованием спектральных методов анализа. Изучение фармакологической активности проведено в соответствии с методологией классической фармакологии.

Положения, выдвигаемые на защиту. 1. Результаты молекулярного моделирования N-арилпроизводных 1,3-диазинона-4, оказывающих влияние на ЦНС.

2. Модификация метода синтеза производных 1,4-дигидро-4-оксопиримидина из К-аинл-р-кетоамидон и замещенных ароматических аминов.

3. Синтез амидов 2-аминобензойной и М-бензоиламинобензойной кислот на основе изатового ангидрида.

4. Предложен удобный метод выделения хиназолинонов-4 путем перевода их в гидрохлориды.

5. Результаты исследования цереброиротекторной, психотропной и антигипоксической активности И-арилзамещенных производных 1,3-диазинона-4, подтверждающие обоснованность молекулярного моделирования.

6. Выявленные закономерности взаимосвязи «структура-активность» и результаты корреляционного анализа молекулярных дескрипторов синтезированных соединений с их анксиолитической активностью.

Степень достоверности и апробация результатов. Диссертационная работа выполнена на современном научном уровне с использованием различных физико-химических методов анализа и компьютерных программ. Все экспериментальные дашгые были статистически обработаны и являются достоверными. Скрининговые фармакологические исследования были проведены на достаточно большой выборке животных.

Основные фрагменты диссертационной работы доложены на: 3-й международной научной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений; 3-м и 4-м всероссийских научно-практических семинарах молодых .ученых с международным участием; 3-м международном медицинском конгрессе Армении «Вместе во имя здоровья»; 68-й научной конференции по фармации, фармакологии и подготовке провизоров «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции»; 71-й научно-практической конференции молодых ученых и студентов ВолгГМУ с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины». Совместно с Э.Т. Оганесяном, И.П. Кодониди, А.Ф. Бандура получен грант для дальнейших исследований в области >)-замещенных

производных 1,3-диазинона-4. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, 4 из них - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 156 страницах (компьютерный набор), иллюстрирована 39 рисунком (22 - в приложении), 32 таблицами и состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложения и списка литературы, включающего 106 источников, в том числе 76 - иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Прогноз биологической активности 1Ч-арилзамещенных производных 1,3-Диазинона-4 и их ациклических предшественников Предварительно нами осуществлялось молекулярное моделирование виртуальных структур, обладающих прогнозируемыми фармакологическими свойствами. На первом этапе молекулярного моделирования биологически активных соединений, влияющих на ЦНС, нами осуществлен выбор основного фармакофора-ядра 1,4-дигидро-4-оксопиримидина (рисунок 1).

6 об'

I

Основные фармакофоры

6 :

Я1-Я6 Вторичные фармакофоры

К' = 2-СН3; -4-СН;; -4-СОСН5; -4-Вг; -4-К02; -3-ОН; -4-ОН Я' = Ме; РП я3 = -сн2-с6н3. -ед-сосн,, СбН4-СООС2Н5> -ед-сооед I*5 = а6 = н, оси,

Я2=СН3;С2Н5; Я6 = СН5; С2Н5; он

Рисунок 1 - Строение основного и вторичных фармакоформных фрагментов

В качестве вторичных фармакофоров использовались алкиларил-, гидроксифенил- и другие N-арилзамещенные остатки, а также стирильные фрагменты в положении 2 гетероциклического ядра. Варьирование фармакоформными фрагментами позволяет синтезировать структуры с заданной биологической активностью.

На основе логико-структурного подхода обосновано более 300 виртуальных структур, которые далее анализировались с помощью программы PASS. Данная программа позволяет выявить вероятность проявления различных видов биологической активности. Полученная выборка подразделялась на четыре группы согласно химическому строению прогнозируемых соединений.

В первую группу вошли 2,6-диалкильные замещенные 4-оксопиримидина. Наиболее перспективные из них характеризуются выраженной мембраностабилизирующей активностью. Производные, содержащие орто- и шря-толильные остатки и фрагменты ацетофенона, могут обладать нейропротекторным действием и характеризуются как вероятные агонисты дофаминовых рецепторов. Высокая антигипоксическая активность предполагается для структуры с остатком ацетофенона. Для М,-(2-гидрокси-4-нитрофенил) производного 4-оксопиримидина возможно ингибирование ЦОГ и, соответственно^ наличие противовоспалительной активности.

Наиболее перспективные 2-стирилпроизводные 4-оксопиримидина могут относиться к агонистам целостности мембран, причем наиболее выражена данная активность у стирилпроизводного. 4-оксопиримидина с остатком ацетофенона. Для всех 2-стирилпроизводных возможно проявление нейропротекторной и противовоспалительной активностей. Введение остатка стрептоцида в положение 1 гетероциклического ядра значительно повышает вероятность позитивного влияния на Б4-дофаминовый рецептор.

В группе хиназолинона-4 наиболее целесообразным, с позиции биологической активности, является 2-фенилхиназолинон-4 с фрагментом ацетофенона, так как для него прогнозируются анксиолитическая,

противосудорожная, а также с вероятностью 62% седативная и ГАМК-ергическая активность. Возможной кардиотропной активностью характеризуется ряд производных 2-фенилхиназолинона-4, в структуре которых содержится сложноэфирный фрагмент в п-положении Из-замещенного ароматического кольца.

Для сужения круга далее целенаправленно синтезируемых веществ наиболее перспективные прогнозируемые структуры подвергались процедуре молекулярного докинга. Процедура молекулярного докинга проводилась на основе структуры 02-дофаминового и ГАМКа рецептора, информация о которых получена из базы данных Swiss-Port (база данных протеинов Швейцарского института биоинформатики).

Молекулярный докинг выявил следующее: 2,6-диметил-5-фенил-1-о-толил-1Н-пиримидин-4-он и 2,6-диметил-5-фенил-1-п-толил-1Н-пиримидин-4-он обладают наибольшей способностью взаимодействовать с ГАМКА-рецептором (ГАМК-сайт); для этих же соединений возможно также взаимодействие с бензодиазепиновым сайтом связывания; все рассматриваемые 4-оксопиримидины обладают способностью взаимодействовать с Б2-дофаминовым рецептором; бензиламид N-бензоиламинобензойной кислоты и Н3-бензил-2-фенилхиназолинон-4 обладают наибольшей способностью взаимодействовать с ГАМКА-рецептором (ГАМК-сайт);

2-метил-К3-бензил-6,7-диметоксихиназолинон-4 характеризуется

наибольшей способностью связываться с ГАМКд-рецептором (бензодиазепиновый сайт); все приведенные структуры хиназолинонов-4 и их ациклических предшественников могут обладать значительным влиянием на дофаминергическую систему.

Синтез N-арил и N-алкиларилзамещенных производных 1,4-дигидро-4-оксопиримидина

Ранее на кафедре органической химии была разработана методика синтеза 4-оксопиримидинов из N-ацил-р-кетоамидов и первичных аминов в среде ледяной

уксусной кислоты с добавлением каталитических количеств ДМСО при кипячении в течение 1-2 часов. Нами предложена модификация условий синтеза производных 4-оксопиримидина (1-15) введением в реакционную среду каталитических количеств ДМФА вместо ДМСО (рисунок 2).

АсОН, ОМР

(1-15)

К = СН3, Я1 = 2-СНз-СбН,- (1); Я = С2Н5, Я' = 2-СН3-С6Н4- (2); Я = СН3, Я1 = 4-СНз-СбН,- (3); Я = С2Н5, Я1 = 4-СНз-С6Н4- (4); Я = СН3, Я' = 4-Br-Cf.IL,- (5); Я = СН3, Я1 = 3-ОН-С6Н4- (6); Я = С2Н5, Я1 = З-ОН-СЛц- (7); Я = СН3, Я1 = 4-ОН-С6Н4- (8); Я = С2Н3) Я1 = 4-ОН-С6Н4- (9); Я = СНз, Я' = 4-СН3СО-С6Н4- (10); Я = С2Н5, Я1 = 4-С02С2Н5-С6Н4- (И); Я = СНЗ, Я1 = 4^02-С6Н4- (12); Я = СН3, Я1 = 2-0Н-4-Ы02-С6Н3- (13); Я = СНз, Я' = -СН2-С6Н5 (14); Я = СН3, Я1 = -СН2-СН2-3,4-(ОН)2С6Н3 (15).

Рисунок 2 - Схема синтеза производных 4-оксопиримидина

Главное преимущество ДМФА в том, что он не разлагается при длительном кипячении и, соответственно, не протекают конкурентные окислительно-восстановительные реакции. Другим преимуществом ДМФА является более полный процесс выделения целевых продуктов. Экспериментально доказано, что при применении ДМФА вместо ДМСО наблюдается увеличение выхода продуктов синтеза на 10-15%. С целью выявления' реакционной способности ароматических аминов, вовлекающихся в реакцию цикпоконденсации, нами сопоставлялись значения зарядов на ароматической аминогруппе с величиной выхода целевого продукта реакции. Полученные результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Выходы 2,6-диметил-4-оксопиримидинов и заряд аминогруппы ароматических аминов с электронодонорными и электроноакцепторными

заместителями

Ароматические Заряд Выход

амины на атоме N продукта,%

аминогруппы

с электронодонорными заместителями

о-толиламин -0,411 72,7

п-толил амин -0,412 79,4

3-аминофенол -0,407 87,6

4-аминофенол -0,415 91

4-бромофениламин -0,404 82

с электроноакцепторными заместителями

4-аминоацетофенон -0,399 68,5

4-нитрофениламин -0,386 55

2-амино-5-нитрофенол -0,339 47,9

Исходя из данных таблицы 1, видно, что для аминов с электронодонорными заместителями заряд на азоте аминогруппы (зарядовый контроль реакции) не оказывает существенного влияния на ход реакции. Значительная роль отводится стерическим факторам. Орто-расположение заместителей, как наиболее невыгодное, приводит к наиболее низкому выходу целевого соединения (2,6-д1шетил-5-фенил-1-о-толил-1Н-пиримидин-4-она).

Электронодонорные свойства фенольного гидроксила в мета-положении ароматического ядра проявляются в меньшей степени (-0,407), а стерические затруднения практически отсутствуют. Более высокий выход продукта в случае использования З-амииофенола по сравнению с п-толиламином, возможно, объясняется влиянием +М-эффекта на орбитальный контроль прохождения реакции.

Пара-расположение заместителей исключает стерические затруднения, следовательно, выходы продуктов максимальны (79,4% и 91% для 2,6-диметил-5-фенил-1 -п-толил-1 Н-пиримидин-4-она и 1 -(4-гидроксифенил)-2,6-диметил-5-фенил-1,4-дигидропиримидин-4-она соответственно). Что касается выхода 1 -(п-бромофенил)-2,6-диметил-5-фенил-1 Н-пиримидин-4-она, то присутствие

12

брома в исходном амине, хотя он и орто-пара-ориентант, оказывает некоторое дезактивирующее влияние на ход реакции, следовательно, выход продукта несколько снижен по сравнению с таковым для 1-(4-гидроксифенил)-2,6-д1шетил-5-фенил-1,4-дигидропиримидин-4-она.

Для ароматических аминов с электроноакцепторными заместителями снижение электронной плотности на азоте аминогруппы приводит к уменьшению выхода целевого продукта. Эта тенденция наблюдается в ряду 4-аминоацетофенон >4-нитрофениламин > 2-амино-5-нитрофенол.

С целью увеличения биологической доступности наиболее перспективные с точки зрения фармакологической активности основания 4-оксопиримидинов (1, 2, 3, 10) были переведены в водорастворимые гидрохлориды (16-19) (рисунок 3).

(1-3,10) (16-19)

Я = СНз, Я1 = 2-СНз-С6Н4- (16); Я = С2П5, Я1 = 2-СН3-С6Н4- (17); Я = СН3, Я1 = 4-СНз-С6Н,- (18); Я = СНз, Я1 = 4-СНзСО-С6Н4- (19)

Рисунок 3 - Схема синтеза гидрохлоридов 4-оксопиримидинов

Полученные продукты легко растворимы в воде. В УФ-спектрах гидрохлоридов 4-оксопиримидинов^ по сравнению с основаниями наблюдается смещение максимума полосы поглощения гетероциклического ядра в сторону больших длин волн (батохромный сдвиг). В ИК-спектрах солей 4-оксопиримидинов происходит смещение полосы поглощения гетероциклического карбонила из области 1620-1650 см"1 в область 1690-1700 см"'. В ПМР-спектрах гидрохлоридов 4-оксопиримидинов появляется дополнительный химический сдвиг протонов протонированного гетероциклического ядра, проявляющийся в слабопольной области.

Синтез стирнлпроизводных 1,4-дигидро-4-оксопир1!мидина

Исходя из данных прогноза, стирилпроизводные 4-оксопиримидинов должны обладать психотропной, нейропротекторной, мембраностабилизирующей активностью, поэтому представлялось интересным провести их синтез и изучить эти виды активности. Синтез целевых структур осуществляли реакцией конденсации производных 4-оксопиримидина с 2-гидроксибензальдегидом, в результате были получены соединения (20-26) с выходами от 62 до 92% (рисунок 4).

(20-27)

К=4-Вг-С6Кг (20); К=4-С1 ЬСО-ОДЦ- (21); 11=2-СНз-СбН4- (22); К=4-С}[ГС6[14- (23); К=3-С02Н-С6Н4- (24); И=4-С02Н-С61Ьг (25); К=4-802ЫН2-С611,- (26); Я=3-С1-С(;Н4-(27).

Рнсунок 4 - Схема взаимодействия 4-оксопиримидинов с 2-гидроксибензальдегидом В продолжение исследований конденсации 4-оксопиримидинов с ароматическими альдегидами нами были получены 2-стирилпроизводные на основе 4-гидрокси-З-метоксибензальдегида.

Синтез проводили по аналогичной методике. Выходы соединений составили 72,0% и 81,0% 2-[2-(4-гидрокси-3-метоксифенил)винил]-6-метил-5-фенил-1 -п-толил-1 Н-пиримидин-4-она (28) и 4-{2-[2-(4-гидрокси-3-

метоксифенил)винил]-6-метил-4-оксо-5-фенил-4Н-пиримидин-1-ил}бетоол-

сульфонамида (29) соответственно (рисунок 5).

(28-29)

К = -С^-0"3 (28) 1 -5021ЧН2 <29>

Рисунок 5 - Схема взаимодействия 4-оксопиримидинов с 4-гидрокси-З-метоксибенз альдегидом

Синтез амидов о-бензоиламинобензойнон и 2-аминобензойнон кислот и гидрохлоридов хиназолин-4-онов

Амиды Ы-бензоиламинобензойной кислоты представляют интерес в виду их высокой биологической активности, а также того факта, что они являются ациклическими предшественниками производных 2-фенилхиназолинона-4. Синтез амидов о-бензоиламинобензойной кислоты осуществляли взаимодействием 2-фенилбензоксазинона-4 с ароматическими аминами в среде ледяной уксусной кислоты и в отличие от ранее используемой методики с заменой полярного ДМСО на ДМФА. Данное взаимодействие часто приводит к образованию смеси хиназолинона-4 и его ациклического предшественника.

Разделение полученных смесей перекристаллизацией трудоемко и не всегда приводит к хорошему результату. Мы применили другой способ: через реакционные смеси пропускали хлороводород, при этом в растворах оставались амиды о-бензоиламинобензойной кислоты (30-32, 36), а гидрохлориды производных 2-фенилхиназолинона-4 (41-44) выпадали в виде белых кристаллических осадков (рисунок б).

о

о

на

X +

I РИ

о

(41-44)

N111«

(30-32,36)

Я = - СбКгСОСН;, (30,42); -С6Н4-СООС2Н3 (31,43); -С6Н4-СООС4Н9 (32,44); -СН2-СбН5(36,41).

Рисунок 6 - Схема синтеза амидов о-бензоиламинобензойной кислоты и гидрохлоридов хииазолинонов-4 Взаимодействие 2-фенилбензоксазинона-4 с п-броманилином, п-нитроанилином и 3,4-дигидроксифенилэтиламином привело к образованию 2-бензоиламино-М-(4-бромфенил)бензамида (33); 2-бензоиламино-К-(4-

нитрофенил)беизамида (34) и 2-бензоиламино-№[2-(3,4-дигидроксифенил> этил]бензамида (35) соответственно (рисунок 7).

Рисунок 7 - Схема взаимодействия 2-фенилбензоксазинона-4 с п-броманилином, п-нитроанилином и 3,4-дигидроксифенилэтиламином С целью расширения препаративных возможностей синтеза Ы-замещенных амидов антраниловой кислоты нами были получены из изатового ангидрида амиды антраниловой кислоты (38-40) (рисунок 8).

о

(35)

о

о

о СО.

ши,

и

н

(38-40)

К- -СН2-С6Н5 (38); 4-СНз-С6Н4- (39); 2-СЫ3-Сг,П г (40).

Рисунок 8 - Схема синтеза амидов 2-аминобензойной кислоты на основе изатового ангидрида Синтезы реализованы кипячением изатового ангидрида с первичными аминами в среде ДМФА. Выходы целевых продуктов составили 82-94%.

Синтез производных 2-метил-6,7-диметоксихиназолин-4-она Использование 2-метил-6,7-диметокси-3,1-бензоксазинона-4 вместо 2-феннлбензоксазинона-4 в реакциях замены гетероатома кислорода на азот с первичными ароматическими аминами приводит к формированию 2-метил-6,7-диметоксихиназолинонов-4 (45-48). Этот факт объясняется тем, что замена ароматического ядра, создающего значительные стерические затруднения, на меньший по объему метильный радикал способствует более легкому формированию гетероциклической системы (рисунок 9).

(45-48)

К= -802Ы1Ь (45); -СО-СН3 (46); -С02С2Н5 (47); -С112-С6Н5 (48).

Рисунок 9 - Схема синтеза производных 2-метил-6,7-диметоксихиназолинона-4

диметоксибензоксазинона-4 с производными ароматических аминов в среде ледяной уксусной кислоты в присутствии ДМФА. Этот метод позволяет

Синтезы были

осуществлены

кипячением

2-метил-6,7-

расширить границы получения хииазолинонов-4 на основе аминов, являющихся слабыми нуклеофилами.

Исследование фармакологической активности синтезированных соединений

Психотропная активность синтезированных соединений изучена профессором И.В. Тюренковым (ВолГМУ) и проф. Э.А. Манвелян (СКГУ); анксиолитическая активность - к.ф.н. И.Н. Дьяковой; острая токсичность -профессором В.Е Погорелым, к.ф.н. JI.M. Макаровой и к.ф.н. И.Н.Дьяковой; актопротектарная и антигипоксическая активность - доцентом С.А. Кулешовой и к.ф.н. JT.M. Макаровой; противовоспалительная активность - доцентом B.C. Давыдовым, за что мы выражаем им глубокую благодарность.

Исследование психотропной активности 2-стирилпроизводных 4-оксопиримидина в тесте «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт» выявило их высокое анксиолигическое действие, причем 2-[2-(2-гидроксифенил)винил]-6-метил-5-фенил-1 -о-толил-1 Н-пиримидин-4-он обладает наиболее высокой анксиолитической активностью.

Изучение влияния на ЦНС N-арилпроизводных 4-оксопиримидина и амидов о-бензоиламинобензойной кислоты методикой «Конфликтная ситуация» и «Открытое поле» выявило выраженную анксиолитическую актргеность для п-бромофениламида о-бензоиламинобензойной кислоты и для 4-оксопиримидина с фрагментом п-нитрофенил.

В результате фармакологических испытаний установлено, что наибольшим церебропротекторным эффектом обладает гидрохлорид 2,6-диметил-5-фенил-1-п-толил-1Н-пиримидин-4-она (соединение-лидер). Дальнейшее исследование соединение-лидера выявило его высокую антиоксидантную и антигипоксическую активность. По антиоксидантной активности его действие сопоставимо с мексидолом, а по противогипоксической активности статистически значимо превосходит препарат сравнения.

Выявление количественных соотношений взаимосвязи «структура-активность» N-арилзамещенных производных 1,3-Д"азино11а-4

С целью выявления количественных соотношений взаимосвязи «структура-психотропная активность» нами были рассчитаны квантово-химические ескрипторы 10 N-арилпроизводных 4-оксопиримидина с фрагментами гидроксифенилов, толилов и 2-стирилпроизводных. Наиболее значимый коэффициент корреляции наблюдается между НСМО и количеством стоек. Коэффициент корреляции оказался равным 0,8244, что указывает на возможную внутрирядовую взаимосвязь между НСМО и ноотропным эффектом N-арилзамещенных производных 4-оксопиримидина.

Коэффициент корреляции между НСМО и числом пройденных квадратов оказался равным 0,7109, что указывает на возможную внутрирядовую взаимосвязь между НСМО и анксиолитическим эффектом соединении. С использованием программы TEST рассчитывалась линейная регрессия многопараметровой корреляции по параметру «число стоек», которая характеризует когнитивные свойства. По параметру «число стоек» для выборки, состоящей из М-арил-4оксопиримидинов и 2-стирил-производных коэффициент корреляции оказался равным (R2 = 0,92945). В случае исключения из корреляционного анализа стирилпроизводных коэффициент корреляции возрастает (R2 = 0,9991). Выявлено, что проявление ноотропного эффекта синтезированными соединениями коррелирует со следующими молекулярными дескрипторами: индекс связности 6 порядка; энергия связи СН; дескриптор автокорреляции Морана в соответствии с Ван-дер-ваальсовыми объемами атомов;. и наименьшее значение матрицы Бурдена в соответствии со значениями электроотрицательности атомов. Перечисленные выше молекулярные дескрипторы коррелируют с данными прогноза биологической активности 4-оксопиримидинов, что подтверждает обоснованность молекулярного моделирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные итоги выполненного диссертационного исследования сводятся к следующим основным положениям.

1. На основе логико-структурного подхода, а также расчетов энергетических составляющих взаимодействия «лиганд-рецептор» обоснован выбор 48 соединений, осуществлен их синтез, причем из 48 полученных соединений 21 синтезированы впервые.

2. Модифицирована методика синтеза 4-оксопиримидинов взаимодействием М-ацил-Р-кетоамидов с первичными ароматическими аминами путем замены растворителя ДМСО на ДМФА, что привело к увеличению выхода целевых соединений на 10-15%.

3. Подтверждена целесообразность получения амидов о-бензоиламинобензойной кислоты из изатового ангидрида.

4. Предложен удобный метод выделения хиназолинонов-4 путем перевода их в гидрохлориды.

5. Выявлено, что гидрохлорид 2,6-диметил-5-фенил-1-п-толил-1Н-пиримидин-4-она является «соединением-лидером» следующих видов биологической активности: церебропротекторной, противовоспалительной, антиоксидантной и антигипоксической.

6. Проведен корреляционный анализ между квантово-химическими параметрами синтезированных соединений и значениями биологической активности: максимальный коэффициент корреляции наблюдается в случае психотропной активности.

7. Определен ряд квантово-химических и топологических молекулярных дескрипторов, которые целесообразно использовать в прогнозе психотропной активности энергии НСМО, индекс связности 6 порядка, минимальное значение электротопологического состояния атома водорода и автокорреляции Морана на основе Ван-дер-Ваальсовых объемов атомов.

Перспективы дальнейшей разработки темы диссертационного исследования основаны на использовании выявленных закономерностей

заимосвязи «структура - анксиолнтическая активность» N-apnn-4-ксопиримидинов с целью последующего направленного поиска новых ффективных и безопасных соединений данного ряда, обладающих нксиолитической активностью. Разработанные условия стирилирования -арил-4-оксопиримидинов 2-гидроксибензальдегидом являются

терспективными для дальнейших исследований по стирилированию соединений энного ряда другими ароматическими альдегидами. Получение [юточувствительных спиранов на основе 2-стирилпроизводных -оксопиримидинов представляет определенный научный интерес для оследующего исследования их биологической активности.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации Синтез и биологическая активность N-гетероциклических производных ,4-дигидро-4-оксопиримидина / И.П. Кодониди, Э.Т. Оганесян, Ю.И. Рябухин, .П. Смирнова, Т.А. Лысенко, С.А. Кулешова, E.H. Жогло [и др.] / Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2012. -°4. - С. 19-26. (Из перечня журналов ВАК).

N-производные хиназолинона-4 и их ациклические предшественники: интез и взаимосвязь «структура-психотропная активность» / И.П. Кодониди, Э.Т. ганесян, Д.С. Золотых, И.Н. Тюренков, В.В. Багметова, Т.А. Лысенко, A.B. вченко, E.H. Жогло // Вопросы биологической, медицинской и армацевтической химии.-2012. - №4.-С.27-32. (Из перечня журналов ВАК).

Целенаправленный синтез производных 1,4-дигидро-4-оксопиримидина, бладающих актопротекторной активностью / Э.Т. Оганесян, И.П. Кодониди, С.А. улешова, Л.М. Макарова, E.H. Жогло [и др.]// Вопросы биологической, едицинской и фармацевтической химии. - 2013. - №3. - С.21-27. Из перечня журналов ВАК).

Сравнительная антиоксидантная и антигипоксическая активность нового производного 1,4-дигидро-4-оксопиримидина - соединения PDMpT HCl и 1ексидола / Е.В.Петрова, Э.Т. Оганесян, И.П. Кодониди, E.H. Жогло // кспериментальная и клиническая фармакология. - 2013. - №6. - С.38-40. (Из еречня журналов ВАК).

5. Противовоспалительная активность производных 4-оксопиримидина и амидов о-бензоиламинобензойной кислоты / И.П. Кодониди, Э.Т. Оганесян, B.C. Давыдов, С.А. Кулешова, A.B. Ивченко, Д.С. Золотых, E.H. Жогло // Высокотехнологические методы диагностики и лечения заболеваний сердца, крови и эндокринных органов: тез. докл. науч.- практ. конф. с междунар. участием// Бюллетень федерального центра сердца, крови и эндокринологии им.

B.А. Алмазова. - 2010. - №2. - С. 101.

6. Целенаправленный поиск новых ГАМК-эргических вешеств с использованием метода молекулярного докинга / Э.Т. Оганесян, И.П. Кодониди, И.Н. Тюренков, E.H. Жогло [и др.] // Вместе во имя здоровья: тез. докл. 3 Междунар. мед. конгр. Армении 7-9 июля 2010г.- Ереван: Ереванский госуд. мед. университет, 2011. - С.368-369.

7. Целенаправленный поиск новых НПВС с использованием метода молекулярного докинга / Э.Т. Оганесян, И.П. Кодониди, И.Н. Тюренков, E.H. Жогло [и др.] // Вместе во имя здоровья: тез. докл. 3 Междунар. мед. конгр. Армении 7-9 июля 2010г.- Ереван: Ереванский госуд. мед. университет, 2011. -

C.368.

8. Церебропротекторное действие N-арилзамещенных производных

1,4-дигидро-4-оксопиримидина и их влияние на мозговое кровообращение /И.Н. Тюренков, Е.В. Петрова, Э.Т. Оганесян, И.П. Кодониди, E.H. Жогло // Вестник Волгоградского гос. мед. университета/ Современные проблемы медицинской химии. Направленный поиск новых лекарственных средств: материалы 3 Всерос. научно-практ. семин. молод, учён. £ междунар. участ. (приложение).- Волгоград, 2011. -Вып.4(40). - С. 22-25.

9. Жогло, E.H. Встречный синтез 2-бензоиламино-М-бензил-бензамида на основе изатового ангидрида / E.H. Жогло // Вестник Волгоградского гос. мед. университета/ Современные проблемы медицинской химии. Направленный поиск новых лекарственных средств: материалы 4 Всерос. научно-практ. семин. молод, учён, с междунар. участ. (приложение).- Волгоград, 2012. - С. 27-29.

0. Целенаправленный синтез амидов о-бензоиламинобензойной кислоты, в ачестве предшественников хиназолинонов-4 обладающих влиянием на ЦНС/ .П. Кодониди, Э.Т. Оганесян, E.H. Жогло [и др.]// Новые направления в химии

етероциклических соединений: материалы 3 Междунар. науч. конф. -таврополь: Изд-во СКФУ, 2013. - С.280.

1. Молекулярное конструирование, целенаправленный синтез и нтигипоксическая активность N-арилпроизводных 1,3-диазинона-4 / И.П. одониди, JI.M. Макарова, С.Х. Муцуева, С.Н. Бачманова, E.H. Жогло // азработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. ауч. тр. - Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2007. - Вып. 62. - С. 305-307.

2. Молекулярное конструирование производных 1,3-диазинона-4 и их циклических предшественников, обладающих противовоспалительной ктивностью / A.A. Глушко, И.П. Кодониди, Д.С. Золотых, Т.А. Лысенко, С.А. улешова, B.C. Давыдов, E.H. Жогло [и др.] // Разработка, исследование и аркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. - Пятигорск: чтигорская ГФА, 2011. - Вып. 66. - С. 500-504.

3. Синтез и анализ некоторых N-бензилпроизводных 1,3-диазинона-4 / Т.Ю. рчинова, И.П. Кодониди, С.А. Кулешова, E.H. Жогло [и др.] //Разработка, сследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. -ятигорск: Пятигорская ГФА, 2012. - Вып. 67. - С. 208-210.

14. Синтез и специфическая активность ариламидов о-бензоиламинобензойной ислоты / E.H. Жогло [и др.] // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб. науч. тр. - Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2012. Вып. 67.-С. 237-239.

ЖОГЛО ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ «СТРУКТУРА-АКТИВНОСТЬ» И-АРИЛЗАМЕЩЕННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 1,3 - ДИАЗ ИНОНА-4

14.04.02 -фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ НАУК

Подписано в печать » 11.2013 г. Формат бумаги 60х 84 1/16 Бумага книжно-журнальная. Печать ротапринтная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № ^о?

Пятигорский медико-фармацевтический институт — филиал Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11)