Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Синтез, свойства и биологическая активность 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов

/

На правах рукописи

Король Андрей Николаевич

СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ 1-ГИДРОКСИАЛКИЛ-4-АЦИЛ-5-АРИЛ(2-ГЕТЕРИЛ)-З-ГИДРОКСИ-З-ПИРРОЛИН-2-ОНОВ

Специальность 14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

IО МАП 2015

Пермь 2015

005569187

Диссертационная работа выполнена в государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель:

Гсин Владимир Леонидович доктор химических наук, профессор ГБОУ ВПО

«Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава России

Научный консультант:

Сырошпов Борис Яковлевич доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО

«Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава России

Официальные оппоненты:

Шевердов Владимир Петрович доктор фармацевтических наук, профессор, ФГБОУ

ВПО «Чувашский государственный университет имени И. II. Ульянова», профессор кафедры органической и фармацевтической химии химико-<]>армацевтического факультета Абишев Георги» Георгиевич доктор химических наук, профессор. ФГБУН

«Институт технической химии УрО РАН», ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет».

Защита состоится 09 июня 2015 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава России по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2. Тел./факс (342)233-55-01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава России по адресу: 614070. г. Пермь, ул. Крупской. 46.

Текст диссертации размещен на сайте ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевт ическая академия» Минздрава России http://www.pfa.ru 05 марта 2015 г. Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте Министерства образования и пауки Российской Федерации http://www.mon.go_v,ru <-03л £1 2015 г.

Автореферат, отзыв научного руководителя и объявление о защите диссертации размещены на сайте ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава России http://www.pfa.ru 03 апреля 2015 г. Автореферат разослан «¿2?» а^^елсЛ 2015 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208.068.01 __ Н.В. Слепова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОТЫ

Актуальность проблем»»!. Важнейшими задачами фармацевтической химии являю |ся моделирование, синтез и изделие свойств hobi»l\ химических соединений с высокой биологической активностью и малой токсичностью. С ной точки зрения З-i идрокеи-3-пирролин-2-оны. их производные и полученные на их основе конденсированные системы «етероциклов, представляют собой один из перспективных для изучения классов оришичееких веществ. Структура данных соединений преде кшлепа во фра1 менiax mhoiих известных лекарственных соединений (иирацегам, атропин, циалокобаламин, i лимепирид, имипенсм, линкомицин. клиндамицин, каитоприл. жала при л), в сложных молекулах океиредукглз, ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции (пирролин-5-карбоксилат-редуктаза. 1-пирролин-5-карбоксилат-дегидрогеназа). Среди З-i идрокси-3-пирролин-2-онов и их производных обнаружены вещества с различными видами биологической активности, в частности, поотронной, нрошвопоспалителыюй, аналыетической, антимикробной, антиагрС1антной и противовирусной. Установлена зависимость между химическими свойствами, характером заместителя в положении 1 гстероцикла и биологической активностью. В продолжение синтеза новых биоло! ически активных веществ, среди I-замещенных З-iидрокси-З-пирролин-2-опов представляло интерес введение в положение 1 гстероцикла 1Идроксимс1Нлиюю, 2-1 идроксин ильнот, З-гидроксипропильного и 2-гидр0кси11р0нильн010 заместителей и изучение их влияния па химические свойства и биологическую активность 1 -(i идрокеиметил-, 2-1 идрокеинил-,

3-гидроксипропил-, 2-гидроксипроиил)-4-ацил-5-арил-3-1 идрокеи-З-нирролин-2-онов.

Цель работы. Целью данной работы является исследование и разрабо1ка методик синтеза соединений ряда 1-1ИДроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-1С1ерил)-3-1 идрокси-З-пирролин-2-онов, получение на их основе новых гетероциклических соединений, изучение их свойств и биологической активности, а также оценка биологической активности в зависимости oí строения синтезированных веществ.

Задачи исследования. Д;гя достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:

1. Разработать простые препаративные методики синтеза l-iидрокеиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.

2. Исследовать взаимодействие синтезированных 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил{2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с мопо- и бинуклеофильиыми реагентами.

3. Провести первичный фармакологический скрининг полученных соединений, проанализировать его результаты, установить взаимосвязь структуры и биоло» ичеекого действия веществ.

4. На основе полученных данных выявить наиболее перспективные вещества ;1ля дальнейшего изучения в качестве потенциальных лекарственных средств.

Научная нов»1ша. Изучена трехко.мпонентпая реакция метиловых >фиров ацилпировиноградных кислот со смесью ароматического или гетероциклическою альдегида и этаноламина, З-аминопропанола и 1-амино-2-пропанола.

Разработан препаративная методика синтеза ранее неизвестных \-\идроксиметил-4-ацетил-5-арил(2-пнридил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов на основе реакции (}юрмальдегида и

4-ацетил-5-арил(2-пиридил)-7//-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов. Последние были получены трехкомпонентной реакцией метилового эфира ацетилпировижнрадной кислоты, ароматического или гетероциклического альдегида и ацетата аммония.

С целью сравнения характера влияния заместителя в 1 положении З-гидрокси-З-пирролин-2-она реакцией метилового эфира ацетилпировиноградной кислоты со смесью ароматического альдегида и 2-этилгексиламина были получены 1-(2-этилгексил)-4-ацетил-5-арил-З-гидрокси-З-пирролин-2-оны.

Исследованы химические свойства синтезированных 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с различными моно- и бинуклеофнлами. Установлено, что при взаимодействии с 4-ароил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онами нуклеофильные реагенты атакуют енолизованнуто карбонильную гр%тту в 3 положении гетероцикла с образованием ранее неизвестных 3-алкил и 3-ариламинопроизводных З-пирролин-2-онов. В реакциях с

4-ацетил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онами нуклеофильная атака переносится на карбонильн\то группу ацетильного фрагмента с образованием 4-(1-ариламиноэтилиден)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.

Установлено, что при взаимодействии 1-(3-гидроксипропил)-4-ацетил-5-фенил-3-гидрокси-З-пирролин-2-он с анилином в ледяной уксусной кислоте, помимо аминирования карбонильной группы ацетильного фрагмента, идет ацилирование гидроксипропилыюй цепи с образованием 1-(3-ацетоксипрош1Л)-4-(1-фениламиноэтилиден)-5-фенил-3-гидрокси-3-пирро-лин-2-она. Без добавления ароматического амина происходит только ацилирование с образованием 1-(3-ацетоксипропил) производных. В среде диоксана ацилирование исходных З-гидрокси-З-гшрролин-2-онов не происходит.

Обнаружено что реакция 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-она с гидразингидратом на первой стадии проходит по третьему положению гетероцикла с образованием 3-гидразона, который при нагревании циклизуется с образованием конденсированной гетероциклической системы пирроло[3,4-с]пиразола. По третьему положению гетероцикла идет и реакция 1-(2-гидроксиэтил)-4-фторбензоил-5-(4-фторфенил)-3-гидрокси-З-пирролин-2-она с мочевиной, с образованием 3-аминопроизводного.

Взаимодействием 1-(3-гидроксипропил)-4-ацетил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с гидразидами арил(гетерил)карбоновых кислот получены 1-(3-гидроксипропил)-4-(1-арил(гетерил)карбоксигидрозидэтилиден)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны.

С помощью спектральных методов анализа, таких как ЯМР 'Н, ИК- спектроскопии, масс-спектрометрии установлена структура полученных соединений. Осуществлен синтез 122-х новых соединений. 79 из которых подвергнуты испытаниям на различные виды фармакологической активности. Получены и проанализированы результаты антимикробной, противогрибковой, противовоспалительной, анальгетической, антигипоксической, ноотропной активностей, острой токсичности синтезированных веществ. Выямен ряд закономерностей между структурой и биологическим действием полученных веществ, 2 соединения рекомендованы для дальнейшего фармакологического изучения.

Практическая значимость. Разработаны препаративные методики синтеза ранее неизвестных 1-(гидрокси метил-, 2-гидрокснэтил-, 3-гидроксипропил-, 2-гидроксипропил, 2-этилгексил)-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-гидроксиалкил-4-(1-ариламиноэтшщден)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.1-(2-гидроксиэтил)-4-ароил-5-арил(фенил)-3-арил(этил)амино-3-пирролин-2-онов,1-(3-ацетоксипропил)-4-ацетил(1-фенил-аминоэтилиден)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов, 1-(2-гидроксиэтил)-4-(4-фторбензоил)-

5-(4-фторфенил)-3-амино-3-пирролин-2-онов, 3-арил(метил,2-тиенил)-4-арил(2-гетерил)-5-гидроксиалкил-4,6-дигидропирроло[3,4-с]пиразол-6-онов, 1-(3-гидроксипропил)-4-(1-арш1(гетерил)карбоксигидрозидэтилиден)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на школе-конференции молодых ученых, посвященной 80-летию химического факультета Пермского государственного национального исследовательского университета «Современные проблемы фундаментальной и прикладной химии» (Пермь. 2011); на III Международной конференции Института технической химии УрО РАН «Техническая химия, от теории к практике» (Пермь, 2012); Российской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные проблемы фармацевтической науки», посвященной 75-летию ПГФА (Пермь, 2012): Российской научно-практической конференции студентов и молодых ученых ПГФА «Тенденции и инновации современной фармацевтической науки» (Пермь. 2014); научно-практической конференции с международным участием «Создание конкурентоспособных лекарственных средств - приоритетное направление инновационного развития фармацевтической науки» (Пермь. 2014).

Публикации. Основные результаты научных исследований отражены в 9-ти публикациях: 4 статьи, 3 из которых опубликованы в изданиях перечня ВАК и 5 тезисов докладов на конференциях различного уровня.

Связь задач исследования г проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований Пермской государственной фармацевтической академии (номер государственной регистрации 01.9.50 007419). Тема утверждена на заседании Ученого совета Пермской государственной фармацевтической академии, протокол№3 от25 ноября 2010 года.

Личное участие автора в получении научных результатов.

Изучены и обобщены данные отечественной и зарубежной литературы по методам синтеза пиррол-2,3-дионов. их свойствам и биологической активности. Синтезировано 122 неописанных ранее соединения, структура которых подтверждена данными ЯМР 'Н, ИК-спектроскопии и масс-спекгрометрии. Непосредственно изучена антигипоксическая и ноотропная активность у 7-ми синтезированных соединений, у 3-х определена острая токсичность. Проведена статистическая обработка полученных результатов. Проведен анализ результатов изучения химической и биологической активности, на основании которого подготовлены и опубликованы научные статьи и тезисы.

Объём и структура диссертации. Содержание работы изложено на 182 страницах машинописного текста и состоит из введения. 4 глав, выводов, рекомендаций, библиографического списка, включающего 169 работ отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 37 таблиц, 20 схем.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соответствуют области специальности, конкретно пунктам 2 и 3 паспорта фармацевтическая химия, фармакогнозия.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Синтез 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирратин-2-онов.

2. Взаимодействие синтезированных соединений с моно- и бинуклеофильными реагентами.

3. Установление структуры полученных соединений на основании ЯМР 'Н, ИК спектроскопии, масс-спектрометрии.

4. Результаты фармакологических испытаний синтезированных соединений. Установление взаимосвязи их строения с активностью.

ОСНОШЮК СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Синтез, свойства п биологическая aicrimnocTb тстрагидропиррол-2,3-дио110в (обзор литературы).

1! главе приводятся обобщенные данные литературы но способам синтеза, химическим превращениям и биологической активности тстрагидропиррол-2,3-дионов и их производных.

Глава 2. Синтез и umiiciua 1-гидрокс1^1Ю1Л-4-аш1л-5-арил(2-гетерил)-3-г11дроксн-3-

П1фр0ЛИП-2-0ШШ.

I! главе представлены результаты собственных исследований по изучению синтеза I -(гидроксимет ил-, 2-гидрокситгил-, 3-гидроксипропил-, 2-гидроксиггропил)-4-ацил-5-арил(2-гстор|1л)-3-гидрокси-3-пирроли11-2-опов, их взаимодействия с моно- и бинуклеофилытыми реагентами.

2.1. Синтез 1-Г11Дрокхиалк-|1Л-4-ац11л-5-арил(2-гстерил)-3-Г11дрокс11-3-П11рро.т1ш-2-

OHOI1.

Разработан и изучен днухстадийный способ получения 1-гидроксиметил-4-ацетил-5-арил(2-ииридил)-3-[ идрокси-З-пирролип-2-опов. Па первой стадии трехкомпонентной реакцией метилового >фира ацегилпировипоградпой кислоты, ароматического или гетероциклического альдегида и ацетата аммония в паполе при нагревании были получены 4-ацетил-5-арил(2-пиридил)- I//-3-I идрокси-З-пирролин-2-опы (I а-е). с выходом 40 - 64 % (Схема 1).

Схема 1

° ?н -/он

,ОМе + RCHQ + AcONHí-„ _J\_

О N

Н

I а-е

К = I'h (a), 4-l-lCí.l lj (б),4-ВгС<>1 14 (в). 4-1 Сг,114 (г), 4-N02C\H4 (л). 2-Ру (е).

Реакцией полученных 1//-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов (I а-е) с формальдегидом в присутствии жвимолярпого количества углекислого калия с последующей обработкой хлороводородной кислотой были синтезированы 1-гидроксиметил-4-ацетил-5-арил(2-пиридил)-3-1 идрокси-З-пирролип-2-оиы (II а-е), с выходом 31-92 % (Схема 2).

Схема 2

он

R—С )=0 + НСНО N Н

1) К2С03

2) HCI

l а-е II а-е

К = l'li (a). 4-l-lCV.I l4 (б), 4-I5rC'(,I l4 (в). 4-l-CV.I l4 (г), 4-NO:C6f l4 (д), 2-Ру (е).

С целью синтеза 1-(2-гидрокси пил)-4-ацил-5-арил(2-пиридил)-3-1 идрокси-3-пирролин-2-онов нами была изучена трехкомпонентная реакция метилового >фира ацилпировиноградной кислоты со смесью ароматическою и гетероциклическою альдегида и этаноламина. При смешивании и нагревании -жнимолярных количеств исходных реагентов в диоксане были выделены 1-(2-гидрокситгил)-4-ацетил-5-арил-3-гидрокси-3-нирролип-2-оны (III а-к), с выходом 44 - 75 %, 1-(2-пироксилил)-4-ароил-5-арил(2-пиридил)-3-1 идрокси-3-пирролин-2-оны (IV а-я). с выходом 43 - 95 %. и 1-(2-гидрокси)тил)-4-ципнамоил-5-арил-3-гидрокси-З-пирролин-2-оны (V а-д). с выходом 74 - 86 % (Схема 3).

III а-к, IV а-я, V а-д

Ri = Me (III а-к). I'h (IV а-е), p-Tol (IV ж-к). 4-МеОСс,Н4 (IV л). .3,4-(Mc<))2Cr.lh (IV м. и), 4-ЕЮСбН4 (IV о-с), 4-ВгО,Н4 (IV т-х), 4-CIC\,ll4 (IV ц), 3.4-CI2C(,Ih (IV ч-щ), 4-1-С„П4 (IV ы, •)), 4-N02C6H4 (IV ю, я), PhCH=CH (V а-д).

R2 = Ph (III а. IV а, ж, о, i, ч). p-Tol (IV у, V a), 4-IIOC„lh (IV з, м, и). З-МеО-4-1 ЮС,,11л (IV л), 4-МеОСбН4 (III б, IV б, и, н, р. ш), 3.4-(McO)2C,,Ib (III в, IVh, ф, ю), 2.4-(Мс())2С,,Нз (IV ц), 3,4-(0СН:0)2Сб1Ь (IV х), 4-BrCf,H4 (III г, IV г), 4-С1С(,Н4 (III д. 1V;1, к. ш. V б), 4-1"С(,Н4 (III с, IV с, ы), 3-FCr,H4 (V в). 2-FC<.II4 (III ж, IV я), 4-N02C\,H4 (III з, V г), 3-N02C(,IU (III и, IV е, V д), 2-N02Ci.H4 (III к). 2-Ру (IV з).

С целью введения в 1 положение гетероцикла гидроксипронильного фра1мепта нами была изучена трехкомпонентная реакция метилового 1фира ацилнироиино] радпой кислоты со смесью ароматического или гетероциклического альдегида и 3-аминопропанола. Реакцией эквимолярных количеств реагентов в диоксане были получены 1-(3-гидроксипропил)-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны (VI а-т), с выходом 44 - 98 % (Схема 4).

Схема 4

Ri = Me (р-т), Ph (а, б), р-То! (в), 4-MeOG,H4 (г-ж). 3-МеОО,! 14 (з), 2.4-С12С„Нз (и), 4-FCf,H4 (к, л), 4-N02C(,H4 (м, н), 2-тиенил (о. п);

Ri = Ph (р), З-МеО-4-ИОСбНз (о). 4-MeOG,II4 (а, г. з). 4-МеООССс,114 (д. м). 4-С1С,,И4 (с). 2-С1СбН4 (п), 3-N02Cf,H4 (б, е. т), 2-Ру (ж, и, к. л, н), 2-Fu (л). 2-тиенил (в)

Замена 3-аминопропанола на 1-амино-2-пропанол в трехкомпонентной реакции с метиловым эфиром бензоилпировиноградной кислоты и ароматическим альдегидом в среде диоксана при нагревании привело к образованию 1-(2-гидроксипропил)-4-бензоил-5-арил-3-гидрокси-З-ппрролин-2-онов (VII а, б), с выходом 11, 45 % (Схема 5).

Схема 5

О ОН 0

R= 4-НО (а), 3,4-(МеО)2 (б).

VII а,б

Полученные соединения (1-VI1) представляют собой белые, кремовые (V в), желтые (IV п, х, ш; V а, б. г), коричневые (III к; IV щ; V д), розовые (III а, б, 1-е. з, и) кристаллические вещества растворимые в ДМФЛ и ДМСО, при нагревании в этаноле и диоксане. и нерастворимые в воде.

Структура полученных соединений (I-VII) подтверждена с помощью ИК, ЯМР 'Н-спектроскопии, а также с помощью масс-спектрометрии.

В ИК спектрах соединений (I-V1I) наблюдаются полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями кетонной карбонильной группы при 1596 - 1660 см"1, лактамной карбонильной группы при 1668 - 1710 см"1, енолыюй гидроксильной группы при 3020 - 3200 см"' и алифатической гидроксильной группы при 3310 - 3590 см"1 (у соединений I - третичной аминогруппы при 3310-3390 см"1).

В ЯМР 'Н-спектрах соединений (I-VII) присутствуют сигналы ароматических протонов в области 6,32 - 8,68 м.д., характерный синглет метанового протона в положении 5 гетероцикла в области 5,08 - 5,97 м.д.. два мультиплета протонов метиленовой группы в положении а алифатической цепи у атома азота в области 2,57 - 2,72 м.д. (СНлИвО) и 3,59 - 3,71 м.д. (С'НдНвО), (у соединений VI в области 2.63 - 2,97 м.д. и 3,42 - 3,62 м.д; у соединений II - два дублета в области 3,78 - 4,05 м.д. и 4,85 - 4,95 м.д.), два мультиплета протонов метиленовой группы в положении ß алифатической цепи в области 3,36 - 3.44 и 3,42 - 3,49 м.д. (у соединений VI в области 1,45 - 1,56 м.д. и 1,58 - 1.66 мл.). Широкие синглеты протонов алифатической и енолыюй гидроксильных групп в положении 3 гетероцикла находятся в области 4,51 - 4,87 м.д. и 10,50 - 12,30 м.д., соответственно. Также в спектрах соединений I, II, III, VI р-т наблюдается сигнал ipex протонов ацетильного остатка в области 2.19 - 2,28 м.д., в спектрах соединений VI - мультиплет протонов метиленовой группы в положении у алифатической цепи в области 3,26 - 3,35м.д., в спектрах соединений VII - синглет метанового протона СРН алифатической цепи при 5,49 - 5,51 м.д., в спектрах соединений I - синглет протона NH-группы при 9,10 - 9,28 м.д.

В масс-спектре соединения (IV ж) присутствует пик молекулярного иона с m/z (%) 337 (31,03) [М+]. а также пики фрагментных ионов с m/z (%) 119 (100) [СНзСбН4СО], 91 (32,93) [СНчСбН4], 77 (6,11) [СбН5]. 44 (5,81) [СН2СН2ОЫ]. Масс-спектры соединений III е; IV з-к, м-с, ч. ш, ы имеют аналогичный характер.

Полученные соединения (I-VII) существуют преимущественно в енолыюй форме, что подтверждается спектральными данными полученных соединении (I-VII) и реакцией со спиртовым раствором хлорида железа (III), дающей вишневое окрашивание.

На основании данных предыдущих исследований можно предположить, что механизм реакции синтеза соединений II-VII включает стадию образования основания Шиффа, по двойной азометиновой связи которого присоединяется эфир ацилпировиноградной кислоты, с образованием промежуточного эфира 3-ацил-4-арил(2-гетерил)-4-гидроксиалкиламино-2-оксобутановой кислоты и дальнейшей циклизацией последнего в 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил-З-гидрокси-З-пирролин-2-он (Схема 6).

Схема 6

О

RH

+ H2N-(CH2)nOH

I

NH I

(CH2)nOH

I

(СН2)пОН

По литературным данным у синтезированных соединений можно предположить существование межмолекулярных водородных связей (структура А) в кристаллах и концентрированных растворах. В разбавленных растворах полученных веществ возможна внутримолекулярная водородная связь (структура Б), которая реализуется за счет взаимодействия между протоном енолыюй гидроксильной группы и кислородом ацилыгого фрагмента (Схема 7).

Схема 7

<сн2)пон

"Я"

-О y-R, о

(СН2)пОН

2.2. Синтез М2-э1нл1ск-с11.т)-4-ацст11.'1-5-арил-3-1Т1дроксн-3-пирроли11-2-онов.

С цолыо сравнения характера влияния заместителя в 1 положении пирролыгого гетероцикла па физические и химические свойства, в трехкомпонентной реакции метилового зфира ацегилпировнпоградпой кислоты и ароматического альдегида, мы заменили аминоспирт на 2-)тилгексиламин. При взаимодействии указанных реагентов в диоксане при нагревании образуются 1-(2->тилгексил)-4-анегил-5-арил-3-гадрокси-3-пирролин-2-оны (VIII а-м), с выходом 43 - 76 % (Схема X).

VIII а-м

R = Ph (a), p-Tol (б), 4-1 lOCVJ 14 (в), 3-НОСлНа (г), 4-МеОСбН4 (д). 3,4-(МеО)2СбН3 (е), 4-ВгСг.1 14 (ж), 4-CICV.I U (з), 4-ГС(,114 (и), 2-FCsl U (к), 2-NO:Cf,H4 (л), З-Ру (м).

Данная реакция, по-видимому, протекает аналогично синтезу 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил-З-гидрокси-З-пирролин-2-оиов. Полученные соединения (VIII а-м) представляют собой белые или слабоокрашепные кристаллические вещества, растворимые в обычных органических растворителях (ДМФА. ДМСО, »танол, диоксан) и нерастворимые в воде.

В И1С-спектрах соединений (VIII а-г) присутствуют полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями кетонпой и лактамной карбонильных групп, при 1640 - 1656 см"1 и 1676 - 1710 см"1, соответственно, а также енольпого гидроксила при 3152 - 3160 см'1.

В ЯМР'П-спекфах соединений (VIII а-м) присутствуют сигналы ароматических протонов в области 6,54 - 7,90 м.д„ синглег метинового протона в положении 5 гетероцикла при 4,95 - 5,90 м.д„ два мультиплета паптиотопных протонов в положении а боковой цепи при 3,30 - 3.52 м.д. (С"11,\11ц) и 2,40 - 2,90 м.д. (СаЩНв), мультиплет метинового протона в положении /Í боковой цепи при 1,40 - 1,55 м.д., мультиплет четырёх метиленовых групп боковой цепи с центром при 1,2 м.д. Кроме того, присутствуют 2 мультиплета двух метальных групп при 0,70 и 0,80 м.д.: сигнал мегильной группы ацетильного остатка при 2,25 - 2,32 м.д.

Вишневое окрашивание со спиртовым раствором FeCb. наряду с данными спектров свидетельствует о существовании полученных веществ (VIII) в спальной форме.

2.3 Взаимодействие 1-1 идрок-сиалки.!1-4-а1шл-5-ар|1л-3-гидрокси-3-пнррол1ш-2-о11ов г монопуклеофильнмми реагентами.

В продолжение поиска новых биологически активных веществ, нами было изучено взаимодействие синтезированных 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с такими моионуклеофильпыми реагентами, как ацетат аммония. 1-пропиламин. анилин и его производные.

Схема 8

2.3.1 Взаимодействие l-(2-rmpoKciijriLi)-4-ancriiji-5-(4-MeioKci^i'imii)-3-i идрокси-З-пирролин-2-она с ацетатом аммония.

Установлено, что при кипячении 1-(2-гн;фоксиэтил)-4-ацетил-5-(4-метоксифепил)-3-гидрокси-З-пирролин-2-она (111 б) с ацетатом аммония в ледяной уксусной кислоте н течение 3 часов образуется 1-(2-гидроксиэтил)-4-( 1-амнион илиден)-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-он (IX а), с выходом 37 % (Схема 9).

О

Схема 9

мон

MeO-^ Д=|

I^OH

0 + AcONH,

АсОН,А

Me О

IX а

III б

Данное аминопроизводное (IX а) представляет собой кристаллическое вещество коричневого цвета, растворимое в ДМФА. ДМСО, тганоле, уксусной кислоте, ацетонитриле и нерастворимое в воде.

Структура синтезированного соединения (IX а) доказана при помощи данных ЯМР'И-спектра. в котором, помимо основных сигналов, наблюдается стилет двух прогонов первичной аминогруппы в области 9,71 м.д., и отсутствием характерного вишневого окрашивания со спиртовым раствором хлорида железа (III).

Направление нуклеофилыюй атаки па карбонильную группу боковой цени ниррольного гетероцикла обусловлено отсутствием сопряжения между метильной группой и карбонильной группой в ацетильном фрагменте, и существование последней в кетоппой форме.

2.3.2 Взаимодействие 1-(2-1 ид рокот и.т)-4-бснзои. |-5-фсни.1-3-1 идрокси-З-нирролин -2-опа с 1-пропиламином.

Обнаружено, что при кипячении и последующем термолизе 1-(2-гидрокситтил)-4-бензоил-5-фенил-3-гидрокси-3-пирролин-2-опа (IV а) с 1-пропиламином в среде диоксана в течении 2 часов образуется 1-(2-1Идрокси гтил)-4-бензоил-5-фепил-3- )тиламино-3-пирролин-2-он (X а), с выходом 43 % (Схема 10).

Схема 10

/=\ + H2N-Pr

Ph—Ч }=0 -•

N

l^OH IV а

Ph

Ph

- н,о

Ph _^~NH-Pt • Ph Ч

N

I^OH X a

По-видимому, на первой стадии реакции образуется промежуточная соль, которая при последующем термолизе дает конечный продута-(X а).

Полученное вещество (X а) имеет кристаллическую структуру, окрашено в коричневый цвет и хорошо растворимо в этаноле, диоксане, ДМФА, ДМСО и нерастворимо I! воде.

В ИК-спектре полученного соединения (X а) присутствуют полосы поглощения лактамной и кетонной карбонильных групп при 1612 см"1 и 1680 см"1 соответственно, полосы поглощения ОН-группы алифатической цепи при 3560 см"1 и ЫН-группы при 3296 см"1.

В ЯМР 'Н-спектре соединения (X а) помимо основных сигналов, присутствует синглет протона МН-группы в области 11.03 м.д. Отсутствие характерного окрашивания в реакции со спиртовым раствором Р'еСЬ подт верждает строение соединения (X а) наряду со спектральными данными.

2.3.3 Взаимодействие 1-(2-гидроксиэтил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-она с ароматическими аминами.

Было установлено, что при кипячении 1-(2-гидроксиэтнл)-4-ацетил-5-(4-метоксифенил)-З-гидрокси-З-пирролин-2-она с н-толуидином в ледяной уксусной кислоте нуклеофильной атаке подвергается карбонильная группа ацетильного фрагмента с образованием 1-(2-гидроксиэтил)-4-(1-п-толиламиноэтилиден)-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-она (XI а), с выходом 54%. При использовании в реакции с ариламинами в качестве исходных соединений 4-ароил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны атака нуклеофильного реагента переносится на енольный гидроксил в 3 положении гетероцикла с ообразованием 1-(2-гидроксиэтил)-4-ароил-5-арил-3-ариламино-3-пирролин-2-онов (XII а-з), с выходом 22 - 60 % (Схема 11).

XII а-з

R = Аг = Me (XI a), Ph (XII а-ж), p-Tol (XII з);

Ri = Н (XII а ,з), 4-МеО (XI а; XII б-г), 4-С1 (XII д-ж);

R2 = Н (XII а).4-Ме (XI a) 3-Br (XII б), 4-С1 (XII д), 3-С1 (XII е). 2,6-С12(ХН ж), 4-F(XII в), 3-N02(XIl з), 2-N02(Xll г).

Продукты реакции (XI, XII) представляют собой кристаллические вещества, окрашенные в белый (XII ж), желтый (XII а-е. з) и коричневый цвета (XI а), растворимые в этиловом спирте, уксусной кислоте, ДМФА, ДМСО. хлороформе, ацетонитриле и нерастворимые в воде.

В ЯМР 'Н-спектрах соединений (XI, XII) помимо основных сигналов, присутствует синглет протона вторичной аминогруппы в области 8.91 - 9.14 м.д.

В ИК спектрах соединений (XII а-ж) присутствуют полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями котонной и лакгамной карбонильных ipyTHi при 1624 - 1632 и 1688 -1692 см"' соответственно, полосы поглощения вторичной амипогруипы при 3120 - 3256 см"1 и гидроксилыюй группы боковой цепи при 3530 - 3592 см"1.

Отсутствие характерного окрашивания в реакции со спиртовым раствором ГеСЬ подтверждает енаминное строение соединений (XI, XII) наряду со спектральными данными.

На основании анализа литературных данных можно предположить следующий механизм реакции образования 1-(2-гидроксичтил)-4-ароил-5-арил-3-арнлами1Ю-3-нирролип-2-онов (XII), представленный на схеме 12.

АГ.Ч/ОН ^

Г\_ + H2N Аг 3 Аг ¿А >=0 ■ N

,ОН

2.3.4 Взаимодействие МЗ-гидрок\ч1нро1шл)-4-ацстил-5-арилОч идроксн-3-пирролин-2-она с ариламниами.

При кипячении 1-(3-гидроксинронил)-4-ацетил-5-арил-3-1 идрокси-З-нирролин-2-онов (VI р, с) с я-толиламином в диоксане в течение 3 часов нуклеофилыюй атаке подвергается карбонильная группа ацетильного фрагмента с образованием 1-(З-г идроксинропил)-4-( 1-/?-толила.миноэтилидегт)-5-арил-3-гидрокси-3-т1рролин-2-онон (XIII в, д), с выходом 65, 70 %.

При использовании в качестве растворителя ледяной уксусной кислоты при тех же условиях, в реакции 1-(3-гидроксипропил)-4-ацстил-5-феиил-3-1 идрокси-З-нирролин-2-она (VI р) с анилином помимо вышеуказанной нуклеофилыгой атаки, идет ацилирование гидроксипропилыюй группы с образованием 1-(3-ацетоксииропил)-4-( 1-фениламинопилиден)-5-фенил-3-гидрокси-3-пирролин-2-она (XIII б), с выходом 69 %.

Схема 13

R = II (а-в), 4-CI (г.д). 3-NOi (е).

В подтверждении направления данной реакции мы обработали исходные З-гидрокси-З-пирролин-2-оны (VI р-т) ледяной уксусной кислотой без добавления ароматического амина и получили ацилированные по гидроксипропильному остатку 1-(3-ацетоксипропил)-4-ацегил-5-арил-З-гидрокси-З-пирролин-2-оны (XIII а. г. е), с выходом 60 - 62 % (Схема 13).

Возможность реакции ацилирования гидроксипропильного фрагмента связана, по-видимому. с увеличением нуклеофильности и основности атома кислорода спиртовой гидроксильной группы, что объясняется удлинением алифатической цепи.

Полученные соединения (XIII а-е) представляют собой белые или слабоокрашенные кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые в обычных органических растворителях.

В ЯМР 'Н-снектрах соединений (XIII а-е). помимо основных сигналов, присутствует синглет трех протонов метальной группы ацетокси остатка при 1,83 - 1,92 м.д. (XIII а, б, г, е), а л-толильного заместителя при 1,78 - 1,79 мд. (XIII в. д), синглет протона гидроксильной группы алифатической цепи при 4,28 - 4,36 м.д. (XIII в, д), синглет протона вторичной аминогруппы в области 12,37 - 12,42 м.д. (XIII б, в, д).

Вишневое окрашивание со спиртовым раствором хлорида железа (III) дают соединения XIII а. г, е. Остальные производные (XIII б, в, д) характерного окрашивания с вышеуказанным реагентом не дают, что наряду со спектральными данными подтверждает установленное строение соединений. Отсутствие сигнала протона спиртовой гидроксильной группы в соединениях XIII а, б, в. д подтверждает наличие сложноэфирной группы.

2.4 Взаимодействие 1-г11дроксналкил-4-ацил-5-ар11Л-3-гидрокси-3-пирроли11-2-онов с бннуклеофнльными реагентами.

Было изучено взаимодействие синтезированных 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов с такими бинуклеофильными реагентами, как мочевина, гидразингидрат и гидразиды карбоновых кислот.

2.4.1 Взаимодействие 1-(2-гидроксиэтил)-4-фторбензоил-5-(4-фторфснил)-3-гидрокс11-3-пирролин-2-она с мочевиной.

Было установлено, что при сплавлении эквивалентных количеств 1-(2-гидроксиэтил)-4-фторбензоил-5-(4-фторфенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-она с мочевиной при температуре 180-190"С образуется 1-(2-гидроксиэтил)-4-фторбензоил-5-(4-фторфенил)-3-амино-3-пирролин-2-он (XIV а), с выходом 52 % (Схема 14).

По-видимому, мочевина разлагается до аммиака, который атакует енолизованную карбонильную группу в положении 3 с образованием соответствующего З-гидрокси-З-пирролин-2-она.

Схема 14

IV ы

XIV а

Полученное соединение (XIV а) представляет собой белое кристаллическое вещество, растворимое в этаноле, диоксане, уксусной кислоте. ДМФА. ДМСО и нерастворимое в воде.

ИК спектр соединения (XIV а) содержит полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями кетонной и лактамной карбонильных групп при 1616 и 1668 см"' соответственно, полосу поглощения аминогруппы при 3136 см"1 и гидроксилыюй группы боковой цепи при 3424 см"1.

В ЯМР 'Н-спектре соединения (XIV а), помимо основных сигналов, присутствует синглет двух протонов ЫЬЬ-группы при 11,12 м.д.

Отрицательная качественная реакция со спиртовым раствором хлорида железа (III) также подтверждает енаминное строение соединения (XIV а).

2.4.2 Взаимодействие 1-гщроксиалкил-4-ац1п-5-ар1п(2-гетерил)-3-г1ироксн-3-пирролин-2-онов с гидразингидратом.

1-Гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны имеют в своей структуре два реакционных центра в положениях 3 и 4 пиррольного гетероцикла, что позволяет, при взаимодействии данных соединений с таким бинуклеофильными реагентом как гидразингидрат получать конденсированную гетероциклическую систему.

Так при кипячении 2-гидроксиэтил- и 3-гидроксипропил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов и гидразингидрата в ледяной уксусной кислоте образуются 3-арил(метил. 2-таенил)-4-арил(2-гетерил)-5-(2-гидроксиэтил,3-гидроксипропил)-4,6-дигидро-пирроло[3,4-с]пиразол-6-оны (XV. XVI). с выходом 16 - 55 % (Схема 15).

Схема 15

О N

* гД/0Н * г/>

/ АсОН, А Г^

N -ЗН2 2

^он [^он

III а; IV а,л,э; VI в,д,ж,к,п XV а-г, XVI а-д

п = 2 (XV а-г), 3 (XVI а-д).

= Ме (XIV а), РИ (XIV б), /?-То1 (XV а), 4-МеОСбН4 (XIV в; XV б. в). 4-РС6Н4 (XIV г; XV г), 2-тиенил (XV д);

1Ъ = РЬ (XIV а. б), З-МеО-4-НОСбЬЬ (XIV в). 4-МеОСОС,,Н4 (XV б), 2-С1С*Н4 (XV д), 2-Ру (XIV г; XV в. г), 2-тиенил (XV а).

Продукты реакции (XV, XVI) представляют собой белые кристаллические вещества, растворимые в этиловом спирте, уксусной кислоте. ДМФА, ДМСО и нерастворимые в воде.

В ИК спектрах соединений (XV. XVI) присутствуют полосы поглощения лактамной карбонильной группы при 1656-1704 см"', вторичной аминогруппы при 3140 - 3260 см"1 и гидроксилыюй группы алифатической цепи при 3310 - 3490 см"1.

В ЯМР 'Н-спектрах соединений (XV, XVI). помимо основных сигналов, присутствует синглет МН-протона в области 12,90 - 13,99 м.д.

Схема синтеза 4.6-дигидропирроло[3.4-с1пиразол-6-онов (XV, XVI), по-видимому, включает предварительное образование соответствующего гидразона. который затем циклизуется в конденсированную гетероциклическую систему (Схема 16).

Схема 16

rHL/oh

r2—( >=о

N

I^OH

+ H,N-NH,*-H,0

H2N

!T

1 JrTOH

N

АсОН.Д -3H,0

R ,—^ ^NH

R г"Чм)=о

N

^Цгон

2.4.3 Взаимодействие ИЗ-1'ндрокси||ро|шл)-4-анетил-5-арил-3-гидрокс11-3-пирролин-2-онов с гидразидамп арнл(гстсрнл)карбононмх кислот.

При взаимодействии 1-(3-гидроксипропил)-4-ацетил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-опов с гидразидами никотиновой, изоникотиновой и анисовой кислот реакция идет по карбонильной группе ацетильного фрагмента с образованием 1-(3-гидроксипропил)-4-(1-арил(|\лсрил)карбоксигидрозидт1илиден)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов (XVII а-ж), с выходом 60 - 75 % (Схема 17).

Схема 17

О

Л

2 - нон

он

VI р-т

Ri = II (а-н). 4-С1 (r-e).3-N()i (ж):

1<2 = 3-1'у (а, г, ж). 4-1'у (б. д). 4-МеОС,,Н4 (в. е).

XVII а-ж

Полученные соединения (XVII) представляют собой белые кристаллические вещества, растворимые в обычных органических растворителях и нерастворимые в воде.

В ЯМР 'Н-спектрах соединений (XVII), помимо основных сигналов, присутствуют два уширенных синглета прогонов г идразидной группы при 10.61-10.99 м.д.

Спектральные данные вместо с отсутствием характерного окрашивания со спиртовым раствором хлорида железа (III) свидетельствуют об енгидразинном строении веществ(ХУП).

Глина 3. Экспериментальная химическая часть.

В третьей главе приведены методики синтеза полученных соединений, указаны приборы, с помощью которых устанавливалась структура, а также некоторые физические константы и данные спектральных методов анализа.

Глава 4. Экспериментальная биологическая часть.

Полученные соединения ([ - XVI). были подвергнут испытаниям па антимикробную, противогрибковую, противовоспалительную, апалм ei ическую. антигипоксическую и ноогропную активности.

Испытания на антимикробную и противогрибковую активность осуществлялись па кафедре микробиологии ПГФА старшим преподавателем, к.ф.п. 1>обылсиой А. А. под руководством профессора, д.ф.н. Одеговой Г. Ф. и доцентом, к.ф.п. Новиковой И. Н.

Изучение противовоспалительной и аналитической активности проводилось па кафедре фармакологии ПГФА старшим преподавателем, к.ф.п. Гольдштейном А. Г. под руководством профессора, д.ф.н. Яковлева И. Ь.

Исследование антигипоксической. жипроппой активности, а также острой токсичности проводилось самостоятельно на кафедре фармакологии ПГФА под руководством ассистента, к.б.н. Алнкиной П. А. и профессора, д.м.н. Сыронятова 1>. Я.

4.1 Антимикробная активност ь.

Антимикробная активность (АМА) полученных соединений определяли в отношении фармакопейных штаммов: Гр. t Е. ( oh и Гр.- .S. aureus методом последовательных разведений раствора исследуемых веществ в мясопептонпом бульоне (МПЬ). I! качестве препаратов сравнения использовали диоксидип. Антимикробная акшвность исследована v 67-ми соединений. Величина минимальной подавляющей концентрации (M1IK) составляет 250-1000 мкг/мл.

По результатам испытаний можно заключить, чю некоторые соединения из ряда 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-1идрокси-3-пирролип-2-оиов проявляют антибактериальную активность на уровне препарата сравнения, а из ряда1-(2-п илгексил)-4-ацетил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-опов превосходят по активности диоксидип. Таким образом замена гидроксиалкильного фрагмента в 1 положении гетероцикла на нилгексильпый увеличивают силу антимикробной активности. Также ускнювлено, что но отношению к золотистому стафилококку подавляющая активность соединений выше, чем но ojношению к кишечной палочке. Наименьшую акшвность показали 3-гидроксинропил производные. Образование на их основе пирроло[3,4-с]пиразол-6-онового цикла также не изменила пи показатели. Относительно высокую акшвность но сравнению с другими соединениями проявляют вещества, содержащие в 5 положении радикалы фенила, 4-1 идроксифенила, 4-метоксифенила, 4-хлорфенила, 4-нитрофенила и 2-пиридила. Также увеличенную акшвность, по сравнению с исходными З-гидрокси-З-пирратин-2-онами. показали их аминопроизводные (Таблица 1).

4.2 Противогрибковая активность.

Противогрибковая активность (ПГА) выбранных соединений определяли is отношении фармакопейных штаммов: С. albicans методом двукратных серийных разведений раствора исследуемых веществ в жидкой среде Сабуро. Н качестве препаратов сравнения использовали флуканазол. Антигрибковая активность исследована у 10-и представителей различных рядов синтезированных соединений, обладающих при пом наибольшей антимикробной активностью. Величина МГ1К составляет 250-500 мкг/мл. Проведенные испытания показали, что 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-1 идрокси-З-пирролин-2-оны обладают низкой противогрибковой активностью (Таблица 1).

Таблица 1. Антимикробная и противог рибковая активность 4-ацил-5-арнл(2-пириднл)-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов и их производных.

Соединение AMA | ПГА

МПК. мкг/мл

S. aureus Е. СоИ С. albicans

I л 500 500 500

11 а 1000 1000 500

111 3 500 1000 250

IV ш 500 1000 250

V6 1000 1000 500

VI н 500

VIII в 250 250

XII д 500 1000 250

XIV а 250

XVI г 1000 1000 500

Диоксидин 63-1000 4-63

Диоксидин (опыт) 500 31

Флуконазол 8-32

4.3 Противовоспалительная активность.

Противовоспалительную активность изучали по модели каррагенинового отека на белых нелинейных крысах массой 200 - 250 гр. Изучаемые соединения в дозе 50 мг/кг вводили внутрибрюшинно в виде водной суспензии, стабилизированной твином-80 за 1 час до моделирования отека. В качестве препарата сравнения использовали диклофенак натрия в дозе 10 мг/кг. Объем конечности у крыс измеряли онкометрически до и через 1, 3 и 5 часов после инъекции флогогена. Противовоспалительный эффект оценивали по увеличению торможения отека конечности, выражаемого в процентном отношении к контролю.

Были исследованы 6 соединении из ряда 1-(2-гидроксиэтил)-4-ароил-5-арнл-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов (IV м-с). Все соединения проявили влияние на уменьшение объема воспалённой конечности через 3 и 5 часов. Через 1 час противовоспалительное действие оказывали 3 соединения. Наибольший антифлогнстический эффект на протяжении всего эксперимента проявило соединение IV р, при этом противовоспалительное действие вещества через 1 час после инъекции каррагенина превзошло действие диклофенака (Таблица 2).

4.4 Анальгетическая активность.

Анальгетическая активность полученных веществ исследовалась при помощи теста корчей, вызванных уксусной кислотой (метод «уксусных корчей»). Эксперимент проводился на нелинейных белых мышах массой 20-30 грамм. Изучаемое соединение вводилось внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг в виде 2" о крахмальной слизи. Через 30 минут тем же мышам внутрибрюшинно вводили 0,75°о уксусную кислоту из расчета 0,1 мл. на 10 гр. массы животного. Число корчей регистрировалось в течении 10 минут с момента введения уксусной кислоты. Анальгетический эффект оценивался по уменьшению количества корчей в процентах к контролю. Результаты сравнивали с действием диклофенака натрия в дозе 10 мг/кг.

Были исследованы 6 соединений из ряда 1-(2-гидроксиэтил)-4-ароил-5-арил-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов (IV м-с). Все соединения превзошли анальгетическое действие диклофенака. В исследованиях на анальгетическую активность соединения IV п. IV н, IV споказали торможение корчей на уровне 38,5 - 44,2 %. Наибольшую активность проявило соединение IV с.

Анализ результатов исследования соединений (IV м-с) в зависимости от их структуры показал, что на проявление противовоспалительной и анальгетической активности оказывают влияние заместители в арильном и ароилыюм фрагментах. Выраженное действие проявили соединения, содержащие в своей структуре метокси- и этоксигруппы преимущественно в пара-положении в 5-арилыюм и 4-ароильном заместителе З-гидрокси-З-нирролин-2-она (IV н, п-с). На основании полученных результатов можно сделать вывод о перспективности поиска новых противовоспалительных средств с анальгезирутощим действием среди соединений данного ряда (Таблица 2).

Таблица 2. Противовоспалительная и анальгетичсская активность 1-(2-гидроксиэтнл)-4-ароил-5-арил-3-г1мрокси-3-пнрролин-2-онов.

Соединение Доза мг/кг, в/б Торможения каррагенинового отека ° о Доза мг/кг, B/'б Торможение корчей %

1 ч. Зч. 5 ч.

IV м 50 -13,9 7,7 19.6 25 30,8*

IV н 50 10.7 17.3 26,0* 25 40,4*

IV о 50 14.2 11.7 18.6 25 30,8*

IV и 50 -6.2 2.9 13,1 25 383*

IV р 50 32,2* 22,4* 26,7* 25 26,9*

IV с 50 3.8 16,4 26,1 25 44,2*

Диклофенак натрия 10 22.3 29.0 38.7 10 20,8

4.5 Антигнпоксическая активность.

Предварительный скрининг синтезированных соединений (I-XVII) по онлайн системе PASS, прогнозирующей спектр фармакологической активности у исследуемого вещества, предсказал наличие антигипоксической активности у 23 соединений (оценка вероятности наличия Ра>0,7). Из этой группы нами были выбраны 6 соединений, представляющие исходные классы 1-гидроксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов. и подвергнуты испытаниям на наличие антигипоксической активности.

Исследование проводилось с использованием двух моделей гипоксии разного генеза: нормобарической гипоксии с гиперкапнией («баночная» гипоксия) и гемической гипоксии (доза нитрита натрия 300 мг/кг). Вещества вводились внутрибрюпшнно, однократно в дозе 200 мг/кг за 40 минут до начала опыта. В обоих случаях фиксировалось резервное вргмя выживания животных. В качестве эталона использовали пирацетам в дозе 200 и 500 мг/кг.

По методике нормобарической гипоксии выраженную антигипоксическуто активность показали 5 соединений, причем у соединений VI о. VH б она сопоставима по своей силе с действием пирацетама в дозе 200 мг/кг, а у 3-х соединений VI а, VI г, VI д - с действием пирацетама в дозе 500 мг/кг.

По методике гемической гипоксии у последних 3-х соединений антигипоксические свойства подтвердились. У соединения VI а антигипоксическая активность проявилась на уровне действия пирацетама в дозе 500 мг/кг, а у веществ VI г и VI д превзошла действие пирацетама в дозе 500 мг/кг. Соединение VI д единственное, при котором выжили животные (смертность 80 °о. в остальных случаях 100 %).

Наиболее сильный антигипоксант - соединение VI г сохраняет высокий уровень антигипоксического эффекта и в дозе 100 мг/кг. что является его оптимальным значением дозы-эффекта. При дозировке 50 мг на 1 кг антигипоксическое действие соединения снижается. По методу «скользящей средней» Прозоровского В. К. определено значение ЕД™, составившее 83 мг/кг (Таблица 3).

4.6 Ноотропная актшшогть.

Влияние на высшие интегральные функции мозга таилось у 4-х соединений (III б; VI а, д, г) па модели У1Ч1И (условного рефлекса пассивного избегания). Выработка УРПИ основана на врожденном стремлении мышей и крыс к ограниченному замкнутому пространству («норковый» рефлекс) и осуществляется в двухкамерной экспериментальной установке, состоящей из болыпот светлого отсека и меньшего темного отсека с электродным полом. Фиксировался "о крыс, повторно зашедших в темный отсек, латентное время пребывания в светлой камере и разница во времени пребывания в светлом отсеке между первым и вторым днем. В качестве эталона сравнения использовали пирацетам в дозе 500 мг/кг.

Выраженную антиамнестическую активность, значительно превосходящую действие эталона, показали все 4 определяемых соединения. Наиболее сильную активность проявили соединения VI г и VI а, содержащие 3-гидроксипропильный остаток в 1 положении гетероцикла (0 % крыс, повторно зашедших в темный отсек).

Сила аптигипоксической и ноотропной активности увеличивается при наличии метоксигруппы в 5-арилыюм или 4-ацилмюм заместителе 3-1 идрокси-З-пирролин-2-она. Так 3 наиболее активных соединения (VI г. VI а. III б) содержат метоксигруппу в пара-положении 5-арилыюго замест теля (Таблица 3).

4.7 Острая токсичность.

Острую токсичность определяли па нелинейных белых мышах массой 20-25 гр. по экспресс-методу Прозоровского В. I). Проведенные исследования показали, что изучаемые соединения по классификации Сидорова 1С. К. от носятся к 5-му классу токсичности и являются практически нетоксичными соединениями (Таблица 3).

Таблица 3. Лини ипоксичсская и поотроинан активность, острая токсичность

1-1 ||дрокс11алк11л-4-ац11:1-5-арил-3-гидроксн-3-пирролин-2-онов.

Соединение Доза мг/кг, в/б Пор ми-барическая гипоксия Время выживания, мин Гемическая 1 (с Время выживания, мин ипоксия )з) % Смертности У % Крыс повторно зашедших в темный отсек РГ1И Разница во времени пребывания в светлом отсеке. Д1, сек ЛД50. мг/кг, в/б

Контро^ крахм. 111 а н.(2 % ¿месь) 200 21.210.7 22.212.2 20.81 2..3 100 75 41,7±15,9

III б 200 25 131,3±23,9**

VI а 200 34,2±0,4*** 30,8±7,6 100 0 135,3±16,7*** 1500

VI г 200 100 50 37,2±4,4** 36,0±2,2*** 26.41 2.1* 37,8±9,6 100 0 171,0±5,1*** >2000

VI д 200 35,4±3,6** 34,5±11,1* 80 25 108,5±33,6* >2000

VI о 200 29,01 1.5***

VII б 11 и ранетам 200 200 500 27.8 14,4 24.21 1.9 ЗХ.31 1,8*** 31.81278*

100 50 97,8±34,1 >8000

•достоверность отличий по сравнению с контролем *р 0,05, **р<0,002, ***р<0,001

Выводи

1. Разработаны общие методики синтеза 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов па основе трехкомпопентпой реакции метиловых клиров ацилпировинотрадной кислоты со смесью ароматическою или гетероциклического альдегида и аминоспирта.

2. Разработана препаративная методика синтеза ранее неизвестных 1-гидроксиметил-4-ацетил-5-арил(2-ниридил)-3-гидрокси-3-ниррол11п-2-оиов на основе реакции формальдегида и 4-ацетил-5-арил(2-пиридил)-3-гидрокси-///-3-нирролип-2-опов.

3. Установлено, что при взаимодействии 1-(2-гидрокс1птил)-4-ацил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролин-2-онов с мононуклеофильными реагентами направление пуклеофильной атаки зависит от характера заместителя в 4-м положении гетероцикла. 'Гак при взаимодействии 1-(2-гидроксиэтил)-4-ароил-5-арил-3-гидрокси-3-пирролип-2-оиов с апилилином или его производным образуются соответствующие 3-ариламинозамещепные 1-(2-гидроксил ил)-4-аронл-5-арил-3-пирролин-2-оны. При использовании в качестве исходною соединения

1-(2-гидрокситтил)-4-ацетил-5-(4-метоксифенил)-3-1 идрокси-З-нирролнп-2-опа в реакции с п-толуидином атака ароматического амина переносится па карбонильную группу боковой цепи с образованием 1-(2-гндрокситгил)-4-( 1-/кюлиламипо)тнлидеп)-5-(4-менжсифенил)-3-гидрокси-З-пирролин-2-она.

4. При взаимодействии 1-(3-гидроксипропил)-4-ацетил-5-арил-3-1 идрокси-З-нирролип-2-онов с ароматическими аминами в ледяной уксусной кислоте обнаружена возможность ацилирования гидроксипропильного фрагмента.

5. Реакция 1-(2-гидроксиэтил)-4-фторбе11зоил-5-(4-фт1)рфепил)-3-[идрокси-3-нирролии-

2-она с мочевиной протекает как аминирование но 3-му положению с образованием соответствующего З-амино-З-пирролин-2-она.

6. При кипячении 1-п1дроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-ге|ерил)-3-1 идрокси-З-пирролип-2-онов с гидразингидратом в ледяной уксусной кислоте были выделены конденсированные системы 3-апил-4-арил(2-гетерил)-5-(3-гидроксиалкил)-4.6-ди1 идропирроло|3.4-е (пиразол-боны.

7. При взаимодействии 1-(3-гидроксипромил)-4-ацегил-5-арил-3-гидрокси-3-иирролип-2-онов с гидралидами арил(гетерил)карбоповых кислот получены 1-(3-гидроксиироиил)-4-( I-арил(гетерил)карбоксигидрозидзтилиден)-5-арил-3-гидрокси-3-пирролип-2-оиы.

8. Исследована биологическая активность 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гет\;рил)-3-гидрокси-З-пирролин-2-онов, их а.минопронзводпых и дигидропирроло|3,4-с|пиразол-6-оиов. У 67-ти соединений определена антимикробная активность, у 10-ти соединений противогрибковая активность, 6 соединений исследованы на противовоспалительную и анальгетическую активность, 6 соединений на антигиноксическуто активность. 4 соединения на ноотропнуто активность. У трех веществ определена острая токсичность.

9. Выявлены соединения с выраженной фармакологической активностью: 1-(2-гидроксизтил)-4-(4--)токсибеизоил)-5-(4-ме-|оксифенил)-3-1 идроксн-З-пирролип-2-оп (IV р) обладает противовоспалительным и апалыет и чески м действием превосходящим препарат сравнения - диклофенак натрия; 1-(3-[идроксипропил)-4-бепзоил(4-метокснбензоил)-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-он (VI г), 1-(3-гидроксипропил)-4-(4-метокси-бензоил)-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирро;шн-2-он (VI д) и 1-(3-1 идроксипропил)-4-бензоил-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирролип-2-оп (VI а) проявили выраженную апги-гипоксическую и ноотропнуто активность значительно превосходящую действие пирацетама.

Определение у этих трех соединений острой токсичности показало, что они относятся к классу практически нетоксичных веществ.

10. Выявлены закономерности фармакологической активности синтезированных соединений от их структуры. Наличие алкоксигрупп. особенно метоксигруппы в пара-положении, в бензоилыюм и фенильном фрагменте ведут к увеличению биологической активности.

Рекомендации

1 1-(2-Гидроксиэтил)-4-(4-этоксибензоил)-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-он (IV р), обладающий противовоспалительным и анальгетическим действием, превосходящим препарат сравнения - диклофенак натрия, рекомендован для дальнейшего углубленного исследования в данном направлении.

2. 1-(3-Гидрокеинропнл)-4-(4-метоксибензоил)-5-(4-метоксифенил)-3-гидрокси-3-пирро-лин-2-он (VI г), проявляющий выраженную антигипоксическую и ноотропную активность, значительно превышающую эталон сравнения - пирацетам, и обладающий низкой токсичностью, рекомендован для дальнейшего углубленного изучения в данном аспекте.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Король А. II., Синтез и противомикробная активность 5-арил-4-гегероил-3-гидрокси-1-(2-гидроксиэтил)-3-пирролин-2-онов / А. Н. Король, Л. И. Варкентин, И. В. Крылова [и др.] // Современные проблемы фундаментальной и прикладной химии: материалы школы - конф. / науч. ред. А. Н. Масливец; Перм. гос. ун-т. - Пермь, 2011. - С. 48.

2. Король А. Н., Взаимодействие 5-арил-4-бензоил-3-гидрокси-1-(2-гидроксиэтил)-3-пирролин-2-онов с моно- и бинуклеофилами / Современные проблемы фармацевтической науки: материалы научно-практ. конференции // Вестник ПГФА. - 2012. - № 9. - С. 93 - 94

3. Король А. II., Гсйн В. Л. Синтез и свойства 5-арил-4-ацил-3-гидрокси-1-(2-гидроксиэтал)-3-пирролин-2-онов / Современные аспекты химии: материалы студ. школы-конференции / под. ред. А. А. Меркушева; Перм. гос. нац. иссл. ун-т. - Пермь, 2012. - С. 33 - 35.

4. Синтез 5-арил-4-ацил-3-гидрокси- 1-(2-гидроксиэтил)-3-пирролин-2-онов / В. Л. Гейн, А. Н. Король, Л. И. Варкентин, М. И. Вахрин // Техническая химия. От теории к практике: материалы III международной конференции. - 2012. - Т. I - С. 148- 151.

5. Синтез п противомикробная активность 5-арнл-4-ацнл-3-гидрокси-1-(2-п1дроксиэтил)-3-пнррол11н-2-онов / В. Л. Гейн, Т. Ф. Одегова, Л. П. Король [и др.] // Хим.-фармац. жури. - 2013. - Т. 47, Лг 10. - С. 30 - 32.

6. Король Л. Н., Синтез 5-арил-4-ацетил-1-гидроксиметил-3-тидрокси-3-пирролин-2-онов // Вестник ПГФА. - 2014. - № 12. - С. 117 - 118.

7. Синтез н антимикробная активность 5-арил-4-ацетнл-1-(2-этнлгексил)-3-Г11дрокс11-3-пиррол1ш-2-о11ов / В. Л. Гейн, Т. Ф. Одегова, А. Н. Король [и др.] // Бутлеровские сообщения. 2014. - Т. 38. - Ха 6. - С. 59 - 63.

8. Синтез и антимикробная активность 5-арил-4-ацил-1-(3-гидроксипропил)-3-Г11дрокси-3-лирролнн-2-онов / В. Л. Гейн, Л. Ф. Гейн, А. II. Король [и др.] // Бутлеровские сообщения. 2014. - Т. 39. - Л» 7. - С. 75 - 77.

9. Коро.ль А. Н., Аликина Н. А., Гейн В. Л. Синтез и антигипоксическая активность 1-гидроксиалкил-5-арил-4-ацил-3-гидрокси-3-пирролин-2-оиов / Создание конкурентоспособных лекарственных средств: материалы научно-практ. конференции // Вестник ПГФА. - 2014. -№ 14. - С. 65-67.

Король Андрей Николаевич (Россия)

Трёхкомпонентной реакцией метилового эфира ацилпировиноградной кислоты со смесью ароматического или гетероциклического альдегида и этаноламина, 3-аминопропанола и 1-амино-2-пропанола синтезированы 1-гидроксиалкил-4-ацил-5-арил(2-гетерил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны. 1-гидроксиметил-4-ацетил-5-арил(2-пиридил)-3-гидрокси-3-пирролин-2-оны получены на основе реакции формальдегида и 4-ацетил-5-арил(2-пиридил)-3-гидрокси-УЯ-3-пирролин-2-онов. Изучено взаимодействие полученных веществ с ацетатом аммония, 1-пропиламином, анилином, и-толуидином, хлор-, бром-, фтор- нитропроизводными анилина, мочевиной, гидразингидратом, гидразидами карбоновых кислот. У синтезированных соединений изучены антимикробная, противогрибковая, анальгетическая, противовоспалительная, антигипоксическая, ноотропная активности и острая токсичность.

Korol Audrey (Russia)

The l-hydroxya!kyl-4-acyl-5-aryl(2-heteryl)-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-ones was synthesized by the three-compound reaction of methylic ester of acylpiruvic acid with mixture of aromatic or heterocyclic aldehydes and ethanolamine, 3-aminopropanol, l-amino-2-propanol. The l-hydroxymethyl-4-acyl-5-aryl(2-pyridyl)-3-hydroxy-3-pyrrolin-2-ones was synthesized by the reaction of formaldehyde and 4-acetyl-5-aryl(2-p>Tidyl)-3-hydroxy-///-3-pyrroline-2-ones.The interaction of new compounds with ammonium acetate. 1-propylamine, aniline, p-toluidine, chloro-, bromo-, iluoro- nitroderivatives aniline, urea, hydrazine hydrate, hydrazide of carboxylic acid was studied. We synthesized compounds are studied antimicrobial, antifungal, antiinflammatory, analgesic, antihypoxic, nootropic activity and toxicity of compounds was investigated.