Синтез і дослідження біологічної активності структурних аналогів епіфізарного гормону мелатоніну та гетероциклічних сполук на їх основі

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Конструювання нових БАР на основі молекул ендогенних метаболітів - перспективний напрямок пошуку нових лікарських препаратів та встановлення закономірностей залежності фармакологічної активності від структури молекул. Нейрогормон епіфізу мелатонін (МТ) - є цікавим об'єктом для подібного підходу в конструюванні БАР та одним з еволюційно найдавніших біохімічних речовин, яка виконує функції регулятора пігментації, біоритмів, процесів апоптозу, старіння та антиоксидантних систем організму. Активне вивчення МТ розпочалося з моменту його відкриття Lerner et al. у 1959 р. Як лікарський засіб адаптогенної та легкої снодійної дії МТ використовується у міжнародній та вітчизняній медичній практиці.

Сучасні підходи у вивченні фізіології та фармакології МТ-рецепторів базуються на синтезі так званих структурних аналогів МТ. Цей напрямок привернув увагу багатьох дослідників та дав змогу відкрити нові лікарські препарати, зокрема, перший мелатонінергічний антидепресант безіндольної структури, аналог МТ - агомелатін (мелітор), та нові фармакологічні класи сполук - агоністи та антагоністи МТ-рецепторів (лузіндол, похідні 4-феніл-2-амідотетраліну та 3-амінопірану).

У зв'язку з цим, у наведеній роботі було заплановано здійснити синтез нових структурних аналогів МТ, які містять аміноалкільний фармакофор, присутній у молекулі МТ та інших індоламінів.

Мета і завдання досліджень. Мета роботи - пошук нових структурних аналогів МТ серед ацильних похідних L-триптофану, 2-[2-(1H-індол-3-іл)- 2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти, 4,3?-спіро-2-оксоіндоліл-похідних 2-аміно-3-R-4H-піранів, 4-(індол-3-іл) похідних 2-аміно-4Н-пірану та 2-аміно-4,6,7,8-тетрагідро-1Н-хінолін-5-ону, які містять аміноалкільний фармакофор.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні завдання:

– здійснити синтез оксамоїльних похідних N-антраноїл-L-триптофану на основі метилового естеру L-триптофану та відповідних похідних 3,1-бензоксазінону-4;

– розробити методи синтезу 2-[2-(1H-індол-3-іл)-2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти на основі 3-індолілгліоксилхлориду, антранілової кислоти та її функціональних похідних;

– запропонувати препаративний метод синтезу 4,3?-спіро-2-оксоіндолініл- похідних конденсованих 2-аміно-3-R-4H-піранів, 4-(індол-3-іл) похідних 2-аміно-4Н-пірану та 2-аміно-4,6,7,8-тетрагідро-1Н-хінолін-5-ону, які містять структурно закріплений аміноалкільний фармакофор;

– вивчити фізико-хімічні властивості одержаних сполук;

– провести фармакологічний скринінг синтезованих речовин, дослідити закономірності зв'язку «хімічна структура - біологічна активність»;

– при виявленні речовин, перспективних для подальших поглиблених фармакологічних випробувань, запропонувати методики ідентифікації та кількісного визначення речовини в субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані при створенні АНД.

1. Синтез споріднених до мелатоніну сполук на основі ацильних похідних L-триптофану та 2-[2-(1H-індол-3-іл)-2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти, які містять залишки антранілової та щавлевої кислот

Вихідну сполуку - метиловий естер N-(2-амінобензоїл)-L-триптофану (3.2) одержано реакцією естеру 3.1 з ізатовим ангідридом 3.8 за модифікованою нами методикою - у ДМФА в присутності еквімольної кількості триетаноламіну з подальшою витримкою реакційної суміші при температурі не вище 80С з виходом біля 95%.

Ацилування естеру 3.2 етоксалілхлоридом в етилацетаті за присутності триетаноламіну призводить до метилового естеру N-[2-(етоксаліламіно)-бензоїл]- L-триптофану (3.3). Одержаний діестер 3.3 амідували аліфатичними амінами 3.5a-g при кімнатній температурі. Встановлено, що амідування діестеру 3.3 відбувається регіоселективно, винятково по етоксалільному фрагменту молекули, та призводить до амідоестерів 3.4a-g.

Використання подвійної кількості аліфатичних амінів 3.5a-g дає ті ж результати. Діестер 3.3 і амідоестери 3.4a-g одержано також в одну стадію реакцією метилового естеру L-триптофану (3.1) з 3,1-бензоксазинами 3.7 та 3.6а-c, e-g. Ацилування естеру 3.1 3,1-бензоксазином (3.8) навіть при кипінні реакційної суміші призводить лише до утворення сполуки 3.3. Складність циклодегідратації такої системи, швидше за все, пов'язана зі значними стеричними перешкодами у бензамідному фрагменті молекули.

Методом мас-спектрометрії підтверджено молекулярні маси сполук 3.4a-g. Особливістю мас спектрів означених продуктів є наявність піків молекулярних іонів [M]+ низької інтенсивності та утворення багатьох осколочних іонів.

Усі молекулярні іони [M]+ сполук 3.4a-g розпадаються характерно для похідних L-триптофану з утворенням іонів деркабоксилювання триптофанового фрагменту - [C10H11N2]+ або [C10H10N2]+, яким відповідає пік m/z 159-158. Подальше дезамінування та в-розпад з елімінуванням HCN призводять очевидно до утворення характеристичного піку m/z 130 [C9H8N]+, що підтверджує наявність індольно-триптамінового фрагменту. Також у мас спектрах даних сполук наявний пік m/z 120 [C7H6NO]+, що вказує на 2-амінобензоїльний залишок.

В ЯМР 1Н спектрах сполук 3.2, 3.3 та 3.4a-g спостерігаються характерні сигнали протонів АВCD систем індольного та 2-амінобензоїльного ядер, а також б-пірольного протона в області 6,0-7,6 м.ч. у вигляді дублетів та триплетів; протонів хірального б-вуглецевого атому етиламінового ланцюга у вигляді квадруплету при 4,5-4,7 м.ч.; сигналу протонів метиленової групи залишку L-триптофану при 3,10-3,30 м.ч. у вигляді дублетів; синглету протонів карбометоксі групи при 3,7 м.ч.; дублету протону CONH-групи етиламідного фрагменту при 8,4-9,0 м.ч; синглету NH-групи індольного ядра при 10,7-11,0 м.ч. Крім того, в спектрах діестеру 3.3 та 3.4a-g спостерігаються сигнали протонів NH-групи арилоксамідного фрагменту біля 12,0-12,4 м.ч., а у спектрах речовин 3.4a-g - додатково сигнали протонів NHСОСО-групи алкіламідооксалільного залишку.

Поєднання в одній молекулі залишків 3-індолілгліоксалевої та антранілової кислот є досить цікавим завданням як у синтетичному, так і у фармакологічному відношенні.

Здійснено ацилування антранілатів 3.10-3.14 під дією 3-індолілгліоксилхлоридом (3.9). Встановлено, що реакція 3-індолілгліоксилхлориду, одержано взаємодією індолу з оксалілхлоридом в абсолютному ТГФ при 0-5 оС, з різними функціональними похідними антранілової кислоти 3.10a-d відбувається з утворенням продуктів 3.11а-с. Однак, у випадку антраніламіду 3.10d замість продукту ацилування виділено продукт гетероциклізації 3.12, оскільки одночасно з ацилуванням відбувається внутрішньомолекулярна циклодегідратація за антраніламідним фрагментом з утворенням хіназолонового циклу.

На відміну від антраніламіду 3.10d, при ацилуванні N-арилантраніламідів 3.13a-d 3-індолілгліоксилхлоридом виділено 2-[2-(1H-індол-3-іл)- 2-оксоацетиламіно]-N-арилбензаміди (3.14а-с), тобто не відбулося гетероциклізації за участю антраніламідного залишку, що можна пояснити присутністю об'ємного замісника в орто-положенні ароматичного ядра.

При взаємодії хлорангідриду 3.9 з 3-амінохіназолін-4-оном (3.15) легко утворюється продукт 3.16. Будову синтезованих сполук підтверджено даними елементного аналізу, методом спектроскопії ЯМР1Н.

В ЯМР1Н спектрах функціональних похідних 2-[2-(1H-індол-3-іл)- 2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти (3.11a-c) спостерігаються сигнали протону арилоксамідної NHCO-групи в області 12,3-12,7 м.ч. у вигляді синглету, який може частково перекриватись з близько розташованим сигналом протону NH-групи індольного кільця при 11,90-12,5 м.ч, як у випадку сполуки 3.11b. Також спостерігаються сигнали ароматичних систем індольного кільця та бензамідного залишку в області 7,0-9,0 м.ч. В спектрах 2-[2-(1H-індол-3-іл)-2-оксоацетиламіно]-N-арилбензамідів (3.14а-с) крім того з'являється додатковий сигнал протону ариламідної NHCO групи при 11,98 м.ч., а також додаткові сигнали ароматичних протонів N-арильного замісника в області 7,0-9,0 м.ч.

2. Синтез 4,3?-спіро-2-оксоіндолініл похідних конденсованих 2-аміно-3-R-4H-піранів, які містять структурно закріплений аміноалкільний фармакофор

Взаємодія ізатинів 4.1а-f у трикомпонентній реакції з малонодинітрилом 4.2a або ціаноцтовим естером 4.2b та циклічними дикетонами - циклогексан-1,3-діоном 4.3 або димедоном 4.4 в етанолі у присутності еквімольної кількості триетаноламіну при кип'ятінні протягом 2 год призводить до утворення похідних 4,3'-спіро- [(2-аміно-3-R-5,6,7,8-тетра-гідро-4H-хромен-5-он)- 2'-оксіндолу] (4.5а-k) або 4,3'-спіро-[(2-аміно-3-R- 7,7-диметил-5,6,7,8-тетра-гідро-4H-хромен-5-он)- 2'-оксіндолу] (4.6a-i) відповідно. Заміна циклічних 1,3-дикетонів ацетилацетоном 4.7 у конденсації з ізатином 4.1а та малонодинітрилом 4.2а або ціаноцтовим естером 4.2b у присутності триетаноламіну в етанолі при кип'ятінні протягом 2 год, також призводить до відповідних похідних 4,3'-спіро[(2-аміно-3-R-4H-пірано)-2'-оксіндолу] (4.8а-d).

Використання як в-ціанетиленових компонентів - 2-(2-оксоіндолін-3-іліден)малононітрилів (4.9а-d, i, j) або похідних 2-(2-оксоіндолін-3-іліден)ціаноцтового естеру (4.9e-h, k, l) в реакції Міхаеля з 1,3-дикетонами (4.3, 4.4, 4.7) при тривалому кип'ятінні в етанолі у присутності каталітичних кількостей триетаноламіну призводить до тих же конденсованих похідних 4Н-пірану (4.5, 4.6, 4.8).

Дослідження можливості використання N-(морфолінометилен)ізатину (4.10) в трикомпонентній конденсації з циклічними 1,3-дикетонами (4.3, 4.4) або ацетилацетоном 4.7 з метою синтезу відповідних N-метиленморфоліл похідних 4,3'-спіро[(2-аміно-3-R-4H-пірано)-2'-оксіндолу] показало, що навіть при температурі 20-25 оС утворюються ті ж речовини 4.5а,e, 4.6а,f, 4.8а,b відповідно, що і при описаній вище конденсації з ізатином 4.1a. Тобто, спостерігалось відщеплення морфолінометиленового залишку в цій конденсації за рахунок одночасного проходження реакції Манніха.

Для розширення даного ряду 4,3?-спіро-2-оксоіндолініл-похідних ми ввели у трикомпонентну конденсацію з ізатинами 4.1а-f замість означених 1,3-дикетонів їх синтетичний еквівалент - 4-гідроксикумарин 4.11. У результаті було виділено відповідні 4,3'-спіро[(2-аміно-3-R-4,5-дигідро- пірано[3,2-c]хромен-5-он)-2'-оксіндоли] (4.12a-m).

Молекулярні маси сполук 4.5а-h, 4.6a-i уточнені методом мас-спектрометрії. В ЯМР 1Н спектрах сполук 4.5а-k, 4.6a-i, 4.8а-d та 4.12a-m спостерігаються інтенсивні синглети протонів б-NH2 групи при 7.20-7.95 м.ч. 4.5а-k, 7.15-7.72 м.ч. 4.8а-d, 7.15-7.90 м.ч. 4.6a-i, та 7.15-8.15 м.ч. 4.12a-m, які зникають при додаванні [2H2]O внаслідок дейтерообміну. У спектрах неалкільованих сполук в рядах 4.5, 4.6, 4.8, 4.12 спостерігаються сигнали NH-групи 2-оксіндольного фрагменту теж у вигляді синглету, але у більш слабкому полі при 10.02-11.55 м.ч., які зникають при дейтерообміні.

Будову однієї з цільових сполук 4.12a-m, а саме 4.12h, та проміжних сполук 4.9 b, d, h, f раніше не описаних в літературі, досліджено також методом ЯМР 13C спектроскопії. Співвіднести сигнали деяких атомів карбону за їх протонним оточенням, зокрема четвертинного спіроатома карбону в молекулі 4.12h, а також атомів карбону СН3, СН-груп ароматичного фрагменту дозволила процедура запису ЯМР 13C спектрів в АРТ режимі (Attached Proton Test).

Будову синтезованих сполук, описаних у даному розділі, також остаточно доведено методом РСА, на прикладі 4,3ґ-спіро[(2-аміно-5-ацетил-6-метил-3-карбетоксі-4H-піран)-2ґ-оксіндолу] (4.8b).

Запропоновано метод синтезу нових 4,3'-спіро[(6-аміно-5-R-3-метил-2,4-дигідропірано[2,3-с]піразоло)-2'-оксіндолів] (4.13a-l), який полягає у трикомпонентній конденсації відповідних метиленактивних нітрилів - малонодинітрилу 4.2а або ціаноцтового естеру 4.2b і 3-метилпіразолону-5 4.14 з ізатинами 4.1а-f.

Цільові сполуки 4.13a-l також синтезовані альтернативним шляхом - конденсацією іліденових похідних 2-оксіндолів 4.9a-l з 4.14. Приєднання 4.14 до заміщених 3-ціанометилиден-2-оксиндолів 4.9a-l відбувається при кип'ятінні в етанолі у присутності триетаноламіну протягом 0,5-1 год і також призводить до цільових сполук 4.13a-l з виходом 43-68 %.

Механізм конденсації 4.9a-l з 4.14 в умовах реакції Міхаеля, полягає в 1,3-циклоприєднанні карбаніону 4.14 за в-вуглецевим атомом 4.9a-l, та, ймовірно, утворенням ключового інтермедіату 4.15.

Обидва шляхи, очевидно, включають, утворення аддуктів Міхаеля 4.15, останні, не зважаючи на очевидні просторові перешкоди, регіоселективно циклізуються у пірано[2,3-с]піразоли 4.13a-l. Слід зауважити, що будова сполук 4.13a-l не суперечить як структурам 4.13 А, так і їх прототропним ізомерам 4.13 Б, мабуть, у розчинах можливе існування обох структур А та Б.

Цей факт привернув нашу увагу до молекулярної будови синтезованих сполук 4.13a-l та спонукав до подальших досліджень фізико-хімічними методами. Так, в ЯМР1Н спектрах сполук 4.13a-l спостерігається характерний набір сигналів: високоінтенсивного синглета б-аміногрупи піранового циклу при 8.0-8.3 м.ч., ароматичних протонів 2-оксіндольної системи при 6.8-7.5 м.ч., сигналу протону NH-групи піразольного кільця у вигляді синглету при 12.0-12.3 м.ч. У спектрах неалкільованих сполук 4.13 a, d, e, h, i, j, l спостерігається синглет протону NH-групи 2-оксіндольного кільця в більш сильному полі 10.5-10.8 м.ч. Протони NH-груп піразольного, 2-оксіндольного кільця і б-аміногрупи піранового циклу здатні легко обмінюватися при додаванні [2H2]O у розчини сполук в ДМСО-d6, що виявляється зникненням сигналів протонів відповідних груп в ЯМР1Н спектрах. Цей факт свідчить про високу NH-кислотність б-аміногрупи піранового ядра, яка обумовлена електрооакцепторним впливом атома оксигену г-піранового циклу та р,р-кон'югацією із його алкеновим зв'язком. В ЯМР 1Н спектрах усіх сполук спостерігається синглет високої інтенсивності при 1.2-1.5 м.ч., що відповідає протонам 3-метильної групи піразольного кільця.

Крім того, будову речовин 4.13а-h підтверджено методом ЯМР 13C. У спектрах ідентифіковано ключові сигнали атомів карбону кетогрупи 2-оксіндольної ситеми при д167-177 м.ч., сигнал четвертинного sp3 атому карбону спіросистеми при д 58 м.ч., характерні сигнали sp2 б- та в- атомів карбону г-піранового циклу при д162-165 м.ч. та д154-155 м.ч. відповідно.

Співвіднести сигнали атомів карбону пов'язаних із протонами та четвертинного атому карбону спіроциклічної системи нам вдалося завдяки процедурі реєстрації АРТ спектрів.

Таким чином, спектроскопічні методи дозволили достовірно встановити будову синтезованих сполук, однак вони виявилися недостатньо інформативними для того, щоб однозначно уточнити якій із таутомерних структур А або Б відповідають одержані індивідуальні сполуки.

Для детального дослідження цього і остаточного встановлення будови продуктів 4.13a-l методом РСА досліджено 4,3ґ-спіро[(6-аміно-5-ціано-3-метил-2H,4H-пірано[2,3-с]піразоло)-Nґ-бензил-2ґ-оксіндол] (4.13c) та 4,3ґ-спіро[(6-аміно-5-карбетоксі-3-метил-2H,4H-пірано[2,3-с]піразоло)-Nґ-метил-2ґ-оксіндол] (4.13f). Таким чином, на прикладі досліджених зразків 4.13c,f вдалось встановити, що у кристалічному стані індивідуальні сполуки 4.13a-l існують у вигляді 2Н,4Н-ізомеру (А), а природа замісника (CN або CO2Et група) у третьому положенні піранового ядра суттєво впливає на геометричні параметри молекул.

3. Синтез 4-(індол-3-іл) похідних 2-аміно-4Н-пірану та 2-аміно-4,6,7,8-тетрагідро-1Н-хінолін-5-ону, які містять структурно закріплений аміноалкільний фармакофор

Похідні 2-аміно-3-R-4-(1H-індол-3-іл)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагідро-4H-хромену (5.2а,b) та 2-аміно-3-R-4-(1H-індол-3-іл)-7,7-диметил-5-оксо-5,6,7,8-тетрагідро-4H-хромену (5.2с,d) одержані з виходами 58-75 % шляхом трикомпонентної конденсації 3-форміліндолу 5.1 з метиленактивними нітрилами 4.2a,b та дикетонами 4.3, 4.4 при кип'ятінні в етанолі впродовж 4 год у присутності триетаноламіну. При введенні в реакцію замість дикетонів 4.3, 4.4 їх анілідів 5.3 або 5.4 були отримані відповідні похідні 1-арил-1,4,5,6,7,8-гексагідрохіноліну (5.5a-h, 5.6a-h). Заміна циклічних 1,3-дикетонів 4.3, 4.4 на ацетилацетон 4.7 призводить відповідно до 5-ацетил-2-аміно-3-R-4-(1H-індол-3-іл)-6-метил-4H-піранів 5.8a,b з виходом 54-77 %.

Трикомпонентна конденсація 3-форміліндолу 5.1 з нітрилами 4.2a,b та 4-гідроксикумарином 4.11 або 3-метилпіразолоном-5 4.14 відбувається з утворенням похідних 2-аміно-3-R-4-(1H-індол-3-іл)-4H-пірано[3,2-c]хромен-5-oну (5.9а,b) з виходом 54-77% та 6-аміно-5-R-4-(1H-індол-3-іл)-3-метил-2,4-дігідропірано[2,3-c]піразолу (5.10а,b) з виходом 35-56 %.

3-Індоліл-2-R-акрилонітрили (5.7a,b) використані для зустрічного синтезу речовин 5.2а-d, 5.5a-h, 5.6a-h, 5.8a,b, 5.9а,b, 5.10а,b. Так, сполуки 5.7a,b взаємодіють в реакції Міхаеля з 1,3-дикетонами 4.7, 4.3, 4.4 або анілідами 5.3a-d, 5.4a-d в етанолі в присутності триетаноламіну при кип'ятінні впродовж 2 год з утворенням згаданих похідних 4H-пірану 5.2а-d, 5.8a,b або 5.5a-h, 5.6a-h.

Аналогічно взаємодіють сполуки 5.7a,b з 4-гідроксикумарином 4.11 та 3-метилпіразолоном-5 4.14 з утворенням похідних пірано[3,2-c]хромену 5.9а,b з виходом 30-39% та пірано[2,3-c]піразолу 5.10а,b з виходом 32-35 %. Враховуючи більш високі виходи цільових сполук за способом А та одностадійність, його можна рекомендувати як найбільш зручний спосіб синтезу.

В ЯМР 1Н спектрах сполук 5.2-5.10 сигнал протону NH-групи індольного кільця у вигляді синглету близько 10,5-11,5 м.ч., синглет протону СН-групи г-піранового ядра, синглет двох протонів б-NH2-групи близько 6,5-6,90 м.ч., який піддається дейтерообміну при додаванні [2H2]O у розчини сполук в ДМСО-d6.

В ЯМР 13С спектрі сполук на прикладі 6-аміно-5-ціано-4-(1H-індол- 3-іл)-3-метил-2,4-дігідропірано[2,3-c]піразолу (5.10а) ідентифіковано ключовий сигнал хірального sp3 атому карбону 4-СН-групи піранового ядра при д 28,4 м.ч., сигнал sp3 атому метильної групи піразольного ядра при д 9,6 м.ч., характерний сигнал sp2 атому карбону =(б-С)NH2-групи при 160,4 м.ч. та в-атому карбону г-піранового циклу при д 154,2 м.ч., а також сигнали відповідних б'- та в'-вуглецевих атомів анельованої грані пірано[2,3-c]піразольної системи при 136,8 та 135,5 м.ч. відповідно; атому карбону CN при 116,8 м.ч. Співвіднести сигнали атомів карбону пов'язаних із протонами нам вдалося завдяки процедурі реєстрації АРТ спектру.

Враховуючи, що 3-індоліл-2-R-акрилонітрили 5.7 є прохіральними реагентами, то приєднання за в-вуглецевим атомом та утворення нового С-С зв'язку призводить до утворення хірального центру при 4-С-атомі г-піранового циклу в молекулах сполук 5.2-5.10. Зважаючи на планарну будову молекул 5.7 та відсутність просторових перешкод, приєднання до них вищезазначених карбонільних реагентів повинно призводити до утворення рацемату. Підтвердити це припущення та детально дослідити будову синтезованих сполук дозволив РСА кристалів 2-аміно- 3-ціано-4-(1H-індол-3-іл)-5-oксo-5,6,7,8-тетрагідро-4H-хромену (5.2а). Виявлено, що в асиметрічній частині елементарного осередку знаходяться дві молекули ізомерів А та В, які відрізняються деякими геометричними параметрами. Індольний замісник розсташований практично перпендикулярно площині г-піранового кільця, а оскільки торсійний кут С(1)-С(6)-С(7)-С(11) дорівнює 112.2(2)є у молекулі А та 109.6(2)є в молекулі В і практично однаково помітно розвернутий відносно неї (торсійний кут С(6)-С(7)-С(11)-С(18) 71.3(2)є в А та 65.7(3)є в В), то молекули представляють собою один і той конформер, тобто можно було б зробити передчасний висновок, що реакція перебігає енантіоселективно. Однак цей факт не відповідає даним поляриметрії. Отже, більш детальне дослідження системи міжмолекулярних водневих зв'язків ізомерів А та В (рис. 4) показало, що у кристалах молекули А та В утворюють центросиметричні димери зі своїми дзеркальними ізомерами за рахунок міжмолекулярних водневих зв'язків N(2a)-H(2Nb)…N(1a)' (2-x, 2-y, -z) H…N 2.23 ? N-H…N 160є і N(2b)-H(2Nd)…N(1b)' (1-x, -y, -z) H…N 2.20 ? N-H…N 167є. Димери, у свою чергу зв'язані між собою міжмолекулярними водневими зв'язками N(3a)-H(3Na)…O(2a)' (2-x, 0.5+y, -0.5-z) H…O 2.05 ? N-H…O 165є і N(2a)-H(2Na)…O(2b)' H…O 2.23 ? N-H…O 157є.

Таким чином, досліджені кристали 2-аміно-3-ціано-4-(1H-індоліл-3-іл)- 5-оксо-5,6,7,8-тетрагідро-4H-хромену (5.2а) представляють собою рацемат, а тому 1,3-циклоприєднання 3-індоліл-2-R-акрилонітрилів 5.7 до 1,3-дикарбонільних сполук 4.7, 4.3, 4.4, 5.3, 5.4 та їх гетероаналогів 4.11, 4.14 очевидно не є енантіоселективним.

4. Дослідження біологічної активності синтезованих сполук

До структурних аналогів МТ відносяться сполуки, які отримані безпосередньою модифікацією молекули МТ та безіндольні аналоги МТ, але усі ці сполуки обов'язково містять так званий алкіламіновий фармакофор. Саме за цим критерієм обрані нами об'єкти досліджень можна віднести до структурних аналогів МТ.

Як відомо, МТ проявляє високу антиоксидантну активність на різних моделях, як in vivo, так і in vitro. Тому для оцінки залежності «структура-активність» нами використано класичну модель оксидантного стресу в умовах токсичного гепатиту in vivo. Дослідження проведені на базі ЦНДЛ НФаУ під керівництвом зав. кафедри патологічної фізіології, проф. А.І. Березнякової. Для первинної оцінки антиоксидантної та гепатопротекторної активності речовин в умовах токсичного гепатиту у мишей ми відібрали синтезовані нами 22 сполуки.

Встановлено, що з 22 сполук, в умовах гострого тетрахлорметанового гепатиту у мишей в дозі 100 мг/кг антиоксидантну активність проявляють 8 речовин - 4.5а, 4.5c, 4.6b, 4.13g, 3.4a, 3.2, 3.3 та 3.4d, що характеризується позитивним впливом на загальний стан тварин (виживання), масовий коефіцієнт печінки (МКП), стан антиоксидантних систем клітин (рівень відновленого глутатіону - GSH) та процеси перекісного окислення ліпідів (ПОЛ). Найактивнішими з вищенаведених сполук є речовини 4.5c, 4.6b, 4.13g, 3.4a, та 3.4d, оскільки вони не тільки знижують вміст реактантів тіобарбітурової кислоти (ТБК-реактантів) і підвищують рівень GSH відносно контрольної патології та препарату порівняння, але і позитивно впливають на показник МКП та виживання тварин в групах.

Для більш поглибленого вивчення зазначеної активності на цій же моделі, але вже у щурів було відібрано 5 речовин - 4.6b, 4.5c, 4.13g, 3.4a, та 3.4d.

Аналіз ефективності субстанції 4.13g - 4,3ґ-cпіро[(6-аміно-5-карбетоксі-3-метил-2Н,4Н-пірано[2,3-c]піразоло)-Nґ-бензил-2ґ-оксіндолу] та препаратів порівняння показав, що досліджувана речовина в разовій дозі 30 мг/кг перевершує лікувальні властивості препарату мексидол в дозі 100 мг/кг та не поступається дії препарату МТ (мелаксен) у дозі 30 мг/кг (табл. 1). Речовину 4.13g рекомендовано для подальших досліджень з метою вивчення її антиоксидантних та гепатопротекторних властивостей. Отже, одержані результати свідчать, що найбільшу антиоксидантну та гепатозахисну активність виявили сполуки, що містять аміноалкільний фармакофор закріплений у спіро-2-оксіндольній системі 4.5-4.13 та ацильні похідні L-триптофану 3.2-3.4.

Таблиця 1. Вплив сполуки 4.13g на процеси ПОЛ при токсичному гепатиті у щурів

Примітка: * - відхилення показника достовірне відносно групи інтактного контролю, р0,05;** - відносно групи контрольної патології, р0,05; *** - відносно препарату мексидол та препарату МТ (мелаксен), р0,05.

Антиексудативну дію вивчали на кафедрі патологічної фізіології НФаУ під керівництвом проф. А.І. Березнякової. Встановлено, що з 23 сполук тільки 8 виявили антиексудативну активність у межах від 14,61 % до 52,66 %. Найбільша флоголітична активність виявлена у субстанції 4.5a - 4,3ґ-спіро[(2-аміно-3-ціано-5,6,7,8-тетрагідро-4H-хромен-5-он)-2ґ-оксіндолу], активність якої аналогічна дії вольтарену, а субстанція 3.3 лише наближується до вольтарену.

Дослідження гострої токсичності сполуки 4.5a методом Karber C. на двох видах тварин показало, що за класифікацією Сидорова К.К. субстанція належить до VI класу токсичності, тобто відносно нешкідлива. Враховуючи високу протизапальну активність, здатність інгібувати ПОЛ в умовах токсичного гепатиту, 4.5a рекомендовано для подальших досліджень, а на її субстанцію розроблено проект АНД. Пріоритет та новизну досліджень закріплено в патенті України на корисну модель.

Антимікробну активність 20 сполук - 5-бром та 5-нітро- похідних конденсованих 4,3?-спіро[(2-аміно-3-R-4Н-пірано)-2'-оксіндолів вивчали in vitro методом двократних серійних розведень. Досліди проведено на кафедрі мікробіології НФаУ під керівництвом проф. І.Л. Дикого. Встановлено, що більшість досліджених речовин виявляє переважно фонову антимікробну активність та має МПК на рівні контролю (МПК=125 мг/мл). Хоча жодна з досліджених сполук не показала високої протимікробної активності, однак деякі речовини виявили здатність вибірково пригнічувати ріст грам-негативних еталонних тест-штамів E. coli, B. subtilis та P. aeruginosa (МПК=65,5 мг/мл).

Дослідження непрямої антикоагулянтної активності 10 сполук 4,3'-спіро- [(2-аміно-3-R-4,5-дигідропірано[3,2-c]хромен-5-он)-2'-оксіндолів], які окрім аміноалкільного фармакофору містять 4-гідроксикумаринове ядро, проведено на кафедрі патологічної фізіології НФаУ під керівництвом проф. А.І. Березнякової. Встановлено, що найбільш активною речовиною виявилася сполука 4.12c - 4,3'-спіро[(2-аміно-3-ціано-4,5-дигідропірано[3,2-c]хромен-5-он)-Nґ-метил-2ґ-оксіндол], яка через 24 год після введення показала індекс згортання (179,7%), що перевищує ефект варфарину у дозі, половинній від його ЛД50 (171,0%) та наближається до його ефекту в дозі ЛД50 (184,8 %).

Дослідження цукрознижуючої активності 10 синтезованих речовин проведені у проблемній лабораторії морфо-функціональних досліджень кафедри фізіології НФаУ під керівництвом проф. Малоштан Л.М. Встановлена різна за вираженістю гіпоглікемічна активність через 2, 3 та 5 год у деяких 4,3?-спіро-2-оксоіндолін-3-іл похідних конденсованих 2-аміно-3-R-4H-піранів. Максимальну гіпоглікемічну дію в порівнянні з глібенкламідом через 3 години (у дозі 25 мг/кг - 2,0±0,11 ммоль/л) виявила сполука 4.13с - 4,3ґ-спіро[(6-аміно-5-ціано-3-метил- 2H,4H-пірано[2,3-с]піразоло)-Nґ-бензил-2ґ-оксіндол], яка у дозі 25 мг/кг викликала глікемію - 2,0±0,14 ммоль/л.

Висновки

оксамоїльний метиловий нітрил фармакологічний

1. Вперше синтезовано ацильні похідні L-триптофану, 2-[2-(1H-індол-3-іл)- 2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти, 4,3?-спіро-2-оксоіндол-3-іл похідних 2-аміно- 3-R-4H-піранів, 4-(індол-3-іл) похідних 2-аміно-4Н-пірану та 2-аміно-4,6,7,8-тетрагідро-1Н-хінолін-5-ону, які містять структурно закріплений аміноалкільний фармакофор подібно до молекули МТ.

2. Запропоновано новий спосіб синтезу метилового естеру дипептиду - N-(2-амінобензоїл)-L-триптофану та амідоестерів оксамоїльних похідних N-антраноіл-L-триптофану на основі метилового естеру L-триптофану та відповідних похідних 3,1-бензоксазінону-4.

3. Розроблено метод синтезу функціональних похідних 2-[2-(1H-індол-3-іл)- 2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти, на основі реакції ацилування вільної антранілової кислоти та її похідних 3-індолілгліоксилхлоридом. Встановлено, що ацилування антраніламіду 3-індолілгліоксилхлоридом відбувається одночасно з циклодегідратацією, тоді як заміщені антраніламіди дають лише відповідні аміди 2-[2-(1H-ндол-3-іл)-2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти.

4. Запропоновано препаративний метод синтезу 4,3?-спіро-2-оксоіндолін-3-іл похідних конденсованих 2-аміно-3-R-4H-піранів, 4-(індол-3-іл) похідних 2-аміно-4Н-пірану та 2-аміно-4,6,7,8-тетрагідро-1Н-хінолін-5-ону на основі трикомпонентної конденсації ізатинів з метиленактивними нітрилами та відповідними 1,3-дикетонами, а також їх гетероаналогами в умовах основного каталізу. Проведено порівняльний аналіз методу синтезу цільових сполук на основі трикомпонентної конденсації з їх альтернативним способом синтезу - конденсацією 3-індоліл-2-R-акрилонітрилів або 2-оксоіндолін-3-іліденових похідних з відповідними карбонільними сполуками в реакції Міхаеля, на підставі чого один з них рекомендовано як препаративний.

5. Будову синтезованих речовин підтверджено елементним аналізом, даними спектроскопії ЯМР1Н, ЯМР13С, мас-спектрометрії, РСА. У результаті виявлено особливості просторової будови 4,3?-спіро-2-оксоіндолін-3-іл та 4-(індол- 3-іл)похідних 2-аміно-3-R-4H-пірану.

6. У результаті фармакологічного скринінгу виявлено сполуки з антиоксидантними, протизапальними, антикоагулянтними та цукрознижуючими властивостями. Встановлено, що присутність алкіламінового фармакофора в молекулі сприяє виявленню антиоксидантного та гепатопротекторного ефекту подібно до МТ, який найбільш виражений серед 4,3?-спіро-2-оксоіндолін-3-іл похідних конденсованих 2-аміно-3-R-4H-пірану.

7. Для подальших досліджень рекомендовано дві сполуки: сполука з високою антиоксидантною та гепатопротекторною активністю - 4,3ґ-cпіро[(6-аміно- 5-карбетоксі-3-метил-2H,4H-пірано[2,3-c]піразоло)-Nґ-бензил-2ґ-оксіндол], і сполука з антиоксидантною дією та високим протизапальним ефектом - 4,3ґ-спіро[(2-аміно-3-ціано-5,6,7,8-тетрагідро-4H-хромен-5-он)-2ґ-оксіндол], на яку розроблено проект АНД. Пріоритет та новизну винаходу доведено двома патентами на корисну модель.

Література

1. Черних В.П., Шемчук Л.А., Редькін Р.Г. Синтез похідних 2-[2-(1H-індол-3-іл)-2-оксоацетиламіно]бензойної кислоти - потенційних протипухлинних засобів // Актуальні питання медичної та фармацевтичної практики: зб. наук. ст. - Запоріжжя, 2006. - Вип. XV. Т.1. - C.88-92.

2. Synthesis and molecular structure of spirocyclic 2-oxindole derivatives of 2-amino-4H-pyran condensed with the pyrazolic nucleus / R.Gr. Redkin, L.A. Shemchuk, V.P. Chernykh, O.V. Shishkin, S.V. Shishkina // Tetrahedron. - 2007. - Vol. 63. № 46. - P. 11444-11450.

3. Crystal structure of 3ґ,4-spiro[(5-acetyl-2-amino-3-carbethoxy-6-methyl-4H-pyrano)-1ґH,3ґH-indol-2ґ-on] / S.V. Shishkina, O.V. Shishkin, R.Gr. Redkin, L.A. Shemchuk, V.P. Chernykh // Acta Crystallographica Section E. - 2007. - Vol. 63.- P. 3193.

4. Синтез 4-(1H-індол-3-іл) похідних 2-аміно-4Н-пірану та 2-аміно-4,6,7,8-тетрагідро-1Н-хінолін-5-ону / Р.Г. Редькін, Л.А. Шемчук, В.П. Черних, О.В. Шишкін, С.В. Шишкіна // Журн. орган. та фармац. хімії. - 2007. - Т. 5, Вип. 4 (20). - С. 19-26.

5. Визначення антиексудативної активності нових аналогів епіфізарного гормону мелатоніну / Е.В. Репетєва, Р.Г. Редькін, С.І. Крижна, І.Ю. Тіщенко // Ліки.- 2007. - № 1-2. - С.101-104.

6. Вплив спіразидолу - структурного аналога мелатоніну на процеси перекісного окислення ліпідів в умовах токсичного гепатиту у мишей / Е.В. Репетєва, В.І. Березняков, І.Ю. Тіщенко, Р.Г. Редькін // Запорожский мед. журн. - 2007. - Т. 43, №4. - С.133-135.

Размещено на Allbest.ru