Синтез та властивості похідних4-аміно-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазолу

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук

СИНТЕЗ ТА ВЛАСТИВОСТІ ПОХІДНИХ 4-АМІНО-3-МЕРКАПТО-4Н-1,2,4-ТРИАЗОЛУ

15.00.02 - фармацевтична хімія та фармакогнозія

ЯНЧЕНКО ВІКТОР ОЛЕКСІЙОВИЧ

Харків - 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі хімії Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г.Шевченка.

Науковий керівник: доктор фармацевтичних наук, професор Демченко Анатолій Михайлович, професор кафедри хімії Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г.Шевченка

Офіційні опоненти: Доктор фармацевтичних наук, професор Безуглий Петро Овксентійович, національний фармацевтичний університет, завідувач кафедри фармацевтичної хімії

доктор фармацевтичних наук Коваленко Сергій Іванович, професор кафедри фармацевтичної хімії Запорізького державного медичного університету

Провідна установа: Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, кафедра біологічної, біоорганічної та фармацевтичної хімії.

Захист відбудеться “22” квітня 2005 р. о 10 ⁰⁰ год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.605.01 при Національному фармацевтичному університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Пушкінська, 53

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного фармацевтичного університету (61168, м. Харків, вул. Блюхера, 4)

Автореферат розісланий “ 19” березня 2005 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор біологічних наук, професор Л.М. Малоштан

АНОТАЦІЇ

Янченко В.О. “Синтез та властивості похідних4-аміно-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазолу”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.02 - фармацевтична хімія та фармакогно зія. Національний фармацевтичний університет, Харків, 2005.

Дисертаційна робота присвячена розробці методів синтезу триазоловмісних сполук на основі 4-аміно-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазолу.

В ході роботи вивчені умови одержання N¹-арил-2-(5-алкіл-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіо)ацетамідів та показана можливість їх циклізації в 6-ариламіно-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазини. Досліджена будова продуктів конденсації 4-арилметиліденаміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіолів з бігункціональними сполуками. Доведена можливість переходу подвійного зв'язку азометинової групи в 6-арил-7H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинах з утворенням ізомерних 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинів. Встановлено можливість синтезу заміщених [1,2,4]триазоло[4,3-b]піридазинів циклоконденсацією похідних 4Н-триазоліл-3-тіолу з ацетилацетоном.

Вивчені протизапальні, анальгетичні, протигрибкові, антимікробні, антиоксидантні та противірусні властивості синтезованих сполук. Сполуку етил 2-(4-аміно-5-трифторметил-4H-1,2,4-триазоліл-3-тіометилкарбоксамідо)-5,6-дигідро-4H-циклопента[b]тіофен-3-карбоксилат, що виявила високу протизапальну активнісчть запропоновано для поглибленого фармакологічного вивчення.

Ключові слова: 4-аміно-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазол, N¹-арил-2-(5-алкіл-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіо)ацетаміди, 7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазин, 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазин, [1,2,4]триазоло [4,3-b]піридазин, біологічна активність.

Янченко В.О. “Синтез и свойства производных 4-амино-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазола.” - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата фармацевтических наук по специальности 15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия. Национальный фармацевтический университет, Харьков, 2005.

Диссертационная работа посвящена разработке методов синтеза триазолсодержащих соединений на основе 4-амино-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазола.

В ходе работы изученные условия получения N1-арил-2-(5-алкил-4-амино-4H-1,2,4-триазол-3-илтио) ацетамидов и показана возможность их циклизации в 6-ариламино-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазины под действием хлорокиси фосфора.

Конденсацией N1-арил-2-(5-метил-4-амино-4H-1,2,4-триазол-3-ил тио)ацетамидов с 2,5-диметокситетрагидрофураном синтезирован ряд N-арил-2-(5-метил-4-(1H-1-пирролил)-4H-1,2,4-триазол-3-илтио) ацетамидов.

Отмечено, что непродолжительное нагревание эквимолярних количеств 4-амино-5-метил-4H-1,2,4-триазол-3-илтиола и соответствующих изотиоцианатами в бензоле приводит к образованию N-арил-N1-(3-метил-5-меркапто-4Н-1,2,4-триазол-4-ил)тиомочевин. Нагревание N1-(4-бромфенил)-N,N-диметилтиомочевины с 4-амино-5-метил-4H-1,2,4-триазол-3-илтиолом в ДМФА на протяжении 30 ч. приводит к 6-(4-бромфениламино)-3-метил[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазолу, который полностью идентичный продукту взаимодействия 4-амино-5-метил-4H-1,2,4-триазол-3-илтиола с 4-бромфенилизитиоцианатом в тех же условиях.

Взаимодействие 4-амино-5-этил-4H-1,2,4-триазол-3-илтиола с тетраметилтиурамдисульфидом приводит к образованию 4-амино-5-тиоксо-3-этил-4,5-дигидро-1H-1,2,4-триазол-1-илдиметиламинометантиону.

Показанна аномальность хода реакции 4-амино-5-трифторметил-4Н-триазолил-3-тиола с дегидроацетовой кислотой, которая приводит к образованию N1,N2-ди(3-ацетил-6-метил-4-оксо-4H-2-пиранил)гидразина.

Исследовано строение продуктов конденсации 4-арилметилиденамино-4H-1,2,4-триазол-3-илтиолов с бифункциональными соединениями. Доказана возможность перехода двойной связи азометиновой группы в 6-арил-7H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазинах с образованием изомерных 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазинов.

Доказано данными рентгеноструктурного анализа, что радикалы при ассиметричных атомах углерода этил 6-арил-6,7-дигидро-5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазинов распологаются в транс- положении.

Рассмотрена возможность синтеза замещенных [1,2,4]триазоло[4,3-b]пиридазинов циклоконденсацией производных 4Н-триазолил-3-тиола с ацетилацетоном.

Для синтезированных соединений изучены противовоспалительная, анальгезирующая, противогрибковая, антимикробная, антиоксидантная и противовирусная активности. Соединение этил 2-(4-амино-5-трифторметил-4H-1,2,4-триазолил-3-тиометилкарбоксамидо)-5,6-дигидро-4H-циклопента[b]тиофен-3-карбоксилат, который проявил значительную противовоспалительную активность, предложен для углубленного фармакологического исследования. Разработаны методы идентификации и количественного определения субстанции этого вещества.

Ключевые слова: 4-амино-3-меркапто-4Н-1,2,4-триазол, N1-арил-2-(5-алкил-4-амино-4H-1,2,4-триазол-3-илтио)ацетамиды, 7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазин, 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазин, [1,2,4]триазоло[4,3-b]пиридазин, биологическая активность.

Yahchenko V.O. “The synthesis and properties of 4-amino-3-mercapto-4Н-1,2,4-triazole derivative” - Manuscript.

A thesis for Candidate in Pharmacy Degree by speciality 15.00.02 - Pharmaceutical Chemistry and Pharmacognosy. - National university of Pharmacy, Kharkov, 2005.

The thesis is dedicated to the development of methods of synthesis triazolbearing compounds originating from 4-amino-3-mercapto-4Н-1,2,4-triazole.

Conditions of obtaining N1-aryl-2-(5-alkyl-4-amino-4H-1,2,4-triazol-3-ylthio) acetamides have been studied at the result of the current work and the possibility of their ring closer into 6-arylamino-7Н-[1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4]-thiadiazines was shown. The structure of products of condensation 4-arylmethylidenamino-4H-1,2,4-triazol-3-ylthiols with bifunctional compounds was investigated. The opportunity of double bond transferring in azomethinic group of 6-aryl-7H-[1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazine with formation of isomeric 5H-[1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4thiadiazines was proved. The possibility of the synthesis of substituted [1,2,4]triazolo[4,3-b]pyridazines by cyclocondensation of 4Н-triazolyl-3-thiol derivatives with 2,4-pentanedione was established. Unexpected direction of 4-amino-5-trifluormethyl-4Н-triazolyl-3-thiol reaction with dehydroacetic acid was shown. For all synthesized compounds anti-inflammatory, analgesic, fungicidal, antimicrobial, antioxidative and antiviral activity was investigated. Ethyl 2-(4-amino-5-trifluoromethyl-4H-1,2,4-triazol-3-ylsulfanylmethylcarboxamido)-5,6-dihydro-4H-cyclopenta[b]thiophene-3-carboxylate, which showed a anti-inflammatory activity, has been recommended for the further pharmacological studying.

Key words: 4-amino-3-mercapto-4Н-1,2,4-triazole, N1-aryl-2-(5-alkyl-4-amino-4H-1,2,4-triazol-3-ylthio) acetamides, 7H-[1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazine, 5H-[1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazine, [1,2,4]triazolo-[4,3-b]pyridazine, biological activity.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

синтезований сполука триазол противірусний

Актуальність теми визначається важливою проблемою сучасної фармації - пошук нових лікарських препаратів із широким спектром дії.

Хімія триазоловмістних сполук за останній час інтенсивно розвивалась і була добре вивчена. Знайдено і впроваджено у медичну практику багато лікарських засобів, одним із фрагментів молекули яких є 1,2,4-триазольне ядро. Так препарати фурозалон і фуракрил виявляють антибактеріальну дію, небідразин - гіпотензивну. До триазоловмістних препаратів відноситься цілий ряд протигрибкових препаратів серед яких найбільш відомі діфлюкам та кетоназол. Однак хімічні властивості похідних 4-аміно-5-арил(алкіл)-4Н-триазол-3-ілтіолів до цього часу все ще залишаються недостатньо вивченими.

Природно, що розробка методів і синтез нових похідних 1,2,4-три- азолу та триазоловмістних гетероциклічних систем, які виявляли б яскраво виражену хіміотерапевтичну дію на фоні незначної токсичності і простоті синтезу є актуальним питанням сьогодення.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності до проекту науково-дослідних робіт Інституту фармакології і токсикології АМН України “Синтез та вивчення нових неопіоїдних анальгетиків та нестероїдних протизапальних засобів в ряду похідних азотистих гетероциклів та сірковмісних сполук” (№ держреєстрації 0100U000297).

Мета і завдання дослідження. Основна мета роботи полягала в розробці методів синтезу похідних 4-аміно-5-арил(алкіл)-4Н-триазол-3-ілтіолу та вивченні фармакологічних властивостей синтезованих сполук для вияву закономірностей “структура - біологічна активність”.

Для досягнення поставленої мети в роботі були поставлені такі завдання:

- вивчити поведінку 4-аміно-5-R-4Н-триазол-3-ілтіолів у реакціях із замішеними б-галогенкарбонільними та дикарбонільними сполуками;

- розробити препаративні методи синтезу конденсованих 1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинів;

- визначити загальні закономірності хімічної поведінки N-аміногрупи 5-R-4Н-триазол-3-ілтіолів в реакціях з біфункціональними сполуками;

- вивчити хімічні, спектральні та фармакологічні властивості синтезованих сполук і встановити закономірності “структура - біологічна активність”.

Об'єкт дослідження - синтетичні похідні 4-аміно-5-арил(алкіл)-4Н-триазол-3-ілтіолу.

Предмет дослідження - методи синтезу, фізико-хімічні та біологічні властивості циклічних та ациклічних похідних 4-аміно-5-арил(алкіл)-4Н-триазол-3-ілтіолу і продуктів їх хімічних перетворень.

Методи дослідження - синтез сполук з використанням різноманітних хімічних реакцій (алкілування, ацилювання, конденсації, гетероциклізації, гідролізу та ін.); доведення структури та індивідуальності синтезованих сполук фізико-хімічними методами аналізу (ІЧ, ПМР-спектроскопії, мас-спектрометрії, рентгеноструктурного аналізу та ін.); вивчення біологічних властивостей з використанням стандартних методик; аналіз отриманих результатів та їх узагальнення.

Наукова новизна отриманих результатів. Вивчені умови одержання N¹-арил-2-(5-алкіл-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіо)ацетамідів та показана можливість їх циклізації в 6-ариламіно-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазини.

Встановлено можливість синтезу заміщених [1,2,4]триазоло[4,3-b]піридазинів циклоконденсацією похідних 4Н-триазол-3-ілтіолу з ацетилацетоном.

Досліджена будова продуктів конденсації 4-арилметиліденаміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіолів з біфункціональними сполуками.

Доведена можливість переходу подвійного зв'язку азометинової групи в 6-арил-7H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинах з утворенням ізомерних 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинів.

Практичне значення отриманих результатів. Розроблено препаративні методи синтезу конденсованих 1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинів та [1,2,4]триазоло[4,3-b]піридазинів.

Вивчені протизапальні, анальгетичні, протигрибкові, антимікробні, антиоксидантні та противірусні властивості синтезованих сполук.

Встановлені закономірності залежності “структура - активність”, які можуть бути використані для цілеспрямованого синтезу біологічно активних сполук.

Відпрацьовано препаративний метод синтезу арилізотіоціанатів на основі ароматичних амінів та тетраметилтіурамдисульфіду (ТМТД).

За результатами досліджень найбільш перспективну сполуку етил 2-(4-аміно-5-трифторметил-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіометилкарбоксамідо)-5,6-дигідро-4H-циклопента[b]тіофен-3-карбоксилат запропоновано для поглибленого фармакологічного вивчення. На зазначену субстанцію розроблено проект АНД.

Отримані при виконанні дисертаційної роботи результати впроваджено в науково-дослідний та навчальний процес ряду навчальних закладів України.

Особистий внесок автора є визначальним на всіх етапах роботи і полягає у визначенні мети й об'єктів дослідження, загальній постановці завдань і шляхів їх реалізації, планування і виконання синтетичної частини експериментальної роботи, в інтерпретації та узагальненні експерименттальних даних, формулюванні наукових висновків.

Апробація результатів дослідження. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на 4-ому міжнародному симпозіумі з хімії та використанню фосфор-, сірка- та кремнійорганічних сполук “Петербургские встречи” (ISPM-IV)” (С.Петербург, 2002 р.), міжнародному симпозіумі присвяченому 100-річчю академіка А.В. Кірсанова (Київ, 2002 р.), всеукраїнській науково-практичній конференції „Сучасні технології органічного синтезу та медичної хімії” (Харків, 2003р), міжнародній конференції "Кислород- и серосодержащие гетероциклы" (Москва, 2003), міжнародній конференції “Історія та перспективи розвитку фармацевтичної науки та освіти” (Запоріжжя, 2004 р).

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи викладені в 6 статтях та 4 тезах доповідей.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 4 розділів, додатку, висновків, списку літературних джерел що включає 164 найменування. Робота проілюстрована 32 схемами, 28 малюнками і 28 таблицями.

У вступі до дисертації обґрунтована актуальність проблеми та сформульована мета роботи. У першому розділі детально проаналізовано література, що стосується методів синтезу та біологічних властивостей похідних 1,2,4-триазолу із зверненням особливої уваги 4-аміно-5-арил(алкіл)-4Н-триазол-3-ілтіолам. У наступних трьох розділах та додатку розглянуті власні експериментальні дослідження.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Синтез та властивості похідних 4-аміно-4-Н-1,2,4-триазол-3-тіолу.

Вихідні 4-аміно-5-алкіл-4Н-триазол-3-ілтіоли (1 R=Alkyl) були одержані кип'ятінням тіокарбогідразиду в надлишку відповідної карбонової кислоти, тоді як 5-арилзаміщенні (1 R=Aryl) утворюються при обробці 2-меркапто-[1,3,4]оксадіазолів надлишком гідразингідрату.

	1 а-о

а H, б CH₃, в CF₃, г C₂H₅, д н-C₃H₇, е н-С₄Н_9, ж трет-С₄Н_9, з н-С₅Н₁₁, і C₆H_5,

к 4-CH₃C₆H_4, л 4-BrC₆H₄, м 3-BrC₆H₄, н 4-ClC₆H₄, о4 трет-С₄Н₉C₆H₄.

S-Заміщені похідні 4Н-1,2,4-триазолу (2) були одержані алкілуванням 4-аміно-5-R-4Н-триазоліл-3-тіолів (1) N-заміщеними -хлорацетамідами. Показано, що алкілування тіогрупи N-амінотриазолу дуже добре проходить у водно-спиртовому середовищі в присутності еквімолярних кількостей КOH або K₂CO₃.

R= CH₃, CF₃, C₂H₅, н-C₃H₇, н-С₄Н_9, н-С₅Н₁₁, трет-С₄Н_9, H, 4-CH₃C₆H_4, 4-BrC₆H₄, 3-BrC₆H₄, 4-ClC₆H₄, трет-С₄Н₉C₆H₄.

NXR1=

а-п	р	с	т	у	ф	х	ц

R2= а Н; б 4-CH₃; в 3-CF₃; г 4-OCH₃; д 4-COOCH₃; е 4-F; ж 4-Cl; з 4-Br; і 3,4-(Cl)₂; к 2,6-(Cl)₂; л 4-OC₂H₅; м 4-OC₆H₅; н 2,3-(CH₃)₂;.о 3-Cl, 2-CH_3; п 2,4,6-(Cl)₃.

В спектрах ПМР сполук 2 інформативними являються сигнали двохпротонного синглету метиленової групи S-CH₂CO в області 3,64-4,23 м.ч. та двохпротонного синглету N-аміногрупи в області 5,68-6,42 м.ч. Сигнал NH-амідного протону спостерігається в вигляді розширеного синглету в інтервалі 9,59 - 10,7 м.ч. У всіх синтезованих сполуках 2 сигнали ароматичних протонів та протонів замісників зареєстровані в характеристичних областях спектру.

Використовуючи відомий метод конденсації N-амінотриазолів 1 з ароматичними альдегідами нами були напрацьовані відповідні 5-R-4-(1-арилметиліденаміно)-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіоли (3). Виявлено, що при наявності в п'ятому положенні системи трифторметильного замісника реакція протікає при короткочасному нагріванні в о-ксилолі без каталізатора, що пояснюється високими електроноакцепторними властивостями CF₃-групи.

На основі 4-ариліденаміно-1,2,4-триазолів 3 в умовах реакції Манніха синтезовано ряд 1-морфолінометил-4-аріліденаміно-4,5-дигідро-1Н-1,2,4- триазол-5-ілтіонів (4). Будова синтезованих сполук була підтверджена даними ПМР спектроскопії. Так, для сполук 4 характерною особливістю являється наявність сигналів морфолінового фрагменту молекули у вигляді двох триплетів при 2,68 - 2,75 м.ч. та 3,55 - 3,59 м.ч., двопротонного синглету NCH₂N-групи в області 5,02-5,17 м.ч. та отнопротонного cинглету CH-групи в області 9,63-9,91 м.ч. Протони арильних та інших замісників резонують з відповідною мультиплетністю в характеристичних ділянках спектра.

3 R= CF₃; R= CH₃; R= C₂H₅;

4a R=CH₃, Ar=4-MeOC₆H₄; б R=CF₃, Ar=4-MeOC₆H₄; в R=CF₃, Ar=4-FC₆H₄; г R=CF₃, Ar=С₆Н₅.

Продовжуючи вивчення хімічних властивостей N-аміногрупи сполук 2 нами було здійснено синтез похідних 4-(1H-пірол-1-іл)-4H-1,2,4-триазолу 5 кип'ятінням еквімолярних кількостей 4-амінотриазолів 2 з 2,5-диметокситетрагідрофураном в оцтовій кислоті. Слід зазначити, що при R = CF₃ продукти реакції виділити не вдалося.

R = CH₃, C₆H₅; Х = ОС₂Н₅, NHAryl

Ar = C₆H₅; 4-CH₃C₆H₄; 4-FC₆H₄; 4-ClC₆H₄; 3,4-(Cl)₂C₆H₃; 3-Cl 2-CH₃C₆H_3.

В спектрах ПМР утворення сполук 5 супроводжується зникненням двопротонного синглету синглету N-аміногрупи при 5,8 - 6,3 м.ч., і появою дублету дублетів пірольного фрагменту в області 6,30 і 7,15 м.ч.

Короткочасним нагріванням еквімолярних кількостей відповідних N-амінотіолів (1 R=CH₃) з ароматичними ізотіоціанатами в бензолі нами були отримані N-арил-N¹-3-метил-5-меркапто-4Н-1,2,4-триазол-4-ілтіосечовини 6. В спектрах ПМР останніх, сигнали обох NH-груп зареєстровані в області 9,9 - 10,2 м.ч., а однопротонний синглет SH-групи - в області 13,3- 13,4 м.ч.

Ar = С₆Н₅, 2-CH₃С₆Н₄, 3-CH₃С₆Н₄, 4-CH₃OС₆Н₄, 4-BrС₆Н₄.

Довготривале нагрівання тіосечовин 6 в ДМФА супроводжується виділенням сірководню та призводить до утворення 6-ариламіно-3-метил-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазолу 7. У випадку нагрівання N,N-диметил-N¹-(4-бромфеніл)тіосечовини (8) з 5-метил-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-тіолом в ДМФА за тих же умов був виділений 6-(4-бромфеніламіно)-3-метил[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазол (7), котрий повністю ідентичний продукту взаємодії 5-метил-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-тіолу з 4-бромфенілізотіоціанатом (9). В спектрі ПМР амідину 7 трьохпротонний синглет метильної групи проявляється в області 2,05 м.ч., а амідиновий протон зареєстровананий в області 10,1 м.ч. в вигляді однопротонного синглету.

R=H, 2-CH₃, 3-CH₃, 4-CH₃, 4-ОCH₃, 3-Cl-2CH₃, 4-Br.

Нами відпрацьований однореакторний метод отримання арилізотіоцианатів із відповідних ароматичних амінів та 80% порошку ТМТД. Слід відзначити, що попереднє виділення та очищення діючої речовини із некондиційного фунгіциду ТМТД не приводить до значного підвищення виходу кінцевого продукту. Тому тіокарбамоілювання ароматичних амінів проводили при кип'ятінні еквимолярних кількостей вихідних реагентів в розчині етанолу разом з наповнювачем. Розроблений метод дозволяє виділяти в індивідуальному стані як проміжні тіосечовини 8, так і арилізотіоціанати 9.

При заміні в даній реакції ароматичних амінів на 5-етил-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-тіол (схема 7) ми сподівалися одержати тіосечовину 10. Проте було встановлено, що замість очікуваного приєднання диметиламінометилтіонової групи по N-аміногрупі гетероциклу тіокарбомоілювання проходить по другому положенню системи з утворенням 4-аміно-3-етил-5-тіоксо-4,5-дигідро-1H-1,2,4-триазол-1-диметиламінометантіону 11.

Так в спектрі ПМР сполуки 11 чітко прослідковується двохпротон-ний синглет N-аміногрупи в області 5,52 м.ч., два синглети диметиламіногрупи зареєстровані при 3,50 м.ч. та 3,59 м.ч., а протони метильної і метиленової груп резонують відповідно своєї мультиплетності при 1,86 м.ч., та 2,65 м.ч.

Відомо, що дегідрооцтова кислота при взаємодії з N-нуклеофілами утворює відповідні похідні 3-ацетил-6-метил-2-(R-аміно)-4H-4-піранону. Нами була здійснена спроба конденсації дегідрооцтової кислоти з 4-аміно-5-R-4H-1,2,4-триазол-3-тіолами, але у всіх випадках, крім R=CF₃, були виділені вихідні сполуки.

Дані мас-спектрометрії та ПМР-спектроскопії свідчать про те, що замість очікуваного 3-ацетил-6-метил-2-(3-меркапто-5-трифторметил-4H-1,2,4-триазол-4-іламіно)-4H-4-піранону (13) було отримано N¹,N²-ди(3-ацетил-6-метил-4-оксо-4H-2-піраніл)гідразин (14). На користь цього лаконічно вказує іон m/z: 332 [M⁺], якому відповідає молекулярна маса сполуки 14 та іон m/z: 166 [M⁺], який відповідає молекулярній масі іону після симетричного розриву молекули по зв'язку N-N гідразинового фрагменту, а також іони, стандартні для розпаду подібного типу сполук.

Синтез та властивості конденсованих гетероциклічних систем на основі 4-аміно-4-Н-1,2,4-триазол-3-тіолу.

Похідні 1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазину (15) були отримані по відомому методу алкілуванням 4-аміно-5-R-4Н-триазол-3-ілтіолів (1) заміщеними фенацилбромідами в нашій модифікації.

15 R = H,CH_3, CF₃, CH₂CH₃, CH₂CH₂CH₃, CH₂(CH₂)₂CH₃, CH₂(CH₂)₃CH₃, C(CH₃)₃.

Ar = C₆H₅, 4-CH₃C₆H₄, 4-OCH₃C₆H₄, 4-OCH₂CH₃C₆H₄, 4-NO₂ C₆H₄, 3-NO₂C₆H₄, 3,4-(OCH₃)₂C₆H₃, 3,4-(OCH₂CH₂O)C₆H₃, 4- ClC₆H₄, 3,4-( Cl)₂C₆H₃, 4-FC₆H₄, 4-ВrC₆H₄, 4-CH₂CH₃C₆H₄, 2,4-( Cl)₂C₆H₃, 4-PhC₆H₄, 4-С(CH₃)₃C₆H₄, 2,4-(CH₃)₂C₆H₃.

Альтернативним методом синтезу сполук 16 є внутрішньомолекулярна циклізація S-фенацилоксадиазолів (18) (отриманих за стандартними методами з 2-меркапто-5R-1,3,4-оксадиазолів) під дією надлишку гідразин-гідрату.

R = 3-BrС₆Н₄; 4-BrС₆Н_4, R = 4-CH₃OС₆Н₄; R=4-Py;

Аr = 4-NO₂С₆Н₄; 4-ClС₆Н₄; 3,4-(OCH₂CH₂O)С₆Н₃; 3,4-(OCH₃)₂С₆Н₃.

При взаємодії 4-аміно-5-метил-4Н-триазол-3-ілтіолу (1) з б-бромпропіофеноном одержано 3,7-диметил-6-феніл-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b] [1,3,4]тіадиазин (19). Показано, що обробка останнього ангідридами аліфатичних кислот приводить до N-ацилпохідних 20. В спектрах ПМР перехід до сполуки 20 супроводжується зникненням трьохпротоного дублету метильної групи при 1,39 м.ч., та однопротоного квартету СН3СН-групи при 4,99 м.ч., характерної для сполуки 19 і появою трьохпротонного синглету метильної групи в сьомому положенні системи.

R = CH₃, C₂H₅, н-C₃H₇

У випадку ацилювання ангідридами аліфатичних кислот біциклів 16 утворюються диацильні похідні 21, про що свідчать дані мас-спектрометрії та ПМР-спектроскопії.

21 R = CH₃, CH₂CH₃, CH₂CH₂CH₃. R₁ = H, CH₃, CF₃.

Ar = C₆H₅, 4-CH₃C₆H₄; 3-NO₂C₆H₄; 4-NO₂C₆H₄; 4-ClC₆H₄; 3,4-(Cl)₂C₆H₃.

22 Ar = C₆H₅, 4-CH₃C₆H₄; 4-ClC₆H₄.

Нами доведено, що довготривале кип'ятіння сполук 21 в мінеральних кислотах приводить до деацильованих продуктів 22 із збереженням подвійного зв'язку між шостим та сьомим атомами вуглецю системи. В спектрах ПМР сполук 22 однопротонний синглет атому водню в сьомому положенню системі спостерігається в області 6,18 м.ч. Відновлення 3-R-6-(4-нітрофеніл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4] тіадиазинів (16) (R=CH₃ та CF₃, Ar=4-NO₂C₆H₄) в кислому середовищі залізом приводить до амінів 23.

R = СH3, CF3.R1 = СH3, CH2CH3.

Взаємодією 3-трифторметил-6-(4-амінофеніл)-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазину (23) з 2,5-диметокситетрагідрофураном отримано 3-трифторметил-6-[4-(1Н-1-піроліл)феніл]-7Н[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазин (24). Короткочасне нагрівання аміну 23 (R=CH₃) з ангідридами аліфатичних кислот призводить до ацилювання по аміногрупі з утворенням амідів 25. Було відмічено, що довготривале кип'ятіння біциклу 23 (R=CH₃) в оцтовому ангідриді призводить до утворення тетраацильного похідного 26. В останній час значно виросла зацікавленість гетероциклічними N-ариламідинами, що зв'язано з отриманням на їх основі анальгетиків нового покоління. Нами розроблено метод отримання N-ариламідинів 27 з 1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадіазиновим ядром внутрішньомолекулярною циклізацією N¹-арил-2-(4-аміно-5-метил-4Н-1,2,4-триазол-3-ілтіо)ацетамідів 2 під дією хлорокису фосфору.

R=4-OCH₂CH₃; 3,4-(OCH₂CH₂O); 4-Cl; 3,4-Cl₂; 3-Cl, 2-CH₃; 3-OCH₃; 4-Br; 2,5-(CH₃)₂.

Відмінність спектрів ПМР амідинових структур 27 від S-ацетанілідів 2 полягає в зникненні двохпротонного синглету N-аміногрупи при 5,3 - 6,4 м.ч. та сигналу ацетамідного протону при 10,1 - 10,7 м.ч. (характерних для 2) та появою розширеного синглету NH-групи в шостому положенні системи при 8,9 - 9,7 м.ч.

3.29 R=CH3; 3.30 R=CF3. а R1=4-CH3, б R1=4-ОН, в R1=4-F, г R1=4-Cl, д R1=4-OEt, е R1=3,4(OCH3)2, ж R1=3,4(OCH2O), з R1=4-iPr, і R1=4-N(CH3)2, к R1=OCH3, л R1=Н.

Взаємодією основ Шиффа 3 з -хлорацетанілідами та етил хлорацетатом в присутності надлишку триетиламіну нами одержані насичені похідні 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазину (28 та 29). Слід відмітити, що при наявності двох асиметричних атомів вуглецю в структурах 28 та 29 теоретично можливо утворення чотирьох стереоізомерів. Відсутність в спектрах ПМР дублювання сигналів дало змо- гу зробити припущення про утворення одного ізомеру. В спектрах ПМР амідів 28 однопротонний дублет SCH-групи резонує в області 4,57 - 4,59 м.ч., а однопротонний триплет NHCH-групи в області 4,79-4,82 м.ч. Однопротонний дублет NHCH-групи зареєстровано при 6,93 - 6,97 м.ч. Для естерів 29 однопротонний дублет SCH-групи проявляється в області 4,47-5,04 м.ч., а однопротонний триплет NHCH-групи в області 4,41-5,00 м.ч. Однопротонний дублет NHCH-групи зареєстровано при 6,73 - 7,52 м.ч. Слід також відмітити що в випадках наявності трифторметильної групи в третьому положенні системи спостерігається зміщення сигналів в область слабкого поля.

Даними рентгеноструктурного аналізу на прикладі сполуки 30г однозначно доведено, що утворюється лише транс-ізомер (рис. 1).

В зв'язку з тим, що загальна картина сигналів протонів тріади SCH-, СН- та NH- як для естерів 29 так і для амідів 28 схожа, можна зробити висновок, що замісники при шостому і сьомому атомах вуглецю мають транс-орієнтацію в просторі.

При використанні в якості алкілюючих агентів фенацилбромідів в ряді випадків в спектрах ПМР фіксується наявність двох ізомерів.

R=CH₃, а R₁=OCH₃, Ar=4-ClC₆H₄; б R₁=Cl, Ar=4-ClC₆H₄; в R₁=Cl, Ar=4-BrC₆H₄; г R1=Cl, Ar=4-CH₃C₆H₄; д R₁=OH, Ar=4-ClC₆H₄.

Так в випадку (30б) для мажорної сполуки однопротонний дублет SCH-групи фіксується при 5,72 м.ч., (J=5,1 Гц), а однопротонний триплет NHCH-групи в області 5,16 м.ч., (J_CHCH=5,1 Гц J_NHCH=4,5 Гц). Однопротон- ний дублет NHCH-групи зареєстровано при 7,09 м.ч., (J=5,7 Гц). Для мінорної сполуки однопротонний дублет SCH-групи проявляється при 5,82 м.ч., ( J=2,4 Гц), протон NHCH-групи проявляється у вигляді дублету дублетів в області 5,04 м.ч, (J_CHCH =2,1 Гц J_NHCH =11,1 Гц). Однопротонний дублет NHCH-групи фіксується при 7,22 м.ч., (J=11,4 Гц) (мал. 2). При співвідношенні загальної картини сигналів протонів тріади SCH, СН- та NH- можна зробити висновок, що в мажорної структури, як і в попередніх випадках радикали у шостому та сьомому положенні гетероциклу знаходяться в транс-положенні один відносно одного, тоді як мінорній сполуці буде відповідати цис-конфігурація. При повторній реєстрації спектру з додаванням D₂O відмічається зникнення сигналів SCH та NH груп, а сигнал протону NHCH-групи для мажорної та мінорної сполуки фіксується у вигляді синглетів при 5,14 м.ч., та 5,04 м.ч., відповідно в тому ж співвідношенні (10 до 3) (рис. 3).

Спроби отримати відповідну карбонову кислоту 31 лужним гідролізом естеру 29д несподівано привели до утворення 4-[1-(4-етоксифеніл)етиліденаміно]-5-метил-4H-1,2,4-триазол-3-тіолу (32). Будова останньої доведена за допомогою фізико-хімічних методів аналізу та зустрічним синтезом шляхом конденсації 3-метил-4-аміно-4Н-1,2,4-триазол-3-ілтіолу з 4-етоксиацетофеноном.

Обробка естеру (29д) оцтовим ангідридом призводить до ацилювання як по п'ятому, так і сьомому положенню системи. Ацилювання останнього обумовлено кислими властивостями протону в сьомому положенні, що підтверджується зникненням дублету SCH - групи при повторній реєстрації спектра в присутності D2O. В спектрі ПМР сполуки 33 зникають сигнали тріади SCH-, С(6)Н- та N(5)H- (характерні для сполук 29), натомість з'являється однопротонний синглет С(6)Н-групи в області 8,20 м.ч., а також фіксується шестипротонний синглет при 2,32 м.ч.

Нами показано, що сполуки 2 (при R=Н) в реакції з ацетилацетоном утворюють N¹арил-2-(6,8-диметил[1,2,4]триазоло[4,3-b]піридазин-3-ілтіо)ацетаміди (34).

Протони двох метильних груп проявляються у вигляді двох трьохпротонних синглетів в області 2,47 - 2,55 м.ч. Однопротонній синглет С₍₇₎Н-групи резонує при 7,11 м.ч., а двохпротонний синглет метиленової SCH₂-групи проявляються при 4,22 - 4,24 м.ч.

Біологічна активність синтезованих сполук

Фармакологічний скринінг для пошуку залежності між структурою, физико-хімічними властивостями і анальгезуючею та протизапальною активностю синтезованих сполук був проведений в Інституті фармакології і токсикології Академії медичних наук України (м. Київ, вул. Ежена Потье, 14) під керівництвом д.м.н. Т.А.Бухтіарової. Дослідження синтезованих сполук на антирадикальну активність (АРА) проводили на базі Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка в лабораторії біохімії тварин під керівництвом к.б.н. Олександра Сергійовича Смольського. Противірусну активність синтезованих сполук вивчали в державній установі НДІ епідеміології та мікробіології Білорусі під керівництвом к.б.н. З. Б. Квачевої. Протигрибкова та антимікробна активність визначалася в Інституті фармакології і токсикології Академії медичних наук України (м. Київ, вул. Ежена Потье, 14) під керівництвом проф. Максимова Ю.М. Дослідження протимікробної активності сполук по відношенню корозійно-небезпечних асоціацій сульфат відновлювальних та залізовідновлювальних бактерій проводили на кафедрі біології Чернігівського державного педагогічного університету імені Т.Г. Шевченка під керівництвом к.б.н. Третяка Олександра Петровича.

При порівнянні результатів первинного фармакологічного скринінгу N¹-арил-2-(5-алкіл-4-аміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіо)ацетамідів можна зробити висновок, що на проявлення відповідного типу біологічної активності впливає не тільки ацетанілідний залишок, а й замісник в п'ятому положенні триазольного циклу. Так в випадку сполук, які мають однаковий амідний фрагмент, відмічається, що присутність метильної групи в п'ятому положенні системи (етил 2-(4-аміно-5-метил-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіометилкарбоксамідо)-5,6-дигідро-4H-циклопента[b]тіофен-3-карбоксилат) призводить до проявлення достатньо високої анальгезуючої активності (-56,2), що перевищує активність препарату індометацин. Протизапальна активність даної сполуки має посередній результат -32,3. При заміні метальної групи на трифторметильну відмічається кардинальна зміні властивостей. Анальгезуюча активність сполуки знижується до -35,1, а протизапальна підвищується до -56,9.

Також слід відмітити, що на зміну ступеня біологічної активності в певній мірі впливає довжина аліфатичного радикалу в п'ятому положенні системи. Так в ряду сполук які мають однаковий амідний фрагмент (фенотіазиновий залишок), прослідковується лінійне зростання протизапальної активності із збільшенням довжини аліфатичного радикалу. Для анальнезуючої активності більш впливовим виявився етильний радикал.

Слід також відмітити, що похідні 7Н-1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазину проявляють досить високу протизапальну активність, яка співрозмірна з активністю препарату ортофен.

Встановлено, що АРА 1-морфолінометил-4-ариліденаміно-4,5-дигідро-1Н-1,2,4-триазол-5-тіонів суттєвим чином залежить як від радикалу на гетероциклі, так і від замісників в в бензольному ядрі.

Сполуки з 7Н-1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазиновим ядром в концентрації 10^-5 М всі речовини мають статистично вірогідну тенденцію до прооксидантної активності. Крім того, речовини мають найбільш виражену антиоксидантну активність в концентраціях 10^-9 та 10^-10 М по відношенню до контролю.

Встановлено, що АРА похідних 6,7-дигідро-5Н-1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазину суттєвим чином залежить від радикалу в третьому положенні гетероциклу. Сполуки з трифторметильною групою в цьому положенні в концентраціях 10^-7 - 10^-8 моль/л проявляють високу АРА.

Було відмічено, що 6-ариламіно-7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазини тільки в деяких випадках проявляють слабо виражену противірусну активність. Слід також відмітити у всіх випадках до складу арильного замісника входить один або два атомів галогену.

За результатами досліджень найбільш перспективну сполуку етил 2-(4-аміно-5-трифторметил-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіометилкарбоксамідо)-5,6-дигідро-4H-циклопента[b]тіофен-3-карбоксилат запропоновано для поглибленого фармакологічного вивчення. На зазначену субстанцію розроблено проект АНД.

ВИСНОВКИ

1. З метою створення нових біологічно активних речовин розроблені методи синтезу N-арил-2-(4-аміно-5-R-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіо)ацетаміду та побудови на їх основі 6-ариламіно-7H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинової системи.

2. Розроблено препаративні методи синтезу конденсованих 1,2,4-триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинів.

3. Досліджена будова продуктів конденсації 4-арилметиліденаміно-4H-1,2,4-триазол-3-ілтіолів з біфункціональними сполуками.

4. Експериментально доведена можливість переходу подвійного зв'язку азометинової групи в 6-арил-7H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинах з утворенням ізомерних 5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазинів.

5. Розроблено методи синтезу заміщених [1,2,4]триазоло[4,3-b]піридазинів циклоконденсацією похідних 4Н-триазоліл-3-тіолу з ацетилацетоном.

6. Вивчені протизапальні, анальгетичні, протигрибкові, антимікробні, антиоксидантні та противірусні властивості синтезованих сполук.

7. Сполуку етил 2-(4-аміно-5-трифторметил-4H-1,2,4-триазоліл-3-тіометилкарбоксамідо)-5,6-дигідро-4H-циклопента[b]тіофен-3-карбоксилат запропоновано для поглибленого фармакологічного вивчення. На зазначену субстанцію розроблено проект АНД.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. А.М. Демченко, В.О. Янченко, Т.В. Шатиркіна, М.О. Лозинський Синтез і властивості похідних 4H-1,2,4-триазоліл-3-тіолу. // Фарм. журнал.-2003.-№2.-С. 57-60.

(Особистий внесок - аналіз та оформлення результатів синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень)

2. А.М. Демченко, В.О. Янченко, О.С. Смольський, В.О. Агеєв, М.О.Лозинский “Синтез та антиоксидантні властивості похідних 6,7-дигідро-5Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазину” // Фарм. журнал - 2003.- №6.- С.41-45.

(Особистий внесок - аналіз та оформлення результатів синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень)

3. В.О. Янченко, А.М. Демченко, О.С. Смольський, В.О. Агеєв, О.М. Красовський “Антиоксидантні властивості похідних 7Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тіадиазину”// Запорожский медицинский журнал- 2004.- №1.- С.45-47.

(Особистий внесок - аналіз та оформлення результатів синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень)

4. А.М. Демченко, В.О. Янченко, О.С. Смольський, В.О. Агеєв, М.О. Лозинский “Синтез та антиоксидантні властивості основ Манніха 4-ариліденаміно-4Н-1,2,4-триазол-3-тіолів”//Фарм. журнал - 2004.- №1.- С.68-72.

(Особистий внесок - аналіз та оформлення результатів синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень)

5. А.М. Демченко, В.А. Янченко, М.О. Лозинский Синтез 3-алкил-6-арил(ариламино)-7Н-[1,2,4]триазоло[2,4-b][1,3,4]тиадиазинов.\\ ЖОрХ.-2003.-№7.-С.1088-1191.

(Особистий внесок - планування та здійснення експерименту, обробка та аналіз експериментальних даних)

6. В.А. Янченко, В.В. Малышев, А.М. Демченко, М.О. Лозинский. Новый cинтез производных 6-арил-3-метил-6,7-дигидро-5H-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4]тиадиазин-7-карбоновой кислоты.\\ ХГС.-2003.-№4.-С.631-632.

(Особистий внесок - виконання експерименту, обробка та аналіз експериментальних даних)

7. Yanchenko V.A., Demchenko A. M., Gur'eva A.N., Bukhtiarova T.A., Lozinskii M.O. "Derivatives of [1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazine: Synthesis and properties"."Oxygen- and sulfur-containing heterocycles", Мoscow: IBS PRESS, Kartsev V.G., Ed., 2003, vol. 1, p. 453-456

8. Малышев В.В., Янченко В.А., Демченко А.М. Стереоселективный синтез 3-алкил-6-арил-7-бензоил-6,7-дигидро-5Н-[1,2,4]триазоло[3,4-b][1,3,4] тиадиазинов// Cборник научных трудов “4-й Международный симпозиум по химии и применению фосфор-, сера- и кремнийорганических соединений “Петербургские встречи” (ISPM-IV)”, С.Петербург-2002.- С.165.

9. Yanchenko V.A., Malishev V.V., Khairulin A.R., Demchenko A.M.. Synthesis of 7H-[1,2,4]triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazine derivatives //The international symposium devoted to the 100-th anniversary of academican A.V.Kirsanov, Kyiv, Ukraine-2002, - P. 108.

10. Янченко В.О., Демченко А.М. Похідні 4-аміно-5-R-4H-триазол-3-ілтіолу// Всеукраїнська науково-практична конференція „Сучасні технології органічного синтезу та медичної хімії”. Тези доповідей. - Харків, 2003. - С.84.

Размещено на Allbest.ru

...