Синтез, фізико-хімічні властивості та біологічна активність заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот і їх похідних

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 54.057:547.831.9

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук

Синтез, фізико-хімічні властивості та біологічна активність заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот і їх похідних

15.00.02 - фармацевтична хімія і фармакогнозія

Давиденко Олександра Олександрівна

Харків - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрах фармацевтичної хімії Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова та Національного фармацевтичного університету, Міністерство охорони здоров'я України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Українець Ігор Васильович Національний фармацевтичний університет, професор кафедри фармацевтичної хімії.

Офіційні опоненти:

доктор фармацевтичних наук, професор Таран Світлана Григорівна Національний фармацевтичний університет, професор кафедри медичної хімії;

кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Яременко Федір Георгійович ДУ "Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського АМН України", завідувач лабораторією синтезу гормоноподібних сполук.

Захист відбудеться « 9 » червня 2011 року о 12.00 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 ознайомитися в бібліотеці Національного фармацевтичного університету (61168, м. Харків, вул. Блюхера, 4).

Автореферат розісланий « 6 » травня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, професор Георгіянц В.А.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Антагоністи опіоїдних рецепторів відносяться до надзвичайно важливих лікарських засобів. Показаннями до їх застосування, перш за все, є гострі отруєння наркотичними анальгетиками або ж необхід-ність зупинки їх дії в анестезіології. Препарати цієї фармакологічної групи широко використовуються для відновлення дихання у новонароджених після введення породіллям опіоїдних знеболюючих засобів, для діагностики наркозалежності, а також для боротьби з такими складними соціальними проблемами людства як опійна наркоманія та алкоголізм. Разом з тим, при усіх своїх позитивних якостях антагоністи опіоїдних рецепторів, на жаль, не позбавлені недоліків, причому не тільки медичних, а й фармацевтичних та економічних. Як наслідок - досить широкий перелік побічних ефектів, протипоказань до застосування та застережних заходів. Виходячи з цього, створення малотоксичних та одночасно високоефективних антагоністів опіоїдних рецепторів на основі речовин нових хімічних класів є однією з актуальних проблем сучасної фармацевтичної науки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана згідно з планом науково-дослідних робіт Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова з проблеми МОЗ України „Хімічний синтез і аналіз біологічно активних речовин, створення лікарських засобів синтетичного походження” (номер державної реєстрації 0103 U 000475) та ПК “Фармація” МОЗ та АМН України.

Мета і завдання дослідження. Метою даної роботи є пошук в ряду заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх похідних нових біологічно активних речовин, здатних ефективно взаємодіяти з опіоїдними рецепторами.

Для досягнення зазначеної мети необхідно було вирішити такі завдання:

- розробити препаративні методи одержання і здійснити синтез заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх функціональних похідних: естерів, N-R-амідів та 4-аміноаналогів;

- підтвердити будову одержаних сполук, вивчити їх фізико-хімічні та біологічні властивості;

- у разі виявлення речовин, перспективних для подальших поглиблених фармакологічних випробовувань, розробити методики контролю їх якості.

Об'єкт дослідження - синтез і властивості хінолін-3-карбонових кислот та їх похідних.

Предмет дослідження - заміщені 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонові кис-лоти, їх естери та N-R-аміди як потенційні антагоністи опіоїдних рецепторів і анальгетики.

Методи дослідження - органічний синтез, спектральні методи визначення будови хімічних сполук (спектроскопія ЯМР, хроматомас-спектрометрія), рентгеноструктурний аналіз, поляриметрія, потенціометричне титрування, дериватографія, PASS-прогнозування, вивчення антагоністичних властивос-тей по відношенню до опіоїдних рецепторів, анальгетичної та протизапальної активності з використанням стандартних методик.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблені препаративні способи одержання 4-R-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот, їх естерів та N-R-амідів, за якими з високими виходами та чистотою здійснено синтез більше 80 не описаних в літературі біологічно активних сполук.

Досліджено поведінку 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-карбоксамідів у реакціях з еквівалентом та надлишком молекулярного брому, в результаті чого безперечний факт виділення ди-(2-бромометил-5-гідрокси-7,8-диметокси-4-ізо-пропілкарбамоїл-1,2-дигідрооксазоло[3,2-а]-хінолінію) дитриброміду диброміну став першим експериментальним підтвердженням єдиного механізму бромоциклізації 4-гідрокси- і 4-метил-заміщених 1-N-алілхінолонів-2 в оксазолохінолони.

Вперше детально вивчені особливості перебігу реакції етилових естерів 1-алкіл-4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот з фосфору окситрихлоридом. Показано, що результатом означеної реакції може бути не тільки очікуваний обмін 4-гідроксигрупи на атом хлору, а й більш глибокі хімічні перетворення - зокрема втрата 1-N-алкільного замісника у вигляді відповідного алкілхлориду і утворення за запропонованим механізмом 3-етоксикарбоніл-2,4-дихлорхіноліну.

Розроблено просту у виконанні і при цьому ефективну методику тандемного амідування алкілових естерів 4-гідрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-ілоцтової кислоти гетариламінами, яке не вдається здійснити традиційними методами.

Хімічна будова усіх синтезованих речовин підтверджена елементним аналізом і даними спектроскопії ЯМР ¹Н. В окремих випадках використані зустрічний синтез і рентгеноструктурний аналіз. Виявлені особливості просторової будови досліджуваного ряду сполук - N-R-амідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти, продуктів їх реакцій з бромом, S(+) та R(-) оптичних антиподів 4-(1-фенілетиламіно)-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти, а також 4-гідрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-ілоцтової кислоти та її естерів.

За результатами фармакологічних досліджень в групі діалкіламіно-алкіламідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбо-нової кислоти вперше виявлені ефективні і практично нетоксичні антагоністи опіоїдних рецепторів, а серед 4-R-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот - сполуки з високою анальгетичною активністю.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано препаративні методики одержання, за якими здійснено синтез великої групи нових біологічно активних речовин - заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-карбонових кислот та їх функціональних похідних.

Виявлені закономірності зв'язку “хімічна структура - біологічна дія”, які представляють інтерес для подальшого цілеспрямованого синтезу антагоністів опіоїдних рецепторів та анальгетиків.

Для поглибленого вивчення як новий потенційний антагоніст опіоїдних рецепторів рекомендовано гідрохлорид 3-морфолін-4-ілпропіламіду 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти. Розроблені методики ідентифікації та визначення кількісного вмісту основної речовини в субстанції цієї сполуки, які можна використати при розробці методів контролю якості.

Результати проведених досліджень впроваджено у наукову та навчально-методичну роботу кафедри фармацевтичної хімії Запорізького державного медичного університету, кафедри технології органічних речовин Інституту хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля, кафедри фармації Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського та кафедри органічної хімії Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського.

Особистий внесок здобувача. Аналіз і систематизація літературних даних, а також основний об'єм синтетичних експериментальних досліджень виконані особисто автором. Постановка завдань, обговорення отриманих результатів, формулювання основних положень та висновків здійснені за участю наукового керівника. Рентгеноструктурні дослідження проведені у співпраці з С.В. Шишкіною (НТК ”Інститут монокристалів” НАН України, Харків, Україна). Співавторами наукових публікацій є науковий керівник та науковці, які брали участь у вивченні фізико-хімічних та біологічних властивостей описаних у роботі речовин.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на VI Всеукраїнській конференції молодих вчених, студентів та аспірантів з актуальних питань хімії (Харків, 2008); Національній науково-технічній конференції з міжнародною участю “Актуальні проблеми синтезу і створення нових біологічно активних сполук та фармацевтичних препаратів” (Львів, 2008); Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів та молодих вчених “Актуальні питання створення нових лікарських засобів” (Харків, 2009); Українській науково-практичній конференції, присвяченій пам'яті доктора хімічних наук, професора П.О. Петюніна (до 95-річчя з дня народження, Харків, 2009); V Міжнародній конференції “Chemistry of nitrogen containing heterocycles” (Харків, 2009); міжнародному симпозіумі “Advanced Science in Organic Chemistry” (Місхор, 2010); четвертій міжнародній конференції "Сучасні аспекти хімії гетероциклів", присвяченій 95-річчю проф. О.М. Коста (Санкт-Петербург, 2010).

Публікації. За темою дисертаційних досліджень опубліковано 18 наукових праць, з яких 10 статей у фахових виданнях, 1 патент України на винахід та 7 тез доповідей.

Структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 169 сторінках друкованого тексту (обсяг основного тексту 122 сторінки) і складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку літературних джерел та додатків. Робота ілюстрована 14 схемами, 9 рисунками і 28 таблицями. Перелік використаних літературних джерел містить 214 найменувань, 184 з яких іноземних авторів.

Основний зміст роботи

Розділ 1 - “Антагоністи опіоїдних рецепторів” - присвячено аналізу та узагальненню літературних даних щодо відомих на сьогодні речовин, здатних блокувати опіоїдні рецептори. Показано, що практичне застосування в медицині знайшли тільки препарати морфінанового ряду, лікувальна ефективність яких за багатьма показниками часто вже не задовольняє систему охорони здоров'я. Тому пошук синтетичних антагоністів опіоїдних рецепторів серед речовин нових хімічних класів, які б максимально відповідали сучасним вимогам до ефективності та безпеки, є однією з актуальних проблем фармації.

Розділ 2. Синтез та експериментальне вивчення гідрохлоридів діалкіл-аміноалкіламідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти як потенційних антагоністів опіоїдних рецепторів. Передумовою нашого дослідження став розрахунковий скринінг, проведений за програмою PASS для віртуальних 4-гідроксихінолонів-2. При цьому було знайдено, що в спектрі можливих біологічних властивостей таких сполук присутня здатність блокувати опіоїдні рецептори. Ймовірність прояву даного виду активності невисока - максимальної величини вона досягає у амідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксохінолін-3-карбонової кислоти і в долях одиниці складає 0,433. Як відмічають самі розробники, при ймовірності < 0,5 речовина навряд чи проявить активність. Однак якщо спрогнозована з таким рівнем ймовірності фармакологічна дія підтвердиться експериментально, то це буде означати, що знайдено новий хімічний клас біологічно активних речовин з даним видом дії.

Враховуючи наведені аргументи, нами одержано діалкіламіноалкіламіди 1 (Схема 1). Вибір об'єктами дослідження саме цих речовин зумовлений лише тільки можливістю їх подальшого перетворення в зручні для проведення фармакологічних випробовувань водорозчинні гідрохлориди 2 і принципового значення не має.

Схема 1. Синтез гідрохлоридів діалкіламіноалкіламідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти: 1-2: a R = 2-диметиламіноетил; b R = 2-етиламіноетил; c R = 2-(2-гідроксиетил-аміно)етил; d R = 2-діетиламіноетил; e R = 3-диметиламінопропіл; f R = 3-діетиламінопропіл; g R = 1-етилпіролідин-2-ілметил; h R = 2-морфолін-4-ілетил; i R = 3-морфолін-4-ілпропіл; j R = 3-піперидин-1-ілпропіл

Для підтвердження структури усіх синтезованих гідрохлоридів 2a-j нами використана спектроскопія ЯМР ¹Н. Незважаючи на помітну “пере-вантаженість” аліфатичної частини деяких спектрів значним скупченням сигналів різної мультиплетності, ідентифікацію усіх функціональних груп, які вміщують протони, вдається провести без особливих ускладнень.

Відомо, що характер взаємодії антагоністів опіоїдних рецепторів з біологіч-ними мішенями, а значить і фармакологічний ефект, в значній мірі визначається їх просторовою будовою. Тому для найбільш активної з одержаних сполук - гідрохлориду 3-морфолін-4-ілпропіламіду 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти (2i) нами проведено ще й рентгенострук-турне дослідження, згідно з яким досліджена сполука є хлоридом органічного катіону (рис. 1). Позитивний заряд катіону локалізований на протонованому атомі Нітрогену морфолінового циклу, про що свідчать довжини зв'язків N(3)-C(14) та N(3)-C(17) 1.499(2) та 1.500(1) Е відповідно, значення яких близькі до середньої для зв'язків N-C з позитивно зарядженим Нітрогеном величини 1.485 Е. Біциклічний фрагмент, 2-карбонільна, карбамідна, гідроксильна групи, а також атоми С(18), О(5) і О(6) лежать в одній площині з точністю 0.03 Е, чому сприяє утворення міцних внутрішньо-молекулярних водневих зв'язків O(2)-H(2O)…O(3) [H…O 1.55 Е, O-H…O 159°] і N(2)-H(2N)…O(1) [H…O 1.96 Е, N-H…O 137°].

Рис. 1. Нумерація атомів та просторова будова молекули гідрохлориду 3-морфолін-4-ілпропіламіду 2i.

Здатність синтезованих речовин блокувати опіоїдні рецептори вивчали в Інституті фармакології і токсикології АМН України під керівництвом д. мед. н., професора Яроша О.К. за методикою усунення знеболюючої дії наркотичних анальгетиків. Як виявилось, частина досліджених сполук на поріг больової чутливості майже не впливає, інші помітно підвищують його. Разом з тим, виявлені сполуки, які дійсно мають налоксоноподібну дію і навіть перевищують за активністю препарат порівняння. Тим самим підтверджено математичний прогноз.

Враховуючи одержані результати, доцільною уявляється експериментальна перевірка також і антигіпоксичних властивостей амідів 2, оскільки згідно з тим же прогнозом, ймовірність появи цього виду дії навіть дещо вища і складає 0,475. Проведені на моделі гострої гемічної гіпоксії досліди знову підтвердили прогноз. І хоча сила біологічного ефекту виявилась невисокою, є всі підстави стверджувати про доцільність віртуальних скринінгових досліджень. Щоправда, при цьому не слід забувати, що практична користь від них у повній мірі може реалізуватися тільки після реальних біологічних випробовувань.

Важливою характеристикою майбутніх ліків безумовно є їх токсичність. За величиною ЛД₅₀ (1860 мг/кг підшкірно на мишах) найбільш активна сполука - гідрохлорид 3-морфолін-4-ілпропіламіду (2i) - віднесена до практично нетоксичних речовин. Для порівняння - ЛД₅₀ налоксону за тих же умов становить 260 мг/кг.

Розділ 3. Пошук нових анальгетиків серед заміщених4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх похідних.

Проблема створення сильних і безпечних лікарських препаратів, здатних ефективно блокувати болі різного походження, не втрачає своєї актуальності протягом всієї історії людства. При вивченні біологічних властивостей гідрохлоридів діалкіламіноалкіламідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-карбонової кислоти (2а-j) було помічено, що залежно від будови амідної частини молекули ці сполуки можуть бути активними антагоністами опіоїдних рецепторів, або ж проявляти зовсім протилежний ефект, значно подовжуючи знеболюючу дію наркотичних анальгетиків. Це спостереження і послугувало передумовою до проведення більш широких досліджень з уже цілеспрямованого пошуку в ряду похідних 4-гідроксихінолонів-2 потенційних анальгетиків. А першим кроком на шляху вирішення поставленої задачі цілком логічно і закономірно стали алкіламіди 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти (7a-x). Їх синтез здійснено амідуванням естеру 6 відповідними алкіламінами за методиками, вибір яких визначається фізичними властивостями та будовою амінів:

Присутність 1-N-алільного замісника в 4-гідрокси-2-оксохіноліновому ядрі амідів 7а-х припускає можливість синтезу на їх основі відповідних похідних 2-бромометил-7,8-диметокси-5-оксо-1,2-дигідро-5Н-оксазоло[3,2-а]-хінолін-4-карбонової кислоти. Проведені нами на прикладі ізо-пропіламіду 7е дослідження показали, що при взаємодії з еквімолярною кількістю молекулярного брому ці сполуки дійсно дуже легко піддаються галоген-циклізації в оксазоло[3,2-а]хіноліни 8 (схема 3), доказом чого є рентгено-структурний аналіз (РСА) продукту бромування.

Схема 2. Синтез алкіламідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти: 7 a R = Me; b R = Et; c R = All; d R = Pr; e R = i-Pr; f R = Bu; g R = i-Bu; h R = s-Bu; i R = C₅H₁₁; j R = i-C₅H₁₁; k R = C₆H₁₃; l R = C₇H₁₅; m R = C₈H₁₇; n R = C₉H₁₉; o R = C₁₀H₂₁; p R = C₁₂H₂₅; q R = -(CH₂)₂OH; r R = -(CH₂)₃OH; s R = -(CH₂)₃OMe; t R = -(CH₂)₃OPr-i; u R = cyclo-C₃H₅; v R = cyclo-C₅H₉; w R = cyclo-C₆H₁₁; x R = cyclo-C₇H₁₃

Специфіка будови алкіламідів 7а-х завідома робить неможливим бро-мування бензольної частини хінолонового циклу та амідного фрагмента і тим самим дозволяє вияснити ще один цікавий аспект перебігу реакції бромоциклізації 1-N-алілхінолонів-2 - їх поведінку при обробці надлишком брому. Експеримент проведено з тим же ізо-пропіламідом 7е. При цьому встановлено, що після додавання до його розчину в льодяній оцтовій кислоті п'ятикратного надлишку брому практично відразу ж утворюється оранжевий кристалічний продукт, який явно відрізняється за властивостями від безбарвного ізо-пропіламіду 2-бромометил-7,8-диметокси-5-оксо-1,2-дигідро-5Н-оксазоло[3,2-а]хінолін-4-карбонової кислоти (8).

Спектроскопія ЯМР в даному випадку через погану розчинність утвореної речовини виявилась малоінформативною. Відповідь знайдено за допомогою РСА, який однозначно показав, що новий продукт є ди-(2-бромометил-5-гідрокси-7,8-диметокси-4-ізо-пропілкарбамоїл-1,2-дигідрооксазоло-[3,2-а]хінолінію) дитри-бромідом диброміном (9).

Схема 3. Взаємодія ізо-пропіламіду 7е з бромом.

В результаті виявлені дві нові особливості перебігу реакції 1-алілхінолонів-2 з бромом. Перша з них - це здатність оксазолохінолінів пов'язувати галоген. Друга - більш цікава і стосується незвичної 5-гідроксибудови утвореної речовини, безперечний факт виділення якої можна розглядати як перше експериментальне підтвердження того, що бромоциклізація 4-гідрокси- і 4-метилзаміщених 1-аліл-хінолонів-2 перебігає за єдиним механізмом (схема 4): алільне похідне 10 > р-комплекс 11 > вторинний карбкатіон 12 > біполярна ароматична форма 13 > оксазолохіноліній бромід 14 (схема 4):

Схема 4. Механізм бромоциклізації 1-N-алілхінолонів-2.

Вплив замісника у положенні 4 вихідного хіноліну 10 позначається на заключних стадіях. Так, 5-метилоксазолохіноліній броміди 14 (R = Ме) є кінцевими продуктами реакції, тоді як 5-гідроксианалоги (14, R = OH) таутомеризуються в, очевидно, більш стійкі 5-оксоформи 15, які після розведення реакційної суміші водою швидко гідролізуються до 5-оксо-1,2-дигідро-5Н-оксазоло[3,2-а]хінолінів 16.

Анальгетичні властивості алкіламідів 7а-х вивчали на щурах за стандартною методикою подразнення електричним струмом слизивої оболонки прямої кишки. Скринінг довів правильність обраного нами напрямку - в дозі 20 мг/кг всі сполуки виявились активними. При цьому приблизно половина зразків не поступаються в активності диклофенаку, а 2-гідроксиетиламід 7q за знеболюючим ефектом навіть перевищує кеторолак.

Наступним кроком на шляху пошуку нових анальгетиків стали 4-R-2-оксохінолін-3-карбонові кислоти 17-48:

Схема 5. Синтез 4-R-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот.

Характерною рисою 4-гідроксипохідних 17-35 є те, що перебуваючи в розчині, вони швидко декарбоксилюються навіть при кімнатній температурі. Цю особливість необхідно враховувати при роботі з розчинами таких сполук, зокрема при реєстрації їх спектрів ЯМР не слід застосовувати нагрів вище 50 С для прискорення розчинності зразків. Інакше в спектрах будуть зафіксовані синглетні сигнали в області 5.5-5.9 м.д. (рис. 2). Вони зумовлені Н-3-протонами хінолонового ядра і свідчать про присутність продуктів декарбоксилювання, причому істинне джерело їх появи - невдало проведений гідроліз чи незадовільно виготовлений розчин для ЯМР - залишиться невідомим.

Рис. 2. Фрагменти спектрів ЯМР ¹Н кислоти 33: зареєстрованого відразу після розчинення зразка в ДМСО (вгорі) та через добу (внизу).

Більшість ненаркотичних анальгетиків з хімічної точки зору є настільки сильними кислотами, що навіть у вигляді солей виявляють значну ульцерогенну дію. У синтезованих нами хінолін-3-карбонових кислот кислотність нижча щонайменше на 3 порядки. Визначені методом потенціометричного титрування константи іонізації, в основному, цілком задовільно і очікувано корелюють з хімічним оточенням, хоча трапляються і винятки. Наприклад, 4-метильна група проявила себе зовсім несподівано - її вплив виявився рівносильним введенню гідроксилу. Причина цього феномену криється, можливо, в однотипних системах міцних внутрішньо-молекулярних водневих зв'язків, що утворюються згідно з даними РСА в 4-метил- та 4-гідроксихінолін-3-карбонових кислотах:

Фармакологічні дослідження показали, що з переходом від алкіламідів 7 до кислот 17-48 знеболюючі властивості помітно зростають. Так, карбамоїл-етильне похідне 24 (R = CH₂CH₂CONH₂, R' = H) перевищує за анальгетичним ефектом всі використані нами препарати порівняння, в тому числі й наркотичний анальгетик трамадол.

Схема 6. Система внутрішньомолекулярних водневиих зв'язків в 4-метил- та 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислотах.

Структурна схожість хінолін-3-карбоно-вих кислот 17-48 та хінолін-3-карбоксамідів 2, які виявили властивості анта-гоністів опіоїдних рецепторів, зумовила необхідність перевірки афінності кислот до означених рецепторів. Це питання ми вирішили за допомогою простого у виконанні але показового "налоксонового тесту". На підставі одержаних даних можна упевнено стверджувати, що найбільш активні кислоти, зокрема 24 (R = CH₂CH₂CONH₂, R' = H) та 42 (R = H, R' = CH₂Ph) не є наркотичними анальгетиками, оскільки їх дія не усувається налоксоном.

Особливий інтерес з усіх досліджених нами хінолін-3-карбонових кислот становлять 4-амінопохідні. Підставою для виділення із загальної маси саме цих речовин послужили не тільки їх висока знеболююча активність, але й вкрай слабкі кислотні властивості. Для порівняння: у 4-бензиламіно-заміщеної кислоти 42 (R = H, R' = CH₂Ph) величина pKa складає більше 14, тоді як у кеторолаку вона становить 3.49. Говорячи інакше, 4-бензиламінохінолін 42 становить інтерес як структура-лідер для пошуку анальгетиків з покращеними властивостями. З метою виявлення структурних фрагментів, які активно впливають на прояв цією речовиною анальгетичної дії, нами здійснено синтез та проведено фармакологічне тестування серії його найближчих аналогів.

Основними напівпродуктами синтезу 4-амінохінолінів є естери 4-хлор-хінолін-3-карбонових кислот. Найбільш зручним способом їх добування є обробка 4-гідроксипохідних POCl₃. Такі реакції легко здійснимі, передбачувані і дають цілком задовільні результати. Вважалось, що 1-N-алкільні замісники при цьому не зачіпаються, а їх видалення можливе тільки в жорстких умовах. Ймовірно, з цієї причини детальному вивченню особливостей перетворення 1-заміщених 4-гідроксихінолонів-2 в 4-хлорпохідні за допомогою POCl₃ належної уваги поки що не приділялось і в науковій літературі можна зустріти самі різноманітні за тривалістю (від 1 до 16 годин) методики. Між тим, після проведених нами експериментів з хроматографічно чистим етиловим естером 4-гідрокси-2-оксо-1-етил-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти (49) несподівано з'ясувалось, що обмін 4-гідроксигрупи на Хлор відбувається дуже швидко - вже через 5 хвилин вихідний гідроксиестер 49 в реакційній суміші не виявляється і єдиним продуктом реакції є 4-хлорпохідне 50:

Схема 7. Реакція етилового естеру 4-гідрокси-2-оксо-1-етил-1,2-дигідро-хінолін-3-карбонової кислоти (49) з POCl₃.

Продовження досліду дало не менш цікаві результати. Так, судячи з даних хроматомас-спектрометричного моніторингу, на 45-й хвилині зафіксовано появу нової речовини, ідентифікованої як етиловий естер 2,4-дихлорхінолін-3-карбонової кислоти 51. Поступово його вміст зростає і на 10 годину вже перевищує 25%. Таким чином, нами вперше одержано експериментальне підтвердження того, що обробка N-алкілзаміщених 4-гідроксихінолонів-2 киплячим POCl₃ насправді може супроводжуватися ще й небажаним видаленням N-алкільних груп.

Для одержання більш детальної інформації, яка б дозволила судити про механізм процесів, що при цьому відбуваються, взаємодії з фосфору окситри-хлоридом додатково піддано етиловий естер 4-гідрокси-1-ноніл-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти (52). Вибір, як об'єкта дослідження, цієї сполуки зумовлений, у першу чергу, великою молекулярною масою N-алкільного замісника. Завдяки цьому фактору, ймовірність виявлення в реакційній суміші будь-якого нехінолінового нонільного похідного з наступним установленням його будови суттєво зростає. Першою стадією досліджуваної реакції і в цьому випадку, безумовно, є заміна 4-ОН-групи на Хлор . Далі утворене 4-хлорпохідне 53 після 120-ти годинного кип'ятіння у POCl₃ повністю трансформується в 2,4-дихлорхінолін 51, втрачаючи при цьому N-нонільний замісник, як виявилось, у вигляді нонілхлориду (Схема 8).

Схема 8. Вивчення механізму перебігу реакції 1-алкіл-4-гідрокси-3-етоксикарбоніл-2-оксо-1,2-дигідрохінолінів з POCl₃.

Раніше було встановлено, що у випадку незаміщених у положенні 1 4-гід-роксихінолонів-2 першою на Хлор обмінюється 2-ОН-група. Це є свідченням того, що при розчиненні у POCl₃ такі сполуки переходять в 2,4-дигідроксиформу. Здатність утворювати схожі за будовою ароматичні біполярні резонансні форми типу 54 відмічалась і у N-алкілзаміщених хінолонів-2. Фактично такі форми є солями четвертинних амонієвих основ. Звідси й не дивно, що присутність в реакційній суміші явно виражених нуклеофілів - хлорид-іонів - призводить до звичайного заміщення четвертинного атома Нітрогену на галоген і утворення в кінці кінців алкілхлориду, що й підтверджено нами експериментально.

Першим представником модифікованих похідних 4-бензиламіно-2-оксо-хінолін-3-карбонової кислоти 42 став 4-бензиламінохінолін 57 (схема 9). Однак після видалення з молекули карбоксильної групи анальгетична активність знизилася втричі. До аналогічних наслідків призводять етерифікація карбоксильної групи (естер 59a), 1-N-етилування хінолонового ядра (кислота 60), а також етерифікація з одночасним 1-N-алкілуванням (естер 59b). З урахуванням цих фактів, всі наші наступні зусилля стосовно хімічної модифікації структури-лідера 42 були спрямовані на внесення змін виключно у бензильний фрагмент молекули (кислоти 61a-р). Умовно їх можна розділити на три напрямки. Перші два торкнулись метиленової ланки чи фенільного ядра, третій - обох цих угрупувань одночасно. Найбільш вдалим виявився третій шлях. Він представлений оптично активними антиподами 1-(4-метоксифеніл)-етиламінозаміщеної кислоти, один з яких, а саме S-енантіомер 61o проявив активність на рівні кеторолаку.

Схема 9. Синтез модифікованих аналогів 4-бензиламіно-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-карбонової кислоти: 58 a R = R' = H; b R = H, R' = Et; c R = Pr, R' = Et; d R = Et, R' = H; 59 a R = H; b R = Pr 61 a R = Ph; b R = 2-Ph-етил; c R = 3-Ph-пропіл; d R = (±) 1-Ph-етил; e R = S(+) 1-Ph-етил; f R = R(-) 1-Ph-етил; g R = 4-F-бензил; h R = 2-Cl-бензил; i R = 4-Cl-бензил; j R = 4-Me-бензил; k R = 2-MeO-бензил; l R = 4-MeO-бензил; m R = 3,4-(MeO)₂-бензил; n R = піпероніл; o R = S(+) 1-(4-MeO-феніл)етил; p R = R(-) 1-(4-MeO-феніл)етил

Ще одним варіантом хімічної модифікації хінолін-3-карбонових кислот є розділення хінолінового ядра та карбоксильної групи метиленовою ланкою, тобто перехід до хінолін-3-оцтових кислот. Синтез вихідного 1-N-метильованого аналога 66 здійснено за традиційною схемою (схема 10). Цікаві для фармакологічних випробовувань естери 64a-i одержані звичайною етерифікацією хіноліноцтової кислоти 66 спиртами.

Схема 10. Синтез 4-гідрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-ілоцтової кислоти та її похідних: 64: a R = CH₃; b R = C₂H₅; c R = CH₂CH=CH₂; d R = C₃H₇; e R = i-C₃H₇; f R = C₄H₉; g R = i-C₄H₉; h R = C₅H₁₁; i R = i-C₅H₁₁

А ось спроби застосувати відомі методики синтезу амідів 1-Н-хінолін-оцтової кислоти в амідуванні 1-метилзаміщеного аналога 66 успіху не мали. При його обробці конденсуючими агентами окрім формування ангідриду 67 проходять більш глибокі хімічні перетворення. В результаті утворюється непридатна для подальшого використання суміш продуктів. Не виправдав себе і термоліз естерів. Зрозуміти причину допомогли дериватографічні дослідження:

Рис. 3. Дериватограми етилового естеру 1Н-4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-ілоцтової кислоти (1) та його N-метилзаміщеного аналогу 64b (2): Т - крива термічного аналізу, ДТА - крива диференційнотермічного аналізу, ТГ - термогравіметрична крива, ДТГ - диференційна термогравіметрична крива. Наважки 100 мг.

При нагріві 1Н-похідного фіксуються два чітко розділених послідовних процеси (рис. 3-1). Перший з них відповідає виділенню етанолу, тобто замиканню фуранового циклу. Другий розпочинається при значно вищій температурі і представляє собою декарбонілування утвореного спочатку ангідриду. Термічна поведінка 1-метилзаміщеного аналога 64b зовсім інша - гетероциклізація та декарбонілування тут протікають як єдиний процес (рис. 3-2). В результаті одержуємо суміш побічних продуктів. Тим не менш, після незначної доробки відомої методики нам вдалось здійснити амідування з високим виходом та чистотою. Для цього два окремих хімічних процеси - перетворення естеру в ангідрид і амідування - об'єднали в одну тандемну реакцію: суміш еквімолярних кількостей етилового естеру 64b і 2-аміно-6-метилпіридину просто піддали термолізу при 200 °С протягом 20 хвилин. Звичайно ж проміжне утворення ангідриду 67 і в таких умовах не викликає сумнівів. Однак присутній в реакційній суміші гетариламін відразу ж реагує з ним, в результаті чого формується хімічно достатньо інертний цільовий амід 68. Тим самим запобігаються небажані побічні процеси і реакція перебігає у потрібному напрямку.

Порівняння біологічних властивостей хінолін-3-оцтової кислоти 66 та її похідних з 1-Н-аналогами показало, що метилування хінолінового ядра позитивно відбивається на протизапальних та анальгетичних властивостях і може розглядатися як вдала модифікація.

Розділ 4. Гідрохлорид 3-морфолін-4-ілпропіламіду 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти, як новий потенційний антагоніст опіоїдних рецепторів.

Фармакологічні дослідження синтезованих нами сполук показали перспективи створення на їх основі високоефективних антагоністів опіоїдних рецепторів, які останнім часом стали основними засобами боротьби з такими соціально небезпечними явищами як опійна наркоманія та алкоголізм. В результаті одну з таких речовин, а саме гідрохлорид 3-морфолін-4-ілпропіл-аміду 1-алліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбоно-вої кислоти (2i), рекомендовано до поглибленого вивчення як потенційний синтетичний антагоніст опіоїдних рецепторів нового хімічного класу. Для ідентифікації основної речовини в субстанції рекомендовано спектроскопію ЯМР ¹Н та ряд хімічних реакцій: заліза (III) хлорид (червоне забарвлення), реактив Драгендорфа (оранжево-червоний осад), бромна вода (знебарвлення), фармакопейна реакція на хлориди. Чистоту запропоновано контролювати методом тонкошарової хроматографії. Експериментально підтверджено, що кількісний вміст можна визначати різними методами: алкаліметрично у водному чи водно-спиртовому середовищі, ацидиметрично у неводному середовищі або аргентометрично. При цьому найбільш раціональним визнано алкаліметричне титрування у водно-спиртовому середовищі. карбоксамід молекулярний естер

Висновки

Вперше здійснено синтез, вивчені фізико-хімічні та фармакологічні властивості великої групи нових заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-карбонових кислот, їх естерів, амідованих та інших похідних, серед яких виявлені високоактивні антагоністи опіоїдних рецепторів і анальгетики.

1. Вивчені особливості перебігу реакції 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбоксамідів з бромом. Показано, що еквімолярне співвідношення реагентів забезпечує утворення N-R-амідів 2-бромометил-7,8-диметокси-5-оксо-1,2-дигідро-5Н-оксазоло[3,2-а]хінолін-4-карбонової кислоти, тоді як надлишок брому викликає формування ди-(4-алкілкарбамоїл-2-бромо-метил-5-гідрокси-7,8-диметокси-1,2-дигідрооксазоло[3,2-а]хіноліній) дитрибро-мідів дибромінів, на підставі чого запропоновано єдиний механізм бромо-циклізації 1-N-алілхінолонів-2.

2. Вперше виявлена здатність етилових естерів 1-алкіл-4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот під впливом киплячого фосфору окситрихлориду залежно від тривалості реакції не тільки обмінювати 4-гідроксигрупу на Хлор, а й піддаватися більш глибоким трансформаціям - зокрема втрачати 1-N-алкільний замісник і перетворюватися згідно з запропонованим механізмом у 3-етоксикарбоніл-2,4-дихлорхінолін.

3. Розроблено препаративний метод синтезу алкілових естерів 4-гідрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-ілоцтової кислоти, вивчено їх будову та кислотні властивості. Запропоновано просту у виконанні і разом з тим ефективну тандемну трансформацію означених естерів у N-R-аміди, яка дозволяє синтезувати цільові продукти з високими виходами та чистотою.

4. Хімічна будова синтезованих речовин підтверджена елементним аналі-зом, даними спектроскопії ЯМР ¹Н та хроматомас-спектрометрії, а в окремих випадках - рентгеноструктурними дослідженнями. В результаті виявлені особливості просторової будови 4-R-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот, їх естерів, N-R-амідів та продуктів бромоциклізації - 2-бромометил-5-оксо-1,2-дигідро-5Н-оксазоло[3,2-а]хінолін-4-карбоксамідів.

5. Вивчена здатність блокувати опіоїдні рецептори та анальгетичні властивості синтезованих речовин, що дало змогу виявити певні закономірності взаємо-зв'язку між їх структурою та біологічною дією. При цьому в ряду діалкіламіно-алкіламідів знайдені практично нетоксичні сполуки, які за специфічною активністю перевищують налоксон при значно нижчій токсичності.

6. Для подальших біологічних досліджень як перспективний антагоніст опіоїдних рецепторів нового хімічного класу рекомендовано гідрохлорид 3-морфолін-4-ілпропіламіду 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідро-хінолін-3-карбонової кислоти. Запропоновані методики ідентифікації та визначення кількісного вмісту основної речовини в субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані при підготовці методів контролю якості.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. 4-Гидроксихинолоны-2. 167. Исследование реакции этиловых эфиров 1-алкилзамещенных 4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот с фосфора окситрихлоридом / И.В. Украинец, Н.Л. Березнякова, А.А. Давиденко, С.В. Слободзян // Химия гетероцикл. соед. - 2009. - № 8. - С. 1198-1203. (Особисто дисертантом здійснено синтез та проведено аналіз спектральних досліджень).

2. 4-Гидроксихинолоны-2. 174. Гидрохлориды алкиламино-алкиламидов 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты - новый класс антагонистов опиоидных рецепторов / И.В. Украинец, Л.В. Сидоренко, А.А. Давиденко, А.К. Ярош // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 4. - С. 560-568. (Особисто дисертантом здійснено синтез та проведено аналіз спектральних досліджень).

3. 4-Гидроксихинолоны-2. 176. 4-R-2-Оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновые кислоты. Синтез, физико-химические и биологические свойства / И.В. Украинец, А.А. Давиденко, Е.В. Моспанова, Л.В. Сидоренко, Е.Н. Свечникова // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 5. - С. 706-717. (Особисто дисертантом здійснено синтез, проведено аналіз результатів фізико-хімічних та біологічних досліджень).

4. 4-Гидроксихинолоны-2. 179. Синтез, строение и противовос-палительная активность 4-гидрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-ил-уксусной кислоты и ее производных / И.В. Украинец, Е.В. Моспанова, А.А. Давиденко, А.А. Ткач, О.В. Горохова // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 8. - С. 1173-1184. (Особисто дисертантом здійснено синтез, проведено аналіз результатів біологічних досліджень).

5. 4-Гидроксихинолоны-2. 180. Синтез, химические превращения и анальгетическая активность алкиламидов 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметок-си-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты / И.В. Украинец, Е.В. Моспанова, А.А. Давиденко, С.В. Шишкина // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 9. - С. 1084-1095. (Особисто дисертантом здійснено синтез, проведено аналіз результатів біологічних досліджень).

6. 4-Гидроксихинолоны-2. 192. Поиск закономерностей связи “структура - анальгетическая активность” в ряду 4-аминозамещенных 2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот и их производных / И.В. Украинец, Е.В. Моспанова, А.А. Давиденко, С.В. Шишкина // Химия гетероцикл. соед. - 2010. - № 11. - С. 1690-1702. (Особисто дисертантом здійснено синтез, проведено аналіз результатів біологічних досліджень).

7. Сидоренко Л.В. Вивчення просторової будови гідрохлориду 3-морфолін-4-ілпропіламіду 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти / Л.В. Сидоренко, І.В. Українець, О.О. Давиденко // Медична хімія. - 2010. - Т. 12, № 4. - С. 64-68. (Особисто дисертантом проведено аналіз результатів структурних досліджень).

8. Моспанова О.В. Вивчення антигіпоксичної дії гідрохлоридів N-R-амідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти / О.В. Моспанова, І.В. Українець, О.О. Давиденко // Вісник фармації. - 2010. - № 2(62). - С. 77-78. (Особисто дисертантом проведено аналіз біологічних досліджень).

9. 2-Bromomethyl-N-isopropyl-7,8-dimethoxy-1,2-dihydro-1,3-oxazolo-[3,2-a]quino-line-4-carboxamide / S.V. Shishkina, O.V. Shishkin, I.V. Ukrainets, N.L. Bereznyakova, A.A. Davidenko // Acta Crystallographica Section E. - 2008. - Vol. 64. - P. o1031. (Особисто дисертантом здійснено синтез).

10. Ethyl 2-(4-hydroxy-1-methyl-2-oxo-1,2-dihydro-quinolin-3-yl)-acetate / I.V. Ukrainets, S.V. Shishkina, O.V. Shishkin, A.A. Davidenko, A.A. Tkach // Acta Crystallographica Section E. - 2009. - Vol. 65. - P. o968. (Особисто дисертантом здійснено синтез).

11. Пат. України № 85989. Гідрохлориди алкіламіноалкіламідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметоксі-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти, які виявляють властивості антагоністів опіоїдних рецепторів // І.В. Українець, Л.В. Сидоренко, О.О. Давиденко, О.К. Ярош, А.М. Демченко, О.Є. Ядловський. - Заявл. 03.07.2008; Опубл. 10.03.2009. - Бюл. № 5. (Дисертантом здійснено синтез).

12. Березнякова Н.Л. Вивчення особливостей перебігу реакції 4-гідрокси-3-етоксикарбоніл-2-оксо-1,2-дигідрохінолінів з POCl₃ / Н.Л. Березнякова, О.О. Давиденко, І.В. Українець // Тези доповідей “Актуальні проблеми синтезу і створення нових біологічно активних сполук та фармацевтичних препаратів”, Львів, 15-18 жовт. 2008 р. - Львів, 2008. - С. 177.

13. Давиденко А.А. О строении продуктов реакции 1-аллил-4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоксамидов с избытком брома / А.А. Давиденко // VI Всеукраїнська конференція молодих вчених, студентів та аспірантів з актуальних питань хімії, м. Харків, 3-6 черв. 2008 р. - Харків, 2008. - С 55.

14. Сидоренко Л.В. Гідрохлориди N-R-амідів 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти як потенційні антагоністи опіоїдних рецепторів / Л.В. Сидоренко, О.О. Давиденко, І.В. Українець // Матеріали Української науково-практичної конференції, присвяченої пам'яті д. хім. н., проф. П.О. Петюніна (до 95-річчя з дня народження), Харків, 26 лютого 2009 р. - Харків, 2009. - С. 91.

15. The structure of the new opioid receptors antagonist - 1-allyl-4-hyd-roxy-6,7-dimethoxy-2-oxo-1,2-dihydroquinoline-3-carboxylic acid (3-morpholin-4-ylpropyl)-amide hydrochloride / L.V. Sidorenko, A.A. Davidenko, I.V. Ukrainets, E.V. Mospanova // V International conference chemistry of nitrogen containing hetero-cycles: аbstracts, Kharkov, оct. 5-9, 2009. - Vol. 2. - Kharkov, 2009. - P. P-196.

16. Давиденко О.О. Вивчення будови етилового естеру 4-гідрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-оцтової кислоти / О.О. Давиденко, І.В. Українець // Матеріали Всеукраїнської наукової конференції студентів та молодих вчених “Актуальні питання створення нових лікарських засобів”, м. Харків, 21-22 квітня 2009 р. - Харків, 2009. - С. 8.

17. Сложные эфиры 4-гидрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигидрохино-лин-3-илуксусной кислоты как потенциальные противовоспалительные агенты / Е.В. Моспанова, И. В. Украинец, А.А. Давиденко, О.В. Горохова // Международный симпозиум “Advanced Science in Organic Chemistry”: тез. докл., Мисхор, 21-25 июня 2010 г. - Москва, 2010. - С. 150.

18. N-R-амиды 4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот как новый класс антагонистов опиоидных рецепторов / Л.В. Сидоренко, И.В. Украинец, А.А. Давиденко, А.К. Ярош // Труды 4 Международной конфе-ренции "Современные аспекты химии гетероциклов", посвященной 95-летию проф. А.Н. Коста, Санкт-Петербург, 2-6 августа 2010 г. - Москва, 2010. - С. 469.

Анотації

Давиденко О.О. Синтез, фізико-хімічні властивості та біологічна активність заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот і їх похідних. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.02 - фармацевтична хімія і фармакогнозія. - Національний фармацевтичний університет, МОЗ України, Харків, 2011.

Робота присвячена пошуку нових біологічно активних речовин в ряду замі-щених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх функціо-нальних похідних: естерів, N-R-амідів та 4-аміноаналогів. Запропоновані пре-паративні способи одержання і здійснено синтез означених сполук. Будова доведена елементним аналізом, спектрами ЯМР ¹Н, а в окремих випадках - зустрічним синтезом та рентгеноструктурним аналізом. Вивчена здатність синтезованих речовин блокувати опіоїдні рецептори, а також їх анальгетичні властивості, що дало змогу виявити закономірності взаємозв'язку “структура - біологічна дія” та рекомендувати для подальшого дослідження гідрохлорид 3-морфолін-4-ілпропіламіду 1-аліл-4-гідрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти як перс-пективний антагоніст опіоїдних рецепторів нового хімічного класу.

Ключові слова: аміди, 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонові кислоти, синтез, РСА, антагоністи опіоїдних рецепторів, анальгетики.

Давиденко А.А. Синтез, физико-химические свойства и биологическая активность замещенных 4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот и их производных. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук по специальности 15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия. - Национальный фармацевтический университет, МЗ Украины, Харьков, 2011.

Работа посвящена поиску новых биологически активных соединений в ряду замещенных 4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот и их функциональных производных: сложных эфиров, N-R-амидов и 4-аминоаналогов.

В процессе выполнения синтетической части работы предложены препаративные способы получения и осуществлен синтез большой группы веществ указанных групп. Изучены химические свойства синтезированных соединений. В частности исследовано поведение 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоксамидов в реакциях с молекулярным бромом. Пока-зано, что с эквивалентом брома взаимодействие проходит как галогенциклизация в оксазолохинолины. Избыток брома влечет за собой формирование ди-(2-бром-метил-5-гидрокси-7,8-диметокси-4-N-R-карбамоил-1,2-дигидрооксазоло[3,2-а]-хинолиния) дитрибромидов диброминов, факт выделения которых стал первым экспериментальным подтверждением общего механизма бромоциклизации 4-гидрокси- и 4-метилзамещенных 1-N-аллилхинолонов-2 в оксазолохинолоны.

Впервые детально изучены особенности протекания реакции этиловых эфиров 1-алкил-4-гидрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот с фосфора окситрихлоридом. Установлено, что результатом этой реакции может быть не только вполне ожидаемый обмен 4-гидроксигруппы на хлор, но и более глубокие химические превращения, такие, как элиминирование 1-N-алкильного заместителя и образование по предложенному механизму 3-этоксикарбонил-2,4-дихлорхинолина.

Разработана простая в исполнении и, вместе с тем, весьма эффективная методика тандемного амидирования алкиловых эфиров 4-гидрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-илуксусной кислоты гетариламинами, которое не удается осуществить традиционными методами.

Для подтверждения строения синтезированных соединений использованы элементный анализ, спектроскопия ЯМР ¹Н, хроматомасс-спектрометрия, потенцио-метрическое титрование, поляриметрия, встречный синтез и рентгеноструктурный анализ. Выявлены особенности пространственного строения исследуемого ряда соединений - 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоксамидов, продуктов их реакций с бромом, энантиомеров 4-(1-фенил-этиламино)-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты, а также 4-гидрокси-1-метил-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-илуксусной кислоты и ее сложных эфиров.

Проведенные фармакологические испытания позволили выявить среди диалкиламиноалкиламидов 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигидро-хинолин-3-карбоновой кислоты эффективные и практически нетоксические антагонисты опиоидных рецепторов, а в ряду 4-R-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот и их N-R-амидов - вещества с высокой анальгетической активностью. В результате установлены определенные закономерности взаимосвязи “структура - биологическая активность”, а для углубленного исследования, как перспективный синтетический антагонист опиоидных рецепторов нового химии-ческого класса, рекомендован гидрохлорид 3-морфолин-4-илпропиламида 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты.

Для идентификации этого вещества предложены спектроскопия ЯМР ¹Н, а также ряд химических реагентов: железа (III) хлорид (красное окрашивание, исчезающее после добавления натрия эдетата), реактив Драггендорфа (оранжево-красный осадок), бромная вода (обесцвечивание), фармакопейная реакция на хлориды. Для количественного определения основного вещества в субстанции гидрохлорида 3-морфолин-4-илпропиламида 1-аллил-4-гидрокси-6,7-диметокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновой кислоты применимы несколько способов. Наличие в его структуре третичного атома азота алкиламидного фрагмента дает возможность применить ацидиметрическое титрование в неводной среде (безводная уксусная кислота с уксусным ангидридом, титрант раствор HClO₄ в безводной уксусной кислоте, ртути (II) ацетат, конечная точка титрования определяется потенциометрически). С другой стороны, присутствующая в молекуле связанная HCl позволяет количественное содержание определять также алкали-метрически или аргентометрически (индикатор бромфеноловый синий). Алкали-метрическое титрование проводили в двух вариантах: в водно-спиртовой среде в присутствии раствора HCl и в водной среде в присутствии смеси органических растворителей (спирт и хлороформ). Конечную точку титрования определяли соответственно потенциометрически и с помощью индикатора фенолфталеина.