Синтез и биологические свойства производных (1-н-пропилксантинил-8-тио) уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук

Синтез и биологические свойства производных (1-н-пропилксантинил-8-тио) уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

Губаева Регина Амуровна

Самара - 2011

Диссертационная работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель: доктор фармацевтических наук, профессор Халиуллин Феркат Адельзянович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Шаталаев Иван Федорович

доктор химических наук, профессор Буланова Анджела Владимировна

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Защита диссертации состоится «2» марта 2012г. в 10⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д 208.085.06 при ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России по адресу г. Самара, проспект К. Маркса, 165 Б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России (г. Самара, ул. Арцыбушевская, 171).

Автореферат разослан 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат фармацевтических наук, доцент И.К. Петрухина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Производные ксантина - один из наиболее перспективных классов биологически активных соединений с широким спектром действия. Среди них обнаружены соединения, проявляющие спазмолитическую, антиагрегационную, бронхорасширяющую, противоопухолевую, гипогликемическую и другие виды активности. В настоящее время в медицине применяются такие лекарственные препараты, как кофеин, теобромин, теофиллин, аминофиллин, пентоксифиллин, дипрофиллин, ксантинола никотинат. Интенсивный поиск биологически активных веществ в ряду производных ксантина продолжается.

На кафедре фармацевтической химии Башкирского государственного медицинского университета разработан общий способ синтеза нового ряда производных ксантина - 1,8-дизамещенных ксантинов, содержащих в положении 7 четырехчленный тиетановый цикл. На основе 3-метил- и 1,3-диметилксантинов, содержащих тиетановый цикл, синтезированы соединения с иммунотропной, бронхолитической, спазмолитической, гепатотропной активностью. Известны незамещенные по N-1 положению ксантина гидразиды и соли тиетансодержащих (3-метилксантинил-8-тио) уксусных кислот, проявляющие высокую гемореологическую активность. Незамещенная N-Н группа в положении 1 у 3-метил-7-(тиетанил-3)ксантинов позволяет синтезировать перспективные в биологическом отношении N-1-замещенные 7-(тиетанил-3)ксантины. В связи с вышеизложенным, поиск биологически активных производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, является актуальным.

Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Башкирского государственного медицинского университета по проблеме “Изыскание и изучение новых лекарственных средств” (государственная регистрация № 01200707996). Цель исследования. Разработка методов синтеза и поиск новых биологически активных соединений в ряду производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

Задачи исследования.

1. Исследование реакций 8-бром-3-метил-1-н-пропилксантинов, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, с тиогликолевой кислотой. Разработка методов синтеза [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот и их солей.

2. Разработка методов синтеза эфиров, гидразидов, илиденгидразидов [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот.

3. Исследование физико-химических свойств, установление структуры и спектральных характеристик новых рядов производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

4. Анализ результатов биологических испытаний и выявление некоторых закономерностей зависимости «структура - активность» в ряду производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

Научная новизна. Впервые исследованы реакции 8-бром-3-метил-1-н-пропилксантинов, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, с тиогликолевой кислотой. Получены новые [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусные кислоты и ряд их солей. Синтезированы эфиры и гидразиды [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот. Разработаны методы синтеза илиденгидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

С помощью метода ЯМР ¹Н - спектроскопии исследована Z, E-изомерия синтезированных гидразидов и илиденгидразидов. Установлено, что гидразиды и илиденгидразиды (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, существуют в виде двух изомеров за счет заторможенного вращения вокруг гидразидной С-N связи.

Практическая значимость. Разработаны методы синтеза новых рядов производных [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных. Среди полученных производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, выявлены соединения проявляющие антиагрегационную, проагрегантную, антикоагуляционную и антидепрессивную активность. Выявлены вещества, перспективные для дальнейшего углубленного изучения: циклогексиламмониевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антиагрегационную и антикоагуляционную активность, бензиламмониевая и циклогексиламмониевая соли [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, обладающие проагрегантной активностью, морфолиниевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антидепрессивную активность. Разработанные методы синтеза и результаты биологических испытаний новых производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, могут использоваться для дальнейшего направленного синтеза биологически активных соединений. Разработан лабораторный регламент на производство исходного 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантина. Внедрение в практику. Препаративные способы синтеза и результаты биологических испытаний новых производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл, используются при проведении научных исследований и в учебном процессе на кафедрах фармакологии № 1, фармацевтической химии, биологической химии Башкирского государственного медицинского университета. Апробация. Материалы диссертации обсуждены на 5-й юбилейной Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан «Медицинская наука - 2006» (Уфа, 2006 г.), Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан с международным участием «Медицинская наука - 2009» (Уфа, 2009 г.), 74-й, 75-й, 76-й Республиканской итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Вопросы теоретической и практической медицины» (Уфа, 2009, 2010, 2011 г.), научной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции», VIII Всероссийской конференции с международным участием «Химия и медицина» (Уфа, 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новые материалы, химические технологии и реагенты для промышленности, медицины и сельского хозяйства на основе нефтехимического и возобновляемого сырья» (Уфа, 2010 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Современная фармацевтическая наука и практика: традиции, инновации, приоритеты» (Самара, 2011 г.), XIV молодежной конференции по органической химии (Екатеринбург, 2011 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 16 печатных работах (в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК).

Положения, выносимые на защиту.

1. Разработанные методы синтеза [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксоти-етанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот.

2. Разработанные методы синтеза солей и эфиров (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

3. Разработанные методы синтеза гидразидов и илиденгидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

4. Структуры впервые синтезированных соединений, установленные на основе спектральных исследований.

5. Результаты анализа биологической активности синтезированных соединений и установление закономерности «структура - активность» в ряду производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 163 стр., состоит из введения, обзора литературы, 3 глав экспериментальных исследований, выводов, списка литературы и приложения. Содержит 25 таблиц, 17 рисунков. Список литературы включает 155 источников.

эфир уксусный кислота тиетановый

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Синтез и биологическая активность замещенных ксантинов (литературный обзор)

В обзоре систематизированы литературные сведения о замещенных ксантинах, полученных реакциями по 1, 3, 7 и 8 положениям ксантинового бицикла, а также об их биологической активности.

2. Синтез производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот (обсуждение результатов собственных исследований)

Известны незамещенные по N-1- положению соли и гидразиды (ксантинил-8-тио)уксусных кислот, проявляющие высокую гемореологическую активность.

Производные ксантина, содержащие тиетановый цикл, проявляют также иммунотропную, бронхолитическую, гепатотропную и другие виды активности.

Поэтому синтез производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, представляет большой интерес с точки зрения поиска биологически активных веществ.

2.1 Синтез исходных соединений

В качестве исходных соединений использованы 3-метилксантин и эпихлоргидрин, выпускаемые промышленностью, а также 8-бром-3-метилксантин (1), эпитиохлоргидрин (2), 8-бром-3-метил-7-(тиетанил-3)ксантин (3), калиевая соль 8-бром-3-метил-7-(тиетанил-3)ксантина (4), 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(ти-етанил-3)ксантин (5), 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантин (6), 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантин (7), синтезированные по известным методикам с константами, соответствующими литературным данным.

2.2 Синтез производных [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио] уксусной кислоты

Установлено, что при взаимодействии 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантина (5) с тиогликолевой кислотой в этаноле в присутствии калия гидроксида идет нуклеофильное замещение атома брома с образованием [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (8) с выходом 50 % (схема 1).

Схема 1

ЯМР ¹Н спектр кислоты (8) содержит характерные сигналы протонов тиетанового цикла в интервалах 3.24 - 3.37, 4.29 - 4.38 и 5.84 - 5.96 м.д., соответствующие двум S(CH)₂ группам и NCH группе. В спектре наблюдаются также сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента и синглет 3-СН₃ группы. Синглет при 4.06 м.д., перекрывающийся с сигналом 1-СН₂ группы, подтверждает наличие фрагмента тиогликолевой кислоты.

Строение кислоты (8) подтверждено также ИК спектром.

Соли 2-[3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (9-16) получали добавлением к раствору кислоты (8) в ацетоне соответствующего основания. Гидроксиды натрия и калия добавляли в виде водных растворов. Соединения (9-16) образуются с выходом 45-93 % (схема 2).

Схема 2

ЯМР ¹Н спектры солей (12, 13) содержат сигналы протонов тиетанового цикла и 1-н-пропильного фрагмента, синглеты 3-СН₃ и SCH₂ групп. Образование солей подтверждается сигналами соответствующих протонированных аминов. Например, в спектре соли (13) наблюдаются триплет и квартет с центрами при 1.32 и 2.95 м.д. с КССВ 7.2 Гц, подтверждающие образование диэтиламмониевой соли.

Строение солей (9, 11-16) подтверждено также ИК спектрами.

Кипячением кислоты (8) в среде этанола в присутствии концентрированной серной кислоты, как катализирующего и водоотнимающего агента, синтезировали этиловый эфир [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (17) с выходом 72 % (схема 3).

Схема 3

Спектр ЯМР ¹Н этилового эфира (17) содержит сигналы протонов тиетанового цикла, 1-н-пропильного фрагмента, синглеты 3-СН₃ и SCH₂ групп.

Наличие сложно-эфирной группы подтверждается триплетом CH₃ группы при 1.23 м.д. и квартетом ОCH₂ группы при 4.17 м.д..

ЯМР ¹³С спектр сложного эфира (17) содержит сигналы углеродов бицикла ксантина, 1-н-пропильного остатка, SCH₂ и 3-СН₃ групп. Сигналы углеродов тиетанового цикла регистрируются при 34.98 (S(CH)₂) и 51.79 (NСН) м.д.. Образование сложного эфира подтверждается сигналами углеродов этокси-группы при 14.09 и 62.09 м.д..

Строение соединения (17) подтверждено также ИК спектром.

Реакцией сложного эфира (17) с трехкратным мольным избытком гидразин-гидрата в среде этанола в течение 1 часа получили гидразид [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (18) с выходом 89 % (схема 3).

В ЯМР ¹Н спектре гидразида (18) наблюдаются сигналы протонов тиетанового цикла, 3-СН₃ группы и 1-н-пропильного фрагмента.

Сигналы протонов NH и NН₂ групп остатка гидразида и SCH₂ группы удвоены и регистрируются в виде двух синглетов разной интенсивности, что показывает существование Z, Е-изомерии вокруг гидразидной С-N связи. Соотношение изомеров, вычисленное как отношение высот синглетов SСН₂ группы при 3.95 (Z) и 4.36 (Е) м.д., составляет 7:1.

Е-изомер Z-изомер

R = 3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио

Строение соединения (18) подтверждено также ИК спектром. Взаимодействием гидразида (18) с ароматическими карбонильными соединениями являются проведение реакции при кипячении в среде этанола при мольном соотношении реагентов 1:1,2 в присутствии каталитических количеств хлористоводородной кислоты в течение 30 минут синтезировали илиденгидразиды 2-[3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (19-25) с выходом 52-79 % (схема 4).

Схема 4

Размещено на http://www.allbest.ru/

В ЯМР ¹Н спектрах соединений (20, 21, 24) наблюдаются сигналы протонов 1-н-пропильного заместителя, 3-СН₃ группы и тиетанового цикла, а также заместителей в положении 8. В спектрах проявляется Z, Е-изомерия вокруг гидразидной С-N связи, что подтверждается удвоением синглетов SCH₂, NH и =СН групп и сигналов ароматического заместителя. Например в спектре соединения (20) соотношение изомеров, вычисленное как соотношение высот синглетов SCH₂ группы при 4.44 (Е) и 4.10 (Z) м.д., составляет 2:1.

Строение илиденгидразидов (19-25) подтверждено также ИК спектрами.

2.3 Синтез производных [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты

[3-Метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусную кислоту (26) получали взаимодействием 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксоотиетанил-3)ксантина (6) и тиогликолевой кислоты в соотношении 1:2 в среде этанола в присутствии трехкратного мольного избытка гидроксида калия. Кислота (26) образуется с выходом 73 % (схема 5).

Схема 5

ЯМР ¹Н спектр кислоты (26) содержит характерные сигналы протонов тиетаноксидного цикла в интервалах 3.42 - 3.50, 4.09 - 4.17 и 6.25 - 6.36 м.д., соответствующие двум S(CH)₂ группам и NCH группе. В спектре наблюдаются также сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента и синглет 3-СН₃ группы. Синглет интенсивностью 2Н при 4.06 м.д. подтверждает наличие фрагмента тиогликолевой кислоты. Строение кислоты (26) подтверждено также ИК спектром. Реакцией кислоты (26) со щелочами и аминами в среде ацетона синтезировали не описанные ранее соли [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (27-33). Соединения (27-33) образуются с выходом 23-84 % (схема 6).

Схема 6

ЯМР ¹Н спектры солей (29, 32) содержат сигналы протонов тиетаноксидного цикла, 1-н-пропильного фрагмента, синглет 3-СН₃ группы, а также сигналы протонированных аминов. В ЯМР ¹Н спектре соли (29) сигналы протонированного бензиламина наблюдаются в виде синглета NCH₂-группы при 3.76 м.д. и мультиплета С₆Н₅-группы в интервале 7.27-7.42 м.д..

Строение солей (27, 29-32) подтверждено также ИК спектрами.

Этиловый эфир [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (34) получали при кипячении кислоты (26) в среде этанола в течение трех часов в присутствии концентрированной серной кислоты с выходом 48 % (схема 7)

Схема 7

В ИК спектре соединения (34) отсутствуют полосы поглощения валентных колебаний О-Н связи, наблюдается полоса поглощения S=O группы при 1033 см^-1, что подтверждает образование сложного эфира и сохранение тиетаноксидного цикла.

Взаимодействием соединения (34) с гидразин-гидратом в мольном соотношении 1:3 в среде этанола синтезировали гидразид [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (35) с выходом 60 % (схема 7).

В ЯМР ¹Н спектре гидразида (35) наблюдаются сигналы протонов тиетаноксидного цикла, 1-н-пропильного фрагмента, синглеты NСН₃ и SCH₂ групп. Сигналы протонов остатка гидразина регистрируются в виде уширенного синглета NН₂ группы интенсивностью 2Н при 4.11 и синглета NН группы интенсивностью 1Н при 8.30 м.д..

Строение соединения (35) подтверждено также ИК спектром.

Взаимодействием соединения (35) с ароматическими альдегидами и ацетофенонами в среде этанола с добавлением каталитических количеств хлористоводородной кислоты получали илиденгидразиды [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (36-42) (схема 8). Илиденгидразиды (36-42) образуются с выходом 52-84 %.

Схема 8

В ЯМР ¹Н спектрах соединений (37, 38, 41) наблюдаются сигналы протонов 1-н-пропильного заместителя, 3-СН₃ группы и тиетаноксидного цикла, а также заместителей в положении 8. В спектрах проявляется Z, Е-изомерия вокруг гидразидной С-N связи, что подтверждается удвоением синглетов SСН₂, NH и =СН групп, а также удвоением сигналов ароматического заместителя. В спектре соединения (37) преобладающим является Е-изомер, соотношение изомеров составляет 2:1. Синглеты SCH₂ группы регистрируются при 4.39 (Е) и 4.07 (Z) м.д..

Строение илиденгидразидов (36-39, 41, 42) подтверждено также ИК спектрами.

2.4 Синтез производных [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3) ксантинил-8-тио] уксусной кислоты

Реакцию 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксоотиетанил-3)ксантина (7) с тиогликолевой кислотой проводили в мольном соотношении 1:2 в водной среде в присутствии трехкратного мольного избытка гидроксида калия. [3-Метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусная кислота (43) образуется с выходом 73 % (схема 9).

Схема 9

ЯМР ¹Н спектр кислоты (43) содержит характерные сигналы протонов тиетандиоксидного цикла в интервалах 4.50 - 4.58, 4.99 - 5.07 и 5.42 - 5.52 м.д., соответствующие двум S(CH)₂ группам и NCH. В спектре наблюдаются также сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента и синглет 3-СН₃ группы. Синглет интенсивностью 2Н при 4.09 м.д. подтверждает наличие фрагмента тиогликолевой кислоты.

Строение кислоты (43) подтверждено также ИК спектром.

Взаимодействием кислоты (43) со щелочами и аминами в среде ацетона получили не описанные ранее соли [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (44-50). Выход солей (44-50) составил 40-93 % (схема 10).

Схема 10

ЯМР ¹Н спектры солей (46, 48) содержат сигналы протонов 1-н-пропильного фрагмента, тиетандиоксидного цикла и синглет 3-СН₃ группы. Спектры содержат также сигналы протонов соответствующих протонированных аминов. Например, сигналы протонированного бензиламина наблюдаются в виде синглета NCH₂ группы при 3.97 м.д. и мультиплета С₆Н₅ группы в интервале 7.34-7.41 м.д..

Строение солей (46-49) подтверждено также ИК спектрами. Этиловый эфир [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (51) синтезировали кипячением кислоты (43) в среде этанола в течение трех часов в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве катализирующего и водоотнимающего агента (схема 11). Эфир (51) образуется с выходом 87 %.

Схема 11

Спектр ЯМР ¹Н этилового эфира (51) содержит сигналы протонов тиетандиоксилного цикла, 1-н-пропильного фрагмента, синглеты 3-СН₃ и SCH₂ групп. Триплет при 1.19 м.д. и квартет при 4.11 м.д. с КССВ 7.05 Гц подтверждают образование сложного эфира.

ЯМР ¹³С спектр сложного эфира (51) содержит сигналы углеродов бицикла ксантина, 1-н-пропильного остатка, SCH₂ и 3-СН₃ групп. Сигналы углеродов тиетандиоксидного цикла регистрируются при 70.01 (S(CH)₂) и 39.16 (NСH) м.д.. Образование сложного эфира подтверждается сигналами углеродов этокси-группы при 13.97 и 61.38 м.д..

Строение соединения (51) подтверждено также ИК спектром.

Кипячением этилового эфира (51) с гидразин-гидратом в соотношении 1:3 в среде этанола в течение 30 минут синтезировали гидразид [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (52) с выходом 71 % (схема 11).

В ЯМР ¹Н спектре гидразида (52) наблюдаются сигналы протонов тиетандиоксидного цикла, 1-н-пропильного фрагмента и синглет 3-СН₃ группы. Удвоение синглетов SCH₂, NH и NН₂ групп показывает существование Z, Е-изомерии вокруг гидразидной С-N связи. Соотношение изомеров, вычисленное как отношение высот синглетов SCH₂ группы при 3.91 (Z) и 4.32 (Е) м.д., составляет 5:1.

Строение соединения (52) подтверждено также ИК спектром.

Илиденгидразиды [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (53-58) получали взаимодействием соединения (52) с ароматическими альдегидами и ацетофенонами (схема 12) в среде этанола с добавлением каталитических количеств хлористоводородной кислоты. Илиденпроизводные (53-58) образуются с выходом 54-90 %.

Схема 12

В ЯМР ¹Н спектрах соединений (53, 54, 57) наблюдаются сигналы протонов 1-н-пропильного заместителя, 3-СН₃ группы и тиетандиоксидного цикла, а также заместителей в положении 8. В спектрах проявляется Z, Е-изомерия вокруг гидразидной С-N связи, что подтверждается удвоением синглетов SCH₂, NH и =СН групп и сигналов ароматического заместителя. В спектре соединения (53) соотношение изомеров, вычисленное как отношение высот синглетов SCH₂ группы 4.10 (Z) и 4.43 (Е) м.д., составляет 1:2.

Строение илиденгидразидов (53-55, 57) подтверждено также ИК спектрами.

3. Анализ результатов биологических испытаний производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот

С целью выявления биологической активности синтезированные соединения испытаны на антиагрегационную, антикоагуляционную и антидепрессивную активность на кафедрах биохимии и фармакологии №1 Башкирского государственного медицинского университета. Проведен прогноз их биологической активности.

Влияние на агрегацию тромбоцитов 14 новых производных (1-н-про-пилксантинил-8-тио)уксусных кислот (8, 14-16, 26, 27-32, 43, 46-48) определяли по методу Born на агрегометре “Thromlite-1006A” с использованием донорской крови человека. Метод основан на регистрации изменения оптической плотности богатой тромбоцитами плазмы до и после введения индуктора агрегации тромбоцитов (АДФ, коллаген). Препараты сравнения - пентоксифиллин и этамзилат.

При использовании в качестве индуктора АДФ наибольшую антиагрегационную активность в концентрации 2 ммоль/л проявляют соли (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих неокисленный тиетановый цикл (15) и тиетаноксидный цикл (31). Бензиламмониевая и циклогексиаммониевая соли (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусной кислоты, содержащей диоксотиетановый цикл (46, 48) проявили проагрегантную активность (табл. 1), превосходящую этамзилат более двух раз, не вызывая в отличие от этамзилата спонтанную агрегацию. При использовании в качестве индуктора коллагена наибольшую антиагрегационную активность проявила циклогексиламмониевая соль (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусной кислоты, содержащей оксотиетановый цикл (32), подавляя агрегацию тромбоцитов в концентрации 2 ммоль/л на 12.3 %. Пентоксифиллин в данной концентрации не влияет на коллаген-индуцированную агрегацию тромбоцитов.

Таблица 1 Влияние соединений 46,48 и этамзилата на АДФ-индуцированную агрегацию тромбоцитов

Соединение	Концентрация, ммоль/л	n	Спонтанная агрегация, % к контролю	Усиление агрегации тромбоцитов, % к контролю
46	2	7	-	8,5±2,1*, **
	1	7	-	5,1±1,9*
	0,5	7	-	2,3±1,2*
48	2	7	-	9,9±2,3*, **
	1	7	-	7,2±1,7*, **
	0,5	7	-	3,1±1,4*
этамзилат	2	7	22,1±3,4*	3,7±1,2*
	1	7	10,2±2,9*	4,2±1,4*
	0,5	7	2,9±1,5*	-

Примечание: * - р<0,05; ** - отличие от препарата сравнения достоверно (р=0,005).

Антикоагуляционную активность 14 производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот (8, 14-16, 26, 27-32, 43, 46-48) определяли на турбометрическом гемокоагулометре Solar CGL 2110 с использованием донорской крови человека. Препарат сравнения - гепарин. Установлено, что некоторые исследуемые вещества и гепарин в концентрации 1 мг/мл увеличивают активированное частичное тромбопластиновое время. Активность соединений уменьшается в следующем порядке: производные тиетаноксида, производные тиетандиоксида, производные тиетана. Соли с первичными аминами (32, 48) активнее солей со вторичными аминами (30, 47) в своих рядах. Циклогексиламмониевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (32) проявляет антикоагуляционную активность (76.2 %), превосходящую препарат сравнения гепарин (54.7 %).

Антидепрессивную активность 12 производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот (8, 14, 17, 18, 26, 28, 34, 35, 43, 45, 51, 52) в дозе 2 мг/кг определяли на половозрелых неинбредных мышах-самцах в тестах принудительного плавания и подвешивания за хвост. Препарат сравнения - флуоксетин. Антидепрессивную активность по разным показателям проявляют кислота (8), содержащая неокисленный тиетановый цикл, ее морфолиниевая соль (14) и гидразид (18), а также сложный эфир (34), содержащий тиетаноксидный цикл, кислота (43), содержащая тиетандиоксидный цикл и ее гидразид (52). По длительности иммобилизации в обоих тестах наиболее активны соединения, содержащие неокисленный тиетановый цикл. Наибольшую антидепрессивную активность проявила морфолиниевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты (14), вызывающая уменьшение длительности иммобилизации в тесте подвешивания за хвост на 55 %, в тесте принудительного плавания на 48 % и уменьшение индекса депрессивности на 13 %.

Прогноз биологической активности синтезированных соединений проводился по структурной формуле в интернет-версии кoмпьютерной cистемы PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances). Установлена высокая вероятность P_a > 0.7 обнаружения среди синтезированных производных (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот иммуномодуляторов и модуляторов цитокинов. Для них прогнозируются также диуретическая, антиастматическая, противомикробная, противотуберкулезная и другие виды активности.

ВЫВОДЫ

1.Установлено, что при взаимодействии 8-бром-3-метил-1-н-пропил-ксантинов, содержащих в положении 7 тиетановый цикл, с тиогликолевой кислотой происходит нуклеофильное замещение атома брома на остаток тиогликолевой кислоты, а тиетановый цикл сохраняется. Разработаны методы синтеза (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл.

2.Разработаны методы синтеза солей [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксо-тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот реакциями соответствующих кислот с гидроксидами щелочных металлов и аминами.

3.Разработаны методы синтеза эфиров (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, реакциями [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот с этиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты.

4.Разработаны методы синтеза гидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, реакциями этиловых эфиров [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот с гидразин-гидратом.

5.Разработаны методы синтеза илиденгидразидов (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих в положении 7 тиетановый цикл с различной степенью окисления атома серы, взаимодействием гидразидов [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот с ароматическими альдегидами и кетонами. 6.Данными ЯМР ¹Н спектроскопии доказано, что гидразиды и илиденгидразиды [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксоти-етанил-3)-, [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]ук-сусных кислот существуют в виде Z- и Е- изомеров относительно гидразидной связи С-N.

7.Выявлены новые производные (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот проявляющие антиагрегационную, проагрегантную, антикоагуляционную и антидепрессивную активность. Установлены некоторые закономерности зависимости структура - активность в ряду солей (1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл. Проведен прогноз биологической активности синтезированных соединений в компьютерной системе PASS, который показал высокую вероятность обнаружения среди них иммуномодуляторов и модуляторов цитокинов.

8.Для дальнейшего углубленного изучения рекомендованы: циклогексиламмониевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(1-оксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антиагрегационную и антикоагуляционную активность бензиламмониевая и циклогексиламмониевая соли [3-метил-1-н-пропил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющие прагрегантную активность и морфолиниевая соль [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты, проявляющая антидепрессивную активность.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1.Халиуллин, Ф.А. Синтез тиетансодержащих (3-метил-1-н-пропилксантинил-8-тио)уксусных кислот / Ф.А. Халиуллин, Р.А. Губаева, Ю.В. Шабалина // Башкирский химический журнал.- 2009.- Т. 16, № 4. - С. 93-94.

2. Поиск активных соединений в ряду производных ксантина, влияющих на сосудисто-тромбацетарное звено гемостаза / Ф.Х. Камилов, Г.А. Тимирханова, А.В. Самородов , Ф.А. Халиуллин, Р.А. Губаева // Вестник Российского университета дружбы народов. - 2011. - № 1. - С. 66-69.

3. Губаева, Р.А. Синтез илиденгидразидов [3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусной кислоты / Р.А. Губаева, Ю.В. Шабалина, Ф.А. Халиуллин // Башкирский химический журнал.- 2011. - Т. 18, № 1. - С. 109-110.

4.Реакции замещения производных 8-бром-3-метилксантина, содержащих тиетановый цикл / Ф.А. Халиуллин, Ю.В. Филипенко, А.З. Саитгаллина, Р.А. Губаева // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сборник научных трудов. - Вып.59. - Пятигорск, 2004. - С. 227-229

5.Филипенко, Ю.В. Реакции 8-бром-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинов с нуклеофильными реагентами / Ю.В. Филипенко, Ф.А. Халиуллин, Р.А. Губаева // Материалы 5-й юбилейной Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан «Медицинская наука - 2006», - Уфа, 2006.- С. 168-169.

6.Губаева, Р.А. Синтез солей 3-метил-1-пропил-7-(тиетанил-3)-ксантинил-8-тиоуксусной кислоты / Р.А. Губаева, Ф.А. Халиуллин // Материалы Республиканской конференции молодых ученых Республики Башкортостан «Медицинская наука-2009». -Уфа, 2009.- С. 126-127.

7.Самородов, А.В. Результаты первичных исследований влияния производных ксантина на функциональную активность тромбоцитов/ А.В. Самородов, Р.А. Губаева, А.З Саитгалина// Вопросы теоретической и практической медицины. Материалы 74-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых.- Уфа, 2009. - Т.2. - С. 124-126.

8.Синтез и биологическая активность солей 1-замещенных (3-метилксантинил-8-тио)уксусных кислот, содержащих тиетановый цикл / Ф.А. Халиуллин, Р.А. Губаева, Ю.В. Шабалина// Химия и медицина: тезисы докладов VIII Всероссийской конференции с международным участием.- Уфа, 2010.- С. 79.

9. Губаева, Р.А. Синтез 3-метил-1-пропил-7-(тиетанил-3)ксантинил-8-тиоуксусной кислоты и ее солей / Р.А. Губаева, Ф.А. Халиуллин // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сборник научных трудов. - вып.65.- Пятигорск, 2010. - С.305-306.

10.Синтез биологически активных солей [1-алкил-3-метил-7-(1,1-диоксотиетанил-3)ксантинил-8-тио]уксусных кислот / Р.А. Губаева, Д.З. Муратаев, Ю.В. Шабалина, Ф.А. Халиуллин // Новые материалы, химические технологии и реагенты для промышленности, медицины и сельского хозяйства на основе нефтехимического и возобновляемого сырья: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Уфа, 2010. - С. 82-83.

11.Губаева, Р.А. Синтез некоторых производных 8-бром-3-метил-1-н-пропил-7-(тиетанил-3)ксантина / Р.А. Губаева, Д.А. Мунасипова // Вопросы теоретической и практической медицины. Материалы 75-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых.- Уфа, 2010. - Т.1. - С. 154-155.

12.Губаева, Р.А 8-Замещенные 1-алкил-3-метилксантины, содержащие тиетановый цикл / Р.А. Губаева, Д.З. Муратаев, Р.М. Шарафутдинов //Вопросы теоретической и практической медицины. Материалы 76-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых. - Уфа, 2011. - Т.1. - С. 146-147.

13.Синтезы и реакции тиетанилксантинов / Ю.В. Шабалина, Р.М. Шарафутдинов, Р.А. Губаева, Д.З. Муратаев, Ф.А. Халиуллин //Материалы XIV молодежной конференции по органической химии - Екатеринбург, 2011. - С. 518-521.

14.Синтез и биологическая активность 8-замещенных 1-алкил-3-метилксантинов, содержащих тиетановый цикл / Ю.В. Шабалина, Р.А. Губаева , Р.М. Шарафутдинов, Д.З. Муратаев, Ф.А. Халиуллин //Всероссийская научно-практическая конференция «Современная фармацевтическая наука и практика: традиции, инновации, приоритеты»: сборник материалов.- Самара, 2011.- С. 85-87.

15.Синтез и свойства 8-замещенных 1-алкил-3-метил-7-(тиетанил-3)ксантинов /Ю.В. Шабалина, Р.А. Губаева, А.З. Ахмерова, Р.М. Шарафутдинов, Д.З. Муратаев //Материалы конференции «Современные аспекты медицины и фармации-2011». - Вып.XXIV, дополнение 2. - Запорожье, 2011. - С. 186.

Размещено на Allbest.ru

...