Молекулярне моделювання та цілеспрямований синтез протисудомних засобів похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів

39

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МОЛЕКУЛЯРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ЦІЛЕСПРЯМОВАНИЙ СИНТЕЗ ПРОТИСУДОМНИХ ЗАСОБІВ ПОХІДНИХ П'ЯТИЧЛЕННИХ ДИ(ТРИ)АЗАГЕТЕРОЦИКЛІВ

15.00.02 -- фармацевтична хімія і фармакогнозія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фармацевтичних наук

ПЕРЕХОДА ЛІНА ОЛЕКСІЇВНА

Харків 2013

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі медичної хімії Національного фармацевтичного університету Міністерства охорони здоров'я України.

Науковий консультант: доктор фармацевтичних наук, професор Георгіянц Вікторія Акопівна Національний фармацевтичний університет, завідувач кафедри фармацевтичної хімії

Офіційні опоненти: доктор фармацевтичних наук, професор Петюнін Геннадій Павлович Харківська медична академія післядипломної освіти, завідувач кафедри клінічної біохімії, судово-медичної токсикології та фармації

доктор фармацевтичних наук, професор Коваленко Сергій Іванович Запорізький державний медичний університет, завідувач кафедри органічної та біоорганічної хімії

доктор фармацевтичних наук, професор Лесик Роман Богданович Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, декан фармацевтичного факультету, професор кафедри фармацевтичної, органічної і біоорганічної хімії.

Захист відбудеться «20» травня 2013 р. о 13⁰⁰ годині 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 «18» квітня 2013 р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради,

професор О.А. Рубан

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Епілепсія ? одне з найбільш поширених захворювань нервової системи, що впливає на всі сторони життя хворого. Це диктує необхідність глибокого аналізу проблеми епілепсії з медико-соціальної точки зору. Соціальна значимість визначається розповсюдженістю епілепсії, можливістю розвитку у 1/3 хворих змін особистості та психіки, складними соціально-правовими та економічними питаннями, що пов'язані з хворобою. Крім того, треба враховувати, що хворі на епілепсію часто потрапляють у дорожньо-транспортні пригоди або одержують побутові травми (опіки, порізи, забої, переломи тощо), через що близько 5% з них щорічно госпіталізуються. Кількість госпіталізованих хворих може досягати близько 5 тис. пацієнтів на рік, середня вартість госпіталізації-1,2-1,4 млн. доларів на рік.

На фармацевтичному ринку України сьогодення представлено 46 торгових найменувань протиепілептичних препаратів (з урахуванням всіх форм випуску - понад 90). Протисудомні препарати випускають 15 закордонних фірм-виробників і тільки 6 вітчизняних виробників, при чому майже всі препарати є генериками відомих традиційних ліків. До того ж зростаюча кількість випадків захворювання на епілепсію у дітей робить необхідним пошук таких лікарських засобів, що не могли б в подальшому впливати на фізіологічні функції та заважати розвитку дитини. Тому дуже важливим є постійне вдосконалення протисудомної лікарської терапії, зокрема шляхом цілеспрямованого синтезу нових біологічно активних речовин, з метою пошуку серед них найбільш фармакологічно активних та безпечних протисудомних засобів. Зважаючи на це, цілеспрямований пошук нових перспективних антиконвульсантів продовжує залишатись актуальним напрямком наукових досліджень в усьому світі.

Пріоритетним напрямком розвитку конструювання ліків у теперішній час є інтеграція методів не тільки органічної хімії та фармакології, а також і молекулярної біології та математичного моделювання. Використання комп'ютерних технологій, що враховують вклад окремих структурних фрагментів в біологічну активність та передбачають взаємодію потенційних ліків з молекулами біомішеней, надає змогу синтезувати десятки речовин замість тисяч та зменшує кількість експериментів на лабораторних тваринах за рахунок чого значно збільшується економічна ефективність створення нових лікарських засобів. Крім того, моделі дослідження протисудомної активності (зокрема, коразолова, тіосемікарбазидна, стрихнінова та ін.), є найбільш жорсткими експериментальними моделями фармакологічного скринінгу взагалі, що в основному спричиняють загибель тварин та викликають їх страждання.

З огляду на це теоретичне обгрунтування та експериментальне опрацювання методологічного підходу до створення нових протисудомних засобів з використанням комп'ютерних технологій має економічну та соціальну доцільність та є вельми актуальним для фармацевтичної науки та охорони здоров'я в цілому.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Національного фармацевтичного університету з проблеми МОЗ України «Хімічний синтез і аналіз біологічно-активних речовин, створення лікарських засобів синтетичного походження» (номер державної реєстрації 0103U000475) та плану Проблемної комісії «Фармація» МОЗ і АМН України та Проблемної комісії "Фармація" МОЗ України (протокол №58 від 17.06.2009 р.).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є теоретичне обгрунтування та експериментальне підтвердження методологічного підходу до створення нових протисудомних засобів на прикладі похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів.

Для досягнення цієї мети поставлені такі завдання:

1. На основі логіко-структурного прогнозу (ЛСП) вибрати об'єкти дослідження, визначити оптимальні напрямки структурної модифікації та сформувати гіпотетичні структури - похідні п'ятичленних ди(три)азагетероциклів;

2. Провести PASS-прогноз для гіпотетичних структур похідних 1,2,3(1,2,4)-тріазолу, 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу та їх тестування на відповідність концепції „схожість з ліками”(„drug-likeness”);

3. Здійснити докінгові дослідження ліганд-рецептор, ліганд-фермент гіпотетичних структур - похідних 1,2,3(1,2,4)-тріазолу, 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу до протисудомних біомішеней, встановити можливий механізм їх дії та визначити моделі для фармакологічного скринінгу; сформувати напрям синтетичних досліджень

4. Визначити стратегію формування базових гетероциклічних структур, розробити препаративні методики та здійснити синтез похідних 1,2,3(1,2,4)-тріазолу, 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу, що виявили в попередніх дослідженнях найбільший протисудомний потенціал; довести будову синтезованих речовин сучасними фізико-хімічними методами та передати їх для дослідження протисудомної активності;

5. За результатами даних фармакологічного скринінгу провести аналіз впливу функціональних груп та їх сполучень на протисудомну активність та виявити перспективні фармакофорні фрагменти; розрахувати за допомогою сучасних комп'ютерних програм фізико-хімічні параметри та квантово-хімічні дескриптори синтезованих сполук та провести QSAR аналіз; провести поглиблені докінгові дослідження та запропонувати можливий механізм дії; визначити ефективність теоретичного конструювання БАР;

6. Виділити найбільш перспективну речовину для доклінічних досліджень за такими критеріями: значна біологічна активність, низька токсичність та препаративніть синтезу; На основі проведених досліджень фізичних та фізико-хімічних властивостей для цієї субстанції розробити проект аналітичного документу «Методи контролю якості».

Об'єкт дослідження - молекулярне моделювання та цілеспрямований синтез потенційних протисудомних агентів серед похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів та продуктів їх хімічних перетворень.

Предмет дослідження - визначення перспективних структур для цілеспрямованого синтезу протисудомних агентів серед похідних 1,2,3(1,2,4)тріазолів, 1,3,4-окса(тіа)діазолів з використанням сучасних комп'ютерних програм; вибір методик синтезу для формування завданих хімічних структур, синтез похідних 1,2,3(1,2,4)тріазолів, 1,3,4-окса(тіа)діазолів; вивчення спектральних характеристик; встановлення зв'язку між молекулярною структурою та протисудомною активністю похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів, а також визначення на основі виявлених закономірностей подальших тенденцій цілеспрямованого синтезу, молекулярний докінг, дослідження активності та токсичності одержаних сполук, відбір високоактивних, малотоксичних сполук для їх поглибленого вивчення як потенційних протисудомних лікарських засобів.

Методи дослідження - органічний синтез, хімічні, фізичні та фізико-хімічні методи аналізу органічних сполук (визначення температури плавлення, елементний аналіз, хроматографія в тонкому шарі сорбенту, високоефективна рідинна хроматографія, спектроскопія ІЧ-, УФ-, ЯМР ¹Н, термогравіметрія, хімічні реакції, кислотно-основне титрування у неводних розчинниках). Методи дослідження протисудомної активності in silico, фармакологічний скринінг з використанням стандартних методик. Напівемпіричні квантово-хімічні методи, статистичні методи, QSAR-аналіз, докінгові дослідження з використанням програм OpenEye (академічна ліцензія 00DA0a8lg._500A0A), SCIGRESS (ліцензія 742F6852C191 ).

Наукова новизна. В результаті виконання роботи вперше запропонований алгоритм комплексного підходу до молекулярного конструювання синтетичних БАР протисудомної дії, що заснований на використанні відомих комп'ютерних програм з урахуванням структурних, електронних та енергетичних характеристик окремих фрагментів сполук. Виділені та вперше обґрунтовані критичні стадії конструювання, що включають цілеспрямований відбір основного фармакофора, наступне формування структур на його основі з заданими фармакологічними властивостями шляхом варіювання вторинними фармакофорами. Коректність розробленого алгоритму доведена експериментально - шляхом цілеспрямованого синтезу попередньо визначених груп нових похідних 1,2,3(1,2,4)тріазолів, 1,3,4-окса(тіа)діазолів та обробкою даних фармакологічних досліджень у порівнянні з відомими протисудомними засобами. тріазол оксадіазол тіадіазол гетероциклічний

Для даної групи речовин вперше здійснено віртуальний фармакологічний скринінг, проведено тестування на відповідність концепції „схожість з ліками”(„drug-likeness”) та здійснено молекулярний докінг до протисудомних біомішеней для оптимізації подальшого скринінгу. Вперше на основі проведення досліджень in silico визначено можливі механізми протисудомної дії похідних 1,2,3(1,2,4)тріазолів, 1,3,4-окса(тіа)діазолів та запропоновано експериментальні моделі для фармакологічних досліджень протисудомної активності.

Автором вперше запропоновано стратегію формування ключових інтермедіатів синтезу як первиних фармакофорів та кінцевих продуктів з урахуванням введення вториних фармакофорів. В результаті виконання роботи здійснено синтез 390 речовин, серед яких 289 є новими, - похідних п'ятичленних 1,2,3(1,2,4)тріазолів, 1,3,4-окса(тіа)діазолів. Структура та індивідуальність всіх синтезованих сполук підтверджена даними УФ-, ІЧ-, ЯМР¹Н-спектроскопії, хроматографії в тонкому шарі сорбенту та даними елементного аналізу.

Вперше проведено широкі фармакологічні дослідження 11 груп нових похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів на прояв ними протисудомної активності на різних судомних моделях у тварин відповідно до передбаченого механізму дії та знайдені сполуки з високими антиконвульсивними властивостями. встановлена залежність протисудомної активності від модифікації структури 1,2,3(1,2,4)тріазолів, 1,3,4-окса(тіа)діазолів, для всіх синтезованих речовин розраховані дескриптори та сформовані регресійні рівняння, засновані на структурних формулах хімічних сполук (2D QSAR аналіз) та на просторовому описі хімічних структур (3D QSAR аналіз).

Вперше виявлені та сформульовані закономірності зв'язку “хімічна структура - протисудомна дія” серії п'ятичленних ди(три)азагетероциклів, які представляють інтерес для подальшого цілеспрямованого синтезу протисудомних речовин. Виявлена можливість використання топологічних та квантово-хімічних дескрипторів для подальшого прогнозування протисудомної дії в інших групах сполук. Визначено ефективність застосування запропонованого методологічного підходу до створення нових протисудомних засобів.

Підтвердженням ефективності запропонованого методологічного підходу до цілеспрямованого синтезу потенційних протисудомних агентів стало виявлення антиконвульсантів серед нових похідних 5-метил(аміно)-1,2,3-тріазолу(1Н), [1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідину, 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу із значним рівнем антиконвульсивної дії, що перевищують активність вальпроєвої кислоти та ламотриджину. Виявлена найбільш перспективна сполука - епіфін (3-хлор-4-метоксіанілід 1-(3'-фторфеніл)-5-метил-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонової кислоти). В роботі вперше здійснено стандартизацію заявленої сполуки.

Наукова новизна одержаних результатів підтверджена 3 патентами України на винахід, 1 патентом на корисну модель та інформаційним листом про нововведення в системі охорони здоров'я (затверджено Рішенням ПК «Фармація», Протокол №56 від 17.12.2008).

Практичне значення одержаних результатів. Представлені наукові дослідження дозволяють ефективно проводити раціональний пошук і наступний молекулярний дизайн БАР протисудомної дії. Запропонований в роботі методологічний підхід до конструювання нових БАР протисудомної дії є теоретичним підґрунтям для ефективної розробки нових синтетичних протисудомних засобів, що дозволяє значно заощадити витрати на реактиви, тварин та трудові ресурси підприємствам та установам, що займаються пошуком нових лікарських засобів. Оптимізація цілеспрямованого пошуку протисудомних БАР дозволить, крім того, зменшити кількість тварин, що піддаються неминучим стражданням та загибелі під час експериментальних досліджень.

На основі проведених експериментальних досліджень запропоновано препаративні методики синтезу таких груп органічних речовин -5-метил(аміно)-1,2,3-тріазолу(1Н), [1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідину, 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу, що мають практичне значення для проведення наукових досліджень для подальшого цілеспрованого синтезу біологічно активних речовин, для виробництва препаратів та навчального процесу вищих навчальних закладів. Проаналізовано умови синтезу всіх груп цільових субстанцій з урахуванням подальшого його масштабування в промислових умовах. Проаналізовано можливість використання фізико-хімічних методів для стандартизації синтезованих речовин. Поповнена бібліотека УФ-, ІЧ- та ЯМР¹Н спектрів органічних біологічно активних сполук.

На основі фармакологічних досліджень та статистичної обробки результатів приведено рекомендації для спрямованого пошуку протисудомних субстанцій. Результати наукових досліджень впроваджено в науково-дослідну діяльність та навчальний процес ВНЗ України - Львівського національного медичного університету ім. Данила Галицького, Запорізького державного медичного університету, Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я. Горбачевського та Донецького національного медичного університету ім. М. Горького.

Розроблено проект МКЯ: методики ідентифікації, визначення чистоти та кількісного вмісту можуть бути використані для стандартизації речовин близької хімічної будови.

Особистий внесок здобувача. Співавторами наукових публікацій є науковий консультант та науковці, які брали участь у спільному синтезі окремих груп речовин, вивченні фізико-хімічних та біологічних властивостей описаних у роботі субстанцій. В наукових працях, опублікованих у співавторстві з Георгіянц В.А., Коваленком С.М., Штриголем С.Ю., Демченко А.М., Глущенко А.В, Плис С.В., Сич І.А., Северіною Г.І., Гриненко В.В., Рибальченко Т.Л., Рядних К.С., Заремба О. В., Амжадом Абу Шарк, Янченко В.А., Хайруліним А.Р. особисто автором виконано:

· інформаційний пошук та аналіз отриманих даних з питань сучасних досліджень за проблематикою, результати яких стали підгрунтям для вибору об?єктів та планування етапів дослідження;

· аналіз літературних даних щодо сучасних підходів до молекулярного дизайну БАР, даних QSAR для протисудомних речовин, методів синтезу, хімічних, фізико-хімічних та протисудомних властивостей похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів; теоретичне обґрунтування методологічного підходу до цілеспрямованого синтезу речовин з протисудомною активністю;

· прогноз протисудомної активності та молекулярний докінг віртуальної бібліотеки похідних п'ятичленних ди(три)азагетероциклів до протисудомних біомішеней; планування синтетичних досліджень та розробка стратегії формування базових та введення вторинних фармакофорів;

· розробка методик синтезу з урахуванням масштабування в умовах промислових підприємств, синтез окремих груп речовин та доведення їх будови фізико-хімічними методами;

· обробка, аналіз та оформлення результатів синтетичних, фізико-хімічних досліджень, попереднього комп'ютерного прогнозування та фармакологічного скринінгу;

· розрахунок дескрипторів визначення закономірностей кореляцій «структура-активність); формування регресійних рівнянь, заснованих на структурних формулах хімічних сполук (2D QSAR аналіз) та на просторовому описі хімічних структур (3D QSAR аналіз);

Весь експериментальний матеріал за даними хімічних, фізичних, фізико-хімічних та фармакологічних досліджень проаналізовано та узагальнено особисто автором. При цьому проведена статистична обробка та узагальнення одержаних результатів, формування основних положень та висновків, що захищаються.

Апробація результатів дисертації. Основний зміст дисертаційної роботи доповідався на: Міжнародній науковій конференції, присвяченій 100-річчю створення фармацевтичного факультету Запорізького державного медичного університету (Запоріжжя, 2004); наук.-практ. конф. з міжнар. участю «Створення, виробництво, стандартизація, фармакоекономіка лікарських засобів та біологічно активних добавок» (Тернопіль, 2004), VI та VII Національних з'їздах фармацевтів України (Харків, 2005, 2010), ІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Створення, виробництво, стандартизація, фармакоекономічні дослідження лікарських засобів та біологічно активних добавок» (Харків, 2006); VII Всеукраїнській науково-практичній конференції з міжнародною участю ”Клінічна фармація в Україні” (Харків, 2007); Національній науково-технічній конференції з міжнародною участю «Актуальні проблеми синтезу і створення нових біологічно активних сполук та фармацевтичних препаратів» (Харків, 2008); Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів та молодих вчених (Харків, 2009); XII конференції молодих учених та студентів-хіміків південного регіону України, присвяченій до 80-річчя з дня народження академіка О.В. Богатського (Одеса, 2009); Українській науково-практичній конференції, присвяч. пам'яті д-ра хім. наук, проф. П. О. Петюніна (до 95-річчя з дня народження) «Проблеми синтезу біологічно активних речовин та створення на їх основі лікарських субстанцій» (Харків, 2009); 4-й науково-практичній конференції з міжнародною участю «Науково-технічний прогрес і оптимізація технологічних процесів створення лікарських препаратів» (м. Тернопіль, 2011 р.); XIX Російському національному конгресі «Человек и лекарство» (м. Москва, 2012).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано в 25 статтях та 17 тезах доповідей, 3 патентах України на винахід, 1 патенті на корисну модель, інформаційному листі.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, огляду літератури (Розділ 1), шести розділів експериментальної частини, висновків, списку літературних джерел та додатків. Загальний об'єм дисертації складає 337 сторінок. Основний текст викладено на 247 сторінках.

Робота ілюстрована, 67 схемами та рисунками, 60 таблицями. Перелік використаних літературних джерел містить 313 найменувань, з них 260 - іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Розділ 1. Сучасні уявлення про механізми дії протисудомних засобів (Огляд літератури). Проаналізовані, систематизовані та узагальнені дані літератури щодо механізмів дії протисудомних засобів різних фармакологічних і хімічних груп, що традиційно використовуються. На жаль, жоден з антиконвульсантів не позбавлений побічних ефектів. Виходячи з цього, пошук нових потенціальних протиепілетичних засобів з поліпшеними властивостями залишається актуальною проблемою фармацевтичної науки та становить передумову подальших досліджень в цій галузі. Аналізуючи літературні дані нами виявлено, що серед xімічних речовин, що містять в своїй будові п'ятичленні ди (три)азагетероцикли знайдено декілька перспективних груп антиконвульсантів. З точки зору пошуку нових БАР, похідні п'ятичленних ди(три)азагетероциклів мають значні переваги, оскільки вони є структурно подібними до циклічної конформації нейромедіаторів - ГАМК та глутамінової кислоти, а також - сполуками з нескладним і малостадійним синтезом базових гетероциклів та наявністю протисудомної дії.

Останніми десятиріччями розробка та створення кандидатів у перспективні антиконвульсанти дедалі поширюється з використанням комп'ютерних технологій. Віртуальні дослідження молекул із застосуванням комп'ютерного моделювання (методи іn silico) дають можливість прогнозувати властивості передбачуваних цільових структур та молекулярні механізми їх дії, а також виявляти можливі ділянки зв'язування і енергії взаємодії ліганд-рецептор і ліганд-фермент. Пошук перспективних антиконвульсантів та створення комплексного підходу до молекулярного конструювання протисудомних засобів з урахуванням специфічності різних методів прогнозування та взаємозв'язку між ними є актуальним питанням.

Розділ 2. Молекулярне конструювання сполук протисудомної дії. Грунтуючись на загальних принципах пошуку БАР нами запропоновано методологічний підхід до цілеспрямованого синтезу протисудомних агентів. В основу цього підходу покладено алгоритм пошуку БАР, запропонований латвійськими вченими у 90-роки ХХ сторіччя. Останній був нами адаптований та удосконалений відповідно до сучасних технологій а також з урахуванням специфіки дослідження протисудомних засобів. Алгоритм пошуку протисудомних засобів представлений на рисунку 1 та передбачає наступні етапи (Рис. 1.).

Нами здійснено конструювання перспективних груп антиконвульсантів. Як базові фармакофори для формування віртуальних структур обрані п'ятичленні ди(три) азагетероцикли загальної формули:

.

X=NН, O, S;

X₁=N, СН, або С-R₁;

Обрані структури мають невелику молекулярну масу та значний синтетичний потенціал, який дозволяє заповнити замісниками (вторинними фармакофорами) весь конформаційний простір.

Виходячи з даних літератури, похідні 1,2,3-тріазолу(1Н), 1,2,4-тріазолу(4Н), 1,3,4-оксадіазолу та 1,3,4-тіадіазолу відповідають цим вимогам. Для вибору вториних фармакофорів нами був застосований логіко-структурний підхід, що базувався на аналізі літературних джерел та власному експериментальному досвіді.

Рис. 1 Алгоритм молекулярного конструювання протисудомних засобів

Зокрема ми вважали доцільним введення фрагментів, здатних збільшувати ліпофільність молекули, і як наслідок - поліпшувати проникнення речовин крізь гемато-енцефалічний бар'єр (заміщена тіогрупа, галогени, естерні, алкільні та арильні фрагменти), а також блокування гідрофільних груп (амінної, карбоксильної тощо). Особлива увага була приділена нами бензильному радикалові, що вже зарекоменодував себе як один з ключових фармакофорів для наявності протисудомної активності. На основі означених підходів нами було змодельовано 500 гіпотетичних сполук: 12 груп гіпотетичних структур похідних 1,2,3-тріазолу(1Н) (151сполука), 11 груп гіпотетичних структур похідних 1,2,4-тріазолу (4Н) та анельованих тріазолопіримідинів (149 сполук), 17 груп гіпотетичних сполук похідних 1,3,4-оксадіазолу (113 сполук) та 10 груп гіпотетичних структур похідних 1,3,4,-тіадіазолу (94 сполуки).

За допомогою програми PASS була визначена ймовірність прояву віртуальними структурами протисудомної активності. Підсумовуючи всі одержані результати комп'ютерного прогнозу, ми дійшли до висновку, що перспективними антиконвульсантами можуть бути 10 з 50 груп гіпотетичних сполук (Табл. 1.)

Таблиця 1

Перспективні групи сполук, за результатами PASS-прогнозу

Групи сполук	PASS-прогноз (Pa, Pi)	Групи сполук	PASS-прогноз (Pa, Pi)
I	Pa =0,51-0.6 Pi=0,010-0,129	VI	Pa =0,5-0.6 Pi=0,03-0,33
II	Pa =0,51-0.6 Pi=0,0118-0,129	VII	Pa =0,5-0.6 Pi=0,02-0,22
III	Pa =0,5-0.6 Pi=0,08-0,109	VIII	Pa=0,541- 0,677 Pi=0,010-0,012
IV	Pa=0,575-0,841 Pi=0,08-0,09	IX	Pa =0,601-0,81 Pi=0,01-0,11
V	Pa=0,601-0,609 Pi=0,03-0,32	X	Pa=0,507-0,844 Pi=0,02-0,29

Найбільш відомим фільтром для звужування хімічного простору при створенні ліків є концепція „схожості з ліками“. Для всіх груп гіпотетичних структур було розраховано ряд фізико-хімічних властивостей, що визначають біодоступність, з використанням комп'ютерної програми ACD/Labs. та програми Vida програмного забезпечення OpenEye. Порівняння результатів розрахунків з необхідними значеннями дескрипторів згідно концепції „drug-likeness” свідчить про те, що сполуки з усіх груп віртуальної бібліотеки задовольняють вимогам цієї концепції.

Одним із найперспективніших методів віртуального скринінгу є молекулярний докінг, що дозволяє дослідити афінітет певної сполуки до даної біологічної мішені, тобто виявити інгібітор того чи іншого ферменту чи білку, що є ключовою ланкою у патогенезі любого захворювання. Молекулярний докінг використовувався нами для аналізу двох типів взаємодій прогнозованих сполук похідних 1,2,3(1,2,4)-тріазолу, 1,3,4-окса(тіа)діазолу з біосубстратом: ліганд-рецептор та ліганд-фермент. З метою визначення потенційної протисудомної активності нами вивчались ті механізми дії, що в першу чергу повґязані зі взаємодією ліганд- NMDA-, ГАМК_А- або глутаматний рецептори та ліганд- ГАМК-АT -фермент. Докінгові дослідження проведені з використанням функції Fast Dock програмного пакету SCIGRESS (Fujitsu, Fukuoka, Japan). Для всіх 500 гіпотетичних структур сформованої нами віртуальної бази та відомих антиконвульсантів проведений молекулярний докінг та оцінено якість та енергію зв'язування досліджуваних структур з молекулами біомішеней: протеїну 1GNU ГАМК_А рецептора, протеїну 1EWK глутаматного рецептора Glu-1, протеїну 3Q41GluN1 NMDA рецептора та протеїну 1OHW фермента ГАМК-АT (рис.2).

39

Размещено на http://www.allbest.ru/

39

Размещено на http://www.allbest.ru/

а

Рис. 2 а)Приклади дослідження докінгу сполуки перспективної групи X у області зв'язування ГАМК_А-рецептора; б) глутаматного рецептора Glu-1 (кристалографічні моделі 1GNU та 1EWK відповідно, розширення 1.75 Е)

У результаті докінгу одержано ряд значень оцінювальних скорингових функцій Consensus (табл.2), що дало змогу передбачити афінітет гіпотетичних сполук до протисудомних біомішеней та виявити перспективні групи сполук, що можуть селективно інгібіювати NMDA, ГАМК_А- або глутаматний рецептори та фермент ГАМК-АT у порівнянні з відомими протисудомними засобами.

Процес класифікації лігандів, які швидше за все, будуть сприятливо взаємодіяти з конкретним рецептором на основі передбачення вільної енергії зв'язування для наведеної вибірки речовин показав, що для 11 з 50 груп гіпотетичних сполук прогнозується наявність протисудомної активності, що говорить про новий скафолд серед відомих інгібіторів трьох моделей протисудомних біомішеней 1GNU та 1OHW та 1EWK. Слід відзначити, що дані докінгу на 80% збігались з результатами PASS-прогнозу.

Таблиця 2

Результати молекулярного докінгу

	Скорингова функція Consensus	Механізм дії
Кристалографічні моделі протеїнів Сполуки	1GNU	1OHW	1EWK
I	-90. 04 -90. 01	-27.930 -18.074	-38.039 -36.672	*ГАМК-ергічний
II	-97.685 -93.436	-27.094 -25.610	-28.004 -25.964	*ГАМК-ергічний
III	-97.685 -96.522	-28.098 -19.147	-24.410 -14.000	*ГАМК-ергічний
IV	-98.004 -97.052	-39.762 -37.930	-63.673 -60.278	*ГАМК-ергічний + глутамат-ергічний
V	-98.147 -97.673	-38.098 -36.452	-37.930 -30.455	*ГАМК-ергічний
VII	-96.025 -93.052	-29.074 -25.107	-34.647 -34.742	*глутамат-ергічний
IX	-67.626 -60.299	-57.980 -50.341	-58.328 -57.890	** глутамат-ергічний
X	-99.050 -99.014	-55.167 -53.094	-50.079 -49.932	*ГАМК-ергічний+ глутамат-ергічний
XI	-95.610 -91.626	-38.004 -29.817	-48.004 -40.135	*ГАМК-ергічний
XII	-96.436 -94.751	-29.626 -23.762	-35.100 -30.139	*ГАМК-ергічний
VIII	-57.103 -54.611	-27.626 -20.456	-53.037 50.391	* глутамат-ергічний
Фенобарбітал	-99.817	-25.010	-45.194	ГАМК-ергічний
Бензобарбітал	-89.767	-17.626	-45.178	ГАМК-ергічний
Депакін	-40. 626	-49.623	-40.651	ГАМК-ергічний+ глутамат-ергічний
Габапентин	-23.037	-25.619	-17.583	глутамат-ергічний + ГАМК-ергічний
Ламотриджин	-10.061	-17.626	-59.861	глутамат-ергічний
Вігабатрин	-13.037	-50.032	-23.037	ГАМК-ергічний

*механізм дії, що прогнозується

В результаті докінгових досліджень ми визначили, що протисудомна дія досліджуваних структур передбачається переважно за двома механізмами.

1. ГАМК-ергічний за рахунок селективного інгібіювання ГАМК_А-рецептора (8 перспективних груп сполук - на рівні фенобарбіталу, депакіну):

· аніліди 1-арил-5-метил-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонової кислоти (X);

· диметилові естери 1-арил-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонової кислоти (IV);

· аніліди 5-(R-феніламіно)-1,3,4-тіадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти (XII);

· ариламіди 1-бензил-5-аміно-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонової кислоти (V);

· похідні 1-арил-4-арилсульфоніл-5-аміно-1,2,3-тріазолу(1Н) (VII);

· арил-та гетериламіди 5-R-бензил-1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти(I);

· 5-(п- метилізопропіл) феноксиметил-1,3,4 оксадіазол-2-ілтіо-1-фенони (XI);

· арил-та гетериламіди 5-R- піридил -1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти (II).

Для цих груп речовин нами заплановано проведення дослідження експериментальної протисудомної активності на пентилентетразоловій (ПТ) або тіосемікарбазидовій (ТСК) моделях судом у порівнянні з депакіном та діазепамом.

2. Глутаматергічний за рахунок високого афінітету до протеїнів GluRl АМРА глутаматних метаботропних рецепторів (3 групи у порівнянні з ламотриджином):

· похідні [1,2,4]тріазоло[1,5-а]піримідину(IX);

· диметилові естери 1-арил-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонових кислот(IV);

· 1-бензил-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонові кислоти(VIII).

Вивчення протисудомної активності цих речовин ми запланували на аудіогенній моделі судом у порівнянні з ламотриджином.

Слід відзначити (табл.2), що одна з вищезазначених груп - аніліди 1-арил-5-метил-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонової кислоти (X) показала високу афінність (скорингові функції нижчі ніж для вігабатрину та ацедіпролу) до протеїнів ферментів ГАМК-АT (PDB код 1OHW).

Афінність до протеїну GluN1 NMDA рецептора 3Q41 не виявила ні одна з досліджуваних груп сполук (порівнювали зі скоринговою функцією ацедіпролу, що є інгібітором Glu-N1 NMDA рецептора). Група диметилових естерів 1-арил-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонової кислоти згідно результатів молекулярного докінгу може мати мультифакторний механізм дії та потребує перевірки на різних моделях судом.

Незважаючи на те, що в результаті попередніх досліджень нами було виділено не тільки найбільш перспективні групи, але й навіть окремі речовини, про коректність запропонованого методологічного підходу може свідчити тільки експериментальне підтвердження (своєрідна валідація). Наступними етапами наших досліджень стали синтез речовин різних груп, відібраних за результатами попередніх дослідженнь, а також їх фармакологічний скринінг на обраних моделях.

Розділ 3. Синтез, властивості та доведення будови похідних 1,2,3-тріазолу(1Н). При розробці стратегії формування базової фармакофорної структури для синтезу похідних 1,2,3-тріазолу(1Н) ми врахували бажану наявність у гетероциклічному кільці певних замісників у 1,4 та 5 положеннях. Для реалізації даного етапу нами було розроблено загальні підходи, вивчено закономірності та синтезовані представники запланованих груп сполук (Схема 1):

Схема 1 Cинтез похідних 1,2,3-тріазолу

Зокрема ми запланували синтез наступних груп речовин, що є похідними:

- 5-метил-1,2,3-тріазолу(1Н) 4-48 (45 речовин);

- 5-аміно-1,2,3-тріазолу(1Н) 52-70, 73-107 (56 речовин) та продуктів їх хімічних перетворень 140-153, 155-158 (18 речовин);

- тріазол(1Н)-4,5-дикарбонових кислот 126-139 (14 сполук) та їх метилових естерів 109-124 (16 сполук).

З метою виявлення внеску в прояв біологічної активності основного фармакофора і вторинних фармакофорів нами отримані речовини, що відносяться до різних хімічних класів: арил- алкіл-, гетериламіди, кислоти, естери, сульфонілпохідні. З урахуванням загальноприйнятих підходів до формування гетероциклічного кільця 1,2,3-тріазолу синтез обраних груп похідних сплановано відповідно до схеми 1.

Логічно, що для формування 1,2,3-тріазольного кільця з метильним замісником в 5 положенні 4-48 та карбоксанілідного або арилсульфонільного фрагментів у 4, як метиленактивні сполукі ми використали аніліди ацетоацетатної кислоти 3 та арилсульфонілацетони 49 відповідно. Введення арильних радикалів у 1 положення забезпечувало використання арилазидів 1 з замісниками різної електронної природи. Такий самий підхід використано нами для одержання 5-амінопохідних 52-70. Наявність аміногрупи в 5 положенні досягалась використанням як метиленових компонент арилсульфонілацетонітрилів 50 та анілідів ціаноацетатної кислоти 51. Для введення бензильних залишків у 1 положення тріазольного кільця нами замість арилазидів використовувались бензилазиди 2. Така синтетична схема надає можливість вводити метильну та аміногрупу в 5-положення і одночасно - ариламінокарбонільну та арилсульфонільну - у 4 положення.

Враховуючи це, нами встановлено оптимальні умови перебігу реакції. Дотримання приведених вище умов синтезу є оптимальним та забезпечує регіоспецифічне одержання похідних анілідів 1-арил-5-метил(аміно)-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонової кислоти 4-31, 62-70 та 1-арил-4-арилсульфоніл-5-метил(аміно)-1,2,3-тріазолу(1Н) 32- 48, 52-61.

Узагальнюючи експериментальні дослідження, можна сказати, що 4-заміщені похідні 1-арил(бензил)-5-аміно(метил)-1,2,3-тріазолу(1Н) є перспективними в препаративному плані, їх синтез відтворюється з досить високими виходами, має 2 стадії (синтез вихідних речовин та власне гетероциклізація) і дозволяє одержати цільові продукти з достатнім ступенем чистоти. Для реалізації в промислових умовах та масштабуванні синтезу доцільною є заміна отруйного метанолу на спирт етиловий. Контроль специфічних домішок слід проводити з метою виявлення вихідних речовин, деякі з яких (аніліди ціано(ацето)ацетатної кислоти) внаслідок подібної з кінцевими продуктами розчинності можуть потрапляти до субстанцій. Технологія синтезу вимагатиме на підприємстві за рахунок використання азидів чіткого дотримання температурного режиму та забезпечення заходів протипожежної безпеки.

Будова синтезованих сполук була доведена за допомогою УФ-, ІЧ- та ЯМР¹Н- спектроскопії. Ми приділили аналізу спектральних характеристик велику увагу, оскільки це даватиме підстави для вибору адекватних методів для ідентифікації та кількісного визначення сполук-лідерів.

Наявність в будові одержаних в результаті синтезу сполук 52-70 аміногрупи, робить ці речовини перспективними в плані подальших перетворень. Зважаючи на це, нам було цікаво розширити коло похідних 1,2,3-тріазолів за рахунок синтезу нових похідних з заміщеною аміногрупою.

Для проведення хімічних перетворень нами було розроблено методику та реалізовано термічна ізомеризація та ацилювання для амідів 1-феніл(бензил)-5-аміно-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонових кислот 62-70 та 1-арил-4-(п-алкілфенілсульфоніл)-5-аміно-1,2,3-тріазолу(1Н) 52-61. Реакція з похідними 1-арил-4-(п-алкілфенілсульфоніл)-5-аміно-1,2,3-тріазолу(1Н) 52-61 та амідами 1-феніл-5-аміно-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонових кислот 62-70 при застосуванні стандартних умов перегрупування Дімрота виявилась успішною, що дозволило нам поширити коло сполук з заміщеною аміногрупою. Будову одержаних продуктів перегрупування Димрота доводили методом спектроскопії ЯМР ¹Н (рис. 3).



Рис. 3 Спектри ЯМР¹Н 1-феніл-4-(п-третбутилфенілсульфоніл)-5-аміно-1,2,3-тріазолу(1Н) 52 А та 4-третбутилфенілсульфоніл-5-ариламіно-1,2,3-тріазолу(1Н) 140 Б

Як видно, на спектрах продуктів перегрупування 140-153 (рис.3, Б) на відміну від спектрів вихідних речовин (рис. 3 А) одночасно зникає сигнал двох протонів аміногрупи, розташований на ділянці близько 6,6 м.ч. та з'являються сигнали заміщеної аміногрупи близько 8,5 м.ч. та протону групи NH тріазольного кільця у вигляді синглету близько 15 м.ч.

Ацилювання 1-R-5-аміно-1,2,3-тріазол(1Н)-4-карбонових кислот 62-70 розширило арсенал сполук с заміщеною аміногрупою переважно за рахунок фенілпохідних. Шляхом ацилювання в 5-положення молекули були введені ацетильний, пропінільний та бутирильний замісники. Будову продуктів ацилювання також доведено спектральними методами.

Для введення до структури первинного фармакофора 1,2,3-тріазолу(1Н) естерних та карбоксильних угрупувань ми вважали перспективним синтез дикарбонових кислот тріазолу з заміщеним 1 положенням. З метою здійснення такої гетероциклізації замість метиленактивних сполук, що були нами використані в синтезі 5-метил(аміно)похідних, ми планували використовувати симетричні ацетиленові компоненти. Перебіг реакції взаємодії ацетилендикарбонової кислоти 125 та її діетилового естеру 108 з 1,3-диполями, якими є азиди, за даними літератури є однозначним і реакція очікувано приводить до 1-заміщених похідних 1,2,3-тріазол-4,5-дикарбонових кислот 126-139.

Нами експериментально встановлено, що в реакції арилазидів 1 з диметиловим естером ацетилендикарбонової кислоти 108 температурний режим є фактором, який визначає вихід цільових продуктів. Оскільки проведення реакції циклоконденсації шляхом кип'ятіння в системі метанол-метилат натрію може призвести до руйнування естерного угрупування, для синтезу диметилових естерів 1-арил-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонових кислот 109-124 (схема 1) нами було змінено умови проведення реакції, і як розчинник використано етилацетат, що легко видаляється на роторному випарювачі. Наведена методика (схема 1) забезпечує однозначну спрямованість синтезу в бік цільових естерів 109-124 поряд з їх високими виходами. Наявність, природа та розташування замісників в бензольному кільці азиду не чинять значного впливу на вихід цільових продуктів. На нашу думку, введення в молекулу похідних 1,2,3-тріазолу (1Н) карбоксильної групи може знизити токсичність сполуки та збільшити їх біодоступність за рахунок доброї всмоктуваності, що є загальним принципом медичної та фармацевтичної хімії. Нам не вдалось підібрати умови для препаративного синтезу кислот 126-139 з одержаних естерів 109-124 використанням лужного гідролізу. Результатами наших експериментів виявлялись або вихідні естери або суміші речовин. Така поведінка сполук 109-124 виявилась неочікуваною і потребує докладного вивчення. Оскільки метою нашої роботи не було дослідження реакційної здатності, а передбачало препаративний синтез запланованих речовин, ми використали інший підхід для одержання цільових дикислот 126-139 - взаємодію арил(бензил)азидів 1,2 з ацетилендикарбоновою кислотою 125 у середовищі етилацетату за умов, підібраних нами раніше для їх естерних аналогів. Цей метод до того ж має перевагу перед першим (гідроліз естерів), оскільки є одностадійним і не вимагає попереднього синтезу діестерів 109-124. Для доведення будови синтезованих речовин нами були традиційно використані методи УФ-, ІЧ- та ЯМР ¹Н-спектроскопії.

Аналізуючи спектри ЯМР синтезованих естерів 109-124, можна зробити висновок, що усі вони мають спільні сигнали протонів, обумовлені наявністю естерних груп (синглети на ділянці від 3,60 до 3,90 м.ч., що віповідають протонам метоксигруп) та сигнали, характерні для ароматичних протонів (6,70 - 7,90 м.ч.). Цікаво відзначити, що протони естерних метильних груп виявляються двома окремими синглетними сигналами, що свідчить про їх магнітну нееквівалентність, що є очікуваним, оскільки молекула є несиметричною (рис. 4 А, Б). Аналізуючи спектри ЯМР ¹Н синтезованих кислот 126-139, можна зазначити, що в них є присутніми загальні сигнали протонів (рис. 4.Б), обумовлені наявністю карбоксильних груп (поширений синглет від 6,48 до 9,58 м.ч.), для бензилпохідних 130-139 метиленової групи бензильного залишку (синглет при 5,83-6,04 м.ч.).

А

Рис. 4 Спектри ЯМР ¹Н а) диметилового естеру 1-(4-метоксифеніл)-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонової кислоти 113 А та б)1-бензил-1,2,3-тріазол(1Н)-4,5-дикарбонової кислоти 130 Б

Розділ 4. Синтез та фізико-хімічні властивості похідних 1,2,4-тріазолу та 1,3,4-окса(тіа)діазолу. Логічним продовженням наших досліджень, доцільність якого підтверджена розрахунковими методами, став синтез похідних 1,2,4-тріазолу, як ізомеру 1,2,3-тріазолу, та його гетероаналогів - 1,3,4-окса- та тіадіазолів.

Ці структури також були обрані як базові фармакофори (Схема 2).



Схема 2 Cинтез похідних 1,2,4-тріазолу, 1,3,4-окса- та тіадіазолу

Враховуючи, що велика кількість похідних 1,2,4-тріазолу, що перекликаються з нашою стратегією введення вторинних фармакофорів, вже синтезовані та вивчені вченими Запорізького державного медичного університету, Інституту фармакології та токсикології АМН України, Чернігівського державного педагогічного університету, ми не стали здійснювати синтез цих речовин, а звернули свою увагу головним чином на анельовані гетероциклічні системи, що містять цей гетероцикл, зокрема похідні тріазолопіримідину. Таке сполучення двох базових для ЦНС фармакофорів дає підстави для очікувань високої протисудомної активності. До того ж неанельовані похідні у віртуальному скринінгу виявились неефективними.

Стратегія щодо формування напрямків синтезу 1,3,4-окса- та тіадіазолів була аналогічна похідним 1,2,3-тріазолу. Введення замісників у 2 та 5 положення окса (тіа)діазольного кілець досягається на стадії гетероциклізації. Ми запланували в обох класах синтез 2-меркаптопохідних з наступним їх алкілуванням похідними хлорацетатної кислоти (схема 2), як замісники в 5 положенні заплановано ввести арильні, бензильні, арилоксиметильні, гетерильні (піридил-) та анілінові фрагменти.

Синтез речовин, що показали перспективність як можливі протисудомні агенти при попередніх дослідженнях, здійснювали відповідно до наведеної схеми 2. Для реалізації даного етапу нами було розроблено загальні підходи, вивчено закономірності та синтезовано представники запланованих груп сполук, зокрема:

-похідних тріазолопіримідину 174-187 (14 речовин);

-5-R-арил-1,3,4-оксадіазол-2-ілтіо-1-фенонів 238-264 (26 речовин);

-гетерилпохідних 5-R-1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти 265-271

(6 речовин);

-анілідів 5-R-1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти 272-325 (52 речовини);

-алкіламідів 5-R-1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти 326,327 (2 речовини);

-гетериламідів 5-R-1,3,4-оксадіазол-2-іл-тіоацетатної кислоти (12 речовин) 328-340;

-анілідів 5-R-феніламіно -1,3,4-тіадіазол-2-іл- тіоацетатної кислоти 350-373, 377-379 (27 речовин).

4.1. Cинтез похідних тріазолопіримідину. Для формування трізолопіримідинової системи ми виходили з можливості одержання 5-аміно-7-арил-4,7-дигідро-[1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідин-6-карбонітрилів 174-187 в результаті взаємодії

3-аміно-1,2,4-тріазолу 159 з похідними малононітрилу. Ця реакція цікава тим, що її перебіг є неоднозначним, і у залежності від ключової стадії може привести до різних продуктів. Ця неоднозначність обумовлена в першу чергу наявністю двох реакційноздатних центрів в молекулі 3-аміно-1,2,4-тріазолу 159.

Ми передбачали можливість бензиліденмалононітрилів вступати у взаємодію як з аміногрупою в 3 положенні, так і з активованим подвійним зв'язком при ендоциклічному атомі Нітрогену. У залежності від цього можливо утворення ізомерних сполук - 5-аміно-7-арил-4,7-дигідро-[1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідин-6-карбонітрили 174-187 та 5-арил-7-аміно-4,7-дигідро-[1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідин-6-карбонітрили 174-187 а.

174-187 174-187 а

Виходячи з принципів подібності та суттєвого значення просторових факторів для прояву протисудомної активності цікавим для нас було одержання будь-яких з наведених ізомерів, оскільки їх шанси на прояв активності є майже рівними. З урахуванням можливого спрямування реакції ми застосували декілька варіантів синтезу - кип'ятіння в етанолі в присутності каталітичних кількостей тріетиламіну (метод А) та в ДМФА без додавання тріетиламіну (метод Б) згідно схеми 2. Продукти реакції, одержані різними методами, мали однакові температури плавлення, а їх суміш не давала депресії температури плавлення. Не відрізнялись і їх спектри ЯМР ¹Н. Основну увагу при інтерпретації спектрів ЯМР ¹Н ми приділили мультиплетності сигналів протонів аміногрупи та метинового протону піримідинового кільця. Як видно з наведених формул структурних ізомерів 174-187 та 174-187 а, в спектрах ЯМР ¹Н 5-аміно-7-арил-4,7-дигідро-[1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідин-6-карбонітрилів сигнали протонів аміногрупи повинні бути у вигляді синглетів, а у 5-арил-7-аміно-4,7-дигідро-[1,2,4]-тріазоло[1,5-а]піримідин-6-карбонітрилів - у вигляді дублетів. Крім названих, спектри всіх речовин містять сигнали протонів: імінної групи у вигляді синглетів в області 8,92-8,72 м.ч., метинових протонів тріазольного циклу 7,88-7,69 м.ч. Ароматичні протони на спектрах розташовані при 8,25-7,15 м.ч. і мають інтенсивність та мультиплетність відповідно да наявності та розташування замісників (рис. 5).

Рис. 5 Спектр ЯМР¹Н 5-аміно-7-(4-фторфеніл)-4,7-дигідро-[1,2,4]тріазоло[1,5-а]піримідин-6-карбонітрилу 183

Для подальшого масштабування синтезу в умовах промислового виробництва одним з важливих напрямків є зменшення кількості стадій і за рахунок цього - втрат. З метою спрощення синтезу та уникнення додаткової стадії синтезу іліденпохідних, нами було здійснено спробу одержати цільові речовини в одну стадію в умовах трикомпонентної циклоконденсації (схема 3). Ми передбачали, що така зміна знов уможливлює перебіг реакції в декількох напрямках, як це зазначено на схемі 3. Але в цьому випадку навіть змішана проба речовин, синтезованих за способами А чи Б, та одержаних в результаті одностадійного синтезу, дасть нам змогу зробити попередню оцінку структури продуктів. В реакцію взаємодії нами вводились 3-аміно-1,2,4-тріазол 159, відвовідні ароматичні альдегіди 188-201 та малононітрил 202 в умовах способу А, що дозволив одержати більші виходи цільових продуктів. Одержані речовини (метод В) не дали депресії температури плавлення, а їх спектри ЯМР ¹ Н були ідентичні синтезованим раніше.

Продовжуючи доведення структури, ми проаналізували УФ- та ІЧ-спектри синтезованих речовин. Звичайно ці методи, на відміну від спектроскопії ЯМР ¹Н не дають змогу відрізнити ізомерні структури, але дають інформацію стосовно перебігу реакції в цілому. Зокрема, УФ-спектри ілюструють зміни в хромофорній системі при утворенні тріазолопіримідинового кільця. Ці зміни характеризуються появою на спектрах максимуму близько 278-320 нм, що відрізняє їх від вихідного тріазолу. В ІЧ-спектрах синтезованих сполук 174-187 представлені характеристичні смуги поглинання, що відображають валентні або деформаційні коливання структурних елементів молекули: 3472-3416 см^-1 - аміногруп, 3348-3290 см^-1 - аміногруп; 2200-2100 см^-1 - нітрильних груп; 1681-1650 та 1594-1530 см^-1 - біоциклу.

Схема 3 Cинтез похідних тріазолопіримідину

Аналізуючи проведені синтетичні дослідження, слід відзначити, що досліджувана група речовин внаслідок невисоких виходів та неоднозначного перебігу реакції є досить складною в препаративному відношенні. Впровадження та поглиблені дослідження речовин з цієї групи є доцільними і виправданими тільки за умови значної переваги перед іншими речовинами.

4.2. Cинтез похідних 1,3,4-оксадіазолу. Синтетичною стратегією формування кільця 1,3,4-оксадіазолу як первинного фармакофору з одночасним введенням вторинних фармакофорних фрагментів у 2 та 5 положення стала конденсація гідразидів заміщених арилокси (арил-, гетерил, бензил)ацетатних кислот, з тіофосгеном. Ключові інтермедіати для синтезу цільових продуктів -

...