НАЦІОНАЛЬНА ФАРМАЦЕВТИЧНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

На правах рукопису

КАМЕНЕЦЬКА Оксана Леонідівна

УДК 547.292:547.831:577.15/.17.07

СИНТЕЗ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН В РЯДУ ПОХІДНИХ 2-ОКСО-4-ГІДРОКСИХІНОЛІН-3-ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ

15.00.02-фармацевтична хімія та фармакогнозія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фармацевтичних наук

Науковий керівник:

ТАРАН Світлана Григорівна

кандидат фармацевтичних наук,

доцент

Харків-2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фармацевтичної хімії Національної фармацевтичної академії України, Міністерство охорони здоров’я.

Науковий керівник: | кандидат фармацевтичних наук, доцент

ТАРАН Світлана Григорівна

Національна фармацевтична академія України,

доцент кафедри фармацевтичної хімії

Офіційні опоненти: | доктор фармацевтичних наук, професор,

Павлій Олександр Іванович,

Національна фармацевтична академія України,

професор кафедри фармакогнозії

доктор фармацевтичних наук, професор,

Петюнін Геннадій Павлович,

Харківська медична академія післядипломної освіти, завідувач кафедри клінічної біохімії і судово-медичної токсикології

Провідна установа: | Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика, кафедра фармацевтичної хімії та фармакогнозії.

Захист відбудеться “ 27 ” червня 2001 року о 1000 год. На засіданні спеціалізованої Вченої Ради Д 64.605.01 при Національній фармацевтичній академії України за адресою:

310002, м. Харків, вул. Пушкінська, 53.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національної фармацевтичної академії України (310168, м. Харків, вул. Блюхера, 4).

Автореферат розісланий “ 24 ” травня 2001р.

Вчений секретар

Спеціалізованої Вченої Ради І.С. Гриценко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Цілеспрямований пошук нових оригінальних лікарських субстанцій серед похідних 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, який проводиться на кафедрі фармацевтичної хімії НФАУ, вже приносить вагомі результати, серед яких, поперше, слід зазначити потенційний місцевий анестетик "Хіноксікаїн", який одержав дозвіл на проведення клінічних випробувань, 3-бензімідазолілпохідне 2-оксо-4-гідроксихіноліну (знаходиться на завершальній стадії доклінічних досліджень як ефективний антитиреоїдний засіб) та багато інших сполук з високою протизапальною, антимікробною, протитуберкульозною, діуретичною та іншими видами активності.

З іншого боку широко відомі лікарські препарати – похідні гетерил- та арилоцтових кислот, такі як індометацин, пірацетам, діклофенак натрію, пропілйодон та інші.

Виходячи з цього, виглядає досить перспективним поширення пошуку потенційних БАР на похідні 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, які об’єднують в своїй структурі зазначені фармакофори.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у відповідності до плану науково-дослідних робіт Національної фармацевтичної академії України з проблеми МОЗ України (номер державної реєстрації 01.98.0007011).

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є створення біологічно активних субстанцій на основі похідних 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені так задачі:

1. Розробити ефективний метод синтезу 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

2. Здійснити синтез ефірів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

3. Виходячи з ефірів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти одержати 3-кумаринпохідні 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолінів.

4. Одержати аміди 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

5. Дослідити фізико-хімічні властивості синтезованих сполук.

6. Здійснити біологічний скринінг одержаних похідних 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

7. Найбільш перспективні сполуки передати на поглиблені дослідження та розробити методи їх стандартизації.

Об'єкт дослідження – біологічно активні похідні 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

Предмет дослідження – ефіри, аміди 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти та продукти їх хімічних перетворень.

Методи дослідження – органічний синтез досліджуваних речовин з використанням реакцій ацилювання, конденсації, етерифікації та інш.; інструментальні методи дослідження органічних сполук: УФ-, ІЧ-, ПМР-спектроскопія, мас-спектрометрія, рентгеноструктурний аналіз, хроматографія в тонкому шарі сорбенту, елементний аналіз, стандартні методики дослідження біологічної дії речовин; аналіз та узагальнення результатів досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Розроблено новий ефективний метод синтезу 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, який з успіхом застосовано також для одержання -(1Н-2-оксо-4-гідроксихінолініл -3)-пропіонової кислоти.

Встановлено, що зазначені кислоти, а також їх ефіри існують у 2-оксо-4-гідроксиформі.

Запропоновано альтернативний шлях одержання з високими виходами та ступенем чистоти ефірів та амідів 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, який базується на використанні 2,3,4,5-тетрагідрофуро[3,2-c]хінолін-2,4-діону.

Вперше синтезовані 1Н-2-оксо-3-(кумариніл-3')-4-гідроксихіноліни, розроблені оптимальні умови їх синтезу.

Отримано оптично чисті антиподи 1'-фенілетиламіду 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

Рентгеноструктурним аналізом встановлено специфічні особливості просторової будови діалкіламідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

За розробленими методиками синтезовано 75 не описаних у літературі речовин, структура та індивідуальність яких підтверджена даними ІЧ-, УФ-, ПМР-спектроскопії, мас-спектрометрії, рентгеноструктурним аналізом, методами поляриметрії та тонкошарової хроматографії, елементним аналізом, а в окремих випадках – зустрічним синтезом.

Вперше одержано дані про антитиреоїдну, протизапальну, діуретичну, протимікробну та протитуберкульозну активність синтезованих сполук, на основі чого проаналізовано вплив окремих структурних фрагментів досліджуваних речовин на характер їх біологічної дії.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методи синтезу 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, її ефірів та амідів, 1Н-2-оксо-4-гідрокси-3-(кумариніл-3')-хінолінів, а також встановлені особливості будови 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти та її ефірів і амідів можуть бути використані як в органічному синтезі, так і для цілеспрямованого пошуку БАР.

Потенційні лікарські субстанції антитиреоїдної (піперидиламід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти) та протизапальної (6?-метилпіридил-2?-амід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти) дії передано для проведення поглиблених фармакологічних досліджень. Розроблено проекти фармакопейних статей на ці речовини.

Запропоновані методи синтезу, а також результати фізико-хімічних та фармакологічних досліджень впроваджено в науковий та навчальний процеси кафедри фармацевтичної хімії та фармакогнозії Запорізького медичного університету

Особистий внесок здобувача. Автором особисто здійснено пошук та аналіз літературних даних відносно синтезу та біологічних властивостей похідних гетерилоцтових кислот; виконана експериментальна синтетична частина роботи; проведені УФ-, ІЧ- спектральні та хроматографічні дослідження; оброблені, систематизовані та проаналізовані результати синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень. В наукових працях, опублікованих зі співавторами І.В. Українцем, С.Г. Таран, О.В. Гороховою, А.В. Туровим, В.Н. Кравченко, Л.В. Сидоренко, Л.М. Вороніною, О.І. Набокою, І.Л. Диким, І.Ю. Петуховою, Н.А. Марусенко, І.В. Сенюком, особистий внесок здобувача полягає в розробці методів синтезу 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти та її похідних, а також 1Н-2-оксо-4-гідрокси-3-(кумариніл-3')-хінолінів; підтвердженні структури цих сполук; встановленні зв’язку між біологічною активністю та будовою синтезованих речовин.

Апробація результатів дисертації. Основний зміст дисертаційної роботи доповідався на науково-практичній конференції, присвяченій 75-річчю Української фармацевтичної академії “Досягнення сучасної фармації – в медичну практику” (Харків, 1996); на V національному з’їзді фармацевтів України “Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку у новому тисячолітті” (Харків, 1999); на Другій Українській конференції “Хімія азотвмісних гетероциклів” (Харків, 2000); на науково-практичній конференції “Вчені України – вітчизняній фармації” (Харків, 2000).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано у 5 статтях і 5 тезах доповідей.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку літературних джерел, додатків. Загальний об’єм дисертації складає 136 сторінок. Робота ілюстрована 6 схемами, 12 малюнками, 25 таблицями. Перелік використаних літературних джерел містить 183 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1.

Найбільш відомий спосіб одержання 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти 1 полягає в ацилюванні метилантранілату 2 -карбо-метоксипропіонілхлоридом 3 з наступною циклізацією аніліду 4 та гідролізі метилового ефіру 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти 8, що при цьому утворюється (схема 1).

Схема 1

За даними літератури, а також за даними наших експериментів з відтворення вказаної методики видно, що найслабкішою її ланкою є передостання стадія, тобто циклізація. Загальновідоме в органічному синтезі стратегічне правило, що вимагає відносити найбільш ризиковані та суперечливі стадії на початок синтетичної схеми, зумовило наші дослідження з пошуку більш раціонального методу одержання 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтових кислот.

Детальний аналіз зазначеної схеми вказує на те, що анілід 4 у присутності основ може утворювати два типи карбаніонів: 5 і 6 (генерування діаніону у присутності металічного натрію малоймовірно).

Однак, оскільки карбонільна група в складних ефірах більш ефективна за своїм електроноакцепторним та делокалізуючим впливом, ніж карбонільна група в амідах, то переважним чином повинен утворюватися аніон 6. Звідси стає зрозумілим, чому основним продуктом таких реакцій є складні ефіри 3-азабензоциклогептен-4,7-діон-6-карбонової кислоти (7), в той час, як ефіри 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) вдається виділити з вихідом усього лише 4-7%.

Цікаво, що й ефір 3-азабензоциклогептен-4,7-діон-6-карбонової кислоти (7) рециклізуєтся за таких же умов у кислоту 1, однак загальний вихід у перерахунку на метиловий ефір 2-карбометоксисукцинанілової кислоти (4) не перевищує 25%.

Із сказаного виходить, що домогтися підвищення виходу метилового ефіру 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) можливо тільки при умові додаткового активування в аніліді 4 метиленової групи, сусідньої з карбамідною.

Вельми ефективною в даному випадку виявилася етоксикарбонільна група, яка до того ж легко вводиться та знімається вже у процесі циклізації аніліду 10 (схема 2). Очевидно, що замикання хінолонового циклу з видаленням етоксикарбонільної групи є аналогічним механізму утворення 3-алкілзаміщених 2-оксо-4-гідроксихінолінів.

Цікаво зазначити, що циклізація аніліду 10а у системі метанол/метилат натрію супроводжується переетерифікацією і приводить до утворення метилового ефіру 8.

В цілому, запропонований нами метод дозволяє збільшити вихід метилового ефіру 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) майже на порядок у порівнянні з відомим (схема 1) і тому може бути рекомендований як препаративний .

Розроблений метод з успіхом був поширений нами і на хінолін-3-пропіонові кислоти. В цьому випадку ацилювання метилантранілату (2) проводили ціанетилмалоновим ефіром (9б), а в результаті циклізації проміжного аніліду 10б було виділено 1Н-2-оксо-3-(2-ціанетил)-4-гідроксихінолін (12).

Лужний гідроліз 3-ціанетилпохідного 12 привів до одержання 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-пропіонової кислоти (13).

Схема 2

9; 10; 11: а R=COOEt; б R=CH2CN.

Відомо, що для похідних хіноліну, які містять гідроксильні групи в піридиновому кільці, існує можливість таутомерізації між О-протонованою та N-протонованою формами. Щодо 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, то в літературі вона наводиться або як похідне 2,4-дигідроксихіноліну, або як похідне 4-гідроксихінолону-2 . Для вирішення цього питання нами було синтезовано 1-пропіл-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтову кислоту та її етиловий ефір і проведено порівняння їх електронних спектрів зі спектрами N-незаміщених речовин (рис. 1).

Як видно, ідентичний характер спектрів 1-пропілзаміщених сполук та їх 1Н-аналогів (1) вказує на те, що вони існують в 2-оксо-4-гідроксиформі. Дані ЕСП дозволяють дійти такого ж висновку й стосовно 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-пропіонової кислоти (13).

В арсеналі сучасних нестероїдних протизапальних засобів важливе місце відводиться арил-(гетерил-)оцтовим кислотам та їх похідним, які широко застосовуються в медицині для лікування ревматизму, артритів, остеоартрозів, подагри та інших хвороб, що супроводжуються запаленням. Досить високий антиексудативний ефект відмічено нами раніше й у 1-R-2,4-діоксохінолін-3-карбонових кислот та їх етилових ефірів, причому активність останніх була більш високою.

Виходячи з цього, нами було здійснено синтез складних ефірів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (схема 3), а також досліджено їх протизапальні властивості.

Нижчі алкілові ефіри 8, 14а-б легко утворюються при звичайній кислотнокаталізуємій етерифікації хіноліноцтової кислоти (схема 3, метод А). Цей спосіб може бути застосований і для вищих спиртів, однак практичне його виконання сильно ускладнюється через необхідність видалення надлишку спирту.

Тому в таких випадках зручніше використовувати метод алкілування 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (1) відповідними алкілхлоридами або бромидами в системі ДМФА / К2СО3 (схема 3, метод Б).

Розглядаючи альтернативні можливості одержання складних ефірів хінолін-3-оцтових кислот (в тому числі і з вищими спиртами), нами запропоновано реакцію взаємодії спиртів з 2,3,4,5-тетрагідрофуро[3,2-с]хінолін-2,4-діоном (16). Зазначена реакція проводиться у безводному піридині (схема 3, метод В) і дозволяє синтезувати ефіри 14 з більш високими виходами.

Синтез лактону 16 може бути здійснено різними шляхами (схема 4), зокрема, обробкою 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (1) хлористим тіонілом або N,N-дициклогексилкарбодіімідом, причому у першому випадку виділити хлорангідрид кислоти 1 не вдається. Оцтовий ангідрид у таких умовах дає тільки 4-О-ацетильне похідне 17.

.

Результати дослідження протизапальної (антиексудативної) активності 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (1) та її складних ефірів 8, 14 а-з свідчать про те, що в цілому протизапальна дія для цих сполук не характерна. З усіх досліджених речовин лише дециловий 14ж та циклогексиловий 14з ефіри спричиняли незначне гальмування ексудативної реакції, суттєво поступаючись при цьому препарату порівняння.

2.

В сучасних умовах стало вже виправданим, що після виявлення певної біологічної активності тієї або іншої речовини, як правило, слідом йде цикл робіт з синтезу численних аналогів родоначальної структури. Керуючись цими міркуваннями, нами продовжено пошук потенційних антитиреоїдних лікарських препаратів в ряду структурних аналогів 1Н-2-оксо-3-(бензімідазоліл-2)-4-гідроксихіноліну, який виявив високу антитиреоїдну активність. В даному випадку використання метилового ефіру 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) давало змогу замінити ядро бензімідазолу на кумарин та вивчити вплив кумаринового фрагменту на антитиреоїдну активність хінолінів.

Здатність метилового ефіру 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) утворювати стабільний карбаніон визначила спробу синтезу цільових 1Н-2-оксо-3-(кумариніл-3)-4-гідроксихінолінів 19а-е за Кневенагелем конденсацією саліцилових альдегідів 18 з ефіром 8 у присутності піперидину (схема 5).

Зважаючи на виражені кислотні властивості 4-гідроксигрупи, кількість піперидину була значно збільшена, тобто він виступав одночасно як розчинник і як каталізатор. Однак проведення реакції за таких умов несподівано призвело до піперидиламіду 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти.

Здається малоймовірною можливість прямого амідування метилового ефіру 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) вторинним аміном. Більш логічним виглядає пояснення одержаного результату циклізацією ефіру 8 за вказаних умов синтезу в 2,3,4,5-тетрагідрофуро[3,2-с]хінолін-2,4-діон (16), який в свою чергу легко ацилює піперидин з утворенням піперидиламіду 20. В такому випадку цілком слушно було зробити висновки, що позитивного результату можна очікувати лише при заміні піперидину основою, яка виключає можливість амідування. Тому реакцію було повторно проведено вже у піридині.

Як показав експеримент, наше припущення підтвердилося і , дійсно, у піридині метиловий ефір 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (8) конденсується з саліціловими альдегідами в 1Н-2-оксо-3-(кумариніл-3)-4-гідроксихіноліни 19 без будь яких ускладнень (схема 5), хоча не виключено, що і у даному випадку реакція перебігає через стадію утворення лактону 16.

Вивчення впливу синтезованих сполук на функцію щитовидної залози проведено шляхом визначення тиреоїдних гормонів – трийодтироіну (Т3) і тироксину (Т4) в сироватці крові дослідних тварин.

Для більш об’єктивного аналізу функціонального стану щитовидної залози нами також було використано коефіцієнти функціональної активності (коефіцієнт активації Ка=h/(d·10-2) і коефіцієнт гальмування Кт=d/h), що поєднують такі показники, як діаметр фолікулу (d) та висота (h) фолікулярних клітин.

Аналіз отриманих експериментальних результатів показує, що з усіх 1Н-2-оксо-3-(кумариніл-3)-4-гідроксихінолінів 19 тільки галоідзаміщені похідні 19г, д знижують вміст трийодтироніну (Т3) на рівні мерказолілу, однак за іншими показниками вони значно поступаються препарату порівняння. Практично не впливає на функцію щитовидной залози і метиловий ефір 1Н-2-оксо-4-гідроксіхінолін-3-оцтової кислоти (8).

Разом з тим, піперидиламід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (20) за рівнем зниження трийодтироніну та тироксину суттево перевершує мерказоліл (по відношенню до Т3 – в 2,5 раз, а по відношенню до Т4 – в 2 рази). Важливо і те, що струмогенний ефект (збільшення відносної маси щитовидної залози у порівнянні з контрольними даними) цієї сполуки є менш вираженим, ніж у мерказолілу. Отримані дані дозволили передати піперидиламід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти для поглиблених фармакологічних досліджень. На цю сполуку було розроблено проект фармакопейної статті.

3.

Результати попередніх досліджень показали, що аміди хінолін-3-карбонових кислот проявляють різноманітні види біологічної активності. Тому було доцільним поширити ці дослідження і на аміди хінолін-3-оцтових кислот, які поки ще залишаються практично не вивченими.

Для одержання цільових амідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти нами було обрано загальновідомий шлях, виходячи з ефірів цієї кислоти та відповідних амінів. Однак, ця спроба не дала позитивного результату.

В процесі пошуку шляхів синтезу 1Н-2-оксо-3-(кумариніл-3)-4-гідроксихінолінів, як один з продуктів побічних реакцій нами був описаний піперидиламід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (20).

Продовжуючи дослідження в цій галузі, нами розроблено препаративний спосіб одержання N-заміщених амідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (21), який полягає в ацилюванні відповідних амінів 2,3,4,5-тетрагідрофуро[3,2-c]хінолін-2,4-діоном (16) у киплячому піридині (схема 6). У випадку використання доступних рідких амінів, таких як диетиламін, піперидин та ін., реакцію можливо проводити без піридину.

Як достатньо сильний ацилюючий агент 2,3,4,5-тетрагідрофуро[3,2-c]хінолін-2,4-діон (16) легко ацилює первинні та вторинні аміни, в тому числі і просторово ускладнені (наприклад, діізопропіламін), з утворенням відповідних амідів 21.

Оптично активні S(-)- та R(+)- 1-фенілетиламіди 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти було одержано, виходячи з оптично чистих S(-)- та R(+)-1-фенілетиламінів. Цікаво зазначити, що на відміну від 1-фенілетиламідів 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, які обертають площину поляризації у протилежному напрямку в порівнянні з вихідними амінами, для 1-фенілетиламідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти таке явище не спостерігається.

При підтвердженні структури симетричних діалкіламідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти методом спектроскопії ПМР виявилось, що протони алкільних замісників цих сполук є магнітно нееквівалентними, що, очевидно, спричинено специфічними особливостями будови цих амідів (рис. 2).

Рентгеноструктурне дослідження проведене на прикладі дибутиламіду 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, підтвердило це припущення і дозволило встановити, що дибутиламіногрупа має плоско-тригональну конфігурацію і знаходиться в одній площині з карбонільною групою С(12)=О(121) , а бутильні замісники знаходяться у транс-конформації (рис 3).

Результати вивчення антиексудативної активності амідів показали, що найбільш ефективно зменшують карагеніновий набряк метилпіридиламіди 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, причому 6-метилпіридил-2-амід перевищує активність ортофену. При цьому за класифікацією Сидорова ці сполуки належать до відносно нешкідливих.

Привертає увагу той факт, що за даними попередніх досліджень, піридиламіди 1R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот теж проявили виражену протизапальну дію. Цікаво зазначити, що піридиламіди як 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, так і 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтових кислот є структурними аналогами піроксикаму.

Таким чином, досліджувані амідовані похідні 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти за рівнем гострої токсичності значно виграють у порівнянні з ортофеном, що підтверджує перспективність подальших поглиблених досліджень у цьому напрямку. Для поглибленого вивчення було передано найбільш ефективну за даними первинного скринінгу сполуку – 6-метилпіридил-2-амід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, для якої розроблено проект тимчасової фармакопейної статті.

Тиреотропну дію синтезованих амідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти вивчали загальноприйнятим методом – шляхом визначення концентрації тиреоїдних гормонів у сироватці крові піддослідних тварин. Отримані результати свідчать про те, що 1-фенілетіламіди проявляють лише слабку антитиреоїдну активність, причому у S(-)- конформера цей ефект виражений сильніше.

На відміну від піперидиламіду 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (21), морфоліламід і N-метил-N-феніламід виявляють тиреоїдстимулюючу дію: збільшення концентрації трийодтироніну (Тз) та тироксину (Т4) складає 22-38% та 46-64% відповідно. Ще більш цей ефект посилюється у діетиламіду 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, під впливом якого вироблення щитовидною залозою тироксину зростає на 72% у порівнянні з контрольними даними. Подальше зростання вуглеводневих ланцюжків у діалкіламідних замісниках приводить до зниження тиреоїдстимулюючого ефекту і навіть до появи слабкої антитиреоїдної активності.

Дані експерименту з дослідження впливу амідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти показали, що ці сполуки не виявили вираженої діуретичної дії, навпаки, 2-гідроксиетиламід та 2-хлорфеніламід проявили антидіуретичний ефект, який суттєво перевищує рівень адіурекрину.

Цікаво порівняти отримані результати з результатами досліджень діуретичної дії 2-гідроксиетиламіду 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти, який підвищує діурез тварин на рівні гіпотіазиду. Як видно, здавалось би незначна структурна перебудова, яка полягає у введенні метиленової групи при переході від хінолін-3-карбонових кислот до хінолін-3-оцтових кислот, призвела до діаметрально протилежного фармакологічного ефекту.

Зазначена структурна зміна також спричиніла втрату протитуберкульозних властивостей у порівнянні з відповідними амідами хінолін-3-карбонових кислот.

ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

наявність високої антитиреоїдної дії у піперидиламіду 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, який суттєво (більш ніж вдвічі) перевищує мерказоліл за рівнем зниження концентрації тиреоїдних гормонів і має менш виражений струмогенний ефект. Навпаки, морфоліламід та N-метил-N-феніламід 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти виявили виражену тиреоїдстимулюючу дію;

–

–

–

8.

Список опублікованих праць за темою дисертації:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Каменецька О.Л. “Синтез біологічно активних речовин в ряду похідних 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.02 – фармацевтична хімія та фармакогнозія. – Національна фармацевтична акдемія України, Харків, 2001.

Одержана група раніше не досліджених біологічно активних похідних 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти (складні ефіри, аміди), а також продукти їх хімічних перетворень – 1Н-2-оксо-3-(кумариніл-3')-4-гідроксихіноліни. Розроблено новий ефективний спосіб синтезу 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, який з успіхом поширено на ?-(1Н-2-оксо-4-гідроксихінолініл-3)-пропіонову кислоту. Запропоновано препаративні методи одержання складних ефірів та амідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти, виходячи з 2,3,4,5-тетрагідрофуро[3,2-c]хінолін-2,4-діону. За допомогою рентгеноструктурного аналізу досліджено специфічні особливості просторової будови діалкіламідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтової кислоти. В результаті дослідження тиреотропної, протизапальної, діуретичної, протимікробної та протитуберкульозної активністі синтезованих речовин виявлено потенційні протизапальну та антитиреоїдну лікарські речовини, які передано на поглиблені фармакологічні дослідження. Встановлено елементи зв’язку “структура-дія”.

Ключові слова: 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-оцтова кислота, складні ефіри, аміди, кумарин, синтез, рентгеноструктурний аналіз, протизапальна, антитиреоїдна активність.

Каменецкая О.Л. ”Синтез биологически активных веществ в ряду 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты”. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук по специальности 15.00.02. – фармацевтическая химия и фармакогнозия. – Национальная фармацевтическая академия Украины, Харьков, 2001.

Диссертация посвящена созданию новых эффективных лекарственных средств на основе производных 2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты. С этой целью получены эфиры и амиды 2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты, а также продукты их химических превращений – 1Н-2-оксо-3-(кумаринил-3?)-4-гидроксихинолины. Удалось разработать новый эффективный метод синтеза 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты, в основе которого лежит замена ?-карбметоксипропионилхлорида триэтиловым эфиром этан-1,1,2-трикарбоновой кислоты (в реакции с метилантранилатом). Предложенный способ позволяет в несколько раз повысить выход целевого продукта, а также с успехом может быть использован для получения ?-(1Н-2-оксо-4-гидроксихинолинил-3)-пропионовой кислоты. Проанализированы различные варианты синтеза сложных эфиров 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты, и предложена альтернативная методика их получения, исходя из 2,3,4,5-тетрагидрофуро[3,2-с]хинолин-2,4-диона, которая оказалась эффективной даже в случае реакции с высшими и пространственно затрудненными спиртами. В результате изучения возможных путей синтеза указанного диона наиболее оптимальным оказался термолиз метилового эфира 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты. Способность метилового эфира 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты образовывать стабильный карбанион побудила использовать его для получения структурных аналогов активного тиреостатика – 1Н-2-оксо-3-(бензимидазолил-2?)-4-гидроксихинолина, заменив бензимидазольное кольцо на кумариновое. Разработаны оптимальные условия конденсации указаного эфира с салициловыми альдегидами, что дало возможность с высокими выходами выделить 1Н-2-оксо-3-(кумаринил-3?)-4-гидроксихинолины. В продолжение поиска биологически активных производных 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты, в частности для синтеза замещенных амидов указанной кислоты, была предложена препаративная методика, которая заключается в ацилировании соответствующих алкил-, арил-, гетерил- аминов 2,3,4,5-тетрагидрофуро[3,2-с]хинолин-2,4-дионом. Интересно отметить, что в отличие от 1?-фенилэтиламидов 2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот, которые вращают плоскость поляризации в противоположном направлении в сравнении с исходными аминами, для аналогичных амидов хинолин-3-уксусной кислоты такое явление не наблюдалось. С помощью рентгеноструктурного анализа исследованы специфические особенности пространственного строения диалкиламидов 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты. Установлено, что диалкиламиногруппа имеет плоско-тригональную конфигурацию и находится в одной плоскости с карбонилом амидной группы, а алкильные заместители находятся в транс-конформации. Структура и индивидуальность полученных соединений доказана с помощью ИК-, УФ-, ПМР-спектров, масс-спектрометрии, рентгеноструктурного анализа, поляриметрии, тонкослойной хроматографии, элементного анализа, а в ряде случаев – встречным синтезом. Исследованы тиреотропная, противовоспалительная, диуретическая, противомикробная и противотуберкулёзная активность синтезированных соединений. Выявлено высокое антитиреоидное действие у пиперидиламида 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты, который более чем вдвое превосходит мерказолил по уровню снижения концентрации тиреоидных гормонов и имеет менее выраженный струмогенный эффект. Кумаринхинолины с атомами галогенов в кумариновом кольце снижают содержание трийодтиронина на уровне мерказолила. В то же время морфолиламид и N-метил-N-фениламид 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты проявили выраженное тиреоидстимулирующее действие.

Высокую антиэкссудативную активность при низкой токсичности показали метилпиридиламиды 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты (6?-метилпиридил-2?-амид превысил по активности ортофен). Для галоидзамещенных ариламидов в эксперименте in vitro оказались нехарактерной противомикробная и противотуберкулёзная активность, а 2?-гидроксиэтиламид и 2?-хлорфениламид 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты задерживают выделение мочи животными эффективнее адиурекрина. Пиперидиламид и 6?-метилпиридил-2?-амид 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусной кислоты переданы для углублённых фармакологических исследований в качестве потенциальных антитиреоидного и противовоспалительного средств. Разработаны проекты фармакопейных статей на указанные соединения.

Ключевые слова: 1Н-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-уксусная кислота, сложные эфиры, амиды, кумарин, синтез, рентгеноструктурный анализ, противовоспалительная, антитиреоидная активность.

Kamenetskaya O.L.”Synthesis of biologically active compounds in series of derivatives of 2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-acetic acid”. – Manuscript.

The thesis for Ph.D. (Pharmacy), speciality 15.00.02. – Pharmaceutical chemistry and pharmacognosy. – National Ukrainian Academy of Pharmacy, Kharkiv, 2001.

Biologically active derivatives of 1H-2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-acetic acid (esters, amides) and the products of their chemical transformation – 1H-2-oxo-3-(coumarinyl-3ґ)-4-hydroxyquinolines that had not been investigated before were synthesized.

The new effective method of synthesis of 1H-2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-acetic acid was elaborated. It was successfully used in synthesis of в-(1H-2-oxo-4-hydroxyquinolinyl-3)-propionic acid.

Methods for the large-scale preparation of esters and amides of 1H-2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-acetic acid from 2,3,4,5-tetrahydrofuro-[3,2-c]-quinolin-2,4-dione were suggested.

The peculiarities of steric structure of dialkylamides of 1H-2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-acetic acid were investigated.

As a result, thyroidtropic, anti-inflammatory, diuretic, antibacterial (including antituberculosis) activity of the compounds synthesized was studied.

The most potent anti-inflammatory and antithyroid agents were identified. It is presently undergoing an extensive pharmacological evaluation. Several structure-activity relationships were developed.

Key words: 1H-2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-acetic acid, esters, amides, coumarine, synthesis, X-ray assay, anti-inflammatory, antithyroid activity.