НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АБДЕЛЬ НАСЕР ДАККАХ

УДК 54.057:547.831.9:547.551.4:616-002.5

СИНТЕЗ, БУДОВА ТА ПРОТИТУБЕРКУЛЬОЗНА АКТИВНІСТЬ ФТОРЗАМІЩЕНИХ АМІДІВ

1-R-2-ОКСО-4-ГІДРОКСИХІНОЛІН-3-КАРБОНОВИХ КИСЛОТ

15.00.02 - фармацевтична хімія і фармакогнозія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фармацевтичних наук

Харків - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фармацевтичної хімії Національного фармацевтичного університету, Міністерство охорони здоров'я України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор

УКРАЇНЕЦЬ Ігор Васильович

Національний фармацевтичний університет, професор кафедри фармацевтичної хімії

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор

БОЛОТОВ Валерій Васильович

Національний фармацевтичний університет, завідувач кафедрою аналітичної хімії

доктор фармацевтичних наук, доцент

КОВАЛЕНКО Сергій Іванович

Запорізький медичний університет,

доцент кафедри фармацевтичної хімії

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

Захист відбудеться “14” лютого 2003 року о 1200 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.605.01 при Національному фармацевтичному університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Пушкінська, 53.

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

Автореферат розісланий “13” січня 2003 р.

Вчений секретар МАЛОШТАН Л.М.

спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За визнанням провідних спеціалістів туберкульоз залишається глобальною проблемою. Відмічається, що половина населення планети інфікована мікобактеріями туберкульозу, 5-10% інфікованих людей захворюють на туберкульоз, тому послаблення боротьби з цією недугою в більшості економічно розвинутих країн в 70-80-і роки було передчасним. В результаті послаблення комплексу протитуберкульозних заходів в багатьох країнах світу це захворювання вийшло з-під контролю і на початку 90-х років настав переломний момент – замість щорічного зниження захворюванності почалось погіршення епідеміологічної ситуації. Тому в квітні 1993 р. Всесвітня організація охорони здоров'я оголосила туберкульоз “глобальною надзвичайною ситуацією”. Туберкульоз став загрозливою медико-соціальною проблемою, яка набула в Україні з 1995 р. масштабів епідемії. Виходячи з цього, пошук нових лікарських засобів протитуберкульозної дії є одним з найбільш актуальних питань сучасної фармацевтичної науки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана згідно з планом науково-дослідних робіт Національного фармацевтичного університету з проблеми МОЗ України (номер державної реєстрації 0198 U 007011).

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є пошук і створення нових потенційних протитуберкульозних засобів на основі фторвміщуючих амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні задачі:

1. Вивчити нові способи одержання етилових ефірів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

2. Розробити препаративну методику одержання і здійснити синтез фторвміщуючих анілідів і бензиламідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

3. Дослідити фізико-хімічні властивості синтезованих сполук.

4. Провести мікробіологічний скринінг на виявлення серед одержаних фторзаміщених амідованих похідних 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот речовин з протитуберкульозною активністю.

5. При виявленні речовин, що представляють інтерес для подальших поглиблених фармакологічних випробовувань, розробити методики визначення доброякісності їх субстанцій, які можуть бути використані при підготовці відповідної аналітичної нормативної документації.

Об'єкт дослідження – синтетичні похідні 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

Предмет дослідження – складні ефіри 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот і продукти їх реакцій з фторзаміщеними анілінами та бензиламінами з потенційною протитуберкульозною активністю.

Методи дослідження – синтез 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, їх складних ефірів та фторзаміщених амідів з використанням різноманітних хімічних реакцій: ацилювання, алкілування, амідування та ін.; аналіз структурних особливостей одержаних речовин за допомогою сучасних фізико-хімічних методів дослідження: УФ-, ІЧ-спектрофотометрії, спектроскопії ЯМР, хромато-мас-спектрометрії та рентгеноструктурного аналізу; вивчення біологічних властивостей з використанням стандартних методик.

Наукова новизна одержаних результатів. При вивченні прямого алкілування етилового ефіру 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти алкілйодидами в присутності поташу в різних розчинниках встановлено, що основним продуктом даної реакції є 4-алкоксипохідні. Досліджена можливість використання 4-О-захисних груп, що дозволило запропонувати новий спосіб одержання етилових ефірів 1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот шляхом алкілування 1Н-2-оксо-3-карбетокси-4-хлорхіноліну з наступним перетворенням 1-алкіл-4-хлорзаміщених продуктів в 4-оксипохідні.

Вперше проведено рентгеноструктурне дослідження 1-етил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти, яке показало, що такі сполуки в кристалі існують виключно в 2-оксо-4-гідроксиформі.

Вивчені різні варіанти синтезу фторзаміщених амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, на основі чого запропоновано препаративний метод їх одержання.

В результаті проведених досліджень одержано біля 100 неописаних в літературі сполук, структура яких підтверджена даними елементного аналізу, УФ-, ІЧ-, ПМР- і мас-спектрів, а в окремих випадках – рентгеноструктурним аналізом та зустрічним синтезом.

Вивчена протитуберкульозна дія 94 фторзаміщених амідованих похідних 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, що дозволило виявити в їх структурі фрагменти, які активно впливають на антимікобактеріальні властивості.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені препаративні методики синтезу етилових ефірів, фторзаміщених анілідів та бензиламідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, які можуть бути використані в подальшому цілеспрямованому синтезі біологічно активних речовин широкого спектра дії.

За результатами мікробіологічного скринінгу як перспективний лікарський препарат, придатний для лікування туберкульозних і нетуберкульозних мікобактеріозів, рекомендовано для поглибленого дослідження 3'-фторанілід 1-бутил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти. Розроблені методики ідентифікації та кількісного визначення субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані в подальшому при підготовці аналітичної нормативної документації.

Особистий внесок здобувача:

·

· результати синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень оброблені, систематизовані та проаналізовані дисертантом.

Апробація результатів дисертації. Основний зміст дисертаційної роботи доповідався на науково-практичній конференції “Вчені України – вітчизняній фармації” (Харків, 2000); на міжнародній конференції “Хімія азотвмісних гетероциклів” (Харків, 2000); на XIX Українській конференції з органічної хімії (Львів, 2001).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в 4 статтях і 3 тезах доповідей.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків та списку літературних джерел. Загальний об'єм дисертації складає 129 сторінок. Робота ілюстрована 10 схемами, 18 рисунками і 23 таблицями. Перелік використаних літературних джерел містить 182 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Новий синтез етилових ефірів 1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот

Етилові ефіри 1-алкілзаміщених 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбоновіх кислот представляють інтерес як основа в синтезі сполук з широким спектром фармакологічної активності. Відомі методи їх одержання основані на використанні як вихідних продуктів складних ефірів N-алкілантранілових кислот. В той же час, алкілування антранілової кислоти і наступна етерифікація рідко дають виходи, що перевищують 50%. Виходячи з цього, пошук оптимального методу синтезу 1-алкіл-2-оксо-3-карбетокси-4-гідроксихінолінів, зокрема, шляхом алкілування 1Н-похідного 1, має важливе практичне значення. З іншого боку, такі дослідження представляють і теоретичний інтерес. В силу можливості існування п'яти таутомерних форм ефіру 1 (Схема 1) та полідентності його аніону потенційно нуклеофільними є як екзоциклічні атоми кисню, так і гетероатом азоту. Не виключене, хоча і малоймовірне внаслідок стеричних перешкод, також і С(3)-алкілування.

Залучена в циклічне супряження пара електронів атома азоту в значній мірі позбавлена здатності взаємодіяти з електронодефіцитними реагентами, тому алкілування потребує попередньої іонізації зв'язку N–H.

Проте, порівняння електронних спектрів поглинання калієвих солей 1Н-ефіру 2 і його N-етильного похідного 3 (Рис. 1) показує, що NH-група участі в утворенні аніону не приймає. З цього слідує, що пряме N-алкілування ефіру 1 стає неможливим.

Дійсно, проведені нами експерименти дозволили встановити, що алкілування аніону 2 етилйодидом як у воді, ацетоні чи спирті при кип'ятінні, так і в ДМСО чи ДМФА при 70...80оС, приводить до утворення 4-етоксипохідного 4, будова якого підтверджена зустрічнмм синтезом, тобто обробкою 4-хлорзаміщеного ефіру 5 етилатом натрію.

Дещо інша картина спостерігається при алкілуванні ефіру 1 в киплячому ДМФА в присутності надлишку поташу. При використанні еквіваленту етилйодиду через 30 год в цьому випадку виділені 2-етокси-3-карбетокси-4-гідроксихінолін (6) та 2-етокси-1,4-дигідрохінолон-4 (7); при використанні надлишку алкілуючого агенту і скороченні часу реакції до 10 год – етиловий ефір 2,4-діетоксихінолін-3-карбонової кислоти (8) та невелика кількість 4-етоксипохідного 4. Ймовірно, одер-

Схема 1

жаний результат можна пояснити тим, що при температурах близько 155...160оС значний вклад в резонансний гібрид вносить 2,4-дигідроксиформа 1б, в якій першою алкілується 2-OH-група. За аналогією, хінолін 7 можна розглядати як продукт алкілування 1,4-дигідроформи 1в. Однак, ця ж сполука за спектром ПМР реакційної суміші виявлена серед продуктів термолізу 2-оксо-4-етоксихінолін-3-карбонової кислоти (9). Міграція алкільних замісників характерна для багатьох гетероциклів, в тому числі й оксихінолонів. Тому швидше за все хінолін 7 це не результат прямої атаки електрофілом O-атома в аніоні 1,4-дигідроформи 1в, а продукт деструкції спочатку утвореного 4-етоксизаміщеного ефіру 4.

Враховуючи це, уявляється доцільним алкілування ефіру 1 провести після блокування 4-OH-групи. Нами вивчена можливість використання для цього ацетильного захисту.

З наведеної схеми 2 видно, що в даному випадку суттєвий вплив на напрямок реакції справляють структурні фактори. Так етилйодид алкілує 4-ацетоксизаміщений ефір 13 по атому азоту, тоді як збільшення розміру алкільної групи (ізопропілйодид) в аналогічних умовах приводить до утворення вже 4-алкоксипохідного 16. Цікаво, що при цьому захистне угрупування знімається вже в умовах синтезу. Суттєвий недолік цього методу - помітне дезацетилювання ефіру 13 до алкілування, яке супроводжується утворенням відповідних алкілацетатів 17 та 1Н-похідного 1, в результаті чого знижується його ефективність.

Схема 2

Досить цікавим виглядає й інший спосіб захисту 4-ОН-групи ефіру 1 – метод "прихованої функціональності". 1Н-2-Оксо-3-карбетокси-4-хлорхінолін (18) в системі ДМСО/К2СО3 утворює амбідентний аніон 19 (Схема 3),

Схема 3

який, в свою чергу, з високими виходами алкілується алкілгалогенідами нормальної будови по атому азоту, про що свідчать електронні спектри поглинання утворених N-алкілпохідних 20. В той же час, аналізуючи електронний спектр поглинання продукту алкілування аніону 19 ізопропілйодидом (Рис. 2), ми прийшли до висновку, що він відповідає хіноліновій (а не хінолоновій-2) структурі, тобто алкілування проходить по О-атому з утворенням етилового ефіру 2-ізопропілокси-4-хлорхінолін-3-карбонової кислоти (21). Підтвердженням цього служить і продукт кислотного гідролізу ефіру 21 – 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонова кислота (12). На відміну від звичайного шляху синтезу 1-алкіл-2-оксо-3-

карбетокси-4-гідроксихінолінів, який передбачає алкілування антранілової кислоти, в цьому методі можуть ефективно використовуватися більш дешеві алкілхлориди. Однак, перетворення одержаних при цьому 1-алкіл-2-оксо-3-карбетокси-4-хлорхінолінів (20) у відповідні 4-ОН-похідні 15, показане на прикладі N-етилзаміщеного ефіру 20б, потребує багато часу, принаймні, з використанням ацетату натрію. Більш ефективний кислотний гідроліз ефірів 20, який дозволяє перетворювати їх у відповідні 4-гідроксипохідні протягом 15 хвилин, хоча, як і слід було чекати, при цьому гідролізується й етоксикарбонільна група. Однак кислоти 22 легко етерифікуються, тому такому варіанту часто віддається перевага. Все ж необхідно відмітити, що тривале (5 годин) кип'ятіння ефірів 20 в концентрованій хлороводневій кислоті супроводжується не тільки гідролізом, але й декарбоксилюванням з утворенням 2-оксо-4-гідроксихінолінів (23).

Як відомо, похідні 2-оксо-4-гідроксихіноліну в залежності від замісника в положенні 3 можуть існувати в різних таутомерних формах і тому завжди представляють інтерес для структурних досліджень. Враховуючи це, нами проведене рентгеноструктурне дослідження однієї з таких сполук, зокрема 22, яке дозволило встановити, що в кристалічному вигляді для 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот характерна виключно 2-оксо-4-гідроксиформа (Рис.3).

2. Фторзаміщені аміди 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-

карбонових кислот

Як відомо, введення атомів галогенів і, особливо фтору, в структуру хімічної сполуки різко підвищує її антибактеріальні властивості. Найбільш переконливим прикладом такої модифікації є хінолонові антибіотики. Так, наприклад, налідиксова кислота та її аналоги хоча в свій час і використовувались широко, проте не були позбавлені й суттєвих недоліків – слабка активність по відношенню до псевдомонад, грампозитивних штамів бактерій, анаеробів, а також при лікуванні системних інфекцій. Зазначених недоліків позбавлені фторовані аналоги налідиксової кислоти, перший представник яких – норфлоксацин – поклав початок численній групі високоефективних антибакеріальних агентів – фторхінолонів.

Враховуючи це, продовженням пошуку потенційних протитуберкульозних засобів серед похідних 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот став синтез моно-фторзаміщених анілідів (Схема 4).

Серед запропонованих раніше варіантів синтезу алкіламідів 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти для одержання анілідів 26-28 теоретично можуть бути використані два способи: амідування кислот 25 чи їх складних ефірів 24. Нами встановлено, що кислоти 25, на відміну від алкіламінів, анілінами в киплячо-

Схема 4

му ДМФА не амідуються, що, очевидно, викликано менш вираженими нуклеофільними властивостями останніх за рахунок взаємодії неподіленої пари електронів атома азоту з делокалізованими p-орбіталями ароматичного ядра.

В той же час, ефіри 24 в умовах термолізу легко реагують з моно-фторанілінами, утворюючи відповідні аніліди 26-28 з високими виходами. Як було показано раніше, такі реакції зручніше проводити в присутності невеликої кількості ДМФА, що забезпечує краще змішування реагентів і, крім того, запобігає місцевим перегрівам реакційної суміші, попереджуючи тим самим побічну реакцію – термічну циклізацію вихідних ефірів 24 у 5,9-ди-R-6,7,8-триоксодихіноліно-[3,4-b;3',4'-e]-4Н-пірани.

З метою вивчення впливу на протитуберкульозні властивості другого атома фтору в анілідному фрагменті один з розділів наших досліджень присвячено 3',4'-дифторанілідам 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (30). Синтез таких структур можливий взаємодією 3,4-дифтораніліну з кислотами 25, або з їх етиловими ефірами 24. Як було показано нами раніше, пряме амідування 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот анілінами в киплячому ДМФА здійснити не вдається. Однак, після активації кислотної компоненти цих сполук, наприклад N,N'-карбонілдіімідазолом (CDI), цільові 3',4'-дифтораніліди 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (30) можуть бути одержані з препаративно високими виходами. Зазначений метод оснований на утворенні ацилімідазолів (в даному випадку 29), які далі здатні реагувати з амінами, утворюючи відповідні аміди. Побічний продукт даної реакції – імідазол – легко розчинний як у воді, так і в багатьох органічних розчинниках, тому проблем з очисткою амідів, як правило, не виникає.

Проте, для одержання анілідів 30 більш придатним слід все ж таки визнати термоліз еквімолярних кількостей аніліну та ефіру відповідної хінолін-3-карбонової кислоти 24, оскільки він дозволяє виключити з синтетичної схеми дві стадії: гідроліз ефірів 24, а потім і активацію одержаних кислот 25 N,N'-карбонілдіімідазолом. По-перше, це з урахуванням неминучих втрат на кожній із стадій практично зрівнює обидва методи за виходами кінцевих продуктів, а, по-друге, без будь-яких розрахунків очевидно, що другий метод більш дешевший.

Нарівні з відповідними фторзаміщеними ароматичними амінами при одержанні амідованих похідних 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот з декількома атомами фтору в анілідному фрагменті певний інтерес для встановлення закономірностей взаємозв'язку між хімічною структурою та антимікобактеріальною активністю в досліджуваному ряду сполук представляють також фторалкілзаміщені продукти, зокрема орто- і мета- трифторметиланіліди (31), синтез яких здійснено по вже описаному вище методу згідно зі схемою 4.

Продовжуючи пошук структурно-біологічних закономірностей в ряду фторвміщуючих амідованих похідних 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот наступний етап наших досліджень присвячено монофторзаміщеним бензиламідам (32). Синтез таких сполук в принципі можливий за методикою, аналогічною одержанню анілідів, тобто амідуванням етилових ефірів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (24) відповідними бензиламінами в умовах термолізу (Схема 4). Проте, враховуючи високу схильність усіх бензиламінів, в тому числі і фторвміщуючих, легко утворювати солі з вуглекислотою повітря, дану реакцію більш зручно проводити в спиртовому середовищі, незважаючи на те, що такий варіант значно триваліший за часом.

Усі синтезовані фторзаміщені аміди 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (26-32) являють собою безбарвні кристалічні речовини з чіткими температурами плавлення, нерозчинні у воді, ефірі та гексані, мало розчинні в спирті, розчинні в ДМФА і ДМСО. Їх хімічна будова підтверджена даними елементного аналізу і спектрами ПМР, а на окремих прикладах – зустрічним синтезом.

Спектроскопія ПМР дозволяє легко ідентифікувати всі функціональні групи досліджуваних речовин (Рис 4). Несуттєві ускладнення виникають лише при віднесенні сигналів деяких ароматичних протонів, різниця в хімічних зсувах яких виявилась досить малою і в спектрах ПМР вони проявляються у вигляді складних мультиплетів.

3. Протитуберкульозна активність фторзаміщених амідів

1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот

Протитуберкульозні властивості всіх синтезованих сполук вивчені Національним інститутом алергічних та інфекційних захворювань Міністерства охорони здоров'я США в рамках програми TAACF – Tuberculosis Antimicrobial Acquisition & Coordinating Facility – радіометричним методом. При цьому відмічена виражена антимікобактеріальна активність по відношенню до Mycobacterium tuberculosis H37Rv ATCC 27294 орто-заміщених фторанілідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (26). Ці ж сполуки інгібують ріст комплексу Mycobacterium avium, являючого собою споріднені види нетуберкульозних мікобактерій, що викликають у людини захворювання, які морфологічно та клінічно важко відрізняються від туберкульозу. Переміщення атома фтору в мета-положення приводить до суттєвого підвищення активності. Наприклад, 3'-фторанілід 1-бутил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти (27, R = C4H9) в концентрації 12,5 мкг/мл заторможує ріст Mycobacterium tuberculosis H37Rv ATCC 27294 на 99% при мінімальній інгібуючій концентрації 1,56 мкг/мл, що в два рази нижче, ніж у найбільш активних 2'-фторзаміщених похідних. Аналогічна залежність спостерігається і при вивченні антимікобактеріальної активності мета-фторзаміщених амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот по відношенню до комплексу Mycobacterium avium, що вигідно відрізняє їх від сучасних протитуберкульозних лікарських препаратів. В той же час, мікобактерії туберкульозу виявились практично нечутливими до більшості пара-фторанілідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (28). Небажаним виявилось і введення другого атома фтору в положення 4 анілідного фрагменту найбільш активних мета-ізомерів, оскільки така модифікація (аніліди 30) призводить або до суттєвого зниження протитуберкульозних властивостей, або до повної їх втрати. Аналогічний ефект викликає також заміна атомів фтору в орто- чи мета-положенні на трифторметильні угрупування (аніліди 31). Мікробіологічні дослідження монофторбензиламідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (32) показали, що введення метиленового містка між карбамідною групою та монофторзаміщеним ароматичним кільцем призводить до повної втрати протитуберкульозних властивостей незалежно від положення атома фтору.

Таким чином, за результатами мікробіологічного скринінгу для подальшого вивчення як потенційний хіміотерапевтичний засіб, придатний для лікування туберкульозних і нетуберкульозних мікобактеріозів, відібрана одна сполука, а саме 3'-фторанілід 1-бутил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти (27, R = C4H9).

В зв'язку з цим, нами розроблені методики ідентифікації та кількісного визначення субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані при підготовці аналітичної нормативно-технічної документації.

З А Г А Л Ь Н І В И С Н О В К И

1. Вивчено пряме алкілування етилового ефіру 1Н-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти. Встановлено, що алкілйодиди в присутності поташу незалежно від використаного розчинника атакують переважно 4-оксигрупу.

2. Показано, що при алкілуванні 4-О-ацетил-1Н-2-оксо-3-карбетоксихіноліну на напрямок реакції визначальний вплив справляють структурні особливості алкілуючого агента.

3. Розроблено новий спосіб одержання етилових ефірів 1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти, який представляє собою алкілування 1Н-2-оксо-3-карбетокси-4-хлорхіноліну алкілгалогенідами в системі диметилсульфоксид / поташ, з наступним перетворенням 1-алкіл-4-хлорхінолінів в цільові 4-оксипохідні.

4. Досліджені декілька варіантів синтезу фторзаміщених анілідів та бензиламідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, що дозволило деякі з них рекомендувати як препаративні.

5. Хімічна будова синтезованих сполук підтверджена даними елементного аналізу, УФ-, ІЧ-, ПМР-, мас- і хромато-мас-спектрів, а в окремих випадках – зустрічним синтезом. На підставі проведеного рентгеноструктурного дослідження встановлено, що 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонові кислоти в кристалі існують виключно в 2-оксо-4-гідроксиформі.

6. Фторзаміщені аміди 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (94 речовини) піддані мікробіологічному скринінгу на виявлення протитуберкульозної активності, що дозволило знайти певні закономірності зв'язку між хімічною будовою та антимікобактеріальною дією в досліджуваному ряду сполук.

7. З метою подальшого впровадження в медичну практику для поглиблених біологічних випробовувань рекомендований 3'-фторанілід 1-бутил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти, виявляючий високу активність по відношенню до Mycobacterium tuberculosis H37Rv та комплексу Mycobacterium avium. Розроблені методики ідентифікації та кількісного визначення субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані при підготовці аналітичної нормативної документації.

Список опублікованих праць за темою дисертації:

1. Абдель Насер Х.Н. Дакках, Українець І.В., Сидоренко Л.В. Синтез та протитуберкульозні властивості 2'-фторанілідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот // Міжнародна конференція “Хімія азотовмісних гетероциклів” (ХАГ-2000): Тез. допов., 2-5 жовтня 2000 р. — Харків, 2000. — С. 238.

2. Абдель Насер Х.Н. Дакках, Украинец И.В., Сидоренко Л.В. Изучение закономерностей связи “структура – противотуберкулёзное действие” в ряду фторзамещенных анилидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот // Матеріали науково-практичної конференції “Вчені України – вітчизняній фармації”. — Харків: Вид-во НФАУ, 2000. — С. 5-6.

3. Синтез и изучение противотуберкулезных свойств 2'-фторанилидов 1R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот / И.В.Украинец, Абдель Насер Х.Н. Дакках, С.Г.Таран, О.В.Горохова, Л.В.Сидоренко, С.Г.Леонова // Фізіологічно активні речовини. — 2000. — № 1 (29). — С. 18-21.

4. Синтез та протитуберкульозна активність 3'- та 4'-фторанілідів 1R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот / І.В.Українець, Абдель Насер Дакках, П.О.Безуглий, О.В.Горохова, Л.В.Сидоренко, Т.В.Алєксєєва // Вісник фармації. — 2001. — № 1 (25). — С. 9-12.

5. Абдель Насер Дакках, Українець І.В., Горохова О.В. Вивчення будови 1-етил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти // XIX Українська конференція з органічної хімії: Тез. допов., 11-14 вересня 2001 р. — Львів, 2001. — С. 128.

6. Синтез и биологические свойства 3',4'-дифторанилидов 1R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот / И.В.Украинец, Абдель Насер Х.Н. Дакках, П.А.Безуглый, О.В.Горохова, Л.В.Сидоренко // Фармаком — 2002. — № 2. — С. 71-74.

7. 1-Ethyl-4-hydroxy-2-oxo-1,2-dihydroquinoline-3-carboxylic acid / S.V.Shishkina, O.V.Shishkin, I.V.Ukrainets, Abdel Naser Dakkah, L.V.Sidorenko // Acta Crystallographica Section E. — 2002. — Vol. 58. — P. o254-o256.

Абдель Насер Дакках. “Синтез, будова та протитуберкульозна активність фторзаміщених амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот”. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.02 - фармацевтична хімія і фармакогнозія. – Національний фармацевтичний університет, Харків, 2003.

Вивчена реакція алкілування 1Н-2-оксо-3-карбетокси-4-гідроксихіноліну етилйодидом в присутності поташу. Встановлено, що основним продуктом зазначеної реакції незалежно від використаного розчинника є 4-етоксипохідне. Зроблена спроба здійснити N-алкілування 1Н-2-оксо-3-карбетокси-4-гідроксихіноліну після блокування 4-гідроксигрупи. При цьому показана низька ефективність 4-О-ацетильної захисної групи. В той же час, алкілування 1Н-2-оксо-3-карбетокси-4-хлорхіноліну алкілгалогенідами нормальної будови з наступною трансформацією 1-алкіл-4-хлорхінолінів в 4-гідроксипохідні може бути рекомендоване як препаративний метод одержання складних ефірів 1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот. Вивчено декілька варіантів одержання та здійснено синтез фторзаміщених анілідів та бензиламідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот. Структура одержаних сполук підтверджена даними елементного аналізу та спектрів ПМР, а в окремих випадках – зустрічним синтезом та рентгеноструктурним аналізом. Проведено мікробіологічний скринінг одержаних речовин. Для поглиблених фармакологічних досліджень рекомендовано 3'-фторанілід 1-бутил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти, як потенційний лікарський засіб, придатний для лікування туберкульозних та нетуберкульозних мікобактеріозів.

Ключові слова: 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонові кислоти, фторзаміщені аміди, карбостирили, синтез, протитуберкульозна активність.

Абдель Насер Дакках. “Синтез, строение и противотуберкулезная активность фторзамещенных амидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот”. — Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук по специальности 15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия. – Национальный фармацевтический университет, Харьков, 2003.

Диссертация посвящена синтезу, изучению физико-химических и биологических свойств фторзамещенных амидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот.

Изучено прямое алкилирование 1Н-2-оксо-3-карбэтокси-4-гидроксихинолина этилйодидом в присутствии поташа. Установлено, что независимо от используемого растворителя, реакция протекает преимущественно с образованием 4-этоксипроизводного. Отмечается, что в кипящем ДМФА алкилированию подвергается 2,4-дигидроксиформа исходного 1Н-2-оксо-3-карбэтокси-4-гидроксихинолина, в которой первой алкилируется 2-ОН-группа.

Учитывая вышеизложенное, была предпринята попытка осуществить N-алкилирование 1Н-2-оксо-3-карбэтокси-4-гидроксихинолина после блокировки 4-ОН-группы. При этом установлено, что в случае 4-О-ацетильной защиты алкилгалогениды нормального строения действительно алкилируют атом азота, тогда как увеличение размера входящей алкильной группы (например, изопропилйодид) приводит к образованию уже 4-алкоксипроизводного. Существенный недостаток этого метода – заметное удаление защитной группы до алкилирования. Избежать этого недостатка удалось использовав метод “скрытой функциональности”. 1Н-2-Оксо-3-карбэтокси-4-хлорхинолин алкилгалогенидами нормального строения алкилируется по атому азота с высокими выходами. Последующая трансформация полученных 1-алкил-4-хлорхинолинов в 4-гидроксипроизводные затруднений не вызывает.

Изучены различные варианты синтеза фторзамещенных анилидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот. Показано, что наиболее рациональным из них является термолиз эквимолярных количеств этиловых эфиров соответствующих 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот и фторанилинов.

Химическое строение всех синтезированных соединений подтверждено данными элементного анализа и спектрами ПМР, а на отдельных примерах – встречным синтезом.

Проведено рентгеноструктурное исследование 1-этил-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновой кислоты, показавшее, что такие соединения в кристалле существуют исключительно в 2-оксо-4-гидроксиформе.

Исследованы противомикробные свойства всех синтезированных фторзамещенных амидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот по отношению к возбудителям туберкулёзных и нетуберкулёзных микобактериозов. Выявлены функциональные группы, наиболее активно влияющие на проявление изучаемыми веществами противотуберкулёзных свойств.

По результатам микробиологического скрининга для углубленного фармакологического изучения в качестве лекарственного средства, пригодного для лечения туберкулёзных и нетуберкулёзных микобактериозов, отобран 3'-фторанилид 1-бутил-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновой кислоты. Разработаны методики идентификации и количественного определения субстанции этого соединения.

Ключевые слова: 2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновые кислоты, фторзамещенные амиды, карбостирилы, синтез, противотуберкулёзная активность.

Abdel Naser Dakkah. “Synthesis, structure and antituberculosis activity of fluorosubstituted amides of 1-R-2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acids”. — Manuscript.

The thesis for Candidate's Degree in Pharmacy in Speciality 15.00.02 - Pharmaceutical Chemistry and Pharmacognosy. - National University of Pharmacy, Kharkov, 2003.

Alkylation reaction of 1H-2-oxo-3-carbethoxy-4-hydroxyquinoline with iodoethane in the presence of potassium carbonate has been studied. 4-Ethoxy derivative has been proved to be the main product of the reaction mentioned in spite of the solvent used. There has been an attempt to perform N-alkylation 1H-2-oxo-3-carbethoxy-4-hydroxyquinoline after blocking of 4-hydroxy group, and a low efficiency of 4-O-acetyl capping group has been shavn. At the same time alkylation of 1H-2-oxo-3-carbethoxy-4-chloroquinoline by the normal structure alkylhalogenides with the further transformation of 1-alkyl-4-chloroquinolines in 4-hydroxy derivatives can be recommended as a preparative method for obtaining esters of 1-alkyl-2-oxo-4-hydroxyquinolin-3-carboxylic acids. Several ways of their obtaining have been studied, and the synthesis of fluoro-substituted anilides and benzylamides of 1-R-2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acids has been carried out. The structure of the compounds obtained has been confirmed by the data of ultimate analysis and NMR spectra and in some cases by counter synthesis and X-ray diffraction analysis. The microbiological screening of the substances obtained has been performed. 3'-Fluoroanilide of 1-butyl-2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acid has been recommended for profound pharmacological research as a potential drug for tuberculosis and non-tuberculosis micobacterioses.

Key words: 2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acids, fluoro-substituted amides, carbostyrils, synthesis, antituberculosis activity.