МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ФАРМАЦЕВТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ГЕОРГІЯНЦ Вікторія Акопівна

УДК 615.213:54.057:547.461.3:547.46’054

ЦІЛЕСПРЯМОВАНИЙ СИНТЕЗ ПРОТИСУДОМНИХ ЗАСОБІВ В РЯДУ АРИЛ(АЛКІЛ)АМІДІВ МАЛОНОВОЇ КИСЛОТИ

15.00.02 – фармацевтична хімія та фармакогнозія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фармацевтичних наук

Харків – 2004

Дисертацією є рукопис.

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

Науковий консультант | Доктор фармацевтичних наук, професор

БЕЗУГЛИЙ Петро Овксентійович,

Національний фармацевтичний університет,

завідувач кафедри фармацевтичної хімії

Офіційні опоненти |

Доктор фармацевтичних наук, професор

ПЕТЮНІН Генадій Павлович,

Харківська медична академія післядипломної освіти,

завідувач кафедри клінічної біохімії та судово-медичної токсикології

Доктор фармацевтичних наук, професор

МАЗУР Іван Антонович,

Запорізький державний медичний університет,

завідувач кафедри фармацевтичної хімії

Доктор фармацевтичних наук, професор

ВЕТЮТНЕВА Наталія Олександрівна,

Київська медична академія післядипломної освіти ім.П.Л.Шупика, завідувач кафедри фармацевтичної хімії та фармакогнозії

Провідна установа |

Державне підприємство “Державний науковий центр лікарських засобів” МОЗ та НАН України, лабораторія хімії та технології біополімерів

Захист відбудеться “2” липня 2004 року о 10-00 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 ознайомитись в бібліотеці Національного фармацевтичного університету (61168, м.Харків, вул.Блюхера, 4)

Автореферат розісланий “28” травня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованоївченої ради,

професор Л.М.Малоштан

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За оцінками ВООЗ на сьогодні у світі налічується понад 40 мільйонів чоловік, які страждають на епілепсію. У середньому за даними світової статистики у різних країнах захворюваність на епілепсію становить від 6 до 9 випадків на 1000 населення. Актуальною є проблема епілепсії і для України, де захворюваність дітей на епілепсію становить близько 0,36%, в тому числі у м.Києві – 0,67 %.

Численні публікації науковців усього світу присвячені проблемі цілеспрямованого пошуку потенційних протисудомних засобів. Вони описують дослідження багатьох хімічних класів синтетичних речовин органічної природи. Велика увага приділяється встановленню можливих закономірностей зв’язку протисудомної активності з різноманітними параметрами структури, що дозволить в майбутньому оптимізувати такий пошук і заощадити чималі кошти.

Для нашої країни в умовах зростання захворюваності на епілепсію, особливо серед дітей, проблема створення власних протисудомних засобів, які були б вільними від тих вад, що притаманні для сучасних антиконвульсантів, є безперечно актуальною. Крім того, бажано мати прості за технологією та дешеві протисудомні препарати, які були б доступні для широких верств населення. Це дозволить Україні, крім іншого, стати в один ряд з країнами, що є традиційно сильними у створенні нових лікарських препаратів, наукові програми яких містять велику кількість досліджень, присвячених створенню саме протисудомних засобів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з планом НДР НФаУ за проблемою “Фармація” – “Хімічний синтез, виділення та аналіз нових фармакологічно активних речовин, встановлення зв’язку “структура-дія”, створення нових лікарських препаратів (№ державної реєстрації 0103U000475).

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є створення нового оригінального протисудомного препарату на основі синтезу ряду симетричних та несиметричних арил(алкіл)амідів малонової кислоти з урахуванням параметрів фармакологічної активності та технологічності.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

· Здійснити синтез структурних аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти шляхом модифікації окремих фрагментів молекули; вивчити особливості поведінки вихідної речовини в різноманітних хімічних реакціях;

· Довести будову синтезованих речовин фізико-хімічними методами; експериментально визначити та розрахувати фізико-хімічні параметри молекул синтезованих речовин;

· Вивчити фармакологічну (протисудомну) активність синтезованих речовин; на основі поглиблених фармакологічних досліджень обрати найбільш активну та перспективну речовину для доклінічних досліджень;

· На основі проведених досліджень фізичних, фізико-хімічних, хімічних та технологічних властивостей розробити аналітично-нормативну документацію на субстанцію та лікарську форму, а також методи її визначення в біологічних рідинах;

· Здійснити кореляційний аналіз з метою встановлення можливих закономірностей залежності протисудомної активності від будови в ряду похідних та аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти; дати рекомендації щодо подальшого цілеспрямованого пошуку антиконвульсантів в ряду похідних малонової кислоти.

Об’єкт дослідження – N,N’-дибензиламід малонової кислоти, його похідні та аналоги.

Предмет дослідження – способи одержання, фізико-хімічні та біологічні (протисудомні) властивості похідних та аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти. Кореляція протисудомної активності речовин з фізико-хімічними властивостями. Доклінічні випробування та стандартизація N,N’-дибензиламіду малонової кислоти (Дибамка).

Методи дослідження – органічний синтез, фізичні та фізико-хімічні методи аналізу (елементний аналіз, хроматографія в тонкому шарі сорбента, високоефективна рідинна хроматографія, поляриметрія, УФ-, ІЧ-, ПМР-спектроскопія, мас-спектрометрія, дериватографія, потенціометричне титрування), стандартні методи фармакологічного скринінгу, статистичні методи обробки результатів біологічних та фізико-хімічних досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів.

В результаті виконання експериментальної частини розроблено новий оригінальний протисудомний засіб з групи похідних малонової кислоти.

Вперше в процесі виконання роботи створено комбінаторну бібліотеку похідних малонової кислоти з протисудомними властивостями, що налічує 313 речовин, з яких 272 синтезовано вперше. Розроблено препаративні методи синтезу N,N’-дибензиламіду малонової кислоти, його похідних та аналогів. Структуру синтезованих речовин доведено спектральними даними.

Встановлено реакційну здатність N,N’-дибензиламіду малонової кислоти, на основі чого здійснено його алкілування, галогенування, нітрозування, введення в метиленову групу тіо-, аміно-; арилокси-, алкокси-, ацилоксизамісників, взаємодію з ненасиченими сполуками за реацією Міхаеля та з ароматичними альдегідами за реакцією Кневенагеля. Встановлено продукти взаємодії N,N’-дибензиламіду броммалонової кислоти з біфункціональними амінами, на основі чого були отримані нові гетероциклічні сполуки. Здійснено синтез двох обширних груп аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти – несиметричних, в яких замінено один бензиламідний залишок на інші радикали, а також симетричних – що мають однакові замісники в амідній функції, схожі на бензильний. Вивчено реакційну здатність цих структурних аналогів.

Експериментальними та обчислювальними методами вперше встановлено фізико-хімічні параметри понад 150 оригінальних органічних речовин, в тому числі константи іонізації, молекулярна рефракція, коефіцієнт розподілу та інші. Вивчено та уніфіковано показники фармакологічного скринінгу на предмет виявлення протисудомної активності синтезованих речовин на коразоловій та електричній моделях судом.

Проведено кореляційний аналіз для встановлення залежності “структура-протисудомна активність” в окремих групах синтезованих речовин, а також в масиві понад 150 речовин. Зроблено рекомендації щодо подальшого цілеспрямованого пошуку протисудомних речовин в ряду похідних малонової кислоти.

Вперше розроблено хімічні та фізико-хімічні методи для ідентифікації, кількісного визначення та випробування на чистоту субстанції та лікарських форм Дибамка. Розроблено проекти аналітично-нормативної документації. Розроблено методику визначення активної субстанції в біологічних рідинах. Проведено підготовку препарата до клінічних випробувань.

Практичне значення отриманих результатів. Представлені наукові дослідження мають значення, як для продовження наукових досліджень, так і для виробництва фармацевтичних препаратів і для освіти.

Рекомендації щодо цілеспрямованого пошуку нових протисудомних речовин та нові препаративні методи синтезу похідних малонової кислоти впроваджені в практику наукових досліджень співробітників фармацевтичного факультету Тернопільської державної медичної академії ім.І.Я.Горбачевського та Запорізького державного медичного університету.

Зв’язок “структура-протисудомна активність” серед похідних малонової кислоти та методи встановлення кореляцій між будовою та фармакологічною дією використовуються в навчальному процесі Дніпропетровської державної медичної академії, Запорізького державного медичного університету, Національного медичного університету ім.О.О.Богомольця, Львівського національного медичного університету ім. Данила Галицького при викладанні дисциплін медична хімія, фармацевтична хімія, фармакологія.

Методи стандартизації похідних малонової кислоти впроваджено в практичну та наукову діяльність Борщагівського хіміко-фармацевтичного заводу.

Нормативно-технічна документація на виробництво та аналіз Дибамка впроваджена у виробництво субстанції на підприємстві “АСТРАФАРМ”.

Матеріали за результатами фармакологічних, токсикологічних та хімічних досліджень субстанції Дибамка підготовлено до подання у Державний Фармакологічний центр МОЗ України.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проаналізовано літературні джерела стосовно сучасних напрямків пошуку антиконвульсантів, а також методів синтезу та аналізу похідних малонової кислоти. На основі цього сформульований напрям досліджень для створення комбінаторної бібліотеки похідних малонової кислоти з протисудомними властивостями та розроблено препаративні методи синтезу всіх груп похідних та аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти, описаних в експериментальній частині дисертації, а також синтезовано окремі групи біологічно активних похідних малонової кислоти, для яких встановлено будову фізико-хімічними методами.

Автором особисто експериментальними та обчислювальними методами встановлено фізико-хімічні параметри синтезованих речовин, уніфіковано показники фармакологічного скринінгу та проведено кореляцію протисудомної активності з хімічною будовою як в окремих групах, так і в цілому масиві сполук.

Автором особисто сформульовано і здійснено основні напрямки досліджень щодо поглибленого вивчення Дибамка, а саме – вивчення його фізико-хімічних властивостей, вибір хімічних та фізико-хімічних методів для його ідентифікації, випробування на чистоту та кількісного визначення у субстанції та лікарській формі, розробка аналітично-нормативної документації. При безпосередній участі автора розроблено методику визначення Дибамка в крові.

В наукових публікаціях за співавторством П.О.Безуглого, Н.Ю.Бевз, О.А.Валькович, Н.Г.Вахніної, Н.В.Гарної, О.М.Гладченка, С.М.Дроговоз, О.Г.Друшляка, З.Г.Єрьоміної, С.М.Коваленка, Н.І.Колочавіної, В.О.Косточки, О.Л.Куршиної, Л.М.Малоштан, Н.А.Марусенко, Л.О.Переходи, М.В.Рахімової, В.М.Савченка, М.Г.Сергієнка, І.А.Сич, Ю.В.Сич, А.О.Тарана, Г.М.Титкової, І.В.Українця, В.А.Ханіна автором особисто:

· Поставлена задача дослідження;

· Розроблено методи синтезу та синтезовано окремі представники похідних коричної, кротонової, малонової, броммалонової, алкілмалонових, малонанілових, 2-бензімідазолілмалонанілової, R-аміномалонових, бензиліденмалонових, 1-R-2-оксо-азетидин-4,4-дикарбонових, 2-R-1,1,3-пропантрикарбонових, 1,1,3,3-пропантетракарбонової кислот, симетричних арил- та алкіламідів малонової кислоти, що є похідними та аналогами N,N’-дибензиламіду малонової кислоти;

· Проаналізовано та узагальнено дані спектральних досліджень;

· Розроблено методи хімічних та фізико-хімічних методів аналізу Дибамка для стандартизації його субстанції та лікарської форми;

· Узагальнено та проаналізовано результати фармакологічного скринінгу;

· Зроблено висновки щодо зв’язку “структура-активність” синтезованих речовин.

Весь експериментальний матеріал за даними хімічних, фізичних, фізико-хімічних та фармакологічних досліджень проаналізовано і узагальнено особисто автором.

Апробація результатів дисертації. Основний зміст дисертаційної роботи доповідався на науково-практичних конференціях “Лекарственные средст-ва Украины. Синтез, научные исследования, производство, реализация” (Харьков, 1992); “Сучасні проблеми фармації” (Харків, 1994); “Современные аспекты создания, исследования и апробации лекарственных средств” (Харків, 1995), “ Сучасні проблеми фармакології” (Полтава, 1995); “Досягнення сучасної фармації – в медичну практику” (Харків, 1996); “Вчені України – вітчизняній фармації” (Харків, 2000); “Фармація ХХІ століття” (Харків, 2002); “Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія” (Харків, 2003); на науковій сесії відділення хімії НАН України “Наукові основи розробки лікарських препаратів” (Харків, 1998), на V національному з’їзді фармацевтів України “Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку у новому тисячолітті” (Харків, 1999); XIX Українській конференції з органічної хімії (Львів, 2001).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано в 45 статтях, 15 тезах доповідей.

Структура дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду літератури (Розділ 1), двох розділів експериментальної синтетичної частини (Розділи 2,3), експериментального розділу встановлення фізико-хімічних параметрів та їх кореляції з протисудомною активністю (Розділ 4), експериментального розділу з поглибленого вивчення потенційного протисудомного засобу (Розділ 5), загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Основний зміст викладено на 283 сторінках. Робота ілюстрована 30 схемами, 54 таблицями, 38 рисунками. 33 Таблиці, а також документи про впровадження винесено в додатки. Перелік літературних джерел містить 328 найменувань, з яких 242 – іноземні.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Синтез похідних N,N’-дибензиламіду малонової кислоти зі збільшеною кількістю бензиламідних угруповань

Раніше нами було встановлено, що збільшення кількості арилалкіламідних угруповань у молекулі є одним з шляхів для підвищення протисудомної активності. Нами встановлено, що взаємодію дибензиламіду малонової кислоти (1) з амідами галогенкарбонових кислот раціонально проводити за таких самих умов, як і реакцію з алкілгалогенідами (схема 1).

Схема 1

Реакцію алкілування здійснювали в середовищі ДМФА, використовуючи для утворення енолят-аніону кристалічний натрію гідроксид. За таких умов втрати вихідних речовин є незначними, і кінцеві продукти (2-4) були отримані досить чистими. Спосіб з використанням відповідних ефірів (5) доцільно використовувати тільки для доведення будови як зустрічний метод синтезу.

Інші амідовані похідні пропантрикарбонових кислот були синтезовані взаємодією сполуки 1 з амідами ?-галогенкарбонових кислот (Схема 1, спосіб А). При цьому виходи кінцевих продуктів виявились дуже низькими, що можна пояснити просторовими утрудненнями. Застосування іншого методу синтезу дозволило значно підвищити виходи цільових продуктів. Для цих сполук (37-56) нами була успішно використана реакція Міхаеля (схема 1, спосіб Б) з використанням відповідних амідів кротонової (6-21) та коричної (22-36) кислот. Всі проміжні сполуки отримуються з ви-сокими виходами, легко піддаються очистці і є зручними інтермедіатами для використання в подальшому синтезі. Їх будову було доведено за допомогою елементного аналізу УФ- та ІЧ-спектроскопії. Спектроскопія ПМР дозволяє підтвердити транс-конфігурацію синтезованих сполук.

Після виділення та доведення будови синтезовані заміщені аміди кротонової та коричної кислот (6-36) піддавали взаємодії з дибензиламідом малонової кислоти (1) в умовах реакції Міхаеля. Для утворення карбаніону нами була використана система ДМФА-кристалічний гідроксид натрію. Створення такого суперосновного гетерогенного середовища дозволяє водночас запобігти гідролізу амідних угруповань вихідних продуктів та ефективно утворити карбаніон з метиленактивної сполуки. Виходи цільових речовин за цим способом виявились значно вищими, ніж за способом А.

В ІЧ-спектрах синтезованих сполук (37-56) зберігається смуга валентних коливань “амід-1”, в той час як смуга валентних коливань групи С=С ненасиченого зв’язку зникає. Це свідчить про повноту перебігу реакції та про відсутність домішки вихідних амідів ненасичених карбонових кислот. В спектрах ПМР синтезованих сполук спостерігається ряд загальних сигналів протонів. Сполуки (37-45), отримані взаємодією дибензиламіду малонової кислоти з відповідними амідами кротонової кислоти, характеризуються наявністю сигналу метильної групи при 0,93-0,99 м.д. Для спектрів ПМР сполук, що містять залишки коричної кислоти (46-56) характерним є збільшення інтенсивності інтегральної кривої ароматичних протонів біля 7 м.д. за рахунок додаткових фенільних радикалів у порівнянні з вихідним дибензиламідом малонової кислоти (1). Розщеплення сигналу ароматичних протонів та їх інтенсивність відповідає кількості та розташуванню замісників в анілідному фрагменті молекули. Замісники анілідних залишків, що містять водень, проявляються не спектрах ПМР у відповідних інтенсивностях, мультиплетностях та хімічних зсувах.

Для подальшого нарощування кількості арилалкіламідних фрагментів у молекулі нами було отримано N,N’,N’’,N’’’-тетрабензиламід 1,1,3,3-пропантетракарбонової кислоти (57). Було встановлено, що ця сполука відзначається дуже високою протисудомною активністю. Вона була рекомендована для поглибленого доклінічного вивчення в числі інших похідних малонової кислоти. При алкілуванні метиленхлоридом за наявності еквівалентної кількості гідроксиду натрію вихід продукту реакції становив 30%, що не може бути використано при промисловому синтезі. За наступною розробленою методикою – алкілування N,N’-дибензиламіду малонової кислоти хлористим метиленом в ДМФА у присутності потрійного надлишку гідроксиду натрію – нам вдалось досягти виходу N,N’,N’’,N’’’-тетрабензиламіду 1,1,3,3-пропан-тетра-карбо-но-вої кислоти (57) 69%.

Вивчаючи літературні дані, ми виявили, що для отримання подібних речовин може бути використана взаємодія похідних малонової кислоти з формальдегідом. За цих умов на першій стадії відбувається приєднання альдегіду до метиленової групи за реакцією Кневенагеля з наступним приєднанням до молекули N,N’-дибензиламіду малонової кислоти за Міхаелем. Токсичної дії формальдегіду в цій реакції можна уникнути, замінивши його параформом. Ми проводили взаємодію N,N’-дибензиламіду малонової кислоти (1) з еквімолярною кількістю параформу у середовищі ДМФА у присутності каталітичних кількостей органічної основи для утворення проміжного карбаніону. Використання таких умов дозволило отримати цільовий тетрабензиламід 1,1,3,3-пропантрикарбонової кислоти (57) з виходом 76% (Схема 1).

2. Взаємодія N,N’-дибензиламіду малонової кислоти з ароматичними альдегідами (реакція Кневенагеля)

Висока реакційна здатність N,N’-дибензиламіду малонової кислоти (1) в проведених раніше реакціях стала передумовою для здійснення його взаємодії з ароматичними альдегідами (58) в умовах реакції Кневенагеля. Нами була використана стандартна методика конденсації Кневенагеля, модифікована з урахуванням фізико-хімічних властивостей вихідних сполук. Синтез було здійснено у бензолі з безперервною відгонкою води у вигляді азеотропу з розчинником крізь уловлювач Діна-Старка. Для полегшення утворення карбаніону реакцію проводили у присутності піперидину з додаванням оцтової кислоти (схема 2). Виходи N,N’-дибензиламідів ариліденмалонових кислот (59-66) за таких умов виявились задовільними.

Окремим випадком конденсації Кневенагеля є взаємодія метиленактивних сполук з саліциловим альдегідом (67), в результаті якої утворюються похідні кумарину за рахунок внутрішньомолекулярної конденсації. Нами в цій реакції було отримано бензиламід кумарин-3-карбонової кислоти (68) відповідно до схеми 2.

Наявність подвійного зв’язку в N,N’-дибензиламідах бензиліденмалонових кислот (59-66) дала змогу сподіватись на поглиблення потенційного впливу на центральну нервову систему синтезованих сполук введенням до їх будови брому. Бромування здійснювалось еквівалентною кількістю брому в середовищі концентрованої оцтової кислоти у присутності каталітичної кількості броміду натрію, що за даними літератури повинно запобігти утворенню галогенгідрину. Однак, цільові продукти приєднання (69-75) отримати з високими виходами не вдалося, вірогідно внаслідок просторових утруднень.

Будову синтезованих сполук (59-66, 68-75) було доведено за допомогою спектральних методів дослідження. В ІЧ-спектрах N,N’-дибензиламідів ариліденмалонових кислот (59-66) були виявлені смуги поглинання, що відповідають валентним коливанням карбонільної групи на ділянці 1650-1700 см-1 та смуги валентних коливань подвійного зв’язку при 1590-1606 см-1. Відсутність смуги валентних коливань подвійного зв’язку в продуктах бромування (69-75) свідчить про відсутність домішок вихідних іліденових сполук.

Спектри ПМР сполук (59-66) мають набір загальних сигналів протонів – метинових при подвійному зв’язку з хімічним зсувом 6,63-6,71 м.д., амідних у вигляді триплету при 8,27-9,00 м.д. До сигналів ароматичних протонів бензиламідних залишків, що проявляються у вигляді синглета високої інтенсивності, приєднуються сигнали ароматичних протонів ариліденового фрагменту з відповідним щепленням та інтенсивністю сигналів. Продукти бромування дають аналогічні спектри ПМР з дещо зміщеними сигналами метинових протонів (внаслідок впливу атома брому). Спектр ПМР бензиламіду кумарин-3-карбонової кислоти (68) має всі сигнали протонів відповідно до своєї структури.

3. Введення у молекулу N,N’-дибензиламіду малонової кислоти алкоски-, арилокси- та ацилоксизамісників

Для синтезу цільових симетричних N,N’-дибензиламідів алкокси-, арилоксималонових кислот (76-82) як вихідний продукт було використане відповідне похідне броммалонової кислоти (83). Реакцію проводили в ацетоні в присутності карбонату калію для зв’язування бромистого водню, який виділяється (Схема 3). У випадку отримання метоксипохідного (76) було використано метилат натрію в абсолютному метанолі.

Для доведення будови синтезованих сполук нами був ви-користаний зустрічний синтез – амідування попередньо отриманих діетилових ефірів арилоксималонових кислот (84) в присутності еквівалентної кількості метилату натрію. Було встановлено, що на прояв антиконвульсивного ефекту позитивно впливає введення в метиленову групу малонової кислоти залишків фенолів. Тому ми вважали за доцільне отримати можливі аналоги останніх – ацил-оксипохідні. Це, як відомо, є одним з найпоширеніших шляхів синтезу проліків, які в організмі, піддаючись гідролізу, будуть вивільняти діючу речовину.

Реакцію N,N’-дибензиламіду броммалонової кислоти (83) з солями ароматичних та аліфатичних карбо-нових кислот (91) за схемою 3 проводили в середовищі ацетону. Використання як роз-чинника етилового спирту веде до утворення в якості домішок складних ефірів з карбоновими кислотами, внаслідок чого зменшується вихід цільових продуктів (85-90). Для проведення реакції з солями аліфатичних кислот достатньо 1 години, тоді як взаємодію з солями ароматичних кислот виявилось доцільним проводити не менше 4 годин. Будова підтверджується даними спектральних досліджень.

4. Синтез амінопохідних N,N’-дибензиламіду малонової кислоти та продуктів їх хімічних перетворень

Введення заміщеної аміногрупи в молекулу N,N’-дибензиламіду малонової кислоти є окремим випадком алкілування амінів і здійснювалось взаємодією N,N’-дибензиламіду броммалонової кислоти (83) з арома-тич-ни-ми амінами. Синтез N,N’-дибензиламідів N”-заміщених аміномалонових кислот (93-112) проводили в середовищі етанолу в присутності триетиламіну відповідно до схеми 4.

N,N’-Дибензиламд амномалоново кислоти (92) було отримано за допомо-гою вдомо реакц амнування галогензамщених кислот дю гексаметилен-тет-рамну. В процесі перебігу реакції, алкілуючи гексаметилентетрамін, отримують відповідну сіль моночетвертинної основи, яка розщеплюється дією спиртового розчину хлористого водню. Iдентичнсть отримано сполуки даній структур доз-во-лили довести спектральн характеристики та зустрчний синтез - кислотний гдролз N,N’-дибензиламду ацетиламномалоново кислоти (117).

Для синтезу N,N’-дибензиламіду хлоретиламіномалонової кислоти (113) обробляли тіонілхлоридом сполуку (112). Після наступної взаємодії отриманого цільового продукту (113) з діалкіламінами (Схема 6) було отримано діалкіламіноалкілпохідні (114-116). Наявність в моле-ку-лах таких анестезіофорних залишків може сприяти на нашу думку збіль-шен-ню біодоступності речовин і їх кращому проникненню до головного мозку.

Всі синтезовані речовини (93-116) отримані з задовільними виходами. Сполука 93 розчинна у воді, всі інші – в етанолі при нагріванні, диметилформаміді та розчинах мінеральних кислот при нагріванні.

Електронні спектрі поглинання сполук (93-116) ду-же сильно відрізняються один від одного завдяки наявності в анілінових за-лиш-ках різних замісників. В спектрах ПМР сполук (93-116) замщена амдна група (NHCO) проявлятся у вигляд триплетного сигналу при 7,66-9,23 м.д.

Схема 4

Сигнали ароматичних протонв бензиламдних залишкв спостергаються у вигляд синглетв 7,22-7,30 м.д. Iнод на ц сигнали накладаються сигнали анлнових залишкв, за характером яких можна дзнатись про по-ложення замсникв у цих фрагментах.

В мас-спектрах всіх синтезованих речовин присутній пік, що відповідає молекулярному іону. Цікаво також було відзначити присутність майже на всіх спектрах піку з молекулярною масою 282, що відповідає залишку N,N’-дибензиламіду малонової кислоти.

В план вивчення бологчних властивостей ми здйснили спробу синтезувати аналоги -лактамв на основ дибензиламдв замщених амномалонових кислот. Для отримання цільових продуктів (118-122) здійснювали циклізацію відповідних 2-хлорацетиламінопохідних (123-127), отриманих в свою чергу ацилюванням амінопохідних хлорацетилхлоридом відповідно до схеми 4.

Процес циклізації здійснювали в умовах лужного гетерогенного каталізу з використанням чотирикратного надлишку лугу з урахуванням загальної кількості кислотних центрів в молекулах напівпродуктів (123-127). Мас-спектри всіх синтезованих сполук містять піки, що відповідають молекулярному іону. В ІЧ-спектрах синтезованих сполук зберігається смуга валентних коливань карбонільної групи “амід-1”, що проявляється завдяки наявності двох бензиламідних угруповань, але слід зазначити, що в спектрах синтезованих азетидинів (118-122) з’являється смуга валентних коливань при 1730-1700 см, характерна для -лактамв. Інші фрагменти було доведено за допомогою ПМР-спектроскопії.

У продовження наведених вище досліджень ми вводили у взаємодію з N,N’-дибензиламідом броммалонової кислоти (83) біфункціональні аміни. Взаємодія з 2-амінопіридином (128) та 4-метил-2-амінопіридином (129) привела на першій стадії до утворення відповідних ілідів піридинію (130, 131) (Схема 6). Синтезовані проміжні продукти були відфільтровані та очищені. Їх утворення було підтверджено за допомогою мас-спектрометрії.

Кватернізовані піридини (130, 131) були піддані циклізації в присутності основ в середовищі диметилформаміду. При цьому відбувається внутрішньо-молекулярне переамідування з елімінацією одного залишку бензиламіну, в результаті чого утворюються імідазопіридини (132, 133).

За таких самих умов було здійснено взаємодію N,N’-дибензиламіду броммалонової кислоти (83) з 4-феніл-2-амінотіазолом (134). Оскільки хімічні властивості 2-амінотіазолу є дуже близькими до властивостей 2-амінопіридину, реакція перебігала в тому ж напрямку і вела до утворення імідазотіазолу (135) за схемою 6. Однак, при взаємодії цих речовин нам не вдалось виділити проміжний ілід тіазолію (136). Ймоврно, амногрупа утворено сол (136) відразу вступа до реакц пе-реамдування з бензиламдним угрупованням з елмнацю бензиламну.

На мас-спектрах бензиламідів 2-оксо-імідазо[1,2-а]піридин-3-карбонової кислоти (132, 133), крім присутніх піків молекулярних іонів (m/z = 267 та 271 відповідно), завдяки яким можна підтвердити структуру продукту реакції, досить інтенсивними є піки, що відповідають осколкам імідазопіридину (m/z = 136) або 7-метил-імідазопіридину (m/z = 148); бензиламіду (m/z = 134); бензиламіну (m/z = 106); бензилу (m/z = 91) та фенілу (m/z = 77). Подібним є характер мас-спектру бензиламіду 2-оксо-5-фенілімідазо[1,2-в]тіазол-3-карбонової кислоти (135).

В спектрі ПМР бензиламіду 2-оксо-7-метилімідазо[1,2-а]піридин-3-карбонової кислоти (133) триплет при 8,43 м.д. проявляється завдяки амідній групі і не відрізняється від сигналів бензиламідних протонів в інших сполуках, синглет при 7,32 м.д., який містить 5 протонів є відображенням ароматичних протонів бензиламідного угруповання, ароматичні протони 5,6 та 8 положень імідазопіридинової системи обумовлюють появу синглетного сигнала при 7,15 м.д. та дублета при 7,05 м.д. Дублетний сигнал при 4,49 м.д. обумовлений наявністю метиленових протонів бензиламідного залишку, а синглет при 2,06 м.д. – метильною групою.

Механізм реакції взаємодії о-фенілендіаміну (137) з N,N’-дибензиламідом броммалонової кислоти (83) вірогідно є подібним до наведених реакцій з 2-амінотіазолом та 2-амінопіридинами. Реакцію проводили за таких самих умов, як і у випадку з іншими анілінами (Схема 7). Продуктом цієї реакції став бензиламід 2-гідроксихноксалн-3-карбоново кислоти (138).

Підтвердженням утворення в результаті цієї реакції сполуки 138 став спектр ПМР. В ньому є присутніми сигнали протонів гідроксильної групи (синглет при 10,41 м.д.), амідних протонів (триплет при 8,67 м.д.); мультиплет при 6,44-7,60 м.д. за своєю інтегральною інтенсивністю у порівнянні з іншими сигналами містить 9 протонів і відповідає ароматичним протонам бензиламідного (5) та хіноксалінового (4) залишків. Дублет при 4,28 м.д. є сигналом метиленових протонів бензиламідного фрагменту.

В результаті взаємодіїі N,N’-дибензиламіду диброммалонової кислоти (139) з о-фенілендіаміном (137) нами було отримано з високим виходом сполуку, будову якої за допомогою спектральних досліджень нами було інтерпретовано як N,N’-дибензиламд бензмдазолін-2,2-дикарбоново кислоти (140).

5. Похідні N,N’-дибензиламіду малонової кислоти з сіркувмісними замісниками

Похідні хіназоліну являють собою досить поширену групу серед нових перспективних антиконвульсантів. Серед них є і такі, що мають в своїй будові атом сірки. Тому представляло інтерес об’єднати в одній молекулі хіназоліновий та N1,N3-дибензилмалонамідний фармако-фори. З цією метою було проведено синтез 3-заміщених N1,N3-дибензил-2[(4-оксо-3,4-дигідрохіназолін-2-іл)тіо]малонамідів (141-161) взаємодію N,N’-дибензиламіду броммалонової кислоти (83) з похідними 2-тіоксо-2,3-дигідрохіназолін-4(1Н)-ону (162). Реакцію проводили нагріванням розчину вихідних продуктів у диметилформаміді протягом 1 години.

У спектрах ПМР синтезованих речовин (141-161) спостерігаються сигнали ароматичних протонів хіназолону та арильних залишків. Присутністю в молекулі фрагменту дибензиламіду малонової кислоти обумовлена наявність сигналів протонів бензиламідних залишків (NH, CH2 та незаміщений феніл), а також сигналів метинових протонів заміщеної метиленової групи.

Як і у випадку амінозаміщених похідних, ці сигнали дещо зсунуто в область слабкого поля (вони спостерігаються на спектрах у вигляді синглетів при 5,30-5,63 м.д.) у порівнянні з незаміщеним або алкілзаміщеними бензиламідами. Сигнали замісників у залишку хіназоліну проявляються на спектрі у вигляді відповідних сигналів протонів певної інтенсивності та мультиплетності.

6. Синтез симетричних аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти та продуктів їх хімічних перетворень

Для встановлення залежності протисудомної активності від замісника в амідній функції ми здійснили синтез симетричних аналогів N,N’-дибензиламіду малонової кислоти. Синтез алкіл-, арилалкіл- та ариламідів (165-192) здійснювали амідуванням діетилмалонату (163) та хлорангідриду малонової кислоти (164) (схема 9). Враховуючи наміри вводити до молекули залишки сульфаніламідних препаратів, ми намагались уникнути процесу нагрівання реактивів без розчинника, оскільки за цих умов може відбутись піроліз похідних аміду бензолсульфокислоти. Тому ми здійснили спробу ацилювання ароматичних амінів діетилмалонатом (163) в присутності розчинника - ДМФА, температура кипіння якого створює оптимальний температурний режим, що не потребує постійного контролю за перебігом реакції.

Слід зазначити, що у більшості випадків взаємодія з діетилмалонатом в присутності диметилформаміду дає задовільні виходи цільових продуктів та достатню чистоту останніх, навіть у випадку введення в молекулу залишків сульфаніламідних препаратів, що здатні розкладатись при високих температурах.

УФ-спектри діанілідів малонової кислоти (172-192) характеризуються наявністю одного або двох максимумів високої інтенсивності в області 210-276 нм, що відноситься до ?-р* електронного переходу, локалізованого на анілідному хромофорі. На відміну від них, УФ-спектри сполук, що містять арилалкільні залишки в амідній функції (165-171), мають висловлену коливну структуру, подібну до спектру N,N’-дибензиламіду малонової кислоти. ІЧ-спектри дозволяють надійно підтвердити наявність в молекулі амідного угруповання завдяки наявності смуги “амід-1”. Спектри ПМР синтезованих сполук характеризуються наявністю загальних сигналів протонів – триплет при 7,93-8,57 м.д., що відповідає протонам NH-групи, синглет при 3,01-3,11 м.д. (метиленова група). Наявність замісників в амідній функції обумовлює присутність у спектрах інших сигналів протонів. Інтенсивність та мультиплетність ароматичних протонів у похідних арил- та арилалкіламідів залежить від наявності, кількості та розташування замісників в бензольному кільці.

Для наступного бромування нами були обрані симетричні бутил-(165), деякі арилалкіл-(167, 169) та толуїламіди (174-176) малонової кислоти. Синтез проводили відповідно до схеми 10. Реакцію здійснювали при кімнатній температурі, а її початок ініціювали підсвіченням електричною лампою. Еквівалентну кількість брому додавали поступово по краплях по мірі знебарвлення реакційної маси.

Більш високі виходи бромованих діалкіламідів ми пояснюємо можливістю перебігу у випадку діанілідів (174-176) та похідного піперонілу (169) побічної реакції бромування ароматичного кільця.

В ІЧ-спектрах сполук (193-198) смуги валентних коливань метиленової групи під впливом атома галогену зсуваються, і їх максимуми знаходяться вище, ніж при 3000 см-1, що підтверджує наявність в молекулах атома брому. Аналізуючи спектри ПМР синтезованих сполук, можна відзначити, що загальним в їх спектрах є сигнал протону заміщеної метиленової групи, який зміщено у порівнянні з вихідними сполуками в область більш слабкого поля. Це пояснюється тим, що введення в молекулу електронегативних елементів, до яких належить і бром, викликає парамагнітні зсуви сусідніх з ними протонів.

Описані нами раніше перетворення, які привели до отримання N,N’,N’’,N’’’-тетрабензиламіду 1,1,3,3-пропантетракарбонової кислоти (57) було покладено в основу синтезу аналогів цієї сполуки, виходячи з симетричних анілідів малонової кислоти. Цей синтез ми відтворювали відповідно до схеми 10. Використання таких умов конденсації (розчинник – ДМФА, конденсуючий агент – параформ) дозволило отримати цільові продукти (199-208) з задовільними виходами.

Досліджуючи вплив реакційного середовища, основного каталізатора, температури та часу проведення на швидкість реакції та виходи кінцевих продуктів, ми визначили, що оптимальним розчинником для названих вихідних речовин є безводний диметилформамід, наявність та природа основних каталізаторів не чинить суттєвого впливу на швидкість реакції та виходи. При підвищенні температури спостерігається осмолення продуктів реакції, а при її зниженні – зменшення виходу кінцевого продукту.

Для доведення будови синтезованих речовин ми використали метод спектроскопії ПМР, оскільки інші спектральні методи не дозволяють надійно підтвердити зміни в молекулах відносно до вихідних речовин.

При визначенні протисудомних властивостей симетричних арилалкіламідів малонової кислоти, було виявлено, що дуже високим є ефект рацемічного 1-фенілетиламіду. При цьому виявилось, що лівообертаючий ізомер є значно активнішим не тільки за свій антипод і рацемат, але й значно перевищує препарати порівняння. З урахуванням цього здавалось перспективним здійснити синтез алкілпохідних S(-) N,N’-ди-(1-фенілетил)-аміду малонової кислоти і провести фармакологічний скринінг на антагонізм до судомних отрут.

Враховуючи те, що оптично-активні реактиви є дуже чутливими до умов реакцій і за жорстких умов легко перетворюються на рацемати, необхідно було підібрати такий спосіб синтезу, що не передбачав би використання сильних основ чи кислот, нагрівання при високих температурах тощо. Це ускладнювало завдання, оскільки 1-фенілетиламін (229) не є високореакційноздатним, внаслідок своєї складної просторової будови і вимагає при синтезі, наприклад, аміду з діетилмалонатом присутності основних каталізаторів, зокрема, метилату натрію. Тому для синтезу S(-) N,N’-ди-(1-фенілетил)-аміду малонової кислоти ми використовували дихлорангідрид малонової кислоти (164). Реакцію вели при охолодженні крижаною водою, не припускаючи перегрівання суміші. Ми реалізували таким самим чином амідування хлорангідридів алкілмалонових кислот (211), отриманих відповідно алкілуванням діетилмалонату (163) з його подальшим гідролізом та обробкою тіонілхлоридом (схема 11, спосіб А). Але така кількість попередніх стадій робить здавалось би задовільні виходи кінцевих продуктів доволі низькими у перерахунку на діетилмалонат. Тому нашою метою було спробувати оптимізувати методику отримання цільових продуктів. З урахуванням попереднього досвіду вдалого алкілування N,N’-дибензиламіду малонової кислоти алкілгалогенідами в ДМФА в присутності кристалічного лугу, здавалось логічним та раціональним здійснити синтез S(-) N,N’-ди-(1-фенілетил)-амідів алкілмалонових кислот (212-227) в аналогічних умовах. Але, на жаль, методику, що була нами розроблена для N,N’-дибензиламіду, не можна було використати, оскільки нагрівання суміші в присутності кристалічного гідроксиду натрію при температурі кипіння диметилформаміду призводить до рацемізації продуктів реакції. Тому ми використали для алкілування методику, що була рекомендована М.С.Зефіровим зі співавторами для циклоалкілування малонового ефіру дигалогенпохідними, модифіковану нами з урахуванням властивостей вихідних речовин. Розчинником в цьому випадку служив ДМСО, а в якості основного каталізатору ми використали карбонат калію (Спосіб Б, схема 11).

Така методика дозволяє проводити алкілування при температурах, не вищих за 40?С, і є можливою за рахунок того, що N,N’-ди-(1-фенілетил)-амід малонової кислоти (228) добре розчиняється в диметилсульфоксиді. Присутність основи в гетерогенній фазі також запобігає можливій рацемізації оптично активних фрагментів. Наведена методика дозволила отримати цільові оптично активні речовини (212-227) з задовільними виходами в перерахунку на вихідний діетилмалонат. Завдяки її використання нам вдалось уникнути багаторазового синтезу алкілмалонових ефірів (209), їх гідролізу та синтезу хлорангідридів (211), втрачаючи певні кількості напівпродуктів на кожній стадії.

Оскільки малонова кислота є доступним реагентом, а синтез її хлорангідриду не являє ніяких труднощів, S(-) N,N’-ди-(1-фенілетил)-амід малонової кислоти (228) за цим способом можна отримати з досить високим виходом. А подальше алкілування алкілгалогенідами вже залежить тільки від реакційної здатності алкілуючого агенту.

Використання наведеної методики дозволило підвищити виходи цільових продуктів у перерахунку на вихідну речовину, проте ці виходи є значно нижчими, ніж при алкілуванні N,N’-дибензиламіду (1). Таке явище можна пояснити складною просторовою будовою вихідного діаміду і, відповідно, просторовими утрудненнями, які виникають при його реакціях. Сполуки 226 та 227 отримано тільки за способом А, оскільки пряме введення фенільного та ацетиламіно- замісників в активну метиленову групу малонової кислоти вимагає додаткових умов та специфічних реагентів.

Всі синтезовані речовини є оптично активними і зберегли здатність вихідного аміну обертати площину поляризації поляризованого світла вліво. Слід відзначити, що величина питомого обертання для різних сполук значно відрізняється, що пояснюється впливом замісників.

В спектрах ПМР цих речовин головною відміною є сигнали уведених в метиленову групу замісників, що проявляються у відповідній інтенсивності. Інші ж сигнали є загальними і відображаються однаково на спектрах усіх речовин.

7. Несиметричні аналоги N,N’-дибензиламіду малонової кислоти

Метою наступного дослідження стало введення в молекулу бензиламіду 2-карбоксималонанілової кислоти (230) макроелементів – калію, кальцію, натрію, літію та магнію. Це на нашу думку, крім фізіологічної дії катіонів, може посприяти збільшенню розчинності і можливості розробки на основі отриманих сполук ін’єкційних форм для лікування судомних станів. Солі 231-235 синтезували взаємодією бензиламіду 2-карбоксималонанілової кислоти (230) з метилатами відповідних металів у середовищі метанолу відповідно до схеми 12.

У випадку натрієвих та калієвих солей (231, 232) успішно відбувається реакція солеутворення з використанням водних розчинів гідроксидів відповідних металів.

В ІЧ-спектрах солей (231-235) на відміну від спектра вихідної сполуки з’являється інтенсивна смуга поглинання на ділянці 1400-1300 см-1 , що відповідає валентним симетричним коливанням карбоксилат-іону, в той час як поширені смуги поглинання, обумовлені наявністю карбоксильної групи (?О-Н при 3400-2700 см-1 та ?СООН-димер при 2650-2460 см-1), в спектрах отриманих солей відсутні. Спектри ПМР синтезованих сполук є практично ідентичними, оскільки містять однаковий набір протонів. Від спектру ПМР вихідної сполуки їх відрізняє відсутність сигналу протону карбоксильної групи в області слабкого поля.

Взаємодію бензиламіду 2-карбоксималонанілової кислоти (230) з о-фенілендіаміном було здійснено з метою отримання нових похідних бензімідазолу, фрагмент якого входить до різних протисудомних речовин. Для модифікації в речовині (230) карбоксильної групи в бензімідазольний залишок ми здійснили попередній синтез 2-феніламінобензімідазолу (236) взаємодією антранілової кислоти (237) з о-фенілендіаміном в ПФК (схема 13).

Отриману сполуку ацилювали етоксималонілхлоридом (238), попередньо синтезованим за розробленою нами методикою. Цільовий етиловий ефір 2-бензімідазолілмалонанілової кислоти (239) перетворювали у бензиламід (240) та кип’ятили з оцтовим ангідридом. Всупереч наших очікувань продуктом останньої реакції став не етиловий ефір бензімідазо[1,2-с]хіназолін-2-оцтової кислоти (241), а 2-метилбензімідазо [1,2-с]хіназолін (242), що було підтверджено даними мас- та ПМР-спектрів. Так, в спектрі ПМР синтезованої речовини, окрім сигналів протонів конденсованих хіназолінового та бензімідазольного кілець, був присутній лише сигнал метильної групи, до того ж у вигляді синглету, що підтверджує його сполучення зі структурною групою, що не містить протонів. Мас-спектр ілюструє наявність молекулярного іону з масою 234 (М-Н+). Все це свідчить на користь утворення сполуки 242, а не сполуки 241.

Висока активність синтезованих раніше нами бензиламідів малонанілових кислот та вже названих похідних 2-карбоксималонанілових кислот створили передумови для синтезу ряду бензиламідів 4-карбоксималонанілової кислоти та її функціональних похідних. Синтез здійснювавася відповідно до схеми 14.

п-Амінобензойну кислоту, її етиловий ефір та N-заміщені аміди (243-247), що були отримані відновленням відповідних амідів 4-нітробензойної кислоти, піддавали ацилюванню етоксималонілхлоридом (238) в середовищі хлороформу в присутності триетиламіну. Ефіри (248-252) виділяли, піддавали очистці і після доведення будови амідували бензиламіном. Бензиламід (257) було отримано також зустрічним синтезом – амідуванням етилового ефіру 4-карбетоксималонанілової кислоти (250) подвійним надлишком бензиламіну в присутності натрію метилату.

Для отримання ацильного похідного гідразиду ПАБК (258) здійснювали взаємодію бензиламіду 4-карбетоксималонанілової кислоти (255) з гідразингідратом (спосіб А). Цільовий продукт утворюється з невеликим виходом і містить домішку вихідної речовини. Для збільшення виходу ми використали речовину (254), яку переводили дією тіонілхлориду в хлорангідрид, який по мірі утворення реагував з гідразингідратом, внаслідок чого вдалося отримати гідразид (258) з виходом 44%. Отриманий гідразид дією ароматичних альдегідів переводили у відповідні гідразони (259-261). Будову синтезованих сполук доведено даними УФ-, ІЧ- та ПМР-спектроскопії.

Похідні 1,4-бензодіазепіну продовжують залишатися одними з найбільш ефективних засобів для лікування епілепсії та судомного синдрому. Тому логічним продовженням наших досліджень стало ацилювання заміщених 2-амінобензофенонів, що є основними метаболітами цих препаратів, етоксималонілхлоридом (238) з метою отримання потенційних антиконвульсантів.

Вихідні 2-амінобензофенони (262) були отримані реакцією Фриделя-Крафтса між відповідними анілінами та ароматичними кислотами після попереднього захисту аміногрупи анілінів. Подальше ацилювання отриманих бензофенонів здійснювали за допомогою етоксималонілхлориду (238) в середовищі ацетону