МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО

ЛЕСИК РОМАН БОГДАНОВИЧ

УДК 615.012.1:547.79

Синтез ТА БІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ КОНДЕНСОВАНИХ І НЕКОНДЕНСОВАНИХ ГЕТЕРОЦИКЛІЧНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ

4-АЗОЛІДОНІВ

15.00.02 – фармацевтична хімія та фармакогнозія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фармацевтичних наук

Львів - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фармацевтичної, органічної і біоорганічної хімії Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького Міністерства охорони здоров'я України.

Науковий консультант: заслужений працівник вищої школи України, лауреат державної премії України, доктор фармацевтичних наук, професор, академік АН ВШУ

Зіменковський Борис Семенович

Львівський національний медичний університет

ім. Данила Галицького, ректор, завідувач кафедри фармацевтичної, органічної і біоорганічної хімії.

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор

Новіков Володимир Павлович

Національний університет "Львівська політехніка",

завідувач кафедри технології біологічно активних сполук, фармації та біотехнології;

доктор хімічних наук, професор, академік НАН України

Лозинський Мирон Онуфрійович

Інститут органічної хімії НАН України, директор;

доктор фармацевтичних наук, професор

Мазур Іван Антонович

Запорізький державний медичний університет,

завідувач кафедри фармацевтичної хімії.

Провідна установа: Національний фармацевтичний університет МОЗ України, кафедра органічної хімії (м. Харків)

Захист відбудеться 21.01.2005 року о 13 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.600.02 у Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького за адресою: 79010, м. Львів, вул. Пекарська, 69.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького (79000, м. Львів, вул. Січових Стрільців, 6).

Автореферат розісланий 20.12. 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Гасюк Г.Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Похідні 4-азолідонів – це традиційно відомий клас біологічно активних сполук. Проте останнім часом у зазначеному напрямку здійснено ряд принципово нових наукових рішень, які привели до впровадження у медичну практику цілої групи інноваційних лікарських засобів, серед яких гіпоглікемічні тіазолідиндіони (піоглітазон та його аналоги), інгібітори альдозоредуктази (епальрестат), подвійні інгібітори COX-2/5-LOX (дарбуфелон), діуретики нового покоління (етозолін) тощо. У теперішній час спостерігається бурхливий розвиток хімії та фармакології 4-азолідонів, що відображено в роботах Б.С. Зіменковського, О.В. Владзімірської, В.П. Музиченка, Й.Д. Комариці, Р.О. Кочканяна, Ohishi Yoshitaka, B.B. Lohray, K.A. Reddy, Mui Mui Sim, T. Sohda, D.L. Mohler та інших. Завдяки комлексному використанню інноваційних технолологій (віртуальний та високоефективний скринінг, комбінаторна хімія, молекулярне моделювання), встановлено, що 4-азолідони проявляють високий афінітет до сімейства PPAR-рецепторів і є високоселективними інгібіторами UDP-MurNAc/L-Ala лігази. Це привело до створення серії потенційних протиракових, протизапальних, гіпоглікемічних, серцевосудинних та антимікробних засобів, які знаходяться на різних стадіях клінічних досліджень. Крім того, ідентифіковано високу антиоксидантну, противірусну, протитуберкульозну, антитиреоїдну та антиконвульсантну активності зазначеного класу гетероциклів. З хімічної сторони 4-азолідони завдяки різноплановим хімічним властивостям є потужними “структурними блоками” для досліджень у хімії гетероциклів. Отже поглиблене вивчення названих гетероциклічних систем, їх синтез, вивчення біологічної активності та встановлення взаємозв’язку між структурою і дією представляє безперечний інтерес як з теоретичної точки зору, так і в плані спрямованого синтезу потенційних лікарських засобів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом проблеми “Фармація” МОЗ України і є фрагментом комплексної науково-дослідної роботи Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького (№ державної реєстрації 0101U009227, шифр теми ІН 10.06.0001.01). Дослідження протиракової активності синтезованих сполук проводились у рамках програми Developmental Therapeutics Program (DTP) Національного інститутуту раку США (National Cancer Institute, Bethesda, Maryland, USA).

Мета та завдання дослідження. Метою даної роботи був синтез нових конденсованих і неконденсованих гетероциклічних систем на основі 4-азолідонів, пошук серед них ефективних та малотоксичних речовин з протираковою, антиоксидантною, антирадикальною, протигіпоксичною, церебропротекторною, протизапальною, антиконвульсантною та антимікробною активностями як потенційних лікарських засобів.

Для досягнення цієї мети були поставлені наступні завдання:

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

Об’єктами дослідження були реакції [2+3]-циклоконденсацій у синтезі 4-азолідонів, взаємодія 4-азолідонів з оксосполуками, реакції ацилювання, гетероциклізації, амінометилювання, лужного гідролізу, алкілювання, гетеродієнового синтезу, “доміно” реакція.

Предметом дослідження стали 2,4-тіа(іміда,селена)золідиндіони, 4-тіазолідинтіони, 2-іміно-4-тіазолідони як “структурні блоки” для пошуку біологічно активних сполук - потенційних лікарських засобів.

Методи дослідження: органічний синтез, спектральні методи (УФ-, ІЧ-, ЯМР-, мас-спектроскопія), рентгеноструктурний аналіз, елементний аналіз, тонковерствова хроматографія, віртуальний біологічний скринінг, традиційний та високоефективний фармакологічний скринінг, QSAR-2D аналіз.

Наукова новизна одержаних результатів. Опрацьовано нові підходи до одержання 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів, 3-заміщених 2-ариліміно-4-тіазолідонів та 2-іліденгідразоно-4-тіазолідонів, в тому числі різноманітних 5-іліден- та 5-ароїлметиленпохідних, 2-заміщених 4-тіазолідон-5-оцтових кислот та їх амідів. Запропоновано ефективні методи синтезу 2,4-азолідиндіон-5-карбонових кислот, на основі яких одержано нові аміди, гідразиди, ацилоксибензальдегіди та їх гідразони, 5,5’-біс-2,4-тіазолідиндіони, 4-імінопохідні. Вивчено реакції алкілювання амідів 2,4-тіазолідиндіон-5-оцтових кислот арилметиленхлоридами та похідними галогенкарбонових кислот. Опрацьовано новий підхід до синтезу 5-ариліден-2,4-тіазолідиндіон-3-алканкарбонових кислот з різною довжиною вуглецевого ланцюга, на основі яких одержано ряд нових функціональних похідних. Вперше синтезовано аміди 5-незаміщеної та 5-ариліден-2,4-імідазолідиндіон-3-оцтової кислоти, циклічні іміди 5-фенілпропеніліденроданін-3-сукцинатної кислоти, ряди 2-оксо-7-арил-3,5,6,7-тетрагідро-2Н-тіопірано[2,3-d][1,3]-тіазол-6-карбальдегідів, 5,7-діоксо-8-R-2,3,4a,5,6,7,7a,8-октагідропіроло [3',4':5,6]тіопірано[2,3-d][1,3]тіазол-6-іл)алканкарбонових кислот, естрів 2-оксо-7-арил-3,5,6,7-тетрагідро- та 2-оксо-7-арил-3,7-дигідро-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-5,6-дикарбонових кислот. Одержано нові полігетероциклічні системи тіазолотіопіранового ряду - 3,7-дитіа-5-азатетрацикло[9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8) та 3,7-дитіа-5,14-діазапентацикло[9.5.1.02,10.04,8. 012,16]гептадецен-4(8). Вперше встановлено, що взаємодія 5-(2-оксифеніл)метиліден-ізороданінів з ангідридами ненасичених кислот проходить за ”доміно” механізмом, що дозволило одержати оригінальні 2,6-діоксо-3,5a,6,11b-тетрагідро-2Н,5Н-хромено[4’,3’:4,5] тіопірано[2,3-d]тіазоли. Вперше синтезовано 3,5a,6,11b-тетрагідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5] тіопірано[2,3-d][1,3]азоли, 3,5a,6,13c-тетрагід-ро-2H,5H-бензо[5',6']хромено[4',3':4,5]тіопіра-но[2,3-d][1,3]азоли та 3,5,5a,6,7,8,9,9a-октагідро-2H-ізотіохромено[4a,4-d][1,3]азоли на основі тандемних реакцій Кньовенагеля і гетеродієнового синтезу. Запропоновано метод синтезу тіоізокумарин-3-карбонових кислот.

На основі досвіду попередніх досліджень, віртуального скринінгу та результатів QSAR-аналізу проведено спрямований синтез 694 сполук. В результаті високоефективного та традиційного фармакологічного скринінгу ідентифіковано 80 “структур-лідерів” з протираковою, протизапальною, антиоксидантною, протиішемічною, антирадикальною, церебропротекторною, антимікробною активностями. Ідентифіковано 3 потенційні протиракові агенти, які характерні селективним впливом на ракові клітини на фоні низької цитотоксичності та гострої токсичності in vivo. Для 4-азолідонів протиракова активність виявлена вперше, що свідчить про новизну та пріоритет дослідження.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено препаративні методи синтезу 2-ариламіно-2-тіазолін-4-нів, 2-іміно-4-тіазолідонів, 2,4-тіа(іміда)золідиндіон-3 та 5-карбонових кислот та їх функціональних похідних, азолотіопіранів, тіоізокумаринів. Виявлено ряд нових високоактивних та малотоксичних сполук для поглиблених досліджень як потенційних лікарських засобів. На основі QSAR-2D аналізу скринінгових результатів сформульовано ряд положень для спрямованого синтезу сполук з протизапальною та антимікробною діями з групи азолідинів.

Фрагменти роботи впроваджено в навчальний та науковий процес Національного фармацевтичного університету (акти впровадження від 27.05.04, 4.06.04 та 10.06.04), науковий процес Інституту молекулярної біології та генетики НАН України (обидва акти впровадження від 14.01.04), Луганського державного медичного університету (акт впровадження від 10.11.03), а також використані у навчальній програмі дисципліни “Комп’ютерні технології у фармації” (програма затверджена ЦМК ЛНМУ імені Данила Галицького від 12.12.12, протокол №4).

Особистий внесок здобувача. У ході роботи над дисертацією автором сформована стратегія і тактика дослідження, реалізовано виконання експериментальної частини, узагальнення результатів та формування положень і висновків, які виносяться на захист.

Співавторами наукових праць є науковий консультант, а також науковці, разом з якими, проводились спільні дослідження фізико-хімічних та біологічних властивостей синтезованих сполук.

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на XVIIІ та XIX Українських конференціях з органічної хімії (Дніпропетровськ, 1998; Львів, 2001), 135, 136, 139 Британських фармацевтичних конференціях (Великобританія, Істборн, 1998; Кардіф, 1999; Манчестер, 2002) V Національному з’їзді фармацевтів України (Харків, 1999), конференції “Органическая химия в XX веке” (Москва, 2000), Міжнародних конференціях "Хімія азотовмісних гетероциклів" ХАГ-2000 та ХАГ-2003 (Харків, 2000, 2003), конференції “Научные направления в создании лекарственных средств в фармацевтическом секторе Украины” (Харків, 2000), XVIII та XIX Наукових З’їздах Польського фармацевтичного товариства (Польща, Познань, 2001; Вроцлав, 2004), І Міжнародній конференції "Химия и биологическая активность азотистых гетероциклов и алкалоидов" (Москва, 2001), ІІ Національному з’їзді фармакологів України (Дніпропетровськ, 2001), Всеукраїнській науково-практичній конференції "Сучасні технології органічного синтезу та медичної хімії" (Харків, 2003), науковій конференції “Львівські хімічні читання” (Львів, 2003), XLVI З’їзді Польського хімічного товариства (Польща, Люблін, 2003), II Міжнародній конференції "Кислород- и серусодержащие гетероциклы" (Москва, 2003), IV Політематичній конференції з наук про ліки – MKNOL-IV (Польща, Гданськ-Собєшево, 2004), засіданні кафедри фармацевтичної, органічної і біоорганічної хімії ЛНМУ ім. Данила Галицького (Львів, 2004).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 65 наукових робіт, з яких 25 статей у наукових фахових виданнях, 10 статей в іноземних фахових журналах, 6 робіт в інших виданнях, 23 тези доповідей та 1 монографія. Одержано 5 деклараційних патентів на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, шести розділів, загальних висновків, списку літератури та окремого тому додатків (256 с.). Загальний обсяг дисертації 337 сторінок. Робота ілюстрована 29 таблицями (23 с.) і 16 рисунками (8 с.) Перелік використаної літератури включає 358 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. 2-Ариламіно-2-тіазолін-4-они та 2-іміно-4-тіазолідони: методи синтезу, особливості оптимізації структури потенційних біологічно активних сполук та їх фізико-хімічні властивості

Одним з напрямків нашої роботи був пошук сполук з протипухлинною та протизапальною активністю серед 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів та структурно споріднених похідних 2-іміно-4-тіазолідонів (псевдотіогідантоїнів). Вибір об’єктів та напрямків їх фармакологічного скринінгу обгрунтовано більше ніж 50-річним досвідом наукової школи проф. М. Туркевича та результатами віртуального скринінгу (PASS C&T метод).

Для синтезу 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів запропоновано підхід, що базується на амінолізі високореакційноздатного 2-карбетоксиметилтіо-2-тіазолін-4-ону (2.2, метод А) ароматичними амінами в етанолі. Попередні результати про вирішальний вплив характеру 5-іліденового субституенту на вид і силу фармакологічного ефекту стали обгунтуванням для синтезу серії 5-іліден-2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів. Паралельно проведено зустрічний синтез (метод Б) деяких сполук на основі відповідних арилтіосечовин.

Важкодоступні 2-ариламіно-2-тіазолін-4-он-5-ацетатні кислоти 2.60-2.64 та їх аміди 2.65-2.102 синтезовані [2+3]-циклоконденсацією арилтіосечовин, як S,N-бінуклеофілів, з малеїновим ангідридом та малеїнімідами, як еквівалентами діелектрофільного синтону [C2]2+. Інтерпретація хімічних перетворень здійснена за допомогою методів УФ-, ІЧ-, ПМР- та мас-спектроскопії. Індивідуальність та чистота синтезованих 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів підтверджена методом тонковерствової хроматографії.

Схема 1

Для 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів, одержаних на основі первинних ароматичних амінів, характерна прототропна аміно-імінна таутомерія, яка обгрунтована квантово-хімічними розрахунками (програма Hyperchem 5.0) і підтверджена ІЧ-спектрами для сполук в твердому стані і спектрами ПМР - в розчинах.

Схема 2

У спектрах ПМР (прилад Gemini-300) 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів 2.3-2.42 спостерігається характерне подвоєння сигналів, яке зумовлене існуванням в розчині динамічної рівноваги аміно- та Z- і Е-іміноформ, проте картина чіткої присутності 3 таутомерних форм спостерігається лише для структури 2.27 (R1 = 4-OH, Ar = 4-NO2-C6H4), що можна пояснити магнітною еквівалентністю син- та анти-ізомерів. Співвідношення таутомерів на основі кривої інтегральної інтенсивності, в основному, становить ~1:1. При спостереженні чіткого подвоєння основних сигналів протонів молекул, на нашу думку, синглет групи NН іміноформи (~12.00 м.ч.) знаходиться в слабшому магнітному полі в порівнянні з відповідним синглетом аміноформи (~11.00 м.ч.). Для інших протонів молекул таутомерів спостерігається протилежна картина. Так, для прикладу група =CH характерна двома синглетами при ~7.50 м.ч. (іміноформа) та ~7.60 м.ч. (аміноформа), що, крім того, свідчить про транс-розташування ариліденового залишку відносно тіазолідинового циклу. В спектрах ПМР 2-арилімінотіазолідин-4-он-5-ацетатних кислот та їх амідів також спостерігається аналогічне накладання субспектрів двох таутомерних аміно- та іміноформ у співвідношенні 1:1.

Для дослідження структури у твердому стані вивчено ІЧ-спектри ключових 2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів у таблетках KBr (прилад OMNIC-510), на основі яких можна константувати, що в кристалічному стані 2-ариламіно-2-тіазолін-4-они існують у вигдяді двох таутомерних форм. Лише для сполук 2.17 (R1 = 4-OH, Ar = 4-MeO-C6H4: NH 3402, C=O 1664, C=N 1616) та 2.28 (R1 = 4-OH, Ar = 4-NMe2-C6H4: NH 3464, C=O 1564, C=N 1614) можна трактувати тіазолінову структуру в кристалічному стані. Хромато-мас-спектри ключових 5-іліден-2-ариламіно-2-тіазолін-4-онів (прилад Finnigan MAT INCOS-50) характеризуються наявністю піків молекулярних іонів, причому основними напрямками фрагментації сполук під впливом електронного удару є розрив зв’язків у положенях 1-2, 3-4 та 4-5 тіазолідинового циклу.

У спектрах ПМР 5-ариліден-2-метил(4-оксифеніл)аміно-2-тіазолін-4-онів поряд з класичним набором сигналів протонів спостерігається синглет групи =СН при 7.48-7.70 м.ч., що обгрунтовує стереоселективне проходження реакції Кньовенагеля з утворенням виключно похідних з транс-розташуванням ариліденового залишку (Z-ізомерів).

З метою поглибленого дослідження кореляції “структура – біологічна активність” синтезовано серію амідів 2-[3-аліл-2-(aриліміно)тіазолідин-4-он-5-іл]ацетатної кислоти 2.103-2.119 і 5-незаміщених (2.120-2.122) та 5-ариліден-3-аліл-2-ариліміно-4-тіазолідонів.

Схема 3

У спектрах ПМР сполук 2.103-2.119 група CH2CH утворює характерну систему ABХ, яка реалізується субспектром у вигляді двох дублетів дублетів при ~2.75 та ~3.30 м.ч. з відповідними константами спін-спінової взаємодії (КССВ) (JAB = 13.0-17.0 Гц, JAX = 5.0-5.9 Гц та JBX = 2.3-3.5 Гц) і мультиплету при ~5.90 м.ч.

Відомо, що тіосемікарбазони є ефективними S,N-бінуклеофілами в реакціях [2+3]-циклоконденсації за Ганчем. Однією з модельних сполук обрано 4-фенілпропенілідентіосемікарбазон, враховуючи, що фенілпропеніліденовий радикал в поєднанні з тіазолідиновим фрагментом є фармакофорним для реалізації протизапальної, протипухлинної, антиоксидантної та протиішемічної активностей. Як еквівалент діелектрофільного синтону [C2]2+ для синтезу 2-фенілпропеніліденгідразоно-4-тіазолідонів використано малеїновий ангідрид, ряд малеїнімідів та ароїлакрилових кислот (схема 4). З метою одержання важкодоступних похідних з амінокислотними фрагментами 2.150-2.154 ми запропопонували оригінальний підхід з використанням малеїнімідів, одержаних in situ довготривалим нагріванням еквімолекулярних кількостей малеїнангідриду та відповідної амінокислоти в оцтовій кислоті, які не виділялись, а безпосередньо вводились в реакцію.

Схема 4

На основі попередніх досліджень нами встановлено, що в реакціях [2+3]-циклоприєднання 4-(антипірил-4)тіосемікарбазони гетероциклізують у 2-(антипірил-4’)імінопохідні, які проявляють високу протизапальну активність. Для синтезу нових 4-тіазолідонів з піразолоновим фрагментом в молекулі 2.159-2.164 тіосемікарбазони, одержані in situ взаємодією 1-(антипірил-4)тіосемікарбазиду з ароматичними альдегідами, вводились в реакцію з малеїновим ангідридом в середовищі оцтової кислоти (схема 4).

З метою одержання нових 3-(4-оксифеніл)-2,4-тіазолідиндіон-2-іліденгідразонів 2.165-2.187 як S,N-бінуклеофіли в [2+3]-циклоконденсаціях з монохлороцтовою кислотою, малеїнангідридом та малеїнімідами використано 4-(4-оксифеніл)тіосемікарбазони (як індивідуальні сполуки, так і in situ - інтермедіати). Слід відзначити, що арилтіосемікарбазони в зазначених реакціях гетероциклізують в протилежній манері, ніж 4-(антипірил-4)тіосемікарбазони (схема 4).

Структура синтезованих сполук підтверджена методами УФ- та ПМР-спектроскопії.

2. Комбінаторні підходи до молекулярного дизайну потенційних біологічно активних сполук на основі 2,4-азолідиндіон-5-карбонових кислот

Стратегічним напрямком наших досліджень є реалізація комбінаторного підходу для спрямованого пошуку потенційних біологічно активних сполук. Одним з найважливіших критеріїв вирішення поставленого завдання є вдалий вибір реагентів, або т. зв. “структурних блоків” (з англ. “building blocks”) для оптимального проведення синтетичної частини експерименту. Вихідними сполуками для хімічних досліджень ми обрали ряд 2,4-азолідиндіон-5-карбонових кислот, що обгрунтовано достатньо високою варіабельністю структур для хімічних перетворень, а також результатами віртуального скринінгу гіпотетичних структур за допомогою програм PASS C&T та LogP ACDLаbs.

Ми опрацювали одностадійний метод синтезу 2,4-тіазолідиндіон-5-оцтової кислоти 3.1, який полягав у взаємодії тіосечовини з малеїнангідридом в середовищі концентрованої соляної кислоти. Названий метод має суттєві переваги в чистоті продукту і виходах перед двохстадійним методом одержання через виділення проміжного псевдотіогідантоїну і, крім того, може бути загальним підходом до синтезу різноманітних 5-заміщених 2,4-тіазолідиндіонів. Зокрема при використанні цитраконового ангідриду в наведеній вище реакції ми одержали 2-(2,4-тіазолідиндіон-3-іл)пропіонову кислоту 3.3, а на основі ди-(антипірил-4)тіосечовини - 5-карбоксиметил-3-(2,3-диметил-1-феніл-4-піразолон-5-іл)-2,4-тіазолідиндіон 3.4. Взаємодією 3.2 з бромом в оцтовій кислоті синтезовано ще один ключовий "структурний блок" – 5-карбоксиметиліден-2,4-тіазолідиндіон 3.5. З метою вивчення впливу гетероатома в положенні 1 на біологічну активність за відомим методом одержано 2,4-імідазолідиндіон-5-оцтову кислоту 3.6.

Схема 5

Для проведення хімічних перетворень по карбоксильній групі 2,4-азолідиндіон-5-карбонових кислот синтезовано відповідні хлорангідриди, які використані в реакціях з ароматичними, гетероциклічними амінами та гідразидами карбонових кислот. Структура одержаних сполук підтверджена методом спектроскопії ПМР. 2,4-Тіазолідиндіон-5-оцтова кислота та її похідні містять діастереотопні протони водню в метиленовій групі, тому фрагмент CHAHBCHX в спектрі ПМР утворює спінову систему ABX, яка проявляється дублетом дублетів при ~3,0 та 3,3 м.ч. та мультиплетом при ~4.6 м.ч. з константами спін-спінової взаємодії JAB = 15.8-17.4 Гц , JAX = 6.9-10.5 Гц, JBX = 3.5-5.3 Гц. Велике значення JAB узгоджується з даними Takahashi (“карбонільний ефект”) для структурно подібних 2-тіоксо-4-оксотіазолідин-5-оцтових кислот. Для похідних 2,4-імідазолідиндіон-5-оцтової кислоти спотерігається аналогічна спектральна картина, проте сигнали протонів зміщені в область сильнішого магнітного поля. Для амідів та гідразидів 5-карбоксиметиліден-2,4-тіазолідиндіонів характеристичним є однопротонний синглет метиліденової групи в ділянці 7.10-7.44 м.ч., що, на нашу думку, вказує на транс-конфігурацію названого фрагменту відносно циклічного атому сірки.

Схема 6

Відомо, що гіпоглікемічні 2,4-тіазолідиндіони, які впроваджені в медичну практику або знаходяться на різних стадіях клінічних та доклінічних досліджень, вміщуть в положенні 5 тіазолідинового циклу різноманітні складні ансамблі аліфатичних, ароматичних та гетероциклічних фрагментів. На нашу думку, одним з напрямків успішного розвитку тематики таких сполук є синтез ацилоксибензальдегідів з 2,4-азолідиндіоновими фрагментами в молекулах взаємодією хлорангідридів 3.7, 3.9, 3.10 з п-оксибензальдегідом та ваніліном в умовах модифікованої реакції Шоттена-Баумана. Реакцією 3.89 та 3.90 з гідразидами саліцилової та бензокса(тіа)зол-2-тіооцтових кислот одержано гідразони 3.91-3.95, які відповідають вимогам до потенційних лігандів PPAR-рецепторів.

Схема 7

Нами встановлено, що однією з причин токсичності похідних тіазолідину є незаміщений атом азоту в положенні 3, причому функціоналізація зазначеного фрагменту молекули суттєво підвищує LD50 сполук. Одним з варіантів вирішення зазначеної проблеми може бути реакція Манніха, в умовах якої ми вивчили ряд амідів 2,4-тіазолідиндіон-5-карбонових кислот та метиловий естер 5-карбоксиметиліден-2,4-тіазолідиндіону. Як модельні аміни обрано піперидин та морфолін.

Схема 8

У спектрах ПМР синтезованих сполук імінометильний фрагмент спостерігається у вигляді синглету при ~4.50 м.ч. для метиленової групи, двох мультиплетів при ~1.50 та 2.50 м.ч піперидинового або двох триплетів при 2.50 та ~3.50 м.ч. морфолінового залишків.

Відомо, що атом водню в положенні 3 2,4-тіазолідиндіону проявляє кислотні властивості, зумовлені делокалізацією негативного заряду атомами кисню, тому зазначена сполука здатна утворювати стійкі солі, які можна використати в реакціях алкілювання. Наведений підхід був успішно адаптований для одержання комбінаторної бібліотеки амідів 3-R-2,4-тіазолідиндіон-5-карбонових кислот. Одним з ключових синтонів був N-(тіазол-2-іл)-(2,4-тіазолідиндіон-5-іл)ацетамід 3.41, при взаємодії якого з КОН синтезовано калійну сіль 3.112, яку використано в реакціях алкілювання арилметилхлоридами, етилхлорацетатом та галогенкарбоновими кислотами для одержання серії 3-заміщених похідних 3.113-3.121.

Алкілюванням калійних солей ариламідів 5-карбоксиметиліден-2,4-тіазолідиндіону хлорацетамідами в середовищі ДМФА-етанол одержано серію симетричних і несиметричних диамідів 5-карбоксиметиліден-2,4-тіазолідиндіон-3-оцтової кислоти.

Схема 9

Структура ключових синтезованих сполук підтверджена методом спектроскопії ПМР.

З літературних джерел відомо про використання 5-карбоксиметиліден-2,4-тіазолідиндіону в синтезі 5,5’-біс-2,4-тіазолідиндіонів. Ми спростили метод синтезу названих сполук до одностадійного. Встановлено, що при взаємодії сполуки 3.5 з тіосечовиною в концентрованій хлоридній кислоті утворюється 5-(2,4-діоксо-5-тіазолідиніл)-2,4-тіазолідиндіон (3.149). Процес утворення сполуки включає 3 основні етапи: а) селективне приєднання ізоформи тіосечовини до подвійного зв’язку, що зумовлено перерозподілом електронної густини в цьому фрагменті за рахунок сильніших електроноакцепторних властивостей 2,4-тіазолідиндіонового циклу в порівнянні з карбоксильною групою; b) гетероциклізація продукту в похідне псевдотіогідантоїну; c) кислотний гідроліз до 3.149.

Схема 10

Cинтезований 5-(2,4-діоксо-5-тіазолідиніл)-2,4-тіазолідиндіон (3.149) при взаємодії з спиртовим розчином KOH утворює дикалійну сіль 3.150, яка при алкілюванні етилхлорацетатом або арилметилхлоридами в присутності КІ утворює відповідні 3,3’-дизаміщені-5,5’-біс-2,4-тіазолідиндіони 3.151-3.154.

Схема 11

Протони 5,5’-біс-2,4-тіазолідиндіонів у положеннях 5 та 5’ є магнітно еквівалентними, тому в спектрі ПМР характерні одним двопротонним синглетом при ~5.30 м.ч., в той же час екзоциклічні групи NCH2 (3.151, 3.153, 3.154) утворюють дублети дублетів при 4.27, 4.67 та 5.21 м.ч. з КССВ 14.7-16.0 Гц.

4-Тіоксо-2-тіазолідони є перспективними реагентами, тому що заміна атому кисню в положенні 4 тіазолідиндіонів на сірку веде до збільшення реакційної здатності молекули по положеннях 4 та 5. Цю особливість ми використали для синтезу серії 4-імінопохідних на основі 2,4-тіазолідиндіон-5-оцтової кислоти. З метою захисту карбоксильної групи зазначеної гетероциклічної кислоти для реакції тіонування одержано відповідний метиловий естр 3.155, при взаємодії якого з P2S5 спостерігається селективне утворення метилового естру 4-тіоксо-2-тіазолідон-5-оцтової кислоти 3.156. Реакцією 3.156 з ароматичними амінами в середовищі спирту синтезовано ряд арилімінопохідних 3.157-3.162, а з концентрованим розчином аміаку одержано 4-іміно-2-тіазолідон-5-ацетамід (3.163).

Схема 12

В спектрах ПМР сполук 3.156 та 3.163, як і в похідних 2,4-тіазолідиндіон-5-оцтової кислоти фрагмент CH2CH утворює спінову систему ABX у вигляді субспектру з двох дублетів дублетів та мультиплету з відповідними КССВ, що, правдоподібно, дозволяє аргументувати ширше трактування “карбонільного ефекту” Takahashi, зумовлене його наявністю у 4-тіоксо та 4-імінопохідних.

3. 4-Азолідон-3-карбонові кислоти та їх 5-іліденпохідні: підходи до спрямованого синтезу біологічно активних сполук як потенційних лікарських засобів

2,4-Тіазолідиндіон-3-оцтова кислота та її похідні можуть знайти застосування як перспективні реагенти для створення комбінаторних бібліотек, проте малорепродуктивні методи синтезу зазначених сполук ставали на перешкоді грунтовних досліджень. Ми розробили ефективний метод синтезу 2,4-тіазолідиндіон-3-оцтової кислоти, який базується на алкілюванні калійної солі 2,4-тіазолідиндіону етилхлорацетатом в середовищі метанолу. Одержаний етиловий естр 2,4-тіазолідиндіон-3-оцтової кислоти не виділявся, а шляхом кислотного гідролізу перетворювався в кислоту 4.1, структуру якої підтверджено спектрами ПМР.На відміну від структурно подібних роданін-3-алканкарбонових кислот, які при дії SOCl2 димеризуються за положенням 5 сполука 4.1 гладко утворює хлорангідрид, що, на нашу думку, можна пояснити зменшенням СН-кислотності метиленової групи 4-тіазолідонів при заміні в положенні 2 атому сірки на кисень. Одержаний хлорангідрид при взаємодії з ароматичними амінами утворює відповідні ариламіди. З метою одержання структурно подібних амідів 2,4-імідазолідиндіон-3-оцтової кислоти оптимальним виявився альтернативний варіант синтезу, який грунтується на алкілюванні калійної солі 2,4-імідазолідиндіону хлорацетамідами в середовищі ДМФА-етанол в присутності KI.

Схема 13

Структура 4.2-4.10 підтверджена методом спектроскопії ПМР.

Наявність достатньо активної метиленової групи в положенні 5 тіазолідинового циклу стала обгрунтуванням для синтезу 5-ариліденпохідних за реакцією Кньовенагеля Крім того, ми опрацювали альтернативний підхід, який, на нашу думку, є найбільш оптимальним загальним методом одержання 5-ариліден-2,4-тіазолідиндіон-3-алканкарбонових кислот. Вихідними речовинами обрано калійні солі 5-ариліден-2,4-тіазолідиндіонів, N-алкілювання яких здійснювали монохлорацетатом натрію у середовищі ДМФА. З метою одержання оригінальних гетероциклічних кислот з різною довжиною вуглецевого радикалу в положенні 3 нами запропопоновано і успішно реалізовано алкілювання ?-хлорпропіонатом натрію в середовищі ДМФА та надлишком ?-бутиралактону при 160оС.

Схема 14

Індивідуальність синтезованих сполук підтверджена методом тонковерствової хроматографії, а структура – спектрами ПМР. Варто відзначити, що сигнал протону метиліденового фрагменту спостерігається при ~8.00 м.ч., що свідчить про транс-розташування ариліденового залишку відносно тіазолідинового фрагменту.

При взаємодії 4.11-4.22 з SOCl2 у середовищі толуолу і в присутності каталітичних кількостей ДМФА утворюються хлорангідриди, які використані в реакціях з різноманітними аліфатичними, ароматичними і гетероциклічними амінами, саліцилгідразидом та гліцином.

Структура синтезованих амідів та несиметричних гідразидів підтверджена методом спектроскопії ПМР. Цікавий субспектр спостерігається для похідних 5-фенілпропеніліден-2,4-тіазолідиндіон-3-алканкарбонових кислот. Так, протон в положенні 2 пропеніліденового фрагменту утворює дублет дублетів за рахунок спін-спінової взаємодії з протонами в положенні 1 та 3 при ~6.90 м.ч (J23 = 15.2-15.8 Гц, J12 = 10.0-12.0 Гц). Значення J23 вказує на транс-розташування зазначеного протону в пропеніліденовому фрагменті. Сигнали протонів в положенні 1 і 3 спостерігаються у вигляді дублетів при ~7.30 м.ч. та ~7.70 м.ч. відповідно.

Схема 15

Реакцією хлорангідриду 4.25 з о- і п-оксибензальдегідамим та ваніліном в умовах модифікованої реакції Шоттена-Баумана одержано відповідні ацилоксибензальдегіди, при взаємодії яких з саліцилгідразидом синтезовано ряд гідразонів складної структури.

Схема 16

З метою вивчення впливу гетероатомів 4-азолідонової системи на біологічну активність синтезовано аміди 5-ариліден-2,4-імідазолідиндіон-3-оцтових кислот N-алкілюванням калійних солей 5-ариліден-2,4-імідазолідиндіонів хлорацетамідами в ДМФА.

Схема 17

Структура сполук 4.104-4.125 підтверджена методом спектроскопії ПМР.

З метою одержання водорозчинних субстанцій потенційних біологічно активних сполук синтезовано 5-іліден-2-тіоксо-4-тіазолідон-3-алканкарбонові кислоти (4.130-4.144) і натрійні солі 5-фенілпропеніліденроданін-3-алканкарбонових кислот (4.145-4.147).

Схема 18

Нами встановлено, що 5-фенілпропеніліден-4-тіазолідони проявляють протизапальну, протипухлинну та антиоксидантну активності. З метою оптимізації структури сполук-лідерів одним з ключових “структурних блоків” обрано 5-фенілпропеніліден-4-оксо-2-тіоксо-3-тіазолідинілсукцинатну кислоту 4.141. Реакцією 4.141 з SOCl2 в середовищі діоксану синтезовано циклічний ангідрид 4.148, взаємодія якого з ароматичними амінами в толуолі без нагрівання проходить з розкриттям циклу і логічним утворенням суміші ізомерних моноамідів у співвідношенні ~1:1, що підтверджується спектрами ПМР (спостерігаються дублети екзоциклічних метиленових груп двох ізомерів при 3.07 м.ч. та 3.40 м.ч.) і тонковерствовою хроматографією. Нетривале нагрівання суміші продуктів в оцтовому ангідриді та в присутності безводного ацетату натрію приводить до утворення імідів (метод А), для препаративного одержання яких ми спростили технологічну схему до одностадійної. Так, при проведенні реакції в оцтовій кислоті необхідні сполуки утворюються з добрими виходами та достатньою чистотою (метод Б). Крім того, зазначений підхід дозволяє одержувати важкодоступні іміди з амінокислотними фрагментами в молекулі, які, в свою чергу, також можна модифікувати по карбоксильній групі. Так, при взаємодії сполуки 4.160 з SOCl2 утворюється хлорангідрид, на основі якого одержано амід 4.165.

Схема 19

На основі спектрів ПМР встановлено, що ариліміди 5-фенілпропеніліденроданін-3-тіазолідинілсукцинатної кислоти існують у вигляді суміші енантіомерів у співвідношенні 1:2, що пояснюється використанням D,L-аспарагінової кислоти як вихідної сполуки.

4. 5-Ілідензаміщені азолідони в синтезі конденсованих гетероциклічних систем для моделювання структури потенційних біологічно активних сполук

Відомо, що амбідентні 5-іліден-4-азолідинтіони є ефективними гетеродієнами в реакції гетеро-Дільса-Альдера. Для синтезу нових похідних тіазолотіопірану ми використали ряд дієнофілів (акролеїн, кротоновий альдегід та in situ інтермедіати - малеїніміди з амінокислотними фрагментами), які дозволяють функціоналізувати одержану гетероциклічну систему за рахунок введення альдегідної та карбоксильної груп в молекули. Альдегідна група при використанні акролеїну та кротонового альдегіду розміщується в положенні 6 тіазолотіопіранової системи, що підтверджено спектрами ПМР. Так, спектри ПМР 2-оксо-7-арил-3,5,6,7-тетрагідро-2Н-тіопірано[2,3-d][1,3]-тіазол-6-карбальдегідів характерні дублетом протону в положенні 7 при 4.23-4.73 м.ч. Крім того, для тіопіранового фрагменту СН2СН (5.1, 5.3, 5.4) спостерігається характеристичний субспектр у вигляді трьох однопротонних сигналів (двох дублетів дублетів і мультиплету або дублету, триплету та мультиплету) в ділянці 3.00-3.40 м.ч., який пояснюється діастереотопністю метиленової групи. Заміщення одного з воднів метиленової групи (сполука 5.6) метильним радикалом змінює спектральну картину фрагменту на квінтет і дублет при 2.80 та 3.70 м.ч. відповідно.

Взаємодією 5-іліденізороданінів з естрами фумарової, малеїнової та ацетилендикарбонової кислот синтезовано ряд неописаних в літературі естрів 2-оксо-7-арил-3,5,6,7-тетрагідро- (5.54-5.60) та 2-оксо-7-арил-3,7-дигідро-2Н-тіопірано[2,3-d]тіазол-5,6-дикарбонових кислот (5.61-5.68). Встановлено, що при взаємодії 5-(2-оксифеніл)метиліденізороданів з естрами ненасичених дикарбонових спостерігається лише реакція гетеро-Дільса-Альдера, на відміну від реакції з похідними акрилової кислоти (Й.Д. Комариця, 1992), яка характерна каскадним ацилюванням амідним чи естерним фрагментом фенольної групи. Спектри ПМР зазначених сполук харктерні синглетами протонів ОН груп при 9.91-11.40 м.ч. та дубльованими сигналами алкільних естрових субституентів.

З метою синтезу оригінальних гетерополіциклічних систем ми дослідили в реакціях гетеродієнового синтезу як дієнофіли 2-норборнен та іміди 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти. Встановлено, що при взаємодії 2-норборнену з 5-ариліденізороданінами утворюється оригінальна гетеротетрациклічна система - 3,7-дитіа-5-азатетрацикло [9.2.1.02,10.04,8]тетрадецен-4(8). Використання імідів 5-норборнен-2,3-дикарбонової кислоти приводить до нової пентагетероциклічної системи - 3,7-дитіа-5,14-діазапентацикло [9.5.1.02,10.04,8.012,16]гептадецену-4(8). В спектрах ПМР синтезованих сполук спостерігається складна картина норборнанового фрагменту в області 1.10-3.40 м.ч. Сигнал протону групи СН, зв’язаної з ароматичним ядром, проявляється у вигляді дублету в області 3.36-4.10 м.ч.

Схема 20

Встановлено, що при взаємодії 5-(2-оксифенілметиліден)ізороданінів з ангідридами малеїнової, цитраконової та ітаконової кислот проходить тандемна двохетапна реакція, яка включає естерифікацію фенольної групи ангідридами та гетеродієновий синтез з утворенням 2,6-діоксо-3,5a,6,11b-тетрагідро-2Н,5Н-хромено[4’,3’:4,5]тіопірано[2,3-d]тіазолів. Важливо відзначити, що цитраконовий ангідрид реагує достатньо стереоселективно. Зокрема в технічному продукті на основі спектрів ПМР ідентифіковано 2 ізомери (5.78, 5.78*) у співвідношенні 4:1. Подвійна кристалізація (суміш ДМФА-оцтова кислота 1:2) дозволяє виділити єдиний ізомер 5.78. Несподіваною була висока активність в “доміно” реакціях гетеродієнового типу ітаконового ангідриду, який не є дієнофілом. Враховуючи, що ітаконова кислота та її ациклічні похідні є дієнофілами, можна припустити, що в зазначеному процесі спочатку проходить ацилювання фенольної групи з утворенням інтермедіату, який має зручну комбінацію гетеродієн + гетеродієнофіл. У випадку ендикового ангідриду відбувається лише реакція гетеродієнового синтезу, що підтверджується спектрами ПМР (наявність сигналу фенольної групи при 8.90-11.00 м.ч) і, очевидно, зумовлено просторовими ускладненнями.

Спектри ПМР 5.69-5.71, 5.73, 5.75, 5.76 характерні субспектром тіопіранового фрагменту у вигляді дублету дублетів (~4.30 м.ч.) та двох дублетів в ділянці 4.50-5.00 м.ч. Для сполуки 5.78 зазначений фрагмент утворює два дублети (3.80 та 4.30 м.ч.), що підтверджує розташування СН3 в положенні 5 тіазолотіопіранової системи. Похідні 5.79-5.83 містять дві метиленові групи з діастереотопними атомами водню, що є причиною утворення в спектрі ПМР двох дублетів дублетів при ~2.70 та ~3.40 м.ч. Протон групи СН в положенні 11b утворює синглет при 4.35-4.65 м.ч, що аргументує розташування СН2СООН в положення 5a. Спектри ПМР 5.84-5.90 характерні складним субспектром норборнанового фрагменту в ділянці 1.40-4.00 м.ч. та дублетом протону в положенні 9 при 3.75-4.05 м.ч.

Схема 21

При взаємодії 4-тіоксо-2-тіазолідону, 2,4-тіазолідиндитіону або 4-тіоксо-2-селеназолідону та альдегідів з дієнофільним фрагментом також проходить “доміно” реакція. Для формування аддукту з комбінацією гетеродієнового та дієнофільного фрагментів, який зазнає спонтанного внутрішьомолекулярного [4+2]-циклоприєднання in situ, використано ряд 2-алілокси(2-метилпропенокси)- та 2-(3-арил-2-пропеноат)бензальдегідів, 2-алілокси(2-метилпропенокси)нафтойних альдегідів та (±)-цитронелаль. Оптимальними умовами для проходження реакції 4-азолідинтіонів з цитронелалем є помірний температурний режим (20-25оС), середовище ізопропанолу або безводного ацетонітрилу та каталізатор - етилендіамоній діацетат. У випадку інших альдегідів реакції проводять при нагріванні в середовищі оцтової кислоти і використанні безводного ацетату натрію як каталізатора.

Схема 22

Сполуки 5.91-5.102 вміщують в положеннях 5 та 6 діастереотопні атоми водню, за рахунок магнітної нееквівалентності яких, в спектрах ПМР спостерігається складний субспектр аліфатичних протонів тіопіранового ядра. Для тіазолотіопіранів без СН3 в положенні 5a ідентифіковано таку картину: мультиплет при 2.30-2.81 м.ч. (5a-H), дублет дублетів, часто трансформований у триплет, та дублет при 3.00-3.70 м.ч. (OCH2), а також триплет і дублет (для 5.100 спостерігається мультиплет) при 3.80-4.10 м.ч. (SCH2). Введення СН3 в положення 5a, який ізолює метиленові групи в положеннях 5 та 6, змінює спектральну картину з утворенням системи продубльованих двох дублетів дублетів (дві системи АВ) для фрагментів OCH2 та SCH2 при 2.70-3.51 м.ч. (JAB = 11.7-13.8 Гц) та 3.86-4.56 м.ч. (JAB = 10.5-10.6 Гц). Арильний замісник в положенні 5 приводить до субспектру тіопіранового фрагменту у вигляді триплету при 3.70-4.14 м.ч. (5a-H), триплету або дублету при 3.89-4.21 м.ч. (11b-H) та дублету при 5.07-5.40 м.ч. (5-Н). Сполуки 5.112-5.114 характерні субспектром біциклічної системи у вигляді мультиплетів при 0.90-2.33 м.ч.

Рентгеноструктурним аналізом 5.112 встановлено, що взаємодія ізороданіну з цитронелалем стереоселективно приводить до (5aR,8R,9aR)-5,5,8-триметил-3,5,5a,6,7,8,9,9a-октагідро-2H-ізотіохромено[4a,4-d][1,3]тіа-зол-2-ону (рис. 1).

У науковій літературі 1-оксо-1H-2-бензотіопірани (тіоізокумарини) практично не зустрічаються за рахунок складних у виконанні синтетичних методів. Ми опрацювали ефективний підхід до cинтезу тіоізокумаринів на основі 5-(2-карбоксифенілметиліден)роданінів, лужний гідроліз яких проходить двохетапно з гетероциклізацією проміжних тіопіровиноградних кислот до похідних 5.115, 5.116.

Схема 23

Взаємодією 5.115, 5.116 з SOCl2 одержано хлорангідриди, які апробовано як “структурні блоки” для формування комбінаторної бібліотеки похідних тіоізокумарину.

Схема 24

Структура синтезованих сполук підтверджена методами мас- та ПМР спектроскопії.

5. Біологічні та фармакологічні аспекти логіки і тактики спрямованого пошуку “кандидатів в лікарський засіб” з групи 4-азолідонів та їх похідних

На основі віртуального скринінгу синтезованих сполук (комп'ютерні програми PASS C&T та LogP ACDLabs) виділено структури-кандидати для тестування та основні напрямки фармакологічних досліджень. В загальному для фармакологічного скринінгу відібрано 263 сполуки. Використання віртуального скринінгу суттєво оптимізує процес досліджень, що відображено у достатньо високому відсотку високоактивних сполук (30,4%) (табл. 1).

Таблиця 1

Загальні результати тотального фармакологічного скринінгу

Вид активності | Сполуки-кандидати | Сполуки-лідери (%)

Протипухлинна дія | 156 | 50 (32.1%)

Антиоксидантна, антирадикальна, протиішемічна, протигіпоксична дії | 16 | 4 (25.0%)

Антиконвульсантна дія | 24 | 3 (12.5%)

Антиексудативна активність | 11 | 10 (90.9%)

Антимікробна активність | 56 | 13 (23.2%)

Загальна кількість сполук | 263 | 80 (30.4%)

Протипухлинна активність

Пошук потенційних протиракових засобів здійснюється у співпраці з Національним інститутом раку, США (NCI, Bethesda, Maryland, USA) у рамках договору від 5.09.2003 р і проводиться в 4 етапи: 1) прескринінг протимітотичної активності на 3 лініях ракових клітин; 2) тотальний скринінг активних сполук на 60 лініях ракових клітин; 3) розгляд і оцінка результатів попередніх етапів Біологічним Комітетом NCI; 4) проведення поглиблених біологічних досліджень високоактивних “кандидатів в лікарський засіб”.

Прескринінг протипухлинної активності сполук вивчався на 3 лініях ракових клітин людини (NCI-H460 – рак легень, MCF7 – рак молочної залози, SF-268 – рак ЦНС), діючи на них лише однією дозою препарату (10-4М). У результаті прескринінгу 156 сполук для ІІ фази досліджень відібрано 50 активних сполук, на фоні яких тотальна мітотична активність хоча б на одній з ліній ракових клітин відносно контролю становила менше 33%. У ІІ фазі досліджень проведено тестуванні сполук у мінімум 5 концентраціях при 10-кратному розведенні на 60 лініях людських ракових клітин: лейкемії (6 ліній), недрібноклітинного раку легень (9 ліній), епітеліального раку (7 ліній), раку ЦНС (6 ліній), меланоми (7 ліній), раку яйників (6 ліній), раку нирок (8 ліній), раку простати (2 лінії), раку молочної залози (7 ліній). На основі II фази досліджень 6 сполук із 35 були відібрані для незалежного дослідження, яке дозволило виділити 3 “кандидати в лікарський засіб” (2.12, 2.21, 2.22) для III та IV фаз досліджень. Згідно з висновком фахівців NCI 2.12, 2.21 та 2.22 не відносяться до жодного класу відомих протиракових агентів, що є обгрунтуванням для їх поглиблених досліджень, враховуючи низьку токсичність сполук (рис. 2). Для 2.21 вивчено цитотоксичність імунологічним методом “спонтанних розеток”. У концентрації 5.8*10-6М цитотоксичність сполуки становить 4,2%, у концентрації 9.69*10-6М – 43,8%, при концентрації 36.0*10-6М – 36,4%, що вказує на невисоку цитотоксичність 2.21 у діючих концентраціях.

Рис. 2. Протипухлинна активність та гостра токсичність сполук, які показали високу активність на ІІ фазі досліджень в Національному Інституті Раку (США)

Пошук потенційних коректорів синдрому пероксидації, церебропротекторів та антигіпоксантів серед 4-азолідонів та споріднених гетероциклічних систем

Антиоксидантна активність. Антиоксидантні властивості сполук визначали на моделі аутоокислення метилових естрів поліненасичених жирних кислот, ініційованих іонами Fe2+ (еталон ?-токоферолу ацетат). У результаті досліджень виділено перспективну групу натрійних солей 5-фенілпропеніліден-4-тіазолідон-3-алканкарбонових кислот (Les-1 (4.14-Na), Les-13 (4.145), Les-15 (4.147) та похідне тіазолотіопірану Les-7 (15.20).

Рис. 3. Антиоксидантна активність похідних тіазолідину в модельних дослідах in vitro

Антирадикальна активність in vitro. Антирадикальна активність похідних тіазолідину вивчалась методом біохемілюмінесценції, що дозволило ідентифікувати “структуру-лідер” (Les-13) з виразною антирадикальною активністю (табл. 2).

Таблиця 2.

Антирадикальна активність Les-13 в модельних дослідах in vitro (n=6)

Сполука або еталон | Площа під кривою | K | I1

Контроль, Н2О2 | 14193,50±306,34 | 11,58±0,80 | 341,17±12,24

Аскорбінова кислота (5 мг) | 6335,40±306,34 | 1,18±0,07 | 105,83±5,04

Аскорбінова кислота (2,5 мг) | 7298,58±115,81 | 2,19±0,15 | 142,33±5,27

Les-13 | 1710,92±40,97 | 0,55±0,09 | 32,83±1,22

P1 (відносно контролю)<0,001, P2 (відносно еталону) <0,001

Протиішемічна активність. Скринінгове дослідження похідних тіазолідину проведено на експриментальній моделі ішемічного інсульту головного мозку з використанням білих щурів лінії “Вістар” обох статей, вагою 160-180 г, у відповідності з методичними рекомендаціями ДФЦ МОЗ України “Доклінічні дослідження лікарських засобів”. Кількісними критеріями церебропротекторної дії на зазначеній експериментальній моделі було виживання щурів (в %) у динаміці. Встановлено, що найвищу активність як протектор клітин головного мозку при гострому ішемічному пошкодженні проявила сполука Les-13. При профілактичному введенні Les-13 виживання на 12.5, 63 та 75% перевищувало контроль через 3, 6 і 12 годин з моменту двостороннього лігування каротидних судин відповідно. Важливо підкреслити, що через добу в контрольному досліді зареєстровано 100% загибель, а в групі тварин, яким вводили Les-13, 75% щурів залишились живими і навіть до кінця 4 доби церебропротекторна