Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фармацевтичних наук

Синтез, хімічні перетворення і біологічні властивості похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх структурних аналогів

15.00.02 -- фармацевтична хімія та фармакогнозія

Березнякова Наталя Леонідівна

Харків - 2013



Дисертацією є рукопис.

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

Науковий консультант: доктор хімічних наук, професор, Українець Ігор Васильович Національний фармацевтичний університет, професор кафедри фармацевтичної хімії

Офіційні опоненти: доктор фармацевтичних наук, профессор Ветютнева Наталія Олександрівна Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, завідувач кафедри контролю якості і стандартизації лікарських засобів

доктор фармацевтичних наук, доцент Каплаушенко Андрій Григорович Запорізький державний медичний університет, завідувач кафедри фізколоїдної хімії

доктор хімічних наук, профессор Свєчнікова Олена Миколаївна Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, завідувач кафедри хімії

Захист відбудеться «31» жовтня 2013 р. о 10⁰⁰ 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 у бібліотеці Національного фармацевтичного університету (61168, м. Харків, вул. Блюхера, 4).

Автореферат розісланий «28» вересня 2013 р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради,

професор В.А. Георгіянц



АНОТАЦІЯ

Березнякова Н. Л. Синтез, хімічні перетворення і біологічні властивості похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх структурних аналогів. - На правах рукопису.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.02 - фармацевтична хімія та фармакогнозія. - Національний фармацевтичний університет, Харків, 2013.

Робота присвячена розробці нового перспективного наукового напряму в цілеспрямованому синтезі БАР з діуретичної дією на основі похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх структурних аналогів. Запропоновано модифікований метод одержання вихідного етилового естеру 6-гідрокси- 4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти. На його основі синтезовано велику серію N-R-амідів, як потенційних біологічно активних речовин з діуретичною дією. За найбільш удосконаленими методиками синтезовано N-R-аміди 4-метил-2-оксо-1,2-дигідроксохінолін-3-карбонової кислоти та 2-гідрокси-4-оксо-4Н-піридо[1,2-а]піримідин-3-карбонових кислот; запропоновано можливий механізм реакції бромоциклізації алілзаміщених 4-гід-роксихінолін-2-онів. Серед похідних 2-оксо-1,2-дигідроксохінолін-3-карбонової кислоти вперше виявлено БАР з діуретичною дією, що перевищують активність референс-препаратів, та встановлені структурно-біологічні закономірності. Вперше побудована 2D-QSAR-модель для прогнозу біологічної активності нових похідних N-R-амідів хінолінкарбонових кислот. Хімічна будова синтезованих речовин підтверджена елементним аналізом, спектрами ЯМР ¹Н та ¹³С, мас- та хроматомас-спектрометрією, а також рентгеноструктурним аналізом. Виявлена сполука-лідер - 6-гідрокси-N-(4-метоксифеніл)-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-пі-роло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбоксамід (Хімопірон), для якої розроблено проект МКЯ та фармакопейна стаття підприємства відповідно до вимог GLP та тимчасовий технологічний регламент у галузі виробництва на цю субстанцію. етиловий естер карбоновий

Ключові слова: 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонові кислоти, синтез, QSAR-аналіз, фармакологічна активність.



АННОТАЦИЯ

Березнякова Н.Л. Синтез, химические превращения и биологические свойства производных 2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновых кислот и их структурных аналогов. - На правах рукописи.

Диссертация на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук по специальности 15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия. - Национальный фармацевтический университет, Харьков, 2013.

Диссертация посвящена разработке нового перспективного научного направления в синтезе БАВ в ряду производных 2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбо-новых кислот и их структурных аналогов. Предложена модифицированная методика синтеза исходного этилового эфира 6-гидрокси-4-оксо-1,2-дигидро-4Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты, которая основана на реакции конденсации триэтилметантрикарбоксилата с индолином при эквимолярном соотношении реагентов и температуре 220° С. Разработаны препаративные методики синтеза, которые позволили получить целевые амидированные производные 6-гидрокси-4-оксо-1,2-дигидро-4Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоновой кислоты с высокими выходами путем амидирования соответствующего этилового эфира алкил-, арилалкил-, арил-, и гетериламинами.

Изучены особенности направления реакций этиловых эфиров 1-замещенных 4-хлор-2-оксо-1,2-дигидроксохинолин-3-карбоновых кислот с метиленактивными соединениями (циануксусным эфиром, малононитрилом), ставшие основой простого метода замены атома хлора на метильную группу. Усовершенствованы способы получения и осуществлен синтез алкил-, арилалкиламидов, анилидов и гетариламидов 1-R-4-метил-2-оксо-1,2-дигидро-ксохинолин-3-карбоновой кислоты.

Предложен улучшенный метод получения и очистки этиловых эфиров 2-гидрокси-4-оксо-4Н-пиридо[1,2-а]пиримидин-3-карбоновых кислот, который заключается в замене бромбензола на ксилол при двукратном избытке триэтил-метантрикарбоксилата. Разработаны препаративные способы амидирования этиловых эфиров 2-гидрокси-4-оксо-4Н-пиридо[1,2-а]пиримидин-3-карбо-новых кислот алкил-, диалкиламиноалкил-, арилалкил-, гетарилалкил- и ариламинами, согласно которым осуществлен синтез их амидированных производных. Доказано, что перераспределение электронной плотности в пиримидоновом фрагменте обусловлено сильными внутримолекулярными водородными связями, что позволяет представить пространственную структуру первичных амидов 2-гидрокси-4-оксо-4Н-пиридо[1,2-а]пиримидин-3-карбоновых кислот в кристалле как суперпозицию резонансных структур с преимущественным вкладом 2-гидрокси-4-оксоформы, тогда как для исходных этиловых эфиров 2-ги-дрокси-4-оксо-4Н-пиридо[1,2-а]пиримидин-3-карбоновых кислот в кристалле ранее нами была зафиксирована биполярная 2,4-диоксо-форма с протоном на атоме нитрогена в положении 1.

Экспериментально доказано, что способность N-аллилзамещенных 4-ги-дрокси-2-оксо-1,2-дигидрохинолинов и пиридинов подвергаться при бромировании молекулярным бромом циклизации в 2-бромметил-5-оксо-1,2-дигидро-5Н-оксазоло[3,2-а]азагетероциклы основана на их способности образовывать высоконуклеофильные биполярные мезомерные 1,4-дигидроформы. Благодаря именно им на завершающей стадии наблюдается не обычное присоединение бромид иона к позитивно заряженному С₍₂₎-атому бывшего аллильного фрагмента, а замыкание оксазольного цикла с участием соседнего О-анионного центра. Установлено, что бромирование N-аллилизатина, в отличие от N-ал-лилзамещенных хинолин- или пиридин-2-онов не зависимо от условий проведения реакции проходит исключительно как классическое присоединение галогена к двойной связи с образованием N-2,3-дибромпропилизатина. Установлено, что направленность данной реакции в значительной степени зависит от строения молекулы в целом поляризуемостью потенциальных нуклеофильных центров, т.е. атомов нитрогена или оксигена. Структура всех синтезированных соединений доказана данными элементного анализа, спектроскопией ЯМР ¹Н и ¹³С, в отдельных случаях рентгеноструктурным анализом, позволившим определить интересные особенности пространственного строения исследуемых веществ, а чистота и индивидуальность методом ТСХ.

В ходе изучения диуретической, противовоспалительной, противовирусной и противотуберкулезной активности синтезированных соединений установлены закономерности взаимосвязи «структура-активность» и выявлены практически нетоксичные вещества с высоким диуретическим действием, не уступающим препаратам сравнения.

Для углубленных фармакологических исследований рекомендован 6-ги-дрокси-N-(4-метоксифенил)-4-оксо-1,2-дигидро-4Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин- 5-карбоксамид «Химопирон» как оригинальный диуретик. Впервые установ-лены структурно-биологические закономерности его структурных аналогов з пара-метоксифенильным фрагментом в амидной части молекулы, что дало возможность используя систему симплексных дескрипторов и нелинейный метод деревьев класификации, построить 2D-QSAR модель, которая позволяет безошибочно классифицировать исследуемые соединения на основе всего трех структурных параметров (var2, var29 и var84), отобранных из более, чем двухсот симплексных дескрипторов, а также охарактеризовать молекулярные фрагменты, которые пригодны для прогноза диуретической активности новых N-R-амидов хинолинкарбоновых кислот.

Проведена стандартизация 6-гидрокси-N-(4-метоксифенил)-4-оксо-1,2-ди-гидро-4Н-пирроло[3,2,1-ij]хинолин-5-карбоксамида, на основе чего предложены методики идентификации методами ЯМР, ИК-спектроскопии и химической реакцией. Обосновано и регламентировано наличие сопутствующих примесей и предложены методики их определения. Разработана методика количественного определения с использованием метода алкалиметрии в неводной среде. Данные методики включены в проект МКК на субстанцию Химопирон, на основе которого подготовлена фармакопейная статья предприятия в соответствии с требованиями GLP. Для субстанции Химопирон разработан временный технологический регламент производства.

Ключевые слова: 2-оксо-1,2-дигидрохинолин-3-карбоновые кислоты, синтез, QSAR-анализ, фармакологическая активность.



THE SUMMARY

Bereznyakova N. L. Synthesis, chemical transformation, and biological properties of derivatives of 2-oxo-1,2-dihydroquinoline-3-carboxylic acids and their structural analogues. - A manuscript.

The thesis for Doctor of sciences in Pharmacy degree, speciality 15.00.02 - Pharmaceutical chemistry and pharmacognosy. - National University of Pharmacy, Kharkiv, 2013.

The thesis is devoted to the development of new promising research direction in the synthesis of biologically active substances as potential diuretics among the derivatives of 2-oxo-1,2-dihydroquinoline-3-carboxylic acids and their structural analogues. A modified method for the preparation of source of ethyl ester 6-hydroxy-4-oxo-1,2-dihydro-4H-pyr-rolo[3,2,1-ij]quinoline-5-carboxylic acid is proposed. On its basis the large group of amide derivatives as potentially biologically active compounds with diuretic action has been synthesized. By the most advanced techniques of the synthesis for N-R-amides of 1-R-4-methyl-2-oxo-1,2-dihydroquinolin-3-carboxylic acid and 2-hydroxy-4-oxo-4H-pyrido[1,2-a]pyrimidine-3-carboxylic acids; a possible mechanism of bromination reaction of N-allyl-4-hydroxyquinoline-2-ones is proposed. Among the derivatives of 2-oxo-1,2-dyhidroxoquinolin-3-carboxylic acid for the first biologically active substance with diuretic action that exceed the activity of reference-drugs, and certain structural and biological regularities are obtained were discovered. For the first time 2D-QSAR-model for predicting of the biological activity of new derivatives of N-R-amides quinolincarboxylic acids is built. The chemical structure of the synthesized substances has been confirmed by elemental analysis, spectroscopy NMR, mass- and chromatomass-spectrometry, and X-ray structural analysis. The lead substance - 6-hydroxy-N-(4-metoxyphenyl)-4-oxo-1,2-dihydro-4Н-pyrrolo[3,2,1-ij]quinoline-5-carboxamide - Himopiron has been chosen, and for this substance a MCQ has been draft on which is prepared pharmacopoeial monograph of enterprise as required by GLP and temporary technological regulation in manufacture.

Key words: 2-oxo-1,2-dihydroquinoline-3-carbonic acids, synthesis, QSAR analysis, pharmacological activity.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема виявлення нових класів хімічних речовин, здатних активно впливати на сечовиділення, і, що особливо важливо, створення на їх основі високоефективних та безпечних діуретичних лікарських препаратів не втрачає своєї актуальності протягом останніх десятиліть.

В останні роки все більшу увагу фармакологів та лікарів привертає використання діуретиків не тільки при захворюваннях серцево-судинної, нервової та інших систем організму, що в свою чергу призводить до порушення функціонування органів та супроводжується виникненням ниркової недостатності, артеріальної гіпертензії, глаукоми або епілепсії. Виявлені також екстраренальні ефекти діуретичних препаратів, що знайшли своє застосування для лікування синдрому бронхіальної обструкції, онкологічних захворювань. Особливо цікаві для практичної медицини діуретики, які поряд з сечогінною активністю проявляють ще й протизапальні, антиоксидантні, протимікробні, жовчогінні, гепатопротекторні, гіполіпідемічні властивості.

Аналіз джерел літератури дозволяє виявити зростаючу тенденцію до розширення переліку показань щодо застосування засобів з діуретичною дією у клінічній практиці. В той же час, за останні 30 років на світовому фармацевтичному ринку не з'явилося жодного нового класу діуретиків, хоча необхідність у таких препаратах очевидна. Виходячи з цього, пошук нових діуретичних засобів є однією з найбільш актуальних задач фармації, а перспективими об'єктами дослідження є похідні хінолінкарбонових кислот.

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

Мета і завдання дослідження. Метою даної роботи є цілеспрямований синтез та впровадження в практику нових ефективних сполук діуретичної дії на основі похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот.

Для досягнення зазначеної мети необхідно було вирішити такі завдання:

* Розробити препаративні методики одержання та здійснити синтез серії функціональних похідних 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло- [3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти з використанням доступних реагентів.

* Запропонувати модифіковані методики синтезу 1R-4-метил-2-оксо- 1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот, їх естерів, амідів, анілідів та гетариламідів.

* Розробити ефективні способи синтезу естерів та амідів 2-гідрокси-4-оксо-4Н-піридо[1,2-а]піримідин-3-карбонових кислот.

* Довести будову, вивчити фізико-хімічні властивості синтезованих сполук.

* Запропонувати можливий механізм реакції гетероциклізації N-аліл-заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот.

* Провести фармакологічний скринінг одержаних похідних 2-оксо-1,2-ди-гідрохінолін-3-карбонових кислот та встановити можливі закономірності зв'язку «структура-активність» у ряду синтезованих речовин, прогнозувати молекулярні фрагменти, кількості яких визначають діуретичну активність одержаних сполук та провести QSAR аналіз.

* За результатами даних поглибленого фармакологічного тестування рекомендувати найбільш активну та перспективну речовину-лідер для доклінічних досліджень за такими критеріями: значна біологічна активність, низька токсичність та препаративніть синтезу.

* На основі проведених досліджень фізичних, фізико-хімічних та технологічних властивостей розробити технологічний регламент її виробництва та проект аналітичної документації МКЯ на перспективну субстанцію.

Об'єкт дослідження - синтез 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот, їх похідних та структурних аналогів та вивчення їх фізико-хімічних та біологічних властивостей.

Предмет дослідження - способи синтезу, хімічні, фізико-хімічні та біологічні властивості похідних та аналогів 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-кар-бонових кислот. Прогнозування біологічної активності та її вивчення за допомогою фармакологічного скринінгу, дослідження закономірностей «структура-біологічна дія». Доклінічні випробування та стандартизація речовини-лідера 6-гідрокси-N-(4-метоксифеніл)-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін- 5-карбоксаміду, умовна назва Хімопірон.

Методи дослідження - органічний синтез, хімічні, фізичні та фізико-хімічні методи аналізу органічних сполук (визначення температури плавлення, елементний аналіз, хроматографія в тонкому шарі сорбенту (ТШХ), спектроскопія ІЧ-, УФ-, ЯМР ¹Н та ¹³С, включаючи моно- і гетероядерні кореляційні методики, мас- і хроматомас-спектрометрія, рентгеноструктурний аналіз), PASS-прогноз, QSAR-аналіз. Методи дослідження біологічної активності похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот, фармакологічний скринінг з використанням стандартних методик, аналіз одержаних результатів та їх узагальнення.

Наукова новизна одержаних результатів. Запропоновано перспективний науковий напрямок у цілеспрямованому синтезі біологічно активних сполук на основі похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот; при цьому одержано 372 нові сполуки.

У результаті виконання експериментальної частини рекомендована нова оригінальна сполука діуретичної дії з групи похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот.

Розроблені препаративні способи амідування етилового естеру 6-гід-рокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти алкіл-, арилалкіл-, та ариламінами, що дозволили синтезувати відповідні амідовані похідні з високими виходами.

Здійснено раціональний шлях одержання алкіл-, арилалкіл-, арил- та гетариламідів 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти з високими препаративними виходами та високим ступенем чистоти.

Розроблено ефективні методи одержання 1-алкілзаміщених-, бензонафтиридинів, 4-диціанометил- і оксазолохінолінів 4-метил-2-оксо-1,2-ди-гідрохінолін-3-карбонової кислоти; етилових естерів, алкіл-, арилалкіл- та діалкіламіноалкіламідів 2-гідрокси-4-оксо-4Н-піридо[1,2-а]піримідин-3-карбонової кислоти; амідів 2-бромометил-5-оксо-1,2-дигідро-5Н-оксазоло[3,2-а]хінолін- 4-карбонової кислоти; 2-бромометил-4-карбокси-5-метил-1,2-дигідрооксазо-ло[3,2-а]хіноліній броміду; 2-метил-9Н-фуро[2,3-b]хінолін-4-онів; 1-аліл- 3-ариламінометиленхінолін-2,4-(1Н,3Н)-діонів; N-алілізатину; N-R-амідів 1-фурфурил-4-гідрокси-2-оксо-1,2,5,6,7,8-гексагідрохінолін-3-карбонових кислот. Зазначені методи мають препаративне значення.

Вперше розроблено препаративий спосіб обміну атому хлору на гідроксигрупу у 1-R-2-оксо-4-хлор-3-етоксикарбоніл-1,2-дигідрохінолінах та перетворення їх у відповідні 4-гідроксипохідні.

Вперше досліджено особливості хімічного перетворення етилових естерів 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот обробкою киплячим фосфор окситрихлоридом, що супроводжується видаленням N-алкільних груп та обгрунтовано механізм цієї реакції,.

Запропоновано покращений метод одержання та очистки етилових естерів 2-гідрокси-4-оксо-4Н-піридо[1,2-а]піримідин-3-карбонової кислоти.

Розроблено декілька альтернативних шляхів синтезу N-R-амідів 2-гід-рокси-4-оксо-4Н-піридо[1,2-а]піримідин-3-карбонової кислоти. Доведено, що в ході амідування етилових естерів 2-гідрокси-4-оксо-4Н-піридо[1,2-а]піримідин-3-карбонової кислоти процес солеутворення визначається не тільки основністю аміну та кислотністю 2-OH-групи, а також значною мірою структурною спорідненістю реагентів.

Здійснено синтез N-R-амідів хінолін-3-карбонових кислот з пара-метоксифенільним фрагментом в амідній частині молекули та встановлені закономірності зв'язку «хімічна структура - біологічна дія».

Вперше обґрунтовано можливий механізм реакції бромування N-аліл-заміщених 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолінів та їх структурних аналогів, що супроводжується замиканням оксазольного циклу. При цьому за допомогою методик гетероядерної кореляційної спектроскопії ЯМР встановлено, що необхідною умовою для цього є наявність N-аліл-1,2-дигідропіридин-2-онового фрагменту. За допомогою рентгеноструктурного аналізу, мас-спектрометрії та кореляційної спектроскопії ЯМР вперше вивчені особливості просторової будови синтезованих сполук у кристалічному стані та у розчині.

Вперше проведено широкі біологічні дослідження нових груп похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот та їх структурних аналогів на прояв ними діуретичної дії та знайдені практично нетоксичні сполуки з високими салуретичними й помірними калійуретичними властивостями.

Вперше встановлена залежність діуретичної активності від будови амідного фрагменту та побудована 2D-QSAR модель, яка дозволяє встановити найбільш важливі молекулярні структурні параметри молекули для прогнозу діуретичної активності нових N-R-амідів хінолінкарбонових кислот.

Для подальших біологічних досліджень рекомендовано 6-гідрокси-N- (4-метоксифеніл)-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбоксамід «Хімопірон» як сполуку-лідер діуретичної дії принципово нового хімічного класу.

Наукова новизна одержаних результатів підтверджена 4 патентами України на винаходи.

Практичне значення одержаних результатів. Результати, одержані при виконанні роботи, мають значення як для продовження наукових досліджень у галузі виробництва фармацевтичних препаратів, так і для освіти.

На основі проведених експериментальних досліджень запропоновано препаративні методики синтезу похідних 2-оксо-1,2-дигідрохінолін- 3-карбонової кислоти та їх структурних аналогів. Встановлено закономірності зв'язку «хімічна структура-біологічна дія», які є підставою для подальшого цілеспрямованого синтезу біологічно активних речовин, мають практичне значення для проведення наукових досліджень, а також для виробництва лікарських препаратів. Проаналізовано можливість використання фізико-хімічних методів для стандартизації синтезованих речовин. Поповнена бібліотека УФ-, ІЧ- та ЯМР ¹Н і ¹³С спектрів органічних біологічно активних сполук.

Виявлено потенційну лікарську речовину з діуретичною активністю - 6-гідрокси-N-(4-метоксифеніл)-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін- 5-карбоксамід, яка пройшла експериментальні доклінічні дослідження фармакологічної активності та вірогідних мутагенних властивостей у ФГУН «Институт токсикологии» ФМБА России (г. Санкт-Петербург). Розроблено технологічний тимчасовий регламент на виробництво субстанції Хімопірон ТОВ «Рубіжпроектбуд». Розроблені методики ідентифікації, визначення чистоти та кількісного вмісту основної речовини для створення проекту МКЯ, які були використані при підготовці фармакопейної статті підприємства ОАО «ГосНИИ «Кристалл» (Россия) на субстанцію Хімопірон у відповідності до вимог GLP.

Результати наукових досліджень впроваджено у науково-дослідну та навчальну роботу кафедри органічної хімії Таврійського національного університету ім. В.І.Вернадського, кафедри фармацевтичної хімії Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова, кафедри фармацевтичної хімії Запорізького державного медичного університету, кафедри технології органічних речовин Інституту хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля, кафедри медичної та біоорганічної хімії Харківського національного медичного університету.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведено аналіз та систематизацію літературних джерел інформації за темою дисертаційної роботи, здійснено постановку мети та задач дослідження, реалізовано виконання експериментальної синтетичної частини роботи, яка викладена у дисертації, проаналізовано та узагальнено результати синтетичних, фізико-хімічних та біологічних досліджень, одержаних як самостійно, так і в співавторстві з іншими дослідниками, сформульовано висновки дослідження. Розроблено технологічний регламент на виробництво «Хімопірону», а також проект МКЯ на цю субстанцію.

Рентгеноструктурні дослідження проведені у співпраці з В.Б. Рибаковим, В.В. Чернишовим (Московський державний університет ім. М.В. Ломоносова, Москва, Росія); С.В. Шишкіною (НТК «Інститут монокристалів» НАН України, Харків, Україна) та О.В. Туровим (Київський національний університет ім. Т.Г. Шевченка, Київ, Україна). Співавторами наукових публікацій є науковий консультант та науковці, які брали участь у вивченні фізико-хімічних та біологічних властивостей описаних у роботі речовин.

У наукових публікаціях з колективом співавторів дисертантом особисто:

· досліджено та теоретично обґрунтовано одержання етилового естеру 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти та його амідування алкіл-, арилалкіл-, та ариламінами;

· розроблено ефективні методи синтезу амідованих похідних 6-гідрокси- 4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти;

· запропоновано найбільш раціональний шлях одержання N-R-амідів 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти та досліджено реакція їх бромування;

· проаналізовано та здійснено раціональний шлях синтезу гетариламідів 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти;

· здійснено синтез естерів та амідів 2-гідрокси-4-оксо-4Н-піридо- [1,2-а]піримідин-3-карбонової кислоти;

· запропоновано можливий механізм реакції галогенциклізації N-алілзаміщених хінолін- та піридин-2-онів у відповідні 2-бромо-метилоксазоли;

· здійснено удосконалений синтез амідів 1-фурфурил-4-гідрокси-2-оксо-1,2,5,6,7,8-гексагідрохінолін-3-карбонових кислот;

· здійснено синтез низки пара-метоксіанілідів 2-оксо-1,2-дигідрохінолін- 3-карбонових кислот;

· інтерпретовано результати інструментального аналізу одержаних сполук;

· доведено та проаналізовано результати фармакологічних тестувань.

Фармакологічні дослідження діуретичної та протизапальної активності проведені на базі Національного фармацевтичного університету на кафедрі біохімії під керівництвом д.біол.наук, професора Набоки О. І., біології під керівництвом д.фарм.наук, професора Кравченко В. М.; вивчення противірусної активності проведено на базі Харківського НДІ мікробіології та імунології ім. І. І. Мечнікова під керівництвом д.біол.наук, професора Панченко Л. М..

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на 1-ій міжнародній науково-практичній конференції «Науково-технічний прогрес і оптимізація технологічних процесів створення лікарських препаратів» (Тернопіль, 2006); 2-ій Міжнародній науково-практичній конференції (Харків, 12-14 жовтня 2006 року); на III-ій міжнародній медико-фармацевтичній конференції студентів та молодих вчених (Чернівці, 2006); на міжнародному симпозіумі «Advanced Science in Organic Chemistry» (Судак, 2006); на міжнародній конференції «Хімія азотовмісних гетероциклів» (Харків, 2006); на XXI-ій Українській конференції з органічної хімії (Чернігів, 2007); Національній науково-технічній конференції з міжнародною участю «Актуальні проблеми синтезу і створення нових біологічно активних сполук та фармацевтичних препаратів» (Львів, 2008); Всеукраїнському конгресі «Сьогодення та майбутнє фармації» (Харків, 16-19 квітня 2008 р.); на VI-ій Всеукраїнській конференції молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії (Харків, 2008); V International conference chemistry of nitrogen containing heterocycles: abstracts (October 5-9^th, 2009, Kharkiv), четвертій міжнародній конференції «Сучасні аспекти хімії гетероциклів», присвяченій 95-річчю проф. О. М. Коста (Санкт-Петербург, 2010).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 33 статті у фахових виданнях (з яких 29 у міжнародних фахових виданнях) і 12 тез доповідей на наукових конференціях різних рівнів, одержано 4 патенти України на винахід.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, огляду літератури (Розділ 1), чотирьох розділів експериментальної частини, загальних висновків, списку джерел літератури та додатків. Загальний об'єм дисертації складає 328 сторінок. Основний текст викладено на 245 сторінках. Робота ілюстрована 37 схемами, 25 рисунками, 81 таблицею. Перелік використаних джерел літератури містить 329 найменувань, з них 232 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Розділ 1. «Діуретичні засоби: сучасний стан та перспективи розвитку». (Огляд літератури). Проведено аналіз та узагальнено дані літературно-патент-них джерел щодо систематичного вивчення та практичного застосування засобів діуретичної дії природного та синтетичного походження. Майже половину асортименту світового ринку діуретиків сьогодні забезпечують всього три біологічно активні речовини: фуросемід, гіпотіазид і спіронолактон, на основі яких створено велику кількість різноманітних готових лікарських форм і комбінованих препаратів.

Відомо, що основу сучасного арсеналу діуретичних засобів, здатних посилювати видільну функцію нирок та допущених до медичного застосування, яка налічує близько 60 найменувань, складають похідні різних гетероциклічних систем. На жаль, жодне з них не позбавлене побічних ефектів, найбільш істотними з яких залежно від механізму дії можуть бути гіпер- або, навпаки, гіпокаліємія, гіперглікемія, загострення цукрового діабету, погіршення слуху, нудота, дерматити тощо. Виходячи з цього, пошук нових потенційних діуретичних засобів з поліпшеними властивостями, встановлення структурно-біологічних закономірностей, а також визначення сучасних тенденцій у подальшому удосконаленні ліків залишається актуальною проблемою фармацевтичної науки.

Розділ 2. Синтез, будова і біологічні властивості амідованих похідних 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти. Похідні 4-гідроксихінолін-2-ону є досить перспективною групою для створення нових засобів діуретичної дії. Нещодавні дослідження японськими вченими серії трициклічних хінолінон-оксимів дозволили виявити серед них сполуки з високою біологічною дією та створити на їх основі різноманітні похідні.

Спираючись на ці дані літератури, а також проведені раніше дослідження з виявлення діуретичної активності похідних хінолінкарбонових кислот та встановлення залежності біологічних властивостей від особливостей їх хімічної будови, нашу увагу привернули саме трициклічні сполуки, які містять у своїй структурі фрагмент 4-гідроксихінолону-2. Перший варіант хімічної модифікації структури 4-гідроксихінолін-2-онів полягав у дослідженні трициклічних похідних піроло[3,2,1-ij]хінолінів.

Відомий один з варіантів синтезу етилових естерів 6-гідрокси-4-оксо- 1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти полягає у конденсації індоліну 1 з тріетилметантрикарбоксилатом 2 (схема 1). При багаторазовому відтворенні даної методики встановлено, що першою стадією є утворення моноаміду 4, подальша внутрішньомолекулярна циклізація якого приводить до утворення цільового етилового естеру 3. Перевага цього методу полягає в одностадійності, а також можливості синтезувати цільові сполуки, які важко одержувати іншим способоми. Проте, суттєвим недоліком є утворення побічного продукту - тріаміду - метан-три-N-(індолін-1-іл)-карбоксаміду 5, що змушує використовувати подвійний, а краще потрійний надлишок тріетил-метантрикарбоксилату, що помітно знижує ефективність цього методу. Просте нагрівання хроматографічно чистого діестеру 4 викликає його перетворення на етиловий естер 2-(індолін-1-карбоніл)-3-(індолін-1-іл)-3-оксопропіонової кислоти 6, який в подальшому при поступовому нагріванні трансформується у триамід 5.

Нами запропонована модифікація цієї методики, а саме, повільне додавання естерів 4 або 6 у нагрітий до 215-225°С дифенілоксид (ДФО), що дозволяє одержувати відповідний трициклічний етиловий естер 3 або (індолін-1-іл)-амід 7 з високими виходами.

Алкіламіди 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін- 5-карбонової кислоти 8a-q одержували з етилового естеру 3 обробкою 10% надлишком відповідного аміну у киплячому етанолі або при кімнатній температурі. При цьому, згідно хроматографічного моніторингу, реакція закінчується вже через 2-3 години. Означену методику можна рекомендувати як препаративну, оскільки вона значно скорочує тривалість реакції, витрати амінів, та дозволяє одержувати цільові продукти з високими виходами.

Синтез арилалкіламідів 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло- [3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти 9а-v було здійснено звичайним амідуванням етилового естеру 3 відповідними арилалкіламінами у киплячому етанолі (схема 1).

Серія анілідів 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін- 5-карбонової кислоти 11a-z і 12a-i була одержана амідуванням етилового естеру 3 відповідними анілінами у присутності незначної кількості ДМФА і при еквімолярному співвідношенні реагентів при 160°С (схема 1, метод А). Цей метод дозволяє більш раціонально використовувати аміни і, крім того, скоротити тривалість реакції до декількох хвилин.

8: a R = Me; b R = Et; c R = All; d R = Pr; e R = i-Pr; f R = Bu; g R = i-Bu; h R = s-Bu; i R = C₅H₁₁; j R = i- C₅H₁₁; k R = 2-оксіетил; l R = 3-оксипропіл; m R = cyclo-C₃H₅; n R = cyclo-C₅H₉; o R = cyclo-C₆H₁₁; p R = cyclo-C₇H₁₃; q R = адамантан-1-іл; 9: n=1-3, Ar=феніл або заміщений феніл, 2-,3- чи 4-піколіл, фурил, тетрагідрофурил; 11: a R = H; b R = 2-F; c R = 3-F; d R = 4-F; e R = 3,4-F₂; f R = 2-Cl; g R = 3-Cl; h R = 4-Cl; i R = 2,3-Cl₂; j R = 2,4-Cl₂; k R = 2-Br; l R = 2-Br-4-Me;m R = 3-Br; n R = 4-Br; o R = 2-Me; p R = 3-Me; q R = 4-Me; r R = 2,3-Me₂; s R = 2,4-Me₂; t R = 2,5-Me₂; u R = 2-OMe; v R = 2-OMe-5-Cl; w R = 3-OMe; x R = 4-OMe; y R = 4-OEt; z R = 2-CF₃; 12: a A = 2-C?N; b A = 2-COOMe; c A = 2-CONH₂; d A = 2-CONHMe; e A = 4-COOMe; f A = 4-COOEt; g A = 4-COOPr; h A = 4-COOBu; i A = 2-SO₂NH₂.

Схема 1. Синтез N-R-амідів 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти.



При розробці альтернативного методу синтезу анілідів 11 і 12 виходячи з 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро-4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти 10 через одержаний реакцією з N,N'-карбонілдіімідазолом (CDI) при температурі не вище 40°С імідазолід, нами враховувалась надзвичайно висока схильність цієї кислоти до декарбоксилювання (метод Б). Слід відмітити, що метод Б навряд чи можна визнати виправданим для ацилювання більшості первинних ароматичних амінів. Оскільки, введення в синтетичну схему додаткових стадій гідролізу естеру та подальшого активування карбоксильної групи доцільно лише у тих випадках, коли виникають перешкоди для застосування методу А, наприклад, при ацилюванні термічно нестійких анілінів.

Для підтвердження хімічної будови одержаних сполук використані елементний аналіз, спектроскопія ЯМР ¹Н та рентгеноструктурний аналіз.

Здатність одержаних речовин впливати на сечовидільну функцію нирок, вивчалася на білих щурах паралельно і у порівнянні з фуросемідом (ефективна доза 25 мг/кг). Результати первинного фармакологічного скринінгу свідчать про достатньо високий рівень сечогінної дії досліджуваних сполук.

Так, необхідно відзначити, що циклопентиламід 8i (Alk = цикло-С₅Н₁₁) та бензиламід 9a (n=1, Ar=феніл) виявили помірну діуретичну дію, тоді як галогенування бензиламідного фрагменту бензиламіду (фторбензиламіди 9b-d, хлорбензиламіди 9e,f), або метилювання, як ароматичного кільця (4-метилбензиламід 9g), так і метиленової бензильної ланки (1-фенілетиламід 9l) веде до спаду активності. Метоксилювання значно посилює діуретичну активність, наприклад, 4-метоксибензиламід 9i (n=1, Ar=4-метоксифеніл) за рівнем сечогінної дії не поступається фуросеміду. Заміна фенільного кільця на піридинове ядро в бензиламіді 9а практично не викликає ніяких суттєвих змін. Сполуки з фурил- 9u та особливо тетрагідрофурильними 9v замісниками проявляють антидіуретичні властивості. Віддалення арильного замісника від карбамідного угруповання більш ніж на одну метиленову ланку можна визнати невиправданим в усіх випадках. А її заміна ланцюжком з двох чи трьох метиленових ланок призводить до значного спаду діуретичної активності.

Перехід від бензиламідів до анілідів 6-гідрокси-4-оксо-1,2-дигідро- 4Н-піроло[3,2,1-ij]хінолін-5-карбонової кислоти 11 і 12 з тими ж замісниками в ароматичному амідному ядрі у більшості випадків супроводжується помітним посиленням сечогінних властивостей. Встановлено, що мета-ізомери, як правило, виявляються активніші за свої орто- та пара-заміщені аналоги. Так, з трьох монофторанілідів 11 посилення діурезу викликає тільки мета-фторпохідне, в той же час ізомерні йому орто- і пара-фтораніліди взагалі не впливають на діурез. Серед метоксіанілідів 11 спостерігається така залежність сили діуретичного ефекту від положення замісника в амідному фрагменті: 4-ОМе >> 3-OMe > 2-OMe, тобто найбільш активним виявляється пара-заміщена сполука 11x, яка за активністю суттєво перевищує не тільки свої ізомери, а й препарати порівняння.

Вивчення протизапальної дії проводили за відомою методикою на моделі карагенінового набряку. Алкіламіди 8a-q вводили внутрішньошлунково у порівнянні з вольтареном (ефективна доза 8 мг/кг). Аналіз результатів показав, що з усієї групи речовин тільки адамантил-1-амід 8q (Alk=адамантил-1) проявляє помітну антиексудативну активність, хоча й поступається за цим показником вольтарену. А от арилалкіламіди 9а-v протизапальної дії не мають.

Протитуберкульозна активність анілідів 11 і 12 вивчена in vitro радіометричним методом у Національному інституті алергії та інфекційних захворювань США в рамках програми TAACF (Tuberculosis Antimicrobial Acquisition & Coordinating Facility). З усієї групи синтезованих речовин відмітити можна лише одну сполуку - мета-хлоранілід 11g, яка показала на першому рівні скринінгових випробувань 100% гальмування розвитку тест-штаму.

Таким чином, результати первинного скринінгу показують, що, на відміну від біциклічних, трициклічні сполуки впливають на сечовидільну функцію нирок, збільшуючи діурез, але при цьому протитуберкульозних властивостей майже не проявляють.

Розділ 3. Синтез N-R-амідів 1-R-4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін- 3-карбонової кислоти та продуктів їх хімічних перетворень. Раніше нами неодноразово відмічалися виражені сечогінні властивості похідних 4-гідрокси-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти. Продовжуючи дослідження у цьому напряму, наступним варіантом хімічної модифікації означеної молекули цих сполук уявляється цікавою заміна 4-ОН-групи на метильну групу. Обґрунтуванням для означеної модифікації став проведений за програмою PASS попередній прогноз біологічних властивостей, згідно з яким ймовірність прояву діуретичної активності амідованих похідних 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін- 3-карбонової виявилася набагато вищою, ніж для 4-гідроксіаналогів (у середньому 40% і 0% відповідно).

Шляхом ацилювання 2'-аміноацетофенону 17 етоксималонілхлоридом через 2-ацетиланілід 18, який обробляли натрій етилатом у абсолютному етанолі, нами було здійснено синтез етилового естеру 4-метил-2-оксо-1,2-дигі-дрохінолін-3-карбонової кислоти 19, після лужного гідролізу якого була виділена кислота 16а (схема 2). Разом з тим, практична реалізація такого синтезу сильно обмежується доступністю вихідних N-заміщених орто-аміноацетофенонів.

Інший можливий варіант одержання кислот 16b-d через структурні аналоги етилового естеру 19, а саме 1-N-алкілзаміщені естери 13, які легко реагують з ціаноцтовим естером з утворенням 3-етоксикарбоніл-2-оксо- 4-(ціаноетокси-карбонілметил)-1,2-дигідрохінолінів 14, та після лужного гідролізу останніх синтезовано 1-R-4-карбоксиметил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін- 3-карбонові кислоти 15, які далі при простому нагріванні до температури плавлення декарбоксилюються у цільові 4-метилзаміщені кислоти 16. Ключовою стадією цього синтезу є обмін атома галогену в 4-хлорхінолінах на залишок ціаноцтового естеру, а у препаративному значенні цей спосіб виявився зручним та ефективним.

Також цікавою уявляється заміна ціаноцтового естеру на малононітрил, як більш реакційноздатну метиленактивну речовину. Так, етилові естери 1-R-2-оксо-4-хлор-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот 13 з малононітрилом у системі ДМФА/К₂СО₃ реагують досить енергійно, при цьому утворюються не очікувані хінолінмалононітрили 20, а заміщені ціанацетаміди 22.

13-24: a R = Н; b R = Me; c R =Et; d R = Pr

Схема 2. Синтез 1R-4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти.

Легкість, з якою проміжні хінолінмалононітрили 20 приєднують молекулу води, а також факт гідратації лише однїєї з двох ціаногруп дозволяють зробити висновок, що подібно до триціанометану (ціаноформи) вони існують у кетен-імінній таутомерній формі 21, яка власне й реагує з водою. Виділені ціанацетаміди 22 у водних лугах утворюють іліденову форму 23, яка і бере участь у реакції гетероциклізації. За даними спектрів ЯМР ¹Н та мас-спектрів встановлено, що за участі естерної та карбамідної групи відбувається замикання діоксопіридинового циклу з виділенням етанолу та утворенням 6-R-5-гідрокси- 2,4-діоксо-2,3,4,6-тетра-гідробензо[с][2,7]нафтиридин-1-карбонітрилів 24.

28: a R = Me; b R = Et; c R = Pr; d R = i-Pr; e R = cyclo-Pr; f R = Bu; g R = i-Bu; h R = s-Bu; 29: R' = H: a R = бензил; b R = 2-F-бензил; с R = 4-F-бензил; d R = 2-Cl-бензил; e R = 4-Cl-бензил; f R = 4-Me-бензил; g R = 2-MeO-бензил; h R = 4-MeO-бензил; i R = 3,4-(MeO)₂-бензил; j R = піпероніл; k R = фурфурил; l R = піколіл-2; m R = піколіл-3; n R = піколіл-4; o R = 1-Ph-етил; р R = 2-Ph-етил; q R = 2-(3-Cl-Ph)-етил; r R = 2-(4-Cl-Ph)-етил; s R = 2-(4-MeO-Ph)-етил; t R = 2-(3,4-(MeO)₂-Ph)-етил; v R = 3-Ph-пропіл R' = Et: u R = 4-MeO-бензил; 30: а R = H; b R = 2-F; c R = 3-F; d R = 4-F; e R = 3,4-F₂; f R = 2-Cl; g R = 3-Cl; h R = 4-Cl; i R = 2,3-Cl₂; k R = 2,4-Cl₂; l R = 2,5-Cl₂; m R = 2-Br; l R = 2-Br-4-Me; n R = 3-Br; o R = 4-Br; p R = 2-Me; q R = 3-Me; r R = 4-Me; s R = 2,3-Me₂; t R = 2,4-Me₂; u R = 2,5-Me₂; w R = 2-OMe; v R = 2-OMe-5-Cl; x R = 3-OMe; y R = 4-OMe; z R = 4-Oet; 31: а A = 2-CF₃; b A = 3-CF₃; c A = 2-C?N; d A = 2-COOH; e A = 3-COOH; f A = 4-COOH; g A = 4-COOEt; h A = 2-CONH₂; i A = 2-SO₂NH₂ ; 32-36: а R = Py-4; b R = Py-3; c R = Py-2; d R = 5-Cl-Py-2; i R = 3,5-Cl₂-Py-2; f R = 3-Me-Py-2; g R = 4-Me-Py-2; h R = 5-Me-Py-2; i R = 6-Me-Py-2; k R = піразин-2-іл; l R = бензімідазол-2-іл; m R = тіазол-2-іл; n R = 5-ізо-пропіл-1,3,4-тіадіазол-2-іл; о R = 5-ізо-бутил-1,3,4-тіадіазол-2-іл; p R = бензтіазол-2-іл; р R = 6-бромбензтіазол-2-іл.

Схема 3. Синтез амідованих похідних 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот.

1-Заміщені 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонові кислоти представляють інтерес як основа для синтезу різноманітних потенційно біологічно активних похідних. Відомо, що 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонова кислота 25 та її доступні алкільні естери інертни по відношенню до первинних аліфатичних амінів, та не здатні безпосередньо амідуватися первинними і вторинними амінами. З цієї причини, синтез відповідних амідів, можливий тільки після додаткового активування карбонільного атому карбону карбоксильної групи, наприклад, через перетворення у хлорангідрид (схема 3).

При обробці кислоти 25 тіонілхлоридом у тетрахлоркарбоні синтез ускладнюється утворенням рожево-забарвлених ціанінових барвників, які навіть у незначній концентрації здатні забруднювати кінцеві продукти.

Враховуючи цей факт, нами було здійснено спробу амідування кислоти 25 шляхом її перетворення під дією N,N'-карбонілдіімідазолу (CDI) у проміжний імідазолід 27. Проте його реакційна здатність по відношенню до N-нуклеофілів виявилася дуже низькою. Тому, для синтезу цільових алкіламідів 28а-h з високими виходами було використано простий та ефективний спосіб одержання навіть дуже нестійких хлорангідридів, що полягає у пропусканні сухого гідрогенхлориду у розчин імідазоліду 27 у тетрахлоркарбоні. Синтези проводяться при охолодженні, що дозволяє уникнути практично усі побічні процеси та дійсно синтезувати безбарвний хлорангідрид 26. При використанні оксигенвмісних розчинників, наприклад діоксану, тетрагідрофурану і нітробензолу, реакційна суміш відразу ж після змішування набуває червоного забарвлення. За даними РСА встановлено, що червоне забарвлення обумовлене саме вихідною кислотою 25. Очевидно, це зумовлено присутністю у молекулі метильної групи, яка скоріш за все і бере участь у міжмолекулярних реакціях, що призводить до утворення небажаних забарвлених сполук. Встановлено, що після перетворення кислоти 25 у хлорангидрид 26 у тетерахлоркарбоні кількість забарвлених речовин незначна і зазвичай легко видаляється активованим вугіллям на стадії очищення кінцевих N-R-амідів. Саме цим способом були одержані арилалкіламіди 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот 29 а-u.

Для трансформації одержаного імідазоліду 27 у цільові аніліди 30a-z та 31a-i знадобилися досить жорсткі умови - тривале кип'ятіння з анілінами у висококиплячому розчиннику (ДМФА).

Один з описаних вище методів можна використовувати також і для синтезу гетариламідів 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-карбонових кислот 32a-p. Проте, хлорангідріди 2-оксо-1,2-дігідрохінолін-3-карбонових кислот в реакціях з азагетариламінамі замість амідів часто утворюють стійкі N-ацил-гетариламінові солі. З цієї причини «хлорангідридний» варіант у даному дослідженні нами не розглядався. Більш перспективним виявилося використання в якості ацилуючого агента імідазоліду 4-метил-2-оксо-1,2-дигідрохінолін- 3-карбонової кислоти 27. Однак, зазначена раніше його незвично низька реакційна здатність, та зумовлена цим необхідність використовувати висококиплячий розчинник (ДМФА), призводить до забруднення кінцевих продуктів через розкладання вільного аміну (схема 3, метод А).

Тому синтез гетариламідів 32a-p було здійснено з етилових естерів N-гетарилмалонамінових кислот 33l-p (схема 3, метод Б). Лужним гідролізом етилових естерів 33l-p синтезовано кислоти 34l-p, які після обробки N,N'-карбонілдіімідазолом (CDI) перетворюються на імідазоліди 35l-p. Додавання до реакційного середовища орто-аміноацетофенону привело до утворення цільових гетариламідів 32. При цьому основних властивостей вільного імідазолу, що виділяється у результаті послідовного формування імідазолідів 35, а потім і діамінів 36, цілком достатньо для замикання хінолонового циклу гетариламідів 32, тому додавання сильних основних каталізаторів на завершальній стадії не потрібно.

Будова одержаних амідів підтверджена спектрами ЯМР ¹Н і ¹³С, та рентгеноструктурним аналізом.

Схема 4. Хімічні перетворення 1-заміщених 4-гідроксихінолонів-2.

Завдяки високій реакційній здатності 3-заміщені 4-хлор-2-оксо- 1,2-дигідрохіноліни легко вступають у взаємодію з багатьма нуклеофільними реагентами, а також можуть використовуватись як основа для одержання найрізноманітніших біологічно активних сполук. Тому нами було проведено детальне вивчення особливостей перетворення 1-заміщених 4-гідроксихінолонів- 2 на 4-хлорпохідні за допомогою фосфор окситрихлориду (схема 4).

Належної уваги вивченню даної реакції поки що не приділялося та в науковій літературі можна зустріти найрізноманітніші за тривалістю (від 1 до 16 годин) методики. Проведені нами експерименти показали, що, принаймні у випадку 1-алкілзаміщених 4-гідрокси-2-оксо-3-етоксикарбоніл-1,2-дигідро-хінолінів, даний фактор має велике значення, оскільки досить істотно впливає на чистоту одержуваних 4-хлорзаміщенних продуктів. Доведено, що обмін 4-гі-дроксигрупи на атом хлору відбувається дуже швидко - вже через 5 хвилин вихідний естер 37 перетворюється на етиловий естер 1-етил-4-хлорхінолон-2 38.

Разом з тим встановлено, що тривалий контакт 1-алкілзаміщених 4-гі-дроксихінолонів-2 з фосфор окситрихлоридом супроводжується не тільки обміном 4-гідроксигрупи на хлор, але й небажаним видаленням N-алкільних груп.

За даними хроматомас-спектрометричного моніторингу, приблизно на 45-й хвилині після початку досліду в реакційній суміші зафіксована поява нової речовини, ідентифікованої спочатку за мас-, а потім і за ЯМР ¹Н спектром як етиловий естер 2,4-дихлорхінолін 39. Протягом часу вміст цього продукту поступово зростає і на 10-у годину досліду вже перевищує 25%.

Для одержання більш детальної інформації щодо механізму процесів, що відбуваються при цьому, взаємодії з фосфор окситрихлоридом додатково піддавали етиловий естер 4-гідрокси-1-ноніл-2-оксо-1,2-дигідрохінолін-3-кар-бонової кислоти 40. Першою стадією цієї реакції є заміна 4-ОН-групи на атом хлору. Далі утворюється 4-хлорпохідне 41, яке після 120-ти годинного кип'ятіння у фосфор окситрихлориді повністю трансформується в 2,4-ди-хлорхінолін 37, при цьому втрачає N-нонільний замісник у вигляді нонілхлориду. Видалення N-алкільної групи може відбуватися тільки з кватернізованої гетероциклічної основи - з біполярної форми 42. Однак її внесок у резонансний гібрид естеру 41 невеликий, тому й швидкість, яка спостерігається при перетворенні 1-алкілзаміщених 4-гідрокси-2-оксо-3-етоксикарбоніл-1,2-дигідро-хінолінів на 2,4-дихлорхінолін 39 порівняно низька. Отже, лімітуючою стадією цієї реакції є деалкілування, оскільки після утворення 2-гідроксихіноліну 43 жодних перешкод до швидкого формування 2,4-дихлорпохідного 37 більше не залишається. Альтернативний механізм, який включає первісне утворення 1-но-ніл-2,4-дихлорхінолінію хлориду 44, уявляється менш ймовірним. По-перше, при його реалізації присутність у реакційній суміші N-алкілзаміщених 2-оксо- 4-хлор-1,2-дигідрохінолін протягом тривалого проміжку часу неможливо, але це суперечить експериментальним даним. По-друге, при хроматомас-спектрометричному контролі за ходом реакції естерів 37 або 40 з фосфор окситрихлоридом відповідні дихлорзаміщені хіноліни з 1-N-алкільними замісниками взагалі не були виявлені. Тому, цілком закономірно, це можна розглядати як результат «нормальної» термічної деструкції хлориду дихлорхінолінію 44, (за умови, що він дійсно утворюється).

При вивченні діуретичної активності синтезованих речовин, встановлені закономірності зв'язку «структура-активність» алкіламідів 4-метил-2-оксо- 1,2-дигідрохінолін-3-карбонової кислоти 28а-h, які свідчать про те, що в залежності від будови амідного фрагменту вони здатні як підсилювати, так і пригнічувати діурез піддослідних тварин. Проте, сила їх ефекту виявилася незначною, на підставі чого пошук потенційних діуретичних засобів у ряду алкіламідів 28 слід визнати малоперспективним.