Синтез потенційних протитуберкульозних засобів на основі гідразидів 1-R-2-ОКСО-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна фармацевтична академія України

УДК 547.298.61:547.831:547.833.8

Синтез потенційних протитуберкульозних засобів на основі гідразидів 1-R-2-ОКСО-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот

15.00.02 - фармацевтична хімія і фармакогнозія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фармацевтичних наук

Джарадат Нідаль Амін

Харків 2000

Дисертацією є рукопис гідразид синтез сполука скринінг

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

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Українець Ігор Васильович Національна фармацевтична академія України, професор кафедри фармацевтичної хімії

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Болотов Валерій Васильович Національна фармацевтична академія України, завідувач кафедрою аналітичної хімії, доктор фармацевтичних наук, професор Петюнін Генадій Павлович Харківська медична академія післядипломної освіти, завідувач кафедрою клінічної біохімії і судово-медичної токсикології

Провідна установа: Державний науковий центр лікарських засобів (м. Харків), Міністерство охорони здоров'я України, лабораторія хімічної технології лікарських форм

Захист відбудеться “ 6 ” жовтня 2000 року о 1000 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.605.01 при Національній фармацевтичній академії України за адресою: 61002, м. Харків, вул. Пушкінська, 53.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національної фармацевтичної академії України (61168, м. Харків, вул. Блюхера, 4).

Автореферат розісланий “ 5 ” вересня 2000 р.

Вчений секретар Гриценко І.С. спеціалізованої вченої ради

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В 1991 р. Генеральна Асамблея ВООЗ констатувала, що туберкульоз є приоритетною міжнародною і національною проблемою охорони здоров'я не тільки в країнах, що розвиваються, але й в економічно високорозвинутих державах. Понад 1,5 млрд. людей майже 30% світового населення інфіковані мікобактеріями туберкульозу. В світі щорічно захворюють на туберкульоз понад 8 млн. людей, а 3 млн. -- помирають від цього захворювання. Загрозлива ситуація склалась і в Україні -- з початку 90-х років захворюваність на туберкульоз збільшилась майже вдвічі. Ці дані свідчать про перевищення епідемічної межі і нещодавно ВООЗ оголосила про епідемію туберкульозу в Україні.

На сьогоднішній день туберкульоз хвороба виліковна. Однак мікобактерії туберкульозу настільки активно мутують, що це дає їм змогу виробляти стійкість до багатьох загальновідомих протитуберкульозних препаратів. В результаті в світі зараз нараховується декілька мільйонів людей, яким не допомагає класичне лікування. В зв`язку з цим проблема пошуку нових лікарських засобів протитуберкульозної дії є одним з найбільш актуальних питань сучасності.

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

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є створення потенційних протитуберкульозних засобів.

На сьогодні багато похідних як оксихінолінів, так і гідразину вже знайшли широке практичне використання при лікуванні різних інфекційних захворювань, в тому числі й туберкульозу. Виходячи з цього, для досягнення зазначеної мети були поставлені такі задачі:

Вивчити поведінку гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот в реакції з етилортоформіатом.

Розробити препаративну методику синтезу бензиліденгідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

Проаналізувати можливі варіанти синтезу N-алкілантранілових кислот і підібрати найбільш оптимальні умови їх одержання.

Здійсниті синтез (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

Підтвердити хімічну будову та чистоту синтезованих сполук.

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

При виявленні речовин, рекомендованих для поглиблених біологічних досліджень, розробити методики визначення їх доброякісності, які можуть бути використані в подальшому при підготовці відповідної науково-технічної документації.

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

Предмет дослідження - гідразиди 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот та продукти їх реакцій з карбонільними сполуками з потенційною протитуберкульозною активністю.

Методи дослідження - синтез похідних гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот з використанням різноманітних хімічних реакцій: ацилювання, гідразиноліз, алкілування, переетерифікація, амідування та інш; аналіз структурних особливостей одержаних речовин за допомогою сучасних фізико-хімічних методів аналізу: УФ-, ІЧ-спектрофотометрії, спектроскопії ЯМР, мас-спектрометрії, рентгеноструктурного аналізу, тонкошарової і високоефективної рідинної хроматографії; вивчення біологічних властивостей з використанням стандартних методик.

Наукова новизна одержаних результатів. При вивченні реакції гідразидів 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот з етилортоформіатом встановлено, що першою стадією є утворення етоксиметиліденпохідних. Вперше виявлено, що в киплячому етилортоформіаті етоксиметиліденгідразиди 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот перетворюються в етилові ефіри відповідних хінолін-3-карбонових кислот.

Досліджена поведінка етоксиметиліденгідразидів 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот в умовах термолізу. Запропоновано ймовірний механізм перетворення цих сполук в симетричні N,N'-ді-(1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихіноліноїл-3)-гідразини.

Розроблено препаративний метод синтезу бензиліденгідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, який дозволяє одержувати цільові продукти високого ступеня чистоти.

На основі порівняльного аналізу різних способів одержання N-алкілантранілових кислот підібрані найбільш оптимальні умови їх синтезу в залежності від алкільного замісника.

Вивчені два варіанти синтезу (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, один з яких рекомендований як препаративний.

В результаті проведених досліджень одержано біля 60 неописаних в літературі сполук, структура яких підтверджена даними елементного аналізу, УФ-, ІЧ-, ПМР- і мас-спектрів, а в деяких випадках - рентгеноструктурним аналізом та зустрічним синтезом.

Вивчена протипухлинна, анти-СНІД і протитуберкульозна активність одержаних речовин, що дозволило виявити в їх структурі фрагменти, які активно впливають на біологічні властивості.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методи одержання етоксиметиліденгідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, N,N'-ді-(1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихіноліноїл-3)-гідразинів, бензиліденгідразидів і (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот, а також ключових у синтезі 2-оксо-4-гідроксихінолінів структур -- N-алкілантранілових кислот, які можуть бути використані в подальшому цілеспрямованому синтезі біологічно активних речовин.

Проведений фармакологічний скринінг дозволив як перспективний лікарський препарат, придатний для лікування туберкульозних і нетуберкульозних мікобактеріозів, рекомендувати для поглибленого дослідження бензиліденгідразид 1-гексил-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонової кислоти. Розроблено методики визначення хроматографічної чистоти, якісного та кількісного аналізу субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані в подальшому при підготовці науково-технічної документації.

Особистий внесок здобувача:

- експериметальна синтетична частина роботи, викладена у дисертації, виконана особисто автором;

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

Апробація результатів дисертації. Основний зміст дисертаційної роботи доповідався на Українській конференції “Хімія азотвмісних гетероциклів” (Харків, 1997 р.); на XVIII Українській конференції з органічної хімії (Дніпропетровськ, 1998 р.); на сесії Відділення хімії НАН України “Наукові основи розробки лікарських препаратів” (Харків, 1998 р.); на V з'їзді фармацевтів України (Харків, 1999 р.).

Публікації. Матеріали дисертації опубліковані в 9 статтях і 3 тезах доповідей.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків та списку літературних джерел. Загальний об'єм дисертації складає 125 сторінок. Робота ілюстрована 8 схемами, 16 рисунками і 20 таблицями. Перелік використаних літературних джерел містить 167 найменувань.

Основний зміст роботи

1. Вивчення реакції гідразидів 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот з етилортоформіатом

Як відомо, реакція гідразидів карбонових кислот з етилортоформіатом в залежності від умов синтезу приводить до гідразидометиліденгідразидів або ж 2-заміщених 1,3,4-оксадіазолів і проходить через стадію утворення етоксиметиліденгідразидів, які при необхідності також можуть бути виділені та охарактеризовані. При наявності в молекулі гідразиду інших реакційноздатних груп (аміно-, гідрокси-, меркапто-) останні теж залучаються до реакції, утворюючи самі різноманітні циклічні продукти.

У зв'язку з цим було цікаво вивчити поведінку в умовах зазначеної реакції гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот. Результати проведених нами на прикладі гідразиду 1-пропіл-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонової кислоти (1) експериментів показали, що при нетривалому (біля 2 год) кип'ятінні цієї сполуки в надлишку етилортоформіату, як і слід було чекати, утворюється “нормальний” продукт такої реакції - етоксиметиліденгідразид 2. Однак при збільшенні тривалості реакції до 15 год замість очікуваного оксадіазолу 3 з високим виходом виділено етиловий ефір 1-пропіл-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонової кислоти (4), будова якого підтверджена рентгеноструктурним аналізом. Одержані дані свідчать про те, що етерифікації піддається етоксиметиліденпохідне 2, а не вихідний гідразид 1. Утворення ефіру 4 очевидно протікає за механізмом, аналогічним переетерифікації, хоча, як відомо, перетворення амідів в складні ефіри звичайно пов'язане зі значними труднощами. Такий незвичайно легкий перебіг реакції можна пояснити декількома фаторами. По-перше, як було встановлено нами раніше для арилалкіл- і гетерил- (Рис. 2) амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот характерний сильний внутрішньомолекулярний водневий зв'язок між 4-ОН-групою та атомом кисню карбонільної групи в положенні 3 хінолонового циклу, який приводить до значного подовження зв'язку С=О, що, в свою чергу, повинно суттєво полегшувати атаку етилат-іоном по карбонільному атому вуглецю амідного фрагменту. З іншого боку, якщо досліджувана реакція дійсно проходить за типом переетерифікації, то в принципі повинна утворюватись рівноважна суміш ефіру 4 і етоксиметиліденпохідного 2. Однак використання надлишку етилортоформіату забезпечує зв'язування аміну, який при цьому виділяється (очевидно в етоксиметиліденазин 5), зсуваючи таким чином рівновагу в сторону утворення складного ефіру.

Не менш цікаві результати одержані і у випадку термолізу етоксиметиліденгідразидів 2. При цьому встановлено, що в зазначених умовах замикання 1,3,4-оксадіазольного циклу 3 також не відбувається, оскільки продуктами такої реакції виявились симетричні N,N-ді-(1-алкіл-2-оксо-4-гідроксихіноліноїл-3)-гідразини. Оскільки звичайне переамідування в даному випадку виключене, то механізм утворення симетричних діацилгідразинів 8, очевидно, включає стадію міжмолекулярної взаємодії двох молекул етоксиметиліденгідразиду 2, в яких карбонільний атом вуглецю гідразидного фрагменту однієї є електрофілом, а -атом азоту другої - нуклеофілом. Утворені при цьому інтермедіати 6, піддаючись вже внутрішньомолекулярній циклізації за участю метинового атома вуглецю та -атома азоту, через чотиричленний перехідний стан 7 дають кінцеві діацилгідразини 8 з ймовірним виділенням етоксиметиліденазинів 5. Підтвердити утворення останніх, на жаль, не вдається, оскільки алкіліденазини, як відомо, надзвичайно нестійкі в умовах термолізу.

2. Взаємодія гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот з карбонільними сполуками

Вивчення біологічних властивостей гідразидів 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот (1) показало доцільність пошуку потенційних протитуберкульозних засобів у цьому ряду сполук. За аналогією з похідними ізоніазиду (фтівазид, салюзид та інш.) подальшим напрямком наших досліджень був синтез на їх основі гідразонів, а саме бензиліденпохідних 10:

Синтез здійснено взаємодією гідразидів 1 з бензальдегідом у середовищі киплячого етанолу. Бензиліденгідразиди 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (10) являють собою безбарвні кристалічні речовини, практично нерозчинні у воді, малорозчинні в спирті та добре розчинні в ДМФА. Всі функціональні групи цих сполук чітко інтерпретуються за даними спектроскопії ПМР.

N-Алкілантранілові кислоти складають основу в синтезі 3-заміщених 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолінів. Тому наступний етап присвячено розробці оптимального методу синтезу цих сполук.

На сьогоднішній день відомо декілька способів синтезу N-алкілантранілових кислот (11). Один з них полягає у конденсації антранілової кислоти (12) з альдегідами та наступному відновленні одержаних основ Шиффа над нікелем Ренея ( метод А ). Однак на практиці цей метод застосовується дуже рідко, оскільки потребує використання піроформних каталізаторів та складного апаратурного оформлення. Заміна антранілової кислоти 2-ціананіліном (14) дозволяє проводити відновлення відповідних алкіліденбензонітрилів 15 більш простим у застосуванні боргідридом натрію (метод Б), але в даному випадку виникає необхідність додаткової стадії - гідролізу нітрилів 16 (Схема 4).

Непогані результати дає амоноліз о-нітробензойних кислот (метод В), або калієвих солей о-хлорбензойних кислот (метод Г) алкіламінами. В останньому випадку реакція проходить у присутності порошку міді або її солей як каталізатора. Більш високих виходів можна досягти при використанні о-фторбензойних кислот (метод Д). Незважаючи на це, практичне застосування фторпохідних у синтезі N-алкілантранілових кислот можна вважати неприйнятним з причини малої доступності сировини та високої собівартості кінцевих продуктів. Крім того, методи Г і Д здійснюються під підвищеним тиском, тобто в автоклавах, що викликає додаткові труднощі. У зв'язку з цим їх використання виправдане лише для нижчих алкіламінів. У випадку висококиплячих амінів (гексил-, гептиламін та інш.) конденсацію з о-хлорбензойною кислотою можна здійснити без автоклаву при мольному співвідношенні реагентів 6:1 (метод Е), причому заміна 3 молів аміну інертним розчинником призводить до зниження виходів. Оскільки надлишок алкіламіну легко регенерується, то цей метод можна рекомендувати як препаративний для синтезу N-алкілантранілових кислот з вищими алкільними замісниками.

Найбільш широке застосування в лабораторній практиці все ж таки знайшло алкілування калію (натрію) антранілату алкілгалогенідами (метод Ж) у водному середовищі. Особливо еффективно його можна здійснювати з нижчими алкілгалогенідами (метил, етил, алліл). Подальше подовження вуглецевого ланцюжка призводить до різкого зниження виходів від майже кількісних до 40...50%. Одна з причин такого явища, на наш погляд, криється в тому, що в зазначених випадках N-алкілантранілові кислоти мають відносно високі температури плавлення і реакційна суміш фактично уявляє собою трифазну систему: алкілгалогенід - водний розчин антранілату - N-алкілантранілова кислота. Другими словами, кінцевий продукт по мірі утворення викристалізовується ще до закінчення реакції і таким чином ніби видаляється з реакційної суміші. N-пропілантранілова кислота та інші гомологи в умовах синтезу перебувають у розплавленому стані в одній фазі з алкілгалогенідами, що і призводить до подальшого алкілування як по карбоксильній, так і по аміногрупі.

За результатами мікробіологічних досліджень для поглибленого фармакологічного вивчення як потенційний протитуберкульозний засіб рекомендовано бензиліденгідразид 1-гексил-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонової кислоти (10, R = C6H13). Виходячи з цього нами розроблені методики визначення доброякісності субстанції даної сполуки з використанням прийнятих Державною фармакопеєю СРСР XI видання фізико-хімічних методів дослідження. Визначення сторонніх домішок пропонується проводити методом високоефективної рідинної хроматографії. При аналізі досліджуваної речовини цим методом були виявлені дві домішки в кількості 0,82 і 0,03%. Вміст основної речовини складає 99,15%.

Кількісне визначення бензиліденгідразиду 1-гексил-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонової кислоти методом спектроскопії ПМР складається з декількох етапів: вибір розчинника, вибір стандарту інтенсивності і розробка методики проведення аналізу. На першому етапі встановлено, що як розчинник найбільш зручно використовувати дейтеровану трифтороцтову кислоту. Застосування ДМСО-D6 хоча і можливе, однак з ряду причин менш доцільне. В той же час, цей розчинник можна рекомендувати для якісного визначення досліджуваного препарату.

Із стандартів інтенсивності, запропонованих фармакопеєю, нами були випробувані три речовини - малеїнова та малонова кислоти, а також сукцинімід. При цьому встановлено, що використання перших двох з них призводить до завищених результатів, що очевидно пов'язано з швидким дейтерообміном їх протонів. Найкращі результати одержані при застосуванні як стандарту інтенсивності сукциніміду. В даному випадку вирахуваний кількісний вміст препарату добре узгоджується з його фактичним вмістом.

Останнім часом значно зріс інтерес до 2,3-дизаміщених похідних хіназолона-4, серед яких були виявлені речовини з широким спектром біологічної активності, в тому числі й з протитуберкульозною дією.

Виходячи з цього, наступним етапом наших досліджень було одержання, вивчення будови та протитуберкульозних властивостей (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот (24). Синтез таких сполук можливий двома шляхами: взаємодією гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (1) з 2-заміщеними 3,1-бензоксазин-4-онами (22, метод А) або ж амідуванням етилових ефірів відповідних хінолін-3-карбонових кислот (4) 3-аміно-2-R-хіназолін-4(3Н)-онами.

В свою чергу, вихідні 2-заміщені 3,1-бензоксазін-4-они (23) можуть бути синтезовані обробкою антранілової кислоти (12) ангідридами відповідних карбонових кислот, які одночасно служать і ацилюючими і конденсуючими агентами, або замиканням бензоксазинового циклу в попередньо одержаних N-ацилантранілових кислотах 25 під дією оцтового ангідриду.

3-Аміно-2-R-хіназолін-4-(3Н)-они (23) легко утворюються при обробці 2-R-3,1-бензоксазин-4-онів гідразингідратом. Їх будова підтверджена методом мас-спектрометрії.

Аналізуючи два варіанти синтезу (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (24), слід підкреслити, що спосіб А передбачає використання надзвичайно сухих і, крім того, висококиплячих розчинників (наприклад, безводного ДМФА). Такі вимоги викликані пониженням нуклеофільних властивостей ацилгідразинів у порівнянні з гідразином. Тому присутність води в реакційній суміші може призвести до гідролізу 3,1-бензоксазинонів 22.

Виходячи з цього, перевагу слід віддати методу Б, бо він дозволяє синтезувати цільові (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-аміди 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот (24) з меншими затратами.

3. Біологічні властивості гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот та їх похідних

Враховуючи особливу актуальність пошуку і створення лікарських препаратів, придатних для лікування СНІДу і онкологічних захворювань, деякі з синтезованих нами речовин пройшли перевірку як потенційні анти-ВІЛ та протиракові агенти. Вивчення анти-ВІЛ активності діацилгідразинів 8 показало, що цього виду дії зазначені сполуки не виявляють. Практично неактивними виявились вони й по відношенню до лейкемії, раку легень, товстої кишки, раку ЦНС, меланоми, раку яєчників, нирок, простати і молочної залози. Експерименти проведені в дослідах in vitro в Національному інституті раку (США).

Вивчення протитуберкульозних властивостей синтезованих речовин проведене в рамках програми TAACF (Tuberculosis Antimicrobial Acquisition and Coordinating Facility) Національним інститутом алергічних та інфекційних захворювань МОЗ США. При цьому встановлено, що діацилгідразини 8 в концентрації 12,5 мкг/мл викликають лише незначне заторможення росту Mycobacterium tuberculosis H37Rv ATCC 27294, що, очевидно, пов'язано з їх низькою розчинністю. Ще менш активними виявились (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-аміди 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот (24), які в тій же концентрації взагалі не впливають на ріст мікобактерій туберкульозу. В той же час, вихідні гідразиди 1-R-4-гідрокси-2-оксохінолін-3-карбонових кислот (1) в аналогічних умовах заторможують ріст мікобактерій на 85...90% у порівнянні з контролем. Мінімальна інгібуюча концентрація найбільш активного з них (R = C6H13) складає 6,25 мкг/мл, що є реальною передумовою для створення на його основі потенційних протитуберкульозних засобів. Підтвердженням такого висновку служать бензиліденпохідні 10, більшість з яких в концентрації 12,5 мкг/мл на 100% інгібують розвиток Mycobacterium tuberculosis H37Rv. При цьому МІК бензиліденгідразиду 1-гексил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти складає вже 3,13 мкг/мл, тобто вдвіче нижча ніж у вихідного гідразиду 1. Таким чином, можна зробити висновок, що введення бензиліденового залишку до молекули гідразидів 1 приводить до посилення протитуберкульозної дії.

Цікаво, що ці ж сполуки виявляють високу активність і у відношенні до комплексу Mycobacterium avium (споріднені види нетуберкульозних мікобактерій, які викликають у людини захворювання, що морфологічно та клінічно важко відрізняються від туберкульозу). Ця обставина вигідно відрізняє одержані сполуки від відомих протитуберкульозних препаратів, які не діють на збудників нетуберкульозних мікобактеріозів, а лікування таких захворювань сьогодні навіть менш ефективне, ніж туберкульозу.

Загальні висновки

Вивчена поведінка гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот в реакції з етилортоформіатом. Експериментально підтверджено, що першою стадією такої взаємодії є утворення етоксиметиліденгідразидів, тоді як збільшення тривалості реакції несподівано приводить до формування етилових ефірів відповідних хінолін-3-карбонових кислот.

Шляхом термолізу етоксиметиліденгідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот здійснено синтез симетричних N,N'-ді- (1-алкіл-2-оксо- 4-гідроксихіноліноїл-3)-гідразинів. Запропоновано ймовірний механізм протікаючих при цьому хімічних перетворень.

Реакцією гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот з бензальдегідом синтезовані відповідні бензиліденпохідні.

Проведено порівняльний аналіз різних способів одержання ключових у синтезі 2-оксо-4-гідроксихінолінів сполук - N-алкілантранілових кислот. Запропоновані оптимальні умови одержання таких продуктів.

Розглянуто два варіанти синтезу (2'-алкіл-4'-оксохіназолін- 3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонових кислот, що дозволило один з них рекомендувати як препаративний.

Будова синтезованих сполук підтверджена даними елементного аналізу, УФ-, ІЧ-, ПМР-, мас-спектрів, в окремих випадках - зустрічним синтезом. Чистота контролювалась методами тонкошарової і високоефективної рідинної хроматографії. Проведено рентгеноструктурне дослідження двох похідних 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот.

За результатами мікробіологічних досліджень для поглибленого вивчення рекомендовано бензиліденгідразид 1-гексил-2-оксо- 4-гідроксихінолін- 3-карбонової кислоти як потенційний лікарський засіб, придатний для лікування туберкульозних і нетуберкульозних мікобактеріозів. В зв'язку з цим розроблені методики фізико-хімічних досліджень доброякісності субстанції цієї сполуки, які можуть бути використані в подальшому при розробці відповідної науково-технічної документації.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Синтез N-алкілантранілових кислот / С.Г.Таран, Джарадат Нідаль А., Н.В.Ліханова, І.В.Українець, О.В.Горохова // Наукові основи розробки лікарських препаратів: Матеріали Наукової сесії Відділення хімії НАН України. -- Харків: Основа, 1998. -- С. 255-263.

Синтез та біологічні властивості N,N-ді-(1-алкіл-4-гідрокси-2-оксохіноліноїл-3)-гідразинів / І.В.Українець, Джарадат Нідаль Амін, П.О.Безуглий, О.В.Горохова, Л.В.Сидоренко, І.В.Порохняк // Фізіологічно активні речовини. 1999. № 1 (27). С. 21-24.

Бензиліденгідразиди 1-R-4-гідрокси-2-оксохінолін-3-карбонових кислот нова група потенційних протитуберкульозних засобів / І.В.Українець, Джарадат Нідаль Амін, П.О.Безуглий, О.В.Горохова, Л.В.Сидоренко // Вісник фармації. -- 2000. -- № 1. -- С. 13-15.

4-Оксихинолоны-2. 38. Синтез, исследование строения и противосудорожное действие оптически активных 1-фенилэтиламидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот / И.В.Украинец, С.Г.Таран, Н.В.Лиханова, В.Б.Рыбаков, О.В.Горохова, Джарадат Нидаль Амин // Химия гетероцикл. соединений. -- 2000. -- № 1 . -- С. 55-63.

4-Oксихинолоны-2. 39. Исследование строения S(-) 1-фенилэтиламида 6-бром-1-изоамил-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновой кислоты / И.В.Украинец, С.Г.Таран, Н.В.Лиханова, Джарадат Нидаль Амин, О.В.Шишкин // Химия гетероцикл. соединений. -- 2000. -- № 1 . -- С. 64-69.

4-Oксихинолоны-2. 40. Синтез и биологические свойства анилидов 1H-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновой кислоты / И.В.Украинец, С.Г.Таран, О.В.Горохова, Е.А.Таран, Джарадат Нидаль Амин, И.Ю.Петухова // Химия гетероцикл. соединений. -- 2000. -- № 2 . -- С. 203-206.

4-Oксихинолоны-2. 41. Реакция гидразидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот с этилортоформиатом / И.В.Украинец, Джарадат Нидаль Амин, И.В.Горлачева, О.В.Горохова, Л.В.Сидоренко, А.В.Туров // Химия гетероцикл. соединений. -- 2000. -- № 2 . -- С. 207-211.

4-Oксихинолоны-2. 43. Термолиз этиловых эфиров 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот / И.В.Украинец, Е.А.Таран, О.В.Шишкин, О.В.Горохова, С.Г.Таран, Джарадат Нидаль Амин, А.В.Туров // Химия гетероцикл. соединений. -- 2000. -- № 4 . -- С. 516-522.

4-Hydroxy-1-methyl-2-oxo-N-(4-oxo-2-propyl-3,4-dihydroquinazoline-3-yl)-1,2-dihydroquinoline-3-carboxamide / S.V.Shishkina, O.V.Shishkin, I.V.Ukrainets, N.A.Jaradat, O.V.Gorokhova // Acta Crystallographica Section C. -- 2000. -- Vol. 56. -- P. e168-e169.

Джарадат Нідаль Амін, Українець І.В., Горохова О.В. Реакція гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот з етилортоформіатом // Українська конференція “Хімія азотвмісних гетероциклів”: Тез. доп., 2 жовтня 1997 р. -- Харків, 1997. -- С. 204.

Українець І.В., Джарадат Нідаль Амін, Горохова О.В., Зубков В.О. Синтез, фізико-хімічні та біологічні властивості бензиліденгідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот // XVIII Українська конференція з органічної хімії, приурочена 80-річчю Дніпропетровського державного університету: Тез. доп., 6-9 жовтня 1998 р. -- Дніпропетровськ, 1998. -- Ч. 2. -- С. 367.

Українець І.В., Джарадат Нідаль Амін, Філімонова Н.І. Синтез та антимікробні властивості (2-R-4-оксохіназолін-3-іл)-амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот // Досягнення сучасної фармації та перспективи її розвитку у новому тисячолітті: Матеріали V національного з'їзду фармацевтів України (6-10 вересня 1999 р., м. Харків). -- Харків, 1999. -- С. 459-460.

Джарадат Н.А. “Синтез потенційних протитуберкульозних засобів на основі гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот”. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук за спеціальністю 15.00.02 - фармацевтична хімія і фармакогнозія. - Національна фармацевтична академія України, Харків, 2000.

Вивчена реакція гідразидів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот з етилортоформіатом. Встановлено, що виділені при цьому етоксиметиліденгідразиди під впливом надлишку етилортоформіату перетворюються в етилові ефіри відповідних хінолін-3-карбонових кислот, а в умовах термолізу - в симетричні N,N'-ді-(1-алкіл-2-оксо- 4-гідроксихіноліноїл-3)-гідразини. Запропоновані найбільш оптимальні умови одержання N-алкілантранілових кислот - ключових структур в синтезі 2-оксо-4-гідроксихінолінів. Здійснено синтез бензиліденгідразидів та (2'-алкіл-4'-оксохіназолін-3'-іл)-амідів 1-R-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонових кислот. Структура одержаних сполук підтверджена даними елементного аналізу, ПМР- та мас-спектрів, а в окремих випадках - зустрічним синтезом та рентгеноструктурним аналізом. Проведено фармакологічний скринінг одержаних речовин. Для поглиблених фармакологічних досліджень рекомендовано бензиліденгідразид 1-гексил-2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонової кислоти, як потенційний лікарський засіб, придатний для лікування туберкульозних та нетуберкульозних мікобактеріозів.

Ключові слова: 2-оксо-4-гідроксихінолін-3-карбонові кислоти, гідразиди, гідразони, хіназолони-4, N-алкілантранілові кислоти, синтез, протитуберкульозна активність.

Джарадат Н.А. “Синтез потенциальных противотуберкулёзных средств на основе гидразидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот”. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук по специальности 15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия. - Национальная фармацевтическая академия Украины, Харьков, 2000.

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

Изучена реакция гидразидов 1-R-2-оксо- 4-гидроксихинолин- 3-карбоновых кислот с этилортоформиатом. При этом показано, что первой стадией изучаемой реакции является образование “нормальных” продуктов, то есть этоксиметилиденпроизводных. Однако дальнейшее их нагревание в избытке этилортоформиата неожиданно приводит к образованию этиловых эфиров соответствующих хинолин-3-карбоновых кислот, строение которых подтверждено спектрами ПМР и рентгеноструктурным анализом. Обсуждается механизм протекающих при этом химических преобразований. Исследовано поведение этоксиметилиденгидразидов 1-R-2-оксо- 4-гидроксихинолин- 3-карбоновых кислот в условиях термолиза. Установлено, что продуктами такой реакции являются симметричные N,N'-ди-(1-алкил-2-оксо-4-гидроксихинолиноил-3)-гидразины. Изучена противоопухолевая, анти-СПИД и противотуберкулезная активность N,N'-ди-(1-алкил-2-оксо-4-гидроксихинолиноил-3)-гидразинов.

Разработан препаративный метод получения бензилиденгидразидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот, позволяющий синтезировать целевые соединения высокой степени чистоты. Исследованы противомикробные свойства синтезированных соединений по отношению к возбудителям туберкулёзных и нетуберкулёзных микобактериозов. Выявлены функциональные группы, наиболее активно влияющие на проявление изучаемыми веществами противотуберкулёзных свойств. Изучены альтернативные способы получения N-алкилантраниловых кислот - ключевых структур в синтезе 2-оксо-4-гидроксихинолинов, что позволило предложить наиболее оптимальные условия их получения в зависимости от конкретного алкильного заместителя.

Изучено два варианта синтеза (2'-алкил-4'-оксохиназолин-3'-ил)-амидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот: взаимодействие гидразидов 1-R-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот с 2-замещенными 3,1-бензоксазин-4-онами (метод А), а так же амидирование этиловых эфиров соответствующих хинолин-3-карбоновых кислот 3-амино-2-R-хиназолин-4(3Н)-онами (метод Б). Исходные 2-замещенные 3,1-бензоксазин-4-оны были получены либо обработкой антраниловой кислоты ангидридами соответствующих карбоновых кислот, которые одновременно служили и ацилирующими и конденсирующими агентами, либо замыканием бензоксазинового цикла в предварительно полученных N-ацилантраниловых кислотах под воздействием уксусного ангидрида. Отмечено, что последний метод в большинстве случаев более предпочтителен в препаративном отношении, поскольку, во-первых, используемый уксусный ангидрид более дешевый и доступный реагент, чем ангидриды высших кислот, а, во-вторых, удаление его избытка из реакционной смеси сопряжено с меньшими трудностями. 3-Амино-2-R-хиназолин-4-(3Н)-оны синтезированы обработкой 2-R-3,1-бензоксазин-4-онов гидразингидратом. На основании анализа двух способов синтеза (2'-алкил-4'-оксохиназолин-3'-ил)-амидов 1-R-2-оксо- 4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот, показано, что способ А предполагает необходимость использования чрезвычайно сухих и, кроме того, высококипящих растворителей (например, безводного ДМФА). Такие требования вызваны, с одной стороны, снижением нуклеофильных свойств ацилгидразинов по сравнению с гидразином. Поэтому присутствие воды в реакционной смеси влечет за собой возможность гидролиза 3,1-бензоксазинонов. С другой стороны, высокая температура необходима для предотвращения образования ациклических производных.

Таким образом, предпочтение отдано методу Б, так как он позволяет синтезировать целевые (2'-алкил-4'-оксохиназолин-3'-ил)-амидов 1-R-2-оксо- 4-гидроксихинолин-3-карбоновых кислот с меньшими затратами.

По результатам микробиологических исследований для углубленного фармакологического изучения в качестве лекарственного средства, пригодного для лечения туберкулёзных и нетуберкулёзных микобактериозов, отобран бензилиденгидразид 1-гексил-2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновой кислоты. Разработаны методики определения хроматографической чистоты субстанции этого вещества методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также качественного и количественного анализа методами ИК- и ПМР-спектроскопии.

Ключевые слова: 2-оксо-4-гидроксихинолин-3-карбоновые кислоты, гидразиды, гидразоны, хиназолоны-4, N-алкилантраниловые кислоты, синтез, противотуберкулёзная активность.

Jaradat N.A. “Synthesis of potential antituberculosis agents on the basis of 1-R-2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acids hydrazides.” - Manuscript.

The thesis for Candidate's Degree in Pharmacy in Speciality 15.00.02 - Pharmaceutical Chemistry and Pharmacognosy. - Ukrainian National Academy of Pharmacy, Kharkov, 2000.

The reaction of 1-R-2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acids hydrazides with ethyl orthoformate has been studied. The isolated ethoxymethylidenhydrazides were found to be transformed into ethyl esters of the corresponding quinoline-3-carboxylic acids under the influence of ethyl orthoformate excess and into symmetric N,N'-di-(1-alkyl-2-oxo- 4-hydroxyquinolinoyl-3)-hidrazines under thermolysis conditions. The most optimal conditions for obtaining N-alkylanthranylic acids which are the key structures in the synthesis of 2-oxo-4-hydroxyquinolines have been proposed. The synthesis of benzylidenhydrazides and (2'-alkyl-4'-oxoquinazoline-3'-yl)-amides of 1-R-2-oxo- 4-hydroxyquinoline- 3-carboxylic acids has been carried out. The structure of the compounds obtained was confirmed by the data of ultimate analysis, PMR and mass spectroscopy and in some cases by a counter synthesis and X-ray diffraction analysis. Pharmacological screening of the substances obtained has been performed. Benzylidenhydrazide of 1-hexyl-2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acid as a potential drug for treating tuberculosis and non-tuberculosis mycobacterioses was recommended for further pharmacological research.

Key words: 2-oxo-4-hydroxyquinoline-3-carboxylic acids, hydrazides, hydrazones, quinazolones-4, N-alkylanthranylic acids, synthesis, antituberculosis activity.

Размещено на Allbest.ru