Синтез соединений на основе химических превращений производных α-оксокарбоновых кислот и их биологическая активность (стр. 1 )

На правах рукописи

Синтез соединений на основе химических превращений

производных α-оксокарбоновых кислот

И ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

15.00.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора фармацевтических наук

Пермь 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая

академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные консультанты:	доктор химических наук, профессор , доктор медицинских наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор фармацевтических наук, профессор , ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» доктор фармацевтических наук, профессор , ГОУ ВПО «Пермский государственный университет» доктор химических наук, профессор , ГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. »
	Ведущая организация:	ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита состоится «21» апреля 2009 г. в 13.00 на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при Пермской государственной фармацевтической академии 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермской государственной фармацевтической академии г. Пермь, ул. Крупской, 46.

Автореферат разослан «___» _________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат фармацевтических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Создание высокоэффективных и малотоксичных лекарственных средств является основной проблемой фармацевтической науки и для ее решения одним из приоритетных направлений служит синтез и поиск биологически активных веществ (БАВ). Ранее было установлено, что соединения, полученные на основе химических превращений 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых (ароилпировиноградных) кислот (АрПК) и их γ-лактонной формы – 5-арил-2,3-дигидрофуран-2,3-дионов (5-АФД), обладают различной фармакологической активностью при низкой токсичности, что и привлекает к ним значительное внимание. Наименее изученными производными этого класса соединений являются N-гетериламиды и N2-замещенные гидразиды АрПК. Они представляют практический интерес, благодаря наличию нескольких реакционных центров 1,3-дикетонного, гетероциклического и гидразидного фрагментов, что позволяет использовать их для создания разнообразных ациклических и гетероциклических соединений. Известные методы синтеза нуждаются в доработке и требуют их дальнейшего исследования для расширения структурных возможностей целевых продуктов и введения в молекулу соединений биологически активных группировок. Среди важных в препаративном отношении реакций АрПК и их производных, имеющих теоретическое и практическое значение, особое место занимают нуклеофильные превращения (с гетероциклическими аминами, замещенными гидразинами, трифенилфосфоранилиденгидразонами (трифенилфосфазинами диазосоединений – фосфазинами), гидразонами кетонов, диазосоединениями), ранее не изученные или же проведенные на единичных примерах.

Интересным объектом для сравнительного изучения химического поведения гетероциклических аминов, фосфазинов и гидразонов кетонов с 2,3-диоксогетероциклами является 2,3-дигидробензо[b]фуран-2,3-дион (кумарандион – КД). Образованные на его основе N-гетериламиды и N2-замещенные гидразиды 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой (о-гидроксифенилглиоксалевой) кислоты (о-ГФГК) могут обладать значительными синтетическими возможностями для получения БАВ, в том числе, растворимых в воде. Кроме того, представляет интерес исследование дальнейших химических превращений N-замещенных 2-метиленгидразоно-2,3-дигидро-3-бензо[b]фуранонов с целью поиска новых биологически активных производных о-ГФГК. Принимая во внимание, что химическая модификация соединений путем комплексообразования с металлами может привести к значительному усилению биологического действия и появлению новых фармакологических свойств лигандов, несомненно, перспективными являются ранее не изученные реакции N-гетериламидов и N2-замещенных гидразидов АрПК и о-ГФГК с галогенидами переходных металлов. Таким образом, изучение синтеза, химических свойств, биологической активности и зависимости «структура-активность» в ряду производных α-оксокарбоновых кислот является актуальным.

Цель работы. Целью настоящего исследования является поиск и разработка новых методов синтеза высокоэффективных, малотоксичных БАВ на основе химических превращений α-оксокарбоновых кислот, а также установление зависимости их строения с биологическим действием.

Задачи исследования:

1.  Осуществить синтез и изучить особенности строения N-гетериламидов АрПК и о-ГФГК, содержащих в своем составе фармакофорный гетероциклический фрагмент с одним, двумя или тремя гетероатомами, а также N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот, несущих биологически активные группировки.

2.  Изучить химические свойства АрПК и их производных в реакциях с гетериаламинами, замещенными гидразинами, фосфазинами, гидразонами кетонов, диазонуклеофилами.

3.  Изучить взаимодействие о-ГФГК и ее N-гетериламидов с гетериламинами, гидразонами кетонов, фосфазинами, в сравнении с АрПК и их N-гетериламидами, а также получить на их основе водорастворимые соединения.

4.  Провести сравнительное изучение химического поведения N-гетериламидов и N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот в реакциях комплексообразования с дихлоридами меди, цинка, кадмия.

5.  Осуществить поиск БАВ среди продуктов синтеза, изучить зависимость их строения с фармакологическим действием, выявить перспективные соединения для проведения доклинических исследований в качестве потенциальных лекарственных средств.

Научная новизна. Разработаны, усовершенствованы препаративные методы синтеза новых биологически активных N2-замещенных гидразидов и N-гетериламидов АрПК и о-ГФГК с различным характером заместителей в амидном и гидразидном фрагментах, а также 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноатов и 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтаноатов гетериламмония. Показано наличие тион-тиольной и амино-иминной прототропной таутомерии в растворе производных АрПК и о-ГФГК, содержащих 5-R-1,3,4-тиадиазол. Выявлено, что дециклизация 5-АФД под действием этилового эфира гидразинэтановой кислоты приводит к этоксикарбонилметилгидразидам АрПК и их кольчатым изомерам, количественный состав которых зависит от характера заместителя.

Установлено, что направление реакции гетериламинов, гидразонов кетонов и фосфазинов с КД не меняется, по сравнению с 5-АФД, в результате чего выделены, соответственно, N-гетериламиды, N2-замещенные гидразиды о-ГФГК и N-замещенные 2-метиленгидразоно-2,3-дигидро-3-бензо[b]фураноны. При изучении химических свойств 3-бензо[b]фуранонов найдены способы синтеза производных о-ГФГК и АрПК, содержащие в своем составе сохраненный биологически активный фурановый и бензо[b]фурановый цикл.

Установлено влияние заместителей в гетерильной части N-[5(6)-R-2-пиридил]амидов и N-(5-R-2-тиазолил)амидов АрПК, а также степени нуклеофильности исходного диазосоединения на состав и строение продуктов реакции. Показано, что взаимодействие бензоилметиленгидразидов АрПК с диазометаном региоселективно и приводит к продуктам α-О-алкилирования.

Изучены реакции АрПК и их амидов с фосфазинами и гидразонами кетонов, приводящие к соответствующим 2-метиленгидразинопроизводным, существующим в растворах в трех таутомерных формах. В то же время установлено, что взаимодействие N-гетериламидов АрПК с этиловым эфиром гидразинэтановой кислоты приводит к замыканию цикла с образованием производных 5-арил-1-этоксикарбонил-1Н-пиразол-3-карбоновых кислот.

Осуществлен синтез комплексных соединений на основе N-гетериламидов и N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот с дихлоридами меди, цинка, кадмия и подтверждено, что исходные реагенты координируются металлами как бидентатные О-О лиганды. Получены водорастворимые 2-[2-(N-гетериламино)-2-оксоацетил]феноляты натрия.

Исследована биологическая активность синтезированных соединений и выяснены некоторые закономерности связи строения с активностью. Новизна исследования подтверждена 1 патентом и 1 решением о выдаче патента РФ на изобретение.

Практическая значимость. В ходе исследования разработаны или усовершенствованы удобные препаративные методы синтеза более 40 типов ранее неизвестных или труднодоступных производных α-оксокарбоновых кислот. Определенную ценность имеет синтез 3 типов водорастворимых соединений, поскольку это позволяет увеличить их биологическую доступность и расширить спектр возможных биологических испытаний.

Получено 289 неописанных ранее соединений, при этом более 250 прошли фармакологический скрининг. Среди них выявлены вещества, обладающие противовоспалительной, анальгетической, жаропонижающей, антигипоксической, гипогликемической, противомикробной активностью, которая находится на уровне или превосходит действие препаратов, применяющихся в медицинской практике. Большинство изученных соединений относятся к малотоксичным или практически нетоксичным веществам. Выявлена связь между структурой испытанных соединений и их биологической активностью, используемая в целенаправленном поиске БАВ среди производных α-оксокарбоновых кислот и продуктов их химических превращений.

Проводятся доклинические исследования высокоэффективных N-[2-(5-этил-1,3,4-тиадиазолил)]амида 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислоты и 2-(1,2-дифенил-2-оксоэтилиденгидразино)-4-(4-метоксифенил)-4-оксо-2-бутеновой кислоты, обладающих противовоспалительным, анальгетическим и жаропонижающим действием. Для углубленных фармакологических исследований также предложены: 2-гидрокси-4-оксо-4-фенил-2-бутеноат 5-метил-1,3,4-тиадиазолиламмония и бис{3-(4-хлорфенил)-1-[N-(5-бром-2-пиридил)]карбоксамидо-1,3-пропандионато}цинк, проявляющие высокую гипогликемическую активность и низкую токсичность.

Результаты научных исследований внедрены в научно-исследовательский и учебный процесс кафедр фармацевтической химии о/ф, фармакологии, клинической фармакологии ГОУ ВПО ПГФА Россздрава, кафедры природных и биологически активных соединений ГОУ ВПО ПерГУ, а также лаборатории БАВ ЕНИ ПерГУ.

Апробация работы. Результаты работы доложены на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава ГОУ ВПО ПГФА Россздрава в гг., на Всесоюзных научных конференциях «Карбонильные соединения в синтезе гетероциклов» (Саратов, 1992, 2004, 2008), региональных научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 1993, 2006, 2007), III, XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1995, 2007), Международной научно-технической конференции «Перспективы развития химии и практического применения алициклических соединений» (Самара, 2004), II Всероссийском съезде фармацевтических работников (Сочи, 2005), Международных конгрессах «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, ), Российской научно-практической конференции «Новая технологическая платформа биомедицинских исследований» (Ростов-на-Дону, 2006), Российско-Китайской и Китайско-Российской научных конференциях по фармакологии (Пермь, 2006; Харбин, 2008), 3-й Всероссийской научно-методической конференции «Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Создание новых физиологически активных веществ» (Воронеж, 2007), Международных конференциях «Техническая химия. От теории к практике» (Пермь, 2006, 2008), Всероссийском симпозиуме «Результаты фундаментальных и прикладных исследований для создания новых лекарственных средств» (Москва, 2008) и других совещаниях и конференциях.

Публикации. Основное содержание работы представлено в 53 публикациях, из них: 12 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК, глава в монографии, 38 статей и тезисов докладов в сборниках и материалах научных конференций различного уровня, получены 1 патент и 1 решение о выдаче патента РФ на изобретение.

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Россздрава» (№ государственной регистрации 01.9

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа общим объемом 328 страниц машинописного текста состоит из введения, литературного обзора по синтезу, строению, химическим свойствам и биологической активности N2-замещенных гидразидов ацилпировиноградных кислот (глава 1), обсуждения результатов собственных исследований (главы 2, 3), экспериментальной части (глава 4), изучения результатов биологической активности производных α-оксокарбоновых кислот и продуктов их химических превращений (глава 5), выводов, литературы, приложения. В главе 2 приводятся сведения по синтезу и строению N-гетериламидов и N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот. Глава 3 посвящена изучению химических свойств производных α-оксокарбоновых кислот и их γ-лактонных форм. Список литературы включает 299 работ отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 62 таблицы, 12 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Синтез новых N-гетериламидов и N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот, содержащих биологически активные группировки, и изучение особенностей их строения.

2. Результаты исследования нуклеофильных превращений производных 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых и 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислот с гетероциклическим аминами, замещенными гидразинами, трифенилфосфоранилиденгидразонами, гидразонами кетонов, диазосоединениями.

3. Результаты сравнительного изучения реакции комплексообразования N-гетериламидов и N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот с дихлоридами меди, цинка, кадмия.

4. Установленные взаимосвязи строения и фармакологической активности синтезированных соединений, а также выбор перспективных веществ для углубленных биологических испытаний.

Основное содержание работы

1. Синтез и строение N-гетериламидов α-оксокарбоновых кислот

1.1. Синтез N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот

Для решения поставленных задач и синтеза исходных N-гетериламидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (2а-аи) была использована известная реакция 5-АФД 1 с различными гетероциклическими аминами в среде инертного растворителя при эквимолярном соотношении реагентов. С целью введения в структуру амидов биологически активных фрагментов и получения неописанных ранее соединений 2ц-аи в качестве гетериламинов нами взяты 2-амино-5-нитротиазол, 2-амино-5-циклопропилтиазол, 2-амино-1,3,4-тиадиазол, 2-амино-5-R-1,3,4-тиадиазолы, 2-аминобензимидазол (метод А). Установлено, что оптимальным растворителем для данной реакции служит безводный хлороформ.

1: Ar=Ph(а), 4-СН3C6H4(б), 2,4-(СН3)2C6H3(в), 4-СН3OC6H4(г), 4-С2Н5OC6H4(д), 4-СlC6H4(е), 4-BrC6H4(ж) 2: Ht=2-С5Н4N (2-пиридил), С6Н6N [2-(6-метилпиридил)], С5Н3BrN[2-(5-бромпиридил)], 3-С5Н4N (3-пиридил), С11Н11N2О (1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-2,3-дигидро-1Н-пиразол-4-ил), С3Н2NS (2-тиазолил), С3Н1N2О2S [2-(5-нитротиазолил)], С6Н6NS [2-(5-циклопропилтиазолил)], С2Н1N2S [2-(1,3,4-тиадиазолил)], С3Н3N2S [2-(5-метил-1,3,4-тиадиазолил)], С4Н5N2S[2-(5-этил-1,3,4-тиадиазолил)], С2Н1N2S2 [2-(5-меркапто-1,3,4-тиадиазолил)], С4Н5N2S2 [2-(5-этилтио-1,3,4-тиадиазолил)], С7Н5N2 (2-бензимидазолил)

Нами проведен встречный синтез N-[2-(5-R-1,3,4-тиадиазолил)]амидов 2 в результате реакции метиловых эфиров АрПК 3 с соответствующими аминами (метод Б). Однако выход амидов 2 оказался значительно ниже, чем в методе А, и в дальнейшем для синтеза целевых продуктов метод Б не использовался.

Спектральные характеристики новых гетериламидов 2ц-аи свидетельствуют о существовании соединений в кристаллическом состоянии в форме производных 2-бутеновых кислот с прочной внутримолекулярной водородной связью (ВВС) Н-хелатного типа между атомом водорода енольного гидроксила в положении 2 и атомом кислорода кетонного карбонила, что хорошо согласуется с литературными данными для родственных структур. По данным их спектров ЯМР1Н в растворе ДМСО-d6 наблюдается прототропная кето-енольная таутомерия и содержание дикетоформы Б составляет 0-11%. Отмечена полная енолизация N-бензимидазолиламидов и N-[2-(5-этил-1,3,4-тиадиазолил)]амидов 2, не зависимо от характера заместителя в ароильном фрагменте. В случае N-[2-(5-тиоксо-4,5-дигидро-1,3,4-тиадиазолил)]амида 2аг возможна реализация еще двух типов прототропной таутомерии: амино-иминной, за счет миграции протона от амидной группы на атом азота в положении 3 гетероцикла, с последующим его вовлечением во ВВС Н-хелатного типа с амидной карбонильной группой; тион-тиольной таутомерии, за счет миграции протона от сульфгидрильной группы к атому азота в положении 4 гетероцикла. Как показывают наши исследования, в растворе ДМСО-d6 реализуется таутомерное равновесие соответствующих форм В и Г гетериламида 2аг с соотношением 75% : 25%. Спектральные характеристики 2-(5-этилтио-1,3,4-тиадиазолил)амидов 2ад, ае также свидетельствуют о наличии амино-иминной таутомерии и в растворе ДМСО-d6 фиксируются 2 таутомера – енольный и дикетонный их соответствующей иминоформы с содержанием 88-90% : 10-12%.

1.2. Синтез N-гетериламидов 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислоты

Циклическим производным 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислоты (о-ГФГК) является кумарандион 5. Ранее выполненные квантово-химические расчеты КД 5 и 5-АФД 1показали, что гетероциклы являются близкими по своим геометрическим характеристикам и распределению в них зарядов. В продолжение изучения химического поведения 2,3-диоксогетероциклов в реакции с гетериламинами, нами впервые исследовано взаимодействие КД 5 с гетериламинами различного строения в условиях, аналогичных образованию соединений 2, в результате чего выделены N-гетериламиды 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислоты (6а-з):

6: Ht=С5Н3BrN, 3-С5Н4N, 4-С5Н4N, С3Н2NS, С2Н1N2S, С3Н3N2S, С4Н5N2S, С7Н5N2

Продуктов реакции по кетонной карбонильной группе соединения 5 не обнаружено, что свидетельствует о региоселективности протекающего процесса.

Низкочастотное положение полосы поглощения кетонной карбонильной группы в ИК-спектрах гетериламидов 6, а также слабопольное положение сигнала протона ОН-группы в спектрах ЯМР1Н, вероятно, свидетельствует об их существовании в кристаллическом состоянии и в растворе в форме с ВВС Н-хелатного типа между протоном гидроксильной группы и атомом кислорода группы С2=О. Кроме того, в спектре ЯМР1Н N-[2-(5-этил-1,3,4-тиадиазолил)]амида 6ж присутствует уширенный синглет протона NН-группы при 12.85 м. д., положение которого указывает на миграцию протона от амидной группы на атом N3 в гетероцикле, подобно гетериламидам АрПК 2аг-ае, и существование соединения 6ж в растворе ДМСО-d6 в иминоформе со 100% содержанием.

По-видимому, образование соединений 6 происходит в результате нуклеофильной атаки аминогруппы исходного гетериламина на электронодефицитный атом углерода С2 КД 5 с последующим раскрытием лактонного кольца через интермедиат И1 до производного о-ГФГК 6. Подтверждением этому служит тот факт, что при использовании в данной реакции 2-амино-5-хлорбензоксазола, образующийся И1 является достаточно стабильным и выделяется из реакционной смеси в виде 2-гидрокси-2-[(5-хлор-1,3-бензоксазол-2-ил)амино]-1-бензофуран-3(2Н)-она (7) c выходом 65%.

2. Синтез и строение N2-замещенных гидразидов α-оксокарбоновых кислот

2.1. Поиск методов синтеза N2-замещенных гидразидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот

Нами установлено, что при взаимодействии 5-АФД 1 с этиловым эфиром гидразинэтановой кислоты образуются N2-этоксикарбонилметилгидразиды 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (8) и 3-арил-3,5-дигидрокси-2-этоксикарбонилметил-6-оксо-1,2,3,6-тетрагидропиридазины (9). Реакция протекает при эквимолярном соотношении реагентов при температуре 20-25 ˚С в среде диоксана:

Строение конечных продуктов реакции определяется характером заместителя в арильном фрагменте 5-АФД. Так, при введении электроноакцепторного заместителя равновесие двух форм сдвигается в сторону большего содержания линейных гидразидов 8а, б, в то время как, их кольчатая форма – пиридазиноны 9в, г выделяются из реакционной смеси с невысоким выходом. При введении электронодонорного заместителя гидразидов цепного строения не получено, а в качестве единственных термодинамически устойчивых соединений выделены пиридазиноны 9а, б.

Ранее двухстадийным методом синтеза был получен небольшой ряд N2-замещенных метиленгидразидов АрПК и изучен их кислотный гидролиз. Однако биологическая активность исходных соединений и продуктов их гидролиза ранее не исследована. Представляло интерес расширить набор вводимых в реакцию с 5-АФД 1 фосфазинов для введения в структуру гидразидов биологически активных синтонов, изучить биологическую активность известных и не описанных ранее соединений, а также исследовать оптимальные условия проведения препаративного метода синтеза. Для этого первоначально реакцией Штаудингера при взаимодействии 5-АФД 1 с фосфазинами, полученными на основе бензоилдиазометана, дифенилдиазоацетона, адамантаноилдиазометана и этоксикарбонилдиазометана, синтезированы замещенные 2-метиленгидразоно-3-фураноны (10а-и). Их дальнейший кислотный гидролиз проводили при температуре 20-25°С в среде водного ацетонитрила при добавлении каталитических количеств 10% кислоты хлороводородной. В случае 3-фуранонов 10а-д реакция завершается образованием соответствующих N2-замещенных метиленгидразидов 11а-д (метод А). Соединения 11 г, д получены впервые. Замена диоксана на ацетонитрил при изучаемом гидролизе привела к значительному увеличению выхода целевых гидразидов.

10: R1=H, R2=C6H5CO, (C6H5)2СНСО, C10H15CO, C2H5CO

11: R1=H, R2=C6H5CO, (C6H5)2СНСО, С10Н15СО

Однако гидролиз 5-арил-2-этоксикарбонилметиленгидразоно-2,3-дигидро-3-фуранонов (10е-и) в аналогичных условиях останавливается на стадии присоединения воды с образованием 3-фуранонов 12а-г. Попытки выделить целевые метиленгидразиды 11 путем изменения условий эксперимента не увенчались успехом, что связано, по-видимому, с сильным электроноакцепторным влиянием этоксикарбонильной группы. В результате получены лишь известные 5-арил-2-гидразоно-2,3-дигидро-3-фураноны (13) и 3-арил-5-гидрокси-1,6-дигидро-6-пиридазиноны (14).

Установлено, что при взаимодействии 5-АФД 1 с фосфазинами, полученными на основе 1-R-3-диазо-2-оксоиндолов, направление реакции не меняется, в результате чего образуются соответствующие фураноны 10 и трифенилфосфиноксид (ТФО). Однако, по-видимому, вследствие их лабильности, в процессе выделения и очистки на первой стадии удается получить уже гидролизованные продукты – 1-R-2-оксо-3-индолинилиденгидразиды 11е-к. Вследствие этого, для оптимизации процесса гидролиза и сокращения времени при получение гидразидов 11е-к по методу А, нами предложен вариант без выделения промежуточных фуранонов 10. Гидразиды 11е-к получены также реакцией 5-АФД 1 с 3-гидразоно-1-R-2-оксоиндолами (метод Б). Двухстадийный метод синтеза В гидразидов 11 служит дополнительным химическим доказательством структуры гидразонов 13 и позволяет выделять азины 10, которые, зачастую, являются лишь интермедиатами в методе А, однако он является более трудоемким.

Важно отметить, что при получении некоторых метиленгидразидов 11 использование соответствующих фосфазинов является единственно возможным препаративным методом синтеза, в виду отсутствия или нестабильности исходных гидразонов.

В литературе описан пример синтеза замещенного метиленгидразида АрПК на основе реакции 5-АФД с поликарбонильным диазосоединением в присутствии трифенилфосфина, позволяющий сочетать в молекуле два биологически активных ароилпирувоильных фрагмента. С целью синтеза таких гидразидов первоначально необходимо было получить исходные вещества реакцией ароилацетилирования диазокарбонильных соединений ароилкетенами (И2), полученными в результате термического декарбонилирования 5-АФД 1. Некоторые ароилдиазометаны и фталимидо-α-диазокетоны введены в реакцию впервые, в результате чего выделены новые 1,5-дизамещенные 2-диазо-1,3,5-пентантрионы (15и-о, р-у, ч-я):

15: R=OC2H5, C6H5, 4-NO2C6H4, 4-BrC6H4, 4-СН3C6H4, 2-СlC6H4, С10Н15, PhtCH2, PhtCH(СН3), PhtCH(С2Н5), Pht(CH2)2, Pht(CH2)3

Согласно данным спектров ЯМР1Н, в растворах ДМСО-d6, ДМСО-d6/CCl4 (1:3) соединений 15 присутствует как енольная форма Д (характеризуется уширенным сигналом протона енольного гидроксила при 15.32-15.62 м. д. и синглетом винильного протона при 6.91-7.19 м. д.), так и β-дикетонная форма Е (имеет синглет протонов метиленовой группы при 4.43-4.62 м. д.). Содержание последней составляет 21%-47% и зависит от характера заместителя R. Наличие двух форм в растворах диазопентантрионов 15 обуславливает особенности их химического поведения и определяет их дальнейшие химические превращения. Выходы соединений 15 и состав продуктов реакции зависят от характера заместителей как в ароматическом кольце ароилкетена, так и при диазокарбонильном фрагменте α-диазокетона, и колеблются от 16%-74%. Выявлено, что введение электронодонорных заместителей уменьшает содержание побочного продукта димеризации ароилкетена. Кроме того, при недостаточной нуклеофильности диазосоединений образующиеся производные 15 в условиях реакции ограниченно стабильны и могут претерпевать различные превращения.

16: R=OC2H5, C6H5, 4-NO2C6H4, 4-BrC6H4, 4-NO2C6H4, 4-CH3C6H4, 2-ClC6H4, C10H15, PhtCH(CH3), Pht(CH2)2, Pht(CH2)3

Нами установлено, что при взаимодействии 5-АФД 1с трифенилфосфином и диазопентантрионами 15, вопреки ожидаемым гидразидам АрПК, из реакционной смеси выделяются 3-замещенные 6-арил-4-гидроксипиридазины (16) и ТФО (метод А). Очевидно, процесс внутримолекулярной циклизации промежуточно образующегося фосфазина протекает быстрее, чем его взаимодействие с 5-АФД, что препятствует выделению фуранонов или гидразидов из реакционной смеси. Для наработки на биологические испытания пиридазины 16 были также получены прямым взаимодействием соединений по методу Б.

2.2. Синтез N2-замещенных метиленгидразидов 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислоты

Нами впервые разработан двухстадийный метод синтеза N2-замещенных метиленгидразидов 2-(2-гидроксифенил)-2-оксоэтановой кислоты (18) через реакцию Штаудингера и последующий кислотный гидролиз образующихся 3-бензо[b]фуранонов 17 (метод А), позволяющий получать ранее недоступные соединения. Условия проведения реакций аналогичны получению производных АрПК 11. При наличии соответствующих гидразонов синтез гидразидов 18 может быть также одностадийным (метод Б). Также, как и гетериламиды 6, гидразиды 18, согласно спектральным характеристикам, существуют в кристаллическом состоянии и в растворе в форме с ВВС Н-хелатного типа.

17: R1=R2=C6H5; СR1R2=C13H8 (9-флуоренилиден); R1=Н, R2=C6H5СО, C10H15СО; СR1R2=C9H7NO(1-метил-2-оксо-3-индонилиден). 18: R1=H, R2=C6H5CO, C10H15CO; CR1R2=C9H7NO

Механизм образования соединений 17, вероятно, аналогичен механизму взаимодействия фосфоранов с карбонильными соединениями и протекает, как и реакция Виттига, через четырехцентровое переходное состояние (И3). При этом полярность связи Р=N фосфазина в данной реакции играет определяющее значение.

3. Изучение химических свойств производных α-оксокарбоновых кислот и их γ-лактонных форм

3.1. Синтезы на основе производных 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот

Ранее было показано, что при синтезе некоторых гетериламидов АрПК 2 на основе 5-АФД, в зависимости от строения гетероцикла и присутствия воды в реакционной смеси, в качестве сопутствующих соединений образуются соли АрПК. С целью получения биологически активных водорастворимых соединений нами изучено прямое взаимодействие АрПК 19 с гетериламинами различного строения, в результате чего выделены 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеноаты гетериламмония (20а-аг). Реакция протекает в безводном хлороформе при эквимолярном соотношении реагентов при температуре 20-25°С.

19: Ar=Ph(а), 4-СН3С6Н4(б), 4-СН3ОС6Н4(в), 4-С2Н5ОС6Н4(г), 4-СlС6Н4(д), 4-BrС6Н4(е). 20: Ht=3-C5H4N, 4-C5H4N, C5H3BrN, C3H2NS, C5H5N2 (4-метил-2-пиримидил), C2H1N2S, C3H3N2S, C4H5N2S, С2Н1N2S2, C7H5N2.

Как и у гетериламидов 2, во всех спектрах ЯМР1Н солей 20 присутствует синглет протонов метиленовой группы слабой интенсивности при 4.32-4.54 м. д., что свидетельствует о их существовании в растворе ДМСО-d6 в виде таутомерных форм Ж и З с преобладанием кетоенольной формы Ж (92-96%). Кроме того, подобно N-[2-(5-тиоксо-4,5-дигидро-1,3,4-тиадиазолил)]амиду АрПК 2аг, у бутеноатов 20я, аа в данном случае реализуется кето-енольная прототропная таутомерия тионной формы соединений, образующейся при миграции протона от сульфгидрильной группы к атому азота в положении 4 гетероцикла.

В продолжение изучения реакций АрПК с нуклефилами установлено, что этиловый эфир диазоэтановой кислоты взаимодействует с кислотами 19а-е региоселективно с образованием этоксикарбонилметиловых эфиров 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (21а-е). Реакция медленно протекает в среде спирта этилового при эквимолярном соотношении реагентов, при температуре 20-25°С и может быть полностью завершена при кипячении.

Согласно полученным спектральным характеристикам, соединения 21 енолизованы полностью, как АрПК 19 и их метиловые эфиры 3.

Нами исследовано взаимодействие N-[5-(6)-R-2-пиридил]амидов 2 с диазонуклеофилами различного строения. Установлено влияние заместителей гетерильной части этих амидов и степени нуклеофильности диазосоединения на состав и строение конечных продуктов реакции. Так, при введении в 5 положение атома брома исходных амидов в качестве основных продуктов реакции с диазометаном и диазоэтаном при соотношении реагентов 1:4 образуются α-О-алкильные производные 24б-ж, а арилдиазометаны и 9-диазофлуорен с ними не взаимодействуют. Введение в 6 положение гетероцикла метильной группы приводит к образованию сложной смеси соединений в реакции с диазометаном, среди которых выделены продукты гетероциклизации (соответствующие 2-оксоимидазо[1.2-а]пиридины 22а, б) и α-О-алкилирования (соединение 24а).

22: R1=СН3, R2=R3=H, Ar=Ph (а), 4-CIC6H4 (б); R1=H, R2=R3=Ph, Ar=Ph (в), 4-СН3C6H4 (г), 4-BrC6H4 (д), R1=СН3, Ar=4-СН3C6H4 (е); R1=H, R2=Ph, R3=4-BrC6H4, Ar=Ph (ж), 4-СН3C6H4 (з), R1=СН3, Ar=4-СН3C6H4 (и); R1=H, R2+R3=C12H8, Ar=Ph (л), 4-СН3OC6H4 (м). 24: R1=6-СН3, R2=R3=H, Ar=2,4-(СН3)2C6H3 (а); R1=5-Br, R2=R3=H, Ar=Ph (б), 4-СН3OC6H4 (в), 4-ClC6H4 (г), 4-BrC6H4 (д); R1=5-Br, R2=H, R3=СН3, Ar=Ph (е), 4-СН3OC6H4 (ж). 25: Ar=Ph (а), 4-С2Н5OC6H4 (б)

Кроме того, из реакционной смеси гетериламида 2е с диазометаном, наряду с соединением 22а, был получен N-(6-метил-2-пиридил)амид 3-бензоил-4-гидрокси-4,5-дигидропиразол-4-карбоновой кислоты (23). Образование пиразола 23 происходит в результате реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения диазометана по кратной связи С2=С3 исходного пиридиламида.

При взаимодействии N-(6-метил-2-пиридил)амидов 2 с диазоэтаном основным процессом является 1,3-диполярное циклоприсоединение диазонуклеофила, в результате чего выделены соединения 25а, б, а в случае с диарилдиазометанами – гетероциклизация в соответствующие производные имидазо[1.2-а]пиридинов 22в-и. В реакции амида 2е с дифенилдиазометаном было получено также производное 22к, у которого, в отличие от соединений 22а-и, карбонильная группа бензоильного заместителя енолизована нацело, о чем свидетельствуют его характеристики.

При использовании диазофлуорена в реакции с N-(2-пиридил)амидами 2а, в основным процессом является гетероциклизация в соединения 22л, м, однако для этого требуются более жесткие условия эксперимента.

Образование имидазо[1,2-а]пиридинов 22 начинается, по-видимому, с протонирования диазонуклеофила атомом водорода енольного гидроксила и перегруппировки 2-пиридиламидного фрагмента в пиридоимидный с образованием интермедиата И4. Создание имидазольного цикла сопровождается внедрением диазокарбокатиона по кратной связи С2=С3, элиминированием азота и миграцией атома водорода к атому С3:

Попытка синтеза водорастворимых гидрохлоридов на основе имидазопиридинов 22в, к не удалась, поскольку исходные соединения дециклизуются с образованием соответствующих гидрохлоридов N-[6-R-(2-пиридил)]амидов 4-арил-2-гидрокси-4-оксо-2-бутеновых кислот (26а, б).