На правах рукописи
СИНТЕЗ, СВОЙСТВА ПОТЕНЦИАЛЬНО БИОЛОГИЧЕСКИ
АКТИВНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ГИДРАЗИДОВ ЗАМЕЩЕННЫХ 2-АМИНОНИКОТИНОВЫХ И 2-АМИНОЦИНХОНИНОВЫХ
КИСЛОТ
14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата фармацевтических наук
Пермь 2011
Диссертационная работа выполнена в ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
Научный руководитель: доктор химических наук, профессор
Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук, профессор,
ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России
доктор химических наук, профессор,
ГБОУ ВПО «Пермская государственная сельскохозяйственная академия»
Минздравсоцразвития России
Ведущая организация: Институт технической химии УрО РАН г. Пермь, ул. Академика Королева 3
Защита состоится «13» декабря 2011 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития РФ .
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» по адресу 6.
Автореферат разослан «10» ноября 2011г.
Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте Министерства образования и науки РФ http://www. ***** «___» ноября 2011 г и на сайте ГБОУ ВПО ПГФА http://www. ***** «___» ноября 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д208.068.01,
к. ф. н., доцент
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Важной задачей фармацевтической химии является поиск новых эффективных лекарственных веществ. Одним из методов создания новых биологически активных соединений является модификация известных лекарственных препаратов. Среди лекарственных средств имеются гидразиды изоникотиновой кислоты и ее производные, нашедшие применение в медицине в качестве противотуберкулезных препаратов и антидепрессантов. Высокоэффективные биологически активные соединения найдены среди производных гидразидов 2-ами-нобензойной, никотиновой, цинхониновой кислот, проявляющие антимикробную, противовоспалительную, противосудорожную активность. В связи с этим дальнейший поиск фармакологически активных соединений среди гидразидов пиридин - и хинолинкарбоновых кислот и близких им по структуре соединений, является актуальным. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ПГФА в комплексной целевой программе МЗ РФ (номер государственной регистрации 01.9
Цель работы. Разработка или модификация методов синтеза и изучение свойств потенциально биологически активных соединений производных гидразидов 2-аминобензойной, никотиновой и цинхониновой кислот.
Задачи исследования. Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи.
1. Изучение реакций гидразидов 2-ариламино - или 2-(3-пиридиламино)бен-зойной, никотиновой и 2-пиперидиноцинхониновой кислот с ангидридами 2,4-дикарбо-новых кислот, изатоангидридом, альдегидами.
2. Синтез производных хлоридов 21-пиридиниоацетилгидразидов 2-ариламино-цинхониновых кислот на основе реакции хлорацетилгидразидов 2-ариламино-цинхониновых кислот с пиридином и его производными.
3. Разработка на основе этих реакций препаративных методов синтеза, наработка новых потенциально биологически активных соединений и изучение их свойств.
4. Передача соединений на биологические испытания и анализ результатов испытаний.
Научная новизна.
1. Показано, что при нагревании (1000) смеси янтарного ангидрида, гидразидов или 21-(3-карбоксипропаноил)гидразидов арил - и гетерилкарбоновых кислот в уксусной кислоте независимо от наличия или отсутствия ариламиногрупп во 2 положении по отношению к гидразидной группе, образуются 21-сукцинил-гидразиды соответствующих кислот.
2. Предложен способ синтеза новых 21-антранилоилгидразидов 2-ариламино-никотиновых кислот путем кипячения гидразидов этих кислот в этаноле с изатоангидридом и изучены их реакции с муравьиной кислотой и уксусным ангидридом, приводящие к соединениям, содержащим пиридиновые и хиназолиновые циклы.
3. Найдено, что при кипячении растворов гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот в этаноле с ароматическими альдегидами образуются 21-арилиденовые производные гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот.
4. Получены неизвестные ранее хлориды 21-пиридиниоацетильных производных гидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот.
Практическая значимость. Предложенные методы могут использоваться в препаративных синтезах новых потенциально биологически активных соединений. Хлорид пиридиниоацетилгидразида м-анизидиноцинхониновой кислоты обладающий высокой антикоагулянтной активностью, в 3 раза превыщающей таковую гепарина, может быть рекомендован для дальнейших исследований с целью определения возможности его применения в медицинской практике.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на итоговых научных конференциях Пермской государственной фармацевтической академии гг., международной конференции "Техническая химия. От теории к практике" ИТХ УрО РАН 2008 г.
Конкретное участие автора в получении научных результатов. Автором работы осуществлен синтез новых соединений среди производных гидразидов 2-аминоникотиновых и 2-аминоцинхониновых кислот, на основе спектральных данных доказана структура, изучены физико-химические свойства и дана оценка зависимости между строением и биологической активностью полученных веществ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ: 3 статьи в журнале, рекомендованном ВАК, 1 статья депонирована в ВИНИТИ, 5 тезисов докладов конференций.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 119 листах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, включающего 120 работ отечественных и зарубежных авторов и приложения. Диссертация содержит 21 таблицу.
На защиту выносятся:
1. Результаты изучения реакций гидразидов 2-ариламинозамещенных бензойной, никотиновой, 2-пиперидиноцинхониновой кислот с ангидридами 2,4 –ди-карбоновых кислот в зависимости от температурных условий и результаты реакции циклизации 21-(3-карбоксипропаноил)гидразидов в 21,21-сукцинил-гидразиды и полученные при этом новые соединения.
2. Ранее не описанные в литературе 21-антранилоилгидразиды 2-ариламинонико-тиновых кислот и способ их синтеза.
3. Результаты анализа биологической активности полученных соединений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
Глава 1. Синтез, свойства и биологическая активность производных гидразидов карбоновых кислот (обзор литературы)
Глава 2. Синтез и реакции гидразидов 2-аминобензойной, 2-ариламино-никотиновой и 2-ариламино(пиперидино)цинхониновой кислот
В главе представлены результаты собственных исследований по синтезу ранее неизвестных производных указанных гидразидов и изучению их физико-химических свойств.
2.1 Синтез гидразидов арил - и гетерилкарбоновых кислот
Для получения биологически активных соединений среди производных гидразидов арил - и гетерилкарбоновых кислот нами были использованы гидразиды этих кислот. Синтез последних осуществлен традиционным методом, наиболее часто используемым для получения гидразидов, взаимодействием сложных эфиров соответствующих кислот с гидразингидратом.
1а R1=C6H5; 1б R1=3-пиридил; 1в R1=C6H5NH, R2= H; 1г R1=п-BrC6H4NH, R2=H; 1д R1= п-CH3C6H4NH, R2= H; 1е R1=п-CH3OC6H4NH, R2=H;
1ж R1=п-C2H5ОC6H4NH, R2= H; 1з R1=CH3, R2=C6H5
В результате проведенных синтезов были получены гидразиды арил - и гетерилкарбоновых кислот (1а-и).
2.2 Синтез 21-арилиденгидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот
С целью поиска противомикробных веществ был осуществлен синтез 21-арилиденгидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот 2а-г, при нагревании гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот с ароматическими альдегидами в среде этилового спирта при соотношении реагентов 1:1.
Механизм данной реакции заключается в атаке аминогруппой гидразида карбонильной группы альдегида и образовании цвиттер-ионов типа А, которые перегруппировываются в О, N-полуацетали (Б) стабилизирующиеся за счет отщепления молекулы воды между углеродом и азотом с образованием соединений 2а-г.
2а R1=H, R2=п-CH3O; 2б R1=п-CH3, R2=п-Br; 2в R1=п-CH3O, R2=м-Br;
2г R1=п-CH3, R2=п-NO2
Можно было предположить, что полуацетали Б будут подвергаться циклодегидратации за счет отщепления полуацетального гидроксила и водорода ариламиногруппы с образованием пиридо-1,3,4-тиазепинового производного (В). Соединения В могут также получиться при циклизации 2а-г за счет присоединения NH ариламинного фрагмента к азометиновой связи. Подобное превращение описано ранее на примере 21-алкилгидразидов антраниловой кислоты.
Полученные результаты показывают, что в присутствии арильного заместителя у аминогруппы, реакция циклизации не проходит. Эти данные подтверждаются спектрами ЯМР 1Н, в которых наблюдается сигнал химического сдвига протона –N=CH– группы при 8,0 м. д., синглет вторичной аминогруппы при 9,65м. д., и отсутствует сигнал при 6 м. д., характерный для протонов NH бензо-1,3,4-триазепинового цикла.
2.3 Влияние температурных условий на реакции гидразидов 2-анилинобен-зойной и 2-анилиноникотиновой кислот с янтарным ангидридом
По данным литературы традиционным методом получения 21-ацилгидразидов 2-аминобензойной кислоты является реакция гидразидов с ангидридами дикарбоновых кислот.
Ранее было найдено, что в зависимости от температуры проведения реакции гидразида 2-аминобензойной кислоты с янтарным ангидридом образуется либо 21-(3-карбоксипропаноил)гидразид 2-аминобензойной кислоты, либо 1Н-2,3,4,10-тетрагидропиридазино[3,2-b]хиназолин-2,10-дион.
Нами исследовано влияние температурных условий проведения реакций гидразидов 2-анилинобензойной (1а), 2-анилиноникотиновой кислоты (1в), а также для сравнения гидразида 2-метил-6-фенилникотиновой кислоты (1з) с янтарным ангидридом на их направление. Ожидалось, что в жестких условиях при кипячении гидразидов 1а, в,з в уксусной кислоте будет проходить образование соединений типа А.
Показано, что при проведении реакции гидразидов 1а, в,з с янтарным ангидридом при комнатной температуре в различных растворителях (ледяная уксусная кислота, хлороформ, бензол), образуются 21-(3-карбоксипропаноил)-гидразиды соответствующих кислот (3а, б,в).
1a,3а,3г X=CH, R1=NHC6H5, R2=H; 1в,3б,3д X=N, R1=NHC6H5, R2=H; 1з,3в,3е X=N, R1=CH3, R2=C6H5
Гидразиды 3а, б,в – бесцветные кристаллические вещества, растворимые в водном растворе гидрокарбоната натрия при комнатной температуре. Последнее обстоятельство свидетельствует о наличии свободной карбоксильной группы в соединениях 3а-в.
В спектрах ЯМР 1Н 3а-в имеются сигналы химических сдвигов при 9,81 – 9,87 и 10,10 – 10,19 м. д., которые обусловлены наличием протонов диацилгидразинной группы (–CONH–NHCO–). В спектре 3а имеется синглет одного протона при 9,21 м. д., а у 3б уширенный сигнал при 10,30 м. д. Эти сигналы нами отнесены к поглощению протонов С6Н5NH– группы. Об этом свидетельствует исчезновение полосы при 9,21 м. д. в спектре 3а, снятого в трифторуксусной кислоте, а также отсутствие данных сигналов в спектре 3в, у которого нет С6Н5NH– группы. В ЯМР 1Н спектрах соединений 3а-в имеются полосы поглощений при 2,39-2,48 м. д. характерные для групп CH2-CH2 и мультиплет ароматических протонов 7,27 – 8,25 м. д.
При нагревании смеси гидразидов 1а, в,з и янтарного ангидрида в ледяной уксусной кислоте при 100 0 С получаются соединения3г, д,е, имеющие более высокую температуру плавления по сравнению с таковой у 21-(3-карбоксипропаноил)-гидразидов 3а-в.
Эти же соединения образуются при нагревании 21-(3-карбоксипропа-ноил)гидразидов 3а-в в аналогичных условиях.
Результаты элементного анализа, а также определения молекулярной массы методом масс-спектрометрии показывают, что соединения 3г, д,е являются продуктами дегидратации гидразидов 3а-в.
По-видимому, при нагревании гидразидов 1а, д,и с янтарным ангидридом в уксусной кислоте вначале получаются 21-(3-карбоксипропаноил)гидразиды 3а-в, подвергающиеся циклодегидратации, которая может проходить по двум направлениям: или с замыканием сукцинимидного (соединения 3г, д,е), или пиридазинового циклов (В). В нашем случае наблюдается образование сукцинимидных производных 3г, д,е, что согласуется с работами с сотрудниками по циклодегидратации N1-арилсульфонилгидразидов янтарной кислоты, а также подтверждается расчетами полных энергий для сукцинильного производного 3г и пиридазинового аналога В, соответственно равных ,92 и ,89 кДж/моль, что свидетельствует о большей устойчивости и легкости образования соединения 3г.
Образование соединений типа А не наблюдалось, что связано, по-видимому, с меньшей нуклеофильностью ариламиногруппы в гидразидах (3а), по сравнению с аминогруппой в производных антраниловой кислоты, а также со стерическими помехами.
Строение соединений 3г, д,е подтверждается спектральными данными. В спектре ЯМР 1Н 3е имеется сигнал при 10.90 м. д, который следует отнести к химическому сдвигу протона амидной группы –CONH– . Спектры соединений 3г, д также содержат сигналы протонов –CONH– группы при 10,94 и 11,12 м. д. соответственно. Кроме этого, соединение 3г дает полосу химического сдвига протона С6Н5NH– группы при 9,21 м. д., а 3д – при 10,15 м. д. В ЯМР 1Н спектрах соединений 3г, д.е наблюдаются также сигналы –CH2–CH2– при 2,82-2,85 м. д.
Отличительной особенностью масс-спектров 3 г, д,е является то, что их молекулярные ионы подвергаются перегруппировке Мак-Лафферти и дают ионы с относительной интенсивностью 100%, что характерно для производных антраниловой и 2-метилбензойной кислот.
В масс-спектрах 21-(3карбоксипропаноил)гидразидов 3а-в пик молекулярного иона не наблюдается и их масс-спектры тождественны спектрам сукцинилгидразидов 3г-е. По-видимому, в условиях определения спектра соединения 3а-в легко отщепляют воду и превращаются в сукцинильные производные 3г-е.
2.4 Синтез 21-(3-карбоксипропаноил)гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот
В данном разделе описаны реакции гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот с янтарным ангидридом с целью введения в их молекулу остатка янтарной кислоты, содержащего свободную карбоксильную группу, изучения физико-химических и биологических свойств получаемых при этом 21-карбоксипропано-илгидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот, которые ранее не исследовались.
Исследования показали, что реакция проходит при комнатной температуре в среде и апротонных, и гидроксилсодержащих растворителей.
Несмотря на наличие в исходных гидразидах двух нуклеофильных реакционных центров, реакция проходит регеоспецифично: по гидразидной, а не по ариламинной группе, что можно объяснить малой нуклеофильностью последней из-за электроноакцепторного влияния пиридинового кольца и арильного радикала, а также стерическими помехами.
Механизм реакции представлен в виде следующей схемы.
4a R=H, 4б R=п-Br, 4в R=п-CH3, 4г R=п-ОCH3, 4д R=п-ОC2H5
На первой стадии происходит атака аминогруппой гидразидного фрагмента соединений 1е-к карбонильной группы янтарного ангидрида и образуется цвиттер-ион. Затем протон аммониевого катиона перемещается к отрицательно заряженному кислороду, получается промежуточный продукт, который путем миграции протона к циклическому атому кислорода и раскрытия цикла превращается в целевой продукт 4а-д.
Диацилгидразиды 4а-д представляют собой бесцветные кристаллические вещества, легко растворимые в водном растворе гидрокарбоната натрия, что доказывает наличие свободной карбоксильной группы.
В спектрах ЯМР 1Н наблюдаются характерные сигналы двух протонов гидразидной группы (NHNH) при 9,8-10,3 м. д., что согласуется со спектрами близких по структуре 21-ацильных производных гидразидов антраниловой кислоты.
Сигналы протонов ArNH находятся в области 10,39-10,5 м. д., тогда как протон C6H5NH 21-(3-карбоксипропаноил)гидразида 2-ариламинобензойной кислоты прописывается при 10,30 м. д. Слабопольный сдвиг протонов ArNH, по-видимому, обусловлен существованием соединений 4а-д в растворах в виде цвиттер-ионов (Г), в которых из-за делокализации положительного заряда между эндо– и экзоциклическими атомами азота происходит дезэкранирование протона при иминном атоме азота.
В продолжение наших исследований по синтезу 21-(карбоксипропаноильных)произ-водных гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот, изучены реакции гидразида 2-(3-пири-диламино)бензойной кислоты с янтарным, малеиновым, фталевым ангидридами.
На примере реакции гидразида 2-(3-пиридиламино)бензойной кислоты с малеиновым ангидридом в уксусной кислоте при 1000С показано, что в этих условиях получается 21-малеоилгидразид 2-(3-пиридиламино)бензойной кислоты 4е. В то время как при проведении реакции гидразида 1г с янтарным и фталевым ангидридами в хлороформе при 200С получаются соединения 4ж, з. В реакциях с ангидридами дикарбоновых кислот гидразид 1б ведет себя также как гидразид 2-арил-аминоникотиновой кислоты.
Факт образования соединений 4ж, з косвенно доказывается их способностью растворяться в водном растворе NaHCO3 за счет наличия свободной карбоксильной группы.
4е Х=-СН=СН-, 4ж Х=-СН2СН2-, 4з Х=о-С6Н4
2.5 Синтез ацилгидразидов 2-пиперидиноцинхониновой кислоты
В развитие работ по поиску новых биологически активных веществ среди производных гидразида цинхониновой кислоты проведена реакция гидразида 2-пиперидиноцинхониновой кислоты с ангидридами янтарной, малеиновой, фталевой кислот.
5а, г: X=СН2СН2; 5б: Х=СН=СН; 5в: Х=о-С6Н4
При проведении реакции гидразида 2-пиперидиноцинхониновой кислоты с янтарным и фталевым ангидридами при комнатной температуре образуются соединения 5а, в. Если качестве растворителя использовать диоксан или ледяную уксусную кислоту и нагревать при температуре 1000С то при реакции гидразида с янтарным или малеиновым ангидридами, образуется соединение 5б, г.
Соединения 5а-г представляют собой кристаллические вещества, строение которых подтверждено данными ИК и ЯМР-спектров.
2.6 Синтез 21-антранилоилгидразидов 2-ариламиноникотиновой кислоты и их производных
В предыдущих исследованиях было показано, что гидразиды 2-арил-аминоникотиновых кислот обладают антимикробной, а гидразид 2-(п-анизиди-но)никотиновой кислоты противосудорожной активностью. Противомикробное, а также противовоспалительное действие присуще гидразидам антраниловой кислоты и ее производным.
В настоящей работе мы решили объединить в одной молекуле остатки антраниловой и 2-ариламиноникотиновой кислот, соединив их через гидразидную группу и осуществить синтез 21-антранилоилгидразидов 2-ариламиноникоти-новой кислоты с целью последующего изучения их биологической активности.
Гидразиды 2-ариламиноникотиновых кислот вовлекались в реакцию с изатоангидридом в этаноле при 80 0С.
6а R=H, 6б R=п-Br, 6в R=п-CH3, 6г R=п-CH3O, 6д R=п-C2H5O
Механизм данной реакции можно описать следующим образом, аминогруппа гидразида 2-ариламиноникотиновой кислоты атакует карбонильную группу изатового ангидрида, с образованием цвиттер-иона. Затем протон катионного атома азота перемещается к отрицательно заряженному атому кислорода. Образуется неустойчивый промежуточный продукт, которой после миграции протона на кислород бензоксазинового цикла и раскрытия цикла дает 21-(2-карбамино-бензоильное)производное гидразида. Последнее после декарбоксилирования превращается в соединения типа 6а-д.
Взаимодействием гидразида 2-анилиноникотиновой кислоты с 6-хлориза-товым ангидридом в спиртовой среде получено соединение 6е.
6ж R=H; 6з R=CH3.
Антранилоилгидразиды имеют структурные предпосылки для превращения их как в производные хиназолин-4-она, так и в производные пиридо[2,3d]-пири-мидина.
Изучены возможности синтеза производных 3-аминохиназолин-4-она при кипячении антранилоилгидразидов 6е с муравьиной кислотой или с уксусным ангидридом. Так получены 2-R-3-(2-анилиноникотиноиламино)-6-хлорхиназо-лин-4-оны (6ж, з).
Синтезированные соединения являются кристаллическими слабо окрашенными веществами с четкой температурой плавления, растворимые в горячем этаноле, ДМФА, ДМСО, практически не растворимые в воде.
2.7 Синтез 21-(пиридиниоацетил)- и 21-(2-карбоксианилиноацетил)-гидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот
Пиридиниевые соли обладают противомикробным действием. Некоторые из них находят применение в качестве лекарственных средств, например, цетилпиридиний хлорид входит в состав препарата "Церигель".
7а R1=H, R2=H; 7б R1=п-CH3, R2=Н; 7в R1=м-CH3O, R2=H; 7г R1=п-CH3О, R2=H; 7д R1=м-CH3O, R2=(C2H5)2NCO; 7е R1=п-CH3О, R2=(C2H5)2NCO; 7ж R1=H, R2=NH2CO; 7з R1=п-CH3, R2=NH2CO; 7и R1=п-CH3, R2=COOC2H5; 7к R1=п-CH3О, R2=COOC2H5; 7л R1=п-CH3, R2=(C2H5)2NCO;
В связи с вышесказанным в развитие наших предыдущих исследований осуществлен синтез хлоридов 21-(пиридиниоацетил)гидразидов 2-ариламино-цинхониновых кислот (7а-л) путем кипячения в диоксане N-хлорацетильных производных гидразидов 2-ариламиноцинхониновой кислоты и пиридина или его производных.
Реакция между N-хлорацетильными производными гидразидов и пиридином представляет собой реакцию кватернизации, идущую, по-видимому, по бимолекулярному синхронному механизму:
Опыты показали, что реакция между хлорацетилгидразидами цинхониновых кислот и производными никотиновой кислоты идет труднее, чем с пиридином, и требуется более длительное время нагревания реакционной массы. Это объясняется тем, что карбонильная группа в производных никотиновой кислоты проявляет элетроноакцепторные свойства, за счет чего понижаются нуклеофильные свойства пиридинового азота.
Соединения 7а-л – бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде, этаноле, плохо растворимые в диоксане.
В ЯМР 1Н спектре соединения 7а наблюдается синглет при 5,71 м. д., который нами отнесен к сигналу протона группы =CH-N+ ацильного остатка. Наличие этого сигнала, а также широкой полосы слабой интенсивности в области 11м. д., которая, связана с поглощением гидроксильной группы, свидетельствуют о существовании пиридиниоацетильного фрагмента в енольной форме с внутримолекулярной водородной связью хелатного типа (см. формулу Д).
Проведена реакция между хлорацетилгидразидами 2-арил-аминоцинхониновой кислоты и калиевой солью антраниловой кислоты при нагревании в водно-спиртовой среде. При этом получены 21-(2-карбоксианилиноацетил)гидразиды 2-ариламиноцинхониновых кислот 8а-в. Это кристаллические вещества, растворимые в водном растворе карбоната натрия.
8а R=H; 8б R=п-CH3; 8в R=м-CH3O
Глава 3. Экспериментальная часть
В третьей главе приведены методы синтеза полученных соединений, спектральные характеристики.
Глава 4. Биологическая активность
В четвертой главе обсуждаются результаты биологических испытаний синтезированных соединений.
Противомикробная активность
Противомикробная активность соединений изучена на кафедре микробиологии ГБОУ ВПО Пермской государственной фармацевтической академии доцентом под руководством заведующей кафедры, д. ф.н., профессора , которым автор выражает свою благодарность.
Противомикробную активность синтезированных соединений изучали методом двухкратных серийных разведений на мясопептонном бульоне (для бактерий) и жидкой среде Сабуро (для грибов) с двукратно уменьшающейся концентрацией. Исходная опытная концентрация составила 1000 мкг/мл. Для всех исследуемых соединений определены значения минимальной подавляющей концентрации (МПК).
В результате поиска соединений, обладающих ПМА в отношении St. aureus, E. coli и Сandida albicans исследовано 26 соединений. Наибольшая активность выявлена у незамещенных гидразидов 2-ариламиноникотиновой кислоты и 21-пиридиниоацетильных производных гидразидов 2-ариламиноцинхониновой кислоты.
Таблица 1
Противомикробная и противогрибковая активность гидразидов (1г, д,ж), 21-арилиденгидразидов (2а-г), 21-(3-карбоксипропаноил)гидразидов (4а-д), 21-антранилоилгидразидов 2-ариламиноникотиновой кислоты (6а-д) и
2-пиридиниоацетилгидразидов 2-ариламиноцинхониновой кислоты (7а-л)
Соединение | R1 | R2 | ПМА, мкг/мл | ||
St. aureus | E. coli | Cand. Alb. | |||
1г | п-Br | … | 500 | 62 | - |
1д | п-CH3 | … | 31 | 125 | 500 |
1ж | п-OC2H5 | … | 500 | 250 | 1000 |
2а | H | п-CH3O | н/а | н/а | 500 |
2б | п-CH3 | п-Br | 1000 | 1000 | 1000 |
2в | п-CH3O | м-Br | 500 | 500 | 250 |
2г | п-CH3 | п-NO2 | 1000 | 1000 | 500 |
4а | H | … | 500 | 1000 | … |
4б | п-Br | … | 500 | 500 | … |
4в | п-CH3 | … | 500 | 1000 | … |
4г | п-OCH3 | … | 500 | 500 | … |
6а | H | … | н/а | 1000 | 500 |
6б | п-Br | … | 250 | 250 | 1000 |
6в | п-CH3 | … | н/а | 1000 | 1000 |
6г | п-CH3O | … | 1000 | 500 | 1000 |
6д | п-C2H5O | … | н/а | н/а | 500 |
7а | H | H | 250 | 250 | … |
7б | п-CH3 | H | 500 | 500 | … |
7в | m-CH3O | H | 250 | 250 | … |
7г | п-CH3O | H | 800 | 800 | … |
7е | п-CH3O | (C2H5)2NCO | 125 | 125 | … |
7ж | H | NH2CO | 250 | 250 | … |
7з | п-CH3 | NH2CO | 125 | 125 | … |
7и | п-CH3 | COOC2H5 | 250 | 250 | … |
7л | п-CH3 | (C2H5)2NCO | 1000 | 1000 | … |
Диоксидин | 62,5-1000 | 3,9-62,5 | … | ||
Цефепим | 0,125-16,0 | 0,015-2,0 | 31-62 | ||
Этакридина лактат | 500 | 500 |
При анализе зависимости ПМА от их химической природы следует отметить, что наличие гидразидной группы в структуре соединения оказывает существенное влияние на активность. Изменение заместителя у ариламиногруппы во втором положении пиридинового кольца мало влияет на противомикробную активность соединений, кроме гидразидов, имеющих свободную гидразидную группу.
Дальнейший поиск новых биологически активных противомикробных соединений среди замещенных гидразидов никотиновых и цинхониновых кислот является целесообразным, при условии введения фармакофорных группировок, ответственных за противомикробную активность.
Влияние полученных соединений на свертывающую систему крови изучено на кафедре физиологии и патологии ПГФА под руководством док. мед. наук, зав. каф., профессора Сыропятова Бориса Яковлевича, которому автор выражает свою благодарность.
Опыты проводились с помощью коагулометра «Минилаб 701». Для исследования использовали цитратную 3,8% кровь (9:1), вещества испытывались в концентрации 1 мг/мл крови.
В качестве эталона антикоагулянтной активности использовали раствор гепарина в концентрации 1 ЕД/мл крови, а в качестве эталона коагулянтной активности – этамзилат в концентрации 1мг/мл крови.
Результаты исследований приведены в таблице 2, из данных которой следует, что 21-(3-карбоксипропаноил)гидразиды 2-анилиноникотиновой кислоты (4в, д) увеличивают время свертывания крови соответственно на 5,7 и 1,7%, а соединения 4 а, б,г уменьшают это время на 6,9, 20,0 и 4,8%. При этом соединение 4б активнее эталона сравнения – этамзилата.
21-Антранилоилгидразиды 6а, б увеличивают время свертывания крови соответственно на 25,3 и 28,4%, что превосходит показатели эталона сравнения – гепарина (22,4%).
В ряду 21-пиридиниоацетильных производных гидразидов 2-ариламино-цинхониновой кислоты (7а-д), соединения 7а, б,г, д уменьшают время свертывания крови на величину сопоставимую с эталоном сравнения этамзилатом. А хлорид 21-пиридиниоацетилгидразида 2-(м-метоксианилино)цинхониновой кислоты показал высокую противосвертывающую активность, превышающую таковую эталона сравнения гепарина в 3 раза.
Таблица 2
Влияние на свертывающую систему крови производных
21-(3-карбоксипропаноил)- (4а-д), антранилоильных производных гидразидов
2-анилиноникотиновой кислоты (6а, б,г, д) и 2-пиридиниоацетилгидразидов
2-ариламиноцинхониновой кислоты (7а-л)
Соед. | R1 | R2 | Время сверт., сек; контроль | Время сверт., сек; опыт | % изменения сверт. | P |
4а | H | … | 52,0±1,09 | 48,4±2,38 | +6,9 | >0,05 |
4б | п-Br | … | 49,4±2,20 | 39,5±2,04 | +20,0 | <0,01 |
4в | CH3 | … | 55,7±3,00 | 58,9±2,01 | -5,7 | >0,05 |
4г | OCH3 | … | 56,2±5,78 | 53,5±2,11 | +4,8 | >0,05 |
6а | H | … | 66,1 ± 3,57 | 82,8 ± 5,37 | -25,3 | <0,02 |
6б | п-Br | … | 47,2 ± 2,16 | 60,6 ± 2,39 | - 28,4 | <0,001 |
6г | п-CH3O | … | 51,7 ± 1,71 | 51,7 ± 2,28 | - | - |
6д | п-C2H5O | … | 44,4 ± 2,20 | 44,6 ± 2,18 | - | - |
7а | H | H | 50,7±1,39 | 42,3±2,42 | +16,6 | <0,01 |
7б | п-CH3 | H | 54,1±2,32 | 46,1±1,88 | +14,8 | <0,02 |
7в | м-CH3O | H | 31,5±1,53 | 53,4±4,58 | -69,5 | <0,001 |
7г | п-CH3O | H | 40,8±2,08 | 40,6±4,30 | +0,5 | >0,05 |
7ж | H | NH2CO | 25,9±1,17 | 31,2±1,30 | -20,5 | <0,01 |
7з | п-CH3 | NH2CO | 29,1±0,95 | 39,0±3,59 | -34,0 | <0,02 |
7и | п-CH3 | COOC2H5 | 29,6±1,41 | 35,1±3,34 | -18,6 | >0,05 |
7л | п-CH3 | (C2H5)2NCO | 37,9±3,67 | 36,2±2,45 | +4,5 | >0,05 |
Гепарин | 29,9±0,48 | 36,6±1,82 | -22,4 | <0,01 | ||
Этамзилат | 28,9±1,11 | 24,5±0,94 | +15,2 | <0,01 |
Выводы
1. С целью изучения биологической активности получено 42 новых производных гидразидов арил – (гетерил)карбоновых кислот, строение которых подтверждено данными ЯМР 1Н и ИК–спектров.
2. Показано, что при 20 0С гидразиды 2-ариламино– или 2-(3-пиридиламино)-бензойных, 2-ариламиноникотиновых и 2-пиперидиноцинхониновых кислот реагируют с янтарным ангидридом с образованием 21-(3-карбоксипропаноиль-ных)производных соответствующих гидразидов. При проведении этих реакций при нагревании в уксусной кислоте при 100 0С, а также при нагревании в уксусной кислоте 21-(3-карбоксипропаноил)гидразидов получаются 21,21-сукцинил-гидразиды соответствующих кислот, независимо от наличия и положения ариламино– или пиперидиногруппы.
3. Нагревание гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот с ароматическими альдегидами в этаноле приводит к 21-арилиденгидразидам 2-ариламиноникоти-новых кислот. При этом ариламиногруппа остается неизмененной.
4. При реакции гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот с изатоангидридом в этаноле получаются 21-антранилоилгидразиды 2-ариламиноникотиновых кислот.
5. Взаимодействием 21-хлорацетилгидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот с пиридином и его замещенными образуются хлориды 21-пиридинио-ацетилгидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот.
6. У синтезированных гидразидов обнаружена бактериостатическая активность в отношении кишечной палочки и золотистого стафилококка и выявлена зависимость между структурой и действием. Наибольшая активность сравнима с таковой, найдена у гидразида п-толуидиноникотиновой кислоты.
7. 21-Карбоксипропаноилгидразиды 2-ариламиноникотиновых кислот проявляют прокоагуляционное действие. Наибольшая активность присуща 21-пропаноил-гидразиду 2-(п-броманилино)никотиновой кислоты.
8. Гидрохлориды 21-антранилоилгидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот и хлориды 21-пиридиниоацетилгидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот увеличивают время свертывания крови, по силе действия сравнимы с гепарином, а хлорид 21-пиридиниоацетилгидразида 2-(м-метоксианилино)цинхониновой кислоты в 3 раза активнее гепарина.
Список публикаций
1. Синтез потенциально биологически активных b-(2-карбоксианилино)ацетил-гидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот / , // Вестник Перм. гос. фарм. акад. – Пермь, 2006. - № 1. - С. 38.
2. Синтез, свойства и биологическая активность арилиден - и ацилгидразидов 2-замещенных никотиновой и 2-анилинобензойной кислот / , , , // Техническая химия от теории к практике: материалы междунар. конф. ИТХ УрО РАН.-Пермь, 2008. - Т. 1.- С. 181 – 184.
3. Синтез, влияние на свертывающую систему крови и противомикробную активность хлоридов пиридиниоацетилгидразидов 2-ариламиноцинхониновых кислот / , , А. Л. Ефремов, , // Хим.-фарм. журнТ. 42, № 7. - С. 12-13.
4. Синтез, свойства и биологическая активность арилиден - и ацилгидразидов 2-замещенных никотиновой кислоты. / , А. Л. Ефремов, , // Современное состояние и пути оптимизации лекарственного обеспечения населения: материалы Российской научно-практ. конф. ПГФА. - Пермь, 2008.- С. 181 – 184.
5. Поиск биологически активных веществ среди производных никотиновой кислоты. / , , А. Л. Ефремов, // Материалы Украинской научно-практ. конф. посвященной памяти .- Харьков, 2009. - С. 70.
6. , , / Синтез и биологическая активность гидразидов и арилиденгидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот. // Деп. в ВИНИТИ20с.
7. Производные хинолина в качестве лекарственных средств и как биологически активные вещества. / ёв, , А. Л. Ефремов, // Создание лекарств на основе продуктов природного происхождения: материалы Всероссийской научно-практич. конференции. - Вестник Перм. гос. фарм. акад.- Пермь, 2010. - № 7. - С. 128-130.
8. Синтез, антикоагулянтная, антимикробная и противогрибковая активность β-антранилоилгидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот. / , , , // Хим.-фарм. журн.- 2011. - Т.45, №3. - С. 25-26.
9. Синтез и фармакологическая активность β-(3-карбоксипропионил)гидразидов 2-ариламиноникотиновых кислот. / , , А. Л. Ефремов, , // Хим.-фарм. журн.-2011. - Т. 45, №8. - С. 26-27.
Автор выражает благодарность зав. кафедрой физики и математики ПГФА, доценту за содействие в записи спектров ЯМР 1Н, научному сотруднику РИЦ “Фарматест” за содействие в записи ИК-спектров, научному сотруднику ИТХ при УрО РАН, к. х.н. за определение масс-спектров.
(Россия)
Синтез, свойства потенциально биологически активных производных
гидразидов замещенных 2-аминоникотиновых и 2-аминоцинхониновых
кислот
Реакция гидразидов 2-ариламинобензойной, - никотиновой кислот в уксусной кислоте при 20ºС приводит к 21-(3-карбоксипропаноил)гидразидам, при 100ºС – к 21,21-сукци-нилгидразидам названных кислот. При взаимодействии гидразидов 2-ариламинонико-тиновых кислот с ароматическими альдегидами образуются 21-арилиденгидразиды 2-ариламиноникотиновых кислот, а при реакции с изатоангидридом получаются 21-антранилоилгидразиды. Взаимодействие 21-хлорацетилгидразидов 2-ариламино-цинхониновых кислот с пиридином приводит к хлоридам 21-пиридиниоацетил-гидразидов данных кислот. Получены новые производные гидразидов арил – (гетерил)карбоновых кислот, строение которых подтверждено данными ЯМР 1Н и ИК–спектров. У синтезированных гидразидов обнаружены бактериостатическая активность в отношении кишечной палочки и золотистого стафилококка, влияние на свертывающую систему крови и выявлена зависимость между структурой и действием.
Efremov Anton (Russia)
The synthesis, properties potentially biologicaly active derivatives of hydrazides of substituted 2-aminonicotinic and 2-aminocynchoninic acids
The reaction of hydrazides of 2-arylaminobenzoic, nicotinic acids in a medium of acetic acid under the temperature of 20 ºC leads to 21-(carboxypropanoil)hydrazides, under the temperature of 100 ºC – to 21,21-succinilhydrazides of these acids. During the reaction of hydrazides of 2-arylaminonicotinic acids with aromatic aldehydes 21-arylidenhydrazide of 2-aryl-aminonicotinic acids are formed, and during the reaction with izatoanhydride 21-antrani-loylhydrazides of these acids are obtained. Interaction of 2-chloracetylhydrazides of 2-aryl-aminocinchoninic acids with pyridine leads to the chlorides of 21-pyridinioacetylhydrazides of these acids. New derivatives of hydrazides of aryl-(heteryl)carbonic acids are synthesized, their structure is determined by NMR 1H and IR-spectroscopy. It was found, that synthesized hydrazides have bacteriostatic activity against colon bacillus and aurococcus, they influence blood coagulation system, the dependence between structure and action was found.
