Элементоорганические производные сиднониминов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук

На правах рукописи

ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ СИДНОНИМИНОВ

02.00.03 - Органическая химия 02.00.08 - Химия элементоорганических соединений

АВТОРЕФЕРАТ 1 Я ОКТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2015

005563990

Работа выполнена в Лаборатории тонкого органического синтеза Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН).

Научные руководители:

доктор химических наук, профессор Калинин Валерий Николаевич кандидат химических наук Черепанов Илья Александрович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Коваленко Леонид Владимирович

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

доктор химических наук, профессор Вацадзе Сергей Зурабович

Московский государственный

университет им. М.В. Ломоносова

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской

академии наук (ИОХ РАН).

Защита диссертации состоится «27» ноября 2015г. в И часов на заседании

Диссертационного совета Д 002.250.01 при Федеральном государственном

бюджетном учреждении науки Институте элементоорганических соединений им.

А.Н. Несмеянова Российской академии наук по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, ул.

Вавилова, д. 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНЭОС РАН Автореферат разослан » с^тября 2015 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.250.01 кандидат химических наук

-г-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Сиднонишшы являются одними из наиболее изученных представителей мезоионных гетероциклических соединений. Особый интерес к ним вызван в первую очередь широким спектром проявляемой ими биологической активности. Более того, некоторые представители этого необычного класса гетероциклических соединений используются в качестве лекарственных средств (например, сиднофен, мезокарб, молсидомин, сидноглутон). Психостимуляторы на их основе применяются при астенических состояниях различного происхождения, при адинамии, вялости, подавленности, апатии в связи с неврозами, после перенесённых нейроинфекций и при заболеваниях эндокринных желез, при нарколепсии, патологической утомляемости и при других показаниях к применению стимулирующих и лёгких антидепрессивных средств. Представитель сиднониминов — молсидомин, является основой лекарственных препаратов широкого спектра терапевтического действия, которые применяются при приступах стенокардии, возникающих на фоне хронической коронарной недостаточности, в том числе после перенесенного инфаркта миокарда, в особенности в случае непереносимости нитратов, а также развития к ним толерантности. Кроме того, перспективным является применение молсидомина у больных хронической легочной патологией, циррозом печени.

Так как физиологическая активность производных сиднониминов зависит от их структуры, актуальным является поиск удобных препаративных методов прямой функционализации этих соединений. Особенно важны соединения с активными функциональными группами, которые позволяли бы вводить мезоионный фрагмент в самые различные органические молекулы. Другими словами, весьма актуальным представляется создание «билдинг-блоков» на основе этих интересных гетероциклов, что позволило бы получить большое количество ранее неизвестных производных сиднониминов для поиска новых эффективных лекарственных средств.

Многочисленные исследования метаболизма молсидомина позволили отнести

сиднонимины, как физиологически активные вещества, к классу доноров окиси

азота, которая является регулятором во многих биохимических клеточных

-з-

процессах и играет огромную роль в поддержании гомеостаза. Однако, как выяснилось, в зависимости от концентрации, N0 может оказывать как положительный, так и отрицательный физиологический эффект, что в том числе обуславливает необходимость дальнейшего синтеза и всестороннего исследования сиднониминов, как важных представителей перспективного класса мезоионных гетероциклических соединений.

Цель работы. Целью данного исследования является разработка общих препаративных методов синтеза различных серо- и фосфорсодержащих производных сиднониминов, изучение их реакционной способности и поиск физиологической активности у полученных соединений.

Научная новизна п практическая значимость работы. Разработан общий метод синтеза различных ранее неизвестных 4-серосодержащих производных сиднониминов. Синтезирован широкий ряд Nr-ацильных производных сиднониминов, остаток карбоновой кислоты которых содержит атом галогена в соположении. На основе реакции нуклеофильного замещения галогена под действием различных N- и 5-нуклеофилов разработаны препаративные методы получения Nü-глициновых и тиогликолевых производных сиднониминов. Синтезированы недоступные ранее NG-фосфорильные производные сиднониминов, и исследована их реакционная способность. Получены первые представители бициклических сиднониминов, конденсированных по ребру [4,5] мезоионного кольца.

В опытах in vitro проведено исследование полученных соединений на цитотоксичность относительно опухолевых клеток линии рака толстой кишки НСТ116. Среди них обнаружены два наиболее активных соединения, а также показано, что структура мезоионного фрагмента отвечает за проявляемую активность.

Апробация работы. Результаты работы представлены на, Int. Conf. «XV JCF-Frühjahisymposium» (Berlin, Germany, 2013), Int. Conf. «ChemCYS 2014» (Blankenberge, Belgium, 2014), Int. Conf. «XVI JCF-Frühjahrsymposium» (Jena, Germany, 2014), Int. Conf. «New Trends in the Chemistry of Heterocyclic Compounds» (Железноводск, Россия, 2011), конференции, посвященной 60-летнему юбилею ИНЭОС РАН «Химия элементоорганических соединений и полимеров 2014»

(Москва, Россия, 2014), конференциях-аттестациях ИНЭОС РАН (Москва, Россия, 2011-2014).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи в рецензируемых научных журналах и тезисы 6 докладов на научных конференциях.

Объем и структура диссертации. Материал диссертации изложен на 162 страшщах и включает 14 таблиц, 56 схем, 12 рисунков. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения полученных результатов, экспериментальной части, выводов и списка цитируемой литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава литературного обзора посвящена обсуждению основных видов проявляемой сиднонимнами физиологической активности, а также включает в себя рассмотрение механизмов метаболизма этих соединений в живом организме. Вторая глава охватывает известные на сегодняшний день литературные данные о химии металло- и элементоорганических производных сиднониминов.

Полученные автором экспериментальные результаты и их обсуждение представлены в приведенных ниже разделах.

4-Серозамещенные производные сиднониминов

Одним из методов введения атома серы в органическую молекулу является взаимодействие литийорганических соединений с элементарной серой. Образующиеся тиоляты лития можно затем модифицировать обработкой электрофилам либо при подкислении получить соответствующие меркаптаны. Следует особо отметить, что среди сиднониминов такие процессы до сих пор не изучались, и соответствующие тиопроизводиые не были известны.

Нами обнаружено, что при взаимодействии 4-1л-органичсских производных сиднониминов 2, получаемых депротонированием соединений 1, с элементарной серой происходит ее внедрение по связи C-Li с образованием 4-тиолятов лития 3. Однако, меркаптаны, образующиеся при подкислении реакционной смеси, оказались нестабильными соединениями. Они довольно быстро разлагались при выделении и хранении поэтому их выделение в чистом виде не проводилось. Образующиеся тиоляты лития 3 обрабатывали in situ различными

органогалогенидами и в качестве продуктов реакции выделяли соответствующие сульфиды 4 (схема 1, таб. 1).

Схема 1

Таблица 1. Синтез 4-тиопроизводных сиднониминов.

я И' Я" Я" На1 Выход 4, %

а СН(СН3)2 СОРЬ -снз СН1 83

Ь (СН)зСНз СОС1'з -снз СН I 3 58

с (СН2)3СН3 СОС(СНз)з -снз СН31 70

а л(сн)2 сосн3 -снз СН31 83

е К(СП3)2 СОРЬ -сн СН31 68

f СН(СН)2 СОРЬ ОТ ст 87

е СН(СН3)2 СОРЬ >-сн2 .Вт [>СНГ 89

ь СН(СНз)2 СОРЬ -ос. 83

1 СН(СН)2 СОРЬ /=\ о 75

} СН3СН2 РО(ОРЬ)2 ^оС 54

к СН3СН2 РО(ОРЬ)2 СНз СН31 58

1 сн(снз)2 РО(ОРЬ)2 5>< 30

т сщснз)2 РО(РЬ)2 СНз СН31 56

п СН(СН)2 РО(РЬ)2 сга"~ СН2-Вг и 73

0 СН(СНЭ)2 РО(РЬ)2 О-сн^ [>снГВГ 68

Р СН(СН3)2 РО(РЬ)2 -ОС 66

Ч СН(СН)2 РО(РЬ)2 ЗХ 78

Строение первого полученного нами в этом ряду соединения 4а было подтверждено данными рентгеноструктурного анализа (исследование выполнено в Лаборатории рентгеноструктурных исследований ИНЭОС РАН к.х.н Нелюбипой Ю.М.) (рис.1).

Рис. 1. Молекулярная структура З-изопропил-4-тиометил-Ме-бензоилсндноиимина 4а

Известно, что биологическую активность проявляют не только сульфиды, но и производные серы в других степенях окисления, поэтому нами была исследована возможность окисления полученных 4-тиопроизводных. Мы нашли, что взаимодействие соединения 4а с эквивалентным количеством ж-хлорнадбензойной кислоты в этилацетате с хорошим выходом приводит к сульфоксиду 5. Тогда как при более глубоком окислении с использованием более чем двукратного избытка м-хлорнадбензойной кислоты и увеличении времени реакции был получен соответсвующий сульфон 6 (схема 2).

/ М / / О. Ме

Я4 ^ пЯ4, ^

Л- ЕЮАс о^РН ЕЮАс о^РК

5 (78%) 4а 6 (51%)

Схема 2

Таким образом, разработан препаративный метод введения атома серы в различных степенях окисления в положите С-4 сиднониминового кольца.

^-а-Галогепацильные производные сидпонпминов

Следующая часть работы посвящена синтезу и изучению реакционной способности ранее практически неизвестных Ы6-ацильных производных сиднопимииов, содержащих атом галогена в «-положении остатка карбоновой кислоты. Можно было ожидать, что последующее замещение подвижного атома галогена в таких производных под действием различных нуклеофилов должно привести к новым функционально замещенным гетероциклам.

Мы нашли, что М6-ацильные производные сиднониминов 8, остаток карбоновой кислоты которых содержит атом галогена в а-положении, можно получать с высокими выходами из соответствующих хлоргидратов сиднониминов 7 стандартным методом — взаимодействием с соответствующими хлорангидридами карбоновых кислот в присутствии основания (схема 3).

к

©

О ЫН,С1

к\ о

и

На! С1

л-

К = СН3; С2Н5; СН(СН3)2; п-Ви; РЬ; Н(СН3)2; СН3-На1 = С1; Вг Я1 = Н;СН3; РЬ

Схема 3

Оказалось, что атом галогена в соединениях 8 действительно весьма подвижен и легко замещается под действием различных 5-нуклеофилов, причем БН-группа в этих нуклеофилах может быть связана не только с алкильными остатками, но и с гетероциклическими (в том числе электроноакцепторными) фрагментами. Данным методом нами был синтезирован широкий ряд тиогликолевых производных сиднониминов 9 (схема 4).

Я

Я'.

Я" = РЬ;

о , сн, .

МеОН, ¡Рг2ЙМ

Я п,

\ к-

'О' N -0 9 (50-98%)

гг0"'

N

Н3С'

Я = СН3; С2Н5; СН(СН3)2; п-Ви; РЬ; Х(СН3)2; СН3^ Я' = Н; СН3; РЬ На1 = С1; Вг

Схема 4

Особый интерес вызывают соединения 9, в которых гетероциклический фрагмент содержит нитрильную группу в о-положении по отношению к атому серы в пиридиновом кольце (схема 5). В аналогичных соединениях в ряду а-тиозамещенных ацетамидов известна реакция внутримолекулярной циклизации при катализе триэтиламином в качестве основания (реакция Циглера-Торпа) в соответствующие 3-амино-тиенопиридины. Нами было установлено, что в случае сиднониминов 9, несущих 2-тио-З-цианопиридильный заместитель, подобная реакция протекает только в присутствии ПВи - более сильного основания, чем триэтиламин. Этот факт мы объясняем понижением кислотности протонов метиленовой группы между атомом серы и карбонильным фрагментом под действием отрицательного заряда, локализованного на Ы6-экзоциклическом атоме азота. Тиенопиридиновые производные 10 образуются с практически количественными выходами (схема 5, таб. 2). Подобные соединения, несущие сиднониминовый фрагмент, могут представлять особый интерес для биохимии и молекулярной биологии.

К'

>—N

Я

^нГ .................

9 10 и

Схема 5

Таблица 2. Внутримолекулярная циклизация Циглера-Торпа

И. И' И" Выход 10, %

а СН(СНз)2 н СНз СНз 95

Ь СН(СН3)2 н Н ч 97

с СН(СН3)2 СРз Н >9 98

а СН(СН3)2 н н РИ 96

е СН3СН2 СРз н 97

Г СН(СН3)2 -(СН2)4- н 94

Другим типом цуклеофилов, которые легко замещают атом галогена в а-положснии остатка карбоновой кислоты при М6-экзоциклическом атоме азота сиднониминового кольца, являются вторичные амины. Нами было показано, что при кипячении сослинемий 8 с избытком вторичного амина в МеОН с хорошими выходами образуются производные соответствующих а-аминокислот (схема 6).

О

О 8

МеОН

Я = СН3; С2Н5; СН(СН3)2; п-Ви; РЬ; М(СН3)2; СН3 Я' = Н; СН3; РЬ На1 = С1; Вг

К"2КН = (СН3)2Ш; (СН3СН2)2ЫН; Ш

Ы-

0 ;

Схема 6

К сожалению, все наши попытки ввести в аналогичные реакции пуклеофильного замещения О- и С-нуклеофилы (алкоголяты и феноляты натрия, а так же анионы ацетилацетона и диэтилмалоната) не привели к успеху, а наблюдалось лишь осмолепие реакционных смесей.

Таким образом, в работе были получены Н;-ацильныс производные сиднониминов, в которых подвижный атом галогена в а-положении остатка карбоновой кислоты легко замещается под действием различных и Л'-пуклеофилов, что открывает доступ к широкому кругу сиднониминов, модифицированных по остатку карбоновой кислоты.

Фосфорсодержащие производные сиднониминов

Фосфорильные производные аминокислот, белков, Сахаров вызывают особый интерес в различных областях биохимии и очень часто проявляют высокую и разноплановую биологическую активность. Нам представлялось весьма важным

получить М6-фосфорильные производные сиднотшинов, изучить их химические свойства и возможности синтетического применения.

Мы нашли, что взаимодействие гидрохлорида сиднонимина 7 с хлорангидридами замещенных фосфорных кислот в присутствии основания приводит к образованию К6-фосфорилированных сиднониминов 12 (схема 7) с препаративными выходами (табл. 3).

О. И.' Кч

Ш _ <Л Я

Е1(1Рг)2Ы '

7 12 К

Схема 7

Таблица 3. Синтез М6-фосфорилированных производных сиднониминов 12.

R R' Выход 12, %

а Et OPh 89

b iPr OPh 87

с Ph OPh 80

d \ _^N— OPh 78

е iPr Ph 83

Структуры соединений 12а и 12с были подтверждены данными рентгеноструктурного анализа (исследование выполнено в Лаборатории рентгеноструктурных исследований ИНЭОС РАН Дмитриенко А.О.) (рис. 2, 3).

Незамещенные по положению С-4 Nû-фосфорилированные сиднонимины 12 легко депротонируются под действием BuLi. О выходе образующихся литийорганических соединений мы судили по их реакции с п-трифторметилбензальдегидом, полагая, что последний является активным электрофилом, быстро и однозначно взаимодействует с литийорганическими соединениями. Действительно, в случае сиднониминов 12а, 12b, 12е, несущих алкильный заместитель в положении N-3 мезоионного кольца, соответствующие превращения приводили, после гидролиза реакциогагой смеси, с высоким выходом к карбинолам 14а, 14d, 14h (схема 8). По той же схеме реагируют и другие неенолизующиеся альдегиды (схема 8, таб. 4).

НО

\ о Rv _yLi О /—\ VR'0

jbulv га v-* <l_^ И v*

12 13 14

Схема 8

Таблица 4. Синтез 4-гидроксиметильных производных N6-фосфорилировашпдх сиднониминов 14.

Исх. 12 R" Выход 14, % Исх. 12 R" Выход 14, %

а 12е 70 f 12b О 60

Ь 12е 68 g 12c 81

с 12е -Çy™' 57 h 12a ~0~cFi 76

d 12Ь -О-"1 71 i 12a -Çy™* 64

е 12Ь 48 j 12a -js 65

Иптересная аномалия была обнаружена в случае соединения 12с, содержащего фенильный заместитель в положении N-3 сиднониминового кольца.

При проведении реакции 4-1л-производного данного соединения с п-трифторметилбензальдегидом (схема 9) в качестве единственного продукта был выделен бициклический сиднонимин 16. Его образование мы объясняем тем, что реакция не останавливается на стадии алкоголята 15, а приводит к внутримолекулярному замещению феноксигруппы при атоме фосфора алкоголятным фрагментом. Данное соединение является первым представителем бициклических сиднониминов, конденсированных по ребру [4,5] кольца и содержащих во втором цикле атом фосфора.

РзС //

О 15

Схема 9

Следует отметить, что при взаимодействии 4-1л-производного соединения 12с с 2-хлор-4-нитробензальдегидом был выделен ациклический продукт 14g с хорошим выходом (схема 10).

С1

С1

12с

14g

Схема 10

Мы предполагаем, что такое направление протекания реакции может быть обусловлено двумя факторами: стерическим (наличие в о-положении атома хлора препятствует протеканию реакции циклизации) и электронным (наличие сильных акцепторов в ароматическом кольце снижает нуклеофильность образующегося алкоголята лития). Для определения влияния этих факторов на направление

-14-

протекания процесса в данной реакции был использован ряд нсенолизующихся альдегидов.

В случае реакции с незамещенным бензальдегидом, в котором нет злектроноакцепторных заместителей, также был выделен бициклический продукт 17 (схема 11). Выход его (78%) несколько выше, чем выход соответствующего продукта 16 в случае л-трифторметилбензальдегида, что свидетельствует в пользу важности электронного фактора.

Ph

№

1) BuLi

О 12с

N .О

У(

Pho' OPh

2)oKD

Схема 11

Аналогичный рез}'льтат был получен при взаимодействии Li-органического производного соединения 12с с о-мстилбензальдегидом. Циклический продукт 18 образуется с хорошим выходом (схема 12), а метальная группа, даже большая по размеру, чем атом хлора, стерически не препятствует протеканию реакции циклизации.

Ph

,0

У(

PhO/ OPh

1) BuLi

12c

Схема 12

Ациклический продукт 19 был получен и при введении в реакцию акролеина (схема 13). Следовательно, простая двойная связь вшшльный заместителя не обеспечивает достаточной нуклеофилыюсти алкоголята лития, по сравнению с фенилыюй группой.

Ph

I

Pho' 4OPh 12c 19 (52%)

Схема 13

Следовательно, решающее влияние на возможность протекания реакции внутримолекулярной циклизации в ряду 4-гидроксиметильпых производных N6-фосфорилированных сиднониминов оказывают именно электронные факторы. Однако попытка проверить эту гипотезу на примерах бензальдегидов, ароматическое кольцо которых существенно обогащено электронной плотностью, (например, п-метоксибензальдегид и 2,4,6-триметилбензальдегид) не привела к успеху, и во всех случаях происходит лишь осмоление реакционной смеси.

Структуры бициклических продуктов 16 и 17 были подтверждены данными порошковой рентгеновской дифракции (исследование выполнено в Лаборатории рентгеноструктурных исследований ИНЭОС РАН Дмитриенко А.О.) (рис. 4, 5).

о со ШС28

К С-2 Ci/' \ С29

Ьо

N2

N6' лпЧ 4й"

К К.С22

^ ^j) C2Q \^С21

Рис. 4. Молекулярная структура 3- Рис. 5. Молекулярная структура 3-

фенил-7-окси-7-фенокси-9- феиил-7-окси-7-фенокси-9-фенил-(8-

(4 трифторметил)-фенил-(8-окса-7- окса-7-фосфа-[6,4-пропано])-

фосфа-[6,4-пропано])-сиднонимина 16. сиднонимина 17.

Таким образом, впервые получены М6-фосфорилированные сиднонимины. Прямым депротонированием сшггезированы 4-литийпроизводные этих соединений. Установлены факторы, определяющие направление протекания реакции 4-литиевых производных с различными неенолизующимися альдегидами.

Биаиклические производные сиднониминов

Наличие в сиднониминах заместителя у экзоциклического атома азота делает принципиально возможным существование бициклических производных, конденсированных по ребру [4,5] оксадиазольного кольца. В предыдущей части работы описаны первые представители подобных полициклических производных, содержащих атом фосфора. Использование 4-литиевых производных сиднониминов на ключевой стадии позволило нам разработать синтетические подходы к синтезу других типов бициклических соединений.

Мы нашли, что полученные нами Кц-а-галогенацильные производные сиднониминов 8 депротонируются под действием Ви1л в абсолютном ТГФ при -90°С с образованием 4-литиевых производных 20, причем процесс металлирования не затрагивает СН2-группу между атомом галогена и карбонильной группой. Образующиеся 4-литиевые производные 20, по аналогии с соединениями 2, легко взаимодействуют с элементарной серой с образованием соответствующих 4-тиолятов лития 21. После чего в дашгом случае имеет место быстрая реакция внутримолекулярного замещения подвижного атома хлора с образованием бициклических сиднониминов 22, конденсированных по ребру [4,5] мезоионного кольца (схема 14).

Схема 14

Еще более неожиданным оказался тот факт, что данное превращение возможно даже при наличии атома брома вместо атома хлора в а-положении

остатка карболовой кислоты при Ы^ок-ю циклическом атоме азота (соединение 23), и бициклический продукт 24 был выделен с препаративным выходом (схема 15).

Схема 15

Строение полученных бициклических производных 22 и 24 было доказано данными рентгеноструктурного анализа (исследование выполнено в Лаборатории рентгеноструктурных исследований ИНЭОС РАН к.х.н Нелюбиной Ю.М.) (рис. 6, 7).

Рис. 6. Молекулярная структура 3- Рис. 7 Молекулярная структура 3-изопропил-7-оксо-9-тиа-[4,6- изопропил-8-метил-7-оксо-9-тиа-[4,6-

пронано]с1зднонимина 22. пропано]сиднонимина 24.

Другое подход в синтезе бициклических сиднониминов, конденсированных по ребру [4,5], заключается в катализируемой основанием внутримолекулярной реакции Кневенагеля-Дебнера между а-метиленовой группой >)6-ацильного

Попытки провести подобную циклизацию с 4-формил-Ый-ацетилсиднонимином не привели к положительному результату. Такое поведение

-18-

мы объясняем недостаточной кислотностью СНз-протонов метильной группы в N<1-ацетильном заместителе. Ранее нами было показано, что в Ы<;-а-тиогликолевых производных сиднониминов кислотность метиленовых протонов достаточна для протекания реакции внутримолекулярной циклизации Циглера-Торпа с образованием а-аминотиенопиридинов 10.

Взаимодействием 4-литиевого производного 25 с аддуктом диметилформамида с диметилсульфатом после гидролиза с хорошим выходом было получен 4-формилсиднонимин 26 (схема 16).

СНзО +/СНз сн,0 О / и С=н X

ж ^ &

-8 \

О РЬ " " ^

о РЬ

о

о

25 26 (56%)

Схема 16

Наличие в соединении 26 альдегидной группы, а также достаточно высокая кислотность протонов метиленовой компоненты, находящейся между карбонилом и атомом серы позволили нам провести катализируемую основанием внутримолекулярную реакцию Кневенагеля-Дебнера, приводящую к весьма интересному конденсированному соединению 27 (схема 17).

рви , -н

чо м—^ РЬ о

о

Б—РЬ

N

26 27 (66%)

Схема 17

Мы предполагали, что соединение 27 является новым типом мезоионных гетероциклических соединений, где делокализация зарядов будет происходить по двум сопряженным ароматическим циклам (схема 18).

Схема 18

Структура соединения 27 была подтверждена данными рентгеноструктурпого анализа (исследование выполнено в Лаборатории рештеноструктурных исследований ИНЭОС РАН к.х.н Нешобиной Ю.М.) (рис. 4). Мы провели анализ строения этого соединения и сравнили его со структурой полученного ранее бициклического производного 22, в котором сопряжение со вторым циклом невозможно. Оказалось, что длина двойной связи С(9)-С( 14) в соединении 27 близка по длине к изолированной двойной связи и вступает в незначительное сопряжение с оксадиазольным кольцом. Однако длина связи С(9)-С(7) указывает на отсутствие сопряжения этой двойной связи с карбонильной группой. Сравнение длин соответствующих связей оксадиазольного кольца и Кт6-ацильного фрагмента в соединениях 27 и 22 показывает, что распределение электронной плотности в мезоионнсй системе этих соединений практически одинаковое (рис. 4). На основе полученных данных можно сделать вывод, что соединение 27 является классическим сиднонимином, хоть и имеющим необычное строение.

tX8)

3-Изопропил-8,9-дидегидро-7-оксо-8- 3-Изопропил-7-оксо-9-тиа-[4,6-фенилтио-[6,4-пропано]сиднонимин 27 пропа1го]сидн(шимин 22

Рис. 4. Длины связей в бициклических соединениях 27 и 22.

Цитотоксическая активность элсмептпорганических производных сидноипмииов

Исследование цитотоксической активности ряда полученных нами производных сиднониминов проводились на линиях НТС116 опухолевых клеток рака толстой кишки in vitro. Исследования проводились в Российском онкологическом научном центре им. H.H. Блохина под руководством д.х.н. проф. Штиля A.A.

Дтя этого был использован метод восстановления клетками 1-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-3,5-дифенилформазана (МТТ). Метод основан на реакции восстановления желтой тетразолиевой соли (МТТ) до темно-синего формазана (схема 19) под действием дегидрогеназ митохондрий.

Схема 19

Гибель клеток в результате токсического действия препаратов сопровождается падением выхода в реакции восстановления МТТ, т.к. клеток с активными митохондриями меньше. В этом тесте постулируется, что активность митохондриальных дегидрогеназ прямо отражает жизнеспособность клеток. Клетки инкубировали с исследуемыми соединениями 72 часа при 37°С, 5% С02, в увлажненной атмосфере.

Среди всего разнообразия полученных нами и протестированных элементоорганических производных сиднониминов заслуживающую внимания активность проявляют только два соединения - это З-изопропил-Иб-бензоильные производные сиднониминов 4Ь, 4\, которые в положении С-4 имеют сопряженный с мезоионным кольцом через атом серы акцепторный ароматический заместитель. Остальные соединения высокой цитотоксической активности не показали.

Для соединений 4Ь и 4'1 было проведено более детальное исследование цитотоксической активности при различных концентрациях. Показано, что соединения проявляют умеренную цитотоксическую активность при

концентрациях более 10 мкМ/л, что является приемлемым результатом для данного исследования.

Для соединения 4i, проявившего максимальную активность (при концентрациях 12.5 - 25 мкМ гибель клеток достигала 80%), было проведено исследование зависимости проявляемой активности от структуры вещества (SAR) для выявления фармакофориой группы. Показано, что в существенной степени на проявляемую активность влияет природа заместителя как в положении N-3 оксадиазолыюго кольца, так и при экзоциклическом атоме азота N-6.

Полученные данные позволяют считать элементоорганические производные сиднониминов перспективными с точки зрения поиска новых биологически активных соединений.

Выводы

1. Разработан препаративный метод синтеза различных ранее неизвестных 4-тиосодержащих производных сиднониминов, показана возможность их окисления до соответсвующих сульфоксидов и сульфонов.

2. Получены новые Ы6-ацильные производные сиднониминов, остаток карбоновой кислоты которых содержит атом галогена в а-положении. Показано, что данные соединения легко вступают в реакции нуклеофильного замещения с различными S- и TV-нуклеофияами с образованием соответствующих Ы6-тиогликолевых и глициновых производных сиднониминов.

3. Из соответствующем образом замещенных Ы^-тиогликолевых производных внутримолекулярной реакцией циклизации Циглера-Торпа был получен ряд сиднониминов несущих 3-амино-тиенопиридиновый фрагмент.

4. Получены новые ранее неизвестные Ш-фосфорильпые производные сиднониминов. Показана возможность их прямого металлирования по положению С-4 мезоионного кольца. Исследована реакционная способность полученных таким образом 4-1л-органических производных сиднониминов.

5. Взаимодействием литийорганических производных с неенолизующимися альдегидами получен ряд замещенных сиднониминсодержащих N6-фосфорилированных карбинолов. Показано, что некоторые из них спонтанно претерпевают внутримолекулярную циклизацию, приводящую к образованию циклических фосфоранов. Исследованы факторы, определяющие направление данного процесса.

6. Получепы первые представители бициклических сиднониминов, конденсированных по ребру [4,5] сиднониминового кольца.

7. Обнаружена цитотоксическая активность некоторых полученных производных сиднониминов на линии рака кишки НСТ116 in vitro, показано, что даже незначительные изменения в структуре мезоионного фрагмента существенно влияют на проявляемую активность.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. I.A. Cherepanov, S. N. Lebedev, A.S. Samarskava. I.A. Godovikov, Y.V. Nelyubina, V.N. Kalinin. - 4-Thioderivatives of sidnone imines // Mendeleev Communications -2009 - Vol. 19 - P. 322-323.

2. I.A. Cherepanov, S. N. Lebedev, A.S. Samarskava. I.A. Godovikov, Y.V. Nelyubina, R.G. Nosov, V.N. Kalinin. - Bicyclic sidnone imines // Mendeleev Communications-2014-Vol. 24-P. 386-387.

3. A.C. Самарская. И.А. Черепанов, И.А. Годовиков, В.Н. Калинин - N6-a-Галогенацильные производные сиднониминов И Доклады Академии Наук -2015 - том 463 - №4-422-426.

4. И.А. Черепанов, В.Н. Калинин, Самарская А.С. Новые направления в химии сиднониминов // Вторая международная научная конференция «Новые направления в химии гетероциклических соединению) - Железноводск, Россия -2011-С. 76.

5. Samarskava A.S.: Cherepanov I.A. Bicyclic derivatives of sydnone imines // New Trends in the Chemistry of Heterocyclic Compounds - Zheleznovodsk, Russia — 2011 -P. 220.

6. Samarskava A.S.; Cherepanov I.A.; Kalinin V.N. N6-a-Halogenacyl-derivatives of sydnone imines // XV JCF-Fruhjahrsymposium. - Berlin, Germany - 2013 — P. 219.

7. Samarskava A.S.; Cherepanov LA.; Kalinin V.N. Organoelement derivatives of sydnone imines //ChemCYS 2014 - Blankenberge, Belgium -2014- P. 260.

8. Samarskava A.S.: Cherepanov I.A.; Kalinin V.N. Organoelement derivatives of sydnone ¡mines // XVI JCF-Friihjahrsymposium. - Jena, Germany - 2014 - P. 57.

9. Самарская A.C.: Черепанов И.А.; Калинин B.II. Элементоорганические производные сиднониминов // Химия элементоорганических соединений и полимеров 2014. - Москва, Россия - 2014 - С. 229.

Подписано в печать:

28.09.2015

Заказ № 10893 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 vvww.autoreferat.ru