Синтез, свойства и биологическое действие алифатических и гетераалифатических аминоамидов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

а.

Иванова Александра Игоревна

СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ АЛИФАТИЧЕСКИХ И ГЕТЕРААЛИФАТИЧЕСКИХ АМИНОАМИДОВ

02.00.03 - органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 з МАП 2015

005569012

Москва, 2015

005569012

Работа выполнена на кафедре органической химии им. И.Н. Назарова Московского государственного университета тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель: Доктор химических наук, профессор

Борисова Елена Яковлевна (ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»)

Официальные оппоненты: Профессор, доктор химических наук,

ведущий научный сотрудник лаборатории азотсодержащих соединений Кравченко Ангелина Николаевна (ФГБУН «Институт органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН»)

Кандидат химических наук, зав. лабораторией «Химии реакционноспособных олигомеров и полифункциональных светочувствительных материалов»

Зайченко Наталья Леонидовна

(ФГБУН «Институт химической физики имени H.H. Семенова РАН»)

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина»

Защита диссертации состоится «08» июня 2015 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.120.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова» по адресу: 119571, г. Москва, проспект Вернадского, д. 86, аудитория М-119.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова» и на интернет-сайте МИТХТ им. М.В. Ломоносова http://www.mitht.ru.

С авторефератом можно ознакомиться на интернет-сайтах ВАК РФ http://vak.ed.qov.ru и МИТХТ им. М.В. Ломоносова http://www.mitht.ru.

Автореферат разослан «£?» апреля 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.120.01,

кандидат химических наук,

старший научный сотрудник // И Лютик А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкий спектр соединений, содержащих одновременно амидную и аминную группы, обладает разнообразным биологическим действием. Многие из таких соединений проявляют спазмолитические, седативные, антиоксидантные, местноанестезирующие, анальгетические, антиаритмические свойства и применяются в качестве лекарственных средств. Особого внимания заслуживают вещества, проявляющие антиаритмическую активность, так как нарушения сердечного ритма чаще всего являются причиной внезапной смерти и опасных осложнений при патологии сердца и сосудов. Большинство лекарственных средств, использующихся для профилактики и лечения нарушений сердечного ритма, обладают рядом нежелательных побочных эффектов и низкой эффективностью при некоторых заболеваниях. Таким образом, особенно актуальными становятся поиск новых высокоэффективных и менее токсичных антиаритмических средств, удовлетворяющих современным требованиям, среди функционально замещенных аминоамидов, а также разработка методов синтеза их новых производных.

К настоящему времени подробно изучены амиды аминокислот, тогда как аминоамиды типа моноацилированных диаминов исследованы очень мало. Особенно это относится к А/-замещенным аминоамидам с гетероатомом в углеводородной цепи, соединяющей амидную и аминную группы. В этой связи представлялось целесообразным разработать доступные препаративные методы синтеза алифатических А/-замещенных аминоамидов с объемным заместителем или гетероатомом в алифатической углеродной цепи и выявить зависимость между структурой и биологической активностью таких соединений.

Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований кафедры органической химии МИТХТ им. М.В.Ломоносова в рамках базовой части государственного задания Минобрнауки РФ по теме 1Б-3-356 и проектной части государственного задания по теме 1В-17-329.

Цель работы. Разработка направленных препаративных методов синтеза, изучение строения и биологического действия новых аминоамидов алифатического и гетераалифатического типа, а также выявление зависимостей структура - активность у синтезированных соединений для создания новых лекарственных средств с высоким антиаритмическим действием.

Научная новизна состоит в том, что разработаны общие принципы синтеза ранее неизвестных Л/-замещенных аминоамидов с различными заместителями в амидной, аминной группах и углеродной цепи между ними, базирующиеся на реакциях ацилирования триаминов и аминоциклогексанолов, амидоэтоксиэтилирования моно- и диаминов.

Впервые осуществлена реакция амидоэтоксиэтилирования диаминов различными амидоэтоксиэтилтозилатами и амидоэтоксиэтилбромидами.

На основе реакции аминоалкилирования диаминов разработан препаративный метод синтеза Л/,Л/-ди(диалкиламиноэтил)аминов.

Разработаны методы синтеза ранее неизвестных диаминоспиртов циклогексанового ряда, их Л/-ацилированных и Л/,0-диацилированных производных на основе раскрытия эпоксицикпа окиси циклогексена диалкиламиноэтиламинами с последующим ацилированием хлорангидридами ароматических кислот.

В ряду новых синтезированных А/-замещенных аминоамидов выявлены малотоксичные соединения с высокой антиаритмической активностью. Установлены закономерности биологического действия соединений от их структуры.

Практическая значимость. Разработаны новые доступные методы синтеза Л/-замещенных аминоамидов с различными заместителями при амидной и аминной группах, а также в углеводородной цепи между этими фрагментами. Полученные соединения относятся к аминоамидам этиленгликолевого ряда, ацилированным триаминам и ацилированным аминоспиртам циклогексанового ряда.

Предложенные методы дают возможность получать разнообразные Л/-замещенные аминоамиды, которые могут быть использованы для создания лекарственных средств.

Синтезированы новые аминоспирты циклогексанового ряда, триамины и бромпроизводная 2-(2-ациламиноэтокси)этанола, удобные в качестве промежуточных продуктов для синтеза целевых аминоамидов.

Получены новые типы Л/-замещенных аминоамидов алифатического и гетераалифатического ряда с различными заместителями при функциональных группах и переменной длиной углеводородной цепи между ними.

Среди новых синтезированных /\/-замещенных аминоамидов обнаружены вещества, обладающие высокой антиаритмической активностью и малой токсичностью.

Защищаемые положения:

1. Способ синтеза гетераалифатических Л/-замещенных аминоамидов реакцией амидоэтоксиэтилирования аминов и диаминов тозильными и бромпроизводной 2-(2-ациламиноэтокси)этанола.

2. Метод получения транс-2-(2-диалкиламино)этиламино-цикпогексанолов реакцией стереонапрвленного раскрытия цикла окиси цикпогексена диалкиламиноэтиламинами.

3. Препаративный метод синтеза /\/,Л/-ди(диалкиламиноэтил)аминов реакцией аминоалкилирования диаминов.

4. Модифицированные методы синтеза гетераалифатических и алифатических аминоамидов и аминоамидов циклогексанового ряда ацилированием диаминов и триаминов.

5. Новые Л/-замещенные аминоамиды с гетероатомом и объемным заместителем в алифатической углеводородной цепи, соединяющей функциональные группы с различными заместителями в амидной и аминной группах.

6. Биологическая активность полученных Л/-замещенных аминоамидов алифатического и гетераалифатического ряда и установленные

закономерности зависимости биологической активности соединений от их структуры.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 статья в российском журнале, 6 тезисов докладов на международных и российских конференциях. Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на XIV Молодежной конференции по органической химии (Екатеринбург, 2011), Всероссийской научной конференции "Успехи синтеза и комплексообразования" (Москва, 2011), VI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Менделеев - 2012» (Санкт-Петербург, 2012), XX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2013), XXI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2014), XXII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2015).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 142 страницах, содержит 34 рисунка и 20 таблиц. Диссертация включает введение, литературный обзор, обсуждение результатов, экспериментальную часть, выводы, список литературы и приложение. Список литературы содержит 135 источников.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Настоящая работа является продолжением и развитием исследований по синтезу малотоксичных биологически активных веществ в ряду /V-замещенных аминоамидов и посвящена разработке доступных препаративных методов синтеза алифатических и гетераалифатических аминоамидов, выявлению взаимосвязи между структурой и биологической активностью этих соединений с целью получения новых лекарственных средств, обладающих выраженными антиаритмическими свойствами.

Биологические исследования аминоамидов различных классов показывают, что антиаритмическая активность этих соединений зависит от характера амидной, аминной групп и углеродной цепи, соединяющей функциональные группы. В этой связи представляло большой практический интерес синтезировать аминоамиды с гетероатомом и объемным заместителем в алифатической цепи молекулы и исследовать их антиаритмическую активность.

I. Синтез ЛГ-замещенных аминоамидов.

Данные об аминоамидах, содержащих атом кислорода и (или) азота и циклогексановый цикл в углеводородной цепи, соединяющей функциональные группы, весьма ограничены. По-видимому, это связано с отсутствием доступных методов синтеза, таким образом, разработка общих принципов синтеза таких классов веществ является весьма актуальной.

Известно, что для получения аминоамидов различной структуры существует несколько методов синтеза: аминирование амидосодержащих соединений, аминометилирование амидов кислот и введение амидной группы в молекулу амина. Однако, большинство методов получения аминоамидов не универсальны. Это связано либо с ограничениями, свойственными тому или иному методу синтеза, либо с недоступностью ряда исходных веществ.

Используя ретросинтетический анализ, представлялось целесообразным предложить три способа получения Л/-замещенных аминоамидов с гетероатомом или объемным заместителем в алифатической цепи молекулы (Схема 1).

Исходными веществами для получения целевых аминоамидов по методу А, с одной стороны, являются амины или диамины, а с другой -замещенные Л/-этоксиэтиламиды, содержащие легко уходящую группу. В качестве уходящей группы нами была выбрана тозильная группа или бром, поскольку известно, что тозилаты спиртов и бромпроизводные являются эффективными алкилирующими агентами.

Схема 1. Ретросинтетический план

= РИ, Вп, РЬОСН2, 2,4-С12С6Н3ОСН2 СН^О^!*1

нА1^ N1*5

I п-1

ч Вп

из

= М(Ме)2 Ы(ЕЦ2 МС5Н10

ыс4н8о, ыс4н8

и

И2

(I)

п = 0-2 X = О, N Вп

КрМ..

А

С1

ггон

С1

о +

Метод В предусматривает ацилирование соответствующих триаминов для получения целевых А/-замещенных аминоамидов с двумя третичными аминогруппами.

Метод С позволяет получать аминоамиды с дополнительной формакофорной сложноэфирной группой, применяя реакцию раскрытия окиси циклогексена диаминами с последующим А/- и О-ацилированием.

1.1. Синтез аминоамидов оксиэтиленового ряда

Предыдущими исследованиями показано, что биологическое действие Л/-замещенных аминоамидов определяется длиной углеродной цепи, соединяющей функциональные группы. При этом наибольшую биологическую активность проявили вещества, расстояние между функциональными группами в молекулах которых соответствовало расстоянию между полярными областями рецептора в 5 - 6 А. К таким соединениям относятся аминоамиды, содержащие в углеродной цепи 5-8 звеньев. В связи с этим, одной из основных задач настоящего исследования являлся синтез Л/-замещенных аминоамидов с атомами кислорода и (или) азота в алифатической цепи молекулы. Оптимальный размер такого фрагмента соответствует соединениям с одним оксиэтиленовым звеном и оксиэтиленовым и аминоэтиленовым звеньями одновременно.

Путь А ретросинтетического анализа (схема 1) предусматривает амидоэтоксиэтилирование моно- либо диаминов производными амидов, содержащих оксиэтиленовый фрагмент (схема 2).

Исходным соединением для синтеза требуемых оксиэтилирующих агентов 10-14 служил 2-(2-аминоэтоксиэтанол) (1). Его ацилировали хлорангидридами карбоновых кислот 2-5 в хлористом метилене в присутствии 10%-го водного раствора щелочи при охлаждении, получая гидроксиамиды 6-9, с выходами 61-93%.

Далее гидроксильную группу гидроксиамидов 6-9 замещали либо на легкоуходящую тозилоксигруппу, либо на бром.

Тозилирование проводили в избытке сухого пиридина при -16°С в течение 2 суток. Чистый продукт 13 с выходом 92% выпадал при обработке реакционной массы водой, которой отмывали избыток пиридина. Продукты 10-12 являются маслами и извлекались экстракцией водного слоя этилацетатом, который далее промывали разбавленной соляной кислотой (1:1), затем растворитель отгоняли. Выходы 10-13 составили 65-92%.

Схема 2

for т = 1 С!

II 2-5 О

6-9 (61-93%)

ск

15-16

МаОН, Н20

18-19 (60, 64%)

о г = отв, вг

Л ^ л

1 к

Я N Н

Вп I

10-14

1)Е13М 2) ЕЮН / НС1

и

Л

N1*, т=0,1

18-20

Вп т

21-26

'(т+1) НС1

(51-73%)

I*1 = РИ (2,6, 10, 21) Вп (3, 7, 11,22) РИОСН2 (4,8, 12, 23, 24) 2,4-С|2С6НзОСН2 (5, 9, 13, 14, 25, 26)

т = 0 ; Ш2 = МС5Н10 (20, 23) т = 1 ; Ш2 = М(Е1)2 (15,18, 24, 25)

МС5Н10(16, 19, 21, 22,26)

Замещение гидроксильной группы М-[2-(2-гидроксиэтокси)этил]-2,4-дихлорфеноксиацетамида (9) на бром проводили с тионилбромидом в присутствии триэтиламина в ацетонитриле. Тионилбромид добавляли при охлаждении, затем реакционную массу нагревали с обратным холодильником до 80°С. После отгонки растворителя на роторе продукт извлекали из остатка кристаллизацией в смеси петролейный эфир :

этилацетат (8:1). Выход Л/-[2-(2-бромэтокси)этил]-2,4-

дихлорфеноксиацетамида (14) составил 48%.

Также гидроксиамид 9 бромировали тетрабромметаном в присутствии трифенилфосфина. Реакцию проводили в хлористом метилене, после отгонки растворителя и кристаллизации в смеси петролейный эфир : этилацетат (8:1) оставались белые кристаллы, представляющие собой смесь продукта 14 и трифенилфосфиноксида, которые очень близки по полярности и трудно разделимы. Поэтому данный способ в дальнейшем не использовался.

Для последующего аминирования тозилокси- и бромпроизводных гидроксиамидов были получены диамины реакцией гидрохлоридов третичных хлорэтиламинов 15-16 с двойным избытком бензиламина 17. Синтез проводили в воде в присутствии щелочи при нагревании до 70°С в течение 16.5 - 20.5 часов. Продукты извлекали из водного слоя экстракцией этилацетатом, затем растворитель отгоняли, а остаток перегоняли под вакуумом, получая продукты 18-19 с выходами 64 и 60% соответственно.

Амидоэтоксиэтилирование Л/,Л/-диалкил-Л/-бензилэтилендиаминов 1819 и пиперидина тозильными 10-13 и бромпроизводным 14 проводили в ацетонитриле в присутствии 4-кратного избытка триэтиламина при кипении растворителя в течение 20 - 30 часов. После обработки реакционной массы и отгонки растворителя остаток растворяли в этаноле и добавляли по каплям раствор HCl / EtOH, получая целевые гидрохлориды аминоамидов 21-26 с выходами 51-73%.

Следует отметить, что использование в качестве уходящей группы тозилоксигруппы или брома в данной реакции существенно не влияет на выход и условия проведения.

Структура промежуточных и конечных продуктов была подтверждена данными ИК-, ЯМР 1Н- и 13С-спекгроскопии и масс-спектрометрии, а состав - элементным анализом.

1.2. Синтез третичных аминоамидов с двумя аминогруппами

С целью выяснения влияния второй аминогруппы в молекуле аминоамидов на их биологическую активность в настоящей работе предпринят синтез ряда алифатических третичных аминоамидов.

Для получения диалкилированных аминоамидов с двумя аминогруппами использовали реакцию ацилирования триаминов (метод В схема1 и схема 3).

Схема 3

29-31

(А) N304

,МР2*НС1

н,о

(18-56%) 32-35

НЛГ

(В)

27-28

К2С03, К1 СНзСЫ

1)Р1С(0)С1 4-5 СН2С12

К1 = РЬОСН2 (4,36,37) 2)НС1/ЕЮН

2,4-С12С6Н3ОСН2 (5, 38-41)

Я = Ме (27, 32-34, 36, 38-40) Е1(28, 35, 37,41)

= М(Ме)2 (29, 32, 38) МС5Н10 (30, 33, 35-37, 39, 41)

мс4н8 (31,34,40) (59.750/о)

Исходные триамины 32-35 получали двумя путями. По первому пути (А) - реакцией гидрохлоридов третичных хлорэтиламинов 29-31 с двойным избытком первичного диамина 27-28. Синтез проводили в воде в присутствии щелочи при нагревании до 70°С в течение 12-18 часов. Продукты извлекали из водного слоя экстракцией этилацетатом, затем растворитель отгоняли, а остаток перегоняли под вакуумом, получая продукты 32-35 с выходами 18-56%.

Для повышения выхода и чистоты триаминов нами был разработан метод синтеза через третичные иодэтиламины (путь Б). Реакцию получения

триаминов 32-33 проводили в ацетонитриле в присуствии К2С03 и К1 при кипении растворителя в течение 16-18 часов. После окончания реакции неорганический осадок отфильтровывали, растворитель отгоняли, а остаток перегоняли под вакуумом, получая продукты с выходами 47% (32) и 52% (33).

Реакции ацилироварния триаминов 32-35 хлорангидридами карбоновых кислот 4-5 проводили в сухом дихлорметане в течение 4 часов при комнатной температуре. К реакционной смеси добавляли при охлаждении раствор НС1 / ЕЮН, после отгонки растворителя остаток перекристаллизовывали из смеси этанол : ацетон. Выходы продуктов 36-41 составили 59 - 75%.

Структура промежуточных и конечных продуктов была подтверждена данными ИК-, ЯМР 1Н- и 13С-спектроскопии и масс-спектрометрии, а состав -элементным анализом.

1.3. Синтез аминоамидов циклогексанового ряда

Одной из задач настоящего исследования является синтез аминоамидов циклогексанового ряда с целью выяснения влияния циклогексанового кольца в молекулах аминоамидов на их биологическую активность.

Для синтеза целевых Л/-замещенных аминоамидов циклогексанового ряда нами использован метод С ретросинтетического плана (схема 1). Этот метод предусматривает ацилирование соответствующих 2-(диалкиламиноэтиламино)циклогексанолов хлорангидридами

ароматических кислот.

Исходные 2-(диалкиламиноэтиламино)циклогексанолы являются очень удобными субстратами для синтеза соединений, содержащих полярные амидную и сложноэфирную группы. Предлагаемый нами метод синтеза осуществлялся по Схеме 4.

Схема 4

Н2Ы

Рг'ОН, Н20

27,43-44

(А)

I I

N 2-4 С!

45-47 ^ОН, Н20 С н

(60-76%) 20ос,2 И

2, 4 С!

(В)

N804, Н20

,0С(0)Р{1

СГ ^ 53,57 (41,42%)

НС1 ЕЮН

.0C(0)R1

,ш2

НС!

СГ БТ

53а, 57а (92,84%)

сг°:

пЖр1 48-!

2-4 о

с|

52 (53-86%)

иг

НС| ЕЮН

ОН

N1'

48а-52а (70-85%)

нс|

ПГ

0С(0)Р1

Ч. V-,,.

НС!

53а-57а (65-89%)

I*1 = РИ (2, 48, 48а, 49, 49а, 53, 53а, 54а) Вп (3, 50, 52, 52а, 55а) РИОСНг (4, 51, 51а, 52, 52а, 56а, 57, 57а)

МР2 = М(Ме)2 (27, 45, 48,48а, 53, 53а)

МС5Н10 (43, 46, 49-51, 49а-51а, 54а-56а) МС4Н80 (44,47, 52, 52а, 57, 57а)

(±)-транс-2-[(2-Диалкиламиноэтил)амино]цикпогексанолы (45-47) синтезировали стереонаправленным раскрытием окиси циклогексена (42) 2-диалкиламиноэтиламинами (27, 43-44). Реакцию проводили в среде водного 2-пропанола при комнатной температуре. (±)-транс-2-

(диалкиламиноэтиламино)циклогексанолы (45-47) перекристаллизовывали из петролейного эфира. Чистота полученных диаминоспиртов подтверждалась тонкослойной хроматографией, состав элементным анализом, а строение - совокупностью данных ИК- и ЯМР 1Н- и 13С-спектроскопии.

Анализ данных ЯМР 1Н-спектров, снятых в ОМБО^б с добавлением ОгО позволяет сделать вывод о транс-раскрытии окиси циклогексена. В спектре (±)-транс-2-(Л/,Л/-диметиламиноэтиламино)циклогексанола (45) сигналы протонов СН-групп циклогексанового кольца находятся в области 3.07 м.д (СН-О) и 2.11 м.д. (СН-Ы) (перекрывается с сигналом групп СН3 -2.09 м.д.). Оба сигнала представляют собой с1с1с1 и содержат одну аксиально-экваториальную и две диаксиальные КССВ (3^(ае), ^(аа) и ^з(аа)).

КССВ (СН-О): 3^(ае) = 4.4 Гц, ^(аа) = 9.1 Гц и ^(аа) = 10.1 Гц.

КССВ (СН-Ы): \Ыае) = 4.1 Гц, ^(аа) = 9.1 Гц и 3^(аа) = 10.6 Гц.

Таким образом, в результате реакции раскрытия окиси циклогексена диаминами действительно образуется диэкваториальный конформер, т.е. заместители в циклогексановом кольце находятся в транс-положении.

Нами установлено, что полярность реакционной среды сильно влияет не только на выход реакции, но и на саму возможность её протекания. Так, в отсутствие растворителя реакция не протекает, а наличие воды или слабокислых соединений (этанол, 2-пропанол) сильно ускоряет реакцию. На выход продукта также влияет соотношение исходных реагентов. Наибольший выход реакции наблюдается, когда количество диамина в 2 раза больше, чем количество окиси циклогексена, что полностью исключает возможность протекания реакции раскрытия окиси циклогексена уже полученными аминоспиртами.

Ацилирование диаминоспиртов дает возможность получать соединения с тремя полярными группами (аминной, амидной и сложноэфирной).

Для получения ЛЛацильных производных диаминоспиртов 48-52 нами были разработаны методики, в которых изменяли соотношение реагентов и

15

щелочи. Мы проводили реакцию в водном растворе с добавлением бензола в присутствии NaOH, используя соотношение реагентов диаминоспирт: хлорангидрид карбоновой кислоты : NaOH = 1 : -1.5 : 2. Выходы продуктов составили 53-86%.

Строение /V-ацильных производных 48-52 подтверждено данными ИК-и ЯМР 1Н-спектров, состав - элементным анализом. Гидрохлориды 48а-52а получали, обрабатывая раствор основания этанольным раствором хлороводорода. Выходы составили 70-85%.

С целью получения соединений, содержащих сложноэфирную группу, нами были исследованы два метода ацилирования: прямое А/,0-диацилирование аминоспиртов (метод А) и последовательное ацилирование через получение Л/-ацилированных производных 48-52 (метод Б).

Метод А. Прямое Л/.О-диацилирование диаминоспиртов проводили двумя способами. По первому способу 2-(2-диметиламиноэтиламино)-циклогексанол (45) ацилировали 10-кратным избытком бензоилхлорида (2) в присутствии 56- и 14-кратного избытка NaOH в воде. При этом образовывался и продукт моноацилирования 48, который отделялся от диацилированного продукта 53 в ходе кристаллизации. Выходы 53 составили 38% и 41% соответственно в зависимости от использованного избытка щелочи.

По второму способу 2-(2-морфолиноэтиламино)циклогексанол (47) ацилировали 2.5-кратным избытком феноксиацетилхлорида (4) в присутствии 1 эквивалента NaOH в воде с бензолом. При этом также образовывался продукт моноацилирования 52. Продукт диацилирования 57 выделяли из бензольного слоя с выходом 42%.

Из продуктов 53 и 57 добавлением раствора HCl / ЕЮН были получены их гидрохлориды 53а и 57а с выходами 92 и 84% соответственно.

Непосредственное диацилирование диаминоспиртов является удобным одностадийным процессом. Добавление в реакционную массу бензола позволяет в несколько раз уменьшить количество используемых

реагентов и время проведения процесса. Выход Л/,0-диацилированного производного является главным ограничением.

Метод Б. Для повышения выхода и чистоты /\/,0-ацильных производных 2-(2-диалкиламино)этиламиноциклогексанолов нами был разработан альтернативный метод синтеза через N-ацильные производные диаминоспиртов 48-52.

Полученные ранее /\/-(2-гидроксициклогексил)-Л/-(диалкиламиноэтил)-амиды 48-52 ацилировали повторно хлорангидридами карбоновых кислот 24 без катализатора в среде безводного ацетона. Выходы гидрохлоридов N-(2-ацилоксициклогексил)-Л/-диалкиламиноэтиламидов 53а-57а составили 63-89%. Очень важным оказался порядок добавления реагентов: к раствору хлорангидрида кислоты добавляли раствор Л/-ацильного производного. При обратном порядке добавления реагентов в основном получался гидрохлорид исходного Л/-ацильного производного.

Методы А и Б сравнили, посчитав выходы соединений 53а и 57а от исходных 2-(2-диалкиламино)этиламиноциклогексанолов 45 и 47 (табл.1).

Таблица 1

Выходы /\/-(транс-2-ацилоксициклогексил)-/\/-(2-диалкиламиноэтил)карбоксамидов 53а, 57а от (±)-транс-2-(Ы,Ы-диалкиламиноэтиламино)циклогексанолов 45, 47 по методам А и Б

№ r1 nr2 Выход, %

53а Ph NMe2 38 (А) 58 (Б)

57а PhOCH2 nc4h8o 35 (А) 43 (Б)

Структура промежуточных и конечных продуктов была подтверждена данными ИК- и ЯМР 1Н- спектроскопии, а состав - элементным анализом.

II. Исследование биологической активности алифатических и гетераалифатических аминоамидов, зависимость между строением и биологическим действием.

Одной из основных задач данной работы являлось изучение взаимосвязи структура-активность впервые синтезированных алифатических и гетераалифатических аминоамидов с целью получения новых лекарственных средств с выраженными антиаритмическими свойствами. С учетом этого впервые синтезированные соединения в виде гидрохлоридов были переданы на биологические испытания в лабораторию лекарственной токсикологии Российского кардиологического научно-производственного комплекса Росмедтехнологий.1

Определение токсичности изучаемых соединений осуществлено на мышах линии ВА1_В/с, самцах и самках массой 18-20 г, при однократном внутрибрюшинном введении с использованием метода пробит-анализа по Литчфилду и Уилкоксону.

Первичная оценка биологической активности полученных веществ проведена на модели аконитиновой аритмии у крыс ^Л^аг (самцы и самки, масса тела 230-250 г). Внутривенное введение крысам аконитина нитрата в дозе 40-50 мг/кг моделировало при этом тяжелые несовместимые с жизнью нарушения сердечного ритма у человека. Оценка антиаритмического действия соединений проводилась по среднеэффективной дозе (ЕО50) и антиаритмическому индексу (Ш60/Е05о). В качестве препаратов сравнения были использованы известные лекарственные средства для лечения нарушений сердечного ритма - новокаинамид, хинидин, лидокаин, этацизин и амиодарон. Анализ полученных данных показывает:

- большинство исследованных соединений относятся к малотоксичным веществам. Показатели средних смертельных доз (1_О50) для мышей линии ВАЬВ/с при внутрибрюшинном способе введения составляли 230-1080 мг/кг;

- антиаритмическое действие исследованных соединений не уступает антиаритмической активности препаратов сравнения, причем трое из них

1 Работы выполнены совместно с Васильевой Г.А. и Афанасьевой Е.Ю.

18

обладают в 7-20 раз более высоким антиаритмическим индексом, чем препараты сравнения;

- антиаритмическое действие и токсичность зависят от характера аминогруппы и уменьшаются в ряду МС5Н10 > 1М(СН3)2 > МС4Н80;

- природа амидной группы - важный фактор биологического действия изученных соединений: максимальная активность выявлена у аминоамидов феноксиуксусной кислоты;

- введение второй полярной группы (сложноэфирной) в молекулу аминоамида не оказывает значительного влияния на изменение активности и токсичности соединений;

- определяющее влияние на биологическое действие аминоамидов и аминоамидоэфиров оказывает характер цепочки атомов, соединяющей функциональные группы:

а) замена алифатической на гетераалифатическую цепь, содержащую атом кислорода, приводит к увеличению антиаритмической активности в среднем на порядок;

б) введение циклогексанового цикла в метиленовую цепочку, соединяющую функциональные группы, увеличивает активность соединений в несколько раз.

При проведении углубленных исследований была выполнена серия экспериментов при моделировании хлоридбариевой и хлоридкальциевой аритмии на крысах линии \ЛЛз1аг (самцы и самки, масса 180-200 г), которым под уретановым наркозом внутривенно вводили аритмоген (ВаС12 или СаС12). Эффективность антиаритмического действия изучаемых аминоамидов и препаратов сравнения оценивали по величине ЕО50. В опытах на крысах изучали антиаритмические свойства аминоамидов при однократном внутривенном профилактическом их введении в дозах 1/10 от 1О50за 2-3 мин до введения аритмогена.

В этих опытах подтверждена высокая антиаритмическая активность исследованных соединений. Их введение в указанных дозах в 50% случаев

при профилактическом введении заметно ослабляло тяжесть нарушений сердечного ритма и предотвращало гибель животных.

При изучении мутагенных свойств наиболее активных по антиаритмическому действию соединений установлено, что ни они, ни их метаболиты в испытанных концентрациях не обладают мутагенными свойствами в тесте Эймса на индикаторных штаммах Salmonella typhimurium ТА 98, ТА 100, ТА 1537.

Таким образом, установлено, что впервые полученные при направленном синтезе аминоамиды являются малотоксичными веществами и обладают выраженными антиаритмическими свойствами, не уступающими, а в ряде случаев и значительно превосходящими по активности известные антиаритмические средства, широко применяющиеся в медицинской практике. При этом наиболее активные аминоамиды обладают преимущественно свойствами антиаритмиков III класса.

Соединения малотоксичны при различных способах введения лабораторным животным, обладают рядом фармакологических свойств и большой широтой антиаритмического действия и не обладают мутагенными свойствами и ДНК-повреждающим действием, не являются потенциальными канцерогенами. Наиболее активные аминоамиды перспективны для разработки на их основе лекарственных средств для профилактики и лечения нарушений сердечного ритма.

Выводы

1. Разработаны новые эффективные способы синтеза ранее неизвестных Л/-замещенных аминоамидов алифатического и гетераалифатического ряда, базирующиеся на реакциях амидоэтоксиэтилирования моно- и диаминов, ацилирования триаминов и аминоциклогексанолов.

2. Впервые осуществлена реакция амидоэтоксиэтилирования диаминов различными амидоэтоксиэтилтозилатами и амидоэтоксиэтил-бромидом.

3. На основе реакции аминоалкилирования диаминов разработан препаративный метод синтеза Л/,/\/-ди(диалкиламиноэтил)аминов.

4. Разработаны методы синтеза ранее неизвестных диаминоспиртов циклогексанового ряда, их Л/-ацилированных и Л/.О-диацилированных производных на основе раскрытия эпоксицикла окиси циклогексена диалкиламиноэтиламинами с последующим ацилированием хлорангидридами ароматических кислот.

5. Впервые синтезировано 22 Л/-замещенных аминоамида алифатического и гетераалифатического рядов. В ряду новых аминоамидов обнаружены малотоксичные соединения с высокой антиаритмической активностью. Установлены закономерности биологического действия соединений от их структуры.

Список работ по теме диссертации

1. Иванова А.И., Борисова Н.Ю., Борисова Е.Я., Федорова Г.А., Васильева Г. А., Афанасьева Е.Ю., Арзамасцев Е.В., Самарова О. С. Синтез и биологическая активность Л/-(2-аминоэтил)-Л/-(2-ацилоксициклогексил)-карбоксаминоамидов циклогексанового ряда // «Известия академии наук. Серия химическая» - М., - № 1, 2015 г.- С. 92-98.

2. Иванова А.И., Борисова Е.Я., Борисова Н.Ю., Хоанг Д.К., Арзамасцев Е.В. Синтез и биологическая активность арилгетераалифатических аминоамидов // «Тонкие химические технологии» («Вестник МИТХТ»). 2015 г - Т.10, №1.-С.45-49.

3. Васильева Г.А., Афанасьева Е.Ю., Арзамасцев Е.В., Борисова Е.Я., Иванова А.И. Современные антиаритмические средства // «Врач» -М., - № 3, 2012 г.-С. 36-38.

4. Крылов A.B., Борисова Е.Я., Иванова А.И., Хоанг Д.К., Борисова Н.Ю. Разработка метода синтеза арилалифатических диаминоспиртов. Влияние растворителя на региоселективность процесса // «Бутлеровские сообщения» - 2015 г - Т. 41, № 2. - С.

5. Иванова А.И., Борисова Н.Ю., Борисова Е.Я. Новые подходы к синтезу аминоамидов этиленгликолевого ряда // Материалы XIV Молодежной конференции по органической химии, С. 117 (Екатеринбург, 10-14 мая, 2011).

6. Иванова А.И., Борисова Н.Ю., Борисова Е.Я. Разработка методов синтеза гетераалифатических аминоамидов // Тезисы докладов Всероссийской научной конференции с международным участием "Успехи синтеза и комплексообразования", С. 81 (Москва, 18-22 апреля, 2011).

7. Иванова А.И., Зимнова О.С., Борисова Е.Я. Разработка новых подходов к синтезу N-замещенных аминоамидов // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Менделеев - 2012», С. 263264 (Санкт-Петербург, 3-6 апреля, 2012).

8. Иванова А.И. Новые подходы к синтезу N-замещенных аминоамидов гетераалифатического ряда II Тезисы докладов XX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», [электронный ресурс lomonosov-msu.ru/rus/archive] (Москва, 8-12 апреля, 2013).

9. Самарова О.С., Афанасьева Е.Ю., Арзамасцев Е.В., Борисова Е.Я., Борисова Н.Ю., Левицкая Е.А., Иванова А.И. Биологические свойства и токсикологические характеристики функционально N-замещенных аминоамидов II Материалы XXI Российского национального конгресса «Человек и лекарство», С. 323 (Москва, 7-11 апреля, 2014).

10. Хоанг Д.К., Иванова А.И. Разработка методов синтеза третичных N-2-аминоэтиламидов // Тезисы докладов XXII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», [электронный ресурс lomonosov-msu.ru/rus/archive] (Москва, 13-17 апреля, 2015).

Иванова Александра Игоревна Синтез, свойства и биологическое действие алифатических и гетераалифатических аминоамидов Формат 60x90/16 Тираж 100 экз. Подписано в печать 07.04.2015 Заказ № 267 Типография ООО «Генезис» 8 (495) 434-83-55 1 19571, г. Москва, пр-т Вернадского, 86