II Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ПОИСК ВЕЩЕСТВ С ВЫРАЖЕННОЙ АНАЛЬГЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ СРЕДИ ПРОДУКТОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ 3-(ТИОФЕН-2-ИЛ)ИМИНО-3Н-ФУРАН-2-ОНОВ С NH-НУКЛЕОФИЛАМИ
Юферова Е.А.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


  Введение

Одной из фундаментальных задач органической химии является синтез новых соединений, имеющих практическое применение, в том числе, в качестве лекарственных препаратов. Вследствие ухудшения экологии, высокой скорости мутации вирусов, грибов и т. д. современная медицина требует появления новых препаратов. Эта проблема связана с созданием новых методов синтеза функционализированных и способных к дальнейшей модификации соединений, включающих в свою структуру фармакофорные группы и фрагменты. Следует отметить, что развитие фармацевтической отрасли является одним из приоритетных направлений РФ. К 2020 году согласно программе «Фарма-2020» Россия должна обеспечивать себя основными лекарствами и разрабатывать свои препараты, в связи с этим работы в области создания биологически активных веществ являются актуальными.

Ранее было установлено, что N-замещенные 5-арил-3-имино-3H-фуран-2-оны являются весьма реакционно способными соединениями, на основе которых могут быть синтезированы соединения как ациклического, так и гетероциклического строения. Более того в ряду продуктов превращений N-замещенных 5-арил-3-имино-3H-фуран-2-онов, а так же в ряду исходных соединений, используемых для их синтеза, обнаружены вещества, обладающие антимикробной, анальгетической и противовоспалительной активностью.

Ранее был предложен простой способ получения ряда этиловых эфиров 2-(5-арил-2-оксофуран-3(2H)-илиденамино)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновых кислот внутримолекулярной циклизацией (Z)-4-арил-4-оксо-2-[3-(этоксикарбонил)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино]бут-2-еновых кислот под действием уксусного ангидрида. Вместе с тем, данный редкий тип производных фуран-2-онов представляется весьма перспективным с точки зрения высокой реакционной способности и возможного наличия в ряду производных фурана биологически активных соединений, а введение в структуру тиофеного заместителя при иминном атоме азота еще в большей степени увеличивает перспективность данных соединений. Более того, было показано, что сами (Z)-4-арил-4-оксо-2-[3-(этоксикарбонил)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино]бут-2-еновые кислоты обладают биологической активностью, превышающей препараты используемые в медицине.

В этой связи представляло интерес синтезировать новые не описанные в литературе амиды (Z)-4-арил-4-оксо-2-[3-(этоксикарбонил)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино]бут-2-еновых кислот и осуществить поиск биологически активных веществ в ряду продуктов их превращений.

Задачи исследования:

  1. Осуществить синтез 2-тиофен замещенной 4-фенил-4-оксобут-2-еновой кислоты.

  2. Изучить возможность циклизации полученной кислоты в 3-(тиофен-2-ил)-5-фенил-3H-фуран-2-он.

  3. Изучить взаимодействие 3-(тиофен-2-ил)-5-фенил-3H-фуран-2-она с аминами в различных условиях.

  4. Провести первичный биологический скрининг полученных соединений.

  1. Применение тиофенов Гевальда в синтезе лекарственных препаратов (Литературный обзор).

Химия 2-аминотиофенов получила широкое распространение благодаря удобному и доступному методу синтеза, разработанному командой ученых под руководством Гевальда (1).

Существует 4 основных вариации оригинально описанных Гевальдом и около 15 модификаций осуществления синтеза высоко функциональных 2-аминотиофенов (2). Усовершенствования метода синтеза Гевельда основаны на уменьшении времени реакции благодаря использованию микроволновой технологии (3), (4). Более подробно об использовании замещенных 2-аминотиофенов в синтезе гетероциклов тиено-типа, как группы прекурсоров применяемых в фармацевтике и разработке лекарственных веществ рассматривается в статье (5).

  1.  
    1. Синтез лекарственных средств и препаратов.

Основной интерес к замещенным 2-аминотиофенам в области разработки лекарств и синтеза лекарственных препаратов исходит из их полезных свойств: тиофеновое кольцо, как биологически изотерическая замена для фенильной группы широко присутствует в активных лекарствах. Ядро тиофена существует во многих природных и синтетических лекарственных средствах, более того, они используются в качестве прекурсоров в широкого ряда соединений, используемых в терапии и биологической диагностике (6), (7).

  1.  
    1.  
      1. 5-Замещенные 2-аминотиофены как аллостерические усилители А1 аденозиновых рецепторов.

Аденозин является важным эндогенным соединением, защищающим ткани, выделяется при ишемии, гипоксии или воспалении, классифицирующийся на основе фармакологических свойств на четыре подтипа рецепторов: А1, А2а, А2b, А3 (8). Значительные усилия направленные на развитие терапевтических средств ориентации этих рецепторов были осуществлены Брансом и Фергюсом (9). Замещенные 2-аминотиофены структуры 1-4, с алкил, арил и циклоалкил заместителями в С-4 и С-5 положении и ароил-заместителем в положении С-3.(Схема 1.1.), сохраняющие наилучшую аллостерически усиливающую активность были описаны в работах (10), (11).

Схема 1.1 Структура некоторых аминотиофенов, основанных на аллостерических усилителях.

Значительное внимание в области исследования аминотиофен-аллостерических усилителей направлено на развитие и синтез агонистов аденозиновых рецепторов с ограниченным числом побочных эффектов. Поскольку активные соединения с потенциальной пользой являются замещенными 2-аминотиофенами, то их синтез в основном опирается на реакцию Гевальда.

  1.  
    1.  
      1. Синтез тиено[2,3-d][1,3]оксазин-4-оны как ингибиторов эластазы лейкоцитов человека.

Серию тиено[2,3-d][1,3]оксазин-4-онов 8a-h синтезировали и исследовали in vitro на ингибиторную активность по отношению к эластазе лейкоцитов человека. Стратегии представленные авторами (12), (13) базируются на замещении бензольного кольца в бензоксазинонах на ядро тиофена. Исследования демонстрируют универсальность 2-аминотиофенов, полученных по методу Гевальда, в качестве синтетического входа в серин-протеазу ингибирующих объединенных 1,3 оксазин-4-онов. Синтетический путь получения новых тиено[2,3-d][1,3]оксазин-4-онов 8a-h с использованием алкил 2-аминотиофенкарбоксилатов 5a,b в качестве субстратов, получаемых простым 3-ступенчатым синтезом представлен на (схеме 1-2). Аминотиофены 5a,b преобразуются в изоционатотиофены 6a,b под действием тиофосгена. Удаление защитной трет-бутоксикарбонильной группы привело к замыканию цикла промежуточных изотиоцианатотиофенокарбоксильных кислот 7a,b. Эти ключевые интермедиаты алкилируются соответствующими алкилгалогенидами, с образованием в окончательные производные 8a-h(схема 1-2).

Схема 1.2 Синтез замещенных тиено[2,3-D][1,3] оксазин-4-онов 8а-h.

Внеклеточная эластаза лейкоцитов человека является сериновой протеазой, содержащейся в азурофильных гранулах нейтрофилы человека. Было доказано их влияние на патогенез деструктивных легочных заболеваний, таких как эмфизема легких, муковисцидоз, респираторный дистресс-синдром взрослых на воспалительные заболевания, такие как ревматоидный артрит. По этой причине огромное внимание уделяется ингибированию эластазы лейкоцитов человека низкомолекулярными ингибиторами, которые могут служить в качестве терапевтических средств.

  1. Обсуждение полученных результатов
    1. Постановка задачи.

Объектом исследования был выбран N-тиенилзамещенный 3-фенил-3Н-фуран-2-он. Структура 3-имино-3Н-фуран-2-онов обуславливает их богатые синтетические возможности. Наличие нескольких электронодефицитных центров в молекуле 3-имино-3Н-фуран-2-онов позволяет путём варьирования заместителей в гетероцикле и иминофункции изменять направление атаки нуклеофильного реагента и изменять структуру конечных продуктов реакции (14) (15) (16). Уже к настоящему времени в реакциях с 3-имино-3Н-фуран-2-онами апробирован широкий круг OH-, SH-, NH-нуклеофилов (17) (18) (19) (20) (21).

В связи с выше сказанным, определяющими в работе являются две задачи: а) создание универсального «билдинг-блока» на основе 3-тиенилимино-3Н-фуран-2-онов, содержащих в своей структуре тиофеновый фрагмент, который является активной частью многих перспективных лекарственных препаратов и изучение его химических свойств в реакции с аминами. б) изучение биологической активности полученных соединений.

  1.  
    1. Синтез исходных соединений

Одним из наиболее удобных синтезов N-замещенных 3-тиенилимино-3Н-фуран-2-онов является реакция циклизации 4-арил-2-ариламино-4-оксобут-2-еновых кислот (22) (23) (24), которые в свою очередь легко получаются взаимодействием аминосоединений с гет(ароил)пировиноградными кислотами (25).

Для осуществления данного синтеза нами по известным методикам был получен аминотифен Гевальда (26), используемый в дальнейшем как соединение с аминофункцией и ароилпировиноградная кислота (27).

  1.  
    1.  
      1. Синтез 2-аминотиофена Гевальда.

При взаимодействии циклогексанона с этилцианоацетатом и серой в этаноле, в присутствии морфолина как основания, был получен замещенный 2-аминотиофен Гевальда 1а (26).

Схема 2.3

  1.  
    1.  
      1. Синтез 4-фенил-2-гидрокси-4-оксобут-2-еновой кислоты.

При взаимодействии диэтилоксалата с ацетофеноном в присутствии метилата натрия и последующим разложением промежуточного продукта была получена 2-фенил-2-гидрокси-4-оксобут-2-еновая кислота 2а (28)

Схема 2.4

  1.  
    1.  
      1. Синтез 4-фенил-4-оксо-2-тиениламинобут-2-еновой кислоты.

При взаимодействии 4-фенил-2-гидрокси-4-оксобут-2-еновой кислот 2а с замещенным 2-аминотиофеном Гевальда 1а в этаноле была получена 4-фенил-4-оксо-2-тиениламинобут-2-еновая кислота 3а по известной методике (29).

Схема 2.5

Соединения 3а красное кристаллическое вещество, полученное с выходом 89 %, хорошо растворимое в хлороформе, ДМСО, при нагревании в толуоле, ацетонитриле, этаноле и нерастворимое в воде и алканах.

В ИК спектре кислоты 3априсутствует полоса поглощения в области 1708 см-1, характерная для валентных колебаний сложноэфирной группы, и уширенная полоса поглощения в области 3431 см-1,характерная для NH-группы.

В спектрах ЯМР 1Н соединения 3априсутствуют: триплет при 1.41 м.д., характерный для трех протонов метильной группы, квадруплет при 4.41 м.д. двух протонов этильной группы, синглет винильного протона при 7.16 м.д., набор сигналов протонов ароматических заместителей при 7.54-8.05 м.д, синглет при 12.30 м.д. характерный для протона NH группы, вовлеченного в ВВС, сигнал протона карбоксильной группы в спектре не наблюдается, по-видимому, вследствие его значительного уширения. В спектрах ЯМР 13С присутствует сигнал карбонильной группы (4С=О).

  1.  
    1. Синтез 4-фенил-3-тиенилимино-3Н-фуран-2-она

Внутримолекулярной циклизацией кислоты 3апод действием пропионового ангидрида (29) был получен 5-фенил-3-тиенилимино-3Н-фуран-2-он 4а.

Схема 2.6

Полученный 5-фенил-3-тиенилимино-3Н-фуран-2-он 4а представляет собой кристаллическое вещество темно-красного цвета, хорошо растворимое в хлороформе, ДМСО, толуоле, при нагревании - в ацетонитриле, этаноле, нерастворимое в алканах.

В ИК спектре соединения 4а присутствует полоса поглощения в области 1796 см-1,характерная для валентных колебаний лактонного карбонила фуранового цикла.

В спектре ЯМР 1Н соединения 4а отсутствуют сигналы протонов аминогруппы, а в спектре ЯМР 13С отсутствует сигнал карбонильной группы (4С=О).

  1.  
    1. Изучение химических превращений 5-фенил-3-тиенилимино-3Н-фуран-2-она аминами.

При взаимодействии 5-фенил-3-тиенилимино-3Н-фуран-2-она 4а с различными аминами были получены соответствующие N-амиды 4-оксо-2-тиениламино-4-фенилбут-2-еновых кислот, как продукты кинетического контроля и 5-гидрокси-2-оксо-5-фенил-2,5-дигидро-1Н-пирролы, как продукты термодинамического контроля реакции.

Схема 2.7

Соединения 5 б,в и 6 а-в получены впервые.

В результате изученного взаимодействия было установлено, что атака аминогруппы направлена на атом углерода лактонного карбонила соединения 4 и приводит к продуктам дециклизации фуранового цикла. Сложноэфирная группа в условиях проведения реакции не участвует во взаимодействии с аминами. Соединения 5 а-в представляют собой кристаллические вещества оранжевого цвета, полученные с выходами 64-89 %, хорошо растворимые в хлороформе, ДМСО, при нагревании в толуоле, ацетонитриле, этаноле и нерастворимые в воде и алканах.

Нами изучены спектры ЯМР 1Н соединений 5 а-в в СDCl3. Установлено, что соединения 5 а,бсуществуют в двух формах А и Б. Форма А характеризуется синглетом протона группы NH, вовлеченной в прочную внутримолекулярную водородную связь ВВС, при 13.19-14.86 м.д., сигналами протона группы NHCO при 7.17-9.73 м.д. и синтглетом протона группы СН при 7.11-7.23 м.д. Форма Б характеризуются синглетом протона группы NH, вовлеченной в прочную внутримолекулярную водородную связь ВВС, при 12.97-13.89 м.д., сигналами протона группы NHCO при 12.32-12.41 м.д. и синтглетом протона группы СН при 6.06-6.15 м.д.

Соединения 5 всуществует в одной форме и характеризуются синглетом протона группы NH, вовлеченной в прочную внутримолекулярную водородную связь ВВС, при 10.33 м.д., сигналами протона группы NHCO при 8.39 м.д. и синтглетом протона группы СН при 6.27 м.д.

Соединения 6 а-в оранжевые кристаллические вещества, полученные с выходами 59-73 %, хорошо растворимые в хлороформе, ДМСО, при нагревании в толуоле, ацетонитриле, этаноле и нерастворимые в воде и алканах.

В ИК спектрах соединений 6 а-в присутствует уширенная полоса поглощения в области 3329-3391 см-1, характерная для аминогруппы тиофена. Уширение сигнала аминогруппы может свидетельствовать о возможном её вовлечении в ВВС. В карбонильной области спектров пирролов 6 а-в присутствует полоса поглощения в области 1684-1687 см-1, характерная для валентных колебаний карбонила сложноэфирной группы и полоса поглощения в области 1665-1675 см-1, характерной для лактамного карбонила.

Спектры ЯМР 1Н соединений 6 а-в в растворе DMSOd6 характеризуются синглетом протона NH-группы при 10.14-10.33 м.д., вовлеченной в ВВС, сигналом протона ОН-группы при 6.93-7.43 м.д. и синглетом протона СН-группы при 6.03-6.21 м.д.

  1. Экспериментальная химическая часть

ИК спектры записаны на приборе ФСМ–1202 для пасты в вазелиновом масле и в таблетках KBr. Спектры ЯМР 1Н и 13С записаны на приборе Bruker AV500 (500 и 125 МГц), Varian-MERCURYplus300 (300 и 75 МГц) внутренний стандарт - ГМДС, Bruker Avance III (400 и 100 МГц) внутренний стандарт - остаточный сигнал от дейтерорастворителя. Элементный анализ проводили на приборе Leco CHNS-932 и Vario EL Cube(CHNS). Масс-спектры записаны на спектрометре Kratos MS-30, ионизация ЭУ (70 эВ, температура камеры ионизации 200 °С) и на Waters ACQUITY UPLC I-Class с детектором Xevo TQD, ионизация пробы электрораспылением в режиме регистрации положительных ионов, температура источника 150°C, напряжение на капилляре 3500–4000 В, напряжение на конусе 20–70 В, температура испарения 150–300°С, методом прямого ввода в масс-детектор прибора. Оптимизацию условий реакций проводили методами ультра-ВЭЖХ-МС (на приборе Waters ACQUITY UPLC I-Class, колонка Acquity UPLC BEH C18 1.7 мкм, подвижные фазы: ацетонитрил-вода, скорость потока 0.3–0.6 мл/мин, масс-детектор Xevo TQD, УФ-детектор ACQUITY UPLC PDA el Detector). Химическую чистоту соединений и протекание реакций контролировали методом ТСХ на пластинах Sorbfil ПТСХ П-А-УФ-254 в системе эфир-бензол-ацетон, 10:9:1, детектирование проводили в УФ свете и парами йода. Температуры плавления определяли на приборе SMP40.

Использованные в работе соединения были синтезированы по известным методикам: этиловый эфир 2-аминотиофен-3-карбоновой кислоты (26), ароилпировиноградная кислота (27). Были использованы коммерчески доступные соединения диэтилоксалат, ацетофенон, циклогексанон Aldrich®, этанол ректификат марки «Люкс», растворители, соляная кислота не ниже марки ч.д.а. (Вектон®, Криохром®, Экрос®) после дополнительной отчистки (30)

Этиловый эфир 2-амино-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиен-3-карбоновой кислот 1а.

В трехгорлой колбе ёмкостью 100 мл, снабженной обратным холодильником, капельной воронкой, внутренним термометром и магнитной мешалкой, помещённой в водяную баню, готовят раствор 9.8 г (0.1 моль) циклогексанона и 11.3 г (0.1 моль) этилцианоацетата в 40 мл этанола. К полученному раствору прибавляют 3.2 г (0.1 моль) тонко растертой серы. При перемешивании к полученной смеси прибавляют по каплям 4 мл морфолина, следя за тем, что бы реакциакционная смесь не перегревалась. После окончания экзотермической реакции смесь нагревают на водяной бане до полного растворения серы. После охлаждения раствора до 0оС выпадает этиловый эфир 2-амино-5,6-дигидро-4Н-циклогекаса[b]тиофенкарбоной кислоты в виде желтых кристаллов. Полученный продукт отфильтровывают и перекристаллизовывают из метанола.

4-фенил-2-гидрокси-4-оксобут-2-еновая кислота 2 а.

К теплому раствору (0.4 моль) метилата натрия медленно приливают при перемешивании охлажденную смесь 29.2 г (0.2 моль) диэтилоксалата и 24.0 г (0.2 моль) ацетофенона. Смесь перемешивают до полного застывания. После чего оставляют на сутки. Выпавший осадок растворяют в теплой воде (60 °С) и подкисляют раствор концентрированной соляной кислотой до рН=3. Осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из ацетонитрила или изопропилового спирта.

(Z)-4-фенил-4-оксо-2-[3-(этоксикарбонил)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиен-2-ил]аминобут-2-еновая кислота 3а.

К раствору 1.92 г (0.01 моль) соединения 2 а в этаноле (10 мл) прибавили 2.25 г (0.01 моль) раствора этилового эфира 2-амино-5,6-дигидро-4Н-циклогекаса[b]тиофенкарбоновой кислоты 1 а в этаноле (10 мл) и нагревали до кипения. Полученный насыщенно красный раствор выдерживали 24 часа при -18о С. Выпавший осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этанола. Выход 89% (3.53 г.). Красные кристаллы. Тразл.= 189-190 °С (этанол). ИК спектр, , см-1: 1708 (COOEt), 3431 (NH). Спектр ЯМР 1Н (500 MГц, CDCl3), , м.д.: 1.41 (т, J7.1 Гц, 3H, Me), 1.83 (м, 2H, СН2), 1.88 (м, 2H, СН2),2.78 (м, 2H, СН2), 2.84 (м, 2H, СН2), 4.41 (кв, J 7.1 Гц, 2H, CH2O), 7.16 (с, 1H, C=CH), 7.54 (м, J 7.7 Гц, 2H, HAr), 7.64 (м, J 7.4 Гц, 1H, HAr), 8.05 (м, J 7.4 Гц, 2H, HAr), 12.3 (с, 1Н, NH). Найдено, %: C 63.10, H 5.32, N 3.51, S 8.04. C21H21NO5S. Вычислено, %: C 63.14, H 5.3, N 3.51, S 8.03.

5-фенил-3-[2-(3-этоксикарбонил-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиенилимино)]-3Н-фуран-2-он 4 а.

3.99 г (0.01 моль) кислоты 3 а вуксусном (пропионовом) ангидриде (10 (8) мл) медленно нагревали до 140о С и перемешивают в течение 20(60) мин.. Полученный раствор охлаждали и выпавший после охлаждения осадок отфильтровывали и промывали безводным диэтиловым эфиром. Выход 3.30 г (87%). Кристаллический порошок насыщенно-фиолетового цвета. Т разл.=168-170о С. (толуол). ИК спектр, , см-1: 1607 (С=N), 1715 (COOEt), 1796 (COлакт). Спектр ЯМР 1Н, (500 MГц, CDCl3), , м.д.: 1.40 (т, J 7.1, 3H, Me), 1.82 (м, 2H, СН2), 1.88 (м, 2H, СН2), 2.75 (м, 2H, СН2), 2.81 (м, 2H, СН2), 4.39 (кв, J 7.1, 2Н, CH2O), 6.90 (с, 1H, C=CH), 7.51 (м, J 7.4, 2Н, HAr), 7.56 (м, J 7.3, 1Н, HAr), 7.85 (м, J 7.2, 2Н, HAr). Найдено, %: C 66.10, H 5.03, N 3.67, S 8.44. C21H19NO4S.Вычислено, %: C 66.12, H 5.02, N 3.67, S 8.41.

Этиловыйэфир 2-((Z)-1-(бензилкарбамоил)-3-оксо-3-фенилпроп-1-ениламино)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновойкислоты 5 а.

Смесь 3.81 г (0.01 моль) соединения 4 а и 1.07 г (0.01 моль) бензиламина в сухом толуоле (10 мл) перемешивают на магнитной мешалке при температуре 40 оС в течение 2 ч., выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из изопропилового спирта. Выход 64 %, оранжевые кристаллы, Тпл.=176-176°С (изопропанол). ИК спектр, , см-1: 1511, 1578, 1600, 1662 (CONH, COOEt), 3188, 3341(NH). Спектр ЯМР 1Н, (400 MГц, CDCl3), , м.д.: форма А (54%): 1.34 (т, J 7.5 Гц, 3Н, Me), 1.72 (м, 4H, CH2), 2.48 (м, 2H, CH2), 2.65 (м, 2H, CH2), 4.32 (кв, J 7.5 Гц, 2Н, СН2О), 4.61 (д, J 5.4 Гц, 2H, CH2N), 7.11 (с, 1Н, С=CH), 7.17 (уш. т, 1Н, NН), 7.37 (м, 5H, HAr), 7.35 м (3H, HAr) 7.77 (м, J 7.1 Гц, 2H, HAr), 13.25 (с, 1Н, NH); форма Б (46%): 1.39 (т, J 7.5 Гц, 3Н, Me), 1.82 (м, 4H, CH2), 2.71 (м, 2H, CH2), 2.82 (м, 2H, CH2), 4.42 (кв, J 7.5, 2Н, СН2О), 4.71 (д, J 5.4 Гц, 2H, CH2N), 6.15 (с, 1Н, С=CH), 7.37 (м, 5H, HAr), 7.35 (м, 3H, HAr) 7.77 (м, J 7.1 Гц, 2H, HAr,), 12.32 (с, 1Н, NH). 12.97 (уш. т, 1H, NH). Найдено, %: С 68.84, Н 5.80, N 5.77, S 6.55. C28H28N2O4S. Вычислено, %: С 68.83, Н 5.78, N 5.73, S 6.56. Аналогично были получены соединения 5 б,в.

Этиловый эфир (Z)-2-[(1,4-диоксо-1-(фениламино)-4-фенилбут-2-ен-2-ил)амино]-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновой кислоты 5 б.

Выход 89 %. Оранжевые кристаллы. Тпл.= 188-190 °С (изопропиловый спирт). ИК спектр, , см-1: 1675 уш. (CONH, COOEt), 3188, 3312 (NH). Спектр ЯМР 1Н, (400 MГц, CDCl3), , м.д.: форма А (50 %): 1.25 (т, J 7.1 Гц, 3Н, Me), 1.66 (м, 4H, 2CH2), 2.37 (м, 2H, CH2), 2.54 (м, 2H, CH2), 4.15 (м, 2Н, СН2О), 7.23 (м, 1Н, С=CH, 2H, HAr), 7.52 (м, 4H, HAr), 7.84 (м, 2H, HAr), 8.08 (м, 2H, HAr), 9.73 (с, 1Н, NН), 14.86 (с, 1Н, NH); форма Б (50 %): 1.44 (т, J 7.1 Гц, 3Н, Me), 1.87 (м, 4H, 2CH2), 2.75 (м, 2H, CH2), 2.87 (м, 2H, CH2), 4.45 (м, 2Н, СН2О), 6.06 (с, 1Н, С=CH), 7.23 (м, 2H, HAr), 7.52 (м, 4H, HAr), 7.84 (м, 2H, HAr), 8.08 (м, 2H, HAr), 12.41 (с, 1Н, NН), 13.89 (с, 1Н, NH). Найдено, %: С 68.30, Н 5.56, N 5.92, S 6.75. C27H26N2O4S. Вычислено, %: С 68.33, Н 5.52, N 5.90, S 6.76.

Этиловый эфир 2-((Z)-3-оксо-3-фенил-1-(антипиррилкарбамоил)проп-1-ениламино)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновой кислоты 5 в.

Выход 70 %. Оранжевые кристаллы. Траз.=203-204 °С (толуол). ИК спектр, , см-1: 1664 (CONH2), 1712 (COOEt), 3123, 3236 уш. (NH). Спектр ЯМР 1Н, (300 MГц, CDCl3), , м.д.: 1.40 (т, J 7.1, 3Н, Me), 1.78 (м, 4Н, СН2), 2.08 (с, 3H, Me), 2.59 (м, 2H, CH2), 2.79 (м, 2H, CH2), 3.06 (с, 3H, Me), 4.36 (кв, J 7.1, 2Н, СН2О), 6.27 (с, 1Н, С=CH), 7.23-7.50 (м, 10H, HAr), 8.39 (c, 1H, NH), 10.33 (с, 1Н, NH). Найдено, %: С 65.70, Н 5.53, N 9.55, S 5.47. C32H32N4O5S. Вычислено, %: С 65.73, Н 5.52, N 9.58, S 5.48.

Этиловый эфир 2-[(1-бензил-5-гидрокси-2-оксо-5-фенил-2,5-дигидро-1Н-пиррол-3-ил)амино]-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновой кислоты 6 а.

Смесь 3.81 г (0.01 моль) соединения 4 а и 1.07 г (0.01 моль) бензиламина в сухом толуоле (10 мл) кипятили в течение 2 ч, выпавший осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из толуола. Выход 73%. Оранжевые кристаллы. Тпл.= 140-142 °С (толуол). ИК спектр, , см-1: 1665 (CON), 1687 (COOEt), 3329 (NH). Спектр ЯМР 1Н (400 MГц, DMSOd6), , м.д.: 1.41 (т, J 7.1 Гц, 3H, Me), 1.78 (м, 4H, 2СН2),2.55 (м, 2H, СН2) 2.77 (м, 2H, СН2), 4.13 (д, J 15.0 Гц, 1Н, СН2), 4.35 (кв, J 7.1 Гц, 2H, CH2O), 4.63 (д, J 15.0 Гц, 1Н, СН2), 6.03 (с, 1H, C=CH), 6.93 (с, 1H, ОH), 7.17 (м, 5H, HAr), 7.27 (м, 3H, HAr), 7.38 (м, 2H, HAr), 10.33 (с, 1Н, NH). Найдено, %: C 68.80, H 5.79, N 5.72, S 6.57. C28H28N2O4S. Вычислено, %: C 68.83, H 5.78, N 5.73, S 6.56. Аналогично были получены соединения 6 б,в.

Этиловый эфир 2-[(5-гидрокси-1,5-дифенил-2-оксо-2,5-дигидро-1Н-пиррол-3-ил)амино]-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновой кислоты 6 б.

Выход 59%. Оранжевые кристаллы. Тпл.= 173-174 °С (толуол). ИК спектр, , см-1: 1670 (CON), 1684 (COOEt), 3391 (NH). Спектр ЯМР 1Н (400 MГц, DMSOd6), , м.д.: 1.35 (т, J 7.1 Гц, 3H, Me), 1.74 (м, 4H, 2СН2), 2.60 (м, 2H, СН2)2.75 (м, 2H, СН2), 4.32 (кв, J 7.1 Гц, 2H, CH2O), 6.11 (уш. с, 1H, C=CH), 7.11 (м, J 7.4 Гц, 1H, HAr), 7.26 (м, 5H, HAr), 7.38 (с, 1Н, ОН), 7.41 (м, J 7.3 Гц, 2H, HAr), 7.41 (м, J 7.7 Гц, 2H, HAr), 10.32 (с, 1Н, NH). Найдено, %: C 68.30, H 5.50, N 5.93, S 6.77. C27H26N2O4S. Вычислено, %: C 68.33, H 5.52, N 5.90, S 6.76.

Этиловый эфир 2-[(1-антипирил-5-гидрокси-2-оксо-5-фенил-2,5-дигидро-1Н-пиррол-3-ил)амино]-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-3-карбоновой кислоты 6 в.

Выход 62%. Оранжевые кристаллы. Тпл.= 168-170 °С (толуол). ИК спектр, , см-1: 1675 (CON), 1687 (COOEt), 3380 (NH). Спектр ЯМР 1Н, (400 MГц, DMSOd6), , м.д.: 1.36 (т, J 7.1 Гц, 3H, Ме), 1.77 (м, 4H, 2CH2), 1.99 (с, 3H, Ме), 2.63 (м, 2H, CH2), 2.78 (м, 2H, CH2), 3.07 (с, 3H, Ме), 4.33 (кв, J 7.1 Гц, 2H, CH2O), 6.21 (с, 1H, C=CH), 7.29 (м, 5H, HAr), 7.36 (м, 1H, HAr), 7.43 (с, 1H, OH), 7.52 (м, 4H, HAr), 10.14 (с, 1H, NH). Найдено, %: C 65.70, H 5.53, N 9.57, S 5.46. C32H32N4O5S. Вычислено, %: C 65.74, H 5.52, N 9.58, S 5.48.

  1. Приложение
    1. Изучение анальгетической активности и острой токсичности полученных соединений

Анальгетическую активность соединений 5 а-в определяли на беспородных мышах (самках) массой 18-22 г по методике «горячая пластинка» (31). Исследуемые вещества вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг в виде взвеси в 2% крахмальном растворе за 30 мин до помещения животных на нагретую до 53,5°С металлическую пластинку. Показателем изменения болевой чувствительности служила длительность пребывания животного на «горячей пластинке» до наступления оборонительной реакции - облизывания задних лапок, измеряемая в секундах. Эффект оценивали через 0,5; 1,0; 2,0 и 2,5 ч после введения соединений. В опыте использовались животные с исходным временем наступления оборонительного рефлекса не более 15 с. Каждое соединение испытывали на 6 животных. Результаты оценивали по увеличению времени наступления оборонительного рефлекса по сравнению с исходными данными. Контрольной группе животных вводили 2% крахмальную слизь, в качестве препарата сравнения использовалась коммерчески доступная субстанция натриевой соли диклофенака Sigma® в дозе 10 мг/кг (ЕД50) и коммерчески доступная субстанция метамизола натрия ООО «Фармхимкомплект» в дозе 93 мг/кг (ЕД50)

Для исследуемого соединения 5 а-в ЛД50 составляет > 1500 мг/кг. Согласно классификации токсичности препаратов соединения 5 а-в относятся к V классу практически нетоксичных препаратов (32).

Анальгетическая активность и острая токсичность соединений 5 а-в.

Соеди-нения

Доза, мг/кг

ЛД50 мг/кг

Латентный период оборонительного рефлекса, с

2 часа

5 а

50

>1500

22.6

5 б

50

>1500

22.4

5 в

50

>1500

21.7

Контроль

-

-

10.0

Ортофен

10[ЕД50]

74

26.2

Метамизол натрия

93[ЛД50]

3300

16.33

Как видно из таблицы, заявляемые соединения 5 а-в проявляют выраженную анальгетическую активность и менее токсичны, чем препарат сравнения – ортофен. Следовательно, заявляемые соединения 5 а-в могут найти применение в медицинской практике в качестве анальгетических лекарственных средств.

Выводы
  1. Осуществлен синтез универсального синтона 5-фенил-3-(тиофен-2-ил)имино-3Н-фуран-2-она внутримолекулярной циклизацией 4-фенил-2-(2-(тиофен-2-ил)амино)-4-оксобут-2-еновой кислоты под действием пропионового ангидрида

  2. Изучено взаимодействие 5-фенил-3-(тиофен-2-ил)имино-3Н-фуран-2-она с алифатическими, ароматическими и гетероциклическими аминами, которое приводит к продуктам кинетического и термодинамического контроля реакции.

  3. Изучена анальгетическая активность 3-х полученных соединений и установлено, что они обладают выраженным обезболивающим эффектом на уровне препаратов сравнения и низкой токсичностью.

  4. Получено 5 неописанных ранее в литературе соединений.

Список литературы

1. GEWALD, К., и др., и др. Ringtransformation of ethyl-2-aminothiophene-3-carboxylates: Derivatives of pyridones and pyridazinones. Monatsh. Chem. 1988 г., Т. 119, стр. 985-992.

2. GRONOWITZ and HÖRNFELDT. Thiophenes (Best Synthetic Methods). Oxford : Elsevier Academic, 2004, стр. 1-986.

3. Microwave-assisted synthesis of 2-aminothiophene-3-carboxylic acid derivatives, 3H-thieno[2,3-d]pyrimidin-4-one and 4-chlorothieno[2,3-d]pyrimidine. HESSE. 48, 2007 г., стр. 5261–5264.

4. Microwave‐Assisted Synthesis of 2‐Amino‐thiophene‐3‐Carboxylic Derivatives Under Solvent‐Free Conditions. Huang, Wei. 35, 2005 г., Synthetic Comm., стр. 1351-1357.

5. PUTEROVA и KRUTOŠÍKOVÁ. Substituted 2-aminothiophenes: Synthesis, Properties and Applications. New York : б.н., 2009.

6. JARVEST и DORÉ. INHIBITION OF HERPES PROTEASES AND ANTIVIRAL ACTIVITY OF 2-SUBSTITUTED THIENO[2,3-d]OXAZINONES. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 1999 г.

7. Dore. Fluorescent Polymeric Transducer for the Rapid, Simple, and Specific Detection of Nucleic Acids at the Zeptomole Level. J. Am. Chem. Soc.,. 2004 г., стр. 263-287.

8. LINDEN. Allosteric enhacement of adenosine receptor. 1997, стр. 85-97.

9. Allosteric Enhancement of Adenosine A1 Receptor Binding and Function by 2-amino-3-benzoylthiophenes. BRUNS и FERGUS. 38, 1990 г., Mol. Pharmacol, стр. 939-949.

10. 2-Aminothienopyridazines as Novel Adenosine A1 Receptor Allosteric Modulators and Antagonists. FERGUSSON. 51, 2008 г., J. Med. Chem., стр. 6165-6172.

11. 2-Aminothiophene-3-carboxylates and carboxamides as adenosine A1 allosteric enhancers. NIKOLAKOPOULOS. 14, 2006 г., Bioorg. Med. Chem., стр. 2358-2365.

12. Novel thieno[2,3-d][1,3]oxazin-4-ones as inhibitors of human leukocyte elastaze. NEUMANN, U. и GÜTSCHOW, M. 41, 1998 г., J. Med. Chem., стр. 1729-1740.

13. GÜTSCHOW, M. 42, 1999 г., J. Med. Chem., стр. 5437-5447.

14. Залесов, В. В. и Рубцов, А. Е. Синтез и химические превращения иминофуранов. Химия гетероциклических соединений. 2004 г., 2.

15. Синтез, строение и химические свойства N-замещенных 2(3)-имино-2,3-дигидрофуран-3(2)-онов.

16. Пятичленные гетероциклы с вициальными диоксогруппами. Некрасов, Д.Д., Масливец, А.Н. и Лисовенко, Н.Ю. Пермь : Изд-во Перм. ун-та, 2004 г., Т. 7, стр. 140.

17. Синтез и химические превращения N-замещённых 3-имино-3Н-фуран-2-онов. А.Е., Рубцов. Пермь : б.н., 2007 г.

18. Синтез, противовоспалительная и анальгетическая активность производных 4-аминоантипирина. Рубцов А.Е., Махмудов Н.В. Ковыляева Н.И. и д.р. 11, 2002 г., Химико-фармацевтический журнал, Т. 36, стр. 31.

19. Синтез 4-(1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-2,3-дигидро-1Н-пиразол-4-илимино)-6-фенил-1,4-дигидро-2Н-пиридазин-3-онов. Рубцов, А.Е. и В.В., Залесов. 4, 2003 г., Химия гетероциклических соединений, стр. 625.

20. Синтез, анальгетическая и противовоспалительная активность N-гетерилпроизводных 4-амино-1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-пиразол-3-она. Рубцов, А.Е., Н.В., Ковыляева и В.В., Залесов. 1, 2005 г., Химико-фармацевтический журнал, Т. 39, стр. 13.

22. Химия иминофуранов I. Дециклизация N-замещенных 5-арил-3-имино-3Н-фуран-2-онов под действием ОН- и NH-нуклеофилов. А.Е., Рубцов и В.В., Залесов. 5, 2007 г., Журнал органической химии, Т. 43, стр. 739.

23. Синтез и химические превращения иминофуранов. Залесов, В.В. и А.Е., Рубцов. 2, 2004 г., Химия гетероциклических соединений, стр. 163-186.

24. Синтез 4-(5-арил-2-оксо-2,3-дигидро-3-фуранилиден)амино-2,3-диметил-5-оксо-1-фенилпиразолинов. Рубцов, А.Е. 8, 2001 г., Химия гетероциклических соединений, стр. 1130-1131.

25. Синтез и внутримолекулярная циклизация N-замещенных 2-амино-4-арил-4-оксобут-2-еновых кислот. Рубцов, А.Е. и В.В., Залесов. 6, Журнал органической химии, Т. 39, стр. 918-923.

26. Химия иминофуранов IV. Синтез и строение 2-N-арилзамещенных производных 2-амино-4-арил-4-оксобут- и 2-амино-5,5-диметил-4-оксогекс-2-еновых кислот. Н.М., Игидов, А.Е., Рубцов и д.р., Тюнева А.В. и. 5, 2009 г., Журнал органической химии, Т. 45, стр. 716-721.

27. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. К., Gewald иЕ., Schinke. 1966 г., Т. 99, стр. 94-100.

28. Improved preparation and structural investigation of 4-aryl-4-oxo-2-hydroxy-2-butenoic acids and methyl esters. C., Maurin, F., Bailly и P., Cotelle. 2004 г., Tetrahedron letters, Т. 60, стр. 6479–6486.

29. Ю.С., Андрейчшеов. Методы синтеза биологически активных веществ гетероциклических соединений. Пермь. : б.н., 1989, 9.

30. Химия иминофуранов. 3. Синтез и внутримолекулярная циклизация (Z)-4-арил-4-оксо-2-[3-(этоксикарбонил)-4,5,6,7-тетрагидробензо[b]тиофен-2-иламино]бут-2-еновых кислот. А., Шипиловских С., Е., Рубцов А. и В., Залесов В. 6, 2009 г., Химия гетероциклических соединений, стр. 832-835.

  1. Гацура В.В., Методы первичных фармакологических исследований биологически активных веществ // Медицина. Москва. 1974. C. 39-45.

  2. Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К., Параметры токсикометрии промышленных ядов при однократном воздействии: Справочник. М. 1977. C. 196.