Синтез и биологическая активность гидрированных производных 3-алкил и 3,3-диалкилизохинолина
На правах рукописи
Лиманский Евгений Сергеевич СИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГИДРИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 3-АЛКИЛ И 3,3-ДИАЛКИЛИЗОХИНОЛИНА 14.04.02-фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук
Пермь – 2012 2 Диссертационная работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Научный консультант:
доктор фармацевтических наук, доцент ГБОУ Михайловский Александр ВПО «Пермская государственная фармацев Георгиевич тическая академия» Минздравсоцразвития России Научный консультант:
Сыропятов Борис Яковлевич доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацев тическая академия» Минздравсоцразвития России
Официальные оппоненты:
доктор фармацевтических наук, профессор Коркодинова Любовь ГБОУ ВПО «Пермская государственная Михайловна фармацевтическая академия» Минздравсоцраз вития России, заведующий кафедрой фармацевтической химии факультета очного обучения кандидат химических наук, доцент «Институт Гришко Виктория технической химии» УрО РАН, г. Пермь, Викторовна заведующий лабораторией биологически активных соединений
Ведущая организация:
ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая академия» Минздравсоцразвития России
Защита состоится «20» ноября 2012 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения и социального развития РФ по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» по адресу: 614070, г. Пермь, ул. Крупской, 46.
Автореферат разослан « » октября 2012 г.
Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте Министерства образования и науки РФ http://www.mon.gov.ru « » октября 2012 г. и на сайте ГБОУ ВПО ПГФА http://www.pfa.ru « » октября 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 208.068.01, кандидат фармацевтических наук, доцент Липатникова И.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
.
Актуальность работы. Одна из основных задач современной фармацевтической науки – создание биологически активных веществ, обладающих высокой фармакологической активностью. Важной группой природных и биологически активных соединений являются производные изохинолина.
Производные изохинолина достаточно хорошо изучены, в тоже время новых способов получения соединений этого гетероцикла известно сравнительно немного, что часто делает химию изохинолина довольно однообразной. Создается впечатление, что в ней представлены одни и те же ряды веществ. В настоящее время актуальным становится не расширение уже известных рядов, а поиск методов, дающих возможность создавать новые оригинальные структуры.
В конце 70-х годов прошлого века пермской школой химиков-органиков под руководством В.С. Шкляева было начато новое направление в области изучения синтеза и свойств изохинолинов. Это исследование реакции циклоконденсации нитрилов (реакция Риттера). В процессе работы были найдены методы получения разнообразных 3,3-диалкилизохинолинов, которые оказались биологически активными соединениями. Среди них – соединения, содержащие в положении 1 такие функциональные группы, как сложноэфирная, кетонная, амидная, амидиновая и др. В сочетании с изохинолиновым циклом многие из этих фрагментов проявились в качестве фармакофорных групп.
Исследуемые основания изохинолина обычно дают устойчивые водорастворимые соли, что удобно для фармакологических исследований.
Несмотря на большое число работ в данной области, следует отметить, что исследований с целью широкого биологического скрининга производилось недостаточно.
Цель работы. Синтез новых гидрированных производных 3,4-дигидро изохинолина, которые могут служить в качестве промежуточных продуктов синтеза и биологически активных соединений.
Задачи исследования. Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
1. Синтез новых производных 3,3-диалкилизохинолина и 3-метил изохинолина, содержащих в положении 1 фрагменты ацетамида, пропанамида, ацетоуреида, 1-арилоксигруппу.
2. Осуществление скрининга на следующие виды активности: влияние на артериальное давление, свертываемость крови, инсектицидное, анальгетическое и антимикробное действие.
3. Анализ связи между биологической активностью и строением синтезированных веществ, выявление наиболее перспективных веществ для углубленных исследований.
Научная новизна работы:
1. Реакцией циклоконденсации нитрилов впервые получены амиды 2-(3,3,7 триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты – труднодоступ ные производные изохинолина, имеющие в своей структуре метильную группу в положении 7.
2. Показано, что енаминоамиды, производные 3,3-диметил-1,2,3,4 тетрагидроизохинолина, могут быть алкилированы по –углеродному атому енаминной группы с образованием амидов 2-(3,3-диметил-3,4 дигидроизохинолил-1) пропановой кислоты.
3. Показана возможность получения амидов 2-(3-спиро-циклопентил-6,7 диметоксиизохинолил-1) этановой кислоты, проявляющих высокую фармакологическую активность. Впервые получены производные 1-арил окси-3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолина – аналоги 1-бензилизо хинолинов.
4. Реакцией циклоконденсации цианацетилмочевины с диалкил бензилкарбинолами получены уреиды 2-(3,3-диалкил-1,2,3,4-тетрагидро изохинолил-1) этановой кислоты.
5. При использовании в циклоконденсации в качестве источника карбокатиона О-алкилированного эвгенола получены производные изохинолина, содержащие разнообразные фрагменты в положении 1 (атом водорода, метил, замещенный бензил, ацетамид).
6. Получено 61 новое соединение, все они прошли биоскрининг. Выявлены некоторые закономерности связи между структурой и биологической активностью.
7. Получены вещества, превышающие активность известных лекарственных препаратов.
Практическая значимость. Предложены пути синтеза гидрированных производных 3,3-диалкилизохинолина, имеющих в своей структуре метильную группу в положении 7, спиро-фрагменты в положении 3, в положении 1 – амидный фрагмент либо 1-арилоксиметильный остаток, а также остаток ацетоуреида. Изучена связь строения веществ, содержащих в положении амидные фрагменты, с влиянием на артериальное давление. Сделаны выводы о связи действия со строением в отношении других видов активности: влияние на свертываемость крови, инсектицидное действие, анальгетическая и антимикробная активности. Наиболее перспективными являются N-изопропил амида 2-(6,7-диметокси-3-спиро-циклопентил-3,4-дигидроизохинолил-1) этано вой кислоты гидрохлорид, обладающий гипертензивной активностью и N,N дибутиламида 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты гидрохлорид, обладающий гипотензивным эффектом. Данные соединения рекомендованы для углубленных исследований с целью внедрения в медицинскую практику.
Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно исследовательских работ ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Министерства здравоохранения и социального развития» (№ государственной регистрации 01.9.50 007418).
Апробация работы. Материалы диссертационной работы обсуждались на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава Пермской государственной фармацевтической академии 2006-2009 гг., 6-ой Международной конференции молодых ученых и студентов Самарского государственного технического университа (Самара 2006), Российской научно практической 14-ой международной выставке «Медицина и здоровье» (Пермь 2008), XV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва 2008).
Публикации. Основные результаты научных исследований отражены в публикациях: 8 статей, 5 из которых опубликованы в изданиях перечня ВАК и тезисов докладов на конференциях различного уровня, поданы 2 заявки на изобретение.
Конкретное участие автора в получении научных результатов.
Автором изучены и обобщены данные отечественной и зарубежной литературы по методам получения и изучения биологической активности производных изохинолина. Разработаны и предложены методики синтеза. Осуществлен синтез соединений, обладающих гипер-, гипотензивной, антикоагулянтной, инсектицидной и антигельминтной активностями в ряду производных 3,4-дигидроизохинолина. На основании анализа результатов данных фармакологического скрининга синтезированных соединений выявлены некоторые закономерности качественной зависимости биологической активности от структуры веществ.
Объём и структура диссертации. Содержание работы изложено на страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, рекомендаций, выводов, списка литературы и приложений. Список литературы включает работу отечественных и зарубежных авторов. Диссертация содержит 26 таблиц, 6 схем и 15 рисунков.
На защиту выносятся:
1. Синтез замещенных амидов и уреидов (3,3-диалкил-3,4-дигидро изохинолил-1) этановой и пропановой кислот.
2. Синтез производных 1-арилоксиметил-3,4-дигидроизохинолина.
3. Исследование реакции циклоконденсации нитрилов на основе эвгенола.
4. Анализ результатов биологического скрининга – влияния веществ на артериальное давление и свертываемость крови, анальгетической активности, антигельминтной и инсектицидной активности, антимикробного действия.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Методы синтеза, свойства и биологическая активность гидрированных производных изохинолина (обзор литературы).
В главе приводятся обобщенные данные литературы по способам синтеза, строению и химическим превращениям производных изохинолина.
Обсуждаются основные направления в изучении биологической активности изохинолинов.
Глава 2. Синтез и свойства 3,4-дигидроизохинолинов и их производных 2.1. Амиды 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты С целью получения новых производных 3,4-дигидроизохинолина, имеющих в своей структуре амидную группу и метильную группу в положении 7, был проведен следующий синтез (схема 1).
В качестве исходных соединений использованы 2-метил-1-(п-толил) пропан-2-ол (соединение I) и N-замещенные цианацетамиды. В случае амидов II и, л в качестве карбинола было использовано соединение, не имеющее метильной группы в ароматическом цикле, образующиеся при этом изохинолины ранее не описаны. Продуктами циклизации являются енаминоамиды (II а-н).
Схема l HC NH В спектрах гидрохлоридов II а–н наблюдается уширенный синглет метиленовой группы в положении 1 изохинолинового цикла (4,21-4,64 м.д.) и синглет протона группы NH+ (13,15-14,80 м.д.), что соответствует -протониро ванной форме енамина (структуре имина).
В ИК спектрах оснований названных соединений, снятых в 0,01 М растворах в CHCl3, присутствуют уширенные полосы поглощения хелатированных групп С=О (1600-1620 см-1) и NH цикла (3100-3150 см-1). Таким образом, положение сигналов протонов групп NH в слабом поле в спектре ЯМР Н1 и длинноволновой сдвиг в ИК-спектре свидетельствуют об Н-хелатировании, которое предполагает существование оснований II а-н в Z-форме енаминоамида.
ИК-спектры гидрохлоридов и оснований амидов II а-г и II и-н содержат также полосы поглощения NH амидных групп в области 3250-3350 см-1.
2.2. Амиды 2-(6,7-диметокси-3-спиро-циклопентил-3,4-дигидроизохинолил 1)- и 2-(6,7-диметокси-3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты С целью расширения рядов потенциально биологически активных соединений нами синтезированы соединения IV а-л, содержащие в положениях 6, 7 метокси-группы, а в положении 3 – спиро-циклопентильный фрагмент, а также соединения VI а-в с метильными группами в третьем положении (схема 2).
Схема 2.3. Амиды 2-(3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолил-1) пропановой кислоты Синтез производных VII а-и осуществлен реакцией йодметилирования соответствующих енаминоамидов II а-и (схема 3).
Исследования показали, что метилирование протекает по -углеродному атому енаминового фрагмента. Реакция осуществляется кипячением в пропан-2 оле. Аналогичные данные были ранее получены для соответствующих енаминоэфиров При попытке использования в качестве алкилирующих средств йодистого этила и йодистого пропила в этих же условиях были выделены исходные вещества.
В спектрах гидройодидов (VII а-и) · HI присутствует дублет метильной группы в области 1,57-1,81 м.д., что свидетельствует об алкилировании по -енаминовому атому углерода. Наименьший химический сдвиг (4,95-5,28 м.д.) наблюдается в спектрах N,N-диалкилированых амидов (VII а, в, и), что отражает донорное влияние алкильных групп. Синглет протона при солеобразующем атоме азота находится в области 10,82-12,75 м.д. Спектры оснований VII а-и, полученных обработкой йодидов 25 % раствором аммиака, соответствуют структуре енамина. В них присутствуют синлеты метильной группы в области около 2,5 м.д. и синглет хелатированного протона группы NH цикла в области 10,5-11,2 м.д., что свидетельствует о Z-конфигурации енаминоамида, вовлеченного во внутримолекулярную водородную связь.
Схема 2.4. Производные 1-арилоксиметил-3,4-дигидроизохинолина Синтез новых соединений осуществлен по известным методикам. 1-Арил оксиметилизохинолины VIII а-ж образуются в реакции соединения IX в условиях межфазного катализа (схема 4). Исследования показали, что наилучшие выходы достигаются в системе 18-краун-6/КОН в среде бензола.
Схема CH3 CH R1OH CH3 CH N N R Cl O IX (а-ж). HCl VIII 31-43% R1= Ph- (IX а);
C6H4-CH3-m- (IX б);
C6H4-CH3-p - (IX в);
C6H4-CH3O-m- (IX г);
C6H4-CH3O-p - (IX д);
C6H4-C(O)CH3-p - (IX е);
нафтил-1- (IX ж).
Структура синтезированных соединений доказана данными спектров ЯМР Н1. Протоны метильных групп в положении 3 изохинолинового цикла проявляются в виде синглета в спектрах оснований в области 1,3 м.д., в спектрах солей – в области 1,5-1,7 м.д. Имеются синглеты метиленовых групп в положении 4 (2,7-3,1 м.д.) и 1 (5,7-6,1 м.д.), а также сигналы протонов заместителей бензольного кольца. В спектрах солей имеются синглеты протонов NH+ (13,0-13,4 м.д.).
В ИК-спектрах оснований соединений IX а-ж, полученных обработкой солей избытком NH4OH, имеется полоса группы C=N (1625 см-1).
2.5. Уреиды 2-(3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты Ранее были получены амиды 2-(3,3-диалкил-1,2,3,4-тетрагидро изохинолин-1-иден) этановой кислоты и изучены их фармакологические свойства. С целью дальнейших исследований связи действия со строением представляет интерес модификация кислотного фрагмента молекулы, в частности, замена аминогруппы в амидном фрагменте на остаток мочевины, являющейся естественным продуктом метаболизма.
Схема Синтез уреидов XI а-е осуществлен циклоконденсацией диалкил бензилкарбинолов X а-е и XII c цианацетилмочевиной (схема 5). Реакция проводится в среде бензол-серная кислота. В случае карбинолов X а-е, имеющих в своей структуре метокси-группы, в реакционную смесь добавляли ледяную уксусную кислоту.
В спектрах оснований соединений XI а-е, XIII наблюдаются синглет группы НС= в положении 1 (4) изохинолинового цикла (5,37–5,54 м.д.) и синглет группы NH цикла (7,92–8,14 м.д.), что соответствует Н-хелатной форме енаминоуреида.
Кроме того, спектры содержат синглет двух протонов группы СН2 в положении 4 (1) и сигналы протонов заместителей R2R3, CH3O и ароматических протонов. Сигналы протонов групп NH фрагмента мочевины проявляются в области 6,78–6,87 м.д. (СОNH) и 9,20–9,73 м.д. (СОNH2).
Спектр гидрохлорида, образующегося при обработке соответствующего основания хлористым водородом, отличается от спектра основания: исчезает синглет винильного протона и появляются синглет двух протонов в области 4,3– 4,5 м.д. (группа СН2 в положении 1) и синглет протона группы NH+ цикла в области 12–13 м.д., что соответствует имино-форме гидрохлоридов (XI a-e)·HCl и XIII·HCl.
ИК спектры оснований синтезированных соединений содержат характеристические полосы поглощения карбонильных групп C(O)NH2 в области 1700–1720 см-1 (полоса амид-I) и 1670–1680 см-1 (амид-II), а также уширенную полосу поглощения сопряженной двойной связи в области 1610– 1620 см-1. Группы NH поглощают в областях 3380–3440 см-1 (СОNH2), 3300– 3310 см-1 (CONHCO) и 3150–3200 см-1 (хелатированная группа NH цикла).
2.6. Производные 3-метил-6,7-диалкокси-3,4-дигидроизохинолина Описанные выше синтезы изохинолинового цикла представляют собой циклоконденсацию нитрилов с диалкилбензилкарбинолами (реакция Риттера).
Известно, что в качестве источника карбкатиона в этой реакции может быть использован не только третичный спирт, но и активированный аллибензол. В ранних работах была показана возможность циклоконденсации такого рода с участием вместо карбинола 3,4-диметокси- и 3,4-метилендиоксиаллилбензолов.
В настоящее время это направление продолжает развиваться.
Целью этой части исследования является аналогичный синтез с использованием производных эвгенола и нитрилов, которые были взяты нами ранее в реакциях с карбинолами (схема 6).
Схема CH H3CO H3CO R2CN H3CO R1I H N 18-краун-6/KOH R1O HO R 1O XIV XV а, б XVI а-д R NCCH2C(O)NH NCCH2C(O)NH2 52-82% CH3 CH H3CO H3CO H H N N H H R 1O HO O O XVII а, б XVIII NH2 NH 54% 57-77% CH H NCCH2CONR1R N H XIX O XX а-г 37-52% NR1R R1= C2H5 (XVI а, XVII б);
CH3 (XVI б-д, XVII а);
H (XVIII);
R2, R3= H (XVI а);
CH3 (XVI б);
3,4-(CH3O)2-Bn- (XVI в);
CH2Cl (XVI г);
3-кумаринил- (XVI д);
пиперидин-1-ил- (XX а);
морфолин-1-ил- (XX б);
NH(CH2)2C6H3(CH3О)2-3,4- (XX в);
NHBn- (XX г).
Эвгенол, алкилированный в условиях межфазного катализа (18-краун 6/КОН), использован далее в реакции циклоконденсации с нитрилами (реакция Риттера), продуктами которой являются производные изохинолина. Среди полученных соединений имеются вещества, родственные по структуре диоксилину, папаверину, корипаллину и другим алкалоидам, а также соединение, сочетающее в своей структуре одновременно изохинолиновый и кумариновый циклы.
Первоначально были осуществлены синтезы с защитой фенольного гидроксила. Исследования показали, что фенольный гидроксил в молекуле эвгенола может быть практически количественно проалкилирован в условиях межфазного катализа в системе 18-краун-6/КОН.
Циклизация оказалась возможной и без защиты фенольного гидроксила.
Реакция эвгенола с цианацетамидом приводит к енаминоамиду XVIII. Как показал эксперимент, реакция также протекает и с незамещенным аллилбензолом. В результате образуются соединения XX а-г.
При алкилировании эвгенола XIV йодметаном или йодэтаном образуются соответствующие эфиры XV а, б, которые без очистки были использованы для следующей стадии циклоконденсации по Риттеру. Применение в качестве нитрильной составляющей циановодорода, ацетонитрила, нитрила гомовератровой кислоты, хлорацетонитрила и 3-цианокумарина приводит к образованию соответствующих 3,4-дигидроизохинолинов XVI а-д. Аналогично при взаимодействии аллилбензолов XV а, б с амидом циануксусной кислоты получены амиды XVII а, б и XX а-г.
Глава 3. Биологическая активность синтезированных производных изохинолина Фармакологическому скринингу было подвергнуто 61 соединение на наличие различных видов биологической активности, таких как влияния на артериальное давление и свертываемость крови, анальгетической активности, антигельминтной и инсектицидной активности. Изучено антимикробное действие.
Исследование сердечно-сосудистой, антигельминтной, инсектицидной активностей, влияние на систему гемостаза проведены на кафедре физиологии с основами анатомии ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия министерства здравоохранения и социального развития» под руководством доктора медицинских наук, профессора Сыропятова Б. Я.
Анальгетическая активность изучена в лаборатории биологически активных веществ ЕНИ при ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» под руководством кандидата фармацевтических наук, доцента Махмудова Р. Р.
Антимикробная активность исследована в научно-исследовательской лаборатории «Бактерицид» при ЕНИ ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» под руководством старшего научного сотрудника Александровой Г. А.
3.1. Влияние на системное артериальное давление Опыты проводили на наркотизированных кошках массой 2,5-3,5 кг. В качестве средства для наркоза использовали барбитал-натрий (мединал), который вводили внутрибрюшинно в дозе 400 мг/кг массы животного.
Производные 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты обладают как гипотензивным, так и гипертензивным действием. Из исследованных производных наиболее активными оказались соединения II д · HCl и II ж · HCl, у которых в амидном остатке содержатся морфолин и пиперидин, проявляющие выраженный гипертензивный эффект. Величина эффекта и продолжительность действия у соединения II д · HCl составляют +70,2±1,28 мм рт. ст. и 30 мин, а у соединения II ж · HCl – +68,0±3,65 мм рт. ст.
и 90 мин, что превышает действие препарата сравнения мидодрина.
Вещества II м · HCl и II н · HCl обладают выраженным гипотензивным эффектом. Эти соединения в амидном остатке содержат 2-(3,4-диметокси фенил)этиламин и n-дибутиламин, соответственно. Величина эффекта и продолжительность действия у соединения II м · HCl составляют -46,4±2,21 мм рт. ст. и 90 мин, а у соединения II н · HCl – -48,5±1,75 мм рт. ст. и 180 мин, что превышает действие препарата сравнения папаверина.
Амиды 2-(6,7-диметокси-3-спиро-циклопентил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты оказывают гипертензивное действие. Соединения IV а · HCl и IV л · HCl, в амидном остатке которых содержатся изопропиламин и морфолин, проявляют более выраженный эффект как по величине, так и длительности действия. У соединения IV а · HCl величина эффекта составляет +46,0±2,83 мм рт. ст. при длительности 300 мин, у соединения IV л · HCl – +46,8±4,80 мм рт.
ст. при длительности 120 мин, что превосходит действие препарата сравнения мидодрина.
Производные 2-(6,7-диметокси-3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты, напротив, проявляют гипотензивный эффект. Наиболее активным является соединение VI а · HCl, в амидном остатке которого содержится 2-(3,4-диметоксифенил)этиламин. Величина эффекта составляет -34,6±1,54 мм рт. ст. при длительности 180 мин, что превышает действие препарата сравнения папаверина.
Гидройодиды амидов 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) пропановой кислоты обладают как гипотензивным, так и гипертензивным действием. Из 9 исследованных производных наиболее активными оказались соединения VII в · HI и VII и · HI, содержащие в амидном остатке морфолин и азепан, проявляющие выраженный гипертензивный эффект. Величина эффекта и продолжительность действия у соединения VII в · HI составляют +51,4±2,60 мм рт. ст. и 90 мин, у соединения VII и · HI – +47,3±1,62 мм рт. ст. и 180 мин, что превышает действие препарата сравнения мидодрина.
Соединение VII е · HI обладает выраженным гипотензивным эффектом. В своей структуре в амидном остатке оно содержит 2-(3,4-диметокси фенил)этиламин. Величина эффекта и продолжительность действия у соединения VII е · HI составляют -42,5±1,31 мм рт. ст. и 180 мин, что превышает действие препарата сравнения папаверина.
Производные 3-метил-6,7-диалкокси-3,4-дигидроизохинолина обладают как гипер-, так и гипотензивным эффектом. Гипертензивный эффект выражен незначительно по отношению к препарату сравнения мидодрину.
Гипотензивный эффект находится на уровне, близком к препарату сравнения папаверину, превосходя его лишь по длительности действия.
3.2. Влияние на свертываемость крови Исследования проведены с помощью коагулометра «Минилаб 701». Для исследований использовали цитратную (3,8%) кровь собаки (9:1). Влияние соединений на свертывание крови изучали в концентрации 1 мг/мл, в качестве эталона сравнения гемостатической активности использовали этамзилат, который испытывали в той же концентрации – 1 мг/мл, в качестве эталона антикоагулянтной активности – раствор гепарина в концентрации 1 ЕД/мл крови.
Практически все амиды повышают свертываемость крови. Наиболее активен в отношении свертываемости крови морфолида 2-(3,3,7-триметил-3,4 дигидроизохинолил-1) пропановой кислоты йодид, повышающий свертываемость крови на 16,1%. В тоже время соединение IIв · HCl, обладающее выраженной антикоагулянтной активностью (-34%) имеет в своей структуре остаток 2-(3,4-диметоксифенил)этиламина и 3-спиро циклопентильный фрагмент.
В отношении 1-арилокси-3,4-дигидроизохинолинов можно сказать, что на свертываемость крови они практически не влияют.
3.3. Анальгетическая активность Анальгетическую активность исследовали на беспородных белых мышах массой 18-22 г методом термического раздражения «горячая пластинка» по Эдди и Леймбах.
Данные фармакологических исследований показали, что все семь соединений в дозе 50 мг/кг проявляют анальгетическую активность, сопоставимую с метамизолом натрия в дозе, равной ED50. Наиболее активным оказалось соединение XI г · HCl, имеющее в своей структуре метокси-группы в положении 6, 7 и две метильные группы в положении 3, у которого время оборонительного рефлекса составило 20,7 секунд.
3.4. Антигельминтная активность Антигельминтная активность изучалась на земляных червях (Lumbricina) по методике М.П. Николаева. В 0,5% раствор исследуемых соединений помещали земляных червей и фиксировали время наступления смерти.
Все исследуемые соединения обладают антигельминтной активностью.
Наиболее активными оказались соединения II б·HCl, II и · HCl, которые относятся к ряду амидов 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты. Антигельминтный эффект этих соединений сопоставим с препаратом сравнения левамизолом и в значительной степени превосходит другой препарат сравнения пирантел.
3.5. Инсектицидная активность Инсектицидная активность изучалась на личинках комаров Chironomidae.
В 0,1% раствор исследуемых соединений помещали личинки комаров (мотыль) и фиксировали время наступления смерти.
В результате исследований амидов 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидро изохинолил-1) этановой кислоты на инсектицидную активность, выявлены соединения II д, е, з · HCl, которые близки по величине эффекта к препаратам сравнения. Названные вещества в своей структуре в амидном остатке содержат морфолин, пирролидин, азепан, соответственно.
Среди амидов 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) пропановой кислоты обнаружены соединения с инсектицидной активностью VII е и VII и.
Гидройодид амида VII е вызывает гибель личинок комара в течение 28,8±2, мин, что сопоставимо с препаратом сравнения пиримифосом. В своей структуре в амидном остатке оно содержит 2-(3,4-диметоксифенил)этиламин. Гидройодид амида VII и вызывает гибель личинок комара в течение 11,3±0,87 мин, превосходя препараты сравнения.
3.6. Антимикробная активность Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) в отношении E. coli и C. albicans у исследуемых соединений оказалась более 1000 мкг/мл. Выраженная бактериостатическая активность наблюдалась лишь в отношении S. aureus, наиболее активными оказались уреиды XI а, б без метокси-групп в положениях 6 и 7, соединение XI е, структура которого включает спиро-циклопентильный радикал в положении 3 и бензо[f]изохинолин XIII·HCl. У всех 4 названных соединений величина МИК составила 31,2 мкг/мл.
3.7. Зависимость активности соединений от их структуры На основании анализа результатов проведенного фармакологического скрининга синтезированных соединений и взаимосвязи активности веществ от их структуры выявлены следующие закономерности:
1. Гипертензивное действие характерно для соединений, имеющих в амидном фрагменте циклический амин (пирролидин, пиперидин, морфолин, азепан).
Амиды, содержащие в своей структуре другие аминогруппы, проявляют гипотензивное действие.
2. Гипертензивное действие характерно также для 3-спиро-циклопентил-6,7 диметоксиизохинолинов. Исключениями являются соединения с заместителямии дибутил и 2-этил-(3,4-диметоксифенил), наличие которых ведет к гипотензивному эффекту.
3. Продолжительность влияния на артериальное давление производных 3,4 дигидроизохинолил-1 пропановой кислоты превышает таковую производных 3,4-дигидроизохинолил-1 этановой кислоты.
4. Соединение, имеющее в своей структуре остаток 2-(3,4-диметокси фенил)этиламина и 3-спиро-циклопентильный фрагмент обладает выраженной антикоагулянтной активностью. Производные 1-арилокси-3,4 дигидроизохинолина на свертываемость крови практически не влияют.
5. Соединения ряда уреидов пропановой кислоты проявляют анальгетическую активность, превышающую по уровню действия метамизол натрия.
Вероятно, за данный вид активности отвечает изохинолиновый остаток.
6. Среди испытанных амидов ряда 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил 1) этановой кислоты имеются соединения, проявляющие антигельминтную активность. Наибольший эффект наблюдается у веществ, содержащих в своей структуре в амидном фрагменте разветвленный алифатический заместитель (изопропил) и бензильный остаток.
7. Для гидрохлоридов амидов 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой и пропановой кислоты характерна инсектицидная активность.
Наибольший эффект наблюдается при введении в амидный остаток циклических аминов (пирролидин, азепан) и 2-этил-(3,4-диметоксифенил).
8. В ряду уреидов 2-(3,3-диалкил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты выявлены соединения с антимикробным действием, которое обуславливается наличием метильных и этильных заместителей в положении 3 изохинолинового цикла.
Глава 4. Экспериментальная химическая часть В главе описываются методики синтеза полученных соединений.
ВЫВОДЫ 1. Реакцией циклоконденсации нитрилов впервые получены амиды 2-(3,3,7 триметил-3,4-дигидроизохинолил-1) этановой кислоты – труднодоступ ные производные изохинолина, имеющие в своей структуре метильную группу в положении 7.
2. Енаминоамиды, производные 3,3-диметил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолина, могут быть алкилированы по –углеродному атому енаминной группы с образованием амидов 2-(3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолил-1) пропановой кислоты.
3. Получены амиды 2-(3-спиро-циклопентил-6,7-диметоксиизохинолил-1) этановой кислоты, проявляющие высокую фармакологическую активность. Впервые получены производные 1-арилокси-3,3-диметил-3,4 дигидроизохинолина – аналоги 1-бензилизохинолинов.
4. Реакцией циклоконденсации цианацетилмочевины с диалкилбензил карбинолами получены уреиды 2-(3,3-диалкил-1,2,3,4-тетрагидроизохино лил-1) этановой кислоты.
5. При использовании в циклоконденсации в качестве источника карбокатиона О-алкилированного эвгенола синтезированы производные изохинолина, содержащие разнообразные заместители в положении (атом водорода, метил, замещенный бензил, ацетамид).
6. Получено 61 новое соединение, все они прошли фармакологические испытания. Выявлены некоторые закономерности связи между структурой и биологической активностью.
7. Получены вещества, превышающие по уровню активности известные лекарственные препараты.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 1. Синтез производных 1-алкил-3,4-дигидроизохинолина и их влияние на артериальное давление / Н.Н. Полыгалова, А.Г. Михайловский, Е.С.
Лиманский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Хим.-фарм. журн. – 2006. – Т. 40, № 3. – С. 15-17.
2. Синтез и влияние на свертываемость крови производных 1-ароилметил и 1-арилоксиметил-3,4-дигидроизохинолина / Н.Н. Полыгалова, Е.С.
Лиманский, А.Г. Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Хим. фарм. журн. – 2008. –Т. 42, № 2. – С. 18-20.
3. Синтез амидов 2-(3,3,7-триметил-3,4-дигидроизохинолил-1)-этановой кислоты и их влияние на артериальное давление / Е.С. Лиманский, А.Г.
Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Хим.-фарм. журн. – 2009.
–Т. 43, № 1. – С. 5-7.
4. Синтез амидов 2-(3,3-диметил-3,4-дигидроизохинолил-1)-пропановой кислоты и их влияние на свертываемость крови / Е.С. Лиманский, Н.Н.
Полыгалова, А.Г. Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Хим. фарм. журн. – 2009. –Т. 43, № 2. – С. 20-22.
5. Эвгенол в синтезе производных изохинолиновых алкалоидов / А.Г.
Михайловский, О.В. Сурикова, Е.С. Лиманский, М.И. Вахрин // Химия природных соединений. – 2012. – № 2. – С. 254-256.
6. Синтез производных 1-алкил-3,4-дигидроизохинолина и их влияние на артериальное давление и свертываемость крови / Н.Н. Полыгалова, Е.С.
Лиманский, Б.Я. Сыропятов, А.Г. Михайловский, М.И. Вахрин // Актуальные проблемы современной науки : Тр. 1-го Международного форума (6-й Международной конференции молодых ученых и студентов).
Медицинские науки. Ч. 30: Фармакология (Самарский государственный технический университет). – Самара, 2006. – С. 23-25.
7. New isoquinolines with cardiovascular activity / N.N. Polygalova, E.V.
Vikhareva, N.G Ismailova, E.S. Limanskii, B.Ya. Syropyatov, M.I. Vakhrin // Fundamental pharmacology and pharmacy – clinical practice. Materials of the 2-nd Russian-Chinese international scientific conf. on pharmacology. – Perm, 2006. – P. 132.
8. New isoquinolines with cardiovascular activity / N.N. Polygalova, A.G.
Mikhailovskii, E.S. Limanskii, B.Ya. Syropyatov, N.G. Ismailova, M.I.
Vakhrin // The Chemistry and Biological Activity of Synthetic and Natural Compounds: Nitrogen-Containing Heterocycles. – Moscow : ICSPF, 2006. – Vol. 2.– P. 199.
9. Синтез и биологическая активность амидов 2-(3,3-диметил-3,4 дигидроизохинолил-1)-пропановой кислоты / Е.С. Лиманский, А.Г.
Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Синтез новых биологически активных соединений. Достижения и перспективы в области создания новых лекарственных средств : Материалы Российской научно-практич. конф., посв. 70-летию ПГФА. – Пермь, 2007. – С. 63-65.
10. Синтез амидов изохинолилэтановой и изохинолилпропановой кислот, их влияние на артериальное давление и свертываемость крови / Е.С.
Лиманский, А.Г. Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Российский национальный конгресс «Человек и лекарство» : Сборник материалов конгресса (тез. докл.). – М., 2008. – С. 657.
11. Синтез и свойства новых гидрированных производных изохинолина на основе 2-(изохинолил)-пропановой кислоты и их влияние на системное артериальное давление и систему гемостаза / Е.С. Лиманский, А.Г.
Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Современное состояние и пути оптимизации лекарственного обеспечения населения : Материалы Российской научно-практич. конф. ПГФА, 14-ая международная выставка «Медицина и здоровье». – Пермь, 2008. – С. 315-316.
12. Синтез гетероциклических систем на основе 2-(изохинолил)-пропановой кислоты и их влияние на артериальное давление и гемостаз / Е.С.
Лиманский, А.Г. Михайловский, Б.Я. Сыропятов, М.И. Вахрин // Проблеми синтезу бiологiчно активних речовин та створення на їх основi лiкарських субстанцiй : Матерiали Української науково-практичної конференцiї, присвяченої пам’ятi доктора хiмiчних наук, профессора Павла Олексiйовича Петюнiна. – Харкiв, 2009. – С. 73.
13. Антигельминтная активность новых продуктов органического синтеза / А.В. Милосердова, Д.Ю. Апушкин, Е.С. Лиманский, Д.В. Калинин // Инновационному развитию АПК – научное обеспечение : Сборник науч.
статей Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 80-летию ПГСХА им.
акад. Д.Н. Прянишникова. – Пермь, 2010. – Ч. 1. – С. 256-257.
14. Пильникова, А.С. Влияние новых продуктов органического синтеза на личинок комара / А.С. Пильникова, Е.С. Лиманский, Д.В. Калинин // Инновационному развитию АПК – научное обеспечение : Сборник науч.
статей междунар. науч.-практ. конф., посвященной 80-летию ПГСХА им.
акад. Д.Н. Прянишникова. – Пермь, 2010. – Ч. 1. – С. 274-276.
15. Поиск соединений с антигельминтной активностью среди новых продуктов органического синтеза / К.В. Липатников, Т.С. Игошева, А.В.
Милосердова, Д.В. Калинин, Е.С. Лиманский // Вестник ПГФА :
Материалы Российской науч.-практ. конф. «Современные проблемы фармацевтической науки» посв. 75-летию ПГФА. – Пермь, 2012. – №9. – С. 95-97.
Автор выражает благодарность зав. кафедрой физики и математики ПГФА, доценту Вахрину М.И. за содействие в записи спектров ЯМР Н1, научному сотруднику РИЦ «Фарматест» Бабушкиной Е.Б. за содействие в записи ИК-спектров.
Лиманский Евгений Сергеевич (Россия) Синтез и биологическая активность гидрированных производных 3-алкил и 3,3-диалкилизохинолина Реакцией циклоконденсации нитрилов впервые получены амиды 2-(3,4 дигидроизохинолил-1) этановой кислоты. Енаминоамиды, ряда 3,3-диметил 1,2,3,4-тетрагидроизохинолина алкилированы по –углеродному атому енаминной группы с образованием амидов 2-(3,3-диметил-3,4-дигидро изохинолил-1) пропановой кислоты. Реакцией циклоконденсации цианацетил мочевины с диалкилбензилкарбинолами получены уреиды 2-(3,3-диалкил 1,2,3,4-тетрагидроизохинолил-1) этановой кислоты. Синтезированы производные изохинолина с использованием в циклоконденсации в качестве источника карбокатиона производных эвгенола. Проведены фармакологические исследования на различные виды активности. Выявлены некоторые соотношения между биологической активностью и структурой.
Limanskii Evgenii (Russia) Synthesis and biological activity for hydrogenated derivatives of 3-alkyl- and 3,3 dialkylisoquinoline Via reaction of nitrile's cyclocondensation amides of 2-(3,4-dihydroisoquinolyl 1)ethanoic acid for the first time were prepared. Enaminoamides of 3,3-dimethyl 1,2,3,4-isoquinoline series were alkylated at -carbon atom of enamine's group forming 2-(3,3-dimethyl-3,4-dihydroisoquinolyl-1)propanoic acid's amides. Via reaction of cyclocondensation for cyanoacetylurea the ureides of 2-(3,3-dialkyl-3,4 dihydroisoquinolyl-1)ethanoic acid were prepared. When eugenol's derivatives as a source of carbocation in cyclocondensation were used, the derivatives of isoquinoline were synthesized. Pharmacological researches on different types of activity were carried out. Some relationships between biological activity and structure were revealed.