Синтез, свойства и биологическая активность функциональных производных 4-гидрокси-4-метил-2-оксо- 6-фенилциклогексан-1-карбоновых кислот

На правах рукописи

Вагапов Алексей Владимирович

СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ 4-ГИДРОКСИ-4-МЕТИЛ-2-ОКСО-

6-ФЕНИЛЦИКЛОГЕКСАН-1-КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Специальность 14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата фармацевтических наук

Пермь - 2013 2 Диссертационная работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации Гейн Владимир Леонидович

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации Сыропятов Борис Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук, профессор ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия»

Министерства здравоохранения Российской Федерации Коркодинова Любовь Михайловна доктор химических наук, профессор кафедры органической химии химического факультета ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Абашев Георгий Георгиевич

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная химико фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «12» ноября 2013 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 208.068.01 при ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Полевая, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 614070, г. Пермь, ул. Крупской, 46.

Автореферат разослан «_» октября 2013 г.

Дата размещения объявления о защите диссертации на сайте Министерства образования и науки Российской Федерации http//www.mon.gov.ru «_» октября 2013 г. и на сайте ГБОУ ВПО ПГФА Минздрава России http//www.pfa.ru «_» октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 208.068.01, кандидат фармацевтических наук Н.В. Слепова

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Химия циклогексанонов привлекает внимание исследовате лей, как в теоретическом, так и в практическом аспектах. Замещенные циклогексаноны доступны, обладают высокой реакционной способностью, вследствие чего открывают перспективы для синтеза широкого ряда соединений, в том числе биологически активных и малотоксичных.

В настоящее время ведутся обширные исследования замещенных циклогексанонов в области стереохимии и таутомерии, изучены реакции с моно- и бинуклеофильными реагентами, представлены пути возможного использования (антимикробная, антиоксидант ная, антифаговая активность, анальгетическое, жаропонижающее и криопротекторное действие, интермедиаты в синтезе антигельминтных препаратов). Однако, малоизученными остаются циклогексанолоны, содержащие в своей структуре одну ацетильную, алкокси карбонильную или ариламидную группу. Немногочисленны имеющиеся в литературе сведения по взаимодействию этих циклогексанонов с бинуклеофильными реагентами (гидразин-гидратом, тозилгидразидом, фенилгидразином, тиосемикарбазидом, гидразидами салициловой и изоникотиновой кислот). Изучение этих реакций создает перспективу выявления новых возможностей химии данного класса соединений и позволяет найти вещества, обладающие высокой биологической активностью.

Цель работы. Целью данного исследования является синтез функциональных производных 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоновых кислот, изуче ние их химических свойств и анализ результатов изучения биологической активности.

Задачи исследования. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

Осуществить синтез функциональных производных 4-гидрокси-4-метил 1.

2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоновых кислот.

Изучить взаимодействие полученных соединений с различными моно- и 2.

бинуклеофильными реагентами.

Проанализировать результаты изучения биологической активности 3.

функциональных производных 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоно вых кислот и соединений, полученных в результате их химических превращений. Выявить наиболее перспективные соединения для углубленных исследований.

Научная новизна работы. Впервые осуществлен синтез широкого ряда функциональных производных 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоно вых кислот. Изучено их взаимодействие с гидразин-гидратом, фенилгидразином, гидроксил амином, с гидразидами бензойной, 4-нитро-, 4-метокси-, 2-гидроксибензойной, 4-пиридин карбоновой кислот, гидразоном бензофенона, тозилгидразидом, семикарбазидом, этоксикарбонилгидразином, тиосемикарбазидом, этилендиамином, 1,3-пропандиамином, бензиламином, этаноламином и ароматическими аминами. Всего было получено соединений, строение которых было доказано данными ИК-, ЯМР 1Н спектроскопии, масс спектрометрии и РСА.

Проанализированы результаты исследования противомикробной и анальгетической активности, а также острой токсичности полученных соединений. Выявлены некоторые закономерности связи активности соединений с их строением. Новизна исследования подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение.

Практическая ценность. Разработаны препаративные методы синтеза неописанных ранее 2-ацетил(бензоил)-5-гидрокси-5-метил-3-фенилциклогексанонов, алкил(алкоксиалкил) 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксилатов, 4,6-диарил-2-оксоцикло гекс-3-ен-1-карбоксилатов, N-арил-2-оксо-4,6-дифенилциклогекс-3-ен-1-карбоксамидов, N-арил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксамидов, 4-метил-6-оксо 2-стирил-N1,N3-ди(о-толил)циклогекс-4-ен-1,3-дикарбоксамида, алкил 4-гидрокси-4-метил 6-оксо-2-стирилциклогексан-1,3-дикарбоксилатов, 6-ацетил-1-метил-3-оксо-5,8-дифенил 2-азабицикло[2.2.2]октан-4-карбонитрила, 2,6-диарил-3-бензоил-4-гидрокси-4-фенил 1,1-циклогександинитрилов и их производных. Результаты научных исследований внедрены в научно-исследовательский процесс кафедры органической химии химического факультета ФГБОУ ВПО ПГНИУ. Среди исходных циклогексанонов, а также продуктов их взаимодействия с моно- и бинуклеофильными реагентами найдены вещества, обладающие противомикробной и анальгетической активностью. Метил 4-гидрокси-4-метил-6-фенил 2-цианоацетилгидразоноциклогексан-1-карбоксилат, проявивший выраженную анальгетичес кую активность и обладающий при этом низкой токсичностью, рекомендуется для углублен ного изучения. Получен 1 патент 2446150 РФ на изобретение.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на XI Международной научно-технической конференции «Перспективы развития и практического применения алициклических соединений» (Волгоград, 2008), на Российской научно-практической конференции ПГФА «Современное состояние и пути оптимизации лекарственного обеспечения населения», проводимой в рамках 14-ой Международной выставки «Медицина и здоровье» (Пермь, 2008), на Международной конференции «Новые направления в химии гетероциклических соединений» (Кисловодск, 2009), на Молодежной научно-практической школе-конференции, посвященной 75-летию со дня рождения Ю.С. Андрейчикова «Химия поликарбонильных соединений» (Пермь, 2009), на Всероссийской конференции по органической химии, посвященной 75-летию со дня основания Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН (Москва, 2009), на III ежегодной конференции с международным участием "Фармация и общественное здоровье" (Екатеринбург, 2010), на III и V Международной научно-практической конференции "Современные проблемы гуманитарных и естественных наук" (Москва, 2010), на XIII Молодежной научной школе конференции «Актуальные проблемы органической химии» (Новосибирск, 2010), на Международной научной конференции «Актуальные вопросы современной науки» (Санкт Петербург, 2012), на III Международной научной конференции «Техническая химия. От теории к практике» (Пермь, 2012).

Связь задач исследования с проблемным планом фармацевтических наук.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Минздрава России (номер государственной регистрации 01.9.50 007426).

Конкретное участие автора в получении научных результатов. Изучены и обобщены данные отечественной и зарубежной литературы по методам синтеза циклогексанонов, их химическим свойствам и биологической активности, разработаны методики синтеза и получены 88 неописанных ранее соединений. Автор принимал участие в обработке и интерпретации экспериментальных данных, подготовке публикаций и патента на изобретение по выполненной работе.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, и получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций, списка литературы, включающего 147 работ отечественных и зарубежных авторов, приложения.

Диссертация содержит 22 схемы, 50 таблиц и 1 рисунок.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертации соответствуют формуле специальности 14.04.02 фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соответствуют области специаль ности, конкретно пунктам 2 и 3 паспорта фармацевтическая химия, фармакогнозия.

Основные положения, выносимые на защиту:

Синтез функциональных производных 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенил 1.

циклогексан-1-карбоновых кислот.

Взаимодействие синтезированных соединений с нуклеофильными реагентами.

2.

Результаты биологических испытаний синтезированных соединений и 3.

некоторые закономерности взаимосвязи строения с фармакологическим действием.

Основное содержание работы

1. Синтез и строение функциональных производных циклогексанкарбоновых кислот 1.1. Синтез и строение 2-ацетил(бензоил)-5-гидрокси-5-метил-3-фенилцикло гексанонов 2-Ацетил(бензоил)-5-гидрокси-5-метил-3-фенил-1-циклогексаноны (I а, б) были полу чены взаимодействием эквимолярных количеств бензальацетона и ацетилацетона(бензоил ацетона) в условиях основного катализа (гидроксид калия) при комнатной температуре в этаноле.

I а (72%), I б (31%) R= CH3 (I а), C6H5 (I б) Полученные соединения (I а, б) представляют собой бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в воде, растворимые в ДМСО, ДМФА, этаноле, изопропаноле и этилацетате.

В ИК-спектрах циклокетолов (I а, б) присутствуют полосы поглощения кетонных групп в области 1684-1720 см-1 и гидроксильной группы при 3432 см-1.

В ЯМР 1Н спектрах соединений присутствуют сигналы ароматических протонов в области 7,18-7,80 м.д., синглет метильной группы в положении 5 цикла в области 1,21-1,28 м.д., дублет и триплет двух протонов в положении 4 алицикла АВ-системы в области 1,81-2,16 м.д. с J 12,06-17,63 Гц, синглет метильной группы ацетильного остатка при 1,90 м.д. (циклокетол I а), два дублета протонов в положении 6 алицикла в виде АВ-системы в области 2,31-2,90 м.д. с J 12,06-12,99 Гц, мультиплет протона в положении 3 алицикла в области 3,59-3,88 м.д., дублет протона в положении 2 алицикла в области 4,13-5,17 м.д. с J 12,06 Гц и синглет гидроксильной группы в области 4,78-4,82 м.д.

В масс-спектре соединения (I а) присутствует пик молекулярного иона, а также пики фрагментарных ионов, подтверждающих предполагаемую структуру.

Полученные соединения (I а, б) могут существовать как в кетонной форме (А), так и в двух енольных формах (В) и (С).

С А В По данным спектров полученные вещества существуют в кетонной форме (А), однако, при добавлении спиртового раствора хлорида железа (III) со временем развивается малиновая окраска, что свидетельствует о присутствии форм (В) и (С), что, по-видимому, объясняется кислотным катализом реакции енолизации за счет HCl, присутствующей в растворе FeCl3.

1.2. Синтез и строение алкил(алкоксиалкил) 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенил циклогексан-1-карбоксилатов и 4-ацетил-5-ацетилметил-3-гидрокси-5-метоксикарбо нил-2,5-дигидрофуран-2-она При смешении эквимолярных количеств бензальацетона с различными эфирами ацетоуксусной кислоты в присутствии каталитического количества гидроксида калия в этаноле при комнатной температуре образуются алкил(алкоксиалкил) 4-гидрокси-4-метил-2 оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксилаты (II а-з). А при взаимодействии бензальацетона с метиловым эфиром ацетилпировиноградной кислоты в среде пропилата натрия, вместо ожидаемого метилового эфира 5-гидрокси-5-метил-3-фенил-1-оксоциклогексан-2-ил глиок салевой кислоты, в качестве единственного продукта был выделен 4-ацетил-5-ацетилметил 3-гидрокси-5-метоксикарбонил-2,5-дигидрофуран-2-он (III). Позднее было изучено взаимо действие метилового эфира ацетилпировиноградной кислоты с бензальацетофеноном и 4'-метоксихалконом, в результате был выделен только этот же продукт.

II а-з (17-63%) III (27%) R= CH3 (II а), C2H5 (II б), (CH3)2CH (II в), CH2=CHCH2 (II г), (CH3)3C (II д), (CH3)2CHCH2 (II е), C6H5CH2 (II ж), CH3OCH2CH2 (II з);

R1= CH3, C6H5, 4-CH3OC6H4 (III) Полученные соединения (II и III) представляют собой бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в воде, растворимые в ДМСО, ДМФА и этаноле.

В ИК-спектрах соединений (II а-з) имеются интенсивные полосы поглощения сложно эфирной (1728-1736 см-1) и кетонной (1700-1704 см-1) групп, а также полоса поглощения гидроксильной группы (3424-3432 см-1). В ИК-спектре фурана (III) присутствуют интенсивные полосы поглощения гидроксильной группы при 3440 см-1, лактонного карбонила при 1768 см-1, сложноэфирной группы при 1740 см-1 и ацетильной группы при 1632 см-1.

В ЯМР 1Н спектрах соединений (II а-з), помимо сигналов сложноэфирного фрагмента, присутствует синглет протонов метильной группы в положении 4 цикла в области 1,19-1,23 м.д., дублет и триплет двух протонов в положении 5 алицикла в виде АВ-системы в области 1,79-2,18 м.д. с J 11,13-14,84 Гц, два дублета протонов в положении 3 алицикла в виде АВ-системы в области 2,28-2,79 м.д. с J 12,99-14,84 Гц, мультиплет протона в положении 6 алицикла в области 3,57-3,63 м.д., дублет протона в положении 1 алицикла в области 3,79-4,08 м.д. с J 12,06-12,99 Гц, синглет протона гидроксильной группы в области 4,74-4,86 м.д. и мультиплеты ароматических протонов в области 7,18-7,29 м.д.

В ЯМР 1Н спектре фурана (III) присутствует синглет ацетильной группы в положении 5 гетероцикла при 2,00 м.д., синглет ацетильной группы в положении 4 цикла при 2,16 м.д., два дублета СН2 группы ацетилметильного фрагмента при 2,96 м.д. и 3,63 м.д. с J 16,86 Гц, синглет метоксигруппы при 3,52 м.д. и синглет енольного гидроксила при 7,99 м.д.

В масс-спектрах соединений (II и III) присутствуют пики молекулярных и фрагмен тарных ионов, подтверждающие структуру.

1.3. Синтез и строение N-арил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1 карбоксамидов Взаимодействием бензальацетона с эквимолярным количеством различных амидов ацетоуксусной кислоты в спиртовом растворе гидроксида калия при комнатной температуре нами впервые были получены N-арил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан 1-карбоксамиды (IV а-д).

IV а-д (33-89%) R= C6H5 (IV а), 2-CH3C6H4 (IV б), 4-ClC6H4 (IV в), 2,4-(CH3)2C6H3 (IV г), 2-CH3OC6H4 (IV д) Полученные соединения (IV а-д) представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в ДМСО, ДМФА, при нагревании – в этаноле, изопропаноле и ацетоне, нерастворимые в этилацетате, диэтиловом эфире и воде.

В ИК-спектрах карбоксамидов (IV а-д) имеются интенсивные полосы поглощения амидной (1660-1688 см-1) и кетонной (1704-1712 см-1) групп, а также полоса поглощения аминогруппы (3304-3408 см-1) и гидроксильной группы (3432-3520 см-1).

В ЯМР 1Н спектрах соединений, помимо сигналов амидного фрагмента, присутствует синглет протонов метильной группы в положении 4 цикла в области 1,23-1,26 м.д., дублет и триплет двух протонов в положении 5 алицикла в виде АВ-системы в области 1,86-2,07 м.д. с J 11,13-14,65 Гц, два дублета протонов в положении 3 алицикла в виде АВ-системы в области 2,33-2,65 м.д. с J 12,99-14,84 Гц, мультиплет протона в положении 6 алицикла в области 3,54-3,77 м.д., дублет протона в положении 1 алицикла в области 3,60-4,08 м.д. с J 12,03-12,06 Гц, синглет протона гидроксильной группы в области 4,72-4,83 м.д. и мультиплеты ароматических протонов в области 6,85-7,43 м.д.

В масс-спектрах соединений (IV а-д) присутствуют пики молекулярных и фрагмен тарных ионов, подтверждающие структуру.

Следует отметить, что полученные амиды (IV а-д), как и эфиры (II а-з), существуют в кетонной форме. Однако, при добавлении спиртового раствора хлорида железа (III) со временем развивается фиолетовое (для эфиров) или зеленое (для амидов) окрашивание, что свидетельствует о присутствии енольной формы, что, по-видимому, объясняется кислотным катализом реакции енолизации карбонильной группы алицикла HCl, присутствующей в растворе FeCl3.

1.4. Синтез и строение алкил 4,6-диарил-2-оксоциклогекс-3-ен-1-карбоксилатов, N-арил-2-оксо-4,6-дифенилциклогекс-3-ен-1-карбоксамидов и алкил 2-ацетил-5-(4-ме токсифенил)-5-оксо-3-фенилпентаноатов Замена бензальацетона на соответствующий халкон в реакции со спиртовым раствором эфира(амида) ацетоуксусной кислоты в присутствии основного катализатора приводит к образованию смеси продуктов VI и VII. При этом в чистом виде нам удалось выделить лишь продукты дегидратации VII. В случае 4'-метоксихалкона реакция останавливается на стадии образования нециклического продукта V.

R1= H (V а, б, VII а-в, д, е), NO2 (VII г);

R2= CH3O (V а), C2H5O (V б, VII а, г), (CH3)2CHO (VII б), (CH3)2CHCH2O (VII в), C6H5NH (VII д), 2-CH3C6H4NH (VII е) Полученные соединения представляют собой бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в воде, практически нерастворимые в этилацетате, растворимые при нагревании в этаноле, изопропаноле, ацетонитриле, ацетоне и ДМСО.

В ИК-спектрах соединений V а, б и VII а-г имеются интенсивные полосы поглощения сложноэфирной (1732-1740 см-1) и кетонной (1660-1672 см-1) групп, а полоса поглощения гидроксильной группы отсутствует. В спектре соединения VII е присутствуют полосы погло щения карбонильной группы амидного фрагмента при 1664 см-1, кетонной группы при 1712 см- и вторичной аминогруппы амидного фрагмента при 3248 см-1.

В ЯМР 1Н спектрах соединений V а, б присутствуют сигналы двух изомерных форм.

Помимо сигналов сложноэфирной группы, в положении 1 изомеров присутствует синглет метильной группы в положении 2 при 1,91(2,24-2,25) м.д., дублет дублетов и дублет триплетов двух протонов в положении 4 в виде АВ-системы в области 3,13-3,49 м.д. с J 16,43-16,80 Гц, мультиплет протона в положении 3 алицикла в области 3,93-3,95 м.д., дублет дублетов протона в положении 2 в области 4,20-4,21 м.д. с J 10,35-10,65 Гц, мультиплеты ароматических протонов в области 6,98-7,22 м.д.

В ЯМР 1Н спектрах соединений VII а-е, помимо сигналов сложноэфирного или карбоксамидного заместителя, в 1 положении алицикла присутствуют дублет и дублет дублетов двух протонов в положении 5 алицикла в виде АВ-системы в области 3,00-3,21 м.д.

с J 17,77-18,10 Гц, мультиплет протона в положении 6 алицикла в области 3,63-3,88 м.д., дублет протона в положении 1 алицикла в области 3,97-4,16 м.д. с J 12,90-13,47 Гц, синглет протона в положении 3 алицикла в области 6,54-6,58 м.д. и мультиплеты ароматических протонов в области 6,98-8,37 м.д.

В масс-спектрах соединений (VII в, г) присутствуют пики молекулярных и фрагментарных ионов, подтверждающие предполагаемую структуру.

Со спиртовым раствором хлорида железа (III) полученные соединения при стоянии дают зеленое окрашивание, что свидетельствует о присутствии енольной формы, которая, по-видимому, образуется в ходе реакции енолизации карбонильной группы алицикла, катализируемой хлороводородной кислотой, присутствующей в растворе FeCl3.

1.5. Синтез и строение алкил 4-гидрокси-4-метил-6-оксо-2-стирилциклогексан 4-метил-6-оксо-2-стирил-N1,N3-ди(о-толил)циклогекс-4-ен 1,3-дикарбоксилатов и 1,3-дикарбоксамида При смешении этилацетоацетата с эквимолярным количеством коричного альдегида (формального аналога бензальацетона) в спиртовом растворе гидроксида калия при комнатной температуре образуется этил 4-гидрокси-4-метил-6-оксо-2-стирилциклогексан 1,3-дикарбоксилат (VIII б). Двукратный избыток эфира(амида) ацетоуксусной кислоты и замена гидроксида калия на пиперидин приводит повышению выхода соединений VIII а, в.

R= CH3O (VIII а), C2H5O (VIII б), 2-CH3C6H4NH (VIII в) Полученные циклокетолы VIII а-в представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в ДМСО, ДМФА и нерастворимые в воде, этаноле и изопропаноле.

В ИК-спектрах полученных соединений VIII а, б присутствуют полосы поглощения гидроксильной группы в области 3424-3408 см-1 и карбонильных групп в области 1752-1720 см-1. В ИК-спектре соединения VIII в присутствуют полосы поглощения вторичной аминогруппы при 3296 см-1, карбонильной группы алицикла при 1724 см-1 и карбонильной группы ариламидного фрагмента (Амид I) при 1664 см-1.

В спектрах ЯМР 1Н соединений VIII а, б помимо сигналов заместителей в положении 1 и 3 алицикла присутствует синглет метильной группы в положении 4 алицикла в области 1,21-1,22 м.д., дублет и триплет двух протонов в положении 5 алицикла в виде АВ-системы в области 2,33-2,70 м.д. с J 12,99-13,92 Гц, дублет протона в положении 3 алицикла в области 3,01-3,03 м.д. с J 11,13 Гц, мультиплет протона в положении 2 алицикла при 3,41 м.д., дублет протона в положении 1 алицикла в области 3,60-3,64 м.д. с J 12,06 Гц, синглет гидроксильной группы при 4,82 м.д., мультиплет и дублет протонов при двойной связи стирильного заместителя во втором положении алицикла в области 6,00-6,25 м.д. и мультиплет ароматических протонов с центром при 7,21 м.д.

1.6. Синтез и строение 6-ацетил-1-метил-3-оксо-5,8-дифенил-2-азабицик ло[2.2.2]октан-4-карбонитрила Продолжая изучение реакций бензальацетона с метиленоактивными соединениями, представляло интерес заменить эфиры и амиды ацетоуксусной кислоты на малонодинитрил.

Нами было обнаружено, что при взаимодействии соединений в этаноле в присутствии каталитических количеств гидроксида калия образуется 6-ацетил-1-метил-3-оксо 5,8-дифенил-2-азабицикло[2.2.2]октан-4-карбонитрил (IX).

Вероятно, образующийся на первой стадии дикетон А циклизуется в циклогексанол В, который за счет внутримолекулярного присоединения OH-группы к цианогруппе превра щается в интермедиат С. Далее интермедиат С претерпевает перегруппировку в 6-ацетил 1-метил-3-оксо-5,8-дифенил-2-азаби-цикло[2.2.2]октан-4-карбонитрил (IX). Промежуточные соединения из реакционной смеси не были выделены.

Полученное соединение IX представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде, трудно растворимое в этаноле, н-бутаноле и растворимое в ДМСО. Его строение доказано данными рентгеноструктурного анализа.

Молекулярная структура соединения IX Наблюдаемые превращения представляют собой новый тип каскадных реакций, которые не имеют аналогов в литературе и позволяют в одну стадию получать мостиковые системы, содержащие пиперидиновое кольцо. Полученная мостиковая гетероциклическая система близка по структуре алкалоиду скополамину и может быть использована в синтезе соединений, являющихся нейромедиаторами.

1.7. Синтез и строение 2,6-диарил-3-бензоил-4-гидрокси-4-фенил-1,1-циклогек сандинитрилов Дальнейшим этапом нашей работы стала замена бензальацетона на халконы в реакции с динитрилом малоновой кислоты. В результате было обнаружено, что при их взаимодействии в этаноле в присутствии каталитических количеств КОН при комнатной температуре образуются 2,6-диарил-3-бензоил-4-гидрокси-4-фенил-1,1-циклогександинитри лы (X а, б).

X а (24%), X б (20%) А R= 3-NO2 (X а), 4-F (X б) Соединения X а, б – это бесцветные кристаллические вещества, растворимые в ДМСО, ДМФА, этаноле, н-бутаноле, ацетонитриле и нерастворимые в воде.

В ИК-спектрах наблюдаются полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями группы ОН в области 3408-3445 см-1, карбонильной группы в области 1644-1650 см-1, а также нитрильных групп в области 2350-2360 см-1.

В спектрах ЯМР 1Н соединений (X а, б), помимо сигналов ароматических протонов, наблюдаются сигналы протонов СН2 группы в положении 5 в виде двух дублет дублетов при 2,05-2,16 и 4,35-4,65 м.д., сигнал протона СН группы в положении 6 цикла в виде триплета при 3,14-3,26 м.д., сигналы протонов двух СН групп в положении 2 и 3 алицикла в виде двух дублетов с центрами при 4,67-4,92 м.д. и 4,59-4,83 м.д., синглет гидроксильной группы при 5,72-5,82 м.д.

2. Взаимодействие функциональных производных циклогексанкарбоновых кислот с мононуклеофильными реагентами 2.1. Взаимодействие с алкиламинами При кипячении метил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбокси лата (II а) в этаноле с этаноламином или бензиламином реакция протекает как аминирование карбонильной группы алицикла с образованием продуктов енаминного строения – метил 2-(2-гидроксиэтиламино)-4-метил-6-фенилциклогекса-1,3-диен-1-карбоксилата (XI) или метил 2-(бензиламино)-4-гидрокси-4-метил-6-фенилциклогекс-1-ен-1-карбоксилата (XII) соответственно.

HO H2N O O OH NH O HN O H2N CH3COOH O O O HO HO XI (51%) XII (24%) II а Полученные соединения представляют собой желтые кристаллические вещества, нерастворимые в воде, растворимые в этаноле, ацетонитриле, ДМСО и ДМФА.

В ИК-спектре соединения XII наблюдаются полосы, обусловленные колебаниями ароматических колец при 1592 см-1, валентными колебаниями сложноэфирной группы при 1740 см-1, вторичной аминогруппы при 3272 см-1 и гидроксильной группы при 3472 см-1.

В спектре ЯМР 1Н соединения XI, в отличие от спектра исходного циклокетола, отсутствует дублет протона CH группы в положении 1 алицикла и синглет гидроксильной группы в положении 4 цикла, сигнал протона CH группы в положении 3 алицикла смещается в слабую область спектра и прописывается синглетом при 6,20 м.д., присутствуют два мультиплета двух CH2 групп фрагмента этаноламина во 2 положении алицикла при 3,34 м.д.

и 3,55 м.д., триплет гидроксильной группы фрагмента этаноламина во 2 положении алицикла при 4,76 м.д. и триплет протона группы NH при 9,13 м.д.

В спектре ЯМР 1Н соединения XII также отсутствует дублет протона CH группы в положении 1 алицикла и присутствует дублет группы СН2 фрагмента бензиламина при 4,35 м.д., дополнительные мультиплеты 5 ароматических протонов в области 7,01-7,25 м.д. и триплет протона группы NH при 9,15 м.д.

2.2. Взаимодействие с ариламинами При кипячении исходных циклокетолов (I а, II а, в, е) с анилином или его производ ными в соотношении 1:1 в этаноле на протяжении 3-4 часов в присутствие каталитических количеств уксусной кислоты приводит к образованию 2-ацетил-5-метил-3-фенил-N-арил циклогекса-1,5-диениламина (XIII а) или алкил 2-ариламино-4-метил-6-фенилциклогекса 1,3-диен-1-карбоксилатов (XIII б-з). Во всех случаях реакция сопровождалась дегидра тацией. Проведение реакции с 2-кратным избытком ариламина приводит к сокращению времени реакции до 1 часа.

I а, II а, в, е XIII а-з (29-66%) R = CH3 (XIII а), CH3O (XIII б-д), (CH3)2CHO (XIII е), (CH3)2CHCH2O (XIII ж, з);

R2= H (XIII г), CH3 (XIII е, ж), F (XIII в, з), Cl (XIII д), CH3O (XIII а, б) Полученные соединения представляют собой желтые кристаллические вещества, растворимые в ацетоне, ДМСО, ДМФА, при нагревании – в этаноле, изопропаноле и ацетонитриле, нерастворимые в диэтиловом эфире и воде.

В ИК-спектрах соединений XIII а-з присутствует интенсивная полоса поглощения вторичной аминогруппы в области 3296-3223 см-1 и отсутствует полоса поглощения, обусловленная колебаниями карбонильной группы алицикла.

В ЯМР 1Н спектрах соединений XIII а-з отсутствуют сигналы гидроксильной группы и протона в положении 1 алицикла, характерные для исходных соединений, а сигнал протона в положении 3 алицикла прописывается синглетом в области 5,86-6,01 м.д. Также появляются дополнительные сигналы ароматических протонов и вторичной аминогруппы.

В масс-спектрах соединений XIII а-з присутствуют пики молекулярных ионов и пики фрагментных ионов, подтверждающие структуру.

3. Взаимодействие функциональных производных циклогексанкарбоновых кислот с бинуклеофильными реагентами 3.1. Взаимодействие с 2,6-диаминопиридином Взаимодействием метил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбокси лата (II а) с 2,6-диаминопиридином был получен метил 2-(6-аминопиридин-2-иламино) 4-метил-6-фенилциклогекс-3-ен-1-карбоксилат (XIV).

II а XIV (40%) Полученное соединение представляет собой темно-зеленый кристаллический порошок, нерастворимый в воде, этиловом и н-бутиловом спирте, растворимый в ДМСО.

В спектре ЯМР 1Н вещества XIV присутствует уширенный сигнал NH2 группы при 5,20 м.д., дублет двух протонов в положении пиридинового кольца при 5,54 м.д., синглет протона в положении 3 алицикла при 5,86 м.д. и триплет протона в положении пири динового кольца при 6,91 м.д.

3.2. Взаимодействие с этилендиамином и 1,3-пропандиамином Нами впервые изучено взаимодействие алкил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенил циклогексан-1-карбоксилатов (II в, е) с алифатическими диаминами с различным расстояни ем между атомами азота: этилендиамином и 1,3-пропандиамином.

XV в (11%) R= (CH3)2CH (XV а, б), (CH3)2CHCH2 (XV в) n= 2 (XV а, в), 3 (XV б) Во всех рассмотренных случаях реакция протекала региоселективно с участием обеих аминогрупп диамина и карбонильной группы алицикла двух молекул субстрата с образованием N,N’-ди(4-метил-1-изопропоксикарбонил-6-фенилциклогекса-1,3-диен 2-ил)этилендиамина (XV а), N,N’-ди(4-метил-1-изопропоксикарбонил-6-фенилциклогекса 1,3-диен-2-ил)пропандиамина (XV б) и N,N’-ди(4-гидрокси-4-метил-1-изобутоксикарбонил 6-фенилциклогекс-1-ен-2-ил)этилендиамина (XV в).

Соединение XV б представляет собой ярко-желтое, а диамины XV а, б бледно-желтые кристаллические вещества, хорошо растворимые в этиловом, н-бутиловом и изопропиловом спирте, хлороформе, ацетонитриле, ДМСО, ДМФА и нерастворимые в воде.

В ИК-спектрах полученных соединений имеются полосы поглощения вторичной аминогруппы в области 3256-3266 см-1, карбоксильной группы сложноэфирного фрагмента в области 1720-1736 см-1, а в спектре соединения XV в также присутствует полоса поглощения гидроксильной группы при 3408 см-1.

В ЯМР 1Н спектре диамина XV в присутствуют два мультиплета двух СН2 групп этилендиаминового фрагмента при 3,41 м.д. и 3,48 м.д. и синглет двух аминогрупп при 9,18 м.д. В ЯМР 1Н спектрах дегидратированных соединений XV а, б сигнал протонов двух СН2 групп этилендиаминового фрагмента прописывается уширенным синглетом при 3,46 м.д., а три СН2 группы пропиламинового фрагмента прописывается мультиплетом при 1,82 м.д. и уширенным синглетом при 3,4 м.д., синглет NH групп смещен в более сильную область спектра 9,07-9,09 м.д.

3.3. Взаимодействие с гидроксиламином 3,6-Диметил-4-фенил-5,7-дигидро-4Н-2,1-бензоксазол-6-ол (XVI а) и метил 4-(3-фтор фенил)-6-гидрокси-3,6-диметил-5,7-дигидро-4H-2,1-бензоксазол-5-карбоксилат (XVI б) образуются при кипячении исходных циклогексанонов в этаноле с двойным избытком гидроксиламина в течение двух часов.

XVI а (41%), XVI б (77%) R1= H (XVI а), COCH3 (XVI б);

R2= H (XVI а), F (XVI б) Полученные соединения представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в этаноле, ДМСО, ДМФА и нерастворимые в диэтиловом эфире и воде. Со спиртовым раствором хлорида железа (III) бензоксазол XVI а окрашивания не дает, а соединение XVI б дает лиловое окрашивание, которое свидетельствует о сохранении в положении 5 алицикла ацетильного фрагмента.

Структура синтезированных соединений подтверждена данными ИК- и ЯМР 1Н спектроскопии.

3.4. Взаимодействие с гидразин-гидратом и фенилгидразином В продолжение исследования химических свойств -циклокетолов нами была изучена реакция алкил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксилатов (II б, в, е), N-арил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксамидов (IV в ) и 2-ацетил 5-гидрокси-5-метил-3-фенил-1-циклогексанона (I а) с гидразин-гидратом и фенилгидрази ном.

Кипячение реагентов в этиловом спирте в соотношении 1:1 в отсутствии катализатора приводит к гетероциклизации с образованием соответствующих 6-метил-2,4-дифенил 4,5,6,7-тетрагидро-2H-индазол-3,6-диола (XVII а), 6-метил-4-фенил-4,5,6,7-тетрагидро 2H-индазол-3,6-диола (XVII б) или 3,6-диметил-4-фенил-4,5,6,7-тетрагидро-2H-индазол 6-ола (XVII в).

XVII а: R= C2H5O, (CH3)2CHCH2O, (CH3)2CHO XVII б: R= C2H5O, (CH3)2CHO, 2-CH3C6H4NH, 4-ClC6H4NH XVII в: R= CH Индазолы (XVII а-в) представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в ДМФА и ДМСО, трудно растворимые в этаноле, н-бутаноле, ацетонитриле, диоксане и нерастворимые в воде и ацетоне.

Структура синтезированных соединений подтверждена данными ИК- и ЯМР 1Н спектроскопии.

3.5. Взаимодействие с гидразоном бензофенона Проведенные исследования позволили установить, что кипячение эквимолярных количеств исходных циклокетолов (II б, е, ж, IV д) с гидразоном бензофенона в этиловом спирте приводит к образованию алкил 2-дифенилметиленгидразоно-4-гидрокси-4-метил а-в) и 6-фенилциклогексан-1-карбоксилатов (XVIII 2-дифенилметиленгидразоно 4-гидрокси-4-метил-N-(2-метоксифенил)-6-фенилциклогексан-1-карбоксамида (XVIII г).

II б, е, ж, IV д XVIII а-г (63-99%) R= C6H5CH2O (XVIII а), (CH3)2CHCH2O (XVIII б), C2H5O (XVIII в), 2-CH3OC6H4NH (XVIII г) Полученные соединения представляют собой желтые кристаллические вещества, растворимые при нагревании в ацетонитриле, этаноле, н-бутаноле и нерастворимые в воде.

Структура синтезированных соединений подтверждена данными ИК- и ЯМР 1Н спектроскопии.

При кипячении эквимолярных количеств исходного циклогексанкарбоксилата II а и гидразона бензофенона в этаноле вместо ожидаемого метил 2-дифенилметиленгидразоно 4-гидрокси-4-метил-6-фенилциклогексанкарбоксилата в качестве единственного продукта был получен 7-гидрокси-7-метил-3,5-дифенил-5,6,7,8-тетрагидроциннолин-4(4аН)-он (XIX).

II а XIX (42%) Полученное соединение представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде, растворимое при нагревании в этиловом, изопропиловом и н-бутило вом спирте, диоксане, этилацетате и ДМСО.

В ИК-спектре соединения XIX присутствуют полосы валентных колебаний гидроксильной группы при 3432 см-1, карбонильной группы при 1684 см-1 и сопряженных C=N связей при 1600 см-1.

В спектре ЯМР 1Н присутствует синглет метильной группы в положении 7 цикла при 1,27 м.д., дублет и триплет двух протонов в положении 6 алицикла в виде АВ-системы при 1,88 м.д. и 2,14 м.д. с J 13,14 и 13,16 Гц, соответственно, два дублета протонов в положении 8 алицикла в виде АВ-системы при 2,31 м.д. и 2,95 м.д. с J 13,40 и 13,33 Гц, соответственно, мультиплет протона в положении 5 цикла при 3,90 м.д., синглет гидроксильной группы при 4,89 м.д., дублет протона в положении 1 алицикла с J 11,81 Гц, а также четыре триплета и два дублета ароматических протонов в области 7,09-7,82 м.д.

В масс-спектре соединения XIX присутствуют пики молекулярного и фрагментарных ионов, подтверждающие структуру. Качественная реакция на енол со спиртовым раствором FeCl3 отрицательная, что наряду с данными спектров подтверждает существование соединения в кристаллическом состоянии и в растворе в кетонной форме.

3.6. Взаимодействие с этоксикарбонилгидразином и гидразидами карбоновых кислот В продолжение изучения химических свойств циклокетолов было исследовано их взаимодействия с этоксикарбонилгидразином, гидразидами бензойной, 4-нитро-, 4-метокси-, 2-гидроксибензойной и 4-пиридинкарбоновой кислот.

X= CH (XX а-д, з, и), N (XX к, л, XVI б);

R= CH3O (XX а, в, д, н, х), C2H5O (XX н, о, XVII б), (CH3)2CHO (XX г, п, ц), (CH3)3CO (XX р), (CH3)2CHCH2O (XX ж, к, с), C6H5CH2O (XX б, з, т), 2-CH3C6H4NH (XX и, л, у), 2-CH3OC6H4NH (XX ф);

R1= H (XX а, б, к, л, XVII б), 4-NO2 (XX в), 4-CH3O (XX г), 2-OH (XX д-и), CH2CN (XX м-ф), C2H5O (XX х, ц) В результате кипячения эквимолярных количеств реагентов в этиловом спирте во всех случаях реакция проходит по карбонильной группе алицикла с образованием ароил гидразонов (XX а-д, з, и), гетероилгидразонов (XX к, л), цианоацетилгидразонов (XX м-ф) или этоксикарбонилгидразонов (XX х, ц), соответственно. В ряде случаев реакция с гидразидом салициловой кислоты сопровождается дегидратацией с образованием алкил 2-[(2-гидроксибензоил)гидразоно]-4-метил-6-фенилциклогекс-3-ен-1-карбоксилатов (XX е, ж). При взаимодействии циклокетола II б с гидразидом изоникотиновой кислоты был получен 6-метил-4-фенил-4,5,6,7-тетрагидро-2H-индазол-3,6-диол (XVII б). Кратковремен ное нагревание соединения XX л в ледяной уксусной кислоте приводит к гетероциклизации и дегидратации с образованием 6-метил-4-фенил-4,5-дигидро-2H-индазол-3-ола (XXI).

Все полученные соединения представляют собой бесцветные кристаллические вещества, растворимые в ДМСО, ДМФА и нерастворимые в воде. Соединения XX а-г нерастворимы в ацетоне, диэтиловом эфире, трудно растворимы в этаноле и ацетонитриле, растворимы в н-бутиловом спирте. Соединения XX д-и практически нерастворимы в ацетоне, изопропиловом спирте, хлороформе, этилацетате, бензоле, плохо растворимы в этаноле, растворимы в н-бутаноле, ацетонитриле, дихлорэтане. Соединения XVII б, XX к, л, XXI практически нерастворимы в бензоле, этилацетате, изопропаноле, ацетонитриле, растворимы при нагревании в н-бутаноле, этаноле. Соединения XX м-ф растворимы при нагревании в этиловом спирте. Соединения XX х, ц растворимы в дихлорэтане и плохо растворимы в этиловом спирте.

Структура синтезированных соединений подтверждена данными ИК- и ЯМР 1Н спектроскопии, а также масс-спектрометрии.

3.7. Взаимодействие с (тио)семикарбазидом В случае циклогексанкарбоксилата II в реакция с семикарбазидом протекает как нуклеофильное замещение карбонильной группы алицикла с образованием изопропил 2-(карбамоилгидразоно)-4-гидрокси-4-метил-6-фенилциклогексан-1-карбоксилата XXII а, а в случае циклогексанона I а происходит гетероциклизация с образованием 3,6-диметил 4-фенил-4,5,6,7-тетрагидро-2H-индазол-6-ола XVII в.

При кипячении циклокетолов (II а, д-ж, IV а-в) с тиосемикарбазидом в этиловом спирте реакция протекает по карбонильной группе алицикла с образованием гетероспиранов – алкил 9-гидрокси-9-метил-3-тиоксо-7-фенил-1,2,4-триазаспиро[4.5]декан-6-карбоксилатов (XXII б-д) и N-арил 9-гидрокси-9-метил-3-тиоксо-7-фенил-1,2,4-триазаспиро[4.5]декан 6-карбоксамидов (XXII е-з).

R= CH3 (XVII в), (CH3)2CHO (XXII а), CH3O (XXII б), (CH3)3CO (XXII в), (CH3)2CHCH2O (XXII г), C6H5CH2O (XXII д), C6H5NH (XXII е), 2-CH3C6H4NH (XXII ж), 4-ClC6H4NH (XXII з) Полученные соединения представляют собой бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в воде, растворимые при нагревании в этиловом и изопропиловом спирте, ацетонитриле, этилацетате, ацетоне, дихлорэтане и ДМСО.

В ИК-спектрах соединений XXII а-з присутствуют валентные колебания гидроксильной группы (3560-3416 см-1), аминогрупп (3416-3190 см-1), сложноэфирной группы (1736-1712 см-1) или амидной (1688-1660 см-1), исчезают валентные колебания карбонильной группы алицикла. В спектрах спиросоединений появляются полосы валентных колебаний фрагмента N-CS-N (1380-1376 см-1) и С=S связи (1608-1584 см-1), а в спектре гидразона XXII а – сопряженной C=N связи.

В спектре ЯМР 1Н карбамоилгидразона XXII а присутствует уширенный сигнал NH группы при 5,82 м.д. и синглет NH группы при 9,14 м.д. В спектре ЯМР 1Н полученных триазаспиросоединений XXII б-з присутствует синглет NH группы в положении 1 в области 6,56-6,87 м.д., синглет NH группы во 2 положении в области 7,85-8,32 м.д. и синглет NH группы в положении 4 в области 10,15-10,43 м.д.

В масс-спектрах соединений XXII б, в, г присутствуют пики молекулярного и фрагментарных ионов, подтверждающие структуру.

3.8. Взаимодействие с тозилгидразидом Взаимодействием этил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбокси лата (I б) и N-фенил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксамида (IV а) с эквимолярным количеством тозилгидразида при нагревании в этаноле получены этил 4-метил-2-(2-тозилгидразоно)-6-фенилциклогекс-3-ен-1-карбоксилат (XXIII а) и 4-гидрокси 4-метил-N,2-дифенил-6-(2-тозилгидразоно)циклогексан-1-карбоксамид (XXIII б), соответственно.

R= C2H5O (XXIII а), C6H5NH (XXIII б) Полученные соединения представляют собой бесцветные кристаллические вещества, нерастворимые в воде, растворимые при нагревании в этаноле и ДМСО.

В ИК-спектрах соединений XXIII а, б присутствуют полосы поглощения, обусловленные валентными колебаниями вторичной аминогруппы в области 3192-3136 см-1, группы SO2 в области 1336-1328 и 1168-1164 см-1, а также S-N связи при 904 см-1.

В спектрах ЯМР 1Н присутствует синглет метильной группы заместителя во втором положении алицикла при 2,21-2,37 м.д. и синглет аминогруппы при 10,07-10,52 м.д.

4. Взаимодействие с малонодинитрилом Кипячение N-(2,4-диметилфенил)-4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан 1-карбоксамида (IV г) в этаноле с эквимолярным количеством малонодинитрила и тетра метилгуанидина, который был взят в качестве катализатора, приводит к образованию 2-(ди цианометилен)-N-(2,4-диметилфенил)-4-гидрокси-4-метил-6-фенилциклогексан-1-карбокс амида (XXIV).

IV г XXIV (45%) Полученное соединение представляет собой бесцветный мелкокристаллический порошок, нерастворимый в воде и этилацетате, плохо растворимый в этаноле, при нагревании растворимый в ацетонитриле.

Его структура подтверждена данными ИК- и ЯМР 1Н спектроскопии.

5. Биологическая активность синтезированных соединений Всего фармакологическому скринингу подвергнуто 60 соединений. Испытания на противомикробную активность осуществлялись на кафедре микробиологии ПГФА под руководством зав. кафедрой, д.ф.н., профессора Одеговой Т.Ф. Изучение анальгетической активности и острой токсичности проводилось на кафедре физиологии с основами анатомии ПГФА под руководством зав. кафедрой, д.м.н. профессора Сыропятова Б.Я.

Противомикробную активность изучали по отношению к грамотрицательным бактериям – кишечная палочка (E. coli) и грамположительным бактериям – золотистый стафилококк (St. aureus) методом двукратных серийных разведений исследуемого соединения в жидкой питательной среде.

Всего на было исследовано 58 соединений. Почти все из них, за исключением циклокетолов, показали наличие слабой противомикробной активности. При этом в отношении золотистого стафилококка 20 соединений проявили активность на уровне эталона сравнения – хлорамина (МПК= 500 мкг/мл), а 13 из них обладают такой же активностью и в отношении кишечной палочки.

В результате проведенного анализа результатов исследования противомикробной активности четкой взаимосвязи между строением циклокетолов и выраженностью бактериостатического действия нам обнаружить не удалось.

Анальгетическая активность изучалась на беспородных белых мышах методом «уксусные корчи». Анальгетический эффект оценивали по уменьшению количества корчей в процентах к контролю. В качестве препарата сравнения использовали метамизол натрия, который, как и исследуемые вещества, вводили внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг. Каждое соединение исследовалось на десяти животных. Результаты обработаны статистически с использованием критерия Стьюдента;

эффект считали достоверным при Р 0,05. Всего было исследовано 48 соединений, 28 из которых проявили анальгетическую активность. При этом 15 соединений (III, IV г, д, VII г, VIII а, XIII а, XVIII б, XX е, и, к, п, р, с, XXII з, XXIII б) действуют на уровне препарата сравнения, а 6 веществ (VIII б, XVIII в, XX д, ж, м, н) проявили выраженное анальгетическое действие (табл. 1).

На основании проведенного анализа результатов исследования анальгетической активности можно сделать следующие выводы о связи «структура – анальгетическое действие»:

У исходных циклогексанонов анальгетическая активность проявляется лишь 1.

после введения в положение 1 алицикла следующих заместителей: CH3OCH2CH2O, 2,4-(CH3)2C6H3NH, 2-CH3OC6H4NH;

Увеличивает анальгетическую активность исходных соединений введение в 2.

положение 6 алицикла м-нитрофенильного или стирильного радикала;

Среди изученных функциональных производных циклогексанкарбоновых 3.

кислот наиболее активными являются гидразоны цианоуксусной и салициловой кислот, а также 2-дифенилметиленгидразоны.

К снижению анальгетической активности у циклокетолов, имеющих 4.

заместитель во втором положении алицикла, приводит увеличение длины углеводородной цепи алкоксикарбоксильного заместителя в первом положении алицикла или его замена на арилкарбомоильный.

Таблица Анальгетическая активность синтезированных соединений % уменьшения № соединения Количество корчей Р корчей к контролю II з Р 0, 13,5 ± 1,48 46, III 11,3 ± 2,09 54,8 P 0, IV г Р 0, 15,2 ± 3,63 39, IV д Р 0, 12,2 ± 0,7 51, VII г Р 0, 12,2 ± 0,98 51, VIII а Р 0, 8,7 ± 1,02 65, VIII б Р 0, 6,0 ± 2,11 76, VIII в Р 0, 16,3 ± 2,81 34, XIII а Р 0, 11,8 ± 0,79 52, XVIII б Р 0, 10,2 ± 1,25 59, XVIII в Р 0, 7,3 ± 1,74 70, XVIII г Р 0, 17,5 ± 2,05 30, XX д Р 0, 2,3 ± 0,95 90, XX е Р 0, 12,3 ± 2,89 50, XX ж Р 0, 2,3 ± 0,95 90, XX и Р 0, 11,6 ± 1,96 53, XX к Р 0, 12,7 ± 0,67 49, XX м 6,7 ± 2,23 73,2 P 0, XX н Р 0, 1,0 ± 0 96, XX п Р 0, 8,2 ± 1,74 67, XX р Р 0, 12,5 ± 2,04 50, XX с Р 0, 10,3 ± 2,04 58, XX у Р 0, 13,2 ± 3,09 47, XXII б Р 0, 14,9 ± 3,17 40, XXII г Р 0, 13,5 ± 3,45 46, XXII з Р 0, 11,7 ± 1,61 53, XXIII а Р 0, 14,3 ± 2,76 42, XXIII б Р 0, 8,2 ± 1,3 67, Контроль 25,0 ± 2,29 - Метамизол натрия Р 0, 10,5 ± 1,41 58, Острую токсичность изучали по методике В.Б. Прозоровского у соединений, проявивших выраженное анальгетическое действие при скрининге (табл. 2). Гибели живот ных в ходе эксперимента не наблюдали. Препаратом сравнения служил метамизол натрия.

Таблица Острая токсичность наиболее активных соединений и препарата сравнения Соединение № LD50 внутрибрюшинно, мг/кг XX д XX ж XX н Метамизол натрия 2900 (2160-3340) Исследования показали, что соединения XX д, ж, н в соответствии с ГОСТ 12.1.007 76 можно отнести к четвертому классу опасности (малоопасные), а по классификации Сидорова К.К. – к шестому классу опасности (относительно безвредные). Таким образом, соединения XX д, ж, н менее токсичны, чем метамизол натрия и значительно превосходят его по активности.

Выводы Разработана общая методика получения функциональных производных 1.

4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоновых кислот, алкил 4,6-диарил 2-оксоциклогекс-3-ен-1-карбоксилатов, N-арил-2-оксо-4,6-дифенилциклогекс-3-ен-1-кар боксамидов, алкил алкил 2-ацетил-5-(4-метоксифенил)-5-оксо-3-фенилпентаноатов, 4-гидрокси-4-метил-6-оксо-2-стирилциклогексан-1,3-дикарбоксилата, 4-метил-6-оксо 2-стирил-N1,N3-ди(о-толил)циклогекс-4-ен-1,3-дикарбоксамида и 4-ацетил-5-ацетилметил 3-гидрокси-5-метоксикарбонил-2,5-дигидрофуран-2-она.

Установлено, что при взаимодействии бензальацетона или халконов с 2.

малонодинитрилом образуется, соответственно, либо 6-ацетил-1-метил-3-оксо-5,8-дифенил 2-азабицикло[2.2.2]октан-4-карбонитрил, либо 2,6-диарил-3-бензоил-4-гидрокси-4-фенил 1,1-циклогександинитрилы.

Взаимодействие алкил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-кар 3.

боксилатов с этаноламином и ароматическими аминами приводит к образованию соответствующих метил 2-(2-гидроксиэтиламино)-4-метил-6-фенилциклогекса-1,3-диен 1-карбоксилата и алкил 2-ариламино-4-метил-6-фенилциклогекса-1,3-диен-1-карбоксилатов, с бензиламином – метил 2-(бензиламино)-4-гидрокси-4-метил-6-фенилциклогекс-1-ен 1-карбоксилата, а с 2,6-диаминопиридином – метил 2-(6-амино-2-пиридилимино)-4-метил 6-фенилциклогекс-3-ен-1-карбоксилата.

В результате реакции циклогексанкарбоксилатов с этилендиамином были 4.

получены N,N’–ди(4-гидрокси-4-метил-1-изобутоксикарбонил-6-фенилциклогекс-1-ен 2-ил)этилендиамин и N,N’–ди(4-метил-1-изопропоксикарбонил-6-фенилциклогекса-1,3-диен 2-ил)этилендиамин, а при взаимодействии с 1,3-пропандиамином – N,N’–ди(4-метил-1 изопропоксикарбонил-6-фенилциклогекса-1,3-диен-2-ил)пропандиамин.

Формирование гетероциклической системы тетрагидроиндазола или 5.

бензоксазола происходит при взаимодействии полученных циклокетолов с гидразин гидратом, фенилгидразином и гидроксиламином.

При взаимодействии функциональных производных циклогексанкарбоновых 6.

кислот с гидразидами бензойной, 4-нитро-, 4-метокси-, 2-гидроксибензойной, 4-пиридин карбоновой кислот, гидразоном бензофенона, тозилгидразидом, семикарбазидом и этоксикарбонилгидразином образуются соответствующие N-замещенные 2-гидразоны.

Реакцией циклокетолов с тиосемикарбазидом впервые были получены новые 7.

спиросистемы – алкил 9-гидрокси-9-метил-3-тиоксо-7-фенил-1,2,4-триазаспиро[4.5]декан 6-карбоксилаты и N-арил 9-гидрокси-9-метил-3-тиоксо-7-фенил-1,2,4-триазаспиро[4.5]декан 6-карбоксамиды.

При изучении биологической активности циклокетолов и их 8.

аминопроизводных были обнаружены соединения со слабым противомикробным действием и выраженной анальгетической активностью.

Рекомендации Метил 4-гидрокси-4-метил-6-фенил-2-цианоацетилгидразоноциклогексан-1-карбокси лат (соединение XX н), проявивший выраженный анальгетический эффект, превышающий эталон сравнения – метамизол натрия, и обладающий при этом меньшей токсичностью, рекомендуется для дальнейшего углубленного изучения.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

Вагапов, А. В. Синтез 2-ацетил-5-гидрокси-5-метил-3-фенил-1-циклогексанона 1.

и 6-фенилциклогексан-1-карбоксилатов / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // Перспективы развития и практического применения алициклических соединений: Тезисы докладов XI Междун. науч.-техн. конф. / ВолГТУ. – Волгоград, 2008. – С. 88.

Вагапов, А. В. Синтез и свойства N-арил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо 2.

6-фенилциклогексан-1-карбоксамидов / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // Современное состояние и пути оптимизации лекарственного обеспечения населения:

Материалы Рос. науч.-практ. конф. ПГФА. – Пермь, 2008. – С. 204-206.

Вагапов, А. В. Синтез гетероциклических систем на основе N-арил 3.

4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксамидов / А. В. Вагапов, В. Л. Гейн, М. И. Вахрин // Новые направления в химии гетероцикл. соединений: Материалы Междун. конф. – Кисловодск, 2009. – С. 283.

Вагапов, А. В. Взаимодействие халконов с эфирами ацетоуксусной и 4.

метиловым эфиром ацетилпировиноградной кислоты / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // Химия поликарбонильных соединений: материалы регион. науч.-практ.

молодеж. шк.-конф. / Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2009. – С. 15-16.

Вагапов, А. В. Свойства и противомикробная активность N-арил 4-гидрокси 5.

4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоксамидов / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // Химия поликарбонильных соединений: материалы регион. науч.-практ.

молодеж. шк.-конф. / Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2009. – С. 17-18.

Вагапов, А. В. Реакции алкил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан 6.

1-карбоксилатов с бинуклеофилами / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // «Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции по органической химии» посвящ.

75-летию со дня основания Ин-та орган. химии им. Н.Д. Зелинского РАН (25-30 октября 2009 г.). – М., 2009. – С.120.

Гейн, В. Л. Взаимодействие функциональных производных 4-гидрокси 7.

4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан-1-карбоновых кислот с замещенными гидразинами.

Анальгетическая активность полученных соединений / В. Л. Гейн, А. В. Вагапов, Н. В. Носова [и др.] // Фармация и общественное здоровье: материалы III ежегод. конф. с междунар. участием – Екатеринбург, 25 февраля 2010. – Екатеринбург: УГМА, 2010. - С. 156.

Гейн, В. Л. Синтез и противомикробная активность 2-ацетил-5-гидрокси 8.

5-метил-3-фенил-1-циклогексанона и алкил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан 1-карбоксилатов / В. Л. Гейн, А. В. Вагапов, Н. В. Носова [и др.] // Хим.-фармац. журн. – 2010. – Т.44, № 5. – С. 13-15.

Вагапов, А. В. Взаимодействие гидразида цианоуксусной кислоты с 9.

функционализированными производными 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенилциклогексан 1-карбоновых кислот / А. В. Вагапов // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук: Материалы III междунар. науч.-практ. конф. 20-25 июня 2010 г. – М., 2010. – С. 397.

Вагапов, А. В. Взаимодействие 2-ацетил-5-гидрокси-5-метил-3-фенил-1 10.

циклогексанона с гидразидом цианоуксусной кислоты / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // XIII Молодеж. науч. шк.-конф. «Актуальные проблемы органической химии»: сборник тезисов. – Новосибирск, 2010. – С. 94.

Вагапов, А. В. Взаимодействие циклогексанкарбоксилатов с ароматическими 11.

аминами / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук: Материалы V междунар. науч.-практ. конф. 29-30 декаб ря 2010 г. – М., 2010. – С. 21-22.

Гейн, В. Л. Синтез 2,6-диарил-3-бензоил-4-гидрокси-4-фенил-1,1-циклогексан 12.

динитрилов / В. Л. Гейн, Н. В. Носова, А. В. Вагапов [и др.] // Журн. орган. химии – 2011. – Т.47, №8. – С. 1228-1229.

Вагапов, А. В. Синтез и анальгетическая активность диметил(диэтил) 13.

4-гидрокси-6-оксо-2-стирилциклогексан-1,3-дикарбоксилатов / А. В. Вагапов, Н. В. Носова, В. Л. Гейн [и др.] // «Актуальные вопросы современной науки»: материалы междунар. науч.

конф. 1-2 июня 2012 года, г. Санкт-Петербург. – Петрозаводск: ПетроПресс, 2012. – В надзаг.: Науч.-изд. центр «Открытие». – С. 53-56.

Вагапов, А. В. Взаимодействие изобутил 4-гидрокси-4-метил-2-оксо-6-фенил 14.

циклогексан-1-карбоксилата с бинуклеофильными реагентами / А. В. Вагапов, В. Л. Гейн, Н. В. Носова [и др.] // «Техническая химия. От теории к практике»: сборник трудов III междунар. науч. конф. 15-19 октября 2012 года, г. Пермь. – Пермь, 2012. – №1. – С. 60-62.

Носова, Н. В. Синтез 6-ацетил-1-метил-3-оксо-5,8-дифенил-2-азабицик 15.

ло[2.2.2]октан-4-карбонитрила / Н. В. Носова, А. В. Вагапов, П. А. Слепухин [и др.] // Химия гетероцикл. соединений. – 2012. – № 11. – С. 1841-1842.

Пат. 2446150 Российская Федерация, МПК С 07 С 255/66, А 61 Р 29/00. Метил 16.

4-гидрокси-4-метил-6-фенил-2-цианоацетилгидразоноциклогексан-1-карбоксилат, обладаю щий анальгетической активностью / Вагапов А. В., Носова Н. В., Гейн В. Л. [и др.] ;

заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ПГФА Росздрава – № 2010126461/04 ;

заявл.

26.06.10 ;

опубл. 27.03.12, Бюл. № 9. – 7 с. : ил.

Благодарность. Автор выражает благодарность доценту Вахрину М.И. за снятие ЯМР 1Н спектров, сотрудникам кафедры микробиологии с курсом гигиены и экологии, кафедры физиологии и патологии, кафедры токсикологической химии, кафедры общей и органической химии ГБОУ ВПО ПГФА Минздрава России.

Вагапов Алексей Владимирович (Россия) Взаимодействием бензальацетона, халконов и коричного альдегида с различными эфирами и амидами ацетоуксусной кислоты, ацетилацетоном, бензоилацетоном, метиловым эфиром ацетилпировиноградной кислоты и малонодинитрилом были получены функциональные производные 6-арил-4-гидрокси-4-метил-2-оксоциклогексан-1-карбоновых кислот. Изучено их взаимодействие с различными нуклеофильными реагентами. У полученных соединений была изучена противомикробная и анальгетическая активность.

Vagapov Aleksey Vladimirovich (Russia) By interaction of benzalacetone, chalcones and cinnamaldehyde with various esters and amides of acetoacetic acid, acetylacetone, benzoylacetone and methyl ether of acetylpyruvic acid and malonodinitrile were obtained functional derivatives of 6-aryl-4-hydroxy-4-methyl-2 oxocyclohexane-1-carboxylic acids. The interaction of new compounds with various nucleophilic reagents was studied. Antimicrobial and analgesic activity of obtained compounds was studied.