CC BY
12Journal of Siberian Federal University. Chemistry 2022 15(4): 496-506
DOI: 10.17516/1998-2836-0312 EDN: REUZIV
УДК 547.789.61 + 547.775 + 615.31
Novel N-Benzothiazolylpyrazole Derivatives with Pronounced Antioxidant Activity
Pavel S. Bobrov*a, Denis S. Anenkob, Ivan P. Kodonidic, Irina L. Abisalovac, Elena O. Sergeevac, Lyubov A. Sajayac, Ivan V. Petersond and Georgii A. Subocha
aReshetnev Siberian State University of Science and Technology
Krasnoyarsk, Russian Federation bFederal State Autonomous Educational Institution for Higher Education «North-Caucasus Federal University»
Stavropol, Russian Federation cPyatigorsk Medical Pharmaceutical Institute -Branch of Volgograd State Medical University Pyatigorsk, Russian Federation dInstitute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS Federal Research Center 'Krasnoyarsk Science Center SB RAS'
Krasnoyarsk, Russian Federation
Received 28.09.2022, received in revised form 17.10.2022, accepted 20.10.2022
Abstract. This article describes the gramm-scale synthesis of novel 2-(3-methyl-4-nitroso-5-phenyl-1H-pyrazol-1-yl)benzo[d]thiazole by cyclocondensation of hydrazinylbenzothiazole with 2-hydroxyimino-1,3-butanedione. We show the possibility of transformation of 1-(benzothiazol-2-yl)-4-nitrosopyrazole to new nitro-, amino-, imino-, amido- and arylazo derivatives. The obtained for the first time compounds were characterized by using IR, ^ NMR, 13C NMR, COSY, HSQC, HMBC, UV-Vis spectroscopy and chromatograhy-mass spectrometry. The study of the antioxidant activity of new benzothiazolylpyrazoles showed that azomethine derivatives have very good activity, which is compared to hesperidin and ferulic acid.
Keywords: C-nitrosocompounds, hetarylpyrazole, benzothiazole, functionalization, nitrogen heterocycles, antioxidant activity, drug-likeness.
© Siberian Federal University. All rights reserved
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0). Corresponding author E-mail address: [email protected]
Acknowledgements. Registration of NMR spectra was carried out within the framework of the budget project 0287-2021-0012 for the Institute of Chemistry and Chemical Technology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences on the equipment of the Krasnoyarsk Regional Center for Collective Use of the FITC KNC SB RAS.
Citation: Bobrov, P.S., Anenko, D.S., Kodonidi, I.P., Abisalova, I.L., Sergeeva, E.O., Sajaya, L.A., Peterson I.V., Suboch, G. A. Novel N-benzothiazolylpyrazole derivatives with pronounced antioxidant activity. J. Sib Fed. Univ. Chem., 2022, 15(4), 496-506. DOI: 10.17516/1998-2836-0312
Новые производные Л-бензотиазолилпиразола с выраженной антиоксидантной активностью
П. С. Бобров3, Д. С. Аненко6, И. П. Кодонидив, И. Л. Абисаловав, Е. О. Сергеева®, Л. А. Саджаяв, И. В. Петерсонг, Г. А. Субоч3
аСибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, Красноярск бСеверо-Кавказский федеральный университет Российская Федерация, Ставрополь вПятигорский медико-фармацевтический институт -филиал Волгоградского государственного медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации
Российская Федерация, Пятигорск гИнститут химии и химической технологии СО РАН -обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН Российская Федерация, Красноярск
Аннотация. Осуществлено масштабирование синтеза ранее неизвестного 2-(3-метил-4-нитрозо-5-фенил-Ш-пиразол-1-ил)бензо[!]тиазола циклоконденсацией
гидразинилбензотиазола с 2-гидроксимино-1,3-бутандионом до граммовых масштабов. Показана возможность перехода от производного 1-(бензотиазол-2-ил)-4-нитрозопиразола к ранее неизвестным нитро-, амино-, имино-, амидо- и арилазопроизводным. Впервые полученные соединения охарактеризованы с использованием методов ИК, ЯМР 1H, ЯМР 13C, COSY, HSQC, HMBC, электронной спектроскопии и хромато-масс-спектрометрии. Изучение антиоксидантной активности производных бензотиазолилпиразола показало, что активность азометиновых производных превосходит гесперидин и феруловую кислоту.
Ключевые слова: C-нитрозосоединения, гетарилпиразол, бензотиазол, функционализация, азотистые гетероциклы, антиоксидантная активность, лекарствоподобие.
Благодарности. Регистрация спектров ЯМР проводилась в рамках бюджетного проекта 02872021-0012 для Института химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук на оборудовании Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.
Цитирование: Бобров, П. С. Новые производные ^бензотиазолилпиразола с выраженной антиоксидантной активностью / П. С. Бобров, Д. С. Аненко, И. П. Кодониди, И. Л. Абисалова, Е. О. Сергеева, Л. А. Саджая, И. В. Петерсон, Г. А. Субоч // Журн. Сиб. федер. ун-та. Химия, 2022, 15(4). С. 496-506. DOI: 10.17516/1998-2836-0312
Введение
Соединения с Ж-бензотиазолилпиразольным фрагментом обладают цитотоксической [1, 2], антибактериальной [3, 4], противогрибковой [3, 4] и антиоксидантной [3] активностью. Вместе с тем повышенную антиоксидантную активность проявляют различные азолы, содержащие амидную группу [5], арилазогруппу [6] и иминогруппу [7].
В настоящее время изучение антиоксидантных свойств, потенциальных терапевтических эффектов соединений, а также механизма действия и корреляция молекулярной структуры и фармакологических эффектов предлагаемых структур представляет значительный интерес и привлекает внимание как химиков, так и фармакологов. Знания о фармакофорах и установление корреляций параметров химической структуры исследуемых соединений с проявляемыми биохимическими эффектами в организме человека весьма полезны для прогнозирования структуры потенциальных фармацевтических препаратов и для понимания механизмов биологических эффектов соединений.
Нами разработан эффективный метод синтеза Ж-бензотиазолил-4-нитрозопиразолов [8], которые могут стать универсальными синтонами при получении ранее неизвестных бензоти-азолилпиразолов с различными фармакофорными группами в пиразольном ядре. Учитывая актуальность поиска новых биологически активных соединений, в настоящей работе впервые исследована возможность синтеза ранее неизвестных нитро-, имино-, амидо- и арилазобензо-тиазолилпиразолов на основе нитрозобензотиазолилпиразола, а также осуществлено изучение антиоксидантной активности ранее неизвестных соединений.
Результаты и обсуждение
Прогностическая часть
Нами были осуществлены исследования т ь'Шсо для прогноза лекарствоподобия виртуальных структур 1-1Х согласно правилу Липински (рис. 1). Если прогнозируемые результаты соответствуют хотя бы трем из четырех критериев правила, то можно судить о перспективности дальнейших исследований по синтезу и изучению биологической активности веществ.
В табл. 1 приведены результаты анализа молекулярных дескрипторов лекарствоподо-
бия.
Все исследуемые соединения удовлетворяют правилу Липински. Молекулярная масса всех веществ не более 500 г/моль, логарифм коэффициента н-октанол-вода не более 5, количество доноров водородной связи не более 5 и количество акцепторов водорода менее 10.
Рис. 1. Схема синтеза исходных соединений и целевых продуктов Fig. 1. Synthesis of starting compounds and target products
IV: R1 = Me, 73%; V: R1 = Ph, 78%; VI: R2 = H, 79%; VII R2 = N02, 73%; VIII: R2 = OH, 62%;
i: Ac20, rt; it PhCOCl, Et3N, reflux; Hi: R2C6H4CHO, EtOH, reflux; iv: HC1, NaNQ2, then 2-Naph-OH
Таблица 1. Молекулярные дескрипторы синтезированных бензотиазолилпиразолов Table 1. Molecular descriptors of synthesized benzothiazolylpyrazoles
Соединение MW Log P NHD NHA Правило Липински Соединение MW Log P NHD NHA Правило Липински
I 320 3.16 0 5 + VI 394 4.54 0 4 +
II 336 2.75 0 6 + VII 439 3.52 0 7 +
IV 348 3.23 1 4 + VIII 410 3.98 1 4 +
V 410 4.38 1 4 + IX 461 4.69 1 5 +
Синтетическая часть
Синтезы исходного бензотиазолилнитрозопиразола I и ранее неизвестных производных II-IX осуществлены в соответствии со схемой на рис. 1.
Масштабирование разработанной нами методики синтеза исходного бензотиазолилнитрозопиразола I [8] показало, что циклоконденсация 2-гидроксимино-1-фенилбутандиона-1,3 с 2-гидразинилбензотиазолом может быть успешно осуществлена в граммовом масштабе с выходом 57 % (выход указан после хроматографической очистки). Трудоёмкая очистка методом колоночной хроматографии успешно заменена на более быструю флэш-хроматографию.
Окисление нитрозосоединения I с помощью пероксида водорода в уксусной кислоте при нагревании привело к ранее неизвестному 1-бензотиазолил-4-нитропиразолу II с выходом 68 %. В масс-спектре полученного соединения присутствует пик иона [M+1]+ с интенсивностью 100 %, что подтверждает строение впервые полученного соединения. Результаты спектроскопии ЯМР 1Н, 13С, COSY, HSQC и HMBC соответствуют приведённой структуре II (рис. 1). В 1H-13C HMBC-спектре присутствуют корреляционные пики между протонами CH3-группы при 2.72 м.д. и атомами углерода при 133.89, 148.76 м.д., которые можно отнести к С3 и С4 пиразольного цикла.
Восстановление бензотиазолилнитрозопиразола I проводили в соответствии с методом [14], предполагающим использование гидразингидрата и катализатора Pd/C (0.5 %). В результате получен ранее неизвестный аминопиразол III с хорошим выходом 71 %.
Исследование взаимодействия амина III с бензальдегидами в этаноле при 78 0С показало, что конденсация протекает успешно с образованием ранее неизвестных иминов VI-VIII с выходом 62-79 %. При этом время реакции варьируется от 3.5 ч (для 4-нитробензальдегида) до 14 ч (для 4-гидроксибензальдгида).
Ацилирование и бензоилирование аминобензотиазолилпиразола III приводит к ранее неизвестным амидам IV V с хорошим выходом 73 и 78 % соответственно. На спектре 1H-13C HMBC аце-тамида IV имеется корреляция между сигналом карбонильного углерода при 169.60 м.д. и сигналом протонов метильной группы при 1.95 м.д., что позволяет отнести её к ацетамидному заместителю.
Диазотирование аминобензотиазолилпиразола III нитритом натрия в соляной кислоте и последующее азосочетание с 2-нафтолом привело к ярко-красному азосоединению IX с выходом 76 %, электронный спектр которого содержит максимум поглощения в области 445 нм (е = 18880), а в масс-спектре присутствует пик молекулярного иона с интенсивностью 100 %. Соотношение интенсивностей пика [M]+ и изотопных пиков [M+1]+, [M+2]+ подтверждают брутто-формулу соединения IX.
Фармакологическая часть
Скрининговые исследования антиоксидантной активности индивидуальных веществ показали, что все новые соединения обладают антиоксидантной активностью, однако она выражена в разной степени (табл. 2).
Исходный нитрозопиразол I и азопроизводное IX эффективно ингибируют ПОЛ, превосходя референтный препарат гесперидин.
Можно заметить, что наличие нитрогруппы значительно уменьшает проявление антиок-сидантной активности у тестируемых бензотиазолилпиразолов - у II, имеющего нитрогруппу
Таблица 2. Антиоксидантная активность новых бензотиазолилпиразолов Table 2. Antioxidant activity of novel benzothiazolylpyrazoles
Соединение Концентрация, моль/л % снижения ПОЛ M±m
1 2 3
Контроль- спирт
IV 10-3 41,09 29,83 29,67 33,53
V 10-3 10,42 28,08 27,04 21,84
VI 10-3 93,63 75,73 89,81 86,39±5,44
VII 10-3 7,69 41,02 30,76 26,49±9,85
VIII 10-3 96,15 97,43 71,79 88,46±8,34
Контроль-хлороформ
I 10-3 77,90 66,17 86,79 76,95±5,97
II 10-3 10,15 18,06 14,95 14,38±2,30
IX 10-3 73,78 79,60 74,10 75,83±1,88
Контроль-ДМСО
Гесперидин 10-3 84,77 71,39 59,60 71,92±7,27
Феруловая кислота 10-3 85,30 85,96 64,65 78,64±6,70
в пиразольном скаффолде, и у VII, содержащего нитрогруппу в и-положении азометинового фрагмента молекулы.
У амидных бензотиазолилпиразолов IV и V значения ингибирования ПОЛ также наблюдаются достаточно низкими, 33,53 % и 21,84 % соответственно.
Соединениями-лидерами являются азометиновые бензотиазолилпиразолы VI и V, которые превосходят препараты сравнения геспередин и феруловую кислоту. Наличие гидроксиль-ной группы у VIII не привнесло значительный вклад в увеличение антиоксидантной активности по сравнению с VI.
Соединения-лидеры можно расположить в следующем порядке: VIII>VI>I>IX. Соединения под шифрами VI и VIII превысили антиоксидантную активность гесперидина на 20 % и 23 % соответственно. Антиоксидантная активность соединений IX и I была эквивалентна феруловой кислоте.
Экспериментальная часть
Прогностическая часть
Хемоинформационный анализ молекулярных дескрипторов лекарствоподобия виртуальных соединений был осуществлен с помощью веб-сервисов SwissADME и ADMETlab 2.0.
Синтетическая часть
Синтез исходного 2-гидроксимино-1-фенилбутандиона-1,3 [9] и 2-гидразинилбензотиазола [10] осуществляли по известным методикам. Ход реакций и чистоту получаемых соединений контролировали методом ТСХ с использованием пластин Sorbfil ПТСХ-АФ-В (Россия), пятна детектировали в УФ-свете. Спектры ЯМР *Н (600.13 МГц), ЯМР 13С (150.90 МГц), COSY, HSQC, HMBC регистрировали на спектрометре Bruker Avance III 600. Отнесение сигналов 1H и 13C выполнено с использованием двумерной гомоядерной (1H-1H COSY) и гетероядерной (1H-13C HSQC, 1H-13C HMBC) корреляционной ЯМР-спектроскопии. Химические сдвиги 1H и 13C указаны относительно остаточного сигнала растворителя (CDCl3: 5 = 7.26 (1H) и 77.16 м.д. (13C); DMSO-d6: 5 = 2.50 (1H) и 39.5 м.д. (13C)). Электронные спектры соединения IX записывали на спектрофотометре HELIOS OMEGA в кварцевой кювете 1 см при концентрации 0.5*10-4 моль/л для 350-800 нм в CHCl3, и при концентрации 1*10-2 моль/л для соединения I. Масс-спектры записаны на приборе Finnigan MAT 8200 (ионизация ЭУ, 70 эВ). ВЭЖХ-МС анализ осуществлён на приборе Shimadzu LC/MS-2020 с колонкой RAPTOR ARC-18 (100). ИК-спектры регистрировали с помощью ИК-микроскопа SpecTRA TECH InspectIR на базе ИК-Фурье спектрофотометра Impact 400.
2-(3-метил-4-нитрозо-5-фенил-1Н-пиразол-1-ил)бензо^]тиазол I. Раствор 2-гидразинилбензотиазола (1.343 г, 8.1 ммоль) и 2-гидроксимино-1-фенилбутандиона-1,3 (1.547 г, 8.1 ммоль) в ледяной уксусной кислоте (7.4 мл) перемешивали 1 ч при комнатной температуре, затем 1 ч при 60 0С и 0.5 ч при 80 0С. Полученную жёлтую суспензию кипятили с обратным холодильником 2 ч при интенсивном перемешивании, реакционную массу охлаждали, зелёный осадок отфильтровывали и промывали уксусной кислотой (2 x 2 мл), затем водой (20 мл) и сушили на воздухе. Технический продукт растворяли в кипящем толуоле (130 мл), раствор охлаждали и очищали флэш-хроматографией на силикагеле (элюент: толуол). Выход 1.47 г (57 %), зелёные кристаллы, т.пл. 201-203 0C (CCl4). ИК-спектр, v, см-1: 1551, 1349 (N=O). Электронный
спектр (CHCl3), Xmax (е), нм: 712 (68) (N=O). Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.32 с (3H, СНз), 7.41 т (Шаром, J = 7.3 Hz), 7.46 т (Шаром, J = 7.3 Hz), 7.56 т (2^ром, J = 7.8 Hz), 7.64 т (Шаром, J = 7.5 Hz), 7.81 д (Шар0м, J = 8.1 Hz), 7.84 д (Шаром, J = 8.0 Hz), 7.93 д (2HapoM, J = 8.3 Hz). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 159.58, 158.72, 150.65, 134.00, 131.87, 131.15, 128.30, 126.88, 126.25, 126.03, 123.87, 121.51, 13.71.
2-(3-метил-4-нитро-5-фенил-1Н-пиразол-1-ил)бензо^]тиазол II. Нитрозопиразол I (0.417 г, 1.3 ммоль) суспендировали в 50 мл уксусной кислоты, смесь нагревали до 50 0С и вводили по каплям при перемешивании 35 % H2O2 (6 мл). По окончании реакции через 2.5 ч реакционную массу упаривали до 3 мл при пониженном давлении, осадок отфильтровывали и промывали уксусной кислотой (1 мл), затем водой (5 мл). Аналитический образец получали перекристаллизацией из CCl4. Выход 0.297 г (68 %), жёлтые кристаллы, т.пл. 170-172 0C (CCl4). ВЭЖХ/МС (6 kV), m/z (1отн,%): 337 (100) [M+1]+, 338 (25) [M+2]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.72 с (3H, СН3), 7.36 т (Шаром, J = 7.5 Hz), 7.41 т (Шаром, J = 7.2 Hz), 7.47-7.52 м ^аром), 7.57 т (Шаром, J = 7.4 Hz), 7.72 д (Шаром, J = 8.1 Hz), 7.76 д №ром, J = 8.0 Hz). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 157.97, 150.23, 148.76 (C 4-Pyr), 143.22, 133.89 (C 3-Pyr), 130.69, 130.30, 128.58, 126.84, 126.54, 126.01, 123.84, 121.39, 14.35 (CH3).
4-амино-1-(бензо^]тиазол-2-ил)-3-метил-5-фенил-1Н-пиразол III. В раствор бензо-тиазолилнитрозопиразола I (0.3 г, 0.94 ммоль) в дихлорметане (15 мл) вводили катализатор Pd/C 0.5 % (0.15 г), затем по каплям вводили гидразингидрат (0.094 г, 1.9 моль) и перемешивали 2 ч. По окончании реакции катализатор отфильтровывали, фильтрат упаривали и твёрдый остаток обрабатывали минимальным количеством диэтилового эфира. Выход 0.213 г (71 %), светло-жёлтые кристаллы, т.пл. 160-162 0C (EtOH). ИК-спектр, v, см-1: 3427, 3336 (NH2). ВЭЖХ/ МС (6 kV), m/z (1отн,%): 305 (100) [M-1]+, 306 (40) [M]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.34 с (3H, СН3), 3.04 с (2H, NH2), 7.24 т (Шаром, J = 7.3 Hz), 7.31 т (Шаром, J = 7.2 Hz), 7.44-7.48 м (5Наром), 7.60 д (Шаром, J = 8.1 Hz), 7.72 д (Шаром, J = 7.9 Hz). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCI3), 5, м.д.: 160.50, 151.24, 144.13, 133.03, 130.29, 129.62, 129.41, 128.75, 128.58, 128.48, 126.02, 124.26, 122.56, 121.04, 11.44.
N-(1-(бензо[d]тиазол-2-ил)-3-метил-5-фенил-1H-пиразол-4-ил)ацетамид IV. В раствор аминопиразола III (0.1 г, 0.33 ммоль) в этилацетате (3 мл) при перемешивании вводили этано-вый ангидрид (0,168 г, 1,65 ммоль). После окончания реакции через 2 ч осадок отфильтровывали и сушили на воздухе. Выход 0.084 г (73 %), белые кристаллы, т.пл. 227-228 0C (EtOH). ИК-спектр, v, см-1: 3250 (NH), 1658 (C=O). ВЭЖХ/МС (6 kV), m/z (1отн,%): 349 (100) [M+1]+, 350 (25) [M+2]+, 351 (7) [M+3]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, DMSO-d6), 5, м.д.: 1.95 с (3H, eH3C=O), 2.17 с (3H, СН3), 7.36-7.52 м (8Наром), 8.03 д (1Наром, J = 7.9 Hz), 9.34 с (1H, NH). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, DMSO-d6), 5, м.д.: 169.60 (NH-C=O), 160.20, 150.26 (C 4-Pyr), 139.33, 132.66, 129.80, 128.93, 127.82, 127.76, 126.37, 124.86, 122.07, 121.85, 121.33 (C 3-Pyr), 22.30 (CH3C=O), 11.40 (PyrCH3).
N-(.1-(бензо^]тиазол-2-ил)-3-метил-5-фенил-1Н-пиразол-4-ил)бензамид V. В раствор аминопиразола III (0.2 г, 0.65 ммоль) в хлороформе (7 мл) вводили триэтиламин (0.4 мл) и бензо-илхлорид (0.216 г, 1.54 ммоль). Реакционную массу кипятили 6 ч. По окончании реакции смесь охлаждали, промывали 5 % водным раствором Na2CO3 (20 мл), затем насыщенным раствором NaCl. Органический слой сушили безводным Na2SO4 и упаривали. Полученный остаток обрабатывали этанолом, осадок отфильтровывали, сушили и хроматографировали на колонке с силикагелем
в системе толуол-ацетонитрил. Выход 0.21 г (78 %), белые кристаллы, т.пл. 244-246 0C (CCl4). ИК-спектр, V, см-1: 3267 (NH), 1643 (C=O). ВЭЖХ/МС (6 kV), m/z (1отн,%): 411 (100) [M+1]+, 412 (30) [M+2]+, 413 (9) [M+3]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.41 с (3H, СН3), 7.19 с (1H, NH), 7.30 т (Шаром, J = 7.3 Hz), 7.36 т (Ш^, J = 7.2 Hz), 7.42-7.56 м (8Наром), 7.66 д (1Наром, J = 8.1 Hz), 7.76-7.80 м (3HalXM). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 167.06, 160.10, 150.96, 150.25, 139.81, 133.80, 133.50, 132.29, 130.45, 129.63, 128.93, 128.44, 127.43, 126.25, 124.90, 123.09, 121.24, 12.49.
1-(бензо^]тиазол-2-ил)-^бензилиден-3-метил-5-фенил-1Н-пиразол-4-амин VI. В раствор аминопиразола III (0.2 г, 0.65 ммоль) в этаноле (15 мл) вводили бензальдегид (0.173 г, 1.63 ммоль). Смесь кипятили при перемешивании 7 ч, затем охлаждали и выдерживали при -13 0С до полной кристаллизации продукта. Кристаллы отфильтровывали, промывали холодным этанолом (2 x 0.5 мл) и сушили на воздухе. Выход 0.205 г (79 %), жёлтые кристаллы, т.пл. 168-170 0C (EtOH). ИК-спектр, v, см-1: 1600 (C=N). ВЭЖХ/МС (6 kV), m/z (1отн,%): 395 (100) [M+1]+, 396 (33) [M+2]+, 397 (7) [M+3]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.54 с (3H, СН3), 7.30-7.77 м (12Наром), 7.81 м (2Наром), 8.33 с (1H, CH=N). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 159.53, 157.92, 151.13, 136.67, 134.58, 131.11, 129.90, 129.16, 128.85, 128.39, 127.90, 126.45, 125.33, 123.31, 121.25, 12.96.
1-(бензо^]тиазол-2-ил)-3-метил-^(4-нитробензилиден)-5-фенил-1Н-пиразол-4-амин VII. В реакционный сосуд загружали аминопиразол III (0.1 г, 0.327 ммоль), п-нитробензальдегид (0.049 г, 0.327 ммоль) и 4 мл этанола, смесь кипятили в течение 3.5 часов. Осадок отфильтровывали, промывали этанолом (3 мл) и сушили на воздухе. Выход 0.106 г (73 %), красные кристаллы, т.пл. 187-189 0C (EtOH). ИК-спектр, v, см-1: 1604 (C=N), 1517, 1347 (NO2). Масс-спектр (70 eV), m/z (1отн,%): 439 (100) [M]+, 440 (29) [M+1]+, 441 (9) [M+2]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, DMSO-d6), 5, м.д.: 2.52 с (3H, СН3), 7.37-7.55 м (8Наром), 8.03 м (3Наром), 8.32 д (2Наром, J = 8.7 Hz), 8.82 с (1H, CH=N). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, DMSO-d6), 5, м.д.: 160.37, 159.64, 150.62, 149.04, 145.70, 142.11, 137.25, 133.59, 133.04, 131.05, 129.89, 129.41, 128.35, 128.03, 126.86, 125.36, 124.39, 122.52, 122.30, 13.23.
4-((1-(бе H3o[d]mu азол-2-ил)-3-ме тил-5-фенил-1Н-пиразол-4-илимино)ме тил) фенол VIII. В раствор аминопиразола III (0.25 г, 0.82 ммоль) в этаноле (17 мл) вводили п-гидроксибензальдегид (0.249 г, 2.04 ммоль) и уксусную кислоту (0.2 мл). Смесь кипятили при перемешивании 14 ч, затем охлаждали и выдерживали при -13 0С до полной кристаллизации продукта. Кристаллы отфильтровывали, промывали холодным этанолом (0.5 мл) и сушили на воздухе. Выход 0.206 г (62 %), жёлтые кристаллы, т.пл. 226-228 0C (EtOH). ИК-спектр, v, см-1: 1608 (C=N). ВЭЖХ/МС (6 kV), m/z (1отн,%): 409 (100) [M-1]+, 410 (30) [M]+, 411 (40) [M+1]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.69 с (3H, СН3), 6.95 д (2 Наром, J = 8.6 Hz), 7.34-7.80 м (12Н). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 161.36, 150.39, 147.19, 133.28, 132.13, 130.47, 129.96, 128.87, 128.23, 126.09, 124.78, 123.06, 121.09, 115.79, 12.27.
1-((1-(бен.зо^]тиазол-2-ил)-3-метил-5-фенил-1Н-пиразол-4-ил)диазенил)2-гидроксинафталин IX. В реакционный сосуд загружали при перемешивании аминопиразол III (0.306 г, 1 ммоль) и соляную кислоту 17 % (1.83 мл). Реакционную массу охлаждали до 0 оС и вводили по каплям водный раствор NaNO2 (0.076 г в 0.2 мл воды), перемешивали при охлаждении в течение 30 минут. В полученную соль диазония вводили холодный раствор 2-нафтола (0.158 г, 1.1 ммоль) в водном NaOH (0.31 г в 3.4 мл воды) при интенсивном перемешивании,
затем в реакционную массу вводили 35 % HCl (1 мл). Продукт отфильтровывали, промывали водой, горячим этанолом и сушили на воздухе. Аналитический образец получен перекристаллизацией из смеси CCl4-CHCl3. Выход 0.352 г (76 %), красные кристаллы, т.пл. 274-276 0C (CCl4-CHCl3). Электронный спектр (CHCl3), Xmax (е), нм: 445 (18880) (N=N). Масс-спектр (70 eV), m/z (1отн,%): 461 (100) [M]+, 462 (30) [M+1]+, 463 (8) [M+2]+. Спектр ЯМР *H (600 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 2.87 с (3H, СН3), 7.07 д (1Наром, J = 9.1 Hz), 7.34-7.80 м (12Наром), 7.91 м (1Ивр0Ы), 8.55 д (1Наром, J = 8.2 Hz). Спектр ЯМР 13C (151 MHz, CDCl3), 5, м.д.: 153.04, 150.93, 145.27, 141.93, 141.00, 136.07, 135.09, 131.40, 130.72, 129.79, 128.63, 128.40, 127.65, 126.53, 125.29, 124.52, 123.38, 122.92, 121.92, 121.89, 121.33, 120.30, 119.18, 15.94.
Фармакологическая часть
Антиоксидантное действие исследуемых соединений было изучено in vitro на модели Fe2+-индуцированного ПОЛ, используя в качестве субстрата желточные липопротеиды. Концентрация липидов в полученном субстрате составляла 40 мг/мл [11].
При изучении индуцированного ^е+2-зависимого) ПОЛ инкубационная среда содержала 740 мкл ФБ, состоящего из 40мМ КН2РО4 и 0,5 мМКС1, pH 7,45; 100 мкл железа 25мМ FeSO4* 7H2O, который растворяли в 0,002nHCl. Реакцию проводили на водяной бане при 37 °C. Уровень продуктов ПОЛ определяли, как описано Владимировым и Арчаковым [12]. Для этого в нулевое время и через 15 минут инкубации отбирали по 0,5 мл суспензии, смешивали на холоде с 1 мл 20 % раствора трихлоруксусной кислоты. Полученную смесь центрифугировали при 3 тыс. об./ мин. 15 минут. К надосадочной жидкости добавляли 2 мл 0,5 % раствора тиобарбитуро-вой кислоты, приготовленной на додецилсульфате натрия, и нагревали на водяной бане 15 минут при 100 °C. После охлаждения до комнатной температуры записывали спектр поглощения ТБК-активных продуктов на приборе СФ при 532 нм и рассчитывали количество ТБК-активных продуктов, используя коэффициент молярной экстинкции МДА -1,56х105М-1см [13].
Эффективность антиоксидантного действия оценивали по степени ингибирования интенсивности ПОЛ в системе желточных липопротеидов в опытных образцах по отношению к контрольным. В опытные пробы вносили исследуемые соединения в виде растворов (в ДМСО, либо спирте этиловом, либо хлороформе) в конечной концентрации 10-3 моль/л. В контрольные пробы добавляли только растворитель (ДМСО, либо спирт этиловый, либо хлороформ соответственно). Рассчитывали процент торможения ПОЛ по отношению к контрольной пробе.
Статистическая обработка результатов эксперимента
Для статистической обработки результатов использовали пакет программ «StatPlus 2009». Результаты опытов обрабатывались методом вариационной статистики. Для определения достоверности количественных различий результатов опытов вычисляли среднее арифметическое (М) и среднюю ошибку среднего арифметического (m).
Заключение
Таким образом, в результате исследований успешно осуществлено масштабирование синтеза исходного 2-(3-метил-4-нитрозо-5-фенил-Ш-пиразол-1-ил)бензо[й?]тиазола. Показано, что из бен-зотиазолилнитрозопиразола могут быть успешно синтезированы ранее неизвестные нитро-, ами-
но-, Ж-ацетиламино-, имино-, бензамидо- и азопроизводные. Строение впервые полученных соединений подтверждено современными физическими и физико-химическими методами.
Виртуальные структуры полученных соединений обладают высокой степенью лекарство-подобия согласно правилу Липински, что позволяет судить о них как о потенциальных кандидатах в лекарственные средства.
В результате исследования нами было проведено сопоставление структуры, молекулярных параметров исследуемых соединений и уровня их антиоксидантной активности, а также установлено влияние конформационных особенностей и наличия функциональных групп, обуславливающих антиоксидантную активность соединений. Выявлены соединения-лидеры, которые обладают выраженной антиоксидантной активностью.
Список литературы / References
1. Roy M., Biswal D., Sarkar O., Pramanik N. R., Drew M. G.B., Sadhukhan P., Kundu M., Sil P. C., Chakrabarti S. New mononuclear and binuclear oxomolybdenum(V) complexes containing NN chelator: Syntheses, DFT calculations, interaction with BSA protein and in vitro cytotoxic activity. J. Inorg. Biochem. 2019. Vol.199, 110755. DOI: 10.1016/jjinorgbio.2019.110755.
2. Sayed A.R., Gomha S. M., Abdelrazek F. M., Farghaly M. S., Hassan S. A., Metz P. Design, efficient synthesis and molecular docking of some novel thiazolyl-pyrazole derivatives as anticancer agents. BMC Chemistry. 2019. 13, 116. DOI: 10.1186/s13065-019-0632-5.
3. Bala R., Kumari P., Sood S., Kumar V., Singh N., Singh K. Phthaloyl Dichloride-DMF Mediated Synthesis of Benzothiazole-based 4-Formylpyrazole Derivatives: Studies on Their Antimicrobial and Antioxidant Activities. J. Heterocycl. Chem. 2018. 55, 2507-2515. DOI: 10.1002/jhet.3282.
4. Abdelhamid A.O., El Sayed I. E., Zaki Y. H., Hussein A. M., Mangoud M. M., Hosny M. A. Utility of 5-(furan-2-yl)-3-(p-tolyl)-4,5-dihydro-1H-pyrazole-1-carbothioamide in the synthesis of heterocyclic compounds with antimicrobial activity. BMC Chemistry. 2019. 13, 48. DOI: 10.1186/s13065-019-0566-y.
5. Durgamma S., Reddy P. R., Padmavathi V., Padmaja A. Synthesis and Antioxidant Activity of Amido-Linked Benzoxazolyl/Benzothiazolyl/Benzimidazolyl-Pyrazoles and Isoxazoles. J. Heterocyclic Chem. 2016. 53, 738-747. DOI: 10.1002/jhet.2347.
6. Mohammadi A., Khalili B., Tahavor M. Novel push-pull heterocyclic azo disperse dyes containing piperazine moiety: Synthesis, spectral properties, antioxidant activity and dyeing performance on polyester fibers. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2015. 150, 799-805. DOI: 10.1016/j.saa.2015.06.024.
7. Fekri A., Keshk E. M., Khalil A-G.M., Taha I. Synthesis of novel antioxidant and antitumor 5-aminopyrazole derivatives, 2D/3D QSAR, and molecular docking. Mol Divers. 2022. 26, 781-800. DOI: 10.1007/s11030-021-10184-9.
8. Бобров П.С., Кондрасенко А. А., Субоч Г. А. Синтез ^бензотиазолил-4-нитрозопиразолов. ЖОрХ2022, Т. 58(10). [Bobrov P. S., Kondrasenko A. A., Suboch G. A. Synthesis of N-Benzothiazolyl-4-Nitrosopyrazoles. Russian Journal of Organic Chemistry 2022, 58(10).].
9. Bobrov P.S., Kirik S. D., Lyubyashkin A. V., Suboch G. A., Tovbis M. S. Molecular packing peculiarities in 2-hydroxyimino-1,3-diketones by X-ray powder diffraction. Butlerov Communications B 2022. Vol.3 (2), Id.1. DOI: 10.37952/ROI-jbc-B/22-3-2-1.
10. Badahdah K.O., Abdel Hamid H. M., Noureddin S. A. Functionalized 2-Hydrazinobenzothia-zole with Isatin and Some Carbohydrates under Conventional and Ultrasound Methods and Their Biological Activities. J. Heterocycl. Chem. 2015. Vol.52, P. 67-74. DOI: 10.1002/jhet.1986.
11. Мельянцева Л. П. Влияние фосфатидилхолинхолестериновых липосом на рост некоторых бактериальных культур. Журн. микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии. 1994. Vol. 2, P. 14-17. [Melyantseva L. P. Effect of phosphatidylcholinesterol liposomes on the growth of some bacterial cultures. Zhurn. mikrobiologii epidemiologii i mmunobiologii. 1994. Vol.2, P. 14-17.]
12. Владимиров Ю.А., Арчаков А. И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. 252 с. [Vladimirov Yu.A., Archakov A. I. Perekisnoye okisleniye lipidov v biologicheskikh membranakh [Peroxidation of biological membrane lipids]. Moscow: Nauka, 1972. 252 p. (in Russ.)]
13. Орехович В. Н. Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1977. 392 с. [Orekhovich V. N. Sovremennyye metody v biokhimii [Modern methods in biochemistry]. Moscow: Medicina, 1977. 392 p. (in Russ.)]
14. Bobrova A.V., Krasnov P. O., Povarov I. G., Bobrov P. S., Lyubyashkin A. V., Suboch G. A., Tovbis M. S. Facile synthesis and sulfonylation of 4-aminopyrazoles. Journal of Molecular Structure 2021. Vol. 1230, 129912. DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.129912.
