Синтез, физико-химические и биологические свойства некоторых №-замещенных 8-3-метил-3,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 547.857.1.03/.04.057+547.857.1.-026.8

СИНТЕЗ, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ И7-ЗАМЕЩЕННЫХ8-[ГИДР0КСИМЕТИЛ)-3-МЕТИЛ-3,7-ДИГИДР0-1Н-ПУРИН-2,6-ДИ0НА

Разработаны препаративные методики 8-(гидроксиметил)-3-метил-3,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона, изучены их физико-химические свойства, острая токсичность и нейротропная активность.

Запорожский государственный Ключевые слова: пуриндион-2,6, синтез, биологическая ак-

медицинский университет тивность.

e-mail: [email protected]

Введение. Производные пурина и пуриндиона-2,6 обладают широким спектром биологической активности и с успехом применяются в медицинской практике для лечения самых различных заболеваний.

В тоже время, дефицит высокоэффективных и малотоксичных отечественных средств противоопухолевого, гипотензивного, бронхолитического, диуретического, нейротропного и других видов активности, предопределяет целесообразность их поиска в ряду производных пуриндиона-2,6, поскольку данные виды активности для них присущи [1-7].

В связи с этим поиск биологически активных веществ в ряду И—замещенных 8-(гидроксиметил)-з-метил-з,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона является весьма актуальным и представляет теоретическую и практическую значимость.

Целью работы является синтез N--замещенных 8-(гидроксиметил)-з-метил-з,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона и изучение их физико-химических и биологических свойств.

Материалы и методы. Объектом исследования являются 7-замещенные 8-(гидроксиметил)-з-метил-з,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона.

ИК-спектры сняты на приборе Bruker-ALPHA. ПМР-спектры записаны на приборе фирмы Varían (рабочая частота 200 MHz, растворитель ДМСО-Дб, внутренний стандарт - ТМС). Масс-спектры синтезированных соединений сняты на приборе фирмы Varían с прямым вводом образца в ионный источник. Условия съемки: ускоряющее напряжение - 3 кВ, ток эмиссии катода i мА, ионизирующее напряжение - 70 эВ, элементный анализ проведен на приборе ELEMENTAR vario EL cube.

8-(aiidp0KciiMemiLn)-3-MemiLn-3,7-diiaiidp0-iH-nypim-2,6-dii0H (I) получен по методу[8].

Натриевая соль 8-(aiidp0KciiMemiLn)-3-MemiLn-3,7-diiaiidp0-iH-nypim-2,6-dii0Ha (II).

К 19,6 г (од моль) соединения (I) в 300 мл воды прибавляют раствор 4,0 г (од моль) NaOH в 30 мл воды и нагревают до образования истинного раствора. Затем упаривают в вакууме до образования твердого остатка. Остаток промывают на фильтре ацетоном, сушат и получают желаемый продукт.

7-Замещенные 8-(гидроксаметал)-з-метал-з,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона (III-VI).

Смесь 2,18 г (о,01 моль) соединения (I) и 0,12 моль алкилирующего реагента в 30 мл ДМФА нагревают при кипении в течение двух часов. Реакционную смесь охлаждают и выливают в 100 мл воды и отфильтровывают образовавшийся осадок. На анализ (III-VI) кристаллизуют из водного этанола.

Аммониевые соли 8-(zudpoKciiMeiniLa)-3-MeiniLa-3,7-duzudpo-iH-nypiiH-2,6-duoHa (VI 1-Х).

Смесь 1,96 г (о,01 моль) I и 0,012 моль соответствующего амина в 30 мл воды кипятят 40 минут. Упаривают в вакууме до образования первых кристаллов. Охлаждают. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают ацетоном, сушат при б0-70°С.

Результаты и их обсуждение. Полученные соединения (III-X) - кристаллические вещества белого или светло-желтого цвета. Соединения (III-VI) не растворимы в воде, растворимые в диоксане, ледяной уксусной кислоте, ДМФА при нагревании. Соединения (VII-X) легко растворимы в воде.

В ПМР-спектре (V) зарегистрированы сигналы: дублет протонов метиленовой группы (Ся-СН9-0Н) при 4,52-4,55 м.д., триплет протонов группы (Ся-СН2-0Н) при 5,59-5,65 м.д., синг-лет протонов метальной группы находящейся в третьем положении (N3-CH3) при 3,42 м.д.,

Д.О. ПРИИМЕНКО1 ДА ВАСИЛЬЕВ2 Е.В. АЛЕКСАНДРОВА2

'> КП «ФАРМАЦИЯ»

bill

синглет протонов метиленовой группы ГН--СД.,-С(0)-Аг) при 5,95 м.д., мультиплет протонов бензольного кольца при 7,51-8,06 м.д. также зафиксирован сигнал протона урацилового фрагмента №-Н) при 11,09 М-Д-

О

HN

Л

N

СН3

Н

N

//

N

О

ОН

водн. р-р NaOH

(I)

Я^Нг

О

,R1

HN

ISI ОН N

X=CI, Br, I

CH-s (Vll-X)

R = CH3 (III); C2H5 (IV); CH2COC6H5 (V); CH2C6H5 (VI) Rl = C(CH2OH)3 (VII); (CH3)2 (VIII); (C2H5)2 (IX); CH2CH2OH (X)

Рис. l. Схема синтеза 7-замещенных 8-(гидроксиметил)-3-метил-3,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона

В масс-спектре (V), фиксируется пик М+ с m/z 314, который соответствует брутго-составу C15H14N4O4. Наличие фенильного радикала подтверждается регистрацией осколочных ионов с m/z 77 [С6Н5]+ и m/z 105 [СбН5СО]+. Эти ионы имеют максимальную интенсивность, так как процесс их образования обусловлен типичным ß-распадом относительно гетарильного ядра, и a-распадом относительно карбонильной группы. Также наблюдается пик иона с m/z 209 [М -СОСбН5]+. Заместитель при атоме N7 гипоксантинового цикла проявляется путем регистрации иона [М - СН2СОСбН5]+ с m/z 195. Характер замещения при атоме Се подтверждается специфическим отрывом атома кислорода от иона [М - СН2СОСбН5]+ - ион с m/z 179. Фрагментация соединения (V) представлена на схеме (рис. 2).

В ПМР-спектре (VI) фиксируются сигналы: дублет протонов метиленовой группы (Cs-СН9-ОН) при 4,49-4,52 м.д., синглет протонов метальной группы (N3-CH3) при 3,32 м.д., синглет протонов метиленовой группы (N7-£H2-Ar) при 5,54 м.д., мультиплет протонов бензольного кольца при 7,23-7,39 м.д., а также зафиксирован сигнал протона урацилового фрагмента (NrH) при 11,11 м.д.

В масс-спектре (VI) зафиксирован пик М+ с m/z 286, который отвечает брутго-составу Ci4H14N403. Регистрируются ион с m/z 195 [М - С7Н7]+, который характеризует наличие бензильного радикала в седьмом положении соединения (VI), а ион с m/z 166 [Ф - HNCO]+ подтверждает присутствие заместителя в положении 8 анализируемого соединения. Масс-распад (VI) под действием электронного удара изображен на схеме (рис. з).

На первой стадии биологических исследований полученных соединений изучается острая токсичность, что позволяет в определенной мере уменьшить количество и интенсивность проявлений побочных реакций в условиях их клинического применения [9,10].

Исследования проводили по методу Кербера и экспресс-методу В.Б. Прозоровского [9] на белых нелинейных крысах. В экспресс-методе методу В.Б. Прозоровского использовали 4 группы животных, по 2 наблюдения в каждой с дополнительным использованием одной предыдущей и последующей дозы. Наблюдения проводились через 2-4 часа. Результаты исследований приведены в таблице 1.

В результате исследования острой токсичности было установлено, что ЛД50 этого класса химических соединений находится в пределах от 592 до 782 мг/кг, за классификацией К.К. Сидорова они относятся к IV классу токсичности - малотоксичные вещества.

i

о

А,

—СН2—С-СбН5

HN т.-п v_.no—V/

СН, (V)

3 М , 314

-СН2С(0)СвН5

о

л.

HN

О

/к

нн

П

0 - ,.N а+Асн=0

Н

СН3 m/z 195

HN

О

нсо

-NH

Л+'

П1Ч Г Iii

лл*1

¿Н3 m/z 166

О

H3C-N-

HNCO

—NH

J

7l+-

-С*Н

N-CH,-C=0

6"5

HN --Но' N N^4CH2OH СН3 m/z 237 -СО

о

лХ ГСН!

О N N СН,ОН

Г

СН, m/z 209

HN

О

-со

П1Ч V ..

ЛЛ^

Н

сн3 m/z 195

л-

он

-о

HN

О

Л

ЛЛк*

Н

CH3 m/z 179

/й-NH

нзс-Nqr j

m/z 123 m/z 95

Рис. 2. Схема масс-распада соединения (V) под действием электронного удара

О

*-СН2-С6Н5

HN' ^т:-N-

1 п

О N N' CHjOH

СН3 (VI)

М* . 286

1

+ •

О

"114 Г-

JLAi

HN

О N N СН=0

1 Н

СН3 m/z 195

/Г-NH

л

N

m/z 95

-сн2о

-НСО

—NH

J

П-

-HCN/*" N*

/ m/z 68

+ •

-СО

HN

О

X

АЛ*1

СН3 m/z 256

„ 1 + '

N-CH2—CgH5

HN

-C7He

NH

л

+ ■

СН3 mlz 166

■HNCO

H3C-N-

-NH

J

m/z 123

LI >

Рис. д. Схема фрагментации соединения (VI) под действием электронного удара

Таблица 1

Результаты исследования острой токсичности

Соединение № Амин ЛД50 (M±m)

vii h2n-c(ch2oh) 662,o±4i,8

viii hn(ch3)2 840,0±25,5

ix hn(c2h5)2 782,0±22,7

x h2n-ch2-ch2oh 592,o±21,5

Влияние синтезированных соединений на продолжительность этаминал-натриевого сна изучали с помощью теста взаимодействия с барбитуратами на белых крысах весом 160-205 г по 7 крыс в каждой группе. Крысам контрольной группы внутрибрюшинно вводили этаминал-натрий в дозе 30 мг/кг (контроль) и продолжительность наркотического сна принимали за 100%. Растворы исследуемых соединений (У11-х) вводили внутрибрюшинно в дозе 0,05 ЛД50 в виде водного раствора. Через 30 мин вводили этаминал-натрий в дозе 30 мг/кг. Продолжительность действия сна этаминал-натриевого сна определяли во времени, в течение которого животные находились в боковом положении, т.е. с момента утраты рефлекса переворачивания. Эталонами сравнения служили аминазин (нейролептик фенотиазинового ряда - 5 мг/кг и кофеин - ксантиновый психостимулятор), который вводили крысам третьей группы в дозе ю мг/кг. Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние синтезированных соединений на продолжительность этаминал-натриевого сна

Соединение Доза мг/кг Продолжительность наркотического сна, мин. % к контролю

М±т Доверительный интервал при р=0,05

vii ЗЗД 120,7±7,5 102,4-139,0 П9,5

viii 42,0 202,4±8,3 192,1-222,7 200,4

ix 39,1 82,З±6,2 68,7-97,4 81,5

x 29,6 105,З±4,8 94,6-117,2 104,0

Контроль 101,0±6,1 86,о±п6,о 100

Аминазин 5,0 184,2±З,1 175,59

Кофеин-бензоат натрия 30,0 I°4,7±4,O 100,0

Все вышесказанное свидетельствует о перспективе поиска соединений с нейтротропной активностью в ряду производных пуриндиона-2,6.

Выводы.

1. Разработаны новые препаративные методики получения 7-замещенных 8-(гидроксиметил)-з-метил-з,7-дигидро-1Н-пурин-2,6-диона.

2. Строение синтезированных соединений установили с помощью современных физико-химических методов исследования: ИК-, ПМР-спектроскопии и масс-спектрометрии.

3. Изучена острая токсичность синтезированных соединений и установлено, что они относятся к IV классу токсичности - малотоксичные вещества.

4. Учитывая результаты первичного фармакологического скрининга, можно резюмировать, что целесообразно продолжить поиск соединений, обладающих нейротропной активностью в ряду производных пуриндиона-2,6.

Литература

1. Антиаритмические свойства ди- и трициклических замещенных ксантина / И.Б. Самура, Б.А. Прийменко // Запорожский медицинский журнал. - 2002. - №4. - с. 69-72.

2. Коронаролитическая активность гидрохлорида 3-метил-7-(Р-гидрокси-у-1^-пиперидинопропил)-8-1Ч-пиперидиноксантина / Н.И. Романенко, Б.А. Прийменко, Е.А. Чубарев и др. // Запорожский медицинский журнал. - 2003. - №6. - С. 248-250.

3. Синтез и изучение противовоспалительной активности производных триазино[з,4-1]ксантина / Н.И. Романенко, Б.А. Прийменко, Б.А. Самура и др. // Запорожский медицинский журнал. - 2004. - №5. - с. 141-143.

4. Louis D.Q. Fundamentals of heterocyclic chemistry: importance in nature and in the synthesis of pharmaceuticals / D.Q. Louis. - Wiley 2010. - 327 p.

5. Pat. 2010/0279969 USA, мки6 a61k 31/70. Azido purine nucleosides for treatment of viral infections / R.F. Schinazi, J.W. Mellors, N.P. Sluis-Cremer [et al.]. - № 12/599951; заявл. 14.05.2008 ; опубл. 04.11.2010; НКИ 514/45-

6. Phosphodiesterase inhibitor 3-isobutyl-methyl-xaiithiiie affects rabbit ovaries and oviduct / A.V. Si-rotkin, P. Chrenek, S. Chadio [et al.] // European Journal of Pharmacology. - 2010. - Vol. 643. - P. 145-151.

7. Pat. 7763625 USA, МКИ6 A01N 43/90. Agents for treating migraine / M. Takeuchi, P. Jefferson, M. Takayama [et al.]. - № 10/587264 ; заявл. 28.01.2005 ; опубл. 27.06.2010; НКИ 514/263.2.

8. Масс-спектрометрическое изучение некоторых 7-моно- и 7,8-дизамещенных и конденсированных производных 3-метилксантина / Б.А. Прийменко, Д.В. Свентух, А.О. Прийменко и др. // Журнал орг. та фарм. хшп.- 2006.- Т.4, Вии.1(13).- С.70-79.

9. Прозоровский В. Б. О выборе метода построения кривой летальности и определение средней летальной дозы / В. Б. Прозоровский // Журн. общей биологии. - i960. - Т. 21, № 3. - С. 221-228.

10. Транхтенберг Л. М. Проблема нормы в токсикологии / Л. М. Транхтенберг, В. О. Шефтель, Ф. А. Оникиенко. - М.: Медицина, 1991. - 208 с.

SYNTHESIS, PHYSICOCHEMICAI AND BIOIOGYCAI PROPERTIES OF SOME N7-SUBSTITUED 8-[HYDR0XYMETHYU-3-METHYI-3,7-DIHYDR0-1H-PURINE-2,6-DI0NE

Д.О. PRIIMENKO1

D.A.VASYLYEV2

E.V.ALEXANDROVA2

Preparative methods of synthesis of 8-(hydroxymethyl)-3-methyl-3,7-dihydro-lH-purine-2,6-dione were developed. Physico-chemical properties, acute toxicity and neurotropic activity were studied.

" CO «PHARMACY»

Zaporozhye State Medical University

Keywords: purinedione-2,6, synthesis, biological activity.

e-mail: [email protected]