Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

SYNTHESIS AND BIOLOGICAL ACTIVITY ISOPROPYLAMIDES HETARYLAMINOQUINOLINE-4-CARBOXYLIC ACIDS

Dubrovin A.N. 1 Mikhalev A.I. 1 Ukhov S.V. 1 Goldstein A.G. 1 Yakovlev I.B. 2
1 Perm State Pharmaceutical Academy
2 Institute of Technical Chemistry Russian Academy of Sciences Ural Branch
According to the literature data substances exhibiting various biological activities were found among derivatives of quinoline-4-carboxylic acid. In this paper 2-isopropylamides hetarylaminoquinoline-4-carboxylic acid were synthesized by reaction isopropylamide-2-chlorquinoline-4 carboxylic (cinchoninic) acid with a heterocyclic amines in dimethylformamide (DMFA) at a temperature of 150 °C in good yields. The structures of received compounds have been determined on the basic NMR 1H spectral data. Purity of the synthesized compounds was confirmed by thin layer chromatography data. Physico-chemical properties of the final products were determined. In animal studies acute toxicity, anti-inflammatory activity was investigated in comparison with referents substances: diclofenac sodium and aspirin. Cytotoxic activity of the synthesized compounds was investigated. Developed methods of synthesis of 2-isopropylamides heteryl aminoquinolin-4-carboxylic acids can be used in preparative organic chemistry for obtaining of potentially active substances quinoline series.
isopropylamide 2-chlor-
2- isopropylamides hetarylaminoquinoline-4-carboxylic acid
acute toxicity
anti-inflammatory and cytotoxic activity
1.Belenkiy M.L., Elementy kolichestvennoy otsenki farmakologicheskogo effekta, 2-e izd., Medgiz, Leningrad. 1963. pp. 81–106.
2.Kolla V.E., Syropyatov B.Ya. Dozy lekarstvennykh sredstv i chimicheskikh soedineniy dlya laboratornykh zhivotnykh. M., Medicina. 1998. рp. 263.
3.Pavlova M.V., Mikhalev A.I., Konshin M.E. i dr. Sintez, protivovospalitelnaya i analgeticheskaya aktivnost 2-zameshhennykh amidov tsinxoninovoy kisloty. Khimiko-farmatsevticheskiy zhurnal. 1999. T. 33. no. 8. pp. 18–19.
4.Patent №2130018 (RF). Izopropilamid 2-(4-khloranilino)tsinkhoninovoj kisloty, proyavlyayushhiy protivovospalitelnuyu i analgeticheskuyu aktivnost / Mikhalev A.I., Konshin M.E., Zaks A.S., Zueva M.V, Vakhrin M.I.
5.Patent №2364590 (RF). Izopropilamid 2-(β-2,4-dinitrofenilgidrazino)tsinkhoninovoy kisloty, proyavlyayushhiy protivomikrobnuyu aktivnost / Novikov M.V., Mikhalev A.I., Novikova V.V., Syropyatov B.Ya., Danilova N.V., Vakhrin M.I.
6.Rukovodstvo po eksperimentalnomu (doklinicheskomu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshhestv / pod obshhej red. R.U. Khabrieva. izd. 2-e, pererab. i dop. M., Meditsina. 2005. pp. 41–53, 695–709.
7.Mather J.P., Roberts P.E. Itroduction to cell and tissue culture. Theory and technique. Plenum Press, New York. 1998. рр. 314.

Изыскание новых биологически активных соединений среди продуктов органического синтеза в настоящее время является актуальной задачей фармацевтической химии. Весьма перспективным направлением является поиск новых биологически активных веществ (БАВ) в ряду амидов 2-замещенных хинолин-4-карбоновой (цинхониновой) кислоты. Изопропил-амид 2-хлорцинхониновой кислоты при биологических испытаниях на животных в дозе 25 мг/кг показал противовоспалительную и анальгетическую активность [3], а синтезированные на его основе изопропиламиды 2-ариламино- и 2-арилоксицинхониновых кислот также обладают данными видами активности [3, 4]. Противомикробная активность выявлена у изопропиламида 2-(2,4-динитрофенилгидразино)цинхониновой кислоты [5]. Приведенные данные литературы свидетельствуют о том, что среди производных хинолин-4-карбоновой кислоты имеются биологически активные вещества. В то же время малоизученными являются амиды 2-гетариламинохинолин-4-карбоновой кислоты.

Целью исследования является разработка методик синтеза новых потенциально биологически активных соединений в ряду производных хинолин-4-карбоновой кислоты на основе изопропиламида 2-хлорхинолин-4-карбоновой кислоты в реакции с гетериламинами, изучение их физико-химических свойств и биологической активности. Провести анализ результатов биологических испытаний полученных соединений с активностью ранее полученных их структурных аналогов, а также и препаратами-эталонами. Выявить взаимосвязь структура-активность в ряду 2-замещенных амидов хинолин-4-карбоновой кислоты.

Материалы и методы исследования

Структура полученных соединений подтверждена спектральными методами анализа. ЯМР 1Н-спектры записаны на спектрометре ЯМР MERCURY-300 фирмы Varian, (300 МГц), в ДМСО-d6, внутренний стандарт – ГМДС. Ход реакций и чистоту соединений контролировали методом ТСХ на пластинах Silufol UV-254 в системе углерод четыреххлористый:ацетон (3:1), пятна детектировали парами йода. Данные элементного анализа синтезированных веществ соответствуют вычисленным значениям. В качестве препаратов-эталонов использованы: диклофенак натрия (Россия) и ацетилсалициловая кислота (Байер, Германия).

Результаты исследования
и их обсуждение

В ходе опытов было установлено, что при кипячении эквимолекулярных количеств изопропиламида 2-хлор­-
хинолин-4-карбоновой кислоты и гетериламина в ДМФА с выходами 74-83 % образуются соответствующие изопропиламиды 2-гетариламинохинолин-4-карбоновой кислоты (1–10) по схеме

pic_64.wmf

Где Het = 1,3,4-тиадиазолил-2 (1); 1,2,4-триазолил-1 (2) 1,2,4-триазолил-3 (3); 2,6-дихлор-пиримидил-4 (4); 2,4-диоксорпиримидил-6 (5); пиридил-4 (6); 2-гидрокси-3-карбокси-пиридил-5 (7); 5-метилпиридил-2 (8); антипирил-4 (9); 3-этоксикарбонил-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензо[b]тиофенил-2 (10).

Полученные соединения (1–10) – белые кристаллические вещества нерастворимые в воде и растворимые при нагревании в органических растворителях: диоксане, ДМФА. Характеристики синтезированных соединений приведены
в табл. 1.

Таблица 1

Характеристики изопропиламидов 2-гетариламинохинолин-4-карбоновой кислоты (1-10)

Соединение

Het

Брутто-формула

Т.пл., °С

Выход, %

Rf*

1.

1,3,4-тиадиазолил-2

C15H15N5OS

235–236

77

0,44

2.

1,2,4-триазолил-1

С15Н16N6O

251–252

82

0,47

3.

1,2,4-триазолил-3

С15Н16N6O2

260–263

76

0,50

4.

2,6-дихлорпиримидил-4

С17Н15CI2N5O

305–306

75

0,42

5.

2,4-диоксопиримидил-6

C17H17N5O3

303–307

80

0,37

6.

пиридил-4

C18H18N4O

293–295

74

0,36

7.

2-гидрокси-3-карбокси-пиридил-5

С19Н18N4O4

293–295

77

0,49

8.

5-метилпиридил-2

C19H20N4O

250–252

79

0,45

9.

антипирил-4

С24Н25N5O2

273–275

83

0,41

10.

3-этоксикарбонил-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензо[b]тио-фенил-2

С24Н27N3O3S

257–258

80

0,40

 

Примечание. *в системе углерод четыреххлористый:ацетон (3:1).

Общая методика получения изопропиламидов 2-гетариламинохинолин-4-карбоновых кислот (1–10). Смесь 2,49 г (0,01 моль) изопропиламида 2-хлорхинолин-4-карбоновой кислоты и 0,01 моль соответствующего гетериламина в 10 мл ДМФА кипятят в течение 5 часов, охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают и перекристаллизовывают из диоксана. Структура полученных соединений 1–10 подтверждена данными ЯМР 1Н- спектров (табл. 2).

Таблица 2

Данные ЯМР 1H-спектров соединений (1-10)

Соединение

Het

Спектр ЯМР 1H: (ДМСО-d6), δ, м.д.:

6H, 2CH3, д

1Н, –СН <, м

HetH, ArH, м

1H, NH амид, д

1H, NH, с 

1.

1,3,4-тиадиазолил-2

1,29

4,16

7,08–7,94 (6Н)

8,52

8,59

2.

1,2,4-триазолил-1

1,24

4,17

7,61–8,69 (7H)

8,72

10,05

3.

1,2,4-триазолил-3

1,24

4,30

7,03–8,54 (7H)

8,69

8,76

4.

2,6-дихлорпиримидил-4

1,23

4,13

7,09–7,79 (6H)

8,64

11,80

5.

2,4-диоксорпиримидил-6

1,25

4,16

7,06–7,77 (6H)

8,38

9,02

6.

пиридил-4

1,30

4,28

7,02–8,25 (9H)

9,02

9,10

7.

2-гидрокси-3-карбокси-пиридил-5

1,22

4,15

6,37–8,54 (7H)

8,44

9,42

8.

5-метилпиридил-2

1,24

4,15

7,42–8,07 (8H)

8,52

9,20

9.

антипирил-4

1,25

4,15

7,22–8,03 (10H)

8,77

8,84

10.

3-этоксикарбонил-4,5,6,7-тетрагидро-1-бензо[b]тио-фенил-2

1,23

4,33

7,40–8,57 (13H)

8,60

11,19

В спектрах ЯМР 1Н соединений 1–10 (табл. 2) имеются характерные сигналы протонов δ, м.д.: 8,59–11,19 (1 H, NH, с); 8,38–9,02 (1 H, NH амид, д), группа линий ароматических и гетероциклических протонов в области 6,37–8,69; 4,13–4,33 (1Н, –СН < , м); 1,23–1,29 (6H, 2 CH3, д).

Биологические исследования

Испытания синтезированных соединений проведены согласно методическим указаниям «Руководства по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» в сравнении с препаратами эталонами [6]. Результаты обработаны статистически с использованием критерия Стьюдента, эффект считали достоверным при р ≤ 0,05 [1].

Острая токсичность соединений (1, 2, 5) изучена на белых мышах массой 18–22 г при однократном внутрибрюшинном введении с учетом гибели животных в течение 24 ч. Установлено, что ЛД50 соединений 1, 2, 4–6 более 2150 мг/кг (табл. 3), и они относятся к малотоксичным веществам. Из данных литературы известно, что ЛД50 при этом же пути введения ортофена равна 132, аспирина – 495 [2].

Противовоспалительная активность (ПВА) соединений (1–6,8,9) изучена на белых крысах обоего пола массой 180–220 г на каррагениновой модели воспаления, создаваемой субплантарным введением в заднюю лапу крыс 0,1 мл 1 % водного раствора каррагенина. Исследуемое вещество вводили внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг
в 2 % крахмальной слизи, диклофенак натрия в дозе 25 мг/кг и аспирин в дозе
50 мг/кг в водной суспензии с твином 80 за один час до моделирования воспаления. Прирост объёма воспалённой стопы оценивали онкометрически через 3 и 5 часов после введения флогогенного агента и вычисляли процент торможения отёка к контролю. Проведено 8 опытов, в каждой группе было по 6 животных. Полученные результаты сравнивали с литературными данными по противовоспалительному действию диклофенака натрия в дозе 25 мг/кг (табл. 3) и аспирина в дозе 50 мг/кг на каррагениновой модели воспаления [3].

Исследования показали, что апробированные соединения при внутрибрюшинном пути введения в дозе 25 мг/кг после введения флогогенного агента тормозят развитие отека через 3 ч в пределах 29,85–42,54 и 5 ч – 38,32–62,42 %. Противовоспалительный эффект изученных соединений сохраняется и даже усиливается в опытах через 5 часов. Наиболее активным является 2-замещенные изопропиламиды хинолин-4-карбоновой кислоты (соединения 1, 2, 5), которые уступают по ПВА активности диклофенаку натрия в этой же дозе через 3 и 5 часов наблюдения, но являются менее токсичными, чем препарат-эталон сравнения. По противовоспалительному действию все соединения в дозе 25 мг/кг являются более активными, чем аспирин в дозе 50 мг/кг (табл. 3).

Таблица 3

Острая токсичность, противовоспалительная активность изопропиламидов 2-гетариламинохинолин-4-карбоновых кислот (1–6,8,9) и препаратов эталонов

Соединение /препарат-эталон

ЛД50, мг/кг

Противовоспалительная активность, % торможения отека к контролю после введения каррагенина через

Доза, мг/кг

3 ч

5 ч

1.

 > 2150

25

38,78*

51,36*

2.

 > 2150

25

37,50*

50,15*

3.

. . .

25

32,35*

47,82*

4.

. . .

25

33,35*

38,32**

5.

 > 2150

25

34,25*

62,42*

6.

. . .

25

42,54*

47,05*

8.

. . .

25

37,25**

42,60*

9.

. . .

25

29,85*

41,43*

Диклофенак натрия (ортофен)

132

25

69,40**

72,20**

Ацетилсалициловая кислота (аспирин)

495

50

51,20**

28,70**

Контроль

. . .

. . .

70,88 ± 0,16

87,07 ± 1,04

 

Примечания: * – р < 0,05; ** – p < 0,01 по сравнению с контролем.

Цитотоксичность синтезированных соединений (2-4,6) была определена по МТТ-тесту [7]. В работе использованы культуры клеток человека RD (рабдомиосаркома), которые выращены в среде DMEM с добавлением 10 % эмбриональной телячьей сыворотки, 0,3 % L-глутамина и 1 % гентамицина в качестве антибиотика при 37 °C и 5 % CO2 во влажной атмосфере. Клетки культуры были рассеяны в 96 луночные микропланшеты. Исследуемые вещества растворены в ДМСО, конечная концентрация которого в лунке не превышала 0,1 % и не была токсична для клеток. После 24 часов инкубации к культурам клеток были добавлены различные концентрации тестируемых соединений (от 100 до 1,56 мкМ/л) и далее клетки культивированы в тех же условиях 72 часа. В качестве количественного критерия цитотоксичности тестируемых соединений использован индекс IC50 (мкМ/л), соответствующий концентрации тестируемого соединения, которая вызывает гибель 50 % клеток в сравнении с контролем. Эксперименты проведены в трех повторностях. В качестве препарата сравнения использован камптотецин. Результаты опытов приведены в (табл. 4).

Таблица 4

Цитотоксичность изопропиламидов 2-гетериламинохинолин-4-карбоновых кислот

Соединение

Het

IC50 (мкМ/л) RD

2.

1,2,4-триазолил-1

-

3.

1,2,4-триазолил-3

-

4.

2,6-дихлорпиримидил-4

206, 68 ± 29,73

6.

пиридил-4

201,02 ± 34,07

Камптотецин

 

0,88 ± 0,02

 

Примечание. «–» нет эффекта по отношению к контролю.

Из приведенных данных таблицы следует, что апробированные соединения 4, 6 проявили слабую цитотоксическую активность.

Выводы

1. В ходе проведенного исследования установлено, что при нагревании изопропиламида 2-хлорхинолин-4-карбоновой кислоты с гетериламинами с хорошими выходами образуются соответствующие изопропиламиды 2-гетариламинонохинолин-4-карбоновой кислоты.

2. Индивидуальность полученных соединений установлена с помощью ТСХ, а химическая структура – данных ЯМР 1Н-спектров.

3. Фармакологические исследования показали, что апробированные соединения в дозе 25 мг/кг при внутрибрюшинном введении обладают противовоспалительной активностью, которая практически не зависит от химической природы остатка гетериламина при С2 атоме хинолина.

4. Поиск новых биологически активных соединений в рядах амидов 2-замещенных хинолин-4-карбоновых кислот является перспективным.

Рецензенты:

Хомов Ю.А., д.фарм.н., профессор кафедры фармацевтической химии ФДПО и ФЗО, ГБОУ ВПО ПГФА Министерства здравоохранения России, г. Пермь;

Михайловский А.Г., д.фарм.н., профессор кафедры общей и органической химии, ГБОУ ВПО ПГФА Министерства здравоохранения Россия, г. Пермь.

Работа поступила в редакцию 31.01.2014.