ЗАМЕЩЕННЫЕ 9-АЗАБИЦИКЛО [4.2.1]НОНА-2,4,7-ТРИЕНЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВ С ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТЬЮ Российский патент 2021 года по МПК C07D487/08 A61K31/395 A61P35/00 

Предлагаемое изобретение относится к области органической химии, конкретно, к замещенным 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенам формулы (1), способу их получения и применению.

Указанные соединения относятся к классу гетероциклических соединений и могут найти применение в качестве ключевых прекурсоров в синтезе ценных биологически активных соединений и современных лекарственных препаратов, проявляющих противоопухолевую, противовирусную и другие виды активности (Е. Wright, Т. Gallagher, С.G.V. Sharpies, S. Wonnacott, Bioorg. Med. Chem. Lett. 1997, 7, 2867-2870; H. Gohlke, D. Gundisch, S. Schwarz, G. Seitz, M.C. Tilotta, T. Wegge, J. Med. Chem. 2002, 45, 1064-1072; H. Gohlke, S. Schwarz, D. Gundisch, M.C. Tilotta, A. Weber, T. Wegge, G. Seitz, J. Med. Chem. 2003, 46, 2031-2048; С.V.G. Sharpies, G. Karig, G.L. Simpson, J.A. Spencer, E. Wright, N.S. Millar, S. Wonnacott, T. Gallagher, J. Med. Chem. 2002, 45, 3235-3245).

Известен способ [K. Chaffee, J.В. Sheridan, A. Aistars, Photoinduced [6+2] cycloadditions of alkynes to tricarbonyl(cycloheptatriene)chromium(0) // Organometallics, 1992, V. 11, P. 18-19] получения дизамещенных Cr-содержащих комплексов 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенов (2) реакцией фотоиндуцированного [6π+2π]-циклоприсоединения алкинов к трикарбонил(η⁶-N-карбоэтоксиазепин)хрому(0) по схеме:

Известным способом не могут быть получены замещенные 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триены (1).

Известен способ [J.Н. Rigby, Н.S. Ateeq, N.R. Choler, J.А. Henshilwood, K.М. Short, P.М. Sugathapala, Chromium(0) promoted [6π+2π] cycloaddition reactions // Tetrahedron, 1993, V. 49, P. 5495-5506] получения 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4-диена (3) на основе [6π+2π]-циклоприсоединения N-карбометоксиазепина к этилакрилату в присутствии каталитических количеств (η⁶-нафталин)трикарбонилхрома(0) (9 мол%) по схеме:

Известным способом не могут быть получены замещенные 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триены формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения по синтезу замещенных 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенов формулы (1).

Предлагается новый способ синтеза замещенных 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенов формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии терминальных алкинов общей формулы (4) (где R=Hex, 4-BrC₆H₄, 4-FC₆H₄, (CH₂)_nOH, (CH₂)₂CN, (CH₂)₃Br, (CH₂)₃St-Bu, (CH₂)₂COOEt, (CH₂)₃COOMe, CH(CH₂)₄, 2-фталимидоэтил, 1-нафтил, 9-фенантренил, n=2, 3) с N-карбоэтоксиазепином в присутствии каталитической системы Co(acac)₂(dppe)/Zn/ZnI₂, при мольном соотношении алкин : азепин : Co(acac)₂(dppe) : Zn : ZnI₂= (1.3-2.0):1:(0.05-0.15):(0.15-0.45):(0.1-0.3), предпочтительно 1.3:1:0.1:0.3:0.2. Реакцию проводят в ампуле при 20-80°С. Время реакции 20-48 ч, выход целевого продукта 47-96%. В качестве растворителя необходимо использовать 2,2,2-трифторэтанол.

Реакция протекает по схеме:

Целевые продукты формулы (1) образуются только лишь с участием терминальных алкинов, N-карбоэтоксиазепина и каталитической системы Co(acac)₂(dppe)/Zn/ZnI₂. В присутствии других комплексов переходных металлов (например, Cp₂ZrCl₂, Cp₂TiCl₂, Zr(acac)₄, Pd(acac)₂, Ni(acac)₂, Fe(acac)₃) целевые продукты (1) не образуются.

Проведение реакции в присутствии катализатора Co(acac)₂(dppe) больше 0.1 ммоль на 1 ммоль N-карбоэтоксиазепина не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование в реакции катализатора Co(acac)₂(dppe) менее 0.1 ммоль на 1 ммоль N-карбоэтоксиазепина снижает выход аддуктов (1), что связано с уменьшением каталитически активных центров в реакционной массе. Опыты проводили при 20-80°С. При более высокой температуре (например, 100°С) происходит уменьшение выхода содимеров, вероятно, вследствие побочных процессов разложения и полимеризации. При меньшей температуре (например, 20°С) снижается скорость реакции.

Существенные отличия предлагаемого способа:

Предлагаемый способ базируется на использовании в качестве исходных реагентов N-карбоэтоксиазепина и терминальных алкинов в присутствии каталитической системы Co(acac)₂(dppe)/Zn/ZnI₂. В известных способах:

1. аддукт (2) получен с использованием трикарбонил(η⁶-N-карбоэтоксиазепин)хрома(0) и дизамещенных алкинов в результате фотоиндуцированной реакции;

2. аддукт (3) получен при использовании в качестве исходных соединений N-карбометоксиазепина и этилакрилата под действием катализатора (η⁶-нафталин)трикарбонилхрома(0).

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

1. Способ позволяет получать с высокими выходами замещенные 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триены (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В стеклянную ампулу в атмосфере сухого аргона загружали 0.066 г (0.1 ммоль) Со(асас)₂(dppe), и 0.020 г (0.3 ммоль) цинкового порошка в 1.5 мл 2,2,2-трифторэтанола. Смесь перемешивали при комнатной температуре 2 минуты. Затем добавляли 0.165 г (1 ммоль) N-карбоэтоксиазепина, 0.143 г (1.3 ммоль) октина-1, 1.5 мл 2,2,2-трифторэтанола и 0.064 г (0.2 ммоль) ZnI₂. После нагревания при 60°С в течение 20 ч, ампулу вскрывали, содержимое отфильтровывали, легкие растворители удаляли под вакуумом, остаток хроматографировали на колонке SiO₂ элюент (петролейный эфир → петролейный эфир / этилацетат 15:1 → 10:1 → 5:1). Получали этил 7-гексил-9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триен-9-карбоксилат (1) с выходом 93%.

Спектральные характеристики этил 7-гексил-9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триен-9-карбоксилата (1):

Существует в виде двух N-(CO)OEt ротамеров. ¹Н ЯМР (500 МГц, CDCl₃, δ, м.д.): 6.21-6.36 (м, 4Н), 5.83-5.97 (м, 4Н), 5.19 (д, J=6.0 Гц, 2Н), 4.94 (д, J=5.2 Гц, 1Н), 4.87 (д, J=5.2 Гц, 1Н), 4.75-4.80 (м, 1Н), 4.70-4.74 (м, 1Н), 4.03-4.14 (м, 4Н), 2.08-2.22 (м, 4Н), 1.38-1.52 (м, 4Н), 1.16-1.35 (м, 18Н), 0.88 (дд, J=6.8 Гц, J=5.9 Гц, 6Н). ¹³С ЯМР (125 МГц, CDCl₃, δ, м.д.): 153.7, 153.66, 138.4, 138.32, 138.3, 138.2, 137.8, 137.5, 124.6, 124.5, 123.5, 123.49, 115.7, 115.4, 62.2 (2С), 60.9, 60.87, 60.3, 60.2, 31.6 (2С), 28.91, 28.90, 28.1 (2С), 26.7, 26.6, 22.6 (2С), 14.7 (2С), 14.0 (2С).

Другие примеры, подтверждающие способ, приведены в таблице 1.

ПРИМЕР 2. Оценка противоопухолевой активности заявленных соединений общей формулы (1) осуществлена методом проточной цитофлуориметрии, по отношению к четырем клеточным линиям: Jurkat, K562, U937 и HL60.

Установлено, что цитотоксическая активность имеет выраженный дозозависимый характер, индивидуально для каждого исследуемого соединения. В целом, значения ингибирующей концентрации IC₅₀, полученные в результате экспозиции исследуемых соединений (1) на упомянутых выше клеточных линиях с последующим окрашиванием клеток красителем 7AAD варьируются в зависимости от клеточной культуры в интервале 0.025±0.003 - 0.942±0.042 μМ. Высокую цитотоксическую активность на всех используемых клеточных линиях проявили соединения (1) с фенантренильной (этил 7-(фенантрен-1-ил)-9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триен-9-карбоксилат) и нафтильной (этил 7-(нафтален-1-ил)-9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триен-9-карбоксилат) группами (IC₅₀=0.025±0.003-0.062±0.005 μМ). При этом наличие в структуре этил 7-(4-бромфенил)-9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триен-9-карбоксилата и этил 7-(4-фторфенил)-9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триен-9-карбоксилата галогенфенильного заместителя приводит к резкому снижению цитотоксичности данных соединений (IC₅₀=0.201±0.014-0.879±0.048 μМ).

Установлено, что цитотоксическая активность соединений (1) по отношению к клеткам Jurkat, U937, и HL60 выше по сравнению с цитотоксичностью к клеткам K562.

Индексы селективности (SI=IC₅₀ фибробласты / IC₅₀ опухолевые клетки) синтезированных соединений имеют значения от умеренного до высокого (SI 4-12) по отношению ко всем опухолевым клеткам, что делает этот класс соединений весьма привлекательным для последующего изучения в качестве потенциальных противоопухолевых препаратов.

Настоящее изобретение относится к замещенным 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенам общей формулы (1):

Также предложены способ каталитического получения и применение замещенных 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенов общей формулы (1). Технический результат: предложены новые гетероциклические соединения, которые могут найти применение в качестве потенциальных противоопухолевых препаратов. 3 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Замещенные 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триены общей формулы (1):

2. Способ каталитического получения замещенных 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенов общей формулы (1) по п. 1, отличающийся тем, что реакцию проводят взаимодействием N-карбоэтоксиазепина с терминальными алкинами общей формулы (где R=Hex, 4-BrC₆H₄, 4-FC₆H₄, (CH₂)_nOH, (CH₂)₂CN, (СН₂)₃Br, (СН₂)₃St-Bu, (CH₂)₂COOEt, (СН₂)₃СООМе, СН(СН₂)₄, 2-фталимидоэтил, 1-нафтил, 9-фенантренил, n = 2, 3) в присутствии катализатора Co(acac)₂(dppe)/Zn/ZnI₂, при мольном соотношении алкин:азепин:Co(acac)₂(dppe):Zn:ZnI₂=(1.3-2.0):1:(0.05-0.15):(0.15-0.45):(0.1-0.3), в ампуле при 20-80°С, в 2,2,2-трифторэтаноле, в течение 20-48 ч.

3. Применение замещенных 9-азабицикло[4.2.1]нона-2,4,7-триенов общей формулы (1) по п. 1 в качестве средств с противоопухолевой активностью.