2,8-БИС-(5-МЕТИЛИЗОКСАЗОЛ-3-ИЛ ИЛИ 1,5-ДИМЕТИЛ-3-ОКСО-2-ФЕНИЛ-1,2-ДИГИДРО-3Н-ПИРАЗОЛ-4-ИЛ)-2,3,8,9,12c,12d-ГЕКСАГИДРО-1Н,7Н-5,11-ДИОКСА-2,3a.4,6,6b8,9a,10,12,12b-ДЕКААЗАДИЦИКЛОПЕНТА[e,l]ПИРЕНЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВ С ЦИТОТОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ Российский патент 2022 года по МПК C07D498/22 A61K31/4985 A61K31/4162 A61P35/00 A61P35/02 

Предлагаемое изобретение относится к органической химии, конкретно, к 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[е,l]пиренам общей формулы (1), способу их получения и применению:

Гетероциклы, содержащие оксадиазольный фрагмент, представляют интерес в качестве соединений-кандидатов для разработки препаратов с противоопухолевой [Elena В. Rakhimova, Victor Yu. Kirsanov, Ekaterina S. Mescheryakova, et al. ACS Medical Chemistry Letters 2019, 10(3), 378-382] активностью и с антипролиферативным [Sheremetev, А.В.; Dmitriev, D.Е.; Lagutina, N.K.; et al. Mendeleev Commun. 2010, 20, 132-134] действием.

Известен способ [V.G. Andrianov, E.N. Rozhkov, A.V. Eremeev. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 1994, 30, 4, 470] получения 7-оксимино-5-этоксикарбонил-6,7-дигидрофуразано[3,4-е]пиримидина (2) внутримолекулярной циклизацией 4-аминофуразан-3-карбоксиамидоксима с этиловым эфиром триэтоксиуксусной кислоты при температуре 110-120°С.

Известный способ не позволяет получать 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12е-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3a,4,6,6b,8,9a,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пирены общей формулы (1).

Известен способ [V.G. Andrianov, E.N. Rozhkov, A.V. Eremeev. Chemistry of Heterocyclic Compounds, 1994, 30, 4, 470] получения 7-гидроксиимино-6-фенил-6,7-дигидрофуразано[3,4-d]пиримидина (3) циклизацией 4-аминофуразан-3-карбокси-N-фениламидоксима и триэтилортоформиата в присутствии эфирата трифторида бора.

Известный способ не позволяет получать 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3a,4,6,6b,8,9a,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пирены общей формулы (1).

Известен способ [Strizhenko, K.V., Vasil'ev, L.S., Suponitsky, K.Y. et al. Chem Heterocucl Comp., 2020, 56, 1103] получения 5-(4-аминофуразан-3-ил)-3-оксо-2,3-дигидро-1H-пиразол-4-карбонитрила (4) раекцией этил 3-амино-3-(4-аминофуразан-3-ил)-2-цианопроп-2-еноата с гидразин-гидратом в среде этанола.

Известный способ не позволяет получать 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[а,l]пирены общей формулы (1).

Известен способ [Elena В. Rakhimova, Victor Yu. Kirsanov, Ekaterina S. Mescheryakova, et al. ACS Med. Chem. Lett. 2019, 10, 378] получения 2,8-дициклоалкил-2,3,8,9,12с,12е-гексагидро-1H,7H-5,11-диоксо-2,3a,4,6,6b,8,9a,10,12,12b-декаазадициклопента[е,l]пиренов (5) гетероциклизацией 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалина с 1,3,5-трициклоалкил-1,3,5-триазинанами в присутствии катализатора на основе Ni (II).

R = цикло-C₃H₅, цикло-C₅H₉, цикло-С₆Н₁₁, цикло-C₇H₁₁, цикло-C₈H₁₅, норборнил

Известный способ не позволяет получать 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3a,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пирены общей формулы (1).

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12е-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пиренах общей формулы (1) и их получении.

Предлагается новый способ получения 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12е-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пиренов общей формулы (1).

Сущность способа заключается во взаимодействии гетариламина общей формулы Het-NH₂ (где Het = 5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил) с 37%-ным водным раствором формальдегида и 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалином в присутствии катализатора конц. HCl, взятых в мольном соотношении гетариламин : формальдегид : 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-n]декалин : HCl = 2:4:1:(0.03-0.07), предпочтительно 2:4:1:0.05. Реакционную смесь перемешивают 2.5-3.5 ч при температуре - 20°С и атмосферном давлении в среде СН₃ОН-ДМСО. Выход 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[а,l]пиренов (1) составляет 32-46%. Реакция протекает по схеме:

2,8-Бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-377-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[е,l]пирены общей формулы (1) образуются только лишь с участием гетариламина общей формулы Het-NH₂ (где Het = 5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил), формальдегида и 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-c][3,4-h] декалина, взятых в мольном соотношении 2:4:1 (стехиометрические количества). При другом соотношении исходных реагентов снижается выход целевого продукта (1). Без катализатора реакция не осуществляется. Проведение указанной реакции в присутствии катализатора конц. HCl больше 7 мол. % не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Применение катализатора конц. HCl менее 3 мол. % снижает выход (1), что связано, возможно, со снижением каталитически активных центров в реакционной массе. Реакции проводили при температуре 20°С. При температуре выше 20°С (например, 60°С) увеличиваются энергозатраты, а при температуре ниже 20°С (например, 0°С) снижается скорость реакции. Опыты проводили в среде СН°ОН-ДМСО, т.к. в ней хорошо растворяются исходные соединения.

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h] декалина и 1,3,5-трициклоалкил-1,3,5-триазинанов в присутствии катализатора на основе Ni (II) с получением 2,8-дициклоалкилзамещенных диоксодекаазадициклопента[е,l]пиренов.

В предлагаемом способе реакция идет с участием 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалина, формальдегида и гетариламинов в присутствии HCl в качестве катализатора.

Предлагаемый способ позволяет получать индивидуальные 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пирены общей формулы (1), синтез которых в литературе не описан.

Способ поясняется примерами:

Синтез исходного 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-c][3,4-h]декалина: смесь 0.2 г (2 ммоль) 3,4-диаминофуразана и 0.14 г (1 ммоль) 40%-ного водного раствора глиоксаля в 10 мл воды с добавлением 0.004 г (0.1 ммоль) конц. HCl перемешивают 1 ч при 60°С. Образовавшийся белый осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Получают 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h] декалин.

ПРИМЕР 1. В круглодонную колбу, установленную на магнитной мешалке, при температуре ~20°С помещают 0.20 г 5-метилизоксазол-3-амина (2.00 ммоль) в 10 мл МеОН, 0.4 мл (4 ммоль) 37%-ного водного раствора формальдегида, 0.23 г (1 ммоль) 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалина в 1 мл ДМСО и 0.002 г (0.05 ммоль) конц. HCl. Реакционную смесь перемешивают при температуре ~20°С в течение 3 ч. Образовавшийся белый осадок отфильтровывают, дважды промывают метанолом (2×5 мл) и получают 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[а,l]пирен с выходом 41%.

Примеры 2-6, подтверждающие способ, выполнены аналогично пр. 1 и приведены в табл. 1

Все опыты проводили в среде СН₃ОН-ДМСО при комнатной температуре (~20°С).

Спектральные характеристики 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пирена (Спектры ЯМР (¹Н, ¹³С) сняты на спектрометре Bruker Avance 500 (125.78 МГц для ядер ¹³С и 500.17 МГц для ядер ¹Н) по стандартным методикам фирмы Bruker, внутренний стандарт Me₄Si, растворитель - DMSO-d₆. Масс спектры получены на приборе MALDI TOF/TOF AUTOFLEXIII фирмы Bruker):

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д. (J, Гц): 2.50 уш.с (6Н, СН₃, Н-6', 6''), 4.81 д (4Н, СН₂, ²J_ab=12.5 Гц, Н_а-1, 3, 7, 9), 5.47 д (4Н, СН₂, ²J_ba = 12.5 Гц, H_b-1, 3, 7, 9), 5.48 уш.с (2Н, СН, Н-12с, 12d), 6.27 уш.с (2Н, СН, Н-4', 4'').

Спектр ЯМР ¹³С, δ, м.д.: 12.6 (С-6', С-6''), 62.9 (С-1, С-3, С-7, С-9), 66.8 (С-12 с, C-12d), 94.6 (С-4', С-4''), 147.8 (С-3b, С-6а, С-9b, С-12а), 164.7 (С-3', С-3''), 169.9 (С-5', С-5'').

Масс-спектр (MALDI TOF/TOF), w/z (I_отн, %): 505 [М+K]⁺ (50), 489 [M+Na]⁺ (100), 467 [M+H]⁺ (20).

Спектральные характеристики 2,8-бис-(1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,2d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пирена:

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д. (J, Гц): 2.19 уш.с (6Н, СН₃, Н-14', 14''), 3.07 уш.с (6Н, СН₃, Н-13', 13''), 4.85 д (4Н, СН₂, ²J_ab = 11.2 Гц, Н_a-1, 3, 7, 9), 4.98 уш.с (2Н, СН, Н-12 с, 12d), 5.01 д (4Н, СН₂, ²J_ba=11.2 Гц, H_b-1, 3, 7, 9), 7.28 уш.с (2Н, СН, Н-10', 10''), 7.33-7.38 м (4Н, СН, Н-8', 8'', 12', 12''), 7.46-7.49 м (4Н, СН, Н-9',9'',11',11'').

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д.: 10.0 (С-14', С-14''), 35.8 (С-13', С-13''), 66.8 (С-1, С-3, С-7, С-9), 66.9 (С-12 с, C-12d), 116.0 (С-4', С-4''), 124.1 (С-8', С-8'', С-12', С-12''), 127.0 (С-10', С-10''), 129.2 (С-9', С-9'', С-11', С-11''), 134.4 (С-7', С-7''), 147.5 (С-3b, С-6a, С-9b, С-12а), 152.3 (С-5', С-5''), 163.2 (С-3', С-3'').

Масс-спектр (MALDI TOF/TOF), m/z (I_отн, %): 676 [М]⁺ (10%).

Оценка цитотоксической активности заявленных соединений общей формулы (1) осуществлена методом проточной цитофлуориметриии. Показано, что соединения общей формулы (1) проявляют цитотоксический эффект в отношении ряда суспензионных опухолевых клеточных линий (Jurkat, K562, U937, HL60) в диапазоне 0.39-1.92 μМ и нормальных фибробластов в диапазоне 4.11-16.27 μМ (табл. 2). Синтезированные соединения имеют довольно высокий индекс селективности (SI=IC₅₀ fibroblasts/IC₅₀ cancer cells) по отношению к опухолевым клеткам. Наибольшую цитотоксическую активность (0.39 μМ) проявил диоксадекаазадициклопента[е,l]пирен, содержащий 5-метил-изоксазольные заместители. Диоксадекаазадициклопента[е,l]пирен, содержащий антипириновые заместители проявил цитотоксическую активность в диапазоне 1.44-1.92 μМ.

Изобретение относится к 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[е,l]пиренам общей формулы (1):

. Также описан способ получения указанного выше соединения, заключающийся во взаимодействии гетариламина общей формулы Het-NH₂ (где Het=5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил) с формальдегидом и 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалином в присутствии катализатора конц. HCl при мольном соотношении гетариламин : формальдегид : 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалин : HCl=2:4:1:(0.03-0.07) в среде СН₃ОН-ДМСО при температуре 20°С и атмосферном давлении в течение 2.5-3.5 ч. Полученные гетероциклы проявляют цитотоксическую активность и могут найти применение в качестве соединений-кандидатов для разработки лекарственных препаратов с противоопухолевой активностью и антипролиферативным действием. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

1. 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[а,l]пирены общей формулы (1):

.

2. Способ получения 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[а,l]пиренов общей формулы (1), отличающийся тем, что гетариламин общей формулы Het-NH₂ (где Het - указанные выше) подвергают взаимодействию с 37%-ным водным раствором формальдегида и 1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалином в среде СН₃ОН-ДМСО в присутствии катализатора конц. HCl при мольном соотношении гетариламин:формальдегид:1,4,5,8-тетраазадифуразано[3,4-с][3,4-h]декалин:HCl=2:4:1:(0.03-0.07) при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в течение 2.5-3.5 ч.

3. Применение 2,8-бис-(5-метилизоксазол-3-ил или 1,5-диметил-3-оксо-2-фенил-1,2-дигидро-3H-пиразол-4-ил)-2,3,8,9,12с,12d-гексагидро-1H,7H-5,11-диокса-2,3а,4,6,6b,8,9а,10,12,12b-декаазадициклопента[e,l]пиренов общей формулы (1) в качестве средств с цитотоксической активностью.