Способ получения (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена и его применение в качестве средства с цитотоксической активностью Российский патент 2023 года по МПК C07D487/22 A61K31/53 A61P35/00 

Предлагаемое изобретение относится к области синтеза соединений с биологической активностью, конкретно, к способу получения (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена (1) на основе каталитической реакции конденсации транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и 3-метиламинопиридином. Соединение (1), in vitro проявляющее цитотоксический эффект в отношении клеточных линий гепатоцеллюлярной карциномы человека (HepG2), аденокарциномы толстого кишечника (HTC-116), моноцитарной лейкемии человека (THP-1), карциномы молочной железы (MCF-7), аденокарциномы легкого (A549), Т-клеточного лейкоза (Jurkat) и нейробластомы человека (SH-SY5Y), может быть использовано в качестве цитотоксического средства.

Известен способ получения [P. Neumann, A. Aumueller, H. Trauth. US Patent 4,904,779 (1990)] 2,9-дизамещенного гексаазапергидродибензотетрацена (2) без уточнения его стереоконфигурации циклоконденсацией 4-аминопиперидина, параформа и пергидротетраазатетрацена в среде этанола при кипячении в присутствии в качестве катализатора катионита Lewatit.

Известный способ не позволяет получать (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен (1).

Известен способ получения [Rakhimova, E.; Kirsanov, V.; Tret'yakova, E.; Khalilov, L.; Ibragimov, А.; Dzhemileva, L.; D'yakonov, V.; Dzhemilev, U. RSC Advances 2020, 10, 36, 21039] (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(адамантил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетраценов (3) мультикомпонентной конденсацией адамантиламинов (адамантил-1-амин, адамантил-2-амин, 1-гидрокси-адамантил-3-амин) с формальдегидом и транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетраценом с участием в качестве катализатора 10 масс. % цеолита Y.

Известный способ не позволяет получать (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен (1).

Известен способ получения [Rakhimova, E.; Kirsanov, V.; Mescheryakova, E.; Ibragimov, A.; Dzhemilev, U. Mendeleev Communications, 2020, 30, 3, 308] (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-дигет(арил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетраценов (4) циклоконденсацией транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с формальдегидом и гет(арил)аминами в присутствии катализатора на основе Yb (III).

Известный способ не позволяет получать (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен (1).

Известна [Rakhimova, E.; Kirsanov, V.; Tret'yakova, E.; Khalilov, L.; Ibragimov, А.; Dzhemileva, L.; D'yakonov, V.; Dzhemilev, U. RSC Advances 2020, 10, 36, 21039] противоопухолевая активность in vitro соединения (3) в отношении клеточной линии гистиоцитарной лимфомы человека U937.

Известны противоопухолевые свойства соединения (5) [Dragoun, M.; Günther, T.; Frias, C.; Berkessel, A., Prokop, A. J. Cancer Res. & Clinic. Oncology 2018, 144, 685]. Указанное соединение избирательно ингибирует пролиферацию и индуцирует апоптоз в клеточных линиях лейкемии и лимфомы.

Известны [Omer, K. H.; Seliman, A. A.; Altaf, M.; Casagrande, N.; Aldinucci, D.; Altuwaijri, S.; Isab, A. A. Polyhedron 2015, 102, 773] цитотоксические свойства комплекса (6), который активен in vitro в отношении линий опухолевых клеток человека A2780, A2780cis и L-540.

Известны [Iwanejko, J.; Wojaczyńska, E.; Trynda, J.; Wojaczyński, J. Tetrahedron 2017, 73, 2276] антипролиферативные свойства соединений (7) и (8). Указанные эпимеры ингибируют рост раковых клеток сопоставимо с цисплатином, но более селективно.

Синтезы указанных соединений или многостадийны или базируются на использовании дорогостоящих исходных реагентов.

Таким образом, в литературе отсутствуют сведения о способе получения (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена (1) и его биологических свойствах.

Предлагается новый способ получения (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена (1) в одну препаративную стадию из доступных исходных реагентов. Соединение формулы (1) может быть использовано в качестве средства с цитотоксической активностью.

Сущность способа заключается во взаимодействии транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и 3-метиламинопиридином в присутствии катализатора NiCl₂·6H₂O, взятых в мольном соотношении транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : N,N,N',N'-тетраметилметандиамин : 3-метиламинопиридин : NiCl₂·6H₂O = 1 : 4 : 2 : (0.03-0.07), предпочтительно 1 : 4 : 2 : 0.05. Реакционную смесь перемешивают 2.5-3.5 ч при температуре ~ 20 °С и атмосферном давлении в среде CH₃OH. Выход (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена (1) составляет 32-39%. Реакция протекает по схеме:

(3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-Бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен (1) образуется только лишь с участием транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, N,N,N',N'-тетраметилметандиамина и 3-метиламинопиридина, взятых в мольном соотношении 1 : 4 : 2 (стехиометрические количества). При другом соотношении исходных реагентов снижается выход целевого продукта (1). Без катализатора реакция идет с выходом не более 10%. Проведение указанной реакции в присутствии катализатора NiCl₂·6H₂O больше 7 мол. % не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта (1). Использование катализатора NiCl₂·6H₂O 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, при 0 ^оС) снижается скорость реакции. Опыты проводили в среде CH₃OH, т.к. в нем хорошо растворяются исходные соединения.

Цитотоксичность соединения (1) оценивали на линиях раковых клеток (HepG2, HTC116, SH-SY5Y, MCF-7, A549, Jurkat, THP-1) и условно нормальных клетках человека (HEK293) методом МТТ теста (колориметрический тест для оценки метаболической активности клеток). Клетки инкубировали в присутствии соединения (1) в течение 48 ч. Контролем служил 5-фторурацил. Как видно из таблицы 1, соединение (1) ингибирует жизнеспособность раковых клеток при значениях IC₅₀ от 25 до 52 мкМ в зависимости от тестируемой клеточной линии.

Таблица 1. Влияние пергидрогексаазадибензотетрацена (1) на жизнеспособность раковых клеток in vitro. HEK293
IC₅₀/μM HepG2
IC₅₀/μM HTC-116
IC₅₀/μM SH-SY5Y
IC₅₀/μM 1 30.83±0.18 52.11±0.77 44.77±0.09 37.90±0.49 5-фторурацил 6.32 ± 0.71 3.86±0.7 2.38±0.9 1.16±0.3 MCF-7
IC₅₀/μM A-549
IC₅₀/μM Jurkat
IC₅₀/μM THP-1
IC₅₀/μM 1 25.01±0.17 44.16±0.03 32.19±0.49 34.07±0.24 5-фторурацил 1.0±0.04 0.28±0.02 0.67±0.10 4.3±0.8

Существенные отличия предлагаемого способа:

В известном способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, формальдегида и гет(арил)аминов в присутствии катализатора на основе Yb (III) с получением 2,9-дигет(арил)-октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетраценов.

В предлагаемом способе реакция идет с участием в качестве исходных реагентов транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена, N,N,N',N'-тетраметилметандиамина и 3-метиламинопиридина в присутствии катализатора NiCl₂·6H₂O. В отличие от известного, предлагаемый способ позволяет получить (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен (1) с цитотоксической активностью.

Способ поясняется примерами:

ПРИМЕР 1. В круглодонную колбу, установленную на магнитной мешалке, при комнатной температуре ~20°С помещают 0.25 г (1 ммоль) транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена в 10 мл MeOH, 0.41 г (4.00 ммоль) тетраметилметандиамина и 0.012 г (0.05 ммоль) катализатора NiCl₂∙6H₂O, затем добавляют 0.21 г (2.00 ммоль) 3-метиламинопиридина в 5 мл МеОН. Реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 3 ч и концентрируют. Образующийся осадок отфильтровывают, дважды промывают метанолом (2×10 мл) и получают индивидуальный (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен с выходом 37%.

Примеры 2-5, подтверждающие способ, выполнены аналогично пр. 1 и приведены в табл. 2.

Таблица 2 №№
п/п Cоотношение
транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : тетраметилметандиамин : 3-метиламинопиридин : NiCl₂∙6H₂O, ммоль Время реакции,
час Выход (1), % 1 1: 4 : 2 : 0.05 3 37 2 1: 4 : 2 : 0.03 3 32 3 1: 4 : 2 : 0.07 3 41 4 1: 4 : 2 : 0.05 2.5 34 5 1: 4 : 2 : 0.05 3.5 39

Все опыты проводили в среде CH₃OH при комнатной температуре (~20 ^оС).

Спектральные характеристики (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена:

Спектр ЯМР ¹H (400.13 МГц, CDCl₃), δ, м. д.: 0.77-0.86 м (2Н, СН₂, Н_а-7,14), 1.15-1.18 м (2Н, СН₂, Н_а-4,11), 1.22-1.29 м (4Н, СН₂, Н_а-5,6,12,13), 1.63-1.77 м (2Н, СН, Н-7a,14a; 6Н, СН₂, Н_b-4,5,7,11,12,14), 1.87 д (2Н, СН₂, Н_b-6,13; ²J_ba = 11.6 Гц), 2.48 д (2Н, СН₂, Н_а-1,8; ²J_ab = 8 Гц), 3.07 д (2Н, СН₂, Н_а-3,10; ²J_ab = 12 Гц), 3.34 уш.с (2Н, СН, Н-14c,14d), 3.36-3.39 м (2Н, СН, Н-3b,10b), 3.49 д (4Н, СН₂, Н-1′,1′′; ²J = 13.6 Гц), 4.01 д (2Н, СН₂, Н_b-3,10; ²J_ba = 11.6 Гц), 4.20 д (2Н, СН₂, Н_b-1,8; ²J_ba = 7.6 Гц), 7.24-7.28 м (2Н, СН, Н-6′,6′′), 7.73 д (2Н, СН, Н-7′,7′′; J = 7.6 Гц), 8.52 д (4Н, СН, Н-3′,3′′,5′,5′′; J = 8 Гц).

Спектр ЯМР ¹³С (100.62 МГц, CDCl₃), δ, м. д.: 24.2 (C-4,11), 24.6 (C-5,12), 26.9 (C-6,13), 28.2 (С-7,14), 54.4 (C-1′,1′′), 55.4 (C-3b,10b), 63.9 (C-7a,14a), 68.6 (C-3,10), 74.4 (C-1,8), 77.4 (C-14c,14d), 123.3 (C-6′,6′′), 133.6 (C-2′,2′′), 136.3 (C-7′,7′′), 148.9 (C-5′,5′′), 150.0 (C-3′,3′′). Спектры ЯМР (1Н, 13С) сняты на спектрометре Bruker Avance 400 по стандартным методикам фирмы Bruker, внутренний стандарт Me4Si, растворитель - CDCl3.

Изобретение относится к области биологически активных соединений, а именно к (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацену формулы (1), обладающему цитотоксической активностью в отношении клеточных линий гепатоцеллюлярной карциномы человека (HepG2), аденокарциномы толстого кишечника (HTC-116), моноцитарной лейкемии человека (THP-1), карциномы молочной железы (MCF-7), аденокарциномы легкого (A549), Т-клеточного лейкоза (Jurkat) и нейробластомы человека (SH-SY5Y). Изобретение относится также к способу получения тетрацена формулы (1). Способ заключается во взаимодействии транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацена с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и 3-метиламинопиридином в присутствии катализатора NiCl₂·6H₂O при мольном соотношении транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : N,N,N',N'-тетраметилметандиамин : 3-метиламинопиридин : NiCl₂·6H₂O = 1:4:2:(0,03-0,07). Реакцию проводят в среде CH₃OH при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в течение 2,5–3,5 ч. Данный способ позволяет получать тетрацен формулы (1) с выходом 32–39%. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

1. (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацен формулы (1):

2. Соединение по п.1, обладающее цитотоксической активностью в отношении клеточных линий гепатоцеллюлярной карциномы человека (HepG2), аденокарциномы толстого кишечника (HTC-116), моноцитарной лейкемии человека (THP-1), карциномы молочной железы (MCF-7), аденокарциномы легкого (A549), Т-клеточного лейкоза (Jurkat) и нейробластомы человека (SH-SY5Y).

3. Способ получения (3bR*,7aR*,10bR*,14aR*-цис-14c,14d)-2,9-бис(пиридин-3-илметил)октадекагидро-1Н,8Н-2,3а,7b,9,10a,14b-гексаазадибензо[fg,op]тетрацена формулы (1) по п.1, отличающийся тем, что транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен подвергают взаимодействию с N,N,N',N'-тетраметилметандиамином и 3-метиламинопиридином в среде CH₃OH в присутствии катализатора NiCl₂·6H₂O при мольном соотношении транс-1,6,7,12-тетраазапергидротетрацен : N,N,N',N'-тетраметилметандиамин : 3-метиламинопиридин : NiCl₂·6H₂O = 1:4:2:(0,03-0,07) при комнатной (~20°С) температуре и атмосферном давлении в течение 2,5–3,5 ч.