Применение 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионов в качестве средств, обладающих противотуберкулезной активностью Российский патент 2023 года по МПК C07D487/10 A61K31/4188 A61P31/06 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к применению индивидуальных соединений класса триазаспиро[4,4]нонентрионов в качестве средств, обладающих противотуберкулезной активностью, которые могут быть использованы в качестве исходных продуктов для синтеза новых гетероциклических систем и в фармакологии.

Заявленные соединения 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионы и способ их синтеза известен из уровня техники. Заявляемые соединения являются продуктами взаимодействия 8-ароил-3,4-дигидро- 1Я-пирроло [2,1-е] [1,4] оксазин-1,6,7-трионов с мочевиной («Взаимодействие пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-трионов с мочевиной. Синтез триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионов», Третьяков И.А., Масливец А.Н., ЖОрХ, 2020, 56, №4, 653-655. [Reaction of Pyrrolo[2,1-c][1,4]oxazine-1,6,7-triones with Urea. Synthesis of Triazaspiro[4.4]non-8-ene-2,4,7-triones. Tretyakov N.A., Maslivets A.N. Russ. JOC, 2020, 56(4), 726-728. doi: 10.1134/S1070428020040260]), образующихся по следующей схеме:

где: 1,2 Ar-=Ph (а), 4-ClC₆H₄ (б), 4-BrC₆H₄ (в), 4-CH₃C₆H₄ (г).

Эталоном сравнения противотуберкулезной эффективности был выбран противотуберкулезный препарат пиразинамид [Y. Zhang, W. W. Yew. Механизмы развития лекарственной устойчивости у Mycobacterium tuberculosis / Международный журнал «Туберкулез и легочные заболевания». Т 2. №1 2011 г. стр. 7-19], широко применяющийся в лечебной практике.

Противотуберкулезная активность 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-1,3-дифенил-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионов ранее не была исследована.

Задачей изобретения является изыскание новых соединений, обладающих противотуберкулезной активностью, и расширение арсенала средств воздействия на живой организм.

Поставленная задача решается тем, что соединения 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионы обладают противотуберкулезной активностью.

Синтезируют заявляемые соединения путем взаимодействия 8-ароил-3,4-дигидро-1Я-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-трионов с мочевиной или 1,3-дифенилмочевиной в среде растворителя с последующим выделением целевых продуктов, по следующей схеме:

где: 3 Ar=Ph (а), 4-С1С₆Н₄ (б), 4-BrC₆H₄ (в); 4 R=Н (a), Ph (б); 5 R=Н, Ar=Ph (а), 4-ClC₆H₄ (б); R=Ph, Ar=Ph (в), 4-ClC₆H₄ (г), 4-BrC₆H₄ (д).

Процесс ведут при температуре 76-78°С, а в качестве растворителя используют безводный этилацетат.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 9-Бензоил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трион (5а).

К 1.0 ммоль 8-бензоил-3,4-дигидро-1Н-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона (3а) добавляли 1.0 ммоль мочевины, добавляли растворитель: 10 мл безводного этилацетата, кипятили 1-2 часа до изменения окраски, охлаждали, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 91%, т.пл. Соединение (5а) C₁₅H₁₃N₃O₆.

Найдено, %: С 54.37; Н 3.98; N 12.67

Вычислено, %: С 54.38; Н 3.96; N 12.68.

Соединение (5а) - бесцветное кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

В ИК спектре соединения (5а), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде узкого пика при 3318 см^-1, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3145 см^-1, трех лактамных карбонильных групп при 1773, 1728 и 1684 см^-1 соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1834 см^-1,

В спектре ЯМР ¹Н соединения (5а), записанном в растворе в ДМСО-d₆, кроме сигналов протонов ароматических колец, присутствует группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.10-3.57 м.д. (м, 4Н), уширенный синглет протона спиртовой группы NCH₂CH₂OH при 4.72 м.д., синглеты протонов групп N²H и N³H при 8.43 м.д. и 11.27 м.д., соответственно.

Пример 2. 8-Гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-9-(4-хлорбензоил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трион (5б).

К 1.0 ммоль 8-(4-хлорбензоил)-3,4-дигидро-1Н-пирроло[2,1-c][1,4]оксазин-1,6,7-триона (36) добавляли 1,0 ммоль мочевины, добавляли растворитель: 10 мл безводного этилацетата, кипятили 1-2 часа до изменения окраски, охлаждали, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 85%, т.пл. Соединение (56)C₁₅H₁₂ClN₃O₆.

Найдено, %: С 49.25; Н 3.32; N 11.49

Вычислено, %: С 49.26; Н 3.31; N 11.49.

Соединение (5б) - бесцветное кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

В ИК спектре соединения (5б), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде узкого пика при 3316 см^-1, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3160 см^-1, трех лактамных карбонильных групп при 1788, 1719 и 1880 см^-1 соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1839 см^-1.

В спектре ЯМР Н соединения (56), записанном в растворе в ДМСО-d₆, кроме сигналов протонов ароматических колец, присутствует группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.09-3.56 м.д. (м, 4Н), уширенный синглет протона спиртовой группы NCH₂CH₂OH при 5.84 м.д., синглеты протонов групп N¹H и N³H при 8.41 м.д. и 11.28 м.д., соответственно.

Пример 3. 9-Бензоил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3-дифенил-1.3.6- триазаширо[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трион (5в).

К 1.0 ммоль 8-бензоил-3,4-дигидро-1Я-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1.8.7-триона (3а) добавляли 1.0 ммоль 1,3-дифенилмочевины, добавляли растворитель: 10 мл безводного этилацетата, кипятили 1-2 часа до изменения окраски, охлаждали, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 68%, т.пл. Соединение (5в) C₂₇H₂₁N₃O₆.

Найдено, %: С 87.31; Н 4.14; N 8.32

Вычислено, %: С 67.08; Н 4.38; N 8.69.

Соединение (5в) - бесцветное кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

В ИК спектре соединения (5в), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде узкого пика при 3427 см^-1, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3072 см^-1, трех лактамных карбонильных групп при 1787, 1721 и 1675 см^-1 соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1629 см^-1.

В спектре ЯМР:Н соединения (5в), записанном в растворе в ДМСО-d₆, кроме сигналов протонов ароматических колец, присутствует группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.56-3.66 м.д. (м, 2Н), 3,69-3.78 (м, 2Н) соответственно, уширенный синглет протона спиртовой группы ОН при 8.78 м.д.

Пример 4. 8-Гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3-дифенил-9-(4-хлорбензоил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трион (5 г).

К 1.0 ммоль 8-(4-хлорбензоил)-3,4-дигидро-1Н-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона (3б) добавляли 1.0 ммоль 1,3-дифенилмочевины, добавляли растворитель: 10 мл безводного этилацетата, кипятили 1-2 часа до изменения окраски, охлаждали, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 64%, т.пл. Соединение (5г)

C₂₇H₂₀ClN₃O₆.

Найдено, %: С 82.81; Н 3.74; N 8.00

Вычислено, %: С 62.62; Н 3.89; N 8.11.

Соединение (5 г) - бесцветное кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных, условиях.

В ИК спектре соединения (5 г), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде узкого пика при 3425 см^-1, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3188 см^-1, трех лактамных карбонильных групп при 1791, 1718 и 1878 см^-1 соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1633 см^-1.

В спектре ЯМР ¹Н соединения (5 г), записанном в растворе в ДМСО-d₆, кроме сигналов протонов ароматических колец, присутствует группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.56-3.65 м.д. (м, 2Н), 3.68-3.78 (м, 2Н) соответственно.

Пример 5, 9-(4-Бромбензоил)-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3-дифенил-1,3,6-триазаспиро[4,41нон-8-ен-2,4,7-трион (5д).

К 1.0 ммоль 8-(4-бромбензоил)-3,4-дигидро-1Я-пирроло[2,1-c][1,4]оксазин-1,6,7-триона (3в) добавляли 1.0 ммоль 1,3-дифенилмочевины, добавляли растворитель: 10 мл безводного этилацетата, кипятили 1-2 часа до изменения окраски, охлаждали, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 73%, т.пл. Соединение (5д) C₂₇H₂₀BrN₃O₆.

Найдено, %: С 57.99; Н 3.24; N 7.13

Вычислено, %: С 57.67; Н 3.58; N 7.47.

Соединение (5д) - бесцветное кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

В ИК спектре соединения (5д), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде узкого пика при 3580 см^-1, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3070 см^-1, трех лактамных карбонильных групп при 1791, 1721 и 1673 см^-1 соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1822 см^-1.

В спектре ЯМР Н соединения (5д), записанном в растворе в ДМСО-d₆, кроме сигналов протонов ароматических колец, присутствует группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.54-3.65 м.д. (м, 2Н), 3.88-3.78 (м, 2Н) соответственно, уширенный синглет протона спиртовой группы ОН при 8.77 м.д.

Пример 6. Фармакологическое исследование соединений (5а-д) на наличие противотуберкулезной активности.

Оценка ту 6 ер кулостатической активности исследуемого вещества проводилась методом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде с использованием индикатора роста резазурина натриевой соли [Resazurin Microliter Assay Plate: Simple and Inexpensive Method for Detection of Drug Resistance in Mycobacterium tuberculosis / J.-C. Palomino, A, Martin, M. Caniacho, et al. // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. - 2002. V. 46, №8. - P. 2720-2722. DOI: 10.1128/ААС.46.8.2720].

В качестве тест-микроорганизма, использовали штамм М. tuberculosis H37Rv А.ТСС 25618, полученного в ФБУН ГНЦ ПМБ «Государственная коллекция патогенных микроорганизмов и клеточных культур».

В лунках стерильного 96-луночного плоскодонного микропланшета готовили два параллельных ряда двукратных серийных разведений заявляемого соединения в питательной жидкой среде Мидлбрук 7Н, содержащую обогатительную добавку ВАСТЕС MGIT OADC (олеиновая кислота, альбумин, декстроза и каталаза). В каждой лунке содержалось 150 мкл определенной концентрации испытуемого вещества.

Из 21 дневной культуры М. tuberculosis H37Rv готовили бактериальную суспензию, которая была стандартизирована по оптическому стандарту мутности Фарланда №1 с использованием денситометра, после чего инокулят разводили 1:20 в питательной среде Мидлбрук 7Н9 и вносили в каждую лунку планшета по 150 мкл.

В последних рядах содержалась питательная среда и культура в равных объемах (контроль). Максимально испытанная концентрация соответствовала 1000 мкг/мл, минимальная - 1 мкг/мл.

Планшеты запечатывали в полиэтиленовые пакеты и инкубировали при 37°С в течение 8 суток. После чего в каждую лунку добавляли 30 мкл 0,01% раствора натрия резазурината, приготовленного в стерильной дистиллированной воде и культивировали еще 24 часа при 37°С, затем оценивали визуально изменение окраски резазурина. Изменение от синего до розового цвета указывает на снижение резазурина и, следовательно, рост микобактерий. МИК - минимальная ингибирующая концентрация химических веществ, при которой не происходило изменение цвета.

Анализ полученных данных показал, что соединения IIa, IIb обладают туберкулостатическим действием в отношении исследуемой культуры в концентрациях 82.5-250 мкг/мл.

Предлагаемые вещества 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионы (5а-д) могут найти применение в фармакологии в качестве потенциальных лекарственных средств с противотуберкулезными свойствами.

Изобретение относится к области фармакологии, а именно к новому применению 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионов общей формулы 5а-д, в качестве средств, обладающих противотуберкулезной активностью. Технический результат – эффективное ингибирование Mycobacterium tuberculosis, обеспечиваемое соединением указанной структуры 5а-д. 1 табл., 6 пр.

где: R = H, Ar = Ph (а), 4-ClC₆H₄ (б); R = Ph, Ar = Ph (в), 4-ClC₆H₄ (г), 4-BrC₆H₄ (д).

Применение 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-2,4,7-трионов общей формулы

где: R = H, Ar = Ph (а), 4-ClC₆H₄ (б); R = Ph, Ar = Ph (в), 4-ClC₆H₄ (г), 4-BrC₆H₄ (д),

в качестве средств, обладающих противотуберкулезной активностью.