Производные 5,8-диметокси-6,7-метилендиокси кумарина, обладающие антирадикальной активностью Российский патент 2024 года по МПК C07C59/90 C07C233/19 C07C233/48 C07D209/20 C07C51/00 C07C231/04 A61K31/165 A61K31/19 A61K31/405 A61P17/18 

Область техники

Изобретение относится к области органической химии, в частности к медицинской химии, а именно к синтезу средств формул (1) 3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропановая кислота, (2) 3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)-N-(2-(5-метокси-1Н-индол-3-ил)этил)пропанамид, (3) N-(3,4-дигидроксифенетил)-3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропанамид, (4) 4-(3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропанамидо)бутановая кислота, (5) 3-(3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропанамидо) пропановая кислота, обладающих антирадикальной активностью.

Уровень техники

Вещества, обладающие антирадикальной активностью (АРА) играют ведущую роль в системе защиты организма от свободных радикалов. Система защиты организма от избытка свободных радикалов складывается из активности ферментов оксидо-редуктаз и разнообразных реакций низкомолекулярных антиоксидантов: хелатных соединений, гормонов, водо- и жирорастворимых витаминов, тиолсодержащих аминокислот и полипептидов, флавоноидов, каротиноидов и т.д. Большинство из перечисленных соединений препятствует развитию окислительного стресса, прерывая цепную реакцию образования свободных радикалов, поэтому эти вещества называют как веществами с противорадикальной активностью, так и антиоксидантами.

Известно использование внутриклеточных антиоксидантов, в частности коэнзима Q10 (убихинона, CoQ10), который является компонентом митохондриальной цепи переноса электронов, и широко используется в медицине, начиная от лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как множественная системная атрофия, до таких состояний, как синдром Барта, сердечная недостаточность, фибромиалгия и инсулинорезистентность (Pastor-Maldonado, C. J., Suárez-Rivero, J. M., Povea-Cabello, S., Álvarez-Córdoba, M., Villalón-García, I., Munuera-Cabeza, M., Sánchez-Alcázar, J. A. Coenzyme Q10: Novel Formulations and Medical Trends. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(22), 8432. doi:10.3390/ijms21228432). Несмотря на эффективность терапии CoQ10, его клиническому использованию препятствует низкая биодоступность. Пероральная биодоступность CoQ10 ограничена выраженной гидрофобностью боковой цепи, состоящей из 10 изопреновых звеньев, а также его светочувствительностью и термолабильностью. Все это обусловливает актуальность поиска и разработки его производных.

Важным классом биологически-активных соединений являются кумарины. Они входят в состав растений в роли вторичных метаболитов и обладают широким спектром активности. Кумарины – класс природных органических соединений, представляющих собой ненасыщенные ароматические лактоны. Особенностью кумаринов является легкая растворимость в водных растворах щелочей (особенно при нагревании) за счет образования солей оксикоричной кислоты. Кумарины, являясь лактонами, специфически относятся к щелочи (с кислотами и аммиаком они не взаимодействуют). При действии горячей разбавленной щелочи они медленно гидролизуются, при этом происходит разрыв лактонного кольца с образованием растворов желтого цвета, представляющих соль кумаровой кислоты (цис-, орто-оксикоричной). При подкислении щелочных растворов или при насыщении СО₂ кумарины регенерируются в исходное состояние. Известно разнообразное действие кумаринов на организм. Одним из характерных свойств кумаринов является антикоагулирующая активность. Особенно это выражено у дикумарола, он препятствует образованию протромбина. Этим свойством отличается скополетин. Многие фурокумарины обладают фотосенсибилизирующей активностью, т.е. повышают чувствительность кожи к ультрафиолевым лучам, при этом наблюдается интенсивная пигментация кожи, и можно получить сильные ожоги. Это свойство фурокумаринов используют для лечения витилиго (лейкодермии). Наиболее выражены фотосенсибилизирующие свойства у псоралена и ксантотоксина. Фурокумарины ускоряют образование меланина. Для лечения лейкодермии используются препараты: аммифурин (смесь изопимпинеллина и бергаптена из плодов амми большой), бероксан (смесь ксантотоксина и бергаптена из плодов пастернака посевного), псорален (смесь псоралена и ангелицина из плодов псоралеи). Производные фурокумаринов и пиранокумаринов обладают спазмолитическим и коронарорасширяющим действием. Наиболее активны виснадин, дигидросамидин. В качестве спазмолитических средств применяются препараты: фловерин (из вздутоплодника сибирского), ависан (из амми зубной). У куместролов клевера отмечена значительная эстрогенная активность. У кумаринов выявлена антимитозная активность, которая послужила толчком к изученю их противоракового действия. Установлено, что этим действием обладают пеуцедонин и ксантотоксин. Они усиливают действие противоопухолевых препаратов. Ряд кумаринов и фурокумаринов проявляют бактериостатические свойства. Некоторые кумарины (эскулетин) обладают Р-витаминной активностью (М.М. Коноплева Учебное пособие «Фармакогнозия: природные биологически активные вещества», Витебск, ВГМУ, 2006 - с. 50).

На сегодняшний день известны также производные кумарина и их применение в качестве pla2-ингибиторов. Это касается производных кумарина общей формулы I

в которой R1 - водород или С1-С6-алкил, R2 - остаток ОТ1 или R3 - остаток ОТ2, R4 - водород или C1-C6-алкил, T1 и T2, которые могут быть одинаковыми или разными, и каждый означает водород, C1- C6-алкил, C1-C6--алконоил, или T1 и T2 совместно с атомами, к которым они присоединены, образуют 5-7-членное гетероциклическое кольцо, которое при желании может быть замещено оксо или тиоксо, или Q - атом кислорода X - атом серы или NH -группу, Y - валентная связь, C1-C6-алкиленовый остаток, который при желании может быть замещен гидроксигруппой или аминогруппой, фениленовый остаток, который при желании может быть одно- или многократно замещен гидроксилом, галогеном, C1-C6-алкилом или карбоксилом, Z - водород, галоген, карбоксил гидроксиметил, C1-C6-алкоксикарбонил, циано или группу NR5R6, причем R5 и R6 совместно с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 3-7-членное гетероциклическое кольцо, которое при желании может быть замещено оксо, гидрокси или C1-C6-алкокси, их таутомеры, а также их соли с нетоксическими кислотами или основаниями. Данные представители кумарина из ингибируют pla2 в зависимости от дозы и до 100% и тем самым превосходят известные противовоспалительные соединения (RU2133745, 27.07.1999).

Однако область антирадикального эффекта кумаринов, на сегодняшний день остается до конца не изученной из-за крайне малочисленных примеров применения данного типа препаратов в медицинской практике. В плане антирадикальной активности вызывает интерес 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарин.

Синтез трех высокооксигенированных природных кумаринов, 8-метокси-6,7-метилендиоксикумарина, 5-метокси-6,7-метилендиоксикумарина и 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарина, описан впервые вместе с новым способом получения ауапина (6,7-метилендиоксикумарина). Сравнение спектроскопических данных синтетического тетраоксигенированного кумарина а с литературными спектроскопическими данными привело к пересмотру структуры нескольких природных кумаринов. Синтез 5,8-диметокси-6,7-метилендиокси кумарина приведен в статье Maes D. et al. Synthesis and structural revision of naturally occurring ayapin derivatives // Tetrahedron. 2005. Vol. 61, № 9. P. 2505-2511.

Изобретение может быть использовано для создания новых средств, обладающих антирадикальной активностью, в частности нового аналога убихинона, а также серии комбинированных мультифункциональных молекул с двумя фармакофорными фрагментами, соединенными через линкер, способных связывать свободные радикалы (СР). Хинон, входящий в структуру соединений, может обеспечивать эффективную защиту клеток в условиях окислительного стресса (ОС), препятствовать митохондиальной дисфункции, выступая в качестве аналога коэнзима CoQ10. Липофильность хинонового фрагмента обеспечивает прохождение молекулы через гемато-энцефалический барьер, таким образом, целевая структура может быть представлена в качестве эффективного транспортера свободных нейромедиаторов или аминоксислот в мозг. Лабильная амидная связь может быть легко расщеплена ферментативными системами, что привело бы к высвобождению свободных нейромедиаторов и аминокислот и восполнению их уровня в головном мозге. Включение хинонового фрагмента повышает общую липофильность молекулы, что способствует ее эффективному транспорту в ткани и клетки, а лабильная амидная связь может быть легко разрушена ферментативно с последующим высвобождением свободного нейромедиатора или аминокислоты.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом является синтез новых производных 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарина, характеристика полученных соединений физико-химическими методами, проявляющих антирадикальную активность, а также простой способ синтеза указанных соединений. Предлагаемое изобретение позволяет значительно расширить круг препаратов, обладающих антирадикальной активностью.

Технический результат достигается тем, что созданы производные 5,8-диметокси-6,7-метилендиокси кумарин общей формулы:

, где R1= OH, R2= N-(2-(5-метокси-1Н-индол-3-ил)этил)пропан-2-амин, R3= 4-(2-(изопропиламино)этил)бензол-1,2-диол, R4= 4- (изопропиламино) бутановая кислота, R5= 3-(изопропиламино)пропановая кислота.

А также создано соединение по п. 1, характеризующееся тем, что представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей:

(1) 3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропановая кислота,

(2) 3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)-N-(2-(5-метокси-1Н-индол-3-ил)этил)пропанамид,

(3) N-(3,4-дигидроксифенетил)-3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропанамид,

(4) 4-(3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропанамидо) бутановая кислота,

(5) 3-(3-(4-гидрокси-2,5-диметокси-3,6-диоксоциклогекса-1,4-диен-1-ил)пропанамидо) пропановая кислота, обладающих антирадикальной активностью.

И кроме того создан способ синтеза соединений по п. 2, характеризующийся тем, что исходное соединение 5,8-диметокси-6,7-метилендиокси кумарин (А) обрабатывают тетраацетатом свинца, а затем избытком HCl/iPrOH, после чего проводят каталитическое гидрирование полученного дигидроксикумарина (Б), в атмосфере водорода с получением 6,7-дигидрокси-5,8-диметоксихроман-2-она (В), в результате гидролиза которого с последующим окислением кислородом воздуха получают производные 5,8-диметокси-6,7-метилендиокси кумарин, обладающие антирадикальной активностью.

В предпочтительном варианте соединение формулы (1)

получают путем гидролиза соединения формулы В и взаимодействия с кислой средой при комнатной температуре в течение 24 часов в атмосфере воздуха.

В предпочтительном варианте соединение формулы (2)

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с гидрохлоридом 5-метокситриптамином в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента.

В предпочтительном варианте соединение формулы (3)

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с 3,4-бис(бензилокси)фенетиламином в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента, с последующим снятием защитных групп гидрированием на Pd/C, в атмосфере водорода в течение 24 часов и окислением в атмосфере воздуха в течение 24 часов.

В предпочтительном варианте соединение формулы (4)

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с бензиловым эфиром β-аланина в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента, с последующим снятием защитных групп гидрированием на Pd/C, в атмосфере водорода в течение 24 часов и окислением в атмосфере воздуха в течение 24 часов.

В предпочтительном варианте соединение формулы (5)

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с γ-аминомасляной кислотой в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента, с последующим снятием защитных групп гидрированием на Pd/C, в атмосфере водорода в течение 24 часов и окислением в атмосфере воздуха в течение 24 часов.

Осуществление изобретения

Первичным сырьем для синтеза исследуемых соединений является апиол, легкодоступный полиалкоксиаллилбензол, выделяемый из эфирного масла петрушки с выходом 65-70% [V. V. Semenov, et.al.Russ. Chem. Bull., Int. Ed., 2007, 56, 2448 (Izv. Akad. Nauk, Ser. Khim., 2007, 2364], [A.V.Samet, et.al., Journal of Natural Products, 2019, 82, 6, 1451.].

Для синтеза средства структурной формулы (1-5) использовали следующие реактивы: бензол, NaHCO₃, CH₂Cl₂, iPrOH, диоксан, tBuOH, Pd/C (10%), PtO₂^.H₂O, Pb(OAc)₄, HCl/iPrOH, Et₃N, гидрохлориды 5-метокситриптамина (Г), 3,4-бис(бензилокси)фенетиламина (Д) и бензилового эфира β-аланина (Е) и γ-аминомасляной кислоты (Ж) были получены в соответствии с описанными методами [Raymond B., Pierre H. Preparation of serotonine and derivatives], [Cai W., et al. Metal-assisted assembly and stabilization of collagen-like triple helices // J Am Chem Soc.2004.Vol. 126, № 46.P. 15030-15031.], [Buttner F., et al. Cyclic beta-tetra- and pentapeptides: synthesis through on-resin cyclization and conformational studies by X-ray, NMR and CD spectroscopy and theoretical calculations // Chemistry. - 2005. - Vol. 11, № 21. - P. 6145-58.]

Общая схема синтеза представлена на схеме

5,8-диметокси-6,7-метилендиокси кумарин (А) был приобретен в компании Chemical-block. Окисление метиленового мостика осуществлялось по описанному методу [Nicolaou K. C., Tang Y., Wang J. Total synthesis of sporolide B // Angew Chem Int Ed Engl. 2009. Vol. 48. P. 3449-53.] Действием тетраацетата свинца на (А) с последующей обработкой избытком HCl/iPrOH был получен дигидроксикумарин (Б). Каталитическое гидрирование (Б) привело к лактону (В). Соединение (В) чувствительно к действию нуклеофилов, поэтому является удобным исходным соединением для синтеза различных гибридных молекул, содержащих гидрохиноновый фрагмент. Так, в результате гидролиза (В) с последующим окислением кислородом воздуха был получено соединение (1). При действии на (В) гидрохлоридом 5-метокситриптамина и последующим окислением кислородом воздуха синтезирован амид (2), в результате взаимодействия (В) с гидрохлоридом 3,4-бис(бензилокси)фенетиламина с последующим гидрогенолизом бензильных групп был получен соответствующий гидрохинон, который легко окислялся кислородом воздуха до соединения (3), аналогично в результате раскрытия (В) защищенными аминокислотами (Е) и (Ж) были получены аддукты (4) и (5).

Примеры

Пример 1. Синтез кумарина (Б)

Смесь 18.52 г (74 ммоль) (А), 50.20 г (15 ммоль) Pb(OAc)₄ (95%) и 350 мл бензола нагревали с перемешиванием (Т=80°С) в течение 60 часов. Осадок диацетата свинца отфильтровали, промыли бензолом. Фильтрат упарили на 50-70 мл, к остатку добавили 300 мл воды и 9.32 г NaHCO₃ (111 ммоль), органический слой отделили, сушили сульфатом магния, упарили в вакууме. Водную фазу дополнительно экстрагировали CH₂Cl₂ (1х50 мл), сушили сульфатом магния, упарили в вакууме. Остаток оранжевое аморфное вещество растворили в 100 мл CH₂Cl₂ и 10 мл iPrOH, затем добавили 40 мл iPrOH-HCl (9М, 360 ммоль). Смесь перемешивали 1 час при 20°С, затем охладили в бане со льдом и водой, осадок фильтровали, промывли iPrOH. Продукт очищали методом перекристаллизации из iPrOH. Всего было получено 14.11 г кумарина (Б) в виде светло-бежевых кристаллов. Выход 80%

¹H NMR (500 MГц, DMSO-d₆, δ, м.д.) 3.80 (с, 3H, OCH₃) 3.81 (с, 3H, OCH₃), 6.21 (д, J=9.6 Гц, 1H, CH) 7.97 (д, J=9.6 Гц, 1H, CH) 9.21 (уш. с., 1H, OH) 10.04 (уш. с., 1H, OH) ¹³C ЯМР (126 MГц, DMSO-d₆, δ, м.д.): 60.93, 61.46, 105.28, 111.34, 131.23, 135.65, 139.36, 139.64, 140.90, 144.75, 160.13 Масс C₁₁H₁₀O₆ М.в. 238.2: 238, 223, 209, 195, 177, 167, 152, 139, 123, 111, 106, 83, 68 T_пл=222-223°С.

Пример 2. Синтез лактона (В)

Гидрированием 0.476 г (2 ммоль) кумарина (Б) с 0.019 г (0.08 ммоль) PtO₂•H₂O в 30 мл tBuOH (12 часов при 60°С и 24 часа при 20°С) в атмосфере водорода получили 0.479 г 6,7-дигидрокси-5,8-диметоксихроман-2-она (В) в виде бежевых кристаллов. Выход 99%

¹H NMR (500 MГц, DMSO-d₆, δ, м.д.) 2.69 (т, J=7.2 Гц, 2H, CH₂) 2.83 (т, J=7.2 Гц, 2H, CH₂) 3.66 (c, 3H, OCH₃), 3.70 (c, 3H, OCH₃), 8.54 (уш.c., 1H, OH), 8.90 (уш.c., 1H, OH). ¹³C NMR (151 МГц, DMSO-d₆, δ, м.д.) 17.60, 28.54, 60.22, 60.81, 107.12, 132.63, 135.62, 137.34, 138.68, 140.33, 168.33. Масс C₁₁H₁₂O₆ М.в. 240.21: 240, 225, 211, 198, 183, 165, 155, 147, 137, 123, 112, 106, 97.T_пл= 185-188°C.

Пример 3. Синтез хиноновой кислоты (1)

Смесь 0.120 г (0.5 ммоль) (В), 5 мл воды и 0.05 мл 1М водн. р-ра HCl (0.05 ммоль) нагрели до растворения, затем перемешивали при комнатной температуре на воздухе 24 часа до полного исчезновения исходного (ТСХ). Затем к смеси добавили 5 мл CH₂Cl₂, органический слой отделили, водный экстрагировали CH₂Cl₂ (3х5 мл), органические фазы сушили сульфатом магния, упарили в вакууме, получили 0.050 г хиноновой кислоты (1) в виде красных кристаллов. Выход 40%

¹H ЯМР (500 MГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 2.27 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 2.53 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 3.77 (c, 3H, OCH₃), 3.88 (c, 3H, OCH₃), 10.40 (уш.c., 1H, OH), 12.12 (уш.c., 1H, CO₂H). ¹³C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 18.6, 32.7, 60.1, 60.9, 128.2, 138.1, 143.3, 153.3, 173.5, 180.3, 183.3. Масс C₂₂H₂₄N₂O₇ М.в. 428.44: 428, 413, 398, 367, 352, 336, 326, 314, 296, 276, 268, 257, 240. T_пл= 65-66°С.

Пример 4. Синтез метоксихинон-5-метокситриптамина (2)

В круглодонную колбу объемом 50 мл поместили 0.240 г (1 ммоль) В, 0.227 г (1 ммоль) (Г), 6 мл диоксана, затем в атмосфере аргона добавили 0.167 мл триэтиламина (0.121 г, 1.2 ммоль). Реакционную смесь перемешивали в атмосфере аргона при комнатной температуре 24 часа до полного исчезновения исходного (контроль вели методом ТСХ). По окончании перемешивания реакционную смесь упарили, продукт выделяли методом колоночной хроматографии на 35 г силикагеля, элюируя смесью CH₂Cl₂-CH₃OH. Получили 0.230 г метоксихинон-5-метокситриптамина (2) в виде красного аморфного вещества. Выход 54%

¹H ЯМР (500 MГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 2.15 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 2.54 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 2.76 (т, J=7.4 Гц, 2H, CH₂), 3.30 (кв., J=6.9 Гц, 2H, CH₂), 3.76 (c, 3H, OCH₃), 3.77 (c, 3H, OCH₃), 3.87 (c, 3H, OCH₃), 6.71 (дд., J=8.7 Гц, J=2.3 Гц, 1H, CH_Ar), 7.01 (д., J=2.3 Гц, 1H, CH_Ar), 7.09 (д., J=1.3 Гц, 1H, CH_Ar), 7.22 (д., J=8.7 Гц, 1H, CH_Ar), 7.93 (т, J=5.6 Гц, 1H, NH), 10.81 (c., 1H, NH). ¹³C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 19.3, 25.2, 34.3, 55.3, 60.0, 60.9, 100.1, 111.0, 111.7, 112.0, 123.2, 127.5, 129.1, 131.4, 138.1, 143.3, 153.0, 153.1, 170.8, 180.3, 183.3. Масс C₂₂H₂₄N₂O₇ М.в. 428.44: 428, 413, 398, 367, 352, 336, 326, 314, 296, 276, 268, 257, 240. T_пл= 68-70°С.

Пример 5. Синтез метоксихинон-дофамина (3)

К смеси 0.480 г (2 ммоль) (2), 0.787 г (94%, 2 ммоль) (Б) и 12 мл диоксана в атмосфере аргона добавили 0.335 мл Et₃N (0.243 г, 2.4 ммоль). Перемешивали в атмосфере аргона при комнатной температуре 24 часа до полного исчезновения исходного (ТСХ). По окончании перемешивания смесь упарили, остаток растворили в CH₃OH, перемешивали на воздухе 48 часов. По окончании смесь упарили, остаток пропустили через колонку с силикагелем, элюируя смесью CH₂Cl₂-CH₃OH (100:2.5). Полученный красный порошок перемешивали 24 часа в атмосфере водорода с 10% Pd/C (0.068 г) в 25 мл CH₃OH, фильтровали от катализатора и перемешивали на воздухе в течение 24 часов. Затем раствор упарили, остаток очищали методом колоночной хроматографии, элюируя смесью CH₂Cl₂-CH₃OH-AcOH (100:10:1), получили 0.382 г метоксихинон-дофамина (3) в виде красного аморфного вещества. Общий выход 50%

¹H NMR (500 MГц, Acetone-d₆, δ, м.д.) 2.27 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 2.62 (т, J=7.4 Гц, 2H, CH₂), 2.67 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 3.33 (кв., J=6.5 Гц, 2H, CH₂), 3.89 (c, 3H, OCH₃), 3.95 (c, 3H, OCH₃), 6.52 (дд., J=8.1 Гц, J=1.8 Гц, 1H, CH_Ar), 6.70 (д., J=1.8 Гц, 1H, CH_Ar), 6.71 (д., J=8.1 Гц, 1H, CH_Ar), 7.14 (т, J=4.6 Гц, 1H, NH). ¹³C NMR (151 МГц, Acetone -d₆, δ, м.д.) 20.38, 35.63, 35.92, 41.81, 60.60, 61.54, 116.02, 116.57, 120.82, 130.78, 132.07, 138.92, 142.85, 144.27, 145.80, 154.14, 172.06, 181.31, 184.26 Масс C₁₉H₂₁NO₈ М.в. 391.38: 391, 380, 363, 252, 239, 218, 197, 183, 169, 151, 136, 123, 77. T_пл= 58-60°С.

Пример 6. Синтез метоксихинон-ГАМК (4)

В круглодонную колбу объемом 50 мл поместили 1 ммоль (В), 1 ммоль В, 6 мл диоксана, затем в атмосфере аргона добавили 1.2 ммоль (0.167 мл) триэтиламина. Реакционную смесь перемешивали в атмосфере аргона при комнатной температуре 24 часа до полного исчезновения исходного (контроль вели методом ТСХ). По окончании перемешивания реакционную смесь упарили, продукт выделяли методом колоночной хроматографии на 20 г силикагеля, элюируя смесью CH₂Cl₂-CH₃OH. Получили смесь хинона и гидрохинона в виде красного порошка. Полученный красный порошок поместили в колбу Шленка объемом 100 мл, добавили 0.21 ммоль 10% Pd/C (0.022 г), и 15 мл CH₃OH. Реакционную смесь дегазировали 3 раза, после заполнили водородом. Гидрирование вели 24 часа в атмосфере водорода. По окончании гидрирования реакционную смесь фильтровали от катализатора через тонкий слой целита, промывали CH₃OH, затем перемешивали на воздухе в течение 5 дней. По окончании перемешивания реакционную смесь упарили, получили метоксихинон-ГАМК (4) в виде красных кристаллов, выход 47%

¹H ЯМР (500 MГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 1.58 (пентет, J=7.2 Гц, 2H, CH₂), 2.12 (т, J=8.0 Гц, 2H, CH₂), 2.19 (т, J=7.5 Гц, 2H, CH₂), 2.47-2.52 (м, 2Н, CH₂), 3.01 (кв., J=6.5 Гц, 2H, CH₂), 3.76 (c, 3H, OCH₃), 3.85 (c, 3H, OCH₃), 7.81 (т, J=5.4 Гц, 1H, NH). ¹³C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 19.3, 24.6, 31.0, 34.3, 37.9, 60.0, 60.9, 129.1, 138.0, 143.2, 153.1, 170.8, 174.2, 180.2, 183.3. Масс C₁₅H₁₉NO₈ М.в. 341.32: 341, 327, 310, 296, 284, 262, 254, 238, 223, 212, 197, 183, 165. T_пл= 121-123°С.

Пример 7. Синтез метоксихинон-β-аланина (5)

Синтезирован аналогично (4), получили метоксихинон- β-аланина (5) в виде красных кристаллов, выход 64%

¹H ЯМР (500 MГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 2.12 (т, J=7.9 Гц, 2H, CH₂), 2.35 (т, J=7.0 Гц, 2H, CH₂), 2.50 (т, J=7.9 Гц, 2H, ²CH₂), 3.20 (кв., J=6.4 Гц, 2H, CH₂), 3.77 (c, 3H, OCH₃), 3.86 (c, 3H, OCH₃), 7.88 (т, J=5.2 Гц, 1H, NH). ¹³C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d₆, δ, м.д.): 19.2, 33.8, 34.2, 34.8, 60.0, 60.9, 129.0, 138.0, 143.2, 153.1, 170.9, 172.9, 180.2, 183.3. Масс C₁₄H₁₇NO₈ М.в. 327.29: 327, 309, 296, 285, 278, 270, 252, 238, 223, 212, 197, 183, 173. T_пл= 159-160°С.

Пример 8. Оценка антирадикальной активности.

Антирадикальную активность соединений оценивали спектрофотометрически по их способности нейтрализовать стабильный радикал 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (ДФПГ тест) (Schlesier K., 2002). Растворы соединений 1-4, приготовленные на смеси этанола и ДМСО 9:1 в конечных концентрациях 100, 50, 25, 10 мкМ, добавляли к растворенному в 50 % этаноле ДФПГ и проводили измерение оптической плотности (ОП519) при длине волны 590 нм с помощью спектрофотометра Amersham Biosciences Ultraspec 3300 Pro. Величину ОП519 регистрировали в фиксированные моменты времени и представляли в % от величины исходной оптической плотности раствора ДФПГ. Данные представляли в виде среднего значения снижения концентрации ДФПГ от исходной величины (0 сек) к 5, 15, 30, 60, 90, 120 и 180 секунде реакции ± стандартное отклонение (М±SD). Было проведено от 4 до 6 измерений для каждой концентрации каждого исследуемого соединения. В качестве препарата сравнения был использован стандартный синтетический антиоксидант Тролокс.

В таблице 1 представлена способность соединений (1), (2), (3), (4), (5) в концентрациях 100, 50, 25 и 10 мкМ) нейтрализовать ДФПГ к 3 минуте реакции в сопоставлении со стандартным антиоксидантом Тролоксом. На графиках представлена динамика развития реакции нейтрализации радикала ДФПГ в течение 3 минут в зависимости от концентрации соединений.

Таблица 1. Соединения Остаток радикала ДФПГ к 3 минуте, %±SD Концентрации, мкМ 100 50 25 10 Тролокс 4,6±0,3 4,7±0,9 35,8±1,0 74,9±0,8 (1) 36,8±1,6** 46,1±0,3** 59,8±0,7** 77,7±0,7 (2) 40,7±1,3** 58,9±0,4** 76,4±0,9** 92,0±0,5** (3) 11,0±1,1* 9,0±0,9* 28,4±1,0* 66,7±2,2* (4) 49,7±0,4** 63,5±1,8** 75,5±0,3** 88,6±0,3** (5) 52,7±0,7** 65,7±0,3** 79,3±0,7** 91,2±0,7**

*- p < 0,05, **- p < 0,001 по сравнению с Тролоксом в той же временной точке.

Исходя из данных, представленных в таблице 1 и на графиках 1 и 2, видно, что антирадикальная активность соединения (3) в концентрациях 100 и 50 мкМ немного ниже Тролокса (на 6,4% и 4,3% соответственно), а в концентрациях 25 и 10 мкМ превышает ее (на 7,4% и 8,2% соответственно). Антирадикальная активность соединения (1), не содержащего дополнительные заместители в виде аминокислот в молекуле, ниже Тролокса, однако становится сопоставима с ним в самой низкой из взятых концентраций - 10 мкМ. Соединения (2), (4) и (5) в среднем в 2 раза менее эффективно снижают содержание радикала в инкубационной среде, однако все же обладают антирадикальной активностью. Таким образом, присоединение к молекуле хинона соединений, не обладающих антирадикальной активностью (аланин, ГАМК) снижает антирадикальную активность молекулы, а добавление соединения, обладающего (дофамина, в соединении (3) - усиливает ее.

Можно сделать вывод о высокой антирадикальной активности соединений (1) и (3), и в меньшей степени (2), (4), (5).

Пример 9. Оценка токсичности для нейрональной клеточной культуры.

Исследование токсичности новых соединений проводили на клеточной культуре нейробластомы человека SH-SY5Y (ATCC®, США). Клетки выращивали при 37°C на культуральной среде DMEM/F-12 с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки крови (10%), L-глутамина (1 %) и пенициллина-стрептомицина (1%). Клетки рассаживали в 96-луночные планшеты и дифференцировали в течение 7 дней путем добавления в культуральную среду ретиноевой кислоты (РК) в конечной концентрации 10 мкM с постепенным снижением содержания сыворотки до 1%.

Определение токсичности производили по оценке жизнеспособности клеток по МТТ-тесту. Метод основан на восстановлении живыми клетками желтого 3-(4,5-диметил-2-тиазолил)-2,5-дифенил-2H-тетразолия бромида в синий формазан и характеризует восстановительный потенциал цитоплазмы клеток. Затем кристаллы формазана растворяли в 100 мкл DMSO и измеряли оптическую плотность при 570 и 660 нм при помощи планшетного ридера SynergyH1 (BioTec, США) (Lopachev, A. V., 2016). Исследуемые вещества добавляли в культуральную среду в конечных концентрациях 500, 100, 50 и 1 мкМ и инкубировали 24 часа.

В экспериментах на культуре клеток нейробластомы человека SH-SY5Y, дифференцированной по нейрональному типу, было проведено исследование токсичности соединений (1), (2), (3), (4), (5). Показано, что соединения (2), (3), (4) и (5), взятые в концентрации 500 мкМ, не влияют на жизнеспособность клеток (см. фиг. 1). Под действием соединения (1) выживаемость культуры снижается на 75,5% в концентрации 500 мкМ, на 19,9% в концентрации 100 мкМ, на 14,8% в концентрации 50 мкМ и на 12,2% в концентрации 10 мкМ (см. фиг. 2). Минимальная нетоксичная концентрация соединения (1) составила 1 мкМ. Таким образом, можно заключить, что соединения (2), (3), (4) и (5) обладают низкой токсичностью для нейрональной культуры, а соединение (1) - высокой.

В целом, проведенное комплексное исследование антирадикальной активности и цитотоксичности соединений (2), (3), (4) и (5) дает основание для их использования в качестве антирадикальных агентов в системах in vivo для лечения заболеваний ЦНС, сопровождающихся образованием свободных радикалов, а также для доставки терапевтических аминокислот в мозг и дальнейшей оценки их биологических свойств. Соединение (1) характеризуется высокой антирадикальной активностью и цитотоксичностью, что может быть использовано для оценки его противоопухолевой активности, в связи с тем, что для терапии опухолей необходимо применение комбинированного подхода, включающего антирадикальную активность для снижения количества АФК и цитотоксичность, направленную на уничтожение патологических клеток. Кроме того, так как из соединения (1) можно получить соединения (2), (3), (4) и (5), предлагается его использовать в качестве субстрата для синтеза соединений хинона с любыми аминокислотами, представляющими интерес для доставки в мозг.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения соединения общей формулы:

, где R выбран из: , , , ,. Способ осуществляют путем обработки 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарина формулы А тетраацетатом свинца, а затем избытком HCl/iPrOH, после чего проводят каталитическое гидрирование полученного дигидроксикумарина формулы Б в атмосфере водорода с получением 6,7-дигидрокси-5,8-диметоксихроман-2-она (В), согласно схеме:

. Затем проводят гидролиз соединения формулы В с последующим окислением кислородом воздуха и получением производных 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарина. Технический результат: синтез производных 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарина, проявляющих антирадикальную активность. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 9 пр.

1. Способ получения соединения общей формулы:

где R выбран из:

, , , , , характеризующийся тем, что исходное соединение 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарин (А) обрабатывают тетраацетатом свинца, а затем избытком HCl/iPrOH, после чего проводят каталитическое гидрирование полученного дигидроксикумарина (Б) в атмосфере водорода с получением 6,7-дигидрокси-5,8-диметоксихроман-2-она (В), согласно схеме:

,

с дальнейшим гидролизом соединения формулы В, последующим окислением кислородом воздуха и получением производных 5,8-диметокси-6,7-метилендиоксикумарина, обладающих антирадикальной активностью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение формулы (1):

получают путем гидролиза соединения формулы В и взаимодействия в кислой среде при комнатной температуре в течение 24 часов в атмосфере воздуха.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение формулы (2):

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с гидрохлоридом 5-метокситриптамином в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение формулы (3):

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с 3,4-бис(бензилокси)фенетиламином в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента, с последующим снятием защитных групп гидрированием на Pd/C, в атмосфере водорода в течение 24 часов и окислением в атмосфере воздуха в течение 24 часов.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение формулы (4):

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с бензиловым эфиром γ-аминомасляной кислоты в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента, с последующим снятием защитных групп гидрированием на Pd/C, в атмосфере водорода в течение 24 часов и окислением в атмосфере воздуха в течение 24 часов.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединение формулы (5):

получают путем гидролиза и взаимодействия соединения формулы В с бензиловым эфиром β-аланина в диоксане при комнатной температуре с использованием кислорода воздуха в качестве окислительного агента, с последующим снятием защитных групп гидрированием на Pd/C, в атмосфере водорода в течение 24 часов и окислением в атмосфере воздуха в течение 24 часов.