Замещенные 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусные кислоты, способ их получения и антигипергликемические средства на их основе Российский патент 2024 года по МПК C07D285/16 A61K31/549 A61P3/10 

Изобретение относится к области органической и медицинской химии, а именно, к замещенным 5-оксо-5,6-дигидро-4H-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусным кислотам общей формулы I, где: R=2-MePh (Ia - 2-(5-оксо-2-фенил-4-(о-толил)-5,6-дигидро-4H-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота); R=Bn (Iб - 2-(4-бензил-5-оксо-2-фенил-5,6-дигидро-4H-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота). Изобретение также относится к способу получения соединений Ia-б, который осуществляют путем взаимодействия N'-замещенных бензтиогидразидов с ангидридом малеиновой кислоты. Смесь бензтиогидразида и ангидрида малеиновой кислоты перемешивают при температуре окружающей среды в этилацетате в течение 24 часов с катализом 1,4-диазабицикло[2.2.2]октаном, затем отгоняют растворитель и кристаллизуют целевое вещество из смеси хлороформ-гексан (2:5), после чего фильтруют выпавший осадок. Технический результат - новые соединения, которые могут быть использованы в медицине в качестве потенциальных антигипергликемических средств.

R=2-MePh (Ia - 2-(5-оксо-2-фенил-4-(о-толил)-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота);

R=Bn (Iб - 2-(4-бензил-5-оксо-2-фенил-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота).

В патентной и научно-технической литературе описан способ построения похожей гетероциклической системы IV. Синтез осуществляют путем взаимодействия 3-((4-амино-2-метилпиримидин-5-ил)метил)-5-фенил-1,3,4-тиадиазолия бромида гидробромида II с диметилацетилфосфонатом III в среде диметилформамида с катализом пиридином в токе инертного газа при комнатной температуре [Takamizawa A., Hamashima Y., Sato Н. Pyrimidine derivatives and related compounds. LVIII. Reaction of dialkyl acylphosphonates with 3-benzyl-4-methyl-5-(2-benzoyloxy) ethylthiazolium halides (Takamizawa reaction 7) // The Journal of Organic Chemistry. - 1968. - T. 33. - №. 11. - C. 4038-4045].

Описанный способ синтеза является нетривиальным в исполнении, так как по данной схеме используются малодоступные реагенты, исходные субстраты по данной методологии одновременно должны сочетать в себе тиазольный фрагмент, четвертичный азот и аминогруппу, в силу этого применимость данной методологии низкая.

Также в литературе представлен способ синтеза 2-ацетил-6-метил-4-фенил-4H-1,3,4-тиадиазин-5(6H)-она VIII. Синтез ведут, начиная со стадии взаимодействия ацетогидразоноил хлорида V с меркаптопропановой кислотой VI в среде тетрагидрофурана с добавкой триэтиламина при температуре окружающей среды. Полученный ациклический продукт VII подвергают циклизации при добавлении дициклогексилкарбодиимидазола в среде тетрагидрофурана также при температуре окружающей среды [Thaher В. A., Otto Н. Н. On the synthesis of 2-acetyl-4-aryl-6H-1, 3, 4-thiadiazin-5-ones by reaction of nitrilimines with a-mercapto alkanoic acids // Monatshefte far Chemie/Chemical Monthly. - 2002. - T. 133. - №. 7. - C. 1011-1016].

Из патентной и научно-технической литературы не выявлены структуры, заявляемые авторами, а также не выявлен заявляемый способ синтеза структур Ia-б и их биологическая активность.

Задачей предлагаемой группы изобретений является создание новых неописанных в литературе соединений - замещенных 5-оксо-5,6-дигидро-4H-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусных кислот общей формулы I.

Техническими результатами, на решение которых направлена группа изобретений, являются получение новых соединений - замещенных 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусных кислот общей формулы I, которые могут быть использованы в качестве исходных продуктов для синтеза новых гетероциклических систем и в медицине, например, в качестве антигипергликемических средств; разработка простого способа получения соединений Ia-б из доступного сырья с высоким выходом продукта.

Поставленная задача осуществляется путем взаимодействия бензтиогидразидов (IX) с малеиновым ангидридом (X) в среде этилацетата при катализе 1,4-диазабицикло[2.2.2]октаном (DABCO) по схеме:

R: 2-MePh, Bn

Способ получения замещенных 5-оксо-5,6-дигидро-4//-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусных кислот (Ia-б) изучен и проведен в лабораторных условиях на стандартном товарном сырье.

Предлагаемая группа изобретений проиллюстрирована примерами практического осуществления.

Пример 1. Получение 2-(5-оксо-2-фенил-4-(о-толил)-5,6-дигидро-4H-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусной кислоты (Iа).

В плоскодонную колбу объемом 100 мл помещают 0,5 г (2,1 ммоль) N'-(о-толил)бензтиогидразида, 50 мл этилацетата, растворяют, добавляют 0,1 г DABCO (0,8 ммоль) и вносят 0,40 г (4,1 ммоль) ангидрида малеиновой кислоты. Реакционную смесь перемешивают в течение 24-х часов, затем отгоняют на роторно-пленочном испарителе этилацетат и к остатку в колбе последовательно добавляют 2 части хлороформа и 5 частей гексана, отфильтровывают полученный осадок и сушат. Получают продукт желтого цвета, выход составляет 0,39 г, 55% от теоретического из расчета на N'-(o-толил)бензтиогидразид.

Температура плавления 172-174°С. Хроматографическая однородность целевого продукта подтверждалась хроматографированием раствора его в этаноле с использованием в качестве элюента смесь растворителей этилацетат/этиловый спирт (1:1). R_f=0,65. Состав синтезированного соединения подтвержден элементным анализом. Брутто-Формула: C₁₈H₁₆N₂O₃S.

Найдено %: С - 63.51; Н - 4.76; N - 8.21.

Вычислено %: С - 63.51; Н- 4.74; N - 8.23.

Строение синтезированного вещества было доказано физико-химическими методами идентификации органических соединений: ЯМР ¹Н и ¹³С, масс-спектрометрией.

В спектре ЯМР¹Н полученного соединения в ДМСО-d₆ 400 МГц присутствуют сигналы протонов бензольных колец от N'-(o-толил)бензтиогидразида (δ 7.81 - 7.73 м.д. (m, 2Н); 7.50 м.д. (m, 3Н); 7.40 -7.29 м.д. (m, 4Н), сигнал протона тиадиазинового цикла 4.31 м.д. (dd, J=7.9, 6.2 Гц, 1Н), а также сигналы протонов карбоксиметиленовой группы 3.02 м.д. (dd, J=16.4, 4.0 Гц, 1Н), 2.74 м.д. (dd, J=16.4, 7.9 Гц, 1Н), протоны метальной группы 2.15 м.д. (s, 3Н). Атом водорода карбоксильной группы наблюдается при 12.78 м.д. (уш. с).

Спектр ЯМР ¹³С этого соединения характеризуется сигналами ядер углерода бензольных колец N'-(о-толил)бензтиогидразида (140.81, 135.75, 134.68, 131.67, 131.20, 129.44, 129.04, 128.40, 127.59, 127.25 м.д.), карбонильного атома углерода тиадиазинового цикла (160.37 м.д.), карбоксильного атома углерода (171.16 м.д.), атомом углерода имино группы тиадиазинового цикла (146.40 м.д.) и двумя атомами углерода от метиленовой группы при карбоксильной группе и от водорода тиадиазинового цикла (35.98, 34.67 м.д.), углерод метальной группы (17.48 м.д.).

Масс-спектрометрия MS-ESI: m/z [М+Н]⁺341,17.

Пример 2. Получение 2-(4-бензил-5-оксо-2-фенил-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусной кислоты (1б).

В плоскодонную колбу объемом 100 мл помещают 0,5 г (2,1 ммоль) N'-бензилбензтиогидразида, 50 мл этилацетата, растворяют, добавляют 0,1 г DABCO (0,8 ммоль) и вносят 0,38 г (4,1 ммоль) ангидрида малеиновой кислоты. Реакционную смесь перемешивают в течение 24-х часов, затем отгоняют на роторно-пленочном испарителе этилацетат и к остатку в колбе последовательно добавляют 2 части хлороформа и 5 частей гексана, отфильтровывают полученный осадок и сушат. Перекристаллизовывают из этилового спирта с водой (2:1). Получают продукт почти белого цвета, выход составляет 0,57 г, 81% от теоретического из расчета на N'-бензилбензтиогидразид.

Температура плавления 116-118°С. Хроматографическая однородность целевого продукта подтверждалась хроматографированием раствора его в этаноле с использованием в качестве элюента смесь растворителей этилацетат/этиловый спирт (1:1). R_f=0,68. Состав синтезированного соединения подтвержден элементным анализом. Брутто-Формула: C₁₈H₁₆N₂O₃S.

Найдено %: С - 63.49; Н - 4.79; N - 8.20.

Вычислено %: С - 63.51; Н - 4.74; N - 8.23.

Строение синтезированного вещества было доказано физико-химическими методами идентификации органических соединений: ЯМР ¹Н и ¹³С, масс-спектрометрией.

В спектре ЯМР ¹Н полученного соединения в ДМСО-d₆ 400 МГц присутствуют сигналы протонов бензольных колец от N'-бензилбензтиогидразида (δ 7.79 - 7.72 м.д. (m, 2Н); 7.57 - 7.44 м.д. (m, 3Н); 7.36 м.д. (m, 1Н), 7.37 - 7.23 м.д. (m, 4Н), сигналы протонов метиленовой группы при бензольном кольце 5.10 (d, J=14.9 Гц, 1Н), 5.03 (d, J=14.9 Гц, 1Н), сигнал протона тиадиазинового цикла 4.15 м.д. (dd, J=7.9, 6.1 Гц, 1Н), а также сигналы протонов карбоксиметиленовой группы 2.91 м.д. (dd, J=16.5, 6.1 Гц, 1Н), 2.65 - 2.52 м.д. (m, 1Н), протоны метильной группы 2.15 м.д. (s, 3Н). Атом водорода карбоксильной группы наблюдается в виде уширенного синглета при 12.70 м.д.

Спектр ЯМР ¹³С этого соединения характеризуется сигналами ядер углерода бензольных колец N'-бензилбензтиогидразида (137.70, 134.70, 131.62, 129.43, 129.00, 127.94, 127.84, 127.48 м.д.), карбонильного атомов углерода тиадиазинового цикла (160.36 м.д.), карбоксильного атома углерода (171.19 м.д.), атомом углерода имино группы тиадиазинового цикла (146.17 м.д.) и двумя атомами углерода от метиленовой группы при карбоксильной группе и от водорода тиадиазинового цикла (35.41, 34.54 м.д.), углерод метиленовой группы при бензильном радикале (53.42 м.д.).

Масс-спектрометрия MS-ESI: m/z [М+Н]⁺341,22.

Пример 3. Определение острой токсичности соединений Iа-б.

Все эксперименты на животных были проведены в соответствии с Решением Совета Евразийской экономической комиссии от 3 ноября 2016 г. N 81 «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики Евразийского экономического союза в сфере обращения лекарственных средств» и Национальным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р-53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики».

Все опытные и контрольные животные были взяты из одного привоза и прошли карантин в течение 14 суток. Лабораторных животных содержали в стандартных условиях центра экспериментальной фармакологии. Все проводимые манипуляции с лабораторными животными были рассмотрены и одобрены на заседании биоэтической комиссии ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России.

Определение острой токсичности проводили на белых аутбредных мышах самках массой 22±3 г. Соединения Ia-б вводили перорально, однократно в интервале доз от 500 до 1000 мг/кг в виде суспензий в смеси диметилсульфоксид (ДМСО): вода для инъекций (1:5). Выживаемость животных определяли, наблюдая за ними через 24 и 48 ч от момента введения препарата. Наблюдение за животными осуществляли в течение 72 ч. Регистрировали развитие основных симптомов и время гибели животных. Экспериментальная среднелетальная доза (LD50) рассчитана с использованием инсталлированного программного обеспечения «STATISTICA 7.0», которое использует для расчета LD50 метод наименьших квадратов. Среднелетальная доза соединений Ia-б представлена в табл.1.

Согласно табл.1, Соединение Iа (по классификации Ходжа и Стернера) относится к классу 4 «малотоксично». Соединение Iб относятся к классу 3 -«умеренно токсично» (по классификации Ходжа и Стернера).

Пример 4. Изучение антигипергликемической активности соединений.

Все эксперименты на животных были проведены в соответствии с Решение Совета Евразийской экономической комиссии от 3 ноября 2016 г. N 81 «Об утверждении Правил надлежащей лабораторной практики Евразийского экономического союза в сфере обращения лекарственных средств» и Национальным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р-53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики».

Все опытные и контрольные животные были взяты из одного привоза и прошли карантин в течение 14 суток. Лабораторных животных содержали в стандартных условиях центра экспериментальной фармакологии. Все проводимые манипуляции с лабораторными животными были рассмотрены и одобрены на заседании биоэтической комиссии ФГБОУ ВО СГГХФУ Минздрава России.

Для изучения антигипергликемического действия использовали модель адреналиновой гипергликемии. Для моделирования адреналиновой гипергликемии использовали белых аутбредных мышей-самок массой 22±3 г., из которых были сформированы 7 групп по 5 особей в каждой. Гипергликемию у животных вызывали при помощи внутрибрюшинного введения раствора 0,01% адреналина в дозе 1 мг/кг.

Соединения Ia-б растворяли в воде очищенной с добавлением ДМСО (5:1) и вводили перорально через зонд в дозировках 10, 50 и 100 мг/кг. Животные контрольной группы получали очищенную воду в эквивалентном объеме. Все вещества вводили за 30 мин до моделирования патологии. Регистрировали содержание сахара в крови. Антигипергликемическую активность исследуемого соединения оценивали по абсолютному показателю концентрации глюкозы в крови.

Исследование показало, что соединение Iб обладает выраженной антигипергликемической активностью, действуя на уровень глюкозы в крови, вызванной инъекцией адреналина. Антигипергликемическая активность соединения Iа находится на уровне контроля.

Результаты оценки антигипергликемической активности представлены в табл.2.

М±SD, * - Различия с группой «контроль через 1 час» статистически значимы р≤0,001.

Изобретение относится к области органической и медицинской химии, а именно к замещенным 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусным кислотам общей формулы I, которые могут найти применение в качестве антигипергликемического средства. В формуле I R=2-MePh (Ia - 2-(5-оксо-2-фенил-4-(о-толил)-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота), R=Bn (Iб - 2-(4-бензил-5-оксо-2-фенил-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота). Изобретение относится также к способу их получения и антигипергликемическому средству на их основе. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

1. Замещенные 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусные кислоты общей формулы I

,

где R=2-MePh (Ia - 2-(5-оксо-2-фенил-4-(о-толил)-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота); R=Bn (Iб - 2-(4-бензил-5-оксо-2-фенил-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота).

2. Способ получения замещенных 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусных кислот общей формулы I по п. 1 путем взаимодействия соответствующих бензтиогидразидов, выбранных из группы N'-(о-толил)бензтиогидразида, N'-бензилбензтиогидразида, с малеиновым ангидридом при катализе 1,4-диазабицикло[2.2.2]октаном в мольном соотношении 2,1:4,1:0,8 соответственно в среде этилацетата в течение 24 ч при температуре окружающей среды, после чего целевой продукт выделяют.

3. Антигипергликемическое средство, характеризующееся тем, что включает замещенную 5-оксо-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-илуксусную кислоту общей формулы I по п. 1

,

где R=2-MePh (Ia - 2-(5-оксо-2-фенил-4-(о-толил)-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота); R=Bn (Iб - 2-(4-бензил-5-оксо-2-фенил-5,6-дигидро-4Н-1,3,4-тиадиазин-6-ил)уксусная кислота), в качестве активного вещества.