СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕТВЕРТИЧНОЙ АММОНИЙНОЙ СОЛИ, ОБЛАДАЮЩЕЙ ЦИТОТОКСИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ Российский патент 2025 года по МПК C07D213/20 

Изобретение относится к органической химии, конкретно к получению четвертичной аммониевой соли - 1-бензил-4-винилпиридиниум бромиду, которая может применяться в синтезе биоактивных препаратов.

Четвертичные аммониевые соли, содержащие алкилильные, ароматические или гетероциклические фрагменты фрагменты, широко могут применяться в качестве дезинфицирующих средств в медицине, текстильной, пищевой промышленности и биоцидов, благодаря их относительно низкой токсичности для человека и широкой специфичности противоопухолевого действия (Biological Activity of Quaternary Ammonium Salts Containing 1,3-Dioxolane or gem-Dichlorocyclopropane Fragment G.Z. Raskil'dina, Yu.G. Borisova, A.N. Vereshchagin, E.V. Detusheva, R.M. Sultanova, and S.S. Zlotskii // Reviews and Advances in Chemistry 2024, V. 14, №. 1, P. 16-21; Xie X., Cong W., Zhao F., Li H., Xin W., Hou G., Wang C. Synthesis, physiochemical property and antimicrobial activity of novel quaternary ammonium salts // Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 2017. V. 33. №1. P. 98-105).

Известен способ получения четвертичных аммонийных солей, а именно 1-бензил-4-винилпиридиниума бромида, принятый нами за прототип, с выходом 78% за 12 ч. при температуре 90°С (Peng Н., Li Т., Tian D., Yang Н., Xu G., Tang W. Metal-free reduction of unsaturated carbonyls, quinones, and pyridinium salts with tetrahydroxydiboron/water // Organic & Biomolecular Chemistry. 2021. V. 19. №19. P. 4327-4337).

Недостатками прототипа являются высокая температура проведения процесса и продолжительность реакции.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является разработка способа получения четвертичных аммонийных солей, а именно 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида, отличающегося высокой селективностью, уменьшением температуры проведения процесса и продолжительность реакции, а также увеличением выхода целевого продукта.

Технический результат достигается тем, что предлагается способ получения 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида конденсацией 4-винилпиридина и бромистого бензила в присутствии метилизобутилкетона в условиях микроволнового излучения при температуре 30°С в течение 30 минут при следующем соотношении, мас. %: амин:бромистый бензил:метилизобутилкетон=8,4: 27,6: 64.

Способ осуществляется следующим образом.

Смесь 0.02 моль 4-винилпиридина, 0.04 бромистого бензила и 20 мл метилизобутилкетона перемешивали при 30°С 30 минут в условиях микроволнового излучения (система микроволнового синтеза «Sineo UWave-2000» мощностью 1000 Вт) до выпадения осадка. Смесь отфильтровывали, остаток на фильтре промывали бензолом (2×100 мл) и сушили под вакуумом. Выход сложного эфира=98%.

Исходные реагенты должны соответствовать следующим требованиям:

- 4-винилпиридин - CAS номер: 100-43-6

- Бромистый бензил - CAS номер: 100-39-0

- Метилизобутилкетон - CAS номер: 108-10-1

1-бензил-4-винилпиридиниум бромид. Выход 98%. Т плав.=98-99°С. Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.д. (J, Гц): 6,01 (с, 2Н, СН₂), 5,08 (дд., 2Н, СН₂, J=6,87 Гц), 5,67 (т., 1Н, СН, J=8,51 Гц), 7,10-7,78 (м., 5Н, 5 СН), 8,11-9,15 (м., 4Н, 4 СН). ЯМР ¹³С, δ_C, м.д.: 64,81 (СН₂), 119,34 (СН₂), 124,01 (СН₂), 128,25 (2СН), 134,23 (СН), 136,54 (СН), 146,91 (2СН).

Из приведенного примера видно, что предлагаемый способ позволяет достигнуть выхода четвертичных аммонийных солей, а именно 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида=98%, что обеспечит его широкое использование при производстве биоактивных препаратов.

1-Бензил-4-винилпиридиниум бромид обладает цитотоксическим действием.

Методика изучения и оценки цитотоксической активности. Цитотоксические свойства солей определяли путем анализа их влияния на жизнеспособность клеток HEK293 - линия эмбриональных почек человека, MCF-7 - линия аденокарциномы протоков молочной железы человека, HepG2 - линия гепатоцеллюлярной карциномы человека, НСТ-116 - линия колоректальной карциномы человека помощью МТТ-метода in vitro. Для этого клеточные линии (Hek293, НСТ-116 и HepG2 по 18*10³, MCF-7 по 6*10³ и А-549 по 5*10³) клеток высаживали на лунку в 96-луночные планшеты в 100 мкл среды (DMEM, 10% FBS, 2 mM L-Glu, 50 мкг/мл гентамицин). После образования монослоя (-24 часа) добавляли вещества в концентрациях 1; 10; 100 мкМ (0,1% ДМСО) и инкубировали 48 часов при 37°С, 5% CO₂. По окончании инкубации к клеткам добавляли коммерческий раствор PrestoBlue® в количестве 1/9 объема культуры. Флуоресценцию красителя измеряли при длине волны 590 нм, используя мультипланшетный анализатор 2300 EnSpire® Multimode Plate Readers ("Perkin Elmer", США). Процент метаболической активности клеток рассчитывали по отношению к контролю, который принимали за 100%, где клетки инкубировали в отсутствие соединений, но в присутствии растворителя ДМСО (0,1%). Вычисление значения IC50, характеризующего параметры цитотоксичности (концентрация соединения, необходимая для 50% ингибирования жизнеспособности клеток in vitro) и статистическую обработку данных проводили в программах Excel и GraphPad Prism v.5.0.

Результаты цитотоксической активности 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида in vitro

1-Бензил-4-винилпиридиниум бромид проявляет цитотоксическую активность ко всем исследованным клеточным линиям. Для клеток HEK293 (эмбриональные клетки почки человека) концентрация IC50 составляет IC50=75.48±9.26 мкМ, IC50=46.16±5.76 для клеток MCF-7 (аденокарцинома молочной железы человека), IC50=61.85±3.41 для клеток HepG2 (гепатоцеллюлярная карцинома человека), IC50=58.88±2.59 для клеток НСТ-116 (колоректальная карцинома человека).

Изобретение относится к получению четвертичной аммониевой соли 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида. Способ включает конденсацию 4-винилпиридина и бромистого бензила в присутствии метилизобутилкетона при температуре 30°С в течение 30 минут в условиях микроволнового излучения при следующем соотношении компонентов, мас.%: амин:бромистый бензил:метилизобутилкетон = 8,4:27,6:64. Технический результат – получение четвертичной аммонийной соли 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида с высокой селективностью и выходом. 1 табл., 1 пр.

Способ получения четвертичной аммонийной соли 1-бензил-4-винилпиридиниум бромида, характеризующийся тем, что проводят конденсацию 4-винилпиридина и бромистого бензила в присутствии метилизобутилкетона при температуре 30°С в течение 30 минут в условиях микроволнового излучения при следующем соотношении компонентов, мас. %: амин:бромистый бензил:метилизобутилкетон = 8,4:27,6:64.