Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное
На правах рукописи
ШЕВЕРДОВ Владимир Петрович
сИНТЕЗ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КАРБО-
И ГЕТЕРОЦИКЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕТРАЦИАНОЭТИЛЕНА
15. 00. 02 - Фармацевтическая химия, фармакогнозия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора фармацевтических наук
Пермь - 2009
Актуальность темы. Одной из наиболее важных задач, стоящих перед современной фармацевтической химией является поиск соединений, обладающих высокой биологической активностью и минимальной токсичностью. С этой точки зрения все более актуальным становится совершенствование органического синтеза. Органический синтез, оставаясь экспериментальной дисциплиной, становится все более точной наукой, поскольку позволяет предвидеть и реализовать конечный результат за десятки стадий до намеченной цели. Это стало возможным благодаря применению компьютерных программ для расчетов различных параметров молекул, разработке новых реагентов и открытию неизвестных ранее реакций в своей совокупности предоставляющих химику-синтетику большие возможности для направленного органического синтеза. В последние десятилетия приоритетной целью органического синтеза являются новые пути синтеза необычных карбо- и гетероциклов. Они позволят химически трансформировать антибиотики, стероиды и другие низкомолекулярные биорегуляторы для нужд фармакологии, медицины, а в более широком плане решают фундаментальную проблему структура - действие. В обзорных работах З. Раппопорта, А. Фатиади, Ю.А. Шаранина, В.П. Литвинова и Н.С. Зефирова посвященных полинитрилам показано, что одни из наиболее универсальных реагентов в синтезе карбо- и гетероциклических соединений - это 1,1,2,2-тетрацианоуглероды (ТЦУ). Четыре нитрильные группы, расположенные у двух атомов углерода в положении 1,1,2,2 придают некоторым ТЦУ аномально высокую реакционную способность по сравнению с аналогичными моно-, ди-, трициано- или соответствующими CF3 и NO2- производными. Так, реакции тетрацианоэтилена (ТЦЭ) и его производных: этан-1,1,2,2-тетракарбонитрила (ЭТК), 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбо-нитрилов (ОАТ) и 1,1,2,2-тетрацианоциклоалканов (ТА), идущие с образованием циклических соединений протекают, как правило, быстро, в чрезвычайно мягких условиях и часто с количественными выходами. Полученные карбо- и гетероциклы содержат легко модифицируемые функциональные группы и представляют большой интерес для тонкого органического синтеза, химии пестицидов и производства лекарственных препаратов. В ТЦУ и их производных помимо возможностей преобразования каждой из CNЦ групп в имино-, амино-, карбоксамидо-, карбокси- группы могут на определенных этапах включаться внутримолекулярные циклизации по типу Торпа - Циглера или гидролиз за счет 1,3-диаксиального взаимодействия. В результате таких скрытых превращений в одной технологической стадии могут протекать до 10 и более разнообразных химических реакций. Это дает возможность самоорганизации указанных синтонов в сложные органические соединения в одной технологической стадии, что исключает проблемы промежуточного выделения полупродуктов, значительно сокращает стоки и газовые выбросы, т.е. делает процессы экологичными.
Гипотеза исследования. Среди органических карбонитрилов, полученных на основе ТЦЭ, наиболее высокую химическую, противоопухолевую и антимикробную активность имеют ТЦУ.
Цель работы. Совершенствование методических приемов препаративной органической химии для разработки новых путей синтеза эффективных и малотоксичных биологически активных соединений путем исследования свойств ТЦУ.
Задачи исследования.
- Найти классы органических нитрилов, характеризующихся высокой химической и биологической активностью.
- Изучить реакционную способность ТЦЭ по отношению к ,-непре-дельным кетонам.
- Исследовать реакции ТЦЭ с - и -галоген кетонами, а также с некоторыми дикарбонильными соединениями.
- Изучить реакционную способность ОАТ.
- Исследовать химические свойства тетрацианозамещенных алициклов, показать и обосновать их высокий синтетический потенциал.
- Определить наиболее вероятные пути протекания реакций и перспективные направления изучения биологической активности цианозамещенных карбо- и гетероциклов.
- Провести фармакологический скрининг синтезированных соединений, проанализировать его результаты, установить зависимость между действием веществ и их строением.
- Из синтезированных соединений выбрать наиболее перспективные для проведения доклинических исследований в качестве потенциальных лекарственных средств.
Основные положения, выносимые на защиту.
- Важнейшие факторы, во многом определяющие химическую и биологическую активность органических нитрилов - число нитрильных групп и их пространственное расположение.
- Процессы взаимодействия ТЦЭ с ,-непредельными кетонами заключаются в их тетрацианоэтилировании, образовании 5-оксо-1,1,2,2-циклогексантетракарбонитрилов, последовательно превращающихся под действием воды и каталитических количеств соляной кислоты в 5,5-дигидрокси-1,1,2,2-циклогексантетракарбонитрилы, 1,2,2-трициа-но-5-оксо-1-циклогексанкарбоксамиды и 5-гидрокси-7-оксо-6-азаби-цикло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбонитрилы.
- ТА могут быть синтезированы неизвестными ранее способами - реакциями циклоприсоединения -хлор-, -бром-, а также - и -оксозамещенных алканонов с ТЦЭ.
- Взаимодействие ОАТ с альдегидами является перспективным направлением синтеза потенциально биологически активных карбо- и гетероциклов.
- Высокая реакционная способность ТА обусловлена наличием в их циклах тетрацианоэтильного фрагмента и расположенных рядом нуклеофильных групп, способных с ним взаимодействовать.
- Наиболее перспективное направление изучения биологической активности цианозамещенных карбо- и гетероциклов - это исследование их противоопухолевых свойств.
- Результаты скрининговых исследований противоопухолевой, анти-ВИЧ, антимикробной активностей синтезированных соединений, зависящие более всего от карбонитрильных и N,N-диалкилгидразинных фрагментов.
- Анализ фармакологических свойств синтезированных циклических карбонитрилов и выбор из них 1,1,2,2-тетрацианозамещенных как наиболее перспективных для дальнейших исследований и проведения доклинических испытаний.
Научная новизна. Разработано новое научное направление в получении биологически активных веществ исходя из ТЦЭ. ТЦЭ и синтезированные на его основе ОАТ и ТА являются уникальными и реакционноспособными синтонами, реакции которых на молекулярном уровне имеют сложный спектр превращений и в тоже время препаративны. Они осуществляются быстро, в одну стадию, с высокими выходами, приводя к высоко биологически активным ди-, три- и к наиболее перспективным тетрацианозамещенным карбо- и гетероциклам. Впервые изучены реакции ТЦЭ с ,-непредельными кетонами, с ,-галогензамещенными кетонами, с и -дикетонами. Из ТЦЭ и ,-непредельных кетонов получены неизвестные ранее тетрацианоциклогексаноны. Для ТЦЭ найдены новые реагенты в синтезе тетрацианозамещенных циклопропанов и циклобутанов - -хлор- и -бромкетоны. Открыты новые реакции ТЦЭ с дикетонами. С 1,2-циклогександионом и бис(циклогексанон-2-ил)метаном ТЦЭ реагирует таким образом, что вначале происходит их тетрацианоэтилирование, а затем формирование соответственно пентанового и гексанового циклов. В результате исследования свойств 1-(2,2-диалкилгидразино)-2,2,3,3-тетрацианоциклопентанов обнаружен аномально легкий разрыв -С1-С2-связи цикла. На этой основе разработаны новые препаративные методы синтеза циклопентенов, пирролидинов, пиперидин-2-онов. Осуществлен необычный каскад превращений 5-оксоциклогексан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов, обусловленный сочетанием в цикле четырех нитрильных и карбонильной групп. Найдена уникальная способность образовывать ими устойчивые гидраты - 5,5-дигидроксициклогексан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы. У последних стерическая ситуация способствует 1,3-диаксиальному НОХХХCN взаимодействию, приводящему к легкому гидролизу только одной цианогруппы. Образующиеся 1,2,2-трициано-5-оксо-1-циклогексанкарбоксамиды, в зависимости от условий, превращаются в 5-оксоциклогексан-1,2,2-трикарбонитрилы, либо циклизуются до 5-гидрокси-7-оксо-6-азабицикло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбонитрилов. Быстро и в сравнительно мягких условиях (30-40С, 1 мин) проведено нитрование 6-(4-метоксифенил)-4-оксоциклогексан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов до 5-гидрокси-3-(3-нитро-4-метоксифенил)-7-оксо-6-азабицикло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбонитрилов. Нитрование ароматического кольца активирует формирование пирролидинового фрагмента. Установлено, что синтезированные на основе ТЦЭ полицианосодержащие карбо- и гетероциклы, как биологически активные вещества, в наибольшей степени проявляют противоопухолевые свойства. Среди них наиболее эффективны тетрацианозамещенные производные. Для тетрацианозамещенных карбо- и гетероциклов характерна также повышенная, в сравнении с их аналогами содержащими две или три нитрильные группы, антимикробная активность. Скрининг синтезированных соединений на ВИЧ-1 показал, что самой высокой активностью (степень защиты ~ 50% при концентрации исследуемых веществ 2 10-4М) обладают ди- и трицианозамещенные азотсодержащие гетероциклы, одним из элементов циклических структур которых является фрагмент N,N-диметилгидразина.
Практическая значимость. Осуществленные в работе реакции ТЦЭ и его аддуктов позволили разработать принципиально новые препаративные методы синтеза неизвестных ранее биологически активных полифункциональных циклопропанов, циклобутанов, циклопентанов, циклопентенов, циклогексанонов, азабицикло[3.2.1]октанов, пиридинов, 1-азапенталенов, азабицикло[3.2.0]гексенов, пирролидинов, пиперидонов, пирролинов. Разработанные методы просты по исполнению и технологичны. При этом, как правило, протекают сложные многостадийные на молекулярном уровне процессы. Показана высокая реакционная способность тетрацианоэтилированных кетонов, являющимися одними из наиболее доступных полицианированных синтонов. На их основе предложены простые методы модификации кетонов R13CC(O)CHR22, в том числе природных и биологически активных, в устойчивые и хорошо кристаллизующиеся производные пирана, циклопентена и 1-азапенталена. Этот синтетический подход заключается в тетрацианоэтилировании кетонов и взаимодействии образующихся ОАТ с альдегидами. Синтезированы практически нетоксичные вещества обладающие более высокой чем известные препараты противоопухолевой активностью, перспективные для внедрения в медицинскую практику. Это 1-(2,2-диалкилгидразоно)-4-R-2,2,3,3-тетрацианоциклопентаны и 1-диметиламино-5,5,6,6-тетрациано-4-R-пиперидин-2-оны - карбо- и гетероциклы, содержащие структурные фрагменты производных 1,1,2,2-этантетракарбонитрила и N,N-диалкилгидразина.
Апробация работы. Отдельные части работы докладывались и обсуждались на VII и VIII конференции молодых ученых химиков (Иркутск 1989, 1990), III Всесоюзном совещании по химическим реактивам (Ашхабад, 1989), II и III конференциях молодых ученых-химиков (Донецк, 1990, 1991), Республиканском научно-техническом семинаре по актуальным проблемам современной химии (Чебоксары, 1991), Всероссийская конференция УЮность Большой ВолгиФ (Чебоксары, 2000), Международной конференции УМолодежь и химияФ (Красноярск, 2000), III Всероссийской конференции молодых ученых (Саратов, 2001), Республиканской научно-практической конференции по химии (Чебоксары, 2002).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 32 статьи, тезисы 16 докладов, получено 3 авторских свидетельства.
ичный вклад автора в работы, включенные в диссертацию заключается в теоретическом обосновании задач и практическом выполнении их, в непосредственном участии во всех этапах исследования: проведении синтезов, обработке результатов, написании и оформлении всех публикаций. В проведении отдельных этапов исследований принимали участие аспиранты О.В. Ершов, В.В. Булкин, А.Н. Чернушкин.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 276 стр., включающих 36 рисунка, 26 схем и 41 таблиц и состоит из литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов, списка литературы (354 наименований).
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Для получения карбо- и гетероциклов проводились реакции в основе которых лежат внутримолекулярные взаимодействия с одной стороны С-Н, NH2, OH, CONH2 и с другой CN, C=NH, C=O, C=C групп. В качестве исходных полицианосодержащих реагентов использовали ТЦЭ, ОАТ и ТА. Для ответа на вопрос: является ли образование того или иного соединения энергетически более выгодным из гаммы альтернативных структур был использован метод расчета энергии молекул и гипотетических интермедиатов с помощью программы CS Chem 3D Рro, методом ММ2. Расчетные данные были уточнены с помощью рентгеноструктурного анализа (РСА).
- Синтез и свойства 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов
Точкой отсчета начала интенсивного развития химии органических полинитрилов можно считать публикацию сотрудников фирмы DuPont в JACS (1958) препаративного способа получения ТЦЭ. Тогда же было сообщено о синтезе ЭТК и ОАТ. Наша лаборатория внесла значительный вклад в это направление прежде всего тем, что разработала более простые методы синтеза ЭТК - восстановлением ТЦЭ диметилфосфитом и ОАТ - присоединением кетонов к ТЦЭ катализируемым спиртами и кислотами.
Полагаем, что среди рассматриваемых нами ТЦУ наиболее активны функционально более насыщенные ОАТ.
В настоящее время, вероятно, исследования по изучению реакций ТЦЭ с кетонами являются одними из наиболее перспективных.
- Реакции тетрацианоэтилена с ,-непредельными кетонами
Нами впервые были исследованы реакции ТЦЭ с ,-непредельными кетонами. Процессы тетрацианоэтилирования ,-непредельных кетонов и дальнейшие их превращения представляли значительный интерес.
- Синтез 3,4-R1,R2-5-оксо-1,1,2,2-циклогексантетракарбонитрилов
Ранее в качестве основного метода синтеза шестичленных тетрацианозамещенных карбоциклов использовалась реакция [4+2] циклоприсоединения диенов с ТЦЭ (Миддлетон, 1958). Мы нашли новый подход к этим соединениям взаимодействием ТЦЭ с ,-непредельными кетонами 1. При этом образуются циклогексаноны 2 с выходами 48-89 %.
Схема 1.
Табл. 1.
Соединение | R1 | R2 | R3 | *р,час | Выход, % |
2а | C3H7 | C3H7 | H | 8 | 64 |
2б | Ph | C3H7 | H | 6 | 82 |
2в | 4-CH3OC6H4 | C3H7 | H | 6 | 79 |
2г | 4-CH3OC6H4 | CH3 | CH3 | 6 | 73 |
2д | 4-CH3OC6H4 | H | i-C3H7 | 6 | 89 |
2е | 2-Fu | H | H | 3 | 68 |
2ж | i-C3H7 | H | H | 12 | 68 |
2з | Ph | H | H | 6 | 48 |
2и | Ph | H | CH3 | 6 | 77 |
2к | 4-CH3OC6H4 | H | CH3 | 3 | 61 |
*р - время реакции
Реакции, вероятно, начинаются, как и в случае взаимодействия ТЦЭ с предельными алканонами, с образования тетрацианоэтилированных кетонов i1. Это общее направление взаимодействия карбонильных соединений с ,-непредельными нитрилами рассматривается как присоединение -углеродного атома кетона к активированной двойной связи нитрила (Шаранин Ю.А., Гончаренко М.П., Литвинов В.П., 1998). Следующая стадия - это внутримолекулярная циклизация. Процессы носят общий характер, что иллюстрируется вовлечением таких сложных аналогов как ацетат 16-дигидропрегненолона 5 с образованием 17-ацетокси-5,5,6,6-тетрациано-10,14-диметил-8-оксопентацикло[11.8.0.02,10.04,9.014,19]генэйкоз-19-ена 6. По аналогичной схеме с ТЦЭ реагируют и циклические ,-непредельные кетоны 3 - образуются циклогексаноны 4.
Схема 2.
Схема 3.
Взаимодействие ТЦЭ с непредельными кетонами 7, содержащими в -положении электроноакцепторные заместители COOEt и C(O)CH3 приводит к циклогексенолам 8.
Схема 4.
Табл. 2.
Соединение | R1 | R2 | R3 | р,час | Выход, % |
4а | H | H | H | 12 | 91 |
4б | CH3 | CH3 | CH3 | 12 | 89 |
4в* | CH3 | H | 4-CH3OC6H4 | 12 | 95 |
6 | - | - | - | 48 | 84 |
8а* | C6H5 | OC2H5 | - | 48 | 52 |
8б | CH3 | OC2H5 | - | 48 | 37 |
8в | 4-CH3OC6H4 | OC2H5 | - | 48 | 78 |
8г | Ph | CH3 | - | 12 | 81 |
8д | i-C3H7 | CH3 | - | 12 | 57 |
8е | 4-CH3OC6H4 | CH3 | - | 12 | 84 |
* Структура определена методом РСА
Последовательность превращений, предложенных на схеме 1, подтверждается реакциями ТЦЭ с кетонами 9. При смешении реагентов в диоксане, в присутствии катализатора (конц. НCl) образуются тетрацианокетоны 10. Как показано на рис. 1 внутримолекулярная циклизация кетона 10б и его циклических аналогов по Михаэлю невозможна. Это можно объяснить жесткой фиксацией -углеродных атомов по отношению к карбонильной группе. Соединения 10а,е,ж не циклизуются в циклогексаноны вследствие более предпочтительной для них S-cis конформации, что согласуется с расчетными энергиями для 10a: S-cis 47,24 ккал/моль, S-trans 51,26 ккал/моль.
Схема 5.
Табл. 3.
Соединение | R1 | R2 | R3 | R4 | р | Выход, % |
10а | CH3 | CH3 | H | H | 10 мин | 81 |
10б* | 2-Fu | H | (CH2)3 | 5 мин | 89 | |
10в | 2-Fu | H | (CH2)2 | 5 мин | 97 | |
10г | Ph | H | (CH2)3 | 10 мин | 94 | |
10д | 4-CH3OC6H4 | H | (CH2)3 | 10 мин | 84 | |
10е | Н | Н | Н | 6 ч | 65 | |
10ж | Н | Н | Н | 6 ч | 68 | |
1.1.2. Образование 3-R1-4-R2-8-R3-5-гидрокси-7-оксо-6-азабицикло[3.2.1]октан-1 , 2 ,2-трикарбонитрилов
Условия, при которых образуются циклогексаноны 2 а-д и 2 е-к различны. Для синтеза соединений 2 а-д можно использовать неабсолютированные растворители.
Схема 6.
Табл. 4.
Соединение | R1 | R2 | R3 | р | Выход,% % |
11е | 2-Fu | H | H | 2 ча | 67 |
11ж* | i-C3H7 | H | H | 12 ча | 41 |
12е | 2-Fu | H | H | 5 минб | 95 |
12ж | i-C3H7 | H | H | 10 минб | 92 |
13а | C3H7 | C3H7 | H | 7 мина | 89а |
13б | Ph | C3H7 | H | 10 мина | 98а |
13в | 4-CH3OC6H4 | C3H7 | H | 5 мина | 97а |
13г | 4-CH3OC6H4 | CH3 | CH3 | 5 мина | 98а |
13д | 4-CH3OC6H4 | H | i-C3H7 | 5 мина | 80а |
13е | 2-Fu | H | H | 3 ч, 5 мина | 84, 94а |
13ж* | i-C3H7 | H | H | 12 ч, 5 мина | 69, 81а |
13з | Ph | H | H | 8 ч, 5 мина | 82, 92а |
13и | Ph | H | CH3 | 6 ч, 10 мина | 74, 95а |
13к | 4-CH3OC6H4 | H | CH3 | 3 ч, 5 мина | 69, 96а |
13л | CH3 | H | H | 12 ч | 73 |
13м | C2H5 | H | H | 12 ч | 81 |
13н | C3H7 | H | H | 12ч | 78 |
13о | C5H11 | H | H | 12 ч | 78 |
13п | 4-CH3OC6H4 | H | H | 6 ч | 64 |
13р* | Ph | CH3 | H | 4 ч | 83 |
13с | Ph | Br | Н | 3-4 дня | 75 |
13т | 4-CH3OC6H4 | CH3 | H | 1 ч | 79 |
а синтезированы из циклогексанонов 2
б синтезированы из дигидроксициклогексанов 11е,ж
Смешивали ТЦЭ (0,01 моль) с кетонами 1 а-д (0,012 моль) в неабсолютированном диоксане (20 мл) и 3-4 каплями конц. HCl. Циклогексаноны 2 е-к синтезированы в безводных растворителях (диоксан, ацетонитрил) в аналогичных условиях, но с использованием меньших количеств катализатора - 1-2 капли конц. HCl. В случае необезвоженных растворителей при взаимодействии ТЦЭ с кетонами 1е-т образуются 5-гидрокси-7-оксо-6-азабицикло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбонитрилы 13 е-т.
Более высокую реакционную способность циклогексанонов 2 е-т в сравнении с циклогексанонами 2а-д можно объяснить влиянием стерических факторов. Из анализа радикалов R2 и R3 в соединениях 2 следует, что у более реакционноспособных циклогексанонов 2 е-т, R2=R3=H (2е-з,л-п), R2 или R3 = CH3 (2 и,к,р,т), и R2 = Br (2с). Более устойчивые к процессам гидратации карбонильной и гидролизу аксиальной цианогруппы, и, соответственно, менее реакционноспособные циклогексаноны 2 а-д имеют более объемные заместители R2 и R3. У них сумма R2 + R3 равна двум или трем атомам углерода, что, по-видимому, уменьшает взаимодействия С=О и CN групп в циклогексанонах 2, а также ОН и CN групп в циклогександиолах 11. Аномальная активация С=О и одной CN-группы в положениях 1,3 по отношению друг к другу в циклогексанонах 2 объясняется их сближенностью. По расчетам, для циклогексанона 2ж расстояние О=ССN равно 2,8. Согласно данным РСА в соединении 11ж существуют две водородные связи. Первая - между атомом кислорода О(2) и водородом НО(1) ее длина 1,892. Вторая - между водородом аксиального гидроксила О(2)Н и азотом N(1) равная 2,005 (рис. 2). Расстояние О(2) - С(7) равно 2,786. Эти факторы, по нашему мнению, способствуют легкому гидролизу цианогруппы циклогексанов 2,11.
Доказательством последовательности стадий показанных на схеме 6 служит выделение соединений 11 и 12. Диолы 11 е, ж были синтезированы при выдерживании циклогексанонов 2 е, ж в водном диоксане с каталитическим количеством соляной кислоты. Карбоксамиды 12е,ж получены нами при кипячении соединений 11е,ж в 2-пропаноле. Превращение 1213 (схема 6) подтверждается переходом карбоксамидов 12е,ж в азабициклы 13е,ж при кипячении в диоксане с конц. HCl. Кроме того, соединения 13а-к синтезированы нами из циклогексанонов 2а-к при кипячении их в смеси диоксан - конц. HCl в соотношении 1:1.
- Реакции тетрацианоэтилена с галогенкетонами и
дикарбонильными соединениями
Исследования реакций ТЦЭ с ,-непредельными кетонами показали, что 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы, содержащие в положении 5 или 6 функциональную группу, способную реагировать с СН кислотным фрагментом, имеют тенденцию к формированию циклоалкана. Мы пришли к выводу, что для получения других производных тетрацианоциклоалканов необходимо изучить реакции ТЦЭ с - и -галогенкетонами и с некоторыми дикарбонильными соединениями у которых после тетрацианоэтилирования устанавливается благоприятная стерическая ситуация для (CN)2CHO=C взаимодействия.
1.2.1. Взаимодействие тетрацианоэтилена с -хлоркетонами
Мы разработали новый метод синтеза производных тетрацианоциклопропана - (2,2,3,3-тетрацианоциклопропил)кетонов 15, заключающийся во взаимодействии ТЦЭ с -хлоркетонами, с помощью которого получены алкилциклопропилкетоны 15а-г, спиросоединения 15д,е и арилциклопропилкетоны 15ж-и с выходами 60-83%. Полагаем, что реакции начинаются тетрацианоэтилированием по -галоидзамещенному фрагменту кетонов с образованием 3-хлор-4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов i3. Они неустойчивы и элиминируют HCl, образуя при этом циклопропилкетоны 15. Найденный нами способ получения тетрацианоциклопропанов 15, по сравнению с методом Видеквиста, имеет определенные преимущества. Еще в 1963 г Харт и Фриман сообщили, что при смешении некоторых кетонов: пинаколина, этилбутилкетона, диамилкетона, диизопропилкетона, бензофенона с броммалононитрилом в присутствии йодида калия тетрацианоциклопропаны с заместителями С(CH3)3, i- C3H7, C3H7, C4H9, C6H5 не образуются.
Схема 7.
R1 = CH3, R2 = H (а); R1 = C(CH3)3, R2 = H (б); R1 = CH3, R2 = i-C3H7 (в); R1 = CH3, R2 = C3H7 (г); R1 + R2 = (CH2)3 (д)*; R1 + R2 = (CH2)4 (е); R1 = C6H5, R2 = H (ж); R1 = 4-CH3C6H4, R2 = H (з);R1 = 4-ClC6H4, R2 = H (и)
Как показано на схеме 7, наш метод позволяет синтезировать тетрацианоциклопропаны с этими заместите-лями. Из структурных особенностей циклопропанов 15 следует выделить копланарное расположение -связей фрагментов С(6)С(62)N(62) и С(7)С(72)N(72). Это является допол-нительным активирующим фактором CN-групп. Близкое расположение С=О и двух CN групп, ориентиро-ванных в одном направлении по отношению к циклопопановому кольцу является фактором наиболее вероятного протекания различных взаимодействий и превращений между ними. Однако, в условиях синтеза соединений 15 присутствие воды и каталитических количеств HCl к каким-либо превращениям циклопропанов не приводит. При переходе циклогексанона 2ж (Е=63,83 ккал/моль) в гидрат 11ж (Е=63,55 ккал/моль) (схема 6) происходит, хотя и незначительное, но уменьшение общей энергии. Гипотетический гидрат циклопропана 15д (Е=43 ккал/моль) энергетически менее выгоден в сравнении с его негидратированной формой 15д (Е=39,16 ккал/моль), что и является препятствием для протекания процессов аналогичным реакциям 11i21213 (схема 6).
1.2.2. Реакционная способность тетрацианоэтилена по отношению к -бромкетонам
Наибольшее распространение в синтезе 1,1,2,2-тетрацианоциклобутанов имеет реакция [2+2] циклоприсоединения. Легче всего превращения данного типа протекают при взаимодействии ТЦЭ с алкенами, двойная связь которых активирована электронодонорными заместителями. Как правило, этим процессам приписывают механизм несогласованного циклоприсоединения, где образование циклобутанов происходит постадийно через цвиттер-ионный интермедиат. Принципиально новый подход к синтезу тетрацианоциклобутанов найден нами при изучении взаимодействия ТЦЭ с -бромкетонами. Происходит быстрое (за 2-3 мин), с высокими выходами (91-96%), образование 1-ацетонил-2,2,3,3-тетрацианоциклобутанов 17. Кроме того, циклобутаны 17 можно получить реакцией ТЦЭ с ,-непредельными кетонами 1ж,з,о в присутствии конц. НBr. Однако, в этом случае, их образование протекает дольше - за 12 ч, и со сравнительно низкими выходами (56-71%). Кето-енольная таутомерия бромкетона 16 затрагивает фрагмент CHBr. Дегидробромирование енольной формы кетона 16 приводит к интермедиату i4 c цепью сопряжения, включающей атом углерода при R1 и R2. Мы полагаем, что вместо обычного тетрацианоэтилирования исходных кетонов 1ж,з,о и 16 по С(О)СН3 фрагменту в этих случаях имеет место взаимодействие ТЦЭ с атомом углерода при R1 и R2 интермедиата i4, что приводит к образованию интермедиата i5. Последующие процессы миграции протона и циклизации дают циклобутаны 17. Дегидробромирование кетона 16 до ,-непредельного кетона и его взаимодействие с ТЦЭ не представляется реальным направлением превращения 1617. Подтверждением этому служит дополнительно проведенная реакция ТЦЭ с метилаллилкетоном, не приводящая к каким-либо индивидуальным соединениям. Поэтому мы считаем, что дегидробромирование бромкетона 16 протекает через енольную форму.
Схема 8.
R1 = C2H5, R2 = H(а)*; R1 = R2 = СH3(б); R1 = C6H5, R2 = H(в)
Активность диена i4 к ТЦЭ, по схеме [2+2] циклоприсоединения, по-видимому, обусловлена эффектом сопряжения кратных связей и наличием электронодонорных групп. Об удобном методе синтеза циклобутанов реакцией сопряженных диенов, имеющих S-trans конформацию с ТЦЭ, сообщили Нишида С. и соавторы (1980). Процессы гидратации циклобутанов 17 в ходе их синтеза и дальнейшие НОCN взаимодействия, как в циклогексанолах 11 не протекают вследствие увеличения энергии молекул. По расчетам, для циклобутана 17а Е=68,09 ккал/моль, а для его гидрата Е=76,25 ккал/моль.
- Взаимодействие тетрацианоэтилена с дикарбонильными
соединениями
Известно, что ТЦЭ взаимодействует с -дикарбонилными соединениями с образованием ОАТ, пирролов, пиранов и фуранов. Мягкие условия проведения процессов, высокие выходы, потенциальная биологическая активность аддуктов ТЦЭ и -дикарбонильных соединений - обусловили повышенное внимание к этим объектам. Наиболее сложные превращения протекают при взаимодействии ТЦЭ с ацетилацетоном, ацетоуксусным эфиром и их производными в присутствии пиперидина в бензоле. Последовательность стадий для них выглядит следующим образом: ТЦЭ + -дикарбонильное соединение ОАТ производные фурана производные пиррола. В случае взаимодействия ТЦЭ с ацетилацетоном использование в качестве растворителя ацетонитрила изменяет ход процессов и образуется 4Н-пиран. Наиболее характерно образование 4Н-пиранов для реакций ТЦЭ с циклическими -дикетонами (циклогександион-1,3, димедон, 4-гидроксикумарин). Из всего этого следует, что ОАТ, образующиеся при взаимодействии ТЦЭ и -дикетонов, имеют тенденцию циклизоваться в реакционноспособные, полифункциональные гетероциклические соединения. В связи с вышеуказанным, представляло интерес изучение взаимодействия ТЦЭ с циклическим дикетоном 18, имеющим в своей структуре фрагмент ацетилацетона и ацетоуксусного эфира. Для дикетона 18 возможно несколько направлений реакции тетрацианоэтилирования: в положение 2 и в положение 4 или 6 цикла.
В первом случае должен был образовываться в качестве интермедиата или конечного продукта замещенный фуран или пиран, во втором должна была реализоваться циклизация (CN)2СНC=О и формирование циклогексана. В действительности же тетрацианоэтилирование дикетона 18 идет в положение 2. Процесс протекает за 1-2 ч. Соединение 19 выделяется при разбавлении реакционной смеси водой. Если реакционную смесь в диоксане выдержать при комнатной температуре в течение 24 ч, то образуется хинолин 21. Соотношение ТЦЭ к катализатору (НCl) 1:0,10,2 (моль). Образование пиранового цикла при внутримолекулярном взаимодействии гидрокси- и цианогрупп является обратимым процессом и в определенных условиях пирановый цикл может раскрываться. Так, 5-Alk-2-амино-3-цианопиридины образуются при нагревании 5-Alk-2-амино-3-цианопиранов в уксусной кислоте в присутствии ацетата аммония. Вероятно, процессам образования соединения 20 и рециклизации пиран 20 хинолин 21 способствуют наличие в них сопряженных кратных связей и карбэтоксильные группы. Так, например, димедон реагирует с ТЦЭ только с образованием пирана. Последовательность стадий 1821 подтверждена нами выделением пирана 20 и осуществлением превращения пиран 20 хинолин 21. Пиран 20 мы синтезировали из дикетона 18 и ТЦЭ в диоксане при соотношении ТЦЭ:НСl = 1:0,010,02 (моль) и выдерживании реакционной смеси при комнатной температуре в течении 2-3 ч. Условия проведения рециклизации пирана 20 до хинолина 21 аналогичны условиям проведения процесса ТЦЭ + дикетон 18 соединение 21: растворитель диоксан, комнатная температура, время реакции 22-24 ч, соотношение ТЦЭ к HCl = 1:0,10,2 (моль). Уникальное сочетание функциональных групп придало соединению 21 необычную способность реагировать с пиперидином с трансформацией пиридонового цикла в пиридиновый и, кроме того, за счет избытка пиперидина образовывать устойчивый хорошо кристаллизующийся комплекс 22. Реакция протекает в этаноле с избытком пиперидина. Полагаем, что вначале происходит протонирование пиперидина и образование водородных связей O1-H, O1-H, O5-H, O5-H. Затем, вероятно, образуются -связи С2-N и C2-N.
Схема 9.
Другого типа циклизации осуществлены нами при взаимодействии ТЦЭ с дикетонами 23 и 25. Так, ТЦЭ с 1,2-циклогександионом 23 и бис(циклогексанон-2-ил)метаном 25 реагирует с образованием соответственно: 6,6,7,7-тетрацианобицикло[3.2.1]октан-1,8,8-триола 24 и 7-имино-2-спиро-1-[2-оксоциклогексан]-4,5-тетраметилен-6-оксабицикло[3.2.1]ок-тан-1,8,8-трикарбонитрила 26. Основное отличие этих превращений (схемы 10,11) от реакций ТЦЭ с -дикарбонильными соединениями - это внутримолекулярное взаимодействие кислотного фрагмента CH(CN)2 с карбонильной группой, приводящее к формированию циклоалканового кольца. При взаимодействии с дикетоном 23 происходит необычное 1,3-циклоприсоединение и образование устойчивого гидрата 24 с выходом 78%.
Схема 10.
Вероятно, аналогично происходит взаимодействие ТЦЭ с дикетоном 25 - это тетрацианоэтилирование и формирование алканового цикла. Цикл, однако, в этом случае формируется не пяти-, как в реакции с дикетоном 23, а шестичленный. Следующее отличие от предыдущей реакции заключается в реализации НОCN взаимодействия, приводящему к соединению 26.
Схема 11.
Взаимодействие ТЦЭ с карбонильными соединениями открывает путь к уникальным карбо- и гетероциклическим структурам, получение которых другими методами невозможно или затруднительно. Этот путь лежит через образование ОАТ. Из литературных данных (Шаранин Ю.А., 1998) следует, что аддукты Михаэля ТЦЭ и дикарбонильных соединений очень редко удается получить в индивидуальном состоянии, поскольку они высокореакционноспособны. Но их аналоги - ОАТ, образованные из ТЦЭ и монокарбонильных соединений почти всегда можно выделить из реакционных масс разбавлением водой или гексаном. Возможность выделения ОАТ создает условия для всестороннего исследования их свойств. Впервые тетрацианоэтилирование простейших кетонов (ацетон, циклогексанон, ацетофенон и их аналоги) проведено Миддлетоном (1957). Мы распространили эту реакцию на более сложные кетоны, в том числе природные и биологически активные, и провели тетрацианоэтилирование пинаколина, метил(1-адамантил)кетона, - и -иононов, циклододеканона, ментона, дигидроэпиандростерона. Таким образом, реакции ТЦЭ с карбонильными соединениями перспективны не только для синтеза новых карбо- и гетероциклов, но и при трансформировании и модификации обширных классов карбонильных соединений, имеющих фрагмент CR13C(O)CHR22.
1.3. Реакции 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с альдегидами
Анализируя различные реакции тетрацианоалканонов мы обнаружили, что наиболее подходящими реагентами для перевода их в более устойчивые и хорошо кристаллизующиеся циклические производные являются альдегиды. Они позволяют быстро, в мягких условиях и с высокими выходами превращать тетрацианоалканоны в карбо- и гетероциклы. Благодаря этому нам удалось вовлечь в эти реакции органические соединения сложного строения, включая природные и биологически активные. Ко всем классам синтезированных нами соединений, и особенно к бициклическим пиранам 29, был проявлен интерес со стороны Национального института рака NCI (National Cancer Institute, USA).
Из литературных данных известно, что пираны представляют интерес в качестве аналогов природных соединений, физиологически активных веществ, красителей и пестицидов. Взаимодействие тетрацианоалканонов 28 с альдегидами, не содержащими каких-либо функциональных групп, приводит к образованию биологически активных кислородосодержащих гетероциклов 29 пирановой структуры. Метод получения бициклических пиранов 29 прост: после завершения реакции тетрацианоэтилирования кетонов, альдегид загружается в реакционную смесь без выделения образующихся тетрацианоалканонов. При этом, по-видимому, образуются пираны i9, которые затем циклизуются в бициклы 29. При осуществлении превращений 2729 без выделения тетрацианоалканонов 28 выходы соединений 29 составляют 85-92%. Реакции тетрацианоэтилированных кетонов 28 с альдегидами протекают за 20-30 мин. Диоксабициклы 29 выделяли разбавлением смеси водой. Соединения 29 представляют собой устойчивые при хранении и хорошо кристаллизующиеся из многих органических растворителей вещества. Ранее продуктам взаимодействия тетрацианоалканонов 28 с альдегидами приписывалась другая структура. Предполагалось, что циклизация интермедиата i9 до замещенного диоксабицикло[2.2.2]октана осуществляется в результате 1,4 взаимодействия групп ОН и СN. Сравнение энергии молекулы 29и (Е=55,25 ккал/моль) с энергией гипотетической структуры соответствующего замещенного диоксабицикло[2.2.2]октана (Е=64,19 ккал/моль) дает основание утверждать, что это взаимодействие не реализуется.
Схема 12.
29: R1 + R2 = (CH2)4, R = 2-Fu (а); R1 + R2 = (CH2)4, R = i-C3H7(б); R1 + R2 = (CH2)4, R = CH3 (в); R1 + R2 = (CH2)4, R = H (г); R1 = R2 = CH3, R = 3-O2NC6H4 (д); R1 = R2 = CH3, R = C6H5 (е); R1 = R2 = CH3, R = 2-Fu (ж); R1 = R2 = CH3, R = i-C3H7 (з); R = R1 = R2 = CH3 (и); R1 = R2 = CH3, R = H (к); R1 = CH3, R2 = H, R = C2H5 (л); R1 = CH3, R2 = R = H (м); R1 + R2 = (CH2)4, R = C6H5 (н)*; R1 + R2 = (CH2)10, R = H (о);R1 + R2 = (CH2)10, R = C6H5 (п); R1 + R2 = (CH2)10, R = 4-Py (р).
О преимущественном взаимодействии гидроксила с цианогруппой в положении 3 интермедиата i9 (R = R1 = R2 = CH3) свидетельствуют компьютерные расчеты межатомных расстояний. Их наименьшие значения между ОН и CN в положениях 1,3 равны - 2,82 , ОН и CN в положениях 1,4 равны - 4,49. Эти расчеты находятся в соответствии с рентгеноструктурными исследованиями соединения 29н. Проводя дальнейшие исследования свойств тетрацианоалканонов, мы разработали новый метод трансформирования кетонов, в том числе природных и биологически активных, в производные 4-формил-3-циклопентен-1,1,2-трикарбонитрилов. Реакция алканонов 28 с акролеином приводит к циклопентенам 30. Полагаем, что вначале образуется аддукт Михаэля i10. Затем в результате процессов циклизации и изомеризации образуются циклопентены 30. Эта реакция специфична тем, что двойные связи С=С и С=О в алканонах 28 не затрагиваются. По данным ТСХ соединения 28 превращаются в циклопентены 30 при комнатной температуре за 20-30 мин.
Схема 13.
30: | (а)*; | R= | (б); | ||
R = | |||||
R = | (в); | R = | (г); | ||
R = | (д); | R = | (е)*. |
Для того, чтобы циклопентены 30 выделить в кристаллическом состоянии, реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 12-24 ч. Соединения 30 получены с выходами 65-92%. Также как и пираны 29, циклопентены 30 хорошо кристаллизуются и легко выделяются из реакционных смесей. Результаты рентгеноструктурных исследований и ЯМР1Н спектров соединений 30 свидетельствуют о наличии водородных связей между кето- и аминогруппами. По данным РСА соединения 30а расстояния между карбонильной и аминогруппой равно 2,535. Таким образом, в циклопентенах 30 имеет место взаимодействие R2C=O и NH2 групп. Вероятно, это взаимодействие еще более сильно выражено у гипотетических 2-замещенных 3-амино-4-формил-3-циклопентен-1,1,2-трикарбонитрилов i11 и i12, у которых в положении 2 расположены более объемные заместители, чем у соединений 30. Это подтверждается тем, что реакция 1-(2-оксоцикло-додецил)-1,1,2,2-этантетракарбонитрила и тетрацианодигидроэпиандро-стерона 32 с акролеином не останавливается на стадии формирования 3-амино-4-формил-3-циклопентен-1,1,2-трикарбонитрилов i11 и i12, а образуются 1-азапенталены 31 и 33.
Схема 14.
Компьютерные расчеты показывают, что расстояния между амино- и кетогруппами H2NC=O в интермедиатах i11 и i12 равны соответственно 1,88 и 1,94. Это значительно меньше чем тоже расстояние по данным РСА у соединения 30а.
Схема 15.
- Взаимодействие 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с аммиаком
Осуществленные нами превращения ОАТ в гетероциклы обусловлены внутримолекулярными взаимодействиями нуклеофильных (СОNH2, ОН) и цианогрупп. Кроме того, в качестве источника азота для замыкания пиридинового цикла мы использовали аммиак. При этом обнаружены сложные, многостадийные превращения. Так, при взаимодействии тетрацианоалканонов 28 с водным раствором аммиака в течение 24-48 ч образуются два различных класса соединений: бициклы 34а-в и пиридины 35а-в. На направление реакции влияет характер заместителей R1 и R2в тетрацианоалканонах 28. Наличие объемных заместителей приводит к бициклам 34а-в. Если R1 и R2 менее объемные, то образуются пиридины 35а-в.
Вероятно, начальные стадии для этих реакций общие: происходит присоединение аммиака к цианогруппе, расположенной в -положении кетонов 28, с образованием интермедиата i13. Последний циклизуется в 6-гидрокси-тетрагидропиридин i14, который затем превращается в бицикл i15. Дециклизация интермедиата i15 приводит к дигидропиридин-4-карбоксамиду i16. Эту последовательность стадий подтверждает взаимодействие ОАТ с 1,3,5-триарил-2,4-диаза-1,4-пентадиенами в котором получению 3,4,4-трициано-2,3,4,5-тетрагидропиридин-4-карбоксамидов предшествует образование цианозамещенных аминоалканона и 6-гидроксипиперидина. Впоследствии на дальнейший ход процессов начинают влиять стерические факторы. В случае объемных заместителей [R1 + R2 = (CH2)n, n = 3,4] в интермедиате i16 происходит взаимодействие карбоксамидной группы с C=N связью пиридинового цикла и образуются 4,6-диазабицикло[3.2.1]окт-2-ен-7-оны 34а-в.
Схема 16.
34 : R1 + R2 = (CH2)3 (а); R1 + R2 = (CH2)4 (б)*;
35 : R1 = CH3, R2 = H (а)*; R1 = R2 = CH3 (б); R1 = C2H5, R2 = H (в);
Интермедиат i16 с менее объемными заместителями [R1 = CH3 (а,б), C2H5 (в); R2 = H (а,в), CH3(б)] претерпевает превращения по другому направлению - с дегидроцианированием до пиридина i17, который, в результате внутримолекулярного взаимодействия карбоксамидной и цианогруппы образует бицикл i18. Последняя стадия, по нашему мнению, - это гидролиз лактамного цикла интермедиата i18, приводящий к 3-амидинио-2-аминопиридин-4-карбоксилатам 35а-в. Расчет межатомных расстояний N2-C6, N2-C7 интермедиатов i16(I) [R1 + R2 = (CH2)3] и i16(II) [R1 = CH3, R2 = H] показывает, что они не отличаются друг от друга и равны 2,8-2,9. При таких значениях образование -связей N2-C6 и N2-C7 равновероятно. Различия в направлениях i16(I) 34 и i16(II) 35 (схема 16) обусловлены, как мы полагаем, влиянием стерических факторов R1 и R2. Так, для процесса i16(II) 35, в сравнении с превращением i16(I) 34 наиболее вероятно дегидроцианирование и образование пиридина i17. Компьютерные расчеты торсионных углов С8-С4-С5-Н свидетельствуют в пользу этой точки зрения. Для интермедиата i16(I), где R1 + R2 = (CH2)3 угол С8-С4-С5-Н равен 52,5 и, следовательно, дегидроцианирование маловероятно. Иная ситуация у интермедиата i16(II), где R1 = CH3, R2 = H, - угол С8-С4-С5-Н равен - 170,1, что способствует дегидроцианированию и образованию интермедиата i17. У 4-карбоксамидо-3-цианопиридина i17 рассчитанные межатомные расстояния N2-C6 и N2-C7 равны соответственно 4,76 и 2,83 . Таким образом, для него наиболее вероятен процесс циклизации CONH2CN до лактама i18. Реакция 2835 представляет собой первый случай, когда в тетрацианоалканонах вовлечены в различные взаимодействия и превращения все четыре цианогруппы. Это новый синтетический подход к производным изоникотиновой кислоты.
2. Исследование реакционной способности 1-замещенных 2,2,3,3-тетрацианоциклоалканов
Анализируя литературные данные других авторов и полученные нами результаты можно сделать вывод, что широкие синтетические возможности ТЦЭ наиболее ярко проявляются в реакциях с карбонильными соединениями. Известные ранее превращения ТЦЭ с кислотами, основаниями, алкенами, диенами и ароматическими соединениями менее разнообразны. Тетрацианоэтилирование кетонов до тетрацианоалканонов создает условия для легкого превращения их в цианозамещенные карбо- и гетероциклы. Полагаем, что циклические аналоги тетрацианоалканонов - соответствующие тетрацианоциклоалканы также должны иметь высокий синтетический потенциал. Синтезированные нами полицианосодержащие алициклы использованы в качестве синтонов для получения в мягких условиях сложных потенциально биологически активных соединений.
- Реакционная способность 1-замещенных 2,2,3,3-тетрациано-циклопропанов и циклобутанов
Одни из наиболее отличительных особенностей протекания некоторых реакций ТЦУ - это мягкие условия и быстротечность. Они идут с высокими выходами и легко могут быть воспроизведены в заводских условиях и внедрены в производство. Проведение технологичиских процессов в мягких условиях и за несколько минут или секунд не требуют больших энергозатрат, и как правило, не сопровождается выделением побочных продуктов. Мы считаем, что нахождение синтонов, позволяющих быстро и с высокими выходами осуществлять сложные химические процессы - одна из главных задач современного органического синтеза. Данного типа превращения обнаружены нами при взаимодействии (2,2,3,3-тетрацианоцикло-пропил)кетонов 15а,е с водным аммиаком: за 30 сек с выходами 72-82% происходит образование 2,4-диамино-1,6-дициано-3-азабицикло[3,1,0]гекс-2-ен-6-карбоксамидов 36. В процессах образования бициклов 36 имеет место присоединение к молекуле циклопропанов 15 двух молекул аммиака, что приводит к формированию пирролинового цикла и трансформации одной из цианогрупп в карбоксамидную. Синтез соединений 36 представляет собой новый способ аннелирования пирролинового цикла к тетрацианоциклопропанам и получения новых конденсированных структур, в которых один из фрагментов содержит несколько электроноакцепторных, а другой электронодонорных заместителей.
Схема 17.
36: R1 = CH3; R2 = H(a); R1+ R2=(CH2)3(б)*.
Поскольку в результате реакции образуется только одна карбоксамидная группа, то этот процесс, вероятно, протекает внутримолекулярно. На основании того, что реагируют цианогруппы, расположенные по одну сторону от циклопентанового кольца в направлении связи С=О (рис. 3,4), мы полагаем, что первоначально происходит присоединение только одной молекулы аммиака до образования i19, далее внутримолекулярное взаи
модействие НОCN, приводит к интермедиату i20 (сх. 17). Среди пяти теоретически возможных вариантов присоединения аммиака к кратным связям СN и С=О, взаимодействие с С=О группой и образование i19, по расчетам, энергетически наиболее выгодно. Четыре гипотетических варианта структуры 15д с фрагментом H2N-C=NH имеют энергии 40-42 ккал/моль, а интермедиат i19 - 35 ккал/моль. Затем, вероятно, присоединяется вторая молекула аммиака и образуется интермедиат i21. Формирование пирролинового цикла и соединений 36а,б происходит в результате взаимодействия амино- и цианогрупп в интермедиате i21. Другие циклические производные тетрацианоалканонов - 1-ацетонил-2,2,3,3-тетрациано-циклобутаны 17 с нуклеофилами (R3N, RSH, ROH) при комнатной температуре не взаимодействуют. Нагревание реакционных смесей приводит к полимеризации. Однако, при 40-45С циклобутан 17б с 2,4-динитрофенил-гидразином в спирте с выходом 95% образует хорошо кристаллизующийся гидразон 37.
Схема 18.
Основная часть опубликованных реакций тетрацианоциклобутанов связана с разрывом -связи цикла между тетрацианоэтановым фрагментом и электронодонорным заместителем. Например, 1-этокси-2,2,3,3-тетрацианоциклобутан дециклизуется даже при растворении его в полярных растворителях. Образующийся при этом цвиттер-ионный интермедиат стабилизирован этокси- и цианогруппами.
Циклобутаны 17 такой способностью не обладают, что связано с отсутствием стабилизирующего положительный заряд эффекта ацетонильной группы при дециклизации по связи С1-С2. В развитие исследований процессов дециклизации цианоциклоалканов значительный вклад внесло изучение химии ЭТК, легко получаемого восстановлением ТЦЭ диметилфосфитом. Благодаря высокой реакционной способности ЭТК осуществлен синтез уникальных циклопентанов 38, содержащих близко расположенные сильные электронодонорные и электроноакцепторную группы - соответственно диалкилгидразинный и тетрацианоэтильный фрагменты.
- Реакции 1-(2,2-диалкилгидразино)-2,2,3,3-тетрацианоциклопентанов
1-(2,2-Диалкилгидразино)-2,2,3,3-тетрацианоциклопентаны 38 были получены при взаимодействии ЭТК с диалкилгидразонами ,-непредельных альдегидов с выходами 40-80%. Они проявляют высокую реакционную способность благодаря аномально легкому разрыву -связи С1-С2. Эта связь разрывается даже при растворении тетрацианоциклопентанов 38 в органических растворителях (данные РСА, дебаеграмм, ЯМР-спектроскопии). Кроме того, дециклизация циклопентана 38а по связи С1-С2 была доказана путем смешения его с эквимольным количеством триэтиламина или триэтаноламина в диоксане. При этом образуется соль 39, ИК и ЯМР13С спектры которой указывают на следующие группы: 2130, 2190 см-1 -С(СN)2, 1590 см-1 (С=N); 150 м.д. (СH=N).
Схема 19.
Синтезированные нами на основе циклопентанов 38 карбо- и гетероциклы проявили широкий спектр биологической активности, поэтому представляло интерес изучить не только разнообразные превращения соединений 38, но и влияние различных реагентов на выходы продуктов реакций. Мы обнаружили, что нагревание циклопентанов 38 в диоксане с аминами (триэтиламин, триэтаноламин, диэтиламин, этиламин, аммиак) при соотношении в молях 38: NR3 = 1:0,0005-0,0007 приводит к циклопентенам 40. Реакции, вероятно, протекают через стадии образования интермедиатов i22, i23 и циклизации последних в циклопентены 40. Время протекания процесса 3840 5-7мин. Лучшими катализаторами являются триэтиламин и триэтаноламин (выходы 33-47%). Использование других аминов снижает выходы циклопентенов 40: при применении диэтиламина выходы 25-38%, этиламинаЦ 9-24%, аммиака - 21-33%. О широких синтетических возможностях, заложенных в тетрацианоциклопентанах 38, благодаря найденному эффекту свидетельствует также взаимодействие тетрацианоциклопентанов 38 с избытком триэтиламина в среде 2-пропанол - вода (3,5:1). При нагревании смеси до кипения направление процесса кардинальным образом меняется - с выходами 30-42% образуются пирролидины 41.
Схема 20.
40 : R = CH3 (а)*, R = C6H5 (б), 2-Fu (в);
41 : R = CH3 (а)*, R = C6H5 (б), C3H7 (в);
Скорее всего, избыток амина и вода связывают в реакционной смеси выделяющуюся синильную кислоту, присоединение которой к С=N связи интермедиата i23 приводит к лабильным соединениям i24, которые циклизуются в пирролидины 41. Кроме триэтиламина в этой реакции можно использовать диэтиламин и аммиак (27-51%). Наиболее приемлемым способом выделения соединений 40 и 41, обеспечивающим их полную кристаллизацию и высокую степень чистоты, является добавление воды к прореагировавшей смеси до начала помутнения раствора. Необычность тетрацианоциклопентанов обусловлена прежде всего их способностью к дециклизации и образованию азотистых производных оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов 39 и i22. Они имеют те же структурные элементы что и ОАТ (тетрацианоэтильные фрагменты и кратные С=Х связи, где Х = О, N). Продолжая изучение свойств тетрацианоциклопентанов 38 мы обнаружили, что при действии на них окислителей образуются 1-(2,2-диалкилгидразоно)-2,2,3,3-тетрацианоциклопентаны 42 и 1-диалкиламино-5,5,6,6-тетрацианопиперидин-2-оны 43. Гидразоны 42 получены при действии на гидразины 38 перманганата калия в серно- или уксуснокислой среде. Пиперидоны 43 синтезированы нами путем действия гипогалогенидов на гидразины 38.
Схема 21.
42 : R1 = R2 = CH3 (а); R1 = CH3, R2 = C2H5 (б)*; R1 = C6H5, R2 = CH3 (в);
43 : R1 = R2 = CH3 (а)*; R1 = CH3, R2 = C2H5 (б); R1 = C3H7, R2 = CH3 (в); Х = Cl, Br.
Полагаем, что превращение 4243 начинается с электрофильной атаки - через стадию присоединения катиона Х+ к связи C=N гидразонного фрагмента. Вероятно, механизм дециклизации интермедиатов i25 до соединений i26 аналогичен процессам, идущим с разрывом связи С1-С2 у 1-(2,2-диалкилгидразино)- и 1-гидрокси-2,2,3,3-тетрацианоциклопентанов (ДАН РФ, 1994, Т.334, №2, С. 187-189). Последующий процесс внутримолекулярной циклизации завершает реакцию - образуются пиперидоны 43. Превращение 384243 с использованием H2SO4, HCl, HBr проводили в отсутствие каких-либо органических растворителей путем добавления раствора KMnO4 к подкисленному водному раствору циклопентанов 38. Выходы полученных пиперидонов 43 40-79%. Соединения 42, 43 прекрасно кристаллизуются из 2-пропанола с образованием крупных, устойчивых при хранении кристаллов, не содержащих по данным масс-, ЯМР-спектроскопии и хроматографии каких-либо примесей.
- Синтез 5-амино-1-(диметиламино)-4-метил-3,4-дигидро- 1Н-пирроло[3,4-b]пиридин-4а,7а(2Н,7Н)-дикарбонитрилов
Исследования биологической активности соединений 40-43 показали перспективность их дальнейших испытаний. Наивысшей активностью обладают тетрацианозамещенные 42, 43. Для изучения биологической активности их производных мы синтезировали бициклы 44, 45. Бицикл 44 образуется за 10-20 с при нагревании пиперидона 43а в уксусной кислоте в присутствии воды и катализатора. Реакция пиперидона 43а с метанолом в присутствии основания протекает при комнатной температуре за 1-3 мин и приводит к соединению 45.
Схема 22.
После добавления к суспензии пиперидона 43а в метаноле каталитических количеств основания (пиперидин, диэтиламин и др.) происходит его растворение, затем через 1-3 мин выделяется более мелкий кристаллический осадок соединения 45. Такое протекание реакции с образованием осадка другой кристаллической структуры может служить качественным методом определения пиперидона 43а и его аналогов. По данным РСА у пиперидона 43а более предпочтительной для присоединения нуклеофилов является цианогруппа, расположенная в положении 6 пиперидонового цикла. Соединения 44 и 45 образуются с выходами 90-95%. Для бицикла 45 Е=68,45 ккал/моль. Присоединение метанола по цианогруппе в положение 5 привело бы к гипотетическому изомеру, у которого рассчитанная Е=71,61 ккал/моль. Аналогично и для соединения 44 - энергия гипотетического и реального продуктов реакции равны соответственно 67,28 и 62,22 ккал/моль.
2.3. Превращения 3,4-R1,R2-5-оксо-1,1,2,2-циклогексан- тетракарбонитрилов
В ряду известных замещенных тетрацианоциклогексанов синтезированные нами 3,4-R1,R2-5-оксо-1,1,2,2-циклогексантетракарбонитрилы являются первыми представителями циклогексанонов с четырьмя нитрильными группами. Уникальное сочетание в гексановом цикле одной карбонильной и четырех цианогрупп необычным образом сказывается на их реакционной способности. Циклогексаноны 2 легко гидратируются до диолов 11, гидролизуются до амидов 12 и циклизуются в азабициклы 13. Аналогичные процессы формирования азабицикло[3.2.1]октановой структуры происходят при взаимодействии циклогексанонов 2 с аммиаком. Полагаем, что реакция начинается с присоединения аммиака к карбонильной группе циклогексанонов 2 и образования интермедиата i27. Последующие процессы циклизации i27 до i28, дециклизации i28 до i29 и циклизация последнего приводят к аминопирролидинонам 46 с выходами 92-95%
Несколько иначе протекает взаимодействие циклогексанонов 2 с гидразинами: с выходами 69-81% образуются аминопирролиноны 47. Вероятно, превращение циклогексанонов 2 в интермедиат i30 аналогично процессам протекающим при взаимодействии их с аммиаком до стадии образования интермедиата i29.
Схема 23.
R1 = Ph, R2 = C3H7, R3 = H(а); R1 = Ph, R2 = H, R3 = CH3 (б)*;
R1 = 4-MeOC6H4, R2 = C3H7, R3 = H (в); R1 = Ph, R2 = R3 = CH3 (г);
Формирование пирролинонового цикла у интермедиата i30 более предпочтительно, чем для интермедиата i29. Расчеты межатомных расстояний между азотом CONH2 и углеродом C=N фрагмента для интермедиатов i29(а) и i30(а) дают значения соответственно: 2,96 и 4,7.
Схема 24.
R1 = Ph, R2 = C3H7, R3 = H, R4 = CONH2(а); R1 = R4 = Ph, R2 = H, R3 = CH3(б);
R1= 4-MeOC6H4, R2 = C3H7, R3 = H, R4 = H (в); R1 = R4 = Ph, R2 = C3H7, R3= Н, (г); R1 = 4-MeOC6H4, R2 = C3H7, R3 = H, R4 = CONH2 (д); R1 = Ph, R2 = R4 = Н, R3 = CH3 (е); R1= 4-MeOC6H4, R2 = Н, R3 = i-C3H7, R4 = CONH2(ж)*;
Расстояния между азотом CONH2 и цианогруппой для i29(а) и i30(а) равны соответственно: 4,15 и 2,82. Очевидно, что наиболее вероятные взаимодействия между этими фрагментами осуществляется при наименьших значениях межатомных расстояний. Взаимодействие групп CONH2 и C=NH в интермедиате i29 приводит к бициклам 46. В интермедиате i30 группы CONH2 и CN, в сравнении с CONH2 и C=N-NHR, более сближены и поэтому реализуется другой путь реакции - образуются соединения 47. Мы обнаружили, что циклогексаноны 2, с выходами 80-98% превращаются в бициклы 13 под действием воды не только в присутствии HCl, но и H2SO4, которая катализирует этот процесс. Однако в этом случае необходимо нагревание реакционной смеси до 30-50С в течение 10 мин. Более глубокие превращения протекают в том случае, если циклогексаноны 2 нагревать в диоксане с 30% раствором H2SO4. При этом идет децианирование тетрацианоциклогексанонов 2 до трицианоциклогексанонов 48, причем только одной CN-группы в положении 1 цикла, что, вероятно, обусловлено внутримолекулярным взаимодействием ее с гидратированной карбонильной группой. Процесс гидролиза одной цианогруппы у циклогексанонов 2 до амидов 12 уже известен и описан нами в разделе 1.1.2. поэтому мы считаем, что следующие стадии, протекающие при нагревании циклогексанонов 2 с 30% H2SO4 - это гидролиз амидов 12 до трицианокарбоксциклогексанонов i31 и декарбоксилирование их в трицианоциклогексаноны 48.
Схема 25.
R1 = C6H5, R2 = C3H7 (а); R1 = 4-CH3OC6H4, R2 = C3H7 (б).
Способность трицианоциклогексанонов 48 к дальнейшим процессам гидролиза CN - групп и последующих различных внутримолекулярных взаимодействий в рамках открытых нами процессов 213 отсутствует. Расчеты показывают, что это маловероятно, поскольку расстояние НОCN для гидратированной формы циклогексанона 48а равно 4,62. Выходы соединений 48 71-81%. Необычное свойство циклогексанонов 2, содержащих метоксифенильный заместитель, обнаружено нами при их нитровании. При действии на циклогексаноны 2 нитрующей смеси с выходами 85-95% образуются 4-метокси-3-нитрофенилазабициклы 49.
Схема 26.
R1 = R2 = CH3 (а); R1 = C3H7, R2 = Н (б); R1 = H, R2 = i-C3H7 (в).
Нитрование происходит легко и быстро (30-40С, 1мин). По-видимому, при нитровании циклогексанонов 2 на первой стадии происходит нитрование фенильного кольца в орто положение по отношению к ориентанту первого рода - метоксигруппе. На второй стадии при разбавлении реакционной смеси водой, гидролизуется одна цианогруппа и образуются азабициклы 49. Соединения 49 оказались устойчивыми к действию сильных кислот (серной и азотной) и даже при высоких температурах не происходит гидролиз других трех цианогрупп. Таким образом, сопоставляя процессы гидролиза и гетероциклизации циклогексанонов 2 в азабициклы 13 (сх. 6 и 25) протекающие за 5-10 мин с гораздо более быстрыми превращениями (1 мин) 249 (сх. 26), можно сделать вывод о том, что в последнем случае происходит их активация за счет нитрования 4-метоксифенильного фрагмента.
3. Биологическая активность синтезированных соединений
В настоящее время в поиске и создании новых лекарств химические соединения тестируются лишь на небольшое число требуемых видов биологической активности, поскольку практически нереально исследовать экспериментально на все виды биологической активности ни одно химическое соединение. Реальную возможность наиболее эффективного исследования биологической активности веществ может обеспечить развитие новых технологий компьютерного прогнозирования с последующим тестированием изучаемых веществ в соответствии с результатами прогноза. Программа PASS (Prediction of Activity Spectra Substances - прогноз спектров биологической активности органических соединений) основана на анализе взаимосвязей структура-активность c использованием обучающей выборки, содержащей большое количество разнородных химических соединений с различными видами биологической активности. Главное назначение системы PASS состоит в прогнозе спектров активности новых, еще не изученных веществ. Результат прогноза представляется в виде упорядоченного списка названий соответствующих активностей и вероятности Pa быть активным (to be active) и Pi быть неактивным (to be inactive). В него включаются активности, для которых Pa > Pi , Pa > 0,3. Использование системы PASS учеными из Национального института рака США позволило повысить вероятность успеха первичных испытаний в 17 раз. Прогноз спектров биологической активности синтезированных нами соединений показал, что все они должны проявить противоопухолевую активность. Среди спектров предсказанных биологических эффектов наиболее часто, с вероятностью до 91%, программа PASS выдает термин антинеопластик, то есть, из расчетов по этой программе можно сделать вывод о том, что наиболее перспективным направлением изучения возможных воздействий синтезированных нами цианосодержащих карбо- и гетероциклов на биологические объекты является исследование их противоопухолевой активности. Испытания биологической активности синтезированных соединений выполнены в NCI (США) и в Чувашском государственном университете.
3.1. Противоопухолевая активность
Проблема создания новых, более эффективных и менее токсичных препаратов для лечения онкологических процессов остается актуальной. Онкозаболевания поражают все слои населения, нанося огромный ущерб обществу. Ежегодно в промышленно развитых странах количество смертельных исходов от злокачественных новообразований достигает 23-29% от всех случаев гибели людей, вызванной болезнями. Один из основных недостатков многих противоопухолевых препаратов состоит в их высокой токсичности. Например, у сарколизина, применяемого при лечении рака яичников ЛД50=23мг/кг, а колхицин проявляет притивомитотические свойства при злокачественных заболеваниях кожи и кишечника и имеет летальную дозу для человека 1мг/кг (Георге Могош, 1984). В настоящее время в поисках новых противораковых препаратов особое внимание стали уделять исследованию циансодержащих соединений. Цианогруппа, в ряде случаев может способствовать проявлению противоопухолевой активности. Выделенные из семян и косточек некоторых растений семейства розоцветных, подсемейства сливовых, цианогенные глюкозиды - линамарин, лотаустралин, гетеродентрин, дуррин, амигдалин, тетрафилин А (Племенков В.В., 2001) используются в экспериментальной онкологии. Вероятно, их действие основано на том, что опухолевые клетки обладают способностью расщеплять цианогенные глюкозиды значительно активнее, чем здоровые, превращаясь при этом в своеобразные концентраторы синильной кислоты. Избирательно концентрируясь в опухолевых клетках, синильная кислота замедляет рост и даже приводит к гибели, практически не повреждая здоровые клетки. В медицинской практике (Машковский М.Д., 2007) в химиотерапии онкологических заболеваний используются цианосодержащие препараты анастразол, летрозол (рак молочной железы), бикалутамид (рак предстательной железы), тойокамицин (лейкемия). Перспективность синтеза новых цианосодержащих соединений и исследования их противоопухолевой активности показана, например, в работе Моргана и соавт. (J. Med. Chem., 1991). На основе винилпорфиринов ими были синтезированы аддукты Дильса-Альдера с диметилацетилендикарбоксилатом и c ТЦЭ. Последние оказались намного более эффективными в фотодинамической терапии опухолей мочевого пузыря крыс, инициированных N-[4-(5-нитро-2-фурил)-2-тиазолил]формамидом. Тетрацианоэтиленовый аддукт, введенный в дозе 1 мг/кг после облучения опухолей в течение 30 мин светом длиной волны 590 нм вызвал их полное уничтожение. Сами порфирины и его другие нецианосодержащие аддукты Дильса-Альдера вызывали в лучшем случае 50% поражение опухолей.
При испытании в NCI синтезированных нами соединений на противоопухолевую активность использовалась модель in vitro позволяющая стандартизировать условия эксперимента для повторяющихся серий. Исследования проведены на 60 клеточных линиях, полученных из твердых опухолей легких, прямой кишки, мозга, яичников, почек, предстательной железы, молочной железы, а также лейкемии и меланомы человека. Определяли процент роста (ПР) опухолевых клеток и критерии GI50, TGI, LC50 (GI50 - концентрации исследуемых веществ, при которых подавление развития опухолевых клеток составляет 50%; TGI - концентрации полностью подавляющие рост опухолевых клеток; LC50 - концентрации, вызывающие гибель 50% опухолевых клеток). Опухолевые клетки выдерживали на пластинках с микрочашечками в присутствии исследуемых веществ и без них. Антиопухолевая активность выявлялась по подавлению роста (гибели) опухолевых клеток, определяемой спектрофотометрически. В качестве реагента для определения конечной точки клеточного роста в исследованиях использовали розовый анионный краситель сульфородамин В (SRB), который присоединяется только к живым клеткам. После промывки присоединившийся краситель определяли спектрофотометрически. Анализ основан на цитотоксическом действии исследуемых веществ на опухолевые клетки. Число живых клеток в культуре определяли по интенсивности флуоресценции сульфородамина В в промывной жидкости. Чем выше интенсивность флуоресценции, тем меньше живых клеток, захвативших краситель из раствора. Результаты скрининга показали, что все исследованные полицианосодержащие карбо- и гетероциклы 2, 4, 6, 8, 12, 13, 15, 17, 20-22, 24, 26, 29, 30, 31, 33, 34, 36, 37, 40-49 проявляют противоопухолевую активность. Для соединений 2, 4, 6, 8, 15, 17, 24, 37, 42, 43 она более высокая: на уровне известных препаратов и выше. Значения LC50 этих соединений в основном расположены в интервале 1,010-4М 6,010-6М. Их активность связана с наличием в структурах 1,1,2,2-тетрацианоэтильного фрагмента и почти не зависит от других заместителей R1, R2, R3 - Alk или Ar. Основной структурный фактор ответственный за сравнительно более высокую противоопухолевую активность соединений 2, 4, 6, 8, 15, 17, 24, 37, 42, 43 среди цианосодержащих карбо- и гетероциклов - это 1,1,2,2-тетрацианоэтильный фрагмент. Наиболее чувствительны к этим веществам опухолевые клетки рака предстательной железы (Prostate Cancer - PC), рака почек (Renal Cancer - RC), рака кишечника (Colon Cancer - CC), рака яичников (Ovarian Cancer - OC). В таблице 5 приведены данные о наиболее активных соединениях 2, 15, 17, 24, 42, 43 и некоторых их производных 36, 40, 45, 48. В рядах полицианозамещенных карбо- и гетероциклов противоопухолевая активность в наибольшей степени зависит от нитрильных групп и более всего от их расположения, наибольший эффект которых проявляется, когда четыре нитрильные группы сосредоточены в положениях 1,1,2,2. У тетрацианозамещенных карбо- и гетероциклов 2, 15, 17, 24, 42, 43 противоопухолевая активность, определенная на опухолевых клетках рака почек, рака предстательной железы, рака кишечника, рака яичников по сравнению с известными препаратами, такими как фторурацил, бусульфан, тиогуанин, меркаптопурин, пироксантрон, зорубицин и др., как правило, выше в несколько раз (табл. 5). По действию на опухолевые клетки рака почек клеточной линии CAKI-1 пиперидин-2-он 43а (LC50 = 0,85410-5М) и гидразон 42а (LC50 = 0,60710-5М) активнее фторурацила соответственно в 11 и 16 раз. Полученные из тетрацианозамещенных карбо- и гетероциклов 2, 15, 43 соединения 36, 45, 48 1,1,2,2-тетрацианоэтильный фрагмент не имеют и как следствие этого их противоопухолевые свойства незначительны. Все критерии LC50 и даже GI50, TGI 60 клеточных линий опухолей легких, кишечника, мозга, яичников, почек, предстательной железы, молочной железы, лейкемии, меланомы соединений 36, 45, 48 больше 1010-5М. Средние значения ПР опухолевых клеток рака почек и предстательной железы при концентрации исследуемых веществ 2, 13, 15, 17, 24, 26, 29, 30, 31, 40, 41, 42, 43 1,010-4М приведены на рис. 5,6. Величина ПР = -50 означает LC50 = 1,010-4М и соответствует, например, фторурацилу, тиогуанину, меркаптопурину. Наивысшую противоопухолевую активность имеют соединения 42, 43, ПР для которых достигает -100, то есть опухолевые клетки полностью гибнут. Вероятно это можно объяснить тем, что фрагменты сформированные из N,N-диалкилгидразина, так же как и 1,1,2,2-тетрацианоэтильный фрагмент придают соединениям противоопухолевые свойства.
Для синтеза соединений 42, 43 мы использовали ЭТК, ,-непредельные альдегиды и диалкилгидразины, как известно, являющимися канцерогенами. Практика создания противоопухолевых препаратов, содержащих в своих структурах алкилгидразинные фрагменты уже известна. Такие препараты как дакарбазин и прокарбазин используются при лечении меланом, лимфатических тканей, опухолей мозга, легких и различных других злокачественных новообразований. Наличие в этих препаратах гидразинных фрагментов способствует накоплению их в опухолевых клетках, их самоокислению и внутриклеточному образованию перикисных и гидроперекисных радикалов, что по существу имитирует эффект ионизирующей радиации. В итоге, по противоопухолевой активности всех синтезированных нами карбо- и гетероциклов можно выделить три основных момента: 1) самую высокую активность со значениями LC50 доходящими до 10-6М имеют соединения содержащие в своих структурах фрагменты ЭТК и N,N-диалкилгидразина; 2) активность соединений почти не зависит от алкильных и арильных заместителей; 3) тетрацианозамещенные карбо- и гетероциклы наиболее эффективны по отношению к опухолевым клеткам рака почек, предстательной железы, кишечника и яичников.
Эффективное ингибирование роста опухолевых клеток и их гибель под действием 1,1,2,2-тетрацианозамещенных карбо- и гетероциклов основано, вероятно, на взаимодействии 1,1,2,2-тетрацианоэтильного фрагмента с нуклеофильными центрами клеточных мишеней, в первую очередь с ДНК. Это приводит к неправильному считыванию информации с ДНК и опухолевые клетки погибают из-за вмешательства в репликацию ДНК и митоза. Данная версия подтверждается тем, что 1-диметиламино-5,5,6,6-тетрациано-4-метилпиперидин-2-он 43а, обладающий высокими противоопухолевыми свойствами, легко присоединяет по цианогруппам нуклеофилы - воду или метанол с образованием 5-амино-1-(диметиламино)-4-метил-3,4-дигидро-1Н-пирроло[3,4-b]пиридин-4а,7а(2Н,7Н)-дикарбонит-рилов 44, 45 не имеющих значительной противоопухолевой активности. Для этих соединений на всех клеточных линиях LC50 и TGI больше 1,010-4 М. Противоопухолевая активность соединений, содержащих менее четырех нитрильных групп (ди- и тризамещенные), в основном, значительно ниже чем у тетрацианозамещенных. Лишь по отношению к некоторым опухолевым культурам и не на всех клеточных линиях противоопухолевая активность трицианозамещенных карбо- и гетероциклов 29, 31, 40, 41 близка к известным препаратам: диоксабициклы 29 (рак почек, рак предстательной железы, LC50 = 1,010-4 3,7710-5М), азапентален 31 (рак почек, рак предстательной железы, рак молочной железы LC50 = 1,010-4 5,110-5 М), циклопентены 40 (рак почек, рак предстательной железы, LC50 = 1,010-4 2,6810-5М), пирролидины 41 (рак почек, рак предстательной
Табл.5. Данные по противоопухолевой активности, острой токсичности 1,1,2,2-тетрацианозамещенных карбо- и гетероциклов 2, 15, 17, 24, 42, 43 и их производных 36, 40, 45, 48.
№ соединений | Структурная формула | LC50, минимальная концентрация (10-5М) | Токсичность ЛД50 (мг/кг) | |||
PC | RC | CC | OC | |||
15а-и | 5,77 | 5,31 | 4,50 | 6,56 | 850-950 | |
36а,б | >10 | >10 | >10 | >10 | 750 | |
17а-в | 7,11 | 6,68 | 5,61 | 7,88 | 1000-1100 | |
42а-в | 5,93 | 0,607 | 4,12 | 5,16 | 1500-1600 | |
40а-в | 7,27 | 2,68 | 4,01 | 9,4 | 350-400 | |
24 | 2,85 | 2,80 | 2,80 | 2,80 | 350 | |
2а-к | 10 | 9,05 | 10 | 8,13 | 500-550 | |
48а,б | >10 | >10 | >10 | >10 | 750-780 | |
43а-в | 5,73 | 0,854 | 1,73 | 6,08 | 1600-1700 | |
45 | >10 | >10 | >10 | >10 | 1100 | |
Фторурацил | 10 | 10 | 10 | 10 | 230 | |
Бусульфан | 25,1 | 25,1 | 25,1 | 25,1 | 120 | |
Рис. 5. Результаты, полученные после 48 ч воздействия исследуемых веществ при концентрации 110-4 М на опухолевые клетки рака почек (средние значения).
Рис. 6. Результаты, полученные после 48 ч воздействия исследуемых веществ при концентрации 110-4 М на опухолевые клетки рака предстательной железы (средние значения).
железы, LC50 = 1,010-4 5,1510-5М). Токсичность изучали на белых беспородных самцах крыс массой 250 г при внутрибрюшном введении. Сравнивали острую токсичность испытанных соединений с ЛД50 известных препаратов. Соединения вводили в виде взвеси 2% крахмальной слизи из расчета 0,1мл на 10 г. Показателем токсичности служила доза, вызывающая гибель 50% животных (ЛД50). Судя по ЛД50 испытанных соединений, они согласно классификации Сидорова К.К. относятся к классу малотоксичных или практически нетоксичных веществ. Токсичность синтезированных соединений зависит от их устойчивости. Наименее токсичны гидразоны 42 и пиперидин-2-оны 43 (ЛД50 = 1500 1700 мг/кг; табл. 5). Хранить их можно при комнатной температуре в течение нескольких лет (десять и более) без каких-либо признаков разложения (масс-, ЯМР-спектроскопия, хроматография). Самую высокую токсичность имеют соединения 24, 40 (ЛД50 = 350 400 мг/кг; табл. 5). После их получения, уже через 2-3 дня, при комнатной температуре они начинают разлагаться - происходит изменение цвета и температуры плавления.
Терапевтический индекс, то есть промежуток между возможными лечебными и летальными дозами наиболее высок у 1-(2,2-диалкилгидразоно)-4-R-2,2,3,3-тетрацианоциклопентанов 42 и 1-диметиламино-5,5,6,6-тетрациано-4-R-пиперидин-2-онов 43. Соединения 42, 43 имеют наименьшие значения LC50 и в тоже время их ЛД50 наиболее высоки (табл.5) и по классификации Сидорова К.К. относятся к практически нетоксичным. Противоопухолевый эффект гидразонов 42 и пиперидин-2-онов 43 при изменении концентрации от 10-6М до 10-4М имеет четкую динамику подавления развития и полной гибели опухолевых клеток рака предстательной железы (рис.7), рака почек (рис.8), рака прямой кишки (рис.9), рака яичников (рис.10). Эти соединения по условной широте фармакологического действия превосходят используемые в медицинской практике противоопухолевые препараты. Для углубленных фармакологических исследований рекомендуются 1-(2,2-диметилгидразоно)-4-метил-2,2,3,3-тетрацианоцик-лопентан и 1-диметиламино-5,5,6,6-тетрациано-4-метилпиперидин-2-он.
3.2. Активность синтезированных соединений по отношению к ВИЧ-1
В 1964 г. в рамках поиска противораковых средств в США был синтезирован 1-(3-азидо-2-дезоксирибозил)тимидин (зидовудин). Однако, наиболее широкое применение он нашел для лечения от ВИЧ-1. В США его промышленное производство в 1997 г. составило 40 т (в России в 1997 г. Ц 0,3 т). Кроме этого препарата при лечении от ВИЧ-1 используют много других аналогичных антиметаболитов (идоксуридин, пенцикловир, эпервудин, диданозин, ставудин и т.д.). Они также, как и ряд противоопухолевых препаратов (фторурацил, фторафур, цитарабин, меркаптопурин, тиогуанин и др.), являются производными урацила и пурина. Вероятно, еще и поэтому в NCI (США), наряду с испытаниями новых синтезированных веществ на рак, проводятся широкие исследования на ВИЧ-1. Параллельно с
Табл. 6. Данные по активности на ВИЧ-1 соединений 41, 44, 45
№ соед. | Структура | Концентрация (моль) | Процент защиты | Острая токсичность ЛД50 (мг/кг) |
41а | 6,3510-8 | -3,54 | 1500 | |
2,0010-7 | 1,24 | |||
2,0010-5 | 1,32 | |||
6,3210-5 | 13,76 | |||
2,0010-4 | 50,06 | |||
41б | 6,3510-8 | -3,61 | 1300 | |
6,3410-7 | 2,80 | |||
2,0010-5 | 1,41 | |||
6,3210-5 | 12,82 | |||
2,0010-4 | 49,57 | |||
41в | 6,3510-8 | -2,33 | 1400 | |
2,0010-7 | 1,19 | |||
2,0010-5 | 1,33 | |||
6,3210-5 | 13,85 | |||
2,0010-4 | 49,34 | |||
44 | 6,3510-8 | -1,57 | 1300 | |
2,0010-7 | 3,03 | |||
2,0010-5 | 13,20 | |||
6,3210-5 | 21,11 | |||
2,0010-4 | 50,08 | |||
45 | 6,3510-8 | -2,62 | 1100 | |
2,0010-7 | 3,66 | |||
2,0010-5 | 14,56 | |||
6,3210-5 | 22,42 | |||
2,0010-4 | 52,15 | |||
Зидовудин | 2,0010-4 | 90 | 750 | |
испытаниями противоопухолевой активности синтезированные нами соединения были подвергнуты в NCI скринингу на ВИЧ-1. Лимфоциты Т-4 (клеточная линия СEM) смешивали с ВИЧ-1 в соотношениях 1:20. Раствор испытуемых веществ в ДМСО добавляли к равному объему среды, содержащей зараженные или незараженные клетки. Культуры инкубировали 6 или 7 дней при 37С в атмосфере, содержащей 5% диоксида углерода. Затем добавляли индикатор. Количество лимфоцитов определяли спектрофотометрически и, кроме того, живые клетки рассматривали и считали под
микроскопом. Установлено, что почти у всех соединений цитопатический эффект на ВИЧ-1 отсутствует. Подавление вирусной репродукции обнаружено для 1-диметиламино-2-дицианометилен-5-цианопирролидинов 41 и 5-амино-1-(диметиламино)-4-метил-3,4-дигидро-1Н-пирроло[3,4-b]пири-дин-4а,7а(2Н,7Н)дикарбонитрилов 44, 45. Процент защиты у них при концентрации 2,010-4М ~ 50% (табл.6; рис. 11,12). Пирролидины 41 и дигидропирролопиперидины 44, 45 по сравнению с зидовудином в 1,5 2 раза менее токсичны. Это новые классы анти-ВИЧ активных соединений. От других синтезированных на основе ТЦЭ карбо- и гетероциклов 2, 4, 6, 8, 13, 15, 17, 21, 24, 26, 29, 30, 31, 34, 35, 36, 40, 42, 43, 46, 47, 48, неактивных на ВИЧ-1, их отличает наличие двух или трех нитрильных групп и N,N-диметилгидразинного фрагмента. Приведенные данные указывают на целесообразность дальнейших исследований по поиску новых анти-ВИЧ активных средств среди ди- и трицианозамещенных азотсодержащих гетероциклов, в структуре которых есть фрагмент N,N-диметилгидразина.
3.3. Антимикробная активность
Известно, что некоторые противоопухолевые и противомикробные препараты являются структурными аналогами, например тетрациклины. Следовательно, существует определенная вероятность обнаружения среди антинеопластиков соединений с антимикробной активностью. Об антимикробных свойствах цианосодержащих соединений известно на примерах цианогенных глюкозидов (Phytochemistry, 1998). Кроме того, следует учитывать, что многие лекарственные вещества, в том числе противоопухолевые и противомикробные, дают побочные эффекты и их широкое применение ведет к распространению устойчивых форм микроорганизмов. Вероятность появления таких форм можно уменьшить проведением химиотерапии с использованием новых препаратов. Фармакологическому скринингу на наличие антимикробной активности были подвергнуты представители всех классов синтезированных соединений. Исследования проводили методом двукратных серийных разведений в мясо-пептонном бульоне на эталонных штаммах золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), стрептококка (Streptococcus) дифтероидов (Df), синегнойной палочки (Ps. aeruginosa). Результаты опытов учитывали после 18-20 ч выдержки контрольных и опытных образцов в термостате при 36-37 0С. Регистрировали наличие или отсутствие роста бактериальных культур за счет бактериостатического действия соединения. За действующую дозу принимали минимальную ингибирующую концентрацию соединения (МИК, мкг/мл), которая задерживает рост бактериальных культур. В качестве эталона сравнения использовали этакридина лактат, фурацилин. Исследования показали (табл.7), что наивысшую антимикробную активность (МИК 155-310 мкг/мл) имеют карбо- и гетероциклы содержащие четыре цианогруппы - циклогексаноны 4, 6, 8 (st. aureus, strept.), циклопропаны 15 (st. aureus), циклобутаны 17, 37 (st. аureus, Df), бицикло[3.2.1]октан-1,8,8-триол 24
Табл. 7. Противомикробная активность и острая токсичность
синтезированных соединений
Соеди-нение | Минимальная ингибирующая концентрация, МИК, мкг/ мл | Токсич-ность, ЛД50*, мг/ кг | |||
Staphylo-coccus aureus | Strepto-coccus | Psend. аeruginosa | Дифте-роиды | ||
2а | 625 | 625 | 625 | 625 | 500 |
2к | 625 | 625 | 625 | 625 | 500 |
4в | 310 | 625 | 625 | 625 | 500 |
6 | 310 | 310 | 625 | 1250 | 800 |
8а | 310 | 625 | 625 | 625 | 700 |
13а | 1250 | 2500 | 2500 | 2500 | 750 |
13к | 1250 | 1250 | 625 | 625 | 700 |
15а | 310 | 625 | 625 | 625 | 950 |
15ж | 310 | 625 | 625 | 625 | 850 |
17б | 310 | 625 | 625 | 310 | 1100 |
21 | 625 | 625 | 2500 | 1250 | 550 |
24 | 310 | 625 | 625 | 310 | 350 |
26 | 1250 | 1250 | 2500 | 625 | 450 |
29г | 625 | 2500 | 625 | 1250 | 550 |
29н | 625 | 2500 | 625 | 1250 | 500 |
31 | 1250 | 1250 | 2500 | 625 | 600 |
34б | 625 | 625 | 1250 | 625 | 550 |
35а | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 | 600 |
36а | 625 | 625 | 625 | 1250 | 400 |
37 | 310 | 625 | 625 | 310 | 600 |
40а | 625 | 625 | 625 | 625 | 350 |
41а | 1250 | 625 | 625 | 1250 | 1500 |
42а | 310 | 625 | 625 | 1250 | 1600 |
42б | 155 | 310 | 310 | 625 | 1500 |
43а | 310 | 625 | 1250 | 1250 | 1700 |
43б | 155 | 310 | 625 | 625 | 1650 |
43в | 155 | 155 | 310 | 310 | 1600 |
45 | 2500 | 2500 | 2500 | 2500 | 1100 |
46а | 1250 | 1250 | 625 | 625 | 550 |
47а | 1250 | 625 | 625 | 625 | 450 |
48а | 1250 | 625 | 625 | 625 | 750 |
Этакр. актат | 2000 | - | - | - | - |
Фура-цилин | 310 | 310 | 155 | 155 | 600 |
* Для белых беспородных крыс-самцов, массой 250 г
(st. аureus, Df), циклопентаны 42 (st. aureus, strept., psend. aeru.), пиперидин-2-оны 43 (st. aureus, strept., psend. aeru., Df.). С увеличением углеродной цепи алкильных заместителей R1, R2 в рядах соединений 42, 43 их антимикробная активность увеличивается. В целом антимикробная активность тетрацианозамещенных карбо- и гетероциклов близка к активности этакридина лактата и фурацилина, но соединения 4, 6, 8, 17, 24, 42, 43 менее токсичны (табл.7). Соединения, содержащие в своем составе меньшее число нитрильных групп антимикробный эффект проявляют слабее, их МИК от 625 до 2500 мкг/мл (табл.7). Установленная закономерность зависимости антимикробной активности цианосодержащих карбо- и гетероциклов от их строения может быть использована в дальнейшем поиске новых антимикробных веществ, прежде всего в направлении синтеза неизвестных ранее 1,1,2,2-тетрацианозамещенных циклических соединений.
Выводы
- В ряду органических нитрилов выявлены соединения, обладающие наиболее высокой химической и биологической активностью - это ТЦУ.
- Наличие четырех нитрильных групп у 5-оксо-1,1,2,2-циклогексантетракарбонитрилов придает им способность легко присоединять по карбонильной группе воду и образовывать устойчивые при хранении диолы, у которых в кислой среде, при комнатной температуре, протекает необычно легкий внутримолекулярный гидролиз одной аксиальной цианогруппы до 1,2,2-трициано-5-оксо-1-циклогексанкарбокс-амидов и гетероциклизация последних за счет CONH2C=O взаимодействия в 5-гидрокси-7-оксо-6-азабицкло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбонит-рилы.
- Заместители -Cl, -Br, а также карбонильная группа в - или -положении у алканонов ориентируют реакции циклоприсоединения их к ТЦЭ с образованием соответственно трех-, четырех-, пяти- и шестичленных тетрацианозамещенных алициклов.
- Найдено, что наиболее подходящими реагентами для модификации кетонов в том числе природных и биологически активных, через ОАТ в карбо- и гетероциклы являются альдегиды. Реакции ОАТ с альдегидами позволяют быстро, в мягких условиях и с высокими выходами получить цианосодержащие производные пиранов, циклопентенов и 1-азапенталенов.
- Необычно легкая дециклизация 1-(2,2-диалкилгидразино)-2,2,3,3-тетрацианоциклопентанов по связи С1-С2, фиксируемая методом ЯМР1Н даже при -60С, обусловлена близким расположением сильных электроноакцепторного и электронодонорного фрагментов - соответственно тетрацианоэтильного и N,N-диалкилгидразинного. На основе этого эффекта разработаны новые подходы к труднодоступным биологически активным полицианосодержащим N,N-диалкилгидразино- и N,N-диал-киламинозамещенным циклопентенам, пирролидинам, циклопентанам и пиперидин-2-онам.
- Наличие у карбо- и гетероциклов 1,1,2,2-тетрацианоэтильного фрагмента обуславливает их значительные антимикробные свойства и более высокую, чем у известных препаратов противоопухолевую активность по отношению к опухолевым клеткам рака предстательной железы, рака почек, рака кишечника, рака яичников.
- Установлены основные фрагменты молекул, определяющие вид фармакологического действия, которые можно отнести к фармакофорным. Носителем противоопухолевой и антимикробной активности в карбо- и гетероциклах является 1,1,2,2-тетрацианоэтильный фрагмент, эффект которого усиливается структурной составляющей N,N-диалкилгидразина. Носитель анти-ВИЧ активности в цианозамещенных азотсодержащих гетероциклах - фрагмент N,N-диметилгидразина.
- Для углубленных фармакологических исследований предлагаются 1-(2,2-диметилгидразоно)-4-метил-2,2,3,3-тетрацианоциклопентан и 1-диметиламино-5,5,6,6-тетрациано-4-метилпиперидин-2-он, проявляющие широкий спектр противоопухолевого действия, более активные и менее токсичные, чем известные препараты.
Список основных публикаций по теме диссертации
Статьи в изданиях, включенных в список ВАК
- Тафеенко В.А., Богдан Т.В., Асланов Л.А., Шевердов В.П., Насакин О.Е., Медведев С.В. Направленная атака нуклеофила в реакциях метанолиза полинитрилов содержащих 1,1,2,2-тетра- и 1,1,2-трициано-этановый фрагмент. Журн. общ. химии. 1993. Т63. Вып.7. С.1607-1621.
- Каюков Я.С., Лукин П.М., Насакин О.Е., Хрусталев В.Н., Нестеров В.Н., Антипин М.Ю., Шевердов В.П. Уточнение структуры продуктов взаимодействия 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов с альдегидами. Химия гетероцикл. соед. 1997. №4. С. 497-499.
- Насакин О.Е., Лукин П.М., Шевердов В.П., Лыщиков А.Н., Павлов В.В. Исследование анти-спидовой активности среди производных полинитрилов. Хим.-фарм. журнал. 1998. Т. 32. №5. С. 21-23.
- Насакин О.Е., Шевердов В.П., Моисеева И.В., Ершов О.В., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А. Реакционная способность ,,,-тетрациано-, ,-дицианоалканонов и 5-амино-4-дициано-2,3-дигидрофуранов. Журн. общ. химии. 1999. Т. 69. Вып. 2. С. 302-311.
- Ершов О.В., Шевердов В.П., Насакин О.Е., Селюнина Е.В., Тихонова И.Г., Григорьев Д.В., Тафеенко В.А. Взаимодействие тетрацианоэтилена с α,β-непредельными кетонами. Журн. орг. химии. 2000. Т. 36. Вып. 4. С. 617-618.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Селюнина Е.В., Тихонова И.Г., Чернушкин А.Н., Хрусталев В.Н. Новый метод синтеза 1-замещенных 2,2,3,3-тетрацианоциклопропанов. Журн. общ. химии. 2000. Т.70. Вып.8. С.1334-1336.
- Насакин О.Е., Лыщиков А.Н., Каюков Я.С., Шевердов В.П. Противоопухолевая активность производных полинитрилов. Хим.-фарм. журнал. 2000. Т. 34. № 4. С. 11-23.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А., Булкин В.В. Взаимодействие тетрацианоэтилена с 1,2-циклогександионом и бис(циклогексанон-2-ил)метаном. Журн. орг. химии. 2001. Т.37. Вып.2. С.304-305
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Николаенко А.С., Чернушкин А.Н., Насакин О.Е., Тафеенко В.А. Синтез диэтил-5-гидрокси-2-оксо-7-фенил-3,4-дициано-4а,7-дигидро-1Н-хинолин-6,8-дикарбоксилата и его реакция с пиперидином. Журн. орг. химии. 2001. Т.37. Вып. 9. С. 1421-1422.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Чернушкин А.Н., Булкин В.В., Тафеенко В.А. Получение замещенных циклопентенов при взаимодействии акролеина с β,β,γ,γ-тетрацианоалканонами. Журн. орг. химии. 2001. Т.37. Вып.5. С.778-779.
- Ершов О.В., Шевердов В.П., Насакин О.Е., Тафеенко В.А. Синтез 1-амино-3-оксо-2-азабицикло[3.2.1]октан-4,5,5-трикарбонитрилов. Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. Вып. 11. С. 1732-1733.
- Ершов О.В., Шевердов В.П., Насакин О.Е., Тафеенко В.А. Реакционная способность 5-гидрокси-7-оксо-6-азабицикло[3.2.1]октан-1,2,2-трикар-бонитрилов по отношению к основаниям. Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. Вып. 10. С. 1578-1579.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Тафеенко В.А. Децианирование 5-алкил-6-арил-4-оксоциклогексан-1,1,2,2-тетракарбонитрилов. Журн. орг. химии. 2001. Т. 37. Вып. 7. С. 1111-1112.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А. Нитрование 6-(4-метоксифенил)-4-оксоциклогексан-1,1,2,2-тетра-карбонитрилов и 5-гидрокси-3-(4-метоксифенил)-7-оксо-6-азабицик-ло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбонитрилов. Журн. общ. химии. 2001. Т.71. Вып.9. С.1575-1576.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Лыщиков А.Н., Ефимов Р.Н., Булкин В.В., Тафеенко В.А. Синтез 3-ацетонил-1,1,2,2-тетра-цианоциклобутанов. Журн. общ. химии. 2002. Т.72. Вып.6. С.1051-1052.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Чернушкин А.Н., Тафеенко В.А. Взаимодействие тетрацианоэтилена с 2-замещенными циклогексанонами. Журн. орг. химии. 2002. Т. 38. Вып. 7. С. 1043-1046.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Насакин О.Е., Чернушкин А.Н., Ефинмов Р.Н., Тафеенко В.А.. Тетрацианоэтилирование нциклододеканона и дигидроэпиандростерона до β,β,γ,γ-тетрацианоалканонов и их взаимодействие с акролеином. Журн. общ. химии. 2002. Т.72. Вып.5. С.877-878.
- Шевердов В.П., Булкин В.В., Ершов О.В., Насакин О.Е., Тафеенко В.А.. Реакционная способность 3-(2,2-диметилгидразино)-1,1,2,2-тетрациано-циклопентанов по отношению к аминам. Журн. общ. химии. 2002. Т.72. Вып. 6. С. 972-974.
- Шевердов В.П., Булкин В.В., Насакин О.Е., Тафеенко В.А.. Окисление 3-(2,2-диалкилгидразино)-1,1,2,2-тетрациано-3-R-циклопентанов. Журн. общ. химии. 2004. Т. 74. Вып. 1. С. 91-93.
- Шевердов В.П., Ершов О.В., Ефимов Р.Н., Насакин О.Е., Фирганг С.И, Тафеенко В.А. Взаимодействие 4-оксоциклогексан-1,1,2,2-тетракарбо-нитрилов и 5-гидрокси-7-оксо-6-азабицикло[3.2.1]октан-1,2,2-трикарбо-нитрилов с аминами. Журн. общ. химии. 2004. Т. 74. Вып. 5. С. 811-818.
- Шевердов В.П., Ершов О. В., Еремкин А.В., Насакин О.Е., Бардасов И.Н., Тафеенко В.А. Синтез 4-формил-3-циклопентен-1,1,2-трикарбо-нитрилов. Журн. орг. химии. 2005. Т. 41. Вып. 12. С. 1795-1801.
- Nasakin O.E.,Sheverdov V.P.,Moiseeva I.V.,Lyshchikov A.N.,Nesterov V.N. Synthesis of 3-amidinio-2-aminopyridine-4-carboxylates. Tetrahedron Letters. 1997. Vol.38. №25. Р.4455-4456.
- Nasakin O.E.,Sheverdov V.P.,Moiseeva I.V.,Lyshchikov A.N.,Khrustalev V.N.,Antipin M.Ju. Single-stage synthesis of 3-amino-1,2-dicyano-4,6-diaza-bicyclo[3,2,1]-oct-2-en-7-ones from β,β,γ,γ-tetracyanoalkanones. Mendeleev Commun.. 1997. №3. Р.112-113.
- Sheverdov V.P., Ershov O.V., Nasakin O.E., Selunina E.V., Tikhonova I.G., Khrustalev V.N. Reaction of (2,2,3,3-tetracyanocyclopropyl)ketones with ammonia. Mendeleev Commun. 2000. №1.P.25-26.
- Sheverdov V.P., Ershov O.V., Nasakin O.E., Chernushkin A.N., Tafeenko V.A., Firgang S.I. Reaction of α,β-unsaturated ketones with tetracyanoethylene. Tetrahedron. 2001. Vol.57. P.5815-5824.
Авторские свидетельства
- А.С. № 1583410 СССР, МКИ3 С 07 С 255/00, 253/00. Способ получения 4-(N,N-диметилгидразино)-1,5,5-трицианоциклопентенов/аНасакин О.Е., Лукин П.М., Шевердов В.П., Золотой А.Б., Булай А.Х., -1990. ЦБюл. №29.
- А.С. № 1699999 СССР, МКИ3 С 07 D 211/74. Способ получения 1-N-диалкиламино-4-R-5,5,6,6-тетрацианопирид-2-онов/ Насакин О.Е., Лукин П.М., Шевердов В.П., Тафеенко В.А., Булай А.Х., Медведев С.В., Шарбатян П.А. -1991. ЦБюл. №47.
- А.С. № 1705283 СССР, МКИ3 С 07 D 207/16. Способ получения 3-замещенных 1-N-диалкиламино-2,2-дицианометилен-5-цианопирро-лидинов/ Насакин О.Е., Шевердов В.П., Лукин П.М., Тафеенко В.А., Булай А.Х., Медведев С.В., Шарбатян П.А. -1991. ЦБюл. №2.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ТЦУ - 1,1,2,2-тетрацианоуглероды
ТЦЭ - тетрацианоэтилен
ЭТК - 1,1,2,2-этантетракарбонитрил
ОАТ - 4-оксоалкан-1,1,2,2-тетракарбонитрилы
ТА - 1,1,2,2-тетрацианоциклоалканы
РСА - рентгеноструктурный анализ
NCI - National Cancer Institute
PASS - Prediction of Activity Spectra Substances
Pa - to be active
Pi - to be inactive
ПР - процент роста
LC50 - концентрации исследуемых веществ, вызывающие гибель 50% опухолевых клеток
МИК - минимальная ингибирующая концентрация
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное