Патент на изобретение №2167161
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРОИЗВОДНЫЕ ТЕТРАФУРАЗАНО[3,4-b:3′,4′-f:3″,4″-j:3′”,4′”-N][1,4,5,8,9,12,13,16]ОКТААЗАБ ИЦИКЛО[14.2.2]ЭЙКОЗА-4,8,12-ТРИЕНА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к новому классу химических соединений, а именно к производным новой гетероциклической системы – тетрафуразано[3,4-b:3′,4′-f: 3”, 4”-j: 3”’, 4”’-n-[1,4,5,8,9,12,13,16]-октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триена общей формулы (I), где R1 – R4 = Н, низший алкил или низший алкил, содержащий функциональные группы, такие, как ОR5, SR5, NR5R6, СОNR5R6 или СООR7, где R5, R6, R7 = Н, низший алкил, или R2 + R3 и/или R1 + R4 вместе с соседними атомами углерода пиперазинового цикла образуют алициклический, бензольный, или гетероциклический аннелированный цикл. Описан также способ их получения, заключающийся в том, что производные бис-1,4-(3-аминофуразанил-4,4′-азофуразан-3-ил)-пиперазина обрабатывают дибромизоциануратом в среде трифторуксусной кислоты или ее смеси с инертными органическими растворителями, такими, как СН2Сl2, СН2Сl3, СН3СN. Соединения могут найти применение в биохимии при изучении регуляторных эффектов оксида азота и механизма действия растворимой формы гуанилатциклазы (рГЦ). 2 с.п.ф-лы. ![]() Изобретение относится к новому классу химических соединений, а именно к производным новой гетероциклической системы – тетрафуразано[3,4-b:3′,4′-f: 3”, 4”-j: 3”’,4”’- n][1,4,5,8,9,12,13,16]-октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триена общей формулы (I): ![]() где R1, R2, R3, R4 = H, низший алкил, или низший алкил содержащий функциональные группы, такие как OR5, SR5, NR5R6, CONR5R6 или COOR7, где R5, R6, R7 = H, низший алкил, или R2 + R3 и/или R1 + R4 вместе с соседними атомами углерода пиперазинового цикла образуют алициклический, бензольный, или гетероциклический аннелированный цикл и способу их получения. Предлагаемые соединения могут найти применение в биохимии, в частности, при изучении регуляторных эффектов оксида азота и механизма действия растворимой формы гуанилатциклазы (рГЦ). Тетрафуразано[3,4-b: 3′,4′-f:3”,4”-j:3”’,4”’- n][1,4,5,8,9,12,13,16] -октаазабицикло[14.2.2] эйкоза-4,8,12-триен является представителем соединений, молекула которых содержит до сих пор не встречавшуюся одновременно последовательность атомов и связей в аннелированной гексациклической системе, включающей четыре фуразановых (1,2,5-оксадиазольных), пиперазиновый и [1,4,5,8,9,12,13,16] oктaaзaбицикло[14.2.2] эйкoзa-4,8,12-триеновый циклы, и представляет по сути новый криптант. Известны макроциклы, в которых четыре фуразановых цикла и три азогруппы (-N= N-) непосредственно участвуют в построении молекулы криптанта, образуя пентациклическую систему. Так, макроцикл (II) получается при обработке 4,4′-динитропроизводного (III) солями основного характера в среде ацетонитрила [Sheremetev А. В. , Kulagina V. О. and Ivanova Е.A. “Zero-Hydrogen Furazan Macrocycles with Oxy and Azo Bridges”. J.Org.Chem., 1996, 61, (4) 1510-1511]. ![]() Необходимо отметить, что соединение (II), во-первых, содержит вместо пиперазинового цикла простой эфирный мостик, и, во-вторых, не имеет и не может иметь, никаких заместителей, являясь единственно возможным представителем данного класса макроциклов. Получить указанным способом соединение (I) не представляется возможным, так как процесс макроциклизации заключается в образовании простой эфирной связи между фуразановыми циклами (C-O-C) фрагмента, отсутствующего в структуре предлагаемого класса соединений. Известен также макроцикл (IV), образующийся в качестве одного из продуктов при окислительной макроциклизации диаминов (V), (VI) или (VIII) при действии дибромизоцианурата (ДБИ) в среде ацетонитрила при ![]() ![]() V(n-0), VI(n=1), VII(n=3) ![]() Способ, использованный для синтеза соединения (IV), не может быть использован для получения макроциклов формулы (I), так как введение пиперазинового фрагмента в исходное соединение делает непригодным применение ДБИ в среде указанного растворителя. Задачей настоящего изобретения являются создание производных новой полигетероциклической системы, содержащей в своем составе как фуразановые и [1,4,5,8,9,12,13,16]октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триеновые циклы, так и фармакофорный (не)замещенный пиперазиновый фрагмент и разработка способа их получения. Поставленная задача достигается новыми соединениями – производными тетрафуразано[3,4-b: 3′, 4′-f:3”,4”-j:3”’,4”’-n] [1,4,5,8,9,12,13,16]-октаазабицикло[14.2.2] эйкоза-4,8,12-триена вышеуказанной общей формулы (I), где R1, R2, R3, R4 = H, низший алкил, или низший алкил содержащий функциональные группы, такие как OR5, SR5, NR5R6, CONR5R6 или COOR7, где R5, R6, R7 = H низший алкил, или R2 + R3 и/или R1 + R4 вместе с соседними атомами углерода пиперазинового цикла образуют алициклический, бензольный, или гетероциклический аннелированный цикл и способом их получения, заключающимся в том, что производные бис-1,4-(3-аминофуразанил-4,4′-азофуразан-3-ил)-пиперазина (VIII) обрабатывают дибромизоциануратом (ДБИ) в среде трифторуксусной кислоты или ее смеси с инертными органическими растворителями, такими как CH2CL2, CHCl3, CH3CN и др. ![]() Выход целевых соединений составляет 50-85%. Строение полученных соединений доказано данными элементного анализа, масс-, ИК-, ЯМР-спектров. Таким образом, заявляемые соединения представляют собой производные неизвестной ранее конденсированной гексациклической системы, содержащей в своем составе как фуразановые и [1,4,5,8,9,12,13,16]октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4.8,12-триеновый циклы, так и (не)замещенный пиперазиновый цикл и являются представителями нового класса соединений и новой гетероциклической системы. Наличие в структуре заявляемых соединений пиперазинового фрагмента, несущего заместители, позволяет синтезировать большой ряд аналогов, что дает возможность корректировать свойства целевых соединений. Необходимо отметить, что производные пиперазина широко используются при конструировании физиологически-активных соединений, однако ранее не использовались для создания веществ ингибирующих рГЦ. Предложенный способ основан на внутримолекулярной окислительной конденсации соединения, включающего два аминофуразанильных фрагмента, под действием ДБИ в среде трифторуксусной кислоты или ее смеси с инертными органическими растворителями (CH2Cl2, CHCl2, CH3CN и др.) с образованием азо-связи и замыканием цикла. Известен способ получения макроциклов, включающих эндоциклический азофуразановый фрагмент, обработкой соответствующих бис(аминофуразанильных) соединений ДБИ в среде инертных органических растворителей (CH3CN, CH2Cl2, CHCl3, CCl4, бензол и толуол) при 20-40oC [Sheremetev A.B., Kharitonova О.V. , “Construction of Crown Ethers possessing an Azofurazan Subunit”. Mendeleev Commun., 1992, 157-158; Шереметев А.Б., Харитонова О.В., Новикова Т.С., Хмельницкий Л. И. “Способ получения 2,3,6,7-дифуразано-4,5-диаза-1,8,11-триоксациклотридекатриена-2,4,6” Авт. св. СССР 1803407, кл. C 07 D 498/14, 1993.] . Этот способ, в частности, положен в основу схемы синтеза макроцикла (IV). Ни в одном из известных ранее способов формирования двойной N=N связи в синтезе макроциклов, включающих азофуразановый фрагмент, не использовалось сочетание ДБИ с трифторуксусной кислотой или ее смесей с инертными органическими растворителями. Необходимо отметить, что использование в качестве среды для реакции инертных органических растворителей в отсутствие трифторуксусной кислоты не приводит к получению целевых продуктов; исходные соединения количественно выделяются из реакционной среды. Лишь совокупность взятых для синтеза соединений общей формулы (I) условий и выбранные исходные соединения дали возможность добиться одной из указанных целей – получить новую гетероциклическую систему. Производные вышеуказанной общей формулы (I) могут быть использованы в биохимии, в частности, при изучении регуляторных эффектов оксида азота и механизма действия рГЦ. Гуанилатциклаза [КФ 4.6.1.2. ; гуанозин-5′-трифосфат-пирофосфат-лиаза (циклизующая); ГЦ] является ферментом, катализирующим биосинтез гуанозин-3′, 5′-циклофосфата (цГМФ) – универсального регулятора внутриклеточного метаболизма [Hobbs, A. J. “Soluble guanylate cyclase: the forgotten sibling” Trends in Pharm. Sci., 1997, 18, (12), 487-491]. ГЦ существует в двух формах – мембранной и растворимой (рГЦ) и играет ключевую роль в регуляции таких физиологических процессов, как сокращение и расслабление гладких мышц кровеносных сосудов и агрегация тромбоцитов. Основным эндогенным активатором рГЦ является оксид азота, который в результате взаимодействия с атомом железа гема, входящего в состав фермента, образует комплекс нитрозил-гем В настоящее время для изучения возможного участия рГЦ в различных физиологических процессах, применяют различные ингибиторы данного фермента. Одним из таких ингибиторов, близким к соединениям общей формулы (I) по действию и структуре, является бис(N,N-диметиламид) азодикарбоновой кислоты (диамид): ![]() оказывающий ингибирующее действие на базальную и NO-зависимую активность рГЦ [Craven, P.A., DeRubertis, F.R. “Effects of thiol inhibition on hepatic guanylate cyclase activity. Evidence for the involvement of vicinal dithiols in the supression of basal and agonist-stimulated activity”, Biochim Biophys. Acta. 1978, 524, 231-244]. Основным недостатком данного соединения является низкая эффективность ингибирующего действия на рГЦ (IC50 = 0,5-20 мМ). Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Тетрафуразано[3,4-b:3′,4′-f:3”,4”-j:3”’,4”’-n]- [1,4,5,8,9,12,13,16] октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триен (Ia, R1 = R2= R3 = R4 = H). а) Бис-1,4-[4-(4-аминофуразанилазо-3)фуразан-3-ил] пиперазин (VIIIa). К раствору 2,26 г (10 ммол) 4-амино-4′-нитроазофуразана в 50 мл CH2Cl2 при энергичном перемешивании и охлаждении (0-5oC) прибавляют раствор 0,43 г (5 ммол) пиперазина и 2,02 г триэтиламина (20 ммол) в минимальном количестве диметоксиэтана. После перемешивания реакционной массы при комнатной температуре в течение 4 ч, упаривают растворитель, остаток промывают водой и перекристаллизовывают из водного ДМСО. Получают 60% выход соединения VIIIa (R1 = R2 = R3 = R5 = Н) в виде желто-оранжевого порошка, т.пл. 256-258o. Масс-спектр, m/z: 444 ЯМР 13C (ДМСО-d6, ![]() ![]() C12H12N16O4 (444.33) Вычислено, %: C 32.44 N 50.44 H 2.72 б) Тетрафуразано[3,4-b:3′,4′-f:3”,4”-j:3”’,4”’-n]-[1,4,5,8,9,12,13, 16]октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триен (Ia). К суспензии 0.44 г (1 ммоль) диамина (VIIIa) в 20 мл трифторуксусной кислоты добавляют 1.15 г (4 ммоля) ДБИ и перемешивают при комнатной температуре 1 час. Реакционную массу разбавляют 3 объемами хлористого метилена и фильтруют через небольшой слой силикагеля. Фильтрат упаривают, остаток перекристаллизовывают из хлороформа. Получают 0.36 г (85%) соединения (Iа), малиново-коричневые кристаллы, т. пл. 287-296oC (разл.). Масс-спектр, m/z: 440 ИКС, (в KBr, ![]() C12H8N16O4 (440.30) Вычислено, %: C 32.73 N 50.90 H 1.83 Пример 2. 17,20-Диметилтетрафуразано [3,4-b: 3′, 4′-f:3”,4”-j:3”’, 4”’-n] -[1,4,5,8,9,12,13, 16]октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триен (Ib, R1 = R2 = H, R3 = R4 = CH3) ![]() Соединение (Ib) получено аналогично соединению (Ia) из бис-1,4-[4-(4-аминофуразанилазо-3)фуразан-3-ил] -2,6-диметилпиперазина (VIIIb). Выход 81%. Фиолетово-коричневые кристаллы Т.пл. 271-286oC (разл.). Масс-спектр, m/z: 468 Найдено, %: C 35.93 N 47.80 H 2.61 C14H12N16O4 (468.35) Вычислено, %: C 35.90 N 47.85 H 2.58 Пример 3. Диметиламид тетрафуразано [3,4-b: 3′, 4′-f:3”,4”-j:3”’, 4”’-n] -[1,4,5,8,9,12,13,16] октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триен-17-уксусной кислоты (Ic, R1 = CH2CONMe2; R2 = R3 = R4 = H). ![]() Ic Соединение (Ic) получено аналогично соединению (Ia) из диметиламида бис-1,4-[4-(4-аминофуразанилазо-3)фуразан-3- ил]пиперазин-2-уксусной кислоты (VIIIc). Выход 56%. Фиолетово-коричневые кристаллы Т.пл. 252-266oC (разл.). Масс-спектр, m/z: 524 Найдено, %: C 36.61 N 45.25 H 2.89 C14H12N16O4 (524.41) Вычислено, %: C 36.58 N 45.32 H 2.88 Пример 4. Гесафуразано [3,4-b: 3′, 4′-f: 3”,4”-j:3”’,4”’-n:3””, 4””-q: 3””’, 4””’-t] – [1,4,5,8,9,12,13,16]октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триен (Id). ![]() a) 4,8-Бис-[3-(4-аминофуразанилазо-3)фуразан-4- ил)дифуразано[3,4-b:3′, 4′-e]пиперазин (VIIId). К суспензии 0.95 г (5 ммолей) динатриевой соли дифуразано[3,4-b:3′,4′-e] пиперазина в 30 мл абс. CH3CN добавляли 0.1 г тетрабутиламмония фтористого и раствор 1,99 г (10 ммол) 4-амино-4′-фторазофуразана в 10 мл CH3CN и перемешивали при 70-80oC три часа. Реакционную массу охлаждали и разбавляли равным объемом воды, отфильтровывали осадок, промывали водой и хлороформом. После перекристаллизации из CH3CN/CCl4 получают 1.15 г соединения VIIId в виде оранжево-желтого порошка, т.пл. 325-329oC (разл). Масс-спектр, m/z: 524 ЯМР 136C (ДМСО-d6, ![]() ![]() C12H4N20O6 (524.29) Вычислено, %: C 27.49 N 53.43 H 0.77 б) Гесафуразано [3,4-b: 3′, 4′-f: 3”,4”-j:3”’,4”’-n:3””,4””-q: 3””’, 4””’-t]- [1,4,5,8,9,12,13,16]октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триен (Id). Окислительную конденсацию соединения (VIIId) проводят аналогично примеру 1б. Выход соединения Id составляет 52%. Коричневый порошок, т.пл. 295-298oC (разл.). Масс-спектр, m/z: 520 ЯМР 13C (ДМСО-d6, ![]() ![]() C12N20O6 (520.26) Вычислено, %: C 27.70 N 53.84 Структура соединения Id также однозначно подтверждена рентгено-структурным исследованием монокристалла. Пример 5. Ингибирующее действие макроциклов общей формулы (I) на базальную активность препарата очищенной рГЦ из легких крысы. Препарат очищенной рГЦ из легких крысы был получен известным способом с модификациями. Легкие крысы (100 г) гомогенизировали с помощью блендера Уорринга в 300 мл 50 мМ Трис-HCl буфера (pH 7,8) содержащего 5 мМ дитиотреитол (буфер A) три раза по 15 с. Центрифугировали полученный гомогенат при 10000 g (4oC, 20 мин). После центрифугирования супернатант отбирали и фильтровали через стекловату. Фильтрат центрифугировали при 100000 g (4oС, 60 мин). Супернатант наносили на колонку с ионообменной смолой ДЭАЭ-Тойоперл 650М производства фирмы Toyo Soda (Япония) диаметром 1,5 см, высотой 40 см, уравновешенную буфером A, со скоростью тока жидкости 80 мл/ч. После промывки колонки с помощью буфера A до полного удаления не связавшегося с носителем белка, проводили элюцию рГЦ линейным градиентом NaCl (0-0.5 М) общим объемом 250 мл. Фракции, содержащие активность рГЦ, объединяли и концентрировали на мембране РМ-10 производства фирмы Amicon (Нидерланды) под давлением азота. Сконцентрированный препарат наносили на колонку со смолой Сефакрил S-300 производства фирмы Pharmacia (Швеция) диаметром 1,2 см, высотой 100 см предварительно уравновешенную буфером A, со скоростью тока жидкости 10 мл/ч. Фракции, содержащие активность рГЦ, объединяли и наносили на колонку с голубой сефарозой CL-4B производства фирмы Pharmacia (Швеция) диаметром 1,2 см, высотой 10 см, предварительно уравновешенную буфером A со скоростью тока жидкости 60 мл/ч. После промывки колонки с помощью буфера A до полного удаления не связавшегося с носителем белка. Проводили элюцию рГЦ буфером A, содержащим 0,5 М NaCl, со скоростью тока жидкости 60 мл/ч. Фракции, содержащие активность рГЦ объединяли и концентрировали на мембране РМ-10 производства фирмы Amicon (Нидерланды) под давлением азота. Сконцентрированный препарат хранили в присутствии 35% глицерина, 1,33 М NaCl при -70oC. Активность фермента определяли по количеству образовавшегося цГМФ известным радиоизотопным способом с использованием [ ![]() ![]() ![]() Формула изобретения
![]() где R1 – R4 = H, низший алкил или низший алкил, содержащий функциональные группы, такие, как OR5, SR5, NR5R6, CONR5R6 или COOR7, где R5, R6, R7, = H, низший алкил, или R2 + R3 и/или R1 + R4 вместе с соседними атомами углерода пиперазинового цикла образуют алициклический, бензольный или гетероциклический аннелированный цикл. 2. Способ получения производных тетрафуразано [3,4-b:3′,4′-f:3”,4”-j: 3′”, 4”’-n] [1,4,5,8,9,12,13,16] октаазабицикло[14.2.2]эйкоза-4,8,12-триена общей формулы I ![]() где R1 – R4 = H, низший алкил или низший алкил, содержащий функциональные группы, такие, как OR5, SR5, CONR5R6 или COOR7, где R5, R6, R7, = H, низший алкил, или R2 + R3 и/или R1 + R4 вместе с соседними атомами углерода пиперазинового цикла образуют алициклический, бензольный или гетероциклический аннелированный цикл, отличающийся тем, что производные бис-N,N’-(3-аминофуразанил-4,4′-азофуразан-3-ил)-пиперазина обрабатывают дибромизоциануратом в среде трифторуксусной кислоты или ее смеси с инертными органическими растворителями. MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 17.06.2004
Извещение опубликовано: 20.03.2005 БИ: 08/2005
|
||||||||||||||||||||||||||