Спосіб отримання сполуки з потенційними фізіологічними властивостями 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5′-нітроуридил-1′-)-етилен

Корисна модель відноситься до хімії гетероциклічних сполук, а саме, до 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил2-(5"-нітроуридил-1'-)-етилен (далі, сполука) з потенційними фізіологічними властивостями та високою реакційною здатністю, які можуть проявлятися за рахунок наявності в будові молекули спряженої системи: подвійних зв'язків гетероциклічного ядра, груп С=O у складі ефірних фрагментів, етиленової о зв'язку та при електронегативному впливі на молекулу з боку атомів фтору та нітро-групи. Структурні аналоги сполуки 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен в літературі не описано, але різноманітні синтези нових похідних урацилу дозволили отримати оригінальні фізіологічно активні речовини, як свідчать літературні джерела. Після синтезу похідних урацилу, а особливо, 5-фторурацилу та фторафуру, які продемонстрували високу протипухлинну активність, значно зросла кількість досліджень з цього напрямку. Стало відомо, що пухлини використовують молекули урацилу активніше, ніж нормальні клітини. Оскільки вандер-ваальсові радіуси водню та фтору близькі, можна очікувати, що 5-фторурацил (або його похідне) буде виконувати роль субстрату та/або інгібітору ферментів і буде переважно поглинатися тканинами пухлини. З іншого боку, молекули 5 (6)-заміщеного та/або незаміщеного урацилу та його похідних, інших галогеновмісних гетероциклів, здатні виконувати роль фтор(галоген) вмісних синтонів в органічному синтезі з метою створення оригінальних біологічно-активних молекул. Введення фтор(галоген) вмісних фармакофорів в гетероциклічну молекулу призводить до підвищення розчинності сполук в ліпідах та робить лікарські засоби ефективнішими у зв'язку із легкістю їх транспорту в організмі [1, 2]. Авторами роботи [3] описано метод введення при використанні доступного фторотану фармакофорної групи CF2CHBrCl до аліфатичного ланцюга та ароматичного кільця з метою синтезу біологічно активних сполук з поліфторалкоксигрупами. В роботі [4] описано метод синтезу 1,1-диціано-2-хлор-2-трифторметилетилену, який за хімічною будовою подібний до сполуки корисної моделі, та синтезований реакцією ацилювання малонодинітрилу метиловим ефіром трифтороцтової кислоти в присутності метилату натрію з послідуючою обробкою продукту першої стадії реакції п'ятихлористим фосфором. Раніше, як описано в роботі [5], автором була синтезована оригінальна сполука -біс-адукт 1,1'-(2"-бром-2"хлоретеніл)-біс-(5-фторурацил) в умовах міжфазного каталізу дибензо-18-краун-6-ефіром в лужному середовищі, яка має протипухлинну активність на моделях експериментального пухлинного зросту різного гістогенезу: Лімфосаркомі Пліса, Карциномі Герена, Саркоми 45. Даний модифікований метод синтезу перенесено нами на молекулу 5-нітроурацилу з метою отримання сполуки 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен з потенційними фізіологічними властивостями. Сполука 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен синтезована з метою отримання нового поліфункціонального фторвмісного синтону для подальшого вивчення її фізико-хімічних та біологічних властивостей, а також дослідження можливості проходження хімічних реакцій між урацилами та фторвмісними реагентами, наприклад, з новим хімічно активним реагентом 1,1-діетилкарбокси-2-хлор-2трифторметилетиленом. Сполука 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен поліфункціональна, містить в молекулі одночасно з атомами фтору, подвійний зв'язок, дві складноефірні групи, гетероциклічне ядро та нітрогрупу, тому здатна виконувати роль фтор(галоген) вмісних синтонів в органічному синтезі з метою створення оригінальних складних за будовою біологічно активних молекул. В основу корисної моделі поставлено розробку способу отримання сполуки 1,1-діетилкарбокси-2трифторметил-2-(5"-нітроуридил-1'-)-етилен з потенційними фізіологічними властивостями, яка отримана реакцією нуклеофільного заміщення між 5-нітроурацилом, що виконує роль нуклеофільного реагенту, та 1,1діетилкарбокси-2-хлор-2-трифторметилетиленом, в молекулі якого атом хлору активовано двома діетилкарбоксигрупами, в системі безводних розчинників (піридин - диметилформамід) в присутності триетиламіну безводного як галогенвіднімаючого агенту. 1,1-діетилкарбокси-2-хлор-2-трифторметилетилен синтезовано реакцією ацилювання діетилового ефіру малонової кислоти трифтороцтовою кислоти в присутності метилату натрію (продукт А) з послідуючою обробкою продукту І стадії реакції п'ятихлористим фосфором в дихлоретані з нагріванням реакційної суміші (продукт В, II стадія реакції) (схема І): Схема 1. CH2(COOC2H5)2 надл. CF3COOH, CH3ONa -CH3OH, -H2O PCl5 CF3-C=C(COOC2H5)2 -NaCl, -POCl 3 ONa (продукт А, І стадія реакції) CF3-C=C(COOC2H5 )2 5-NO2-uracile, Py-DMFA, t o, N(C2 H5)3 -N(C2H5)3xHCl Сl 1,1-діетилкарбокси-2-хлор-2-трифторметилетилен (продукт В, ІІ стадія реакції) O NO2 HN O F3 C N C=C(COOC2 H5 )2 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен (продукт С, ІІІ стадія реакції) В ІЧ-спектрі синтезованої сполуки спостерігаються смуги поглинання, які характерні для групи -СF3 в області 400, 415, 470, 560, 905, 995, 1180, 1230, 1295 см-1, для груп -ОСН3 та -ОС2Н5 в області 1050-1150 см-1. Частоти подвійних зв'язків С=С знаходяться в області 1315, 1600 см-1, -С=O в області 1710, 1750 см-1, NО2 в області 1370 см-1. Положення смуг γC-C гетероциклу спостерігається в області 1300-1600 см-1. γC-H в області 3010-3080 см-1, а також сигнали вхарактерній області δ CH при 600-800 см-1. В ПMP-спектрі синтезованої сполуки спостерігаються сигнали: у вигляді мультиплету при 1,005-1,355 м.д., який відповідає шести протонам двох груп -СН3 складноефірних фрагментів молекули, мультиплету при 3,7374,315 м.д. чотирьох протонів в фрагментах -ОСH2 складноефірних груп молекули, триплету при 7,78 м.д. протону групи -C(6)H, синглету при 11,69 м.д. протону групи -N(3)H. Таким чином, можна зробити висновок, що сполука з потенційними фізіологічними властивостями, аналогічно до відомих галоген(фтор) вмісних лікарських засобів може бути перспективною для подальшого вивчення як потенційно фізіологічно активна. Ознаки способу. Методика синтезу сполуки 1,1-діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен. Приготування розчину № 1 (І Стадія реакції). 6,13 г натрію металевого (0,268 моль) розчиняють в 250 мл метанолу безводного, додають краплями через ділильну лійку 43,0 г діетилового ефіру малонової кислоти (40 мл, 0,268 моль) та 62,0 г трифтороцтової кислоти (40 мл, 0,543 моль) при перемішуванні реакційної суміші та нагріванні. Кип'ятять суміш протягом 6 годин, охолоджують до кімнатної температури, відганяють простою перегонкою розчинник. Залишок - скловидну масу білого кольору заливають діетиловим ефіром. Осад білого кольору (продукт А), що випадає фільтрують та використовують на наступній стадії реакції. Приготування розчину № 2 (II Стадія реакції). 8,0 г (0,0287 моль) продукту А розчиняють в 55 мл сухого дихлоретану при кімнатній температурі додають 6 г (0,0287 моль) п'ятихлористого фосфору. Реакційна суміш гріється та набуває молочного забарвлення. Гарячий розчин перемішують з кип'ятінням 5 годин, охолоджують, осад, що утворився відфільтровують та промивають дихлоретаном, відганяють простою перегонкою розчинник. Залишок - масло, яке очищують перегонкою у вакуумі (продукт В). Практичний вихід 6,31 г (80 %). Т. кип. 56-59°С (25 мм рт. ст.), п25D 1,3010. Приготування розчину № 3(III Стадія реакції). До суміші 2,26 г (0,014 моль) 5-нітроурацилу розчиненого в суміші 200 мл піридину та 50 мл диметилформаміду безводних та 1,42 г (2,5 мл, 0,014 моль) триетиламіну безводного додають по краплям 3.8 г (0,014 моль) продукту By 10 мл диметилформаміду безводного при перемішуванні реакційної суміші та нагріванні до 60-70°С. Кип'ятять суміш протягом 10 годин (реакційна суміш темно-червоного забарвлення), фільтрують гарячий розчин та відділяють осад N(С2Н5)3хНСl, відганяють розчинники у вакуумі. Залишок -масло жовтого забарвлення заливають гексаном та кип'ятять, зливають гексан декантацією, заливають ацетоном, осад блідо-жовтого забарвлення випадає із ацетону (продукт С). Практичний вихід 2.5 г (45 %). Т. пл. 156-159°С. Індивідуальність синтезованої сполуки контролювали методом тонкошарової хроматографії, склад підтверджували даними елементного аналізу. Спектр ПMP синтезованої сполуки записували на приладах "Bruker WP-200" (виробник "Bruker", Switzerland), "Varian T-60" (виробник "Varian", USA) з робочою частотою 200-132 МГц у виді розчину ДМСО-D6 (внутрішній стандарт ТМС). ІЧ-спектр записували на спектрофотометрі UR-20 (виробник "Charles Ceise Hena", Germany). TUIX виконували на пластинах Silufol-254. ГРХ визначали на газорідинному хроматографі "Perkin Еlmеr" з УФ-детектором (виробник "Perkin", Germany). Хроматограму, ІЧ-, ПМР-спектри кінцевого продукту ідентифікували у порівнянні з хрома гограмами, ІЧ-, ПМРспектрами вихідних сполук. Синтезована сполука - мілкокристалічний осад блідо-жовтого забарвлення. Дані елементного аналізу на С, Н, N синтезованої сполуки відповідають обчисленим значенням. В ІЧ-спектрі синтезованої сполуки ідентифіковано смуги поглинання, які характерні для групи -СF3 в області 400, 415, 470, 560, 905, 995, 1180, 1230, 1295 см-1, для груп -ОСН3 та -ОС2Н5 в області 1050-1150 см-1. Частоти подвійних зв'язків С=С знаходяться в області 1315, 1600 см-1, -С=О в області 1710, 1750 см-1, NO2 в області 1370 см-1. Положения смуг γC-C гетероциклу спостерігається в області 1300-1600 см-1, γC-H в області 3010-3080 см-1, а також сигнали в характерній області δ CH при 600-800 см-1. Співвідношення інтегральних інтенсивностей сигналів в ПМР-спектрі синтезованої сполуки підтверджує наявність в молекулі протонів двох груп -СН3 складноефірних фрагментів молекули у вигляді мультиплету при 1,005-1,355 м.д., чотирьох протонів в фрагментах -ОСН2 складноефірних груп молекули у вигляді мультиплету при 3,737-4,315 м.д., протонів груп -С(6)Н при 7,78 м.д. у вигляді триплету та групи -N(3)Н у вигляді сині лету при 11,69 м.д. Фізико-хімічні характеристики та дані елементного аналізу синтезованої сполуки наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Фізико-хімічні характеристики та дані елементного аналізу сполуки Знайдено, у % СНN 41,0; 3,35; 11,09 Брутто-формула С13Н12О8 N3F3 Обчислено, у %, СНN 39,51 ;3,05; 10,63; ІЧ-спектр (КВr), см-1 γ C-Hal, Alk, Heterocycl., C=O, C=C. 400, 415, 470, 560 (СF3), 600-800 (Heterocycl.), 905, 995, 1180, 1230, 1295 (СF3), 1050-1150 (ОСН3), (ОС2Н5), 1300-1600 (Heterocycl.), 1315, 1600 (C=C), 1710, 1750 (C=O), 1370 (NO2), 3010-3080 (Heterocycl.). Спектр ПМР (ДМСОD6 ТМС), ∂, м.д. (J, ГЦ) 1,005-1,355 (6Н, М., J3H,H 7,0 Гц, 2СН3), 3,737-4,315 (4H, м., J3H,H 7,0 Гц, 2OСН2), 7,78 (1Н, т., J2H,H 10,0 Гц, С(6)Н (Heterocycl.)), 11,69 (1H, c., N(3) H (Heterocycl.)). Завданням корисної моделі є розробка способу отримання нової оригінальної сполуки 1,1-діетилкарбокси-2трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен з потенційними фізіологічними властивостями, яка синтезована з метою отримання нового поліфункціонального фторвмісного синтону для подальшого вивчення її фізико-хімічних та біологічних властивостей. Література: 1. Ягупольский Л.М. // Ароматические и гетероциклические соединения с фторсодержащими заместителями. - Киев: Наукова думка, 1988. - С. 90-105. 2. Соединения фтора. Синтез и применение. // Под ред. Н. Исикава. - М.: Мир, 1990. - Гл. 5. - С. 183-265. 3. Герус И.И., Колычева М.Т., Ягупольский Ю.Л., Кухарь В.П. // ЖОрХ. - 1989. - Т. 25, Вып. 9. - С. 2020-2021. 4. Крохтяк В.П., Ильченко А.Я. // ЖОрХ. - 1980. - Т. 16, Вып. 8. - С. 1694-1698. 5. Вельчинська О-В. Спосіб отримання речовини з протипухлинною активністю 1,1'-(2"-бром-2"-хлоретеніл)біс-(5-фторурацил). Деклараційний патент на корисну модель. 6893. C07D239/553, С07С21/18, 21/185, А61К33/16. Дата прийняття рішення 16.05.2005. Бюл. № 5. С. 6893.