N,s-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеаміни та їх солі

N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеаміни формули (І) Me Винахід стосується органічної хімії, зокрема, відноситься до галузі синтезу фізіологічно активних хімічних речовин на основі S- та N-заміщених цистеаміну, а саме до N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеамінів та їх солей, які можуть бути фізіологічно активними за рахунок наявності в будові фрагменту молекули біогенного аміну (цистеаміну) та азотовмісного гетероциклу (хіноліну). Результати наукових досліджень свідчать про залежність біологічної активності сполук даного класу від типу модифікації у залишку цистеаміну та структури замісника в шостому положенні молекули хіноліну [Бражко О.А. Біологічно активні похідні хіноліну та акридину з азото- та сірковмісними функціональними групами: автореф. дис. ... доктора біол. наук: 02.00.10 / Бражко Олександр Анатолійович. Інститут біоорганічної та нафтохімії НАН України - К., 2005.- 43 с; Бражко О.А., Омельянчик Л.О., Завгородній М.П. Синтез потенційних біорегуляторів серед S-заміщених L-цистеїну та цистеаміну // XXI Українська конференція з органічної хімії: тези доповідей. - Чернігів, 1-5 жовтня 2007 р. - С.22]. S-, N-заміщені цистеаміну є складовою ефективних фармацевтичних препаратів (таурин, цистамін), вони входять до складу багатьох природних біологічно активних сполук (ацетил-КоА). Отримано похідні цистеаміну з антиоксидантною, мембраностабілізуючою, протипухлинною дією, радіо-, кардіо- і гепатопротекторними властивостями та з іншими типами дії [Корнет М.М. Цистеамін перспективний - S,N-бінуклеофіл для синтезу низькомолекулярних біорегуляторів // Актуальні питання біології, екології та хімії. Електронне наукове видання. - т.1. - №1. - 2009. - С.98105]. Про перспективність N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеамінів в якості сполук з протипухлинною, аналгетичною, протизапальною, противірусною та протимікробною дією свідчать і результати комп'ютерного прогнозу біологічної активності, зробленого на основі on-line версії програми PASS [Корнет M.M, Бражко О.А., Омельянчик Л.О. Комп'ютерний прогноз біологічної активності деяких S-(хінолін-4-іл)заміщених цистеаміну як осно N S NH Me N R (19) UA (11) 93850 (13) C2 R , (I) в якій R позначає водень, галоген, С1-С6-алкіл, алкоксигрупу, та їх солі, де сіллю є гідрохлорид, дигідрохлорид, гідробромід, дигідробромід, сульфат, фосфат, нітрат, динітрат. 3 ва для пошуку та оптимізації базових структур біологічно активних сполук // Вісник ЗНУ. - 2007. №1. - С.106-111]. Сполуки, що поєднують у собі структури цистеаміну у 4 положенні хіноліну та методи їх одержання описанні, наприклад в Journal of the American Chemical Society (Gilman H., Plunkett M. A. //Journal of the American Chemical Society. 1949. - №71. - P.3667-3668), в Yakugaku Zasshi (Hamana M., Kumadaki S. // Yakugaku Zasshi, Japanese. - 1968. - V. 88, №6. - P.665-671), в Australian Journal of Chemistry (Barlin G. B. Ireland S. J. // Australian Journal of Chemistry, English. 1985. - V.38, №11. - P.1685-1691), в Annales Pharmaceutiques Francaises (Bsiri N., Johnson C, Kayirere M. et al. // Annales Pharmaceutiques Francaises, French. - 1996. - V. 54, №1. - P.27-33), в European Journal of Medicinal Chemistry (Kayirere M.-G., Mahamoud A, Chevalier J. et al. // European Journal of Medicinal Chemistry, English. - 1998. V.33, №1. P.55-64). Зазначені методи одержання 2-(хінолін-4-іл)цистеамінів включають отримання 4-меркаптохіноліну або 4-гідроксихіноліну, з подальшим його алкілуванням різноманітними галогенопохідними етанаміну (зокрема 2-хлоро-N,Nдиметиламіном) в присутності лужного реагенту та у середовищі етанолу або толуолу, піридину. Найбільш близькими до сполук, що заявляються є N,N-диметил-2-(хінолін-4-іл)цистеаміни [Barlin G.B. Ireland S.J. // Australian Journal of Chemistry, English. - 1985. - V.38, №11. - P.16851691], які отримують шляхом взаємодії гідрохлориду 1-диметиламіно-2-хлороетану з 4меркаптохіноліном у присутності гідроксиду натрію при температурі 76-78°С. Суміш охолоджують, осад, що утворився фільтрують, сушать. Спільною суттєвою ознакою прототипу та винаходу, що заявляється є те, що сполуки за прототипом та винаходом відносяться до 2-(хінолін-4іл)цистеамінів. Проте прототип, а саме N,Nдиметил-2-(хінолін-4'-іл)цистеамін, по перше не має метильної групи у другому положенні молекули хіноліну, та має два метили у залишку цистеаміну (у винаході у залишку цистеаміну знаходиться гетероцикл - хінолін), а по друге - як вихідний реагент використовується 4-меркаптохінолін, що потребує при проведенні синтезу додаткової стадії на його отримання з 4-хлорохіноліну або 4гідроксихіноліну. За результатами комп'ютерного прогнозу біологічної активності (на основі on-line версії програмі PASS), прототип - N,N-диметил-2-(хінолін-4'іл)цистеамін значно поступається сполукам, що заявляються. Для даної сполуки не прогнозуються наявність протизапальної, нейропротекторної, протиішемічної, протиалергічної, ноотропної дії, що властиві для спектрів біологічної активності 93850 4 сполук винаходу. Біологічні ж ефекти, що співпадають з заявленими сполуками мають значно нижчу вірогідність прояву. Зокрема, вірогідність прояву прототипом анальгетичної активності має значення 0,358, вірогідність прояву даної активності сполуками винаходу лежать у межах 0,5660,766; вірогідність прояву прототипом протипухлинної активності має значення - 0,333, вірогідність прояву даної активності сполуками винаходу лежить у межах 0,441-0,559. Виходячи із зазначеного, в основу винаходу поставлено задачу створення нових N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеамінів, які в подальшому можуть бути використанні як вихідні реагенти для синтезу раніше не відомих біологічно активних сполук, у якості потенційні лікарських засобів направленої дії, регуляторів росту рослин тощо. У відповідності з цим у винаході пропонуються нові сполуки N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеаміни формули (І) та їх солі Me N S NH Me N R R , (І) в якій R позначає водень, галоген, алкіл (С1-С6), алоксигрупу, сіллю є гідрохлорид, дигідрохлорид, гідробромід, дигідробромід, сульфат, фосфат, нітрат, динітрат. Винахід ілюструється загальними схемами та загальними способами одержання сполук, що заявляються. Сполуки, що заявляються одержують шляхом розчинення 4-хлоропохідних хіноліну в діоксані з одночасним додаванням солянокислого цистеаміну і витримуванні суміші при температурі кипіння діоксану в кислому середовищі. Це дозволяє отримати дигідрохлориди N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеаміну, а при їх нейтралізації отримати відповідні основи - N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеаміни з високим виходом продукту реакції та високою ступеню чистоти. Якщо вихідний солянокислий цистеамін замінити іншими його солями, то і кінцева сполука буде отримана у вигляді такої ж солі. Також солі одержують додаванням до основ (N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеамінів) еквівалентних кількостей відповідних кислот (НСl, HBr, H2SO4, H3PO4, HNO3). Загальний спосіб одержання N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеамінів (схема 1). 5 93850 6 Схема 1 Me Cl NH S HS R +N HCl NH3+Cl+ N H Cl Me Me - розчиняють в діоксані 4-хлоропохідне хіноліну (розчин 1); - додають в еквівалентній кількості розчинений в діоксані солянокислий цистеамін (розчин 2), додаючи розчин 1 до розчину 2, одержують реакційну суміш; - кип'ятять реакційну суміші протягом 45-90 хв. на водяному нагрівнику до появи осаду дигідрохлориду N,S-бic(2-метилхінолін-4-іл)цистеаміну; - відфільтровують осад та промивають ацетоном; дигідрохлорид N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеаміну, розчинений у воді, нейтралізують 5%-м водним розчином гідрокарбонату натрію; - відфільтровують осад, сушать; - кристалізують з метанолу. Приклад одержання N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеаміну: - розчиняють в 15 мл діоксану 1,78 г (0,01 мол) 4-хлор-2-метилхіноліну (розчин 1); - додають розчинений в 5 мл діоксану 1,13 г (0,01 мол) солянокислий цистеамін (розчин 2), додаючи розчин 1 до розчину 2 одержують реакційну суміш; - реакційну суміш кип'ятять протягом 45 хв. на водяному нагрівнику до появи осаду дигідрохлориду N,S-6ic(2-метилхінолін-4-іл)цистеаміну; - осад відфільтровують та промивають його ацетоном; NH S OH R N Me N R R N Me R - дигідрохлорид N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл) цистеаміну, розчинений у воді, нейтралізують 5%-м водним розчином гідрокарбонату натрію; - осад відфільтровують, сушать; - кристалізують з метанолу. Вихід N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеаміну 3,02 г (84%). Знайдено: С, 73.15; Н, 5.59; N, 11.39; S, 8.78. Розраховано: С, 73.50; Н, 5.89; N, 11.66: S, 8.92. Індивідуальність сполук контролювали і підтвердили методом тонкошарової хроматографії на пластинках Sorbfil (ЗАО "Сорбполімер", UV-254) у системі розчинників: оцтова кислота-вода (1:1). Проявлення хроматограм здійснено за допомогою УФ-променів. Хімічну структуру N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеамінів доведено за допомогою хроматомас-спектрометрії та спектроскопії протонного магнітного резонансу (ПМР). Синтезовані сполуки представляють собою безбарвні кристалічні речовини. Основи розчинні в нижчих спиртах, диметилформаміді, не розчинні у воді, солі не розчинні в ацетоні, хлороформі, розчинні в нижчих спиртах, воді. Хромато-мас-спектрометричним аналізом підтверджено структури N,S-біc(2-метилхінолін-4іл)цистеаміну, N,S-біс(6-метокси-2-метилхінолін-4іл)цистеаміну та N,S-біс(6-фтор-2-метилхінолін-4іл)цистеаміну (табл.1). Хромато-мас-спектри знято на приладі "AGILENT 1100". Таблиця 1 Хромато-мас-спектр N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеамінів № Досліджувана сполука 1 2 N,S-бic(2-метилхінолін-4іл)цистеамін N,S-бic(6-мeтокси-2-метилхінолін4-іл)цистеамін N,S-біс(6-фтор-2-метилхінолін-4іл)цистеаміни 1 2 3 Молекулярна маса (г/моль) 3 Пік квазимолекулярного іону [М+Н]+ Чистота сполуки, % (г/моль) 4 5 359,49 360,0 100 419,54 420,2 97,84 395,47 396,0 99,13 Пік квазимолекулярного іону [М+Н]+ відповідає молекулярній масі відповідних сполук. Спектри ПМР знято на приладі "Bruker AC 300" (300 МГц) у розчині, ДМСО-d6+ССl4 (1:1), внутрішній стандарт - ТМС. У ПМР-спектрах N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеамінів спостерігається складний мультиплет прогонів ароматичних ядер з =6,7-8,8 м.д. Для кожної молекули характерний сигнал протонів залишку цистеаміну. Синглет протонів метилентіогрупи в положенні 4 хінолінового циклу для N,S-6ic(2-метилхінолін-4-іл)цистеамінів проявляється триплетом при =3,8 м.д., а для NCН2 триплетом при =3,2. 7 93850 8 Таблиця 2 ПМР-спектри N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеамінів Hаром. H 2 Хімічний зсув, , м. д. SCH2, т., 2Н, 3 7,5-8,4 (м., 10Н) 3,2 Дигідрохлорид N,S-бic(6-мeтокси-2метилхінолін-4-іл)цистеаміну 6,7-7,8 (м., 8Н) 3,4 Дигідрохлорид N,S-біс(6-фтор-2метилхінолін-4-іл)цистеаміну 7,8-8,8 (м., 8Н) 3,2 N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеамін 7,6-8,4 (м., 10Н) 3,85 N,S-бic(6-мeтокси-2-метилхінолін-4іл)цистеамін 7,3-8,0 (м., 8Н) 3,7 N,S-біс(6-фтор-2-метилхінолін-4іл)цистеамін 7,8-8,8 (м., 8Н) 3,2 Досліджувана сполука 1 Дигідрохлорид N,S-бic(2-метилхінолін-4іл)цистеаміну Дигідрохлорид N,S-біс(2-метилхінолін-4іл)цистеаміну. Вихід: 88 %; Т пл. 258°С; Rf=0,47; Емпірична формула C22H23Cl2N3S; Вирахувано: С, 61.11; Н, 5.36; Сl, 16.40; N, 9.72; S, 7.42; Знайдено: С, 61.09; Н, 5.31; Cl, 16.37; N, 9.76; S, 7.44. Дигідрохлорид N,S-біс(6-метокси-2-метилхінолін-4-іл)цистеаміну. Вихід: 90%; Т пл. 270°С; Rf=0,45; Емпірична формула C24H27Cl2N3O2S; Вирахувано: С, 58.53; Н, 5.53; Сl, 14.40: N, 8.53; О, 6.50; S, 6.51; Знайдено: С, 58.49; Н, 5.51; Сl, 14.35; N, 8.48; О, 6.56; S, 6.54. Дигідрохлорид N,S-біс(6-фтор-2-метилхінолін4-іл)цистеаміну. Вихід: 93%; Т пл. 229°С; Rf=0,40; Емпірична формула C22H21Cl2F2N3S; Вирахувано: C, 56.41; H, 4.52; Сl, 15.14; F, 8.11; N, 8.97; S, 6.85; Знайдено: С, 56.45; Н, 4.57; Cl, 15.19; F, 8.17; N, 8.91; S, 6.86. N,S-біс(2-метилхінолін-4-іл)цистеамін. Вихід: 84%; Т пл. 146°С; Rf=0,80; Емпірична формула C22H21N3S; Вирахувано: С, 73.50; Н, 5.89; N, 11.69; S, 8.92; Знайдено: С, 73.15; Н, 5.59; N, 11.39; S, 8.78. Інші групи 4 3,4(3Н,СН3) 6,7; 9,4(1H,NH) 2,5(3Н,СН3) 3,4; 4,0(3Н, ОСН3) 9,4(1Н, NH) 2,6(3Н, СН3) 4,7(1H, NH) 3,4(3Н, СН3) 6,7; 9,4(1Н, NH) 2,5(3Н, СН3) 3,4; 4,0(3Н, ОСН3) 9,4(1H, NH,) 2,6(3Н, СН3) 4,7(1H, NH) N,S-біс(6-метокси-2-метилхінолін-4-іл)цистеамін. Вихід: 88%; Т пл. 155°С; Rf=0,50; Емпірична формула C24H25N3O2S; Вирахувано: С, 68.71; H, 6.01; N, 10.02; О, 7.63; S, 7.64; Знайдено: С, 68.74; Н, 6.08; N, 10.07; О, 7.68; S, 7.69. N,S-біс(6-фтор-2-метилхінолін-4-іл)цистеамін. Вихід: 89%; Т пл. 141°С; Rf=0,43; Емпірична формула C22H19F2N3S; Вирахувано: С, 66.82; Н, 4.84; F, 9.61; N, 10.63; S, 8.11; Знайдено: С, 66.81; Н, 4.84; F, 9.65; N, 10.68; S, 8.13. Попередньо оцінку загального біологічного потенціалу сполук винаходу проведено на основі комп'ютерної програми PASS (Prediction Activitity Spectra for Substances). Для заявлених сполук визначено найбільш ймовірні фармакологічні ефекти для їх подальшого вивчення (табл. 3). В системі PASS біологічна активність описується якісним чином (наявність/відсутність). Результати прогнозу видаються у вигляді списку назв імовірних видів активності з розрахунковими оцінками ймовірностей наявності (Ра) і відсутності кожної активності (Рі), що мають значення від 0 до 1. Оскільки ці імовірності розраховуються незалежно, їхня сума не дорівнює одиниці. 9 93850 10 Таблиця 3 Прогноз біологічної активності заявлених похідних N,S-бic(2-метилхінолін-4-іл)цистеаміну Сполуки, для яких проводився прогноз R S HN R N Me N R' Me R=H, F, Сl, Вr, ОСН3, ОС2Н5; R=0,2НCl Вид біологічної дії Анальгетична Противиразкова Протизапальна Противірусна Протипухлинна Нейропротекторна Протиішемічна Протиалергічна Імуносупресорна Протимікробна Ноотропна Кардіотонічна Таким чином, заявлено нові N,S-біс(2метилхінолін-4-іл)цистеаміни та їх солі, які можуть бути одержані в умовах вітчизняних промислових хіміко-фармацевтичних підприємств з використанням стандартного обладнання та доступних вихідних реагентів. Запропонований спосіб отримання N,S-6ic(2-метилхінолін-4-іл)цистеамінів та їх солей дозволяє проводити синтез з високим виходом Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Межі вірогідної Межі вірогідної наявності дії (Ра) відсутності дії (Рі) 0,766-0,566 0,105-0,045 0,691-0,624 0,007-0,004 0,664-0,355 0,105-0,004 0,648-0,381 0,125-0,037 0,559-0,441 0,115-0,058 0,516-0,334 0,178-0,047 0,516-0,334 0,178-0,071 0,485-0,377 0,097-0,036 0,455-0,411 0,077-0,070 0,435-0,377 0,095-0,040 0,385-0,317 0,129-0,058 0,333-0,301 0,105-0,079 продукту реакції (до 90%) та з високим ступенем чистоти (до 100%). Заявлені сполуки є потенційними біологічно активними речовинами, що можуть використовуватися як лікарські засоби направленої фармакологічної дії (протипухлинної, аналгетичної, протизапальної, противірусної, протимікробної), регулятори росту рослин та ін. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601