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

Реферат: Спосіб отримання сполуки з потенційними фізіологічними властивостями 1,1-діетилкарбокси-2трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен, яка отримана реакцією нуклеофільного заміщення між 5-нітроурацилом, що виконує роль нуклеофільного реагенту, та 1,1-діетилкарбокси-2-хлор2-трифторметилетиленом, в молекулі якого атом хлору активовано двома діетилкарбоксигрупами, в системі безводних розчинників (піридиндиметилформамід) в присутності триетиламіну безводного як галогенвіднімаючого агента. UA 108906 U про видачу патенту: UA 108906 U UA 108906 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до хімії гетероциклічних сполук, а саме до 1,1-діетилкарбокси-2трифторметил-2-(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=О у складі ефірних фрагментів, етиленового 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 ван-дер-ваальсові радіуси водню та фтору близькі, можна очікувати, що 5фторурацил (або його похідне) буде виконувати роль субстрату та/або інгібітора 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-краун6-ефіром в лужному середовищі, яка має протипухлинну активність на моделях експериментального пухлинного зросту різного гістогенезу: Лімфосаркомі Пліса, Карциномі Герена, Саркомі 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-2-трифторметилетиленом. 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 нітро-групу, тому здатна виконувати роль фтор(галоген)вмісних синтонів в органічному синтезі з метою створення оригінальних складних за будовою біологічно активних молекул. Суть корисної моделі. В основу корисної моделі поставлено розробку способу отримання сполуки 1,1діетилкарбокси-2-трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1'-)-етилен з потенційними фізіологічними властивостями, яка отримана реакцією нуклеофільного заміщення між 5-нітроурацилом, що виконує роль нуклеофільного реагенту, та 1,1-діетилкарбокси-2-хлор-2-трифторметилетиленом, в молекулі якого атом хлору активовано двома діетилкарбокси-групами, в системі безводних розчинників (піридин-диметилформамід) в присутності тріетиламіну безводного як галоген віднімаючого агента. 1,1-діетилкарбокси-2-хлор-2-трифторметилетилен синтезовано реакцією анулювання 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 1): 60 1 UA 108906 U Схема 1. 5 10 15 20 25 30 В ІЧ-спектрі синтезованої сполуки спостерігаються смуги поглинання, які характерні для -1 групи -CF3 в області 400, 415, 470, 560, 905, 995, 1180, 1230, 1295 см . для груп -ОСН3 та -1 ОС2Н5 в області 1050-1150 см . Частоти подвійних зв'язків С=С знаходяться в області -1 -1 -1 1315,1600 см , -С=О в області 1710, 1750 см , NО2 в області 1370 см . Положення смуг γС-С -1 -1 гетероциклу спостерігається в області 1300-1600 см , γС-Н в області 3010-3080 см , а також -1 сигнали в характерній області δСН при 600-800 см . В ПМР-спектрі синтезованої сполуки (Фіг.) спостерігаються сигнали: у вигляді мультиплету при 1,005-1,355 м.д., який відповідає шести протонам двох груп -СН3 складноефірних фрагментів молекули, мультиплету при 3,737-4,315 м.д. чотирьох протонів в фрагментах -ОСН2 складноефірних груп молекули, триплету при 7,78 м.д. протону групи -С(6)Н, синглету при 11,69 м.д. протону групи –Ν(3)Η. 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 безводною, 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 2 UA 108906 U 5 10 15 20 25 30 35 простою перегонкою розчинник. Залишок - масло, яке очищують перегонкою у вакуумі (продукт 25 В). Практичний вихід 6,31 г (80 %). Т. кип. 56-59 °C (25 мм рт. ст.), n D 1,3010. Приготування розчину № 3 (ІІІ 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) тріетиламіну безводного додають по краплям 3,8 г (0,014 моль) продукту B y 10 мл диметилформаміду безводного при перемішуванні реакційної суміші та нагріванні до 60-70 °C. Кип'ятять суміш протягом 10 годин (реакційна суміш темне-червоного забарвлення), фільтрують гарячий розчин та відділяють осад N(C2H5)3 х НСl, 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 °C. Індивідуальність синтезованої сполуки контролювали методом тонкошарової хроматографії, склад підтверджували даними елементного аналізу. Спектр ПМР синтезованої сполуки записували на приладах "Bruker WP-200" (виробник "Bruker", Switzerland), "Varian Т-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). TШX виконували на пластинах Silufol-254. ГРХ визначали на газорідинному хроматографі "Perkin Еlmer'з УФ-детектором (виробник "Perkin", Germany). Хроматограму, ІЧ-, ПМР-спектри кінцевого продукту ідентифікували у порівнянні з хроматограмами, ІЧ-, ПМР- спектрами вихідних сполук. Синтезована сполука - мілкокристалічний осад блідо-жовтого забарвлення. Дані елементного аналізу на С, Η, Ν синтезованої сполуки відповідають обчисленим значенням. В ІЧ-спектрі синтезованої сполуки ідентифіковано смуги поглинання, які характерні для -1 групи -CF3 в області 400, 415, 470, 560, 905, 995, 1180, 1230, 1295 см , для груп -ОСН3 та -1 OC2H5 в області 1050-1150 см . Частоти подвійних зв'язків С=С знаходяться в області 1315, -1 -1 -1 1600 см , -С=О в області 1710, 1750 см , NO2 в області 1370 см Положення смуг γС-С -1 -1 гетероциклу спостерігається в області 1300-1600 см γС-Н в області 3010-3080 см , а також -1 сигнали в характерній області δСН при 600-800 см . 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 складноефіриих 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)H у вигляді син глету при 11,69 м.д. Фізико-хімічні характеристики та дані елементного аналізу синтезованої сполуки наведено в таблиці 1. 40 Таблиця 1 Фізико-хімічні характеристики та дані елементного аналізу сполуки Знайдено, у % С 41,0 Η 3,35 Ν 11,09 Обчислено, y % Брутто-формула C13H12O8N3F3 ІЧ-спектр (KBr), -1 см γ C-Hal, Alk, Heterocycl., C=O, С Η Ν C=C 400, 415, 470, 560 (CF3), 600-800 (Heterocycl.), 905, 995, 1180, 1230, 1295 (CF3), 10501150 (OCH3). 39,51 3,05 10,63 (OC2H5). 13001600 (Heterocycl.), 1315, 1600 (C=C), 1710, 1750 (C=O), 1370 (NO2), 30103080 (Heterocycl.). 3 Спектр ПМР (ЛМСО-D6 TMC), , м.д. (J, Гц) 1,005-1,355 (6Н, 3 м., J H.H 7,0 Гц, 2СН3), 3,7373 4,315 (4Н. м., J H.H 7,0 Гц, 2ОСН2), 2 7,78 (1Н, т., J H, H 10,0 Гц, С(6)Н (Heterocycl.)), 11,69 (1H, c., N(3)H (Heterocycl.)). UA 108906 U 5 10 15 Задачею корисної моделі є розробка способу отримання нової оригінальної сполуки 1,1діетилкарбокси-2-трифторметил-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. Джерела інформації: 1. Ягупольский Л.М. // Ароматические и гетероциклические соединения с фторсодержащими заместителями. - К.: 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. 1694-1608. 5. Вельчинська О.В. Спосіб отримання речовини з протипухлинною активністю 1,1’-(2"-бром2"-хлоретеніл)-біс-(5-фторурацил). Деклараційний патент на корисну модель. 6893. C07D 239/553, С07С 21/18, 21/185, A61Κ 33/16. Дата прийняття рішення 16.05.2005. Бюл.№ 5. С. 6893. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб отримання сполуки з потенційними фізіологічними властивостями 1,1-діетилкарбокси-2трифторметил-2-(5'-нітроуридил-1’-)-етилен, яка отримана реакцією нуклеофільного заміщення між 5-нітроурацилом, що виконує роль нуклеофільного реагенту, та 1,1-діетилкарбокси-2-хлор2-трифторметилетиленом, в молекулі якого атом хлору активовано двома діетилкарбоксигрупами, в системі безводних розчинників (піридиндиметилформамід) в присутності триетиламіну безводного як галогенвіднімаючого агента. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4