Диссертация (1150126), страница 11
Текст из файла (страница 11)
E-97), обнаруженная в 2012 году в нашейлаборатории.Этопревращение,протекающеепрактическиколичественно,реализуется либо под действием ZnCl2-H2O, либо на силикагеле, и даже просто придлительном хранении в морозильной камере после хроматографической очисткипрепарата. Поскольку эта перегруппировка имеет важное значение как всинтетическом плане, так и для отработки оптимальных приемов и техники работыс азадиенами такого строения, мы предприняли исследование реакционнойспособности ряда 4-бром-1-ацил-замещенных азабутадиенов в кислой среде,78предполагая, что «блокировка» атомом брома положения 4-азадиена должна либоостановить упомянутый процесс изомеризации на промежуточной стадии, либопоменятьнаправлениереакции.Ещеотрабатываяметодикусинтезагалогенированных азадиенов, мы обратили внимание на азадиен 4d (схема 31),которыйбылкрайненестабиленнасиликагеле,инеподдавалсяхроматографической очистке, и по этой причине в реакциях использовался внеочищенном виде.
Было обнаружено, что, будучи нанесенным на пластинку дляТСХ, он в течение 15 минут полностью превращался в вещество с меньшимзначением Rf (гексанEtOAc). Для его выделения в неочищенную реакционнуюсмесь, полученную из азирина 1а и диазосоединения 3b по стандартной методике,был добавлен силикагель, растворитель удален в вакууме, а остаток выдерживалсяна воздухе в течение суток. В результате из образовавшейся смеси методомколоночной хроматографии был выделен пирролинон 37a с выходом 75%.
Выходсоединения 37a в расчете на азадиен 4d по спектру 1Н ЯМР составил 94%.Структура конечного продукта 37a дает основания утверждать, что результатпревращения некоторых азадиенов на силикагеле может совершенно не зависеть оттого,какойатом находитсяприС4, HилиBr. Приэтом еслидлянегалогенированных азадиенов процесс представляет собой изомеризацию, то длябромированных аналогов – это восстановительная перегруппировка.Схема 31Также гладко, хотя и существенно медленнее, проходит перегруппировкаболее стабильного азадиена 4s, полученного из диазоацетилацетона, на которуюпотребовалось около двух недель экспонирования на силикагеле (схема 32).79Схема 32Не так однозначно проходит H+-H2O-катализируемое превращение азадиена 4а(схема 33). Выдерживание его на силикагеле в течение двух недель привело кобразованию трех продуктов: пирролина 38а, пирролинона 37c и дигидроазета 5а.Основным из них оказался пирролин 38а, а ожидаемый пирролинон 37априсутствовал в виде примеси.
Дигидроазет 5а, продукт 1,4-циклизации исходногоазадиена, образовался в еще меньшем количестве. По-видимому, при увеличениипродолжительности реакции образования дигидроазета можно было бы избежатьсовсем, в силу обратимости азадиен-дигидроазетовой изомеризации. В случаехлорсодержащегоаналога,азадиена4b,наблюдалосьобразованиетолькопирролина 38b в виде смеси диастереомеров.Схема 33По имеющемуся в настоящий момент представлению о механизме азадиенпирролиноновой изомеризации, пирролинон 37 (схема 34) должен получаться изпирролина 38, но с существенно меньшей скоростью, чем в аналогичной реакциинегалогенированного аналога.
Вероятней всего, ключевым интермедиатом в этомпревращении, так же как и в аналогичной реакции негалогенированного азадиенаE-97 (литобзор, стр. 27), является 2Н-пиррол 39.80Схема 34Таким образом, в кислой среде в присутствии воды электронодефицитные 4бромазадиены, содержащие в положении 1 ацетильную или замещеннуюацетильную группу, могут претерпевать восстановительную перегруппировку впирролин-2-оны.3.7. Нуклеофил-инициируемые циклизации 1-ацил-4-галоген-2азабутадиеновЭта часть работы является логическим продолжением исследований,описанных в предыдущем разделе по кислотно-катализируемым превращениям 1ацил-4-галоген-2-азабутадиенов в присутствии воды.
Последняя, как следует изпредполагаемого механизма, играя роль катализатора, выступает в качественуклеофила, атакуя азадиен по положению 1. Мы предположили, что подобнаянуклеофил-инициируемая реакция, будучи реализована для более сильныхнуклеофилов, чем вода (схема 35), может привести к образованию аддуктов 1,5циклизации, галогенгидринов 40,41, включающих фрагмент нуклеофильногоинициатора.
Более того, при транс-расположении галогена и соседнего гидроксилав галогенгидрине 40,41 возможно образование оксирана 42.81Схема 35Эта работа была начата с исследования реакции енолизующегося 1-ацетил-4бром-2-азабутадиена 4a с пиперидином (схема 36). Выдерживание раствораазадиена 4a с пиперидином, взятом в эквивалентном избытке, в безводномдихлорметане привело к образованию двух основных продуктов, один из которыхмедленно превращался во второй в течение суток. Конечному продукту,выделенному методом колоночной хроматографии с выходом 38%, на основанииданных ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии была приписана структураоксирана 42а. Очевидно, что промежуточным продуктом в этой реакции являетсябромгидрин40a.Общаясхемапревращения(схема36)подразумеваетнуклеофильную атаку пиперидина по атому С1 азадиена с образованиеминтермедиата 43, который может существовать в виде равновесия трех форм:цвиттер-ионной, иминной и енаминной.
Наиболее активной формой для 1,5циклизации, вероятней всего, является цвиттер-ионная, которая и дает бромгидрин40a. В последнем, при транс-расположении брома и соседнего гидроксила, поддействием пиперидина как основания происходит циклизация в оксиран 42а. Тотфакт, что весь бромгидрин 40а в итоге перешел в оксиран 42а, говорит либо овысокой стереселективности 1,5-циклизации, в которой образуется только(3RS,4RS)-изомер, либо об обратимости стадии циклизации, позволяющей другие,неактивные в циклизации, стереоизомеры постепенно перевести в активный(3RS,4RS)-изомер.82Схема 36Заметим, что при отсутствии второго акцепторного заместителя при С1 вазадиене (например, азадиен 4za), реакция с пиперидином идет нацело поацетильной группе давая производные оксазолина (см. раздел 3.5., стр. 74).Частично эта реакция реализуется и в этом случае.
Действительно, взаимодействиеазадиена 4а с пиперидином сопровождалось образованием некоторых количествпобочных продуктов, фиксируемых методом ТСХ, в том числе, диастереомеров24b, которые в условиях реакции постепенно разлагались. Очевидно, этим иобъясняется невысокий выход оксирана 42а.При переходе от бромазадиена 4а к хлоразадиену 4b стадия циклизации воксиран сильно замедляется, и появляется возможность остановить реакцию настадии галогенгидрина, используя один эквивалент амина. Так, хлоргидрин 41aбыл выделен в аналитически чистом виде методом колоночной хроматографии свыходом 36%, а конечный оксиран был получен из азадиена 4b с использованиемизбытка пиперидина с выходом 40%.Неенолизующиеся 1-бензоил-4-бромзамещенные азадиены 4ej реагируют свторичными аминами более гладко, чем их ацетильные аналоги, давая высокиевыходы оксиранов (таблица 10).
Реакции с избытком пиперидина и другимивторичными аминами идут диастереoселективно с образованием только одногостереоизомера. Относительная конфигурация стереоцентров в продуктах этихреакций подтверждена данными рентгеноструктурного анализа, выполненного дляоксирана 42b (рисунок 9). Также стереоселективно и с высоким выходом идет83реакция азадиена 4g с таким S-нуклеофилом как 2-(N,N-диметиламино)этантиолом,давая оксиран 42j (таблица 10, опыт 11).
К сожалению, все попытки провестианалогичную реакцию с тиофенолом не увенчались успехом: использование разныхоснований для генерирования тиофенолят-аниона (NaH, Et3N, DBU) неизменноприводило к трудно идентифицируемой смеси продуктов. Возможно, эта неудачасвязана с неблагоприятным положением равновесия обратимого присоединениятиофенолят-аниона к азадиеновой системе.Имидазол реагирует с азадиеном 4g нестереоселективно, давая смесьизомеров 7:1 (опыт 8).
Стоит отметить, что некоторые из перечисленных реакцийпроходят настолько гладко, что не требуют хроматографической очистки конечногопродукта, а именно, оксиранов 42f,g,j.Из 4-хлоразадиена 4h были синтезированы хлоргидрины 41c,i с высокимивыходами (опыты 3, 9). Строение соединений 41a,c,i подтверждено даннымиспектроскопии ЯМР и методом HRMS, а для хлоргидрина 41a получены данныерентгеноструктурного анализа (рисунок 9), полностью подтвердившие егостроение. Циклизация хлоргидрина 41i в оксиран 42i в присутствии азотистогооснования протекает количественно.41a42bРис. 9. Структуры соединений 41a и 42b по данным РСА84Таблица 10.
Реакции азадиенов 4ej с нуклеофиламиОпыт1Исходное соединениеNuHПродуктВыход, %884eпиперидин2954fпиперидин3824hпиперидин4624iпиперидин5604jпиперидин64g8774g8784g81имидазол9dr 7:1894hPhCH2NHMe101199 (из 41i)4g8385Примечательно,чтореакцияазадиена4gcпервичнымамином,фенэтиламином, в дихлорметане привела к образованию аминаля 43k (89%),продукта присоедиения амина к связи C=N азадиена (схема 37). Если заменитьрастворитель в полученной реакционной смеси на безводный ацетонитрил инагревать ее с добавкой прокаленного K2CO3, то образуется оксиран 42k.
Он былвыделен в виде смеси двух диастереомеров в соотношении 5:1 с выходом 63% врасчете на азадиен 4g. Устойчивость продуктов присоединения первичных аминовк азадиенам типа 4e−j, вероятно, связана с их стабилизацией внутримолекулярнойводородной связью.Схема 37Взаключениеобсуждениянуклеофил-инициируемыхциклизаций4-галогеназадиенов следует отметить, что при использовании дорогостоящих аминовнет необходимости использовать его избыток. На примере синтеза оксирана 42iбыло показано, использование эквимолярного количества амина в присутствииэквивалентного количества DBU дает такой же результат, что и с избытком амина.Необходимо отметить, что описанный выше метод получения оксиранов 42,производных 6-окса-3-азабицикло[3.1.0]гекс-3-ена, имеет ограничение, и применимтолько к 1-ацилзамещенным азадиенам 4.
Так, 4-бромазадиен 4k, содержащий двегруппы CO2Me при С1, реагирует с фенэтиламином и пиперидином с образованиемсоответствующих аминалей, 43l и 43m (схема 38). Первый из них стабилен, апиперидиновый аминаль 43m при стоянии реакционной смеси в течение двухнедель полностью переходит в пирролинон 44, выделенный с выходом 65% врасчете на азадиен. Механизм превращения 43m в пирролин-3-он 44, по-видимому,сходен с кислотно-катализируемым превращением 1-ацилзамещенных азадиенов 4в пирролин-2-оны 37, с той разницей, что не сопровождается перегруппировкой.86Схема 38Таким образом, N- и S-нуклеофилы инициируют 1,5-циклизацию 1-ацил-4галоген-2-азабутадиенов4,позволяющуюполучатьфункционализированныепроизводные 1-пирролина и 6-окса-3-азабицикло[3.1.0]гекс-3-ена с высокимивыходами. Возможность синтеза второго типа продуктов обеспечиваетсяисключительно наличием атома галогена в исходном 2-азадиене.3.8.
Исследование 2,3-дигидроазетов на противоопухолевую активностьВ этой части работы представлены результаты исследования биологическойактивностиряданегалогенированныхигалогенированныхдигидроазетов,синтезированных автором. Биологические испытания и обработка данных былавыполнена в группе профессора Н. В. Гончарова2 без участия автора. Поэтому этирезультаты следует рассматривать исключительно как иллюстрацию прикладнойзначимостиновогоклассасоединений,производных2,3-дигидроазет-2,2,3-трикарбоновой кислоты, и перспективности дальнейшего поиска эффективныхлекарственных средств в этом ряду соединений.Серьезным недостатком многих противораковых химиотерапевтическихпрепаратов является их неспособность избирательно стимулировать апоптоз2Автор выражает благодарность Н. В.
Гончарову, И. В. Кудрявцеву, М. А. Терпиловскому, М. К.Серебряковой и А. С. Трулеву за проведение биоиспытаний синтезированных им препаратов и трактовкуполученных результатов.87опухолевыхклеток.выживаемостьМногиеблагодаряразновидностиантиапоптознымракаимеютфакторам,повышеннуюобусловливающимлекарственную резистентность. Одна из стратегий, направленная на преодолениеэтой резистентности, сводится в разработке пролекарств, стимулирующих некрозклеток. В основе альтернативной стратегии лежит идея, заключающаяся в том, чтогибель раковых клеток должна быть результатом полноценной реализациипрограммы апоптоза, что позволило бы снизить побочные эффекты и обеспечитьмаксимальную защиту здоровых тканей.Цельпредставленныхнижерезультатовбиологическихиспытанийсинтезированных препаратов выявить те из них, которые удовлетворяли бытребованиям к активному веществу в рамках второй из упомянутых стратегий. Наклеточной линии моноцитарной лейкемии человека THP-1 проводилась оценкаспособности стимулировать апоптоз и/или некроз соединений 5k,p,u,22b,c,d,i,l,n,o,наряду с оценкой их общей цитотоксичности.Культивацию клеток линии THP-1 осуществляли в питательной среде RPMI1640.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
