1-амино-8,9- дигидро-5- морфолино-7,7,8- триметил-2- этоксикарбонил-6н-тиено [2,3-c] [2,7] нафтиридин или его дигидрохлорид, обладающие мутагенной активностью

 

Изобретение касается гетероциклических вещесств, в частности 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8- триметил-2-этоксикарбонил- 6Н-тиено[2,3-c] [2,7] нафтиридина или его дигидрохлорида, обладающих мутагенной активностью, что может быть использовано в селекции мутантных штаммов микроорганизмов процентов для микробиологического производства. Цель создание новых активных веществ указанного класса. Синтез ведут реакцией 5,6-дигидро-3-меркапто-1-морфолино-6,6,7-триметил-4-циан-8Н-[2,7] нафтиридина с этилхлорацетатом с последующей циклизацией с помощью этилата натрия и при необходимости переводом в дигидрохлорид. Выход 71,25% т.пл. 230-231°С, брутто-ф-ла C₂₀N₂₈N₄O₃S. Новые соединения проявляют более выраженную активность при меньшей токсичности, чем этиленимин. Кроме того, подвергаясь метаболическому превращению на штамме сальмонелл ТА 1950, дигидрохлорид становится более активным, индуцируя мутации в 117 раз больше этиленимина. 4 табл.

Изобретение относится к органической химии, а именно к новой конденсированной гетероциклической системе, представленной 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триметил-2-этоксикарбонил-6Н- тиено[2,3-c][2,7]нафтиридином формулы или его дигидрохлоридом, обладающим мутагенной активностью. Обнаруженная активность предполагает возможность применения этих соединений в селекционной практике для создания новых полезных форм растений и в получении новых мутантных штаммов микроорганизмов продуцентов для микробиологической промышленности. Известен 3-амино-2-карбэтокси-5,5-диметил-8-(N-морфолино)-4,5-дигидро-7Н-пирано [4,3-d] тиено[2,3-b] пиридин, обладающий антимутагенной активностью. Аналогом по биологическому действию служит широко применяемый химический мутаген этиленимин (ЭИ). Цель изобретения выявление в новом классе тиено[2,3-c][2,7]нафтиридина соединений, обладающих мутагенной активностью. Предлагаются новые 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триметил-2-эток- сикарбонил-6Н- тиено-[2,3-c][2,7]нафтиридин и его дигидрохлорид, которые получают взаимодействием 5,6-дигидро-3-меркапто-1-морфолино-6,6,7-триметил-4-циан-8Н-[2,7] нафтиридина с этиловым эфиром хлоруксусной кислоты, циклизацией полученного 5,6-дигидро-3-меркаптоэтоксикарбонилме- тилен-1-морфолино-6,6,7-триметил- 4-циан-8Н-[2,7]нафтиридина этилатом натрия в 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-три- метил-2-этоксикарбонил-6Н-тиено- [2,3-c][2,7]нафтиридин с последующим переводом его в дигидрохлорид. Строение синтезированных соединений доказано элементным анализом, ИК-, ПМР-спектроскопией, чистота проверена тонкослойной хроматографией на пластинках Silufol UV-254, проявитель пары йода. 1-Амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7, 8-триметил-2-этоксикарбонил-6Н- тиено[2,3-c][2,7]нафтиридин (соединение I) представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха, растворимое в хлороформе, плохо растворимое в этаноле, нерастворимое в воде. Дигидрохлорид 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триметил-2-этоксикарбо- нил-6Н- тиено[2,3-c] [2,7]нафтиридина (соединение II) представляет собой желтое кристаллическое вещество без запаха, растворимое в воде, нерастворимое в эфире, хлороформе. П р и м е р 1. 5,6-Дигидро-3-меркаптоэтоксикарбонилметилен-1-морфолино-6,6,7- триметил- 4-циан-8Н-[2,7]нафтиридин. К раствору, приготовленному из 0,23 г (0,01 моль) натрия и 20 мл абсолютного этанола, добавляют 3,2 г (0,01 моль) 5,6-дигидро-3-меркапто-1-морфолино-6,6,7-триметил- -4-циан-8Н-[2,7]нафтиридина. Смесь перемешивают 10-15 мин до образования прозрачного раствора и прибавляют по каплям 1,25 г (0,01 моль) этилового эфира хлоруксусной кислоты. Реакционную смесь нагревают при 55-56^оС в течение 2 ч, после охлаждения прибавляют к смеси 50 мл воды, выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают водой и сушат. Выход 3,0 г (75%), т.пл. 120-121^оС (этанол), R_f 0,67 (этанол-эфир, 1:1). Найдено, C 59,21; H 6,74; N 14,01; S 7,83. C₂₀H₂₈N₄O₃S Вычислено, C 59,38; H 6,97; N 13,95; S 7,92. ИК-спектр, ν, см^-1: 1570 (C C_ap); 1740 (CO); 2230 (CN). ПМР-спектр (CDCl₃), δ, м.д. 4,10 (2H, к, J 7 Гц, СН₂СН₃); 3,85 (2Н, с, СН₂СО); 3,65-3,80 (4Н, м, СН₂ОСН₂); 3,5 (2Н, т, N-CH₂); 3,1-3,3 (4H, м, CH₂NCH₂); 2,45 (2H, т, СН₂); 2,30 (3Н, с, N-CH₃); 1,20 (3H, т, J 7 Гц, СН); 1,05 (6Н, с, 2СН₃). П р и м е р 2. 1-Амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триметил-2-этоксикарбо- нил-6Н- тиено[2,3-c][2,7]нафтиридин (I). К раствору, приготовленному из 0,12 г (0,005 моль) натрия и 20 мл абсолютного этанола, добавляют 2,0 г (0,005 моль) 5,6-дигидро-3-меркаптоэтоксикарбонилметилен- 1-морфолино-6,6,7-триметил- 4-циан-8Н-[2,7] нафтиридина. Смесь нагревают при перемешивании до 55-60^оС в течение 2 ч. После охлаждения прибавляют 50 мл воды, образовавшиеся кристаллы отфильтровывают, промывают водой и сушат. Выход 1,9 г (95% ), т.пл. 230-231^оС (диоксан) R_f 0,56 (пиридин-эфир-хлороформ, 3:1:1). Найдено, C 59,35; H 6,78; N 13,65; S 7,81. C₂₀H₂₈N₄O₃S Вычислено, C 59,38; H 6,97; N 13,85; S 7,92. ИК-спектр, ν, см-¹: 1590 (C C_ap); 1630 (NH₂ деф); 1680 (СО); 3340, 3430 (NH₂). ПМР-спектр (CDCl₃), δ, м. д. 6,20 (2H, c, NH₂); 4,45 (2H, к, J 7 Гц, CH₃); 3,8-4,0 (4H, м, CH₂OCH₂); 3,75 (2H, т, N-CH₂); 3,1-3,4 (6H, м, CH₂NCH₂, CH₂); 2,5 (3H, c, N-CH₃); 1,4 (3H, т, J 7 Гц, СН); 1,25 (6Н, с, 2СН₃). П р и м е р 3. Дигидрохлорид 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триметил-2- этоксикарбонил-6Н- тиено[2,3-c][2,7]-нафтиридина (II). К раствору 1 г (0,0025 моль) 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триметил-2-эток- сикарбонил-6Н-тиено- [2,3-c][2,7]нафтиридина (I) в 15 мл сухого хлороформа прибавляют при перемешивании 5 мл эфирного раствора хлористоводородной кислоты до кислой реакции. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают 50 мл эфира. Выход 0,9 г (77,1%), т.пл. 260-261^оС (этанол), R_f 0,67 (бутанол-уксусная кислота-вода, 4:2:5). Найдено, C 50,40; H 5,51; N 11,83; S 6,80; Cl 14,70. C₂₀H₃₀N₄O₃SCl₂ Вычислено, C 50,30; H 5,33; N 11,73; S 6,71; Cl 14,72. ИК-спектр, ν, см^-1: 1600 (C C_ap); 1680 (CO); 3200-3500 (NH₂). Мутагенное действие соединений I, II и контрольного химического мутагена изучено на биохимических мутантах Escherichia coli P-678, Actinomyces rimosus 222 и на индикаторных штаммах Salmonella typhimurium, несущих мутации типа замены основания в молекуле ДНК: ТА 1535 генотип his 46, LPS^-, rfa, UVRB и ТА 1950 генотип his 46, LPS⁺, rfa, Δ UVRB. Штаммы тест-объектов ауксотрофны соответственно по прототипу, лизину и гистидину. Контролем служили мутации, возникшие спонтанно. Мутагенное действие соединений I, II и ЭИ изучали методом доза-эффект и определяли по частоте встречаемости мутаций (ревертантов) от ауксотрофного к прототрофному состоянию по локусам, контролирующим синтез треонина, лизина и гистидина. Метаболическое превращение соединения II наиболее активного из исследуемых соединений изучали на штамме сальмонелл ТА 1950, для этой цели использовали методику Маллинга, модифицированную Фонштейном с соавторами. Острую токсичность изучали на белых мышах путем однократного внутрибрюшинного введения животным. На каждую дозу соединения брали по пять мышей, всего использовали 40 мышей. Наблюдения над животными вели в течение одной недели. ЛД₅₀ определяли методом Беренса. Результаты изучения мутагенной активности соединений I, II и ЭИ в отношении треонинового локуса кишечной палочки приведены в табл. 1. Из приведенного видно, что соединение II при сравнительно высокой выживаемости клеток кишечной палочки оказывает сильное мутагенное действие, индуцируя мутации в 400 раз больше контроля. Соединение I оказывает слабое действие. По отношению к кишечной палочке действие соединений II и ЭИ одинаково. Изучение мутагенного действия наиболее активного соединения II и ЭИ в отношении актиномицетов отражено в табл. 2, из данных которой видно, что соединение II оказывает сильное мутагенное действие. При сравнительно высокой выживаемости спор актиномицетов соединение II индуцирует мутации больше контроля в 1140 раз и по мутагенной активности заметно превосходит ЭИ. Результаты изучения действия соединения II в отношении гистидинового локуса штамма сальмонелл ТА 1535 приведены в табл. 3, откуда видно, что соединение II оказывает заметное мутагенное действие в отношении этого штамма. Изучено влияние соединения II и циклофосфана на индуцированные мутации у штамма ТА 1950, исследуемого в обычных условиях (А) и в условиях метаболического превращения (Б). Полученные результаты представлены в табл. 4. Как видно из табл. 4, соединение II, подвергаясь метаболическому превращению, сохраняет мутагенное действие. Имеет место метаболическая мутагенная активация. Противоопухолевый препарат циклофосфан из немутагенного превращается в мутагенный, индуцируя мутации в 4,6 раз больше контроля. Изучение острой токсичности соединения II показало, что оно значительно менее токсично, чем ЭИ: ЛД₅₀ соединения II равна 150 мг/кг, ЭИ 15 мг/кг (при введении внутрь). Таким образом, представители вновь синтезированного класса конденсированных гетероциклических соединений 1-амино-8,9-дигидро-5-морфолино-7,7,8-триме- тил-2-этоксикарбонил-6Н- тиено[2,3-c] [2,7]нафтиридин и его дигидрохлорид оказывают мутагенное действие, при этом дигидрохлорид обладает более выраженной активностью, являясь к тому же менее токсичным, чем контрольный препарат этиленимин. Более того, подвергаясь метаболическому превращению на штамме сальмонелл ТА 1950, дигидрохлорид становится более активным, индуцируя мутации в 117 раз больше контроля.

Формула изобретения

1-Амино-8,9-дигидро-5- морфолино-7,7,8-триметил -2-этоксикарбонил-6Н-тиено [2,3-c][2,7]нафтиридин формулы или его дигидрохлорид, обладающие мутагенной активностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2