Способ получения конденсированных гем-диметилзамещенных амино-1,3,5-триазинов

Изобретение относится к способу получения новых конденсированных амино-1,3,5-триазинов с гем-диметильной группой формулы

где X-N-C=Y

R=H, R¹=Me; R=Me, R¹=H;

R=Ph, 3-пиридил, 4-пиридил.

Способ включает взаимодействие азагетерилгуанидина формулы

с ацетоном в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов. Полученные соединения обладают антифолатной активностью и могут быть использованы в качестве лекарственных препаратов. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу получения новых соединений класса конденсированных 1,3,5-триазинов, которые могут быть использованы в качестве лекарственных препаратов, их компонентов или интермедиатов для получения биологически активных соединений.

Известно, что ингибиторы фермента дигидрофолатредуктазы являются препаратами выбора при терапии бактериальных и паразитарных инфекций, а также некоторых опухолей [Berman E.M., Werbel L.M., J. Med. Chem., 1991, 34(2), 479-485; Gangjee A., Jain H.D., Curr. Med. Chem.: Anti-Cancer Agents, 2004, 4(5), 405-410; Gilbert I.H., Biochim. Biophys. Acta, 2002, 1587(2-3), 249-257; Ridley R.G., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99(21), 13362-13364; Then R.L., J. Chemotherapy (Firenze, Italy), 2004, 16(1), 3-12]. В настоящее время дигидро-1,3,5-триазины относятся к одному из перспективных направлений поиска ингибиторов дигидрофолатредуктазы [Kompis I.M., Islam К., Then R.L., Chem. Rev., 2005, 105(2), 593-620]. Среди них применение в лечебной практике нашли метотрексат, циклогуанил.

Однако их конденсированные аналоги практически не изучены. Известно лишь, что 4,4,7,8-тетраметил-3,4-дигидро[1,3,5]триазино[1,2-α]бензимидазол-2-амин (I) инактивирует дигидрофолатредуктазу в концентрации, ингибирующей фермент на 50% (ИК₅₀), равной 1,4 мкМ [Пат. Японии 10310526 (1998); Toyoda Т., Brobey R.K.B., Sano G.I., Horii Т., Tomioka N., Itai A., Biochem. Biophys. Res. Comm., 1997, 235, 515-519].

Целью предлагаемого изобретения является разработка простого способа синтеза не описанных в литературе конденсированных гем-диметилзамещенных амино-1,3,5-триазинов, которые могут найти применение в качестве лекарственных препаратов, их компонентов или интермедиатов для получения биологически активных соединений. Поставленная цель достигается путем кипячения азагетерилгуанидинов в ацетоне (55-65°С), используя органическое основание, например пиперидин, морфолин, N-метилпиперазин, триэтиламин или др. в качестве катализатора. Реакция иллюстрируется следующей схемой:

где X-N-C=Y - фрагмент незамещенного или замещенного азотсодержащего гетероцикла, например бензимидазола, триазола и др.

Необходимость гем-диметильного фрагмента у конденсированных амино-1,3,5-триазинов для проявления высокой антифолатной активности продемонстрирована сравнением эффектов соединения II и его аналога без метильных групп в четвертом положении гетероцикла (III), полученного согласно [Пат. Германии (ГДР) 149938 (1981); Martin D., Graubaum H., Kempter G., Ehrlichmann W.J. Prakt. Chem. 1981, 323(2), 303-310].

В статье [Gulyas G., Emry Т., Simon A., Gyorgydeak Z. Folia Microbiol. 2002, 47(1), 29-31] приведен способ получения соединения, которому приписывается структура 4,4-диметил-3,4-дигидро[1,3,5]триазино[1,2-α]бензимидазол-2-амина (II) кипячением в этаноле эквимолярных количеств 2-гуанидинобензимидазола и ацетона с использованием пиперидина в качестве катализатора. Однако не указан выход продукта, что не позволяет оценить эффективность метода. Кроме того, в работе [Gulyas G., Emry Т., Simon A., Gyorgydeak Z. Folia Microbiol. 2002, 47(1), 29-31] не описаны спектры соединения и отсутствуют данные элементного анализа. Учитывая значительную разницу между Т.пл. для соединения, приведенного в статье [Gulyas G., Emry Т., Simon A., Gyorgydeak Z. Folia Microbiol. 2002, 47(1), 29-31] и полученного нами по заявляемому способу (256-258°С согласно работе [Gulyas G., Emry Т., Simon A., Gyorgydeak Z. Folia Microbiol. 2002, 47(1), 29-31] и 295-296°С в соответствии с полученными нами даными), нельзя говорить об идентичности синтезированного нами (4,4-диметил-3,4-дигидро[1,3,5]триазино[1,2-α]бензимидазол-2-амин (II). Т.пл. 295-296°С. ¹H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d₆): δ 1,82 (6Н, с, Ме₂), 6,93 (2Н, с, NH₂), 6,95 (1Н, т, Н-7, J=7,9 Гц), 7,02 (1Н, т, Н-8, J=7,5 Гц), 7,29 (1Н, д, Н-9, J=7,5 Гц), 7,39 (1Н, д, Н-6, J=7,9 Гц), 8,17 (1Н, уш. с, NH). ¹³С ЯМР (75 МГц, ДМСО-d₆): δ 28,5 (Ме₂), 69,4 (С-4), 109,7 (С-6), 115,8 (С-9), 119,0 (С-8), 120,9 (С-7), 130,5 (С-5а), 143,3 (С-9а), 153,5 (С-10а), 155,3 (C-2)) и описанного в статье [Gulyas G., Emry Т., Simon A., Gyorgydeak Z. Folia Microbiol. 2002, 47(1), 29-31] соединений. Другой информации по синтезу гем-диметилзамещенных конденсированных 1,3,5-триазинов в литературе не обнаружено.

Из патентной и технической литературы не были выявлены способы получения конденсированных гем-диметилзамещенных амино-1,3,5-триазинов, имеющие сходные признаки с заявляемым способом, а именно не использовались исходные продукты, катализаторы, растворители, в которых проходит реакция, и интервал температур, на основании чего можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

4,4,7(8)-Триметил-3,4-дигидро[1,3,5]триазино[1,2-α]бензимидазол-2-амины.

Раствор 1,89 г (10 ммоль) 2-гуанидино-5-метил-бензимидазола и 0,5 мл пиперидина в 20 мл ацетона кипятят с обратным холодильником в течение 7 ч. После охлаждения образующийся осадок отфильтровывают, промывают ацетоном и высушивают. Получают смесь региоизомеров (IV+V) с выходом 72%. Соотношение 7- и 8-метилзамещенных изомеров в смеси составляет 54% (IV) и 46% (V) соответственно. Т.пл. 284-286°С.

Найдено, %: С 62,86; Н 6,59; N 30,54.

Вычислено, %: С 62,73; Н 6,80; N 30,24.

Приведены характеристические сигналы в спектрах для региоизомеров в смеси (IV+V).

4,4,7-Триметил-3,4-дигидро[1,3,5]триазино[1,2-α]бензимидазол-2-амин (IV).

¹H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d₆): δ 1,84 (6Н, с, С(4)Ме₂), 2,39 (3Н, с, С(7)Ме), 6,86 (1Н, д, H-8, J=7,9 Гц), 7,13 (2Н, с, NH₂), 7,18 (1Н, д, Н-9, J=7,9 Гц), 7,24 (1Н, с, Н-6), 8,32 (1Н, уш. с, NH).

¹³С ЯМР (75 МГц, ДМСО-d₆): δ 21,1 (С(7)Ме), 28,5 (С(4)Me₂), 69,3 (С-4), 110,1 (С-6), 115,4 (С-9), 120,1 (С-8), 128,5 (С-7), 130,7 (С-5а), 141,1 (С-9а), 153,2 (С-10а), 155,2 (С-2).

4,4,8-Триметил-3,4-дигидро[1,3,5]триазино[1,2-а]бензимидазол-2-амин (V).

¹H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d₆): δ 1,82 (6Н, с, С(4)Ме₂), 2,34 (3Н, с, С(8)Ме), 6,78 (1Н, д, Н-7, J=7,9 Гц), 7,10 (1Н, с, Н-9), 7,13 (2Н, с, NH₂), 7,26 (1Н, д, Н-6, J=8,3 Гц), 8,32 (1Н, уш. с, NH).

¹³С ЯМР (75 МГц, ДМСО-d₆): δ 21,3 (С(8)Ме), 28,6 (С(4)Me₂), 69,3 (С-4), 109,3 (С-6), 116,0 (С-9), 121,7 (С-7), 128,1 (С-8), 129,5 (С-5а), 143,5 (С-9а), 153,7 (С-10а), 155,3 (С-2).

Пример 2

7,7-Диметил-2-фенил-6,7-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-a][1,3,5]триазин-5-амин (VI).

Соединение (VI) с выходом 88% получено из 2-гуанидино-5-фенил-1,2,4-триазола аналогично примеру 1. Т.пл. 287-288°С (разл.).

¹H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d₆): δ 1,64 (6Н, с, Ме₂), 6,21 (2Н, с, NH₂), 7,36-7,40 (3Н, м, Н-3', Н-4', Н-5'), 7,58 (1Н, с, NH), 7,92 (2Н, дд, J=8,3 и 1,5 Гц, Н-2', Н-6').

¹³С ЯМР (75 МГц, ДМСО-d₆): δ 28,7 (Ме₂), 70,1 (С-7), 125,3 (С-2', С-6'), 128,3 (С-3', С-4' С-5'), 132,1 (С-1'), 155,5 (N-C=N), 155,8 (N-C=N), 158,7 (N-C=N).

Найдено, %: С 62,86; Н 6,59; N 30,54.

Вычислено, %: С 62,73; Н 6,80; N 30,24.

Пример 3

7,7-Диметил-2-пиридин-3-ил-6,7-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α][1,3,5]триазин-5-амин (VII)

Соединение (VII) с выходом 82% получено из 2-гуанидино-5-пиридин-3-ил-1,2,4-триазола аналогично примеру 1. Т.пл. 291°С (разл.).

¹H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d₆): δ 1,65 (6Н, с, Ме₂), 6,26 (2Н, с, NH₂), 7,44 (1H, дд, J=4,5 и 7,9 Гц, Н-5'), 7,63 (1Н, с, NH), 8,21 (1H, дт, J=7,9 и 1,9 Гц, Н-4'), 8,56 (1H, дд, J=4,9 и 1,5 Гц, Н-6'), 9,08 (1H, д, J=1,5 Гц, Н-2^').

¹³С ЯМР (75 МГц, ДМСО-d₆): δ 28,6 (Ме₂), 70,3 (С-7), 123,5 (С-5'), 127,7 (С-3'), 132,5 (С-4'), 146,5 (С-6'), 149,3 (С-2'), 155,6 (N-C=N), 156,0 (N-C=N), 156,6 (N-C=N).

Найдено, %: С 62,86; Н 6,59; N 30,54.

Вычислено, %: С 62,73; Н 6,80; N 30,24.

Пример 4

7,7-Диметил-2-пиридин-4-ил-6,7-дигидро[1,2,4]триазоло[1,5-α][1,3,5]триазин-5-амин (VIII)

Соединение (VIII) с выходом 86% получено из 2-гуанидино-5-пиридин-4-ил-1,2,4-триазола аналогично примеру 1. Т.пл. 302°С (разл.).

¹Н ЯМР (300 МГц, ДМСО-d₆): δ 1,65 (6Н, с, Ме₂), 6,31 (2Н, с, МН₂), 7,68 (1H, с, NH), 7,82 (2Н, дд, J=4,5 и 1,5 Гц, Н-3', Н-5'), 8,61 (2Н, дд, J=4,9 и 1,5 Гц,Н-2',Н-6').

¹³С ЯМР (75 МГц, ДМСО-d₆): δ 28,7 (Ме₂), 70,4 (С-7), 119,6 (С-3', С-5'), 139,0 (С-1'), 150,0 (С-2', С-6'), 155,7 (N-C=N), 156,1 (N-C=N), 156,8 (N-C=N).

Найдено, %: С 62,86; Н 6,59; N 30,54.

Вычислено, %: С 62,73; Н 6,80; N 30,24.

Соединение II и его аналог без гем-диметильного фрагмента (III) исследовали на наличие антифолатной активности. Степень ингибирования бычьей дигидрофолатредуктазы определяли фотометрически по уменьшению поглощения при 340 нм в присутствии тестируемого соединения смеси дигидрофолатредуктазы, дигидрофолата натрия и восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата в среде фосфатного буфера [Roth В., Burchall J.J. Methods Enzymol., 1971, 18(Pt. В), 779-786]. Соединения предварительно растворяли в ДМСО, который использовали в эквиобъемном количестве в контрольной серии опытов. Расчитывали ИК₅₀ при Р=0,05.

Острую токсичность соединения II определяли на нелинейных белых мышах массой 20-25 г. Исследуемое вещество вводили внутрибрюшинно в виде водной суспензии из расчета 0,1 мл на 10 г массы животного в возрастающих дозах. Результаты обрабатывали по Прозоровскому [Прозоровский В.В., Прозоровская М.П., Демченко В.М. Фармакол. токсикол., 1978, 41(4), 497-502] с вычислением средней смертельной дозы (ЛД₅₀) при Р=0,05.

Соединение II ингибирует ДГФР с ИК₅₀=10,9 (7,2-16,4) мкМ, его эффект в 55 выше, чем у аналога без метальных групп в четвертом положении (III), для которого ИК₅₀ составила 570 мкМ.

Средняя смертельная доза (ЛД₅₀) заявляемого соединения составила 258,0 (168,3÷357,1) мг/кг. Соединение I в соответствии с классификацией токсичности химических веществ [Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов. М.: «Медицина», 1977, С.197] относится к классу практически малотоксичных веществ.

Литература

1. Пат. Германия (ГДР) 149938 (1981).

2. Пат. Япония 10310526 (1998).

3. Прозоровский В.В., Прозоровская М.П., Демченко В.М. Фармакол. токсикол., 1978, 41(4), 497-502.

4. Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токсикометрии промышленных ядов. М.: «Медицина», 1977, С.197.

5. Berman E.M., Werbel L.M., J. Med. Chem, 1991, 34(2), 479-485.

6. Gangjee A., Jain H.D., Curr. Med. Chem.: Anti-Cancer Agents, 2004, 4(5), 405-410.

7. Gilbert I.H. Biochim. Biophys. Acta, 2002, 1587(2-3), 249-257.

8. Gulyas G., Emry Т., Simon A., Gyorgydeak Z. Folia Microbiol. 2002, 47(1), 29-31.

9. Martin D., Graubaum H., Kempter G., Ehrlichmann W.J. Prakt. Chem. 1981, 323(2), 303-310.

10. Ridley R.G., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99(21), 13362-13364.

11. Then R.L., J. Chemotherapy (Firenze, Italy), 2004, 16(1), 3-12.

12. Toyoda Т., Brobey R.K.B., Sano G.I., Horii Т., Tomioka N., Itai A., Biochem. Biophys. Res. Comm., 1997, 235, 515-519.

13. Roth В., Burchall J.J., Methods Enzymol., 1971, 18(Pt. B), 779-786.

1. Способ получения новых конденсированных амино-1,3,5-триазинов с гем-диметильной группой формулы

где X-N-C=Y

R=H, R¹=Me; R=Me, R¹=H,

R=Ph, 3-пиридил, 4-пиридил.

отличающийся тем, что азагетерилгуанидины формулы

подвергают взаимодействию с ацетоном в присутствии катализатора с последующим выделением целевых продуктов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют органическое основание, например пиперидин.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что процесс проводят при температуре 55-65°С.