Естери та аміди 3-R-2,8-діоксо-7,8-дигідро-2Н-піроло[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]-хіназолін-5а(6Н)-карбонових(-пропанових) кислот: синтез та біологічна активність

It is known that carboxyl groups bonded to aryl or hetaryl moieties play a role of the “pharmacophore” fragment in most NSAID molecules. It should be mentioned that the carboxyl group may cause the appearance of toxic effects and is characterized by unsatisfactory pharmacokinetic properties. The structural modification of the carboxyl group, including its bioisosteric replacement, is among the most widely used approaches in medicinal chemistry to improve pharmacodynamic, pharmacokinetic and technological characteristics.Aim. To develop the synthetic procedures for functional derivatives of 3-R-2,8-dioxo-7,8-dihydro-2Н-pyrrolo[1,2-а][1,2,4]triazino[2,3-с]quinazoline-5а(6Н)-carboxylic(-propanoic) acids, study the effect of the carboxyl group chemical modification on the LOX-inhibiting and antiradical activity as a possible mechanism of the pharmacological activity.Results and discussion. The synthesis of esters of 3-(2,8-dioxo-3-R1-7,8-dihydro-2H-pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolin-5a(6H)-yl)carboxylic(propanoic) acids was conducted by esterification of the corresponding acids and tandem heterocyclization of 2-(6-R1-2,5-dihydro-5-оxo-1,2,4-triazino-3-yl)anilines with diethyl 4-oxoheptanedioate. The synthesis of amides was conducted by aminolysis of N-acylimidazolides generated in situ. The antiradical and LOX-inhibiting activities of the compounds obtained were studied as possible mechanisms of the anti-inflammatory activity. The series of the compounds revealed the LOX-inhibiting activity that was comparable with the effect of the reference compound – nordihydroguaiaretic acid.Experimental part. The synthetic procedures were conducted according to the commonly used methods. The purity and the structure of the compounds obtained were proven by modern physicochemical methods (1H and 13C NMR-spectroscopy, LC-MS-spectrometry). The antiradical activity was measured by the ability to scavenge a DPPH-radical. The study of the LOX-inhibiting activity was performed using soybean LOX as an enzyme and linolenic acid as a substrate.Conclusions. The methods for the synthesis of esters and amides of 2,8-dioxo-3-R1-7,8-dihydro-2H-pyrrolo[1,2-a][1,2,4]triazino[2,3-c]quinazolin-5a(6H)-carboxilic(propanoic) acids have been developed. The abovementioned transformations were conducted by alcoholysis of generated in situ acyl halides and aminolysis of N-acylimidazolides, respectively. The more efficient approach for the synthesis of the target esters via condensation of 2-(6-R1-2,5-dihydro-5-oxo-1,2,4-triazino-3-yl)anilines with diethyl 4-oxoheptanedioate has been proposed. It has been found that the highest radical scavenging and LOX-inhibiting activities are characteristic for hetarylpropanoic acids that contain electron withdrawing substituents in position 3, as well as fluorine atoms in positions 11 and 12. The chemical modification of the carboxylic group in most cases results in a decrease or the loss of the activity. Received: 10.01.2019Revised: 04.02.2020Accepted: 27.02.2020Известно, что карбоксильные группы, связанные с арильным или гетарильным фрагментами, играют роль «фармакофора» в молекулах большинства НПВС. Следует отметить, что карбоксильная группа может привести к появлению токсического действия и характеризуется неудовлетворительными фармакокинетическими свойствами. Структурная модификация карбоксильной группы, включая ее биоизостерическую замену, является одним из наиболее широко применяемых подходов медицинской химии для совершенствования фармакодинамических, фармакокинетических и технологических характеристик.Цель. Разработать методы синтеза ряда функциональных производных 3-R-2,8-диоксо-7,8-дигидро-2Н-пирроло­[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]хиназолин-5а(6Н)-карбоновых(-пропановых) кислот, изучить влияние структурной модификации карбоксильной группы на ЛОГ-ингибирующее и антирадикальное действие как одного из возможных механизмов фармакологической активности.Результаты и их обсуждение. Реакцией этерификации 3-(2,8-диoксо-3-R1-7,8-дигидро-2H-пирроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хиназолин-5a(6H)-ил)пропановых кислот или тандемной гетероциклизацией 2-(6-R1-2,5-дигидро-5-оксо-1,2,4-триазино-3-ил)анилинов с диэтил-4-oксогептандионатом синтезированы эфиры соответствующих кислот. Синтез амидов проведен аминолизом активированных кислот, где в качестве активирующей компоненты использован 1,1’-карбонилдиимидазол. В рамках исследования проведено изучение ЛОГ-ингибирующего и антирадикального действия как одного из возможных механизмов противовоспалительной активности. Выявлен ряд соединений, которые проявляют ЛОГ-ингибирующую активность на уровне стандарта нордигидрогваяретовой кислоты.Экспериментальная часть. Синтетические процедуры были выполнены согласно общепринятым подходам. Чистота и структура соединений установлены с помощью современных физико-химических методов (1H и 13C ЯМР-спектроскопия, ВЭЖХ-МС-спектрометрия). Антирадикальную активность устанавливали путем измерения способности синтезированных соединений связывать DPPH-радикал. Изучение ЛОГ-ингибирующей активности веществ было проведено с использованием соевой липооксигеназы в качестве фермента и линоленовой кислоты в качестве субстрата.Выводы. Разработаны методы синтеза сложных эфиров и амидов 2,8-диоксо-3-R1-7,8-дигидро-2H-пирроло[1,2-a][1,2,4]­триазино[2,3-c]хиназолин-5a(6H)-карбоновых(-пропановых) кислот. Указанные превращения проведены алкоголизом образованных in situ ацилгалогенидов и аминолизом N-ацилимидазолидов. Более эффективным методом синтеза сложных эфиров оказалась тандемная гетероциклизация 2-(6-R1-2,5-дигидро-5-оксо-1,2,4-триазино-3-ил)анилинов с диэтил-4-oксогептандионатом. Установлено, что наиболее высокая ЛОГ-ингибирующая и антирадикальная активность характерны для гетарилпропановых кислот, которые имеют электроноакцепторные заместители в положении 3, а также атомы фтора в положениях 11 и 12. Модификация карбоксильной группы соответствующих кислот в большинстве случаев приводит к снижению или потере активности. Received: 10.01.2019Revised: 04.02.2020Accepted: 27.02.2020Відомо, що карбоксильні групи, пов’язані з арильним або гетарильним фрагментами, відіграють роль «фармакофору» у молекулах більшості НПЗЗ. Слід зазначити, що карбоксильна група може спричинити появу токсичної дії і характеризується незадовільними фармакокінетичними властивостями. Структурна модифікація карбоксильної групи, включаючи її біоізостеричну заміну, є однією з найбільш широко застосовуваних підходів медичної хімії для вдосконалення фармакодинамічних, фармакокінетичних та технологічних характеристик.Мета. Розробити методи синтезу ряду функціональних похідних 3-R-2,8-діоксо-7,8-дигідро-2Н-піроло[1,2-а][1,2,4]триазино[2,3-с]хіназолін-5а(6Н)-карбонових(-пропанових) кислот, вивчити вплив структурної модифікації карбоксильної групи на ЛОГ-інгібуючу та антирадикальну дію як одного з можливих механізмів фармакологічної активності.Результати та їх обговорення. Реакцією естерифікації 3-(2,8-діoксо-3-R1-7,8-дигідро-2H-піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназолін-5a(6H)-іл)пропанових кислот або тандемною гетероциклізацією 2-(6-R1-2,5-дигідро-5-оксо-1,2,4-триазин-3-іл)анілінів з діетил-4-oксогептандіонатом синтезовано естери відповідних кислот. Синтез амідів проведено амінолізом активованих кислот, де як активуючу компоненту використано 1,1’-карбонілдіімідазол. У рамках дослідження проведено вивчення ЛОГ-інгібуючої і антирадикальної дії як одного з можливих механізмів протизапальної активності. Виявлено ряд сполук, які проявляють ЛОГ-інгібуючу активність на рівні фармакологічного стандарту нордигідрогваяретової кислоти.Експериментальна частина. Синтетичні процедури були виконані згідно з загальноприйнятими підходами. Чистоту і структуру сполук встановлено за допомогою сучасних фізико-хімічних методів (1H і 13C ЯМР-спектроскопія, ВЕРХ-МС-спектрометрія). Антирадикальну активність встановлювали за здатністю синтезованих сполук інгібувати DPPH-радикал. Вивчення ЛОГ-інгібуючої активності сполук було проведено з використанням соєвої ліпооксигенази як ферменту і ліноленової кислоти як субстрату.Висновки. Розроблено методи синтезу естерів і амідів 2,8-діоксо-3-R1-7,8-дигідро-2H-піроло[1,2-a][1,2,4]триазино[2,3-c]хіназолін-5a(6H)-карбонових (пропанових) кислот. Вищезазначені перетворення проведено алкоголізом утворених in situ ацилгалогенідів та амінолізом N-ацилімідазолідів. Більш ефективним методом синтезу естерів виявилася тандемна гетероциклізація 2-(6-R1-2,5-дигідро-5-оксо-1,2,4-триазин-3-іл)анілінів з діетил-4-oксогептандіонатом. Встановлено, що найбільш висока ЛОГ-інгібуюча і антирадикальна активність характерні для гетарилпропанових кислот, які мають електроноакцепторні замісники у положенні 3, а також атоми флуору у положеннях 11 та 12. Модифікація карбоксильної групи відповідних кислот у більшості випадків призводить до зниження або втрати активності. Received: 10.01.2019Revised: 04.02.2020Accepted: 27.02.202

Synthesis of New 6-{[ω-(Dialkylamino(heterocyclyl)alkyl]thio}-3-R-2H-[1,2,4]triazino[2,3-c]quinazoline-2-ones and Evaluation of their Anticancer and Antimicrobial Activities

Several novel 6-thio-3-R-2-oxo-2H-[1,2,4]triazino[2,3-c]quinazoline-based compounds containing an ω-(dialkylamino(heterocyclyl)]alkyl fragment were synthesized to examine their anticancer activity. Some of the 6-{[ω-(hetero-cyclyl)alkyl]thio}-3-R-2H-[1,2,4]triazino[2,3-c]quinazoline-2-ones (3.1–3.10) were obtained by the nucleophilic substitution of 6-[ω-halogenalkyl]thio-3-R-2H-[1,2,4]triazino[2,3-c]quinazoline-2-ones (2.1–2.8) with azaheterocycles. Alternatively, compounds 3.1–3.22 were synthesized by alkylation of 3-R-6-thio-2H-[1,2,4]triazino[2,3-c]quinazoline-2-ones potassium salts (1.1–1.4) with (2-chloroethyl)-N,N-dialkylamine hydrochlorides or 1-(2-chloroethyl)heterocycle hydrochlorides. The structures of compounds were elucidated by 1H, 13C NMR, LC–MS and EI-MS analysis. Then anticancer and antibacterial, bioluminescence inhibition of Photobacterium leiognathi Sh1 activities of the substances were tested in vitro. It was found that compound 3.18 possessed a wide range of anticancer activity against 27 cell lines of cancer: non-small cell lung, colon, CNS, ovarian, renal, prostate, breast, melanoma and leukemia (log GI50 < −5.65). The “structure-activity” relationship was discussed. COMPARE analysis for synthesized anticancer active compounds was performed