УДК 547.815.1 + 547.788 + 547.786.1
DOI: https://doi.org/10.52540/2074-9457.2023.3.66
Скачать статью
Е. А. Дикусар1, Е. А. Акишина1, С. Г. Стёпин2, А. П. Поликарпов1, В. И. Поткин1
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ЦИНХОФЕНСОДЕРЖАЩИХ КСАНТЕНОВ
1 Институт физико-органической химии НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь
2Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, г. Витебск, Республика Беларусь
Ксантены и их производные являются важным классом гетероциклических соединений, перспективных для использования в медицинской химии, поскольку обладают широким спектром фармакологической активности: антибактериальной, фунгицидной, противоопухолевой и противовоспалительной, а хинолиновый фрагмент является ключевым строительным блоком при получении фармацевтических субстанций, также обладающих антибактериальной, противоопухолевой, антиоксидантной и противовирусной активноcтью. В статье представлены результаты синтеза цинхофенсодержащих кетоспиртов (полупродуктов для дальнейших химических превращений) и производных ксантенов с использованием в качестве катализатора сульфокатионита ФИБАН К-1. Комбинация в одной молекуле различных фармакофорных фрагментов может привести к синергизму их свойств, способствовать появлению новых видов биологической активности. Синтезированные производные ксантена являются перспективными объектами для использования в медицинской химии, а применение гетерогенного катализатора делает экспериментальную процедуру их получения простой и экологически чистой, поскольку его можно легко удалить из реакционной смеси и регенерировать. Приведены физико-химические константы, описаны спектры полученных соединений. Было установлено, что цинхофенсодержащие кетоспирты с выходом 66–91% образуются при конденсации только мета- и пара-замещенных бензальдегидов, а в случае орто-замещенных бензальдегидов происходит алкоголиз сложноэфирных групп. Для препаративного замыкания кетоспиртов в ксантены с выходом 78–88% пришлось использовать кипячение в о-ксилоле с отгонкой образовавшейся воды с использованием ловушки Дина-Старка в присутствии в качестве катализатора сульфокатионита ФИБАН К-1. Наиболее многообещающей представляется комбинация в одной молекуле ковалентно связанных фармакофорных фрагментов димедона, цинхофена и природного альдегидофенола ванилина.
Ключевые слова: цинхофен, кетоспирты, ксантены, катализ, сульфокатионит, сложные эфиры, физико-химические константы, спектры.
SUMMARY
E. A. Dikusar, E. A. Akishina, S. G. Stepin, A. P. Polikarpov, V. I. Potkin
CATALYTIC SYNTHESIS OF CINCHOPHEN-CONTAINING XANTHENES
Xanthenes and their derivatives are an important class of heterocyclic compounds promising for application in medical chemistry since they have a wide range of pharmacological activity: antibacterial, fungicidal, antitumor and antiinflammatory and the quinoline fragment is a key building block in the production of pharmaceutical substances also having antibacterial, antitumor, antioxidant and antiviral activity. The synthesis results of cinchophen containing ketoalcohols (semiproducts for further chemical transformations) and xanthene derivatives using FIBAN K-1 sulphocationite as a catalyst are presented. Combination of different pharmacophore fragments in one molecule can lead to synergism of their properties, contribute to the onset of new types of biological activity. Synthesized xanthene derivatives are promising agents to be used in medical chemistry, and a heterogeneous catalyst makes the experimental procedure of their preparation simple and environmentally friendly since it can be easily removed from the reaction mixture and regenerated. Physicochemical constants are given and spectra of the compounds acquired are described. It was found that cinchophencontaining ketospirits with 66–91% yield are formed by condensation of meta- and para-substituted benzaldehydes only, and in case of ortho-substituted benzaldehydes alcoholization of ester groups occurs. For ketospirits preparatory closure into xanthenes with 78–88% yield it was necessary to use boiling in o-xylene with the distillation of the resulting water using a Dean-Stark trap in the presence of FIBAN K-1 sulfocationite as a catalyst. Combination of covalently bound pharmacophore fragments of dimedone, cinchophen and natural aldehydophenol vanillin in one molecule seems to be the most promising.
Keywords: cinchophen, ketoalcohols, xanthenes, catalysis, sulfocationite, esters, physicochemical constants, spectra.
ЛИТЕРАТУРА
1. Xanthenes in Medicinal Chemistry – Synthetic strategies and biological activities / M. Maia [et al.] // Europ. j. of medicinal chemistry. – 2021. – Vol. 210. – P. 113085.
2. Ghahsare, A. G. Structure-Bioactivity Relationship Study of Xanthene Derivatives: A Brief Review / A. G. Ghahsare, Z. S. Nazifi, S. M. R. Nazifi // Current organic synthesis. – 2019. – Vol. 16, N 8. – P. 1071–1077.
3. Iodinated xanthene-cyanine NIR dyes as potential photosensitizers for antimicrobial photodynamic therapy / T. M. Ebaston [et al.] // Dyes and pigments. – 2021. – Vol. 184. – P. 108854.
4. Altering Fundamental Trends in the Emission of Xanthene Dyes / L. G. Wang [et al.] // The J. of organic chemistry. – 2019. – Vol. 84, N 5. – P. 2585–2595.
5. Design, Synthesis and Antibacterial Evaluation of Some New 2-Phenyl-quinoline-4-carboxylic Acid Derivatives / X. Wang [et al.] // Molecules. – 2016 – Vol. 21, N 3. – P. 340.
6. Discovery of 2-(4-Acrylamidophenyl)-Quinoline-4-Carboxylic Acid Derivatives as Potent SIRT3 Inhibitors / Q. Hui [et al.] // Frontiers in Chemistry. – 2022. – Vol. 10. – P. 880067.
7. Fikriya, S. H. Study of Antioxidant Activity of the Derivatives of Quinoline-4-carboxylic Acids by the Modification of Isatin via Pfitzinger Reaction / S. H. Fikriya, A. H. Cahyana // Makara j. of science. – 2023. – Vol. 27, N 2. – P. 160–164.
8. Синтез и противовирусная активность некоторых производных хинолинового ряда / М. Н. Земцова [и др.] // Химико-фармацевт. журн. – 2011. – Т. 45, № 5. – С. 9–11.
9. Каталитический синтез 1,2-азольных производных 1,8-диоксооктагидроксантенов с использованием волокнистого сульфокатионита ФИБАН К-1 / Е. А. Акишина [и др.] // Журн. общ. химии. – 2023. – Т. 93, № 3. – С. 338–351.
10. Дикусар, Е. А. Простые и сложные эфиры в линкерных технологиях. Современные аспекты молекулярного дизайна – от душистых веществ до биологически активных соединений / Е. А. Дикусар. – Saarbrücken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. – 582 c.
11. Фильц, О. А. Конструирование молекул с заданными свойствами с использованием библиотек структурных фрагментов / О. А. Фильц, В. В. Пройков // Успехи химии. – 2012. – Т. 81, № 2. – С. 158–174.
REFERENCES
1. Maia M, Resende DISP, Durães F, Pinto MMM., Sousa E. Xanthenes in Medicinal Chemistry - Synthetic strategies and biological activities. Eur J Med Chem. 2021;210:113085. doi: 10.1016/ j.ejmech.2020.113085
2. Ghahsare AG, Nazifi ZS, Nazifi SMR. Structure-Bioactivity Relationship Study of Xanthene Derivatives: A Brief Review. Curr Org Synth. 2019;16(8):1071–7. doi: 10.2174/1570179416666191017094908
3. Ebaston TM, Nakonechny F, Talalai E, Gellerman G, Patsenker L. Iodinated xanthene-cyanine NIR dyes as potential photosensitizers for antimicrobial photodynamic therapy. Dyes Pigm. 2021;184:108854. doi: 10.1016/ j.dyepig.2020.108854
4. Wang LG., Munhenzva I, Sibrian-Vazquez M, Escobedo JO, Kitts CH, Fronczek FR et al. Altering Fundamental Trends in the Emission of Xanthene Dyes. J Org Chem. 2019;84(5):2585–95. doi: 10.1021/acs.joc.8b03030
5. Wang X, Xie X, Cai Y, Yang X, Li J, Li Y et al. Design, Synthesis and Antibacterial Evaluation of Some New 2-Phenyl-quinoline-4-carboxylic Acid Derivatives. Molecules. 2016;21(3):340. doi: 10.3390/ molecules21030340
6. Hui Q, Li X, Fan W, Gao C, Zhang L, Qin H et al. Discovery of 2-(4-Acrylamidophenyl)-Quinoline-4-Carboxylic Acid Derivatives as Potent SIRT3 Inhibitors. Front Chem. 2022;10:880067. doi: 10.3389/fchem.2022.880067
7. Fikriya SH, Cahyana AH. Study of Antioxidant Activity of the Derivatives of Quinoline-4-carboxylic Acids by the Modification of Isatin via Pfitzinger Reaction. Makara J Sci. 2023;27(2):160–4.
8. Zemtsova MN, Zimichev AV, Trakhtenberg PL, Klimochkin IuN, Leonova MV, Balakhnin SM i dr. Synthesis and antiviral activity of several quinoline derivatives. Khimiko-farmatsevt zhurn. 2011;45(5):9–11. doi: 10.30906/0023-1134-2011-45-5-9-11. (In Russ.)
9. Akishina EA, Dikusar EA, Polikarpov AP, Alekseeva KA, Menshikova DI, Kurman PV i dr. Catalytic synthesis of 1,2-azole and pyridine derivatives of 1,8-dioxooctahydroxanthenes using FIBAN K-1 fibrous sulfonic cation exchanger. Zhurn obshch khimii. 2023;93(3):338–351. doi: 10.31857/S0044460X23030022. (In Russ.)
10. Dikusar EA. Ethers and esters in linker technologies. Modern aspects of molecular design - from aromatic substances to biologically active compounds. Saarbrücken, Deutschland: LAP LAMBERT Academic Publishing; 2014. 582 s. (In Russ.)
11. Fil’ts OA, Proikov VV. Construction of molecules with specified properties using libraries of structural fragments. 2012;81(2):158–74. doi: 10.1070/RC2012v081n02ABEH004222. (In Russ.)
Адрес для корреспонденции:
220072, Республика Беларусь,
г. Минск, ул. Сурганова, 13.
ГНУ «Институт физико-органической химии
Национальной академии наук Беларуси»,
лаборатория химии гетероциклических
соединений,
тел. раб. 8(0-17)-379-16-00,
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,
Дикусар Е.А.
Поступила 29.04.2023 г.