СИНТЕЗ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ γ-ЛАКТОННОГО КОЛЬЦА, СОДЕРЖАЩИХ ПИРИДИНОВЫЕ И ТРИКОНДЕНСИРОВАННИЕ СИСТЕМЫ
Аннотация
Лактон-пиридоновые кольца содержат множество биологически активных молекул природного и искусственного происхождения. Молекулы, содержащиеся в этих двух кольцах, представленные серпежином и его производными, также будут проявлять высокую биологическую активность. Также нужно принять во внимание, что как натуральные, так и синтетические мультизамещенные лактоны имеют высокую биологическую активность. Таким образом, исследования в области мультизамещенных лактонов и дальнейшие превращения имеют вполне конкретный интерес. Первоначальным этапом был синтез 2-ацетилфуранонового кольца. На следующем этапе, в результате конденсации этилцианоацетата с 2-ацетилфураноном по Кневенагелю, были получены 3-замещенные лактоны, которые по данным 1H ЯМР спектроскопии представляют собой смесь E и Z изомеров. Затем при нагревании 3-замещенных лактонов с диметилформамид диметилацеталем ДМФА/ДМА были получены 3-замещенные лактоны, содержащие в структуре диеновый фрагмент. Стереоселективное присоединение E было обнаружено с помощью 1H ЯМР спектра. Затем под действием соответствующего амина в результате реакций межмолекулярного замещения образуются соединения, содержащие лактонную и пиридиновую группу, изолированную σ-связью (серпежиноподобное соединение). При нагревании в щелочной среде происходит внутримолекулярная циклизация с образованием новых триконденсированных систем из-за близкого расположения циановой группы пиридинового кольца и четвертой метильной группы лактонового кольца. Таким образом, разработан оптимальный метод синтеза серпежиноподобных соединений. Данные соединения вызывают интерес тем, что в своем скелете имеют не только конденсированную систему, но и спироциклы, поэтому могут служить объектами для дальнейших исследований.
Для цитирования:
Акопян Р.М., Харатьян Л.А., Айоцян С.С., Аттарян О.С., Меликян Г.С. Синтез новых производных γ-лактонного кольца, содержащих пиридиновые и триконденсированние системы. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 28-40. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7068.
Литература
Seaman F.C. Sesquiterpene lactones as taxonomic characters in the asteraceae. Bot. Rev. 1982. V. 48. P. 121–594. DOI: 10.1007/BF02919190.
Sebastián O.S., Enrique L.L., Andrea B.J.B., Teodoro S.K. Angular tricyclic benzofurans and related natural products of fungal origin. Isolation, biological activity, and synthesis. Nat. Prod. Rep. 2013, V. 30. P. 941. DOI: 10.1039/C3NP70014C.
Huynh B.L., Duong T.H., Do T.M., Pinnock T.G., Pratt L.M., Yamamoto S., Watarai H., Tanahashi T., Nguyen K.P. New [gamma]-Lactone Carboxylic Acids from the Lichen Parmotrema praesorediosum (Nyl.) Hale, Parmeliaceae. Rec. Nat. Prod. 2016. 10 (3). P. 332.
Blunt J.W., Copp B.R., Keyzers R.A., Munroa M.H., Prinsepd M.R. Natural product reports. Nat. Prod. Rep. 2016. V. 33. P. 382-431. DOI: 10.1039/c6np00124f.
Li Q., Wang Z., Xie Y., Hu H. Antitumor activity and mechanism of costunolide and dehydrocostus lactone: Two natural sesquiterpene lactones from the Asteraceae family. Biomed. Pharmacother. 2020. V. 125. P. 109955. DOI: 10.1016/j.biopha.2020.109955.
Gładkowski W., Skrobiszewski A., Mazur M., Siepka M., Pawlak A., Obmińska-Mrukowicz B., Białońska A., Poradowski D., Drynda A., Urbaniak M. Synthesis and anticancer activity of novel halolactones with β-aryl substituents from simple aromatic aldehydes. Tetrahedron. 2013. V. 69(48). P. 10414-10423. DOI: 10.1016/j.tet.2013.09.094.
Khlebnikov A.I., Schepetkin I.A., Kishkentaeva A.S., Shaimerdenova Z.R., Atazhanova G.A., Adekenov S.M., Kirpotina L.N., Quinn M.T. Inhibition of T cell receptor activation by semisynthetic sesquiterpene lactone derivatives and molecular modeling of their interaction with glutathione and tyrosine kinase ZAP-70. Molecules. 2019. V. 24(2). P. 350. DOI: 10.3390/molecules24020350.
Hur J., Jang J., Sim J. A review of the pharmacological activities and recent synthetic advances of γ-butyrolactones. Int. J. Molec. Sci. 2021. V. 22(5). P. 2769. DOI: 10.3390/ijms 22052769.
Heinrich M., Robles M., West J.E., Ortiz De Montellano B.R., Rodriguez E. Ethnopharmacology of Mexican asteraceae. Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1998. V. 38(1). P. 539-565. DOI: 10.1146/annurev.pharmtox.38.1.539.
Rodriguez E., Towers G.H.N., Mitchell J.C. Biological activities of sesquiterpene lactones. Phytochemistry. 1976. V. 15(11). P. 1573-1580. DOI: 10.1016/S0031-9422(00)97430-2.
Matejić J., Šarac Z., Ranđelović V. Pharmacological activity of sesquiterpene lactones. Biotechnol. Biotechnol. Equip. 2010. V. 24(sup1). P. 95-100.DOI: 10.1080/13102818.2010.10817819.
Siutkina A.I., Chashchina S.V., Makhmudov R.R., NovikovaV.V., Chernov I.N., Igidov N.M. Synthesis, anal-gesic and antimicrobial activity of N-hetarylamides of 2-(2-(diarylmethylene)hydrazono)-5,5-dimethyl-4-oxohexanoic acid. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 3. P. 74-82. DOI: 10.6060/ivkkt.20226503.6522.
Kataria Y.V., Klushin V.A., Kashparova V.P., Sokolova V.A., Smirnova N.V. Synthesis and properties of polyimines based on dialdehydes of the furan series and various diamines. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 6. P. 6-12. DOI: 10.6060/ivkkt. 20236606.6763.
Lone S.H., Bhat K.A., Khuroo M.A. Arglabin: From isolation to antitumor evaluation. Chemico-Biolog. Interact. 2015. V. 240. P. 180-198. DOI: 10.1016/j.cbi.2015.08.015.
Paço A., Brás T., Santos J.O., Sampaio P., Gomes A.C., Duarte M.F. Antiinflammatory and immunoregulatory action of sesquiterpene lactones. Molecules. 2022. V. 27(3). P. 1142. DOI: 10.3390/molecules27031142.
Jessen H.J., Gademann K. 4-Hydroxy-2-pyridone alkaloids: structures and synthetic approaches. Nat. Product Rep. 2010. V. 27(8). P. 1168-1185. DOI: 10.1039/B911516C.
Bao J., Zhai H., Zhu K., Yu J.H., Zhang Y., Wang Y., Jiang C.S., Zhang X., Zhang Y., Zhang H. Bioactive pyri-done alkaloids from a deepsea-derived fungus Arthrinium sp. UJNMF0008. Marine Drugs. 2018. V. 16(5). P. 174. DOI: 10.3390/md16050174.
Verissimo E., Berry N., Gibbons P., Cristiano M.L.S., Rosenthal P.J., Gut J., Ward S.A., O’Neill P.M. Design and synthesis of novel 2-pyridone peptidomimetic falcipain 2/3 inhibitors. Bioorg. Medic. Chem. Lett. 2008. V. 18(14). P. 4210-4214. DOI: 10.1016/j.bmcl.2008.05.068.
Luo T., Li Y., Xu Y., Zhang S., Wang Y., Kou X., Xiao D. Rapid synthesis of a hyperfluorescence 2-pyridone derivative as a fluorescent molecular sensor for picric acid. Sensors Actuators B: Chemical. 2017. V. 253. P. 231-238. DOI: 10.1016/j.snb.2017.06.080.
Isaka M., Tanticharoen M., Kongsaeree P., Thebtaranonth Y. Structures of cordypyridones A− D, antimalarial N-hydroxy-and N-methoxy-2-pyridones from the insect patho-genic fungus Cordyceps n ipponica. J. Org. Chem. 2001. V. 66(14). P. 4803-4808. DOI: 10.1021/jo0100906.
Tsuchinari M., Shimanuki K., Hiramatsu F., Murayama T., Koseki T., Shiono Y. Fusapyridons A and B, novel pyridone alkaloids from an endophytic fungus, Fusarium sp. YG-45. Z. Naturforsch. B. 2007. V. 62(9). P. 1203-1207. DOI: 10.1515/znb-2007-0916.
Kusakabe Y., Mizutani S., Kamo S., Yoshimoto T., Tomoshige S., Kawasaki T., Takasawa R., Tsubaki K., Kuramochi K. Synthesis, antibacterial and cytotoxic evaluation of flavipucine and its derivatives. Bioorg. Medic. Chem. Lett. 2019. V. 29(11). P. 1390-1394. DOI: 10.1016/j.bmcl.2019.03.034.
Forrestall K. L., Burley D. E., Cash M. K., Pottie I. R., Darvesh S. 2-Pyridone natural products as inhibitors of SARS-CoV-2 main protease. Chem.-Biol. Interact. 2021. V. 335. P. 109348. DOI: 10.1016/j.cbi.2020.109348.
Lena G., Trapani J.A., Sutton V.R., Ciccone A., Browne K.A., Smyth M.J., Denny W.A., Spicer J.A. Dihydrofuro [3, 4-c] pyridinones as inhibitors of the cytolytic effects of the poreforming glycoprotein perforin. J. Med. Chem. 2008. V. 51(23). P. 7614-7624. DOI: 10.1021/jm801063n.
Hovhannisyan A., Pham T.H., Bouvier D., Piroyan A., Dufau L., Qin L., Cheng Y., Melikyan G., Reboud-Ravaux M., Bouvier-Durand M. New C4-and C1-derivatives of furo [3, 4-c] pyridine-3-ones and related com-pounds: Evidence for sitespecific inhibition of the constitutive proteasome and its immunoisoform. Bioorg. Medic. Chem. Lett. 2014. V. 24(6). P. 1571-1580. DOI: 10.1016/j.bmcl.2014.01.072.
Husain A., Khan S. A., Iram F., Iqbal M. A., Asif M. Insights into the chemistry and therapeutic potential of furanones: A versatile pharmacophore. Eur. J. Med. Chem. 2019. V. 171. P. 66-92. DOI: 10.1016/j.ejmech.2019.03.021.
Simon H., Nicolas P., Hovhannisyan A., Alves de Sousa R., Nassima B., Laura E., Enzo T., Stephanie A., Claude S, Julien D., Olivier D., Vincent L., Sebastien N., Melikyan G., Jean-Philippe H., Pierre-Olivier V. Cerpeginderived furo [3, 4-c] pyridine-3, 4 (1H, 5H)-diones enhance cellular response to interferons by de novo pyrimidine biosynthesis inhibition. Eur. J. Med. Chem. 2020. V. 186. P. 111855. DOI: 10.1016/j.ejmech.2019.111855.
Sivakumar K., Eswaramurthy S., Subramanian K., Natarajan S. Structure of Cerpegin, a new alkaloid. Acta Crystallograph. Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1990. V. 46(5). P. 839-841. DOI: 10.1107/S0108270189009595.
Génin E., Reboud-Ravaux M., Vidal J. Proteasome inhibitors: recent advances and new perspectives in medicinal chemistry. Curr. Topics Med. Chem. 2010. V. 10(3). P. 232-256. DOI: 10.2174/156802610790725515.
Hovhannisyan A., Pham T.H., Bouvier D., Qin L., Melikyan G., Reboud-Ravaux M., Bouvier-Durand M. C1 and N5 derivatives of Cerpegin: Synthesis of a new series based on structure–activity relationships to optimize their inhibitory effect on 20S proteasome. Bioorg. Medic. Chem. Lett. 2013. V. 23(9). P. 2696-2703. DOI: 10.1016/j.bmcl.2013.02.079.
Meiners S., Ludwig A., Stangl V., Stangl K. Proteasome inhibitors: poisons and remedies. Med. Res. Rev. 2008. V. 28(2). P. 309-327. DOI: 10.1002/med.20111.
Singh G.S., Desta Z.Y. Isatins as privileged molecules in design and synthesis of spiro-fused cyclic frameworks. Chem. Rev. 2012. V. 112(11). P. 6104-6155. DOI: 10.1021/cr300135y.
Yeung B.K., Zou B., Rottmann M., Lakshminarayana S.B., Ang S.H., Leong S.Y., Tan J., Wong J., Keller-Maerki S., Fischli C., Goh A. Spirotetrahydro β-carbolines (spiroindolones): a new class of potent and orally efficacious compounds for the treatment of malaria. J. Med. Chem. 2010. V. 53(14). P. 5155-5164. DOI: 10.1021/jm100410f.
Kumari G., Modi M., Gupta S.K., Singh R.K. Rhodium (II) acetate-catalyzed stereoselective synthesis, SAR and anti-HIV activity of novel oxindoles bearing cyclopropane ring. Eur. J. Med. Chem. 2011. V. 46(4). P. 1181-1188. DOI: 10.1016/j.ejmech.2011.01.037.
Vintonyak V.V., Warburg K., Kruse H., Grimme S., Hübel K., Rauh D., Waldmann, H. Identification of thiazol-idinones spiro‐fused to indolin‐2‐ones as potent and selective inhibitors of the mycobacterium tuberculosis protein tyrosine phosphatase B. Angew. Chem. 2010. V. 122(34). P. 6038-6041. DOI: 10.1002/ange.201002138.
Ding K., Lu Y., Nikolovska-Coleska Z., Wang G., Qiu S., Shangary S., Gao W., Qin D., Stuckey J., Krajewski K., Roller P.P. Structure-based design of spiro-oxindoles as potent, specific small-molecule inhibitors of the MDM2− p53 interaction. J. Med. Chem. 2006. V. 49(12). P. 3432-3435. DOI: 10.1021/jm051122a.
Melikyan G.S., Hovhannisyan A.A., Hayotsyan, S.S. Syn-thesis of some heterocyclic compounds from enamines of 3-acetylfuran-2 (5 H)-ones. Synth. Commun. 2012. V. 42(15). P. 2267-2276. DOI: 10.1080/00397911.2011.555591.
Peixoto P.A., Boulangé A., Leleu S., Franck X. Versatile Synthesis of Acylfuranones by Reaction of Acylketenes with α‐Hydroxy Ketones: Application to the One‐Step Multicom-ponent Synthesis of Cadiolide B and Its Analogues. Eur. J. Org. Chem. 2013. V. 16. P. 3316-3327. DOI: 10.1002/ ejoc.201300166.
Bhuiyan M.M.H., Hossain M.I., Alam M.A., Mahmud M.M. Microwave assisted Knoevenagel condensation: Synthesis and antimicrobial activities of some arylidene-malononitriles. Chem. J. 2012. V. 2(1). P. 31-37.
Modi A., Ali W., Patel B.K. N,N‐Dimethylacetamide (DMA) as a Methylene Synthon for Regioselective Linkage of Imidazo [1, 2‐a] pyridine. Adv. Synth. Catal. 2016. V. 358(13). P. 2100-2107. DOI: 10.1002/adsc.201600067.
Piroyan A., Melikyan G. Convenient synthetic route to 3-cyanopyridine-2 (1 H)-one derivatives with aromatic substituents. Heterocycl. Commun. 2012. V. 18(5-6). P. 233-237. DOI: 10.1515/hc-2012-0158.
