СИНТЕЗ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА, СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С 1,3,4-ТИАДИАЗОЛЬНЫМИ И 1,2,4-ТРИАЗОЛЬНЫМИ ФРАГМЕНТАМИ
Аннотация
В данной обзорной статье рассмотрены современные методы синтеза, особенности молекулярной структуры и спектральные характеристики биологически активных соединений, содержащих 1,3,4-тиадиазольные и 1,2,4-триазольные фрагменты. Эти гетероциклические системы представляют значительный интерес в медицинской и фармацевтической химии благодаря широкому спектру их биологической активности, включая антимикробные, противовоспалительные, противоопухолевые и антиоксидантные свойства. Вследствие этого их можно рассматривать как фармакофоры. Современные синтетические подходы, такие как циклоконденсация, реакции нуклеофильного замещения и каталитические превращения, позволяют эффективно получать разнообразные производные 1,3,4-тиадиазола и 1,2,4-триазола с заданными фармакофорными группами. В данном обзоре подробно рассмотрен материал по способам синтеза, химической модификации, изучению структуры моно- и двухъядерных гетероциклов на основе 1,3,4-тиадиазола и 1,2,4-триазола с целью получения биологически активных соединений. Исследования молекулярной структуры с использованием рентгеноструктурного анализа (РСА), ЯМР и ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии играют важную роль в идентификации и изучении электронных, конформационных особенностей этих соединений и подтверждают ключевую роль гетероциклических фрагментов в формировании биологической активности. Перспективы дальнейших исследований связаны с разработкой новых высокоэффективных производных на основе 1,3,4-тиадиазола и 1,2,4-триазола, углубленным изучением их механизмов действия, а также созданием гибридных молекул с улучшенными фармакокинетическими свойствами. Комплексный подход, сочетающий синтетическую химию, спектроскопические методы и компьютерное моделирование, открывает новые возможности для создания перспективных двойных лекарств на основе этих гетероциклических систем. Рассмотрены способы прогноза фармакокинетических свойств и лекарствоподобия in silico с применением различных программ, находящихся в открытом доступе.
Для цитирования:
Петухова Е.А., Суворова Ю.В., Данилова Е.А. Синтез, молекулярная структура, свойства биологически активных соединений с 1,3,4-тиадиазольными и 1,2,4-триазольными фрагментами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 6-18. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7256.
Литература
Knunyanst I.L. Chemical Encyclopedia. М.: Sov. Entsikl. 1990. 3400 p. (in Russian).
Serban G., Stanasel O., Serban E., Bota S. // Drug Des. Devel. Ther. 2018. V. 12. P. 1545-1566. DOI: 10.2147/DDDT.S155958.
Sahu S., Sahu T., Kalyani G., Gidwani B. // J. Pharmacopunct. 2021. V. 24. N 1. P. 32-40. DOI: 10.3831/KPI.2021.24.1.32.
Muğlu H., Akın M., Çavuş M.S., Yakan H., Şaki N., Güzel E. // Comput. Biol. Chem. 2022. V. 96. P. 107618. DOI: 10.1016/j.compbiolchem.2021.107618.
Wu S., Shi J., Chen J., Hu D., Zang L., Song B. // J. Agric. Food. Chem. 2021. V. 69. N 16. P. 4645-4654. DOI: 10.1021/acs.jafc.1c01204.
Sayiner H.S., Yilmazer M.I., Abdelsalam A.T., Ganim M.A., Baloglu C., Altunoglu Y.C., Gur M., Saracoglu M., Attia M.S., Mahmoud S.A., Mohamed E.H., Bou-kherroub R., Al-Shaalan N.H., Alharthi S., Kandemirli F., Amin M.A. // RSC Adv. 2022. V. 12. P. 29627-29639. DOI: 10.1039/d2ra02435g.
Kamel M.G., Sroor F.M., Othman A.M., Hassaneen H.M., Abdallah T.A., Saleh F.M., Teleb M.A.M. // Monatsh. Chem. 2022. V. 153. P. 929-937. DOI: 10.1007/s00706-022-02967-z.
Yunnikova L.P., Akent’eva T.A., Suvorova Yu.V., Danilova E.A., Islyaikin M.K. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 35-44 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6562.
Danilova E.A., Galanin N.E., Islyaikin M.K., Maizlish V.E., Berezina G.R., Rumyantseva T.A., Suvo-rova Yu.V., Znoiko S.A., Kustova T.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 7. P. 111-119 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236607.6826j.
Danilova E.A., Melenchuk T.V., Trukhina O.N., Islyaikin M.K. // Macroheterocycles. 2010. V. 3. N 1. P. 68-81 (in Russian). DOI: 10.6060/mhc2010.1.68.
Amelin V.G., Shogah Z.А.C., Bolshakov D.S., Tretyakov A.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 17-27 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6568.
Krupnova I.A., Sukhanov G.T. // Khim. Interesakh Ustoiych. Razv. 2019. V. 27. N 4. P. 443-448 (in Russian). DOI: 10.15372/KhUR2019157.
Sukhanov G.T., Lukin A.Yu. // Chem. Heterocycl. Compd. 2005. V. 41. P. 861-865. DOI: 10.1007/s10593-005-0239-8.
Sukhanova A.G., Sakovich G.V., Sukhanov G.T. // Chem. Heterocycl. Compd. 2008. V. 44. N 11. P. 1368-1373. DOI: 10.1007/s10593-009-0194-x.
Zakaryan G.B., Hayotsyan S.S., Ayvazyan A.G., Tamazyan R.A., Panosyan G.A., Danagulyan G.G., Attaryan O.S. // Khim. Heterocycl. Soed.. 2016. V. 52. N 4. P. 253-256 (in Russian). DOI: 10.1007/s10593-016-1870-2.
Garratt P.J. Comprehensive Heterocyclic Chemmistry. II. 1996. P. 127-163. DOI: 10.1016/b978-008096518-5.00080-0.
Anders E., Wermann K., Wiedel B. Van den Eynde J.-J. // Liebigs Ann. 1997. V. 4. P. 745-752. DOI: 10.1002/jlac.199719970417.
Curtis A.D.M., Jennings N. Katritzky A.R., Ramsden C.A., Scriven E.F.V., Taylor R.J.K. Comprehensive Heterocyclic Chemmistry. III. 2008. V. 5. P. 159-209. DOI: 10.1016/B978-008044992-0.00502-2.
Mazharova A.G., Abagyan R.S., Taranushich V.A., Chernyshev V.M. // Izv. Vuzov. Sev.-Kavkaz. Reg. Tekhn. Nauki. 2013. V. 5. P. 74-78 (in Russian).
Torre G., Torres T. // J. Org. Chem. 1996. V. 61. P. 6446-6449. DOI: 10.1021/jo960704k.
Yagodarova L.D., Danilova E.A., Smirnov R.P. // Russ. J. Gen. Chem. 2003. V. 73. N 2. P. 308-311. DOI: 10.1023/A:1024716810867.
Fuentes J.J., Lenoir J.A. // Can. J. Chem. 1976. V. 54.
P. 3620-3625. DOI: 10.1139/v76-520.
Danilova E.A., Ivolin A.A., Vorontsova A.A., Islyaykin M.K., Ananyeva G.A., Zharnikova N.V., Bykova V.V., Usoltseva N.V. // Zhid. Krist. Prakt. Ispol'z. [Liq. Cryst. and their Applic.]. 2011. V. 3. P. 5-14 (in Russian).
Petukhova E.A., Dmitriev M.V., Danilova E.A. // Russ. J. Gen. Chem. 2024. V. 94. N 11. P. 2841-2846. DOI: 10.1134/S1070363224110045.
Komarova D.S., Demkin K.M., Mochalova M.S., Lovskaya D.D. // Ros. Khim. Zhurn. 2023. V. 67. N 2. P. 59-66 (in Russian). DOI: 10.6060/RCJ.2023672.7.
Aleksakhina E.L., Ivanova A.S., Pakhrova O.A., Tomilova I.K., Usoltsev S.D., Marfin Yu.S. // Ros. Khim. Zhurn. 2023. V. 67. N 3. P. 90-97 (in Russian). DOI: 10.6060/RCJ.2023673.13.
Jain A.K., Sharma S., Vaidya A., Ravichandran V., Agrawal R.K. // Chem. Biol. Drug Des. 2013. V. 81. N 5. P. 557-576. DOI: 10.1111/cbdd.12125.
Weidinger H., Kranz J. // J. Chem. Ber. 1963. V. 96.
P. 1059-1063. DOI: 10.1002/cber.19630960421.
Ivanskiy V.I. Chemistry of Heterocyclic Compounds. M.: Vyssh. Shk. 1978. 559 p. (in Russian).
Janowska S., Khylyuk D., Andrzejczuk S., Wujec M. // Molecules. 2022. V. 27. N 10. P. 3161. DOI: 10.3390/molecules27103161.
Mohamed A.E., Elgammal W.E., Dawaba A.M. // Appl. Biol. Chem. 2022. V. 65. N 54. P. 1-18. DOI: 10.1186/s13765-022-00725-7.
Alam F. // J. Appl. Pharm. Res. 2018. V. 6. N 4. P. 10-19. DOI: 10.18231/2348-0335.2018.0012.
Mohanty P., Behera S., Behura R., Shubhadarshinee L., Mohapatra P., Barick A.K., Jali B.R. // Biointerface Res. Appl. Chem. 2022. V. 12. N 2. P. 2171-2195. DOI: 10.33263/BRIAC122.21712195.
Hussain S., Sharma J., Amir M. // Eur. J. Chem. 2008. V. 5. N 4. P. 963-968. DOI: 10.1155/2008/924734.
Kadi A.A., Al-Abdullah E.S., Shehata I.A., Habib E.E., Ibrahim T.M., El-Emam A.A. // Eur. J. Med. Chem. 2010. V. 45. N 11. P. 5006-5011. DOI: 10.1016/j.ejmech.2010.08.007.
Matysiak J., Malinski Z. // Russ. J. Bioorg. Chem. 2007. V. 33. N 6. P. 594-601. DOI: 10.1134/s1068162007060106.
Barboiu M., Cimpoesu M., Guran C., Supuran C.T. // Met. Based Drugs. 1996. V. 3. N 5. P. 227-232. DOI: 10.1155/MBD.1996.227.
Zamani K., Faghihi K., Mehranjani M.S. // Pol. J. Pharmacol. 2003. V. 55. N 6. P. 1111-1117.
Patil R.L., Mandhare N.P., Bondge P.S., Munde B.S., Mane A.R. // Indian J. Heterocycl. Chem. 2003. V. 12. P. 245-248. DOI: 10.1191/0961203303lu366xx.
Oruc E.E., Rollas S., Kandemirli F., Shvets N., Dimoglo A. // J. Med. Chem. 2004. V. 47. N 27. P. 6760-6767. DOI: 10.1021/jm0495632.
Janowska S., Khylyuk D., Bielawska A., Szymanowska A., Gornowicz A., Bielawski K., Noworól J., Mandziuk S., Wujec M. // Molecules. 2022. V. 27. P. 1814. DOI: 10.3390/molecules27061814.
Melenchuk T.V., Danilova E.A., Islyaikin M.K. // Russ. J. Gen. Chem. 2010. V. 80. P. 1369–1372. DOI: 10.1134/S1070363210070261.
Danilova E.A., Melenchuk T.V., Melekhonova E.E., Tyutina M.A., Islyaikin M.K. // Macroheterocycles. 2009. V. 2. N 3. P. 246-250. DOI: 10.6060/mhc2009.3-4.246.
Melenchuk T.V., Danilova E.A., Stryapan M.G., Islyaikin M.K. // Russ. J. Gen. Chem. 2008. V. 78. P. 480-484. DOI: 10.1134/S1070363208030237.
Juliá S., Sala P., Del Mazo J., Sancho M., Ochoa C., Elguero J., Vertut M.-C. // J. Heterocycl. Chem. 1982. V. 19. N 5. P. 1141-1145. DOI: 10.1002/jhet.5570190531.
Torres J., Lavandera J.L., Cabildo P., Claramunt R.M., Elguero J. // J. Heterocycl. Chem. 1988. V. 25. N 3. P. 771-782. DOI: 10.1002/jhet.5570250313.
Chernysheva A.V., Chernyshev V.M., Korolenko P.V., Taranushich V.A. // Russ. J. Appl. Chem. 2008. V. 81. N 10. P. 1813-1817. DOI: 10.1134/S1070427208100200.
Ashutosh B., Ankur J., Kumar N.R., Sonia G., Niharika S., Vivek D., Pramod S. // J. Pharm. Sci. Drug Res. 2009. V. 1. N 3. P. 207-210. DOI: 10.25004/IJPSDR.2009.010315.
Suvorova Yu.V., Petukhova E.A., Danilova E.A., Tyurin D.V. // Liq. Cryst. Appl. 2020. V. 20. N 4. P. 27–34. DOI: 10.18083/LCAppl.2020.4.27.
Suvorova Yu.V., Petukhova E.A., Danilova E.A., Tyurin D.V. // Liq. Cryst. Appl. 2022. V. 22. N 1. P. 6-15 (in Russian). DOI: 10.18083/LCAppl.2022.1.6.
Suvorova Yu.V., Petukhova E.A., Dmitriev M.V., Danilova E.A., Aleksandriiskii V.V. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 12. P. 8-16. DOI: 10.6060/ivkkt.20216412.6506.
Suvorova Y.V., Petukhova E.A., Dmitriev M.V., Danilova E.A. // Russ. J. Gen. Chem. 2024. V. 94. N 2. P. 297-304. DOI: 10.1134/S1070363224020051.
Brown F.K. // J. Med. Chem. 1998. V. 33. P. 375. DOI: 10.1016/S0065-7743(08)61100-8.
Brown F.K. // Curr. Opin. Drug Discov. Devel. 2005. V. 8. N 3. P. 298-302.
Gasteiger J., Engel T. Chemoinformatics: A Textbook. John Wiley & Sons. 2003. DOI: 10.1002/3527601643.
Gasteiger J. Handbook of Chemoinformatics: From Data to Knowledge in 4 Vol. Wiley-VCH. 2008. DOI: 10.1002/9783527618279.ch7c.
Fu L., Shi S., Yi J., Wang N., He Yu., Wu Zh., Peng J., Deng Y., Wang W., Wu Ch., Lyu A., Zeng X., Zhao W., Hou T., Cao D. // Nucleic Acids Res. 2024. V. 52. W422-W43. DOI: 10.1093/nar/gkae236.
Filimonov D.A., Dru-zhilovskiy D.S., Lagunin A., Gloriozova T., Rudik A.V., Dmitriev A.V., Pogodin P.V., Poroikov V. // Biomed. Chem. Res. Meth. 2018. V. 1. P. 1-21 (in Russian). DOI: 10.18097/BMCRM00004.
Danilova E.A., Islyaikin M.K. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 1994. V. 37. N 2. P. 77-81 (in Russian).
Pulcherovskaya L.P., Vasilyev D.A., Zolotukhin S.N. // Vestn. Ul'yan. Gos. Sel'skohoz. Akadem. 2017. V. 39. N 3. P. 83-87 (in Russian). DOI: 10.18286/1816-4501-2017-3-83-87.
He L.E., Wu Y.Y., Zhang H.Y., Liu M.Y., Shi D.Q. // J. Heterocycl. Chem. 2015. V. 52. N 5. P. 1308-1313. DOI: 10.1002/jhet.2160.
Dai H., Li G., Chen J., Shi Y., Ge S., Fan C., He H. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2016. V. 26. N 15. P. 3818-3821. DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.04.094.
Zong G., Yan X., Bi J., Jiang R., Qin Y., Yuan H. // PLoS ONE. 2017. V. 12. N 7. DOI: 10.1371/journal.pone.0181646.
Maymon M., Sela N., Shpatz U., Galpaz N., Freeman S. // Sci. Rep. 2020. V. 10. P. 1590. DOI: 10.1038/s41598-020-58378-9.
Peresypkin V.F. Agricultural phytopathology. M.: Agropromizdat. 1989. P. 480. (in Russian).
Hristova D., Kandova Ya., Ni-kolov G., Petrunov B. // J. Microbiol., Epidemiol. Immunobiol. 2020. V. 97. Iss. 2. P. 119-124 (in Russian). DOI: 10.36233/0372-9311-2020-97-2-119-124.
Abdallah H.M., Al-Abd A.M., El-Dine R.S., El-Halawany A.M. // J. Adv. Res. 2015. V. 6. N 1. P. 45-62. DOI: 10.1016/ j.jare.2014.11.008.
Herbst Z.M., Shibata S., Fan E., Gelb M.H. // ACS Med. Chem. Lett. 2017. V. 9. N 3. P. 279-282. DOI: 10.1021/ acsmedchemlett.7b00316.
Ghose A.K., Viswanadhan V.N., Wendoloski J.J. // J. Comb. Chem. 1999. V. 1. N 1. P. 55-68. DOI: 10.1021/cc9800071.
Egan W.J., Merz Jr K.M., Baldwin J.J. // J. Med. Chem. 2000. V. 43. N 21. P. 3867-3877. DOI: 10.1021/jm000292e.
Muegge I., Heald S.L., Brittelli D. // J. Med. Chem. 2001. V. 44. N 12. P. 1841-1846. DOI: 10.1021/jm015507e.
Lipinski C.A., Lombardo F., Dominy B.W., Feeney P.J. // Adv. Drug Deliv. Rev. 2001. V. 46. N 1-3. P. 3-26. DOI: 10.1016/S0169-409X(96)00423-1.
Veber D.F., Johnson S.R., Cheng H.-Y., Smith B.R., Ward K.W., Kopple K.D. // J. Med. Chem. 2002. V. 45. N 12. P. 2615-2623. DOI: 10.1021/jm020017n.
Daina A., Michielin O., Zoete V. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 42717. DOI: 10.1038/srep42717.
Skotnikov A.S., Mel'nik M.V., Zinina E.A., Siverceva I.V. // Ross. Kardiolog. Zhurn. 2024. V. 29. N 3. P. 25-32 (in Russian). DOI: 10.15829/1560-4071-2024-5829.
Azzam Kh. // Complex Use Min. Resour. 2023. V. 325. P. 14-21. DOI: 10.31643/2023/6445.13.
Mortelmans K., Zeiger E. // Mutat. Res. 2000. V. 20. N 455(1-2). P. 29-60. DOI: 10.1016/s0027-5107(00)00064-6.
Shabalina Yu.V. // Med. Vestn. Bashkortost. 2023. V. 18. P. 41-46 (in Russian).
Ostrikova O.I., Vaizova O.E., Aliev O.I., Buravlev E.V., Chukicheva I.Yu., Kutchin A.V. // Sibirsk. Zhurn. Klinich. Eksp. Med. 2020. Iss. 35. P. 79-86 (in Russian). DOI: 10.29001/2073-8552-2020-35-4-79-86.
Aubrecht J., Shelli J.S., Amacher D.E. // Genome Med. 2013. V. 5. P. 1-3. DOI: 10.1186/gm489.
Aleksakhina E.L., Pakhrova O.A., Tomilova I.K., Merkushev D.A., Molchanov E.E., Usoltsev S.D., Vodyanova O.S., Marfin Yu.S. // ChemChemTech [Izv. Vyssh.Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 3. P. 13-23 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6355.
Brel A.K., Lisina S.V., Budaeva Yu.N. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 3. P. 103-110. DOI: 10.6060/ivkkt.20246703.6915.
Zhao Y.H., Zhang X.J., Wen Y., Sun F.T., Guo Z., Qin W.C., Abraham M.H. // Chemosphere. 2010. V. 79. N 1. P. 72-77. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2009.12.055.
Kuletsan A.L., Marchuk N.A. // Ros. Khim. Zhurn. 2022. V. 66. N 2. P. 71-77 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2022662.11.
Tivas N.S., Chetvertneva I.A., Kolchina G.Yu., Adigozalova V.A., Movsumzade E.M., Loginova M.E. // Ros. Khim. Zhurn. 2024. V. 68. N 2. P. 21-30 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2024682.3.
