[2]Изобретение относится к области органической химии, конкретно, к соединениям 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота - (Ia), 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4- тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ib) и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ic) c общей формулой Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с),обладающие противодиабетической активностью:
[3]
[4]которые обладают противодиабетической активностью и могут найти применение в медицине для лечения сахарного диабета.
[6]Известны структурные аналоги заявляемым соединениям – производные 3-(5-((3-арил(гетарил))карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовой кислоты IIa-d [M. Krasavin, A. Lukin, N. Zhurilo, A. Kovalenko, I. Zahanich, S. Zozulya, Novel agonists of free fatty acid receptor 1 (GPR40) based on 3-(1,3,4-thiadiazol-2-yl)propanoic acid scaffold, Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, 2016, 31(6), 1404-1410, DOI: 10.3109/14756366.2016.1142984], которые также проявляют противодиабетическую активность:
[7]
[8]Синтез структурных аналогов IIa-d осуществляется взаимодействием 2-хлор-N-(-арил(-гетарил))ацетамида с избытком элементарной серы и морфолином (в присутствии триэтиламина). Промежуточные N-арил-2-морфолино-2-тиооксацетамиды подвергали взаимодействию с гидразин гидратом с последующей конденсацией с янтарным ангидридом в ледяной уксусной кислоте с получением производных 3-(5-((3-арил(гетарил))карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовой кислоты IIa-d
[9]Известны [патент RU 2672887 C1 Скачилова С. Я., Малыгин А. С., Попов Н. С., Демидова М. А., Садчикова Н. П., Желтухин Н. К., Коротоножкин А. В.] производные 1,3,4-тиадиазола типа III, проявляющие высокие противоэпилептическое и обезболивающее свойства, также являющиеся структурными аналогами.
[10]
[11]Известны [Патент RU 2448961 C1, Сернов Л. Н., Скачилова С. Я., Желтухин Н. К., Проскурина О. В., Митрохин Н. М., Шилова Е. В., Суханова С. А., Сернова А. Л., Шрамов Д. В. ] производные 1,3,4-тиадиазола типа IV, обладающие противовоспалительной, бронхолитической, противотуберкулезной активностями, также являющиеся структурными аналогами.
[12]
[13]Известно гипогликемическое лекарственное средство с противодиабетическим действием, акарбоза с формулой:
[14]
[15]и ее применение для лечения диабета, применяется в лечебной практике [Машковский М.Д. Лекарственные средства.- 14-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: ООО «Новая волна», 2002. - с.24].
[16]Задачей изобретения является расширение арсенала средств для лечения сахарного диабета, создание новых соединений- производных 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- (Ia), 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- (Ib) и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовой кислоты (Ic), содержащих в структуре фармакофорную 1,3,4-тиадиазольную группу, обладающих высокой противодиабетической активностью и способа их получения.
[18]Технический результат заключается:
[19]- в создании нового соединения, содержащего в структуре фармакофорную 1,3,4-тиадиазольную группировку;
[20]-в создании соединения, которое обладает противодиабетической активностью и применимо в качестве лекарственного средства для лечения диабета;
[21]-в обеспечении получения пиридоновых производных 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-, 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовой кислоты общей формулы Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с).
[22]Получены новые соединения, содержащие в структуре фармакофорную 1,3,4-тиадиазольную группировку, которые обладают противодиабетической активностью, что позволяет использование в медицине в качестве лекарственных средств с противодиабетическими свойствами.
[23]Технический результат достигается тем, что
[24]1. Пиридоновые производные 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-, 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил) пропионовой кислоты общей формулы Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с),
[25]
[26]2. Пиридоновые производные 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-, 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил) пропионовой кислоты общей формулы Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с), по п 1, обладающие противодиабетическим действием.
[27]3. Способ получения пиридоновых производных 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-, 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовой кислоты общей формулы Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с), по п. 1 в котором тиогидразид оксамовой кислоты Va-c
[28]
[29]кипятят с янтарным ангидридом в уксусной кислоте в течении 4 часов.
[30]Осуществление изобретения.
[31]Поставленная задача решается синтезом пиридоновых производных 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)-, 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)- и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил) пропионовой кислоты общей формулы Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с),
[32] .
[33]обладающим противодиабетической активностью.
[34]Соединение получают следующим образом - тиогидразид оксамовой кислоты Va-c
[35]
[36]кипятят с янтарным ангидридом в уксусной кислоте в течении 4 часов.
[37](схема 1): производные соединений общей формулы I получают взаимодействием тиогидразида оксамовой кислоты (2-гидразинил-N-(6-метил-2-оксо-4-(-арил(-гетарил))-1,2-дигидропиридин-3-ил)-2-тиоксоацетамид) V, способ получения которого известен [Irina V. Palamarchuk,Zarina T. Shulgau, Adilet Y. Dautov, Shynggys D. Sergazy, Ivan V. Kulakov. Organic & Biomolecular Chemistry, 2022, 20, 8962-8976] с янтарным ангидридом при кипячении в уксусной кислоте в течении 4 часов.
[39]
[40]Для этих соединений (Ia-с) было проведено изучение противодиабетической активности.
[41]Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
[42]Пример 1. Получение 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ia)
[43]К 322 мг (1 ммоль) тиогидразида оксамовой кислоты IVa в 3 мл уксусной кислоты добавляют 300 мг (3 ммоль) янтарного ангидрида. Реакционную смесь нагревают до температуры кипения с обратным холодильником при интенсивном перемешивании в течение 4 ч, затем охлаждают и выливают в ледяную (5 °С) воду (25 мл). Образовавшийся осадок отфильтровывают и сушат на воздухе с получением аналитически чистого соединения.
[44]Выход 251 мг (78%), бежевый порошок, т. пл. 210-212 °С.
[45]Спектр ЯМР1H (500 МГц, ДМСО-d6) δ, м.д. (J, Гц): 2.03 (с, 3H, СH3); 2.15 (с, 3H, СH3); 2.82 (уш.с, 2H, СН2CО); 3.37 (уш.с, 2H, 3-СН2); 5.94 (с, 1H, H-5); 9.95 (с, 1H, 1-NHCO'); 11.73 (уш.с, 1Н, 1-NH); 12.40 (уш.с, 1H, ОН). Спектр ЯМР13С (125 МГц, ДМСО-d6) δ, м.д.:18.03 (CH3); 18.19 (CH3); 25.21 (CH2); 32.73 (СН2CО); 106.47(C-5); 121.23; 142.75; 147.17; 156.34; 159.71; 165.29; 172.92; 173.36. LC/Q-TOF m/z: вычислено для C13H15N4O4S+ [M + H]+: 323.0809; найдено: 323.0817.
[46]Пример 2. 3-(5-((6-Метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ib) получена по методике, аналогичной синтезу Ia из384 мг (1 ммоль) тиогидразида оксамовой кислоты IVb и 300 мг (3 ммоль) янтарного ангидрида.
[47]Выход 304 мг (79%), белый порошок, т. пл. 271–273 °С.
[48]Спектр ЯМР1H (500 МГц, ДМСО-d6) δ, м.д. (J, Гц): 2.24 (с, 3H, СH3); 2.79 (т, 2H, J=7.0 СН2CО); 3.33 (т, 2H, J=7.1, 3-СН2); 6.08 (с, 1H, H-5); 7.33-7.39 (м, 3Н, Н-3,4,5 Ph ); 7.46 (д, 2Н, J=7.3, Н-2,6 Ph); 10.06 (с, 1H, NHCO'); 12.04 (уш.с, 1Н, 1-NH); 12.33 (уш.с, 1H, ОН). Спектр ЯМР13С (125 МГц, ДМСО-d6) δ, м.д.: 18.42 (CH3); 25.17 (CH2); 32.64 (СН2CО); 105.54 (C-5); 120.04; 127.68 (2C Ph); 128.22 (2C Ph); 128.40 (1C Ph); 137.26; 144.06; 149.69; 157.06; 160.35; 165.09; 172.90; 173.27. LC/Q-TOF m/z: вычислено для C18H17N4O4S+ [M + H]+: 385.0965; найдено: 385.0968.
[49]Пример 3. 3-(5-((6-Метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ic) получена по методике, аналогичной синтезу Ia из390 мг (1 ммоль) тиогидразида оксамовой кислоты IVc и 300 мг (3 ммоль) янтарного ангидрида.
[50]Выход 323 мг (83%), белый порошок, т. пл. 273–275 °С.
[51]Спектр ЯМР1H (500 МГц, ДМСО-d6) δ, м.д. (J, Гц): 2.24 (c, 3H, СH3); 2.83 (т, 2H, J=6.9 СН2CО); 3.39 (т, J=6.9, 2H, 3-СН2); 6.48 (с, 1H, H-5); 7.15 (т, J=4.4, 1Н, Н-4' тиофен ); 7.68 (д, 2Н, J=4.4, Н-3',5' тиофен); 10.25 (с, 1H, 1-NHCO'); 11.81 (уш.с, 1Н, 1-NH); 12.38 (уш.с, 1H, ОН). Спектр ЯМР13С (125 МГц, ДМСО-d6) δ, м.д.: 18.44 (CH3); 25.20 (3-CH2); 32.63 (СН2CО); 102.64 (C-5); 118.38; 127.17 (1C тиофен); 129.05 (1C тиофен); 130.07 (1C тиофен); 137.02; 141.36; 143.64; 157.76; 160.31; 165.20; 172.88; 173.34. LC/Q-TOF m/z: вычислено для C16H15N4O4S2+ [M+H]+: 391.0529; найдено: 391.0533.
[52]Пример 4. Исследование степени ингибирования α-амилазной активности испытуемых соединений
[53]Эксперимент проводят in vitro. Противодиабетическую активность оценивают по степени ингибирования исследуемыми веществами α-амилазной активности. В каждую лунку 96-луночного планшета добавляют реакционную смесь, содержащую 50 мкл фосфатного буфера (100 мм, рН = 7,2), 10 мкл α-амилазы (2 Ед/мл) и 20 мкл тестируемых соединений в концентрации 150 мкм/мл, которую затем инкубируют при температуре 37 °C в течение 30 минут. Затем в качестве субстрата добавляют 50 мкл 1% растворимого крахмала (100 мм фосфатного буфера, рН = 7,2) и инкубируют смесь при 37°C в течение 10 минут. Затем добавляют 100 мкл окрашивающего реагента DNS и кипятят смесь в течение 5 минут. Оптическую плотность полученной смеси измеряют при 540 нм на пластинчатом спектрофотометре (SpectraMax M5, 2009). В качестве препарата сравнения используют акарбозу в концентрации 150 мкм/мл (положительный контроль). В то же время устанавливают отрицательный контроль (20 мкл ДМСО) без добавления тестируемых соединений. Все образцы тестируют в триплетах. [P. Bernfeld, “Amylase, α and β,” in Methods in Enzymology; S.P. Colowick and N.O. Kaplan, Eds., pp. 149–158, Academic Press, New York, NY, USA, 1955]. Ингибирующую активность выражают в процентах (%) в соответствии со степенью ингибирования α-амилазы по сравнению с отрицательным контролем. Ингибирующую активность рассчитывают по следующей формуле:
[54]Ингибирующая активность (%) = (1 - As/Ac)*100%, где As - оптическая плотность тестируемого соединения, а Ac - оптическая плотность контроля.
[55]Результаты исследования ингибиторной активности испытуемых соединений в отношении фермента α-амилазы приведены в таблице 1.
[57]| Структура | Степень ингибирования активности
α -амилазы, % |
| 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ia) | 33,3±2,4 |
| 3-(5-((6-Метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ib) | 64,6±3,4 |
| 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ic) | 54,6±2,1 |
| Акарбоза | 50,3±1,1 |
[58]Таким образом, проведенные биоиспытания представленных образцов показали, что соединение Ia обладает выраженной ингибирующей активностью α-амилазы 33,3%, сопоставимой с акарбозой (50,3 %). Соединение Ib обладает наиболее выраженной ингибирующей активностью α-амилазы 64,6%, что в 1,3 раза превышает значения препарата сравнения акарбозу. Соединение Iс обладает выраженной ингибирующей активностью в отношенииα-амилазы 54,6%.
[59]Пример 5. Исследования IC50 ингибиторной активности испытуемых соединений в отношении фермента α-амилазы.
[60]Растворы исследуемых соединений, растворенных в диметилсульфоксиде (250 мкг/мл), включают в реакционную смесь, содержащую 0,25% крахмала в 100 мМ фосфатном буфере (pH 6,8) и 2 ед. фермента (α-амилазы из Bacillus licheniformis, Sigma-Aldrich, St. , Луис, Миссури, США, 2 ЕД/мл). Реакционную смесь инкубируют 5 мин. при 37°С. Динитросалициловую кислоту (DNS) (100 мкл) добавляют к аликвотам по 200 мкл реакционной смеси. Полученную смесь кипятят 15 мин, а затем разбавляют 900 мкл воды. Поглощение измеряют спектрофотометрически при 540 нм. Показатели абсорбции, полученные для смесей растворов соединений с ДМСО, водой и крахмалом, представляют собой фоновые показания. Раствор образца заменяют ДМСО в качестве контроля. В качестве положительного контроля используют акарбозу. Все образцы исследуют в триплетах [L.J. Shai, P. Masoko, M.P. Mokgotho, S.R. Magano, A.M. Mogale, N. Boaduo, J.N. Eloff. Yeast alpha glucosidase inhibitory and antioxidant activities of six medicinal plants collected in Phalaborwa. S. Afr. J. Bot., 76 (2010), pp. 465-470].
[61]Результаты исследования IC50 ингибиторной активности испытуемых соединений в отношении фермента α-амилазы приведены в таблице 2.
[63]| Соединение | Значение IC50 ингибирующей активности α-амилазы (мкг/мл) |
| 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ia) | 224.1±25.9 |
| 3-(5-((6-Метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ib) | 122.2±4.2 |
| 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ic) | 198.4±6.7 |
| Акарбоза | 998.3±45.1 |
[64]Таким образом, проведенные биоиспытания на исследование IC50 ингибиторной активности испытуемых соединений в отношении фермента α-амилазы показали, что соединение Ia имеет значение IC50 = 224,1 мкМ, что в 4 раз меньше, чем у препарата сравнения Акарбоза (IC50 = 998,3 мкМ). Соединение Ib показало самое сильное ингибирование α-амилазы со значением IC50 = 122,2 мкМ, что в 8 раз меньше, чем у препарата сравнения Акарбоза. Соединение Iс имеет значение IC50 198,4 мкМ, что в 5 раз меньше, чем у препарата сравнения Акарбоза.
[65]Соединение 3-(5-((4,6-диметил-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота - (Ia), 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-фенил-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ib) и 3-(5-((6-метил-2-оксо-4-(тиофен-2-ил)-1,2-дигидропиридин-3-ил)карбамоил)-1,3,4-тиадиазол-2-ил)пропионовая кислота (Ic) c общей формулой Ia-c, где R = метил- (а), фенил- (b), тиофен-2-ил- (с)
[66]
[67]Для получения соединения тиогидразид оксамовой кислоты Va-c
[68]
[69]кипятят с янтарным ангидридом в уксусной кислоте в течении 4 часов.
[70]Новые соединения, содержащие в структуре фармакофорную 1,3,4-тиадиазольную группировку, обладают противодиабетической активностью, что позволяет предложить их использование в медицине в качестве лекарственных средств с противодиабетическими свойствами.
, 
.
