Результат интеллектуальной деятельности: 6-Оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олят натрия и способ его получения

Группа изобретений относится к области органической и медицинской химии, а именно: к новому индивидуальному гетероциклическому соединению - 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-оляту натрия формулы I и способу его получения, которое может быть использовано в органическом синтезе и в медицине в качестве потенциального средства для восстановления после черепно-мозговых травм.

В патентной и научно-технической литературе описан метод синтеза 6-гидрокси-3-фенил-2-(фениламино)пиримидин-4(3H)-она (IV), получаемого взаимодействием 1,3-дифенилгуанидина (II) с малоновым эфиром (III) в присутствии катализатора - этилата калия или натрия [Skinner, G.S. Condensation of monophenyl- and diphenylguanidine with malonates and α-alkyl-α-carbethoxy-γ-butyrolactones / G.S. Skinner, J.M. Reneberger, H.C. Vogt // Journal of American Chemical Society. - 1957. - Vol. 79. - P. 6207-6209].

Получаемое вещество (IV) и способ его получения были выбраны в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Недостатком приведенного метода синтеза пиримидиновой системы является применение в качестве катализаторов этилата калия или натрия, которые в промышленности наиболее часто приготавливаются в процессе производства из соответствующих щелочных металлов. Использование чистых металлов - калия или натрия - обуславливает высокую взрыво- и пожароопасность таких методов. Выход соединения (IV) составляет 90% (при использовании калия) и 52% (в случае натрия). В то же время пиримидин (IV) практически нерастворим в воде, что значительно ограничивает его применение в качестве потенциального лекарственного средства. В частности, нерастворимость в воде делает данное вещество неприменимым для приготовления инъекций и инфузий - лекарственных форм, приоритетных при лечении пациентов, находящихся без сознания, например, в терапии черепно-мозговых травм.

Из патентной и научно-технической литературы не выявлены ни способ получения нового, заявляемого авторами соединения, ни сама структура.

Задачей предполагаемой группы изобретений является создание нового неописанного в литературе соединения, водорастворимого аналога пиримидина (IV) - 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олята натрия (I), что позволит расширить ассортимент потенциальных средств для восстановления после черепно-мозговых травм.

Техническими результатами, на решение которых направлена группа изобретений, являются получение нового водорастворимого гетероциклического соединения формулы I, которое потенциально может быть использовано в медицине в качестве нейрореабилитационного средства; разработка простого способа его синтеза.

Поставленная задача осуществляется путем взаимодействия 1,3-дифенилгуанидина (II) с малоновым эфиром (III) без растворителя или в среде высококипящего апротонного растворителя при температуре 145-155°С с последующим получением натриевой соли по схеме:

Способ получения 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олята натрия (I) изучен и проведен в лабораторных условиях на стандартном товарном сырье.

По сравнению с прототипным методом синтеза пиримидинового цикла, разработанный метод позволяет отказаться от использования щелочных металлов, обуславливающих высокую взрыво-пожароопасность производства, при сохранении высокого выхода (85-88%). При этом получаемый продукт (I) хорошо растворим в воде (более 1 г на 100 мл воды).

Данные элементного анализа и выход продукта реакции приведены в таблице 1, спектральные характеристики полученного соединения приведены в табл. 2.

Предполагаемая группа изобретений проиллюстрирована схемой и примерами практического осуществления.

Пример 1. Получение 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олята натрия (I) без растворителя

В плоскодонную колбу емкостью 500 мл, снабженную обратным холодильником, термометром и магнитной мешалкой, загружают 105.6 г (0.5 моль) 1,3-дифенилгуанидина (97.5%, ГОСТ 40-80) и 40.0 г (0.25 моль) малонового эфира (99.0%, производство Acros Organics, арт. 11445). При перемешивании, с помощью масляной бани, реакционную массу нагревают до 145-155°С, при этом смесь гомогенизируется, а через 20-30 минут затвердевает. Колбу охлаждают, приливают к реакционной массе 250 мл 2М раствора гидроксида натрия, перемешивают суспензию в течение 30 минут при температуре 20-25°С и фильтруют от не растворившегося осадка. Фильтрат закисляют до рН 3-4 4М соляной кислотой и отфильтровывают выпавший белый осадок, который промывают двумя порциями по 50 мл воды. Осадок переносят в химический стакан емкостью 1 л и суспендируют его в 300 мл воды. К суспензии порциями добавляют 2М раствор гидроксида натрия до растворения осадка и рН в растворе 9-10. Раствор переносят в круглодонную колбу и упаривают растворитель в вакууме (7-10 мм рт.ст.) при 35-40°С. После отгона воды в колбе остается целевой продукт, представляющий собой белый мелкокристаллический порошок. Выход 66.3 г (88%), температура плавления 354-356°С (с разложением).

Состав синтезированного соединения подтвержден элементным анализом. Брутто-формула: C₁₆H₁₂N₃NaO₂. Найдено, %: С - 63.62, Н - 3.94, N - 13.99. Вычислено %: С - 63.79, Н - 4.01, N - 13.95.

Строение синтезированного вещества было доказано методами спектроскопии ЯМР ¹Н и ¹³С.

В спектре ЯМР ¹Н раствора исследуемого соединения в ДМСО-d₆ в сильном поле присутствуют синглет протона С⁵Н в области 4,01 м.д. (1Н). В слабом поле спектра находятся сигналы ароматических и NH-протонов (таблица 2).

В спектре ЯМР ¹³С в слабом поле присутствуют сигналы атомов углерода, связанных с гетероатомами, 139,37, 146,14, 149,44, 163,18, 165,13 м.д., в более сильном поле находится ряд сигналов ароматических атомов углерода. Сигнал в области 74,20 м.д. принадлежит атому углерода в положении 5 пиримидинового кольца.

Пример 2. Получение 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олята натрия (I) в высококипящем апротонном растворителе

В плоскодонную колбу емкостью 500 мл, снабженную обратным холодильником, термометром и магнитной мешалкой, загружают 105.6 г (0.5 моль) 1,3-дифенилгуанидина (97.5%, ГОСТ 40-80), 40.0 г (0.25 моль) малонового эфира (99.0%, производство Acros Organics, арт. 11445) и 200 мл о-ксилола (99.2%, в.с., ТУ 38.101254-72). При перемешивании реакционную массу нагревают до 145-155°С и дают выдержку в течение 3 часов. Колбу охлаждают, выпавший осадок отфильтровывают, промывают на фильтре 50 мл оксилола и 50 мл 2-пропанола, после чего суспендируют в 250 мл 2М раствора гидроксида натрия. Суспензию перемешивают в течение 30 минут при температуре 20-25°С и фильтруют от не растворившегося осадка. Фильтрат закисляют до рН 3-4 4М соляной кислотой и отфильтровывают выпавший белый осадок, который промывают двумя порциями по 50 мл воды. Осадок переносят в химический стакан емкостью 1 л и суспендируют его в 300 мл воды. К суспензии порциями добавляют 2М раствор гидроксида натрия до растворения осадка и рН в растворе 9-10. Раствор переносят в кругло донную колбу и упаривают растворитель в вакууме (7-10 мм рт.ст.) при 35-40°С. После отгона воды в колбе остается целевой продукт, представляющий собой белый мелкокристаллический порошок. Выход 64.0 г (85%).

По элементному составу, температуре плавления и спектральным характеристикам полученный продукт соответствует веществу, синтезированному по примеру 1.

Пример 3. Нейропротекторная активность 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олята натрия (I) на модели черепно-мозговой травмы у крыс

Все эксперименты проводили в соответствии с ГОСТ Р-53434-2009 «Принципы надлежащей лабораторной практики» и Приказом Минздрава РФ от 01.04.16 г. №199н "Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики". Крыс содержали в стандартных условиях вивария на обычном пищевом рационе, со свободным доступом к воде. Все опытные и контрольные животные были взяты из одного привоза и прошли карантин в течение 14 суток.

Исследования выполнены на белых беспородных крысах самцах весом 250-300 г, полученных из питомника «Рапполово» (Ленинградская область). В группе контрольных животных было 20 крыс, по 10 - в опытных группах и 15 - в группе интактных.

Черепно-мозговую травму у крыс моделировали в соответствии с описанной ранее методикой [Isaev, N.K. Mitochondria-targeted plastoquinone antioxidant skqr1 decreases trauma-induced neurological deficit in rat / N.K. Isaev, S.V. Novikova, E.V. Stelmashook et al. // Biochemistry. - 2012. - Vol. 77 (9). P. 996-999]. У наркотизированных хлоралгидратом (400 мг/кг) животных проводили трепанацию черепа в левой лобной части над зоной сенсомоторной коры. Далее по открытой твердой мозговой оболочке наносился дозируемый удар, высверленную пластину возвращали на место, зашивали разрез кожи.

Морфометрический анализ показал, что на 7-е сутки после недельного введения исследуемого вещества I в дозе 2,5 мг/кг крысам, перенесшим ЧМТ, у данных животных объем повреждения головного мозга в 1,6 раза меньше по сравнению с контрольной группой. Введение же клонидина в течение недели не приводило к статистически значимому увеличению выживаемости нервных клеток.

Таким образом, 6-оксо-1-фенил-2-(фениламино)-1,6-дигидропиримидин-4-олят натрия (I) в дозах 2,5 мг/кг и 5 мг/кг положительно влияет на уменьшение объема повреждения нервной ткани после черепно-мозговой травмы у крыс. По фармакологической активности исследуемое соединение I превосходит препарат сравнения - клонидин.