Синтез та біологічна активність похідних циклопента[с]хінолінію

Abstract

Диссертация посвящена розработке методов синтеза четвертичных солей циклопента[с]хинолиния, изучению их конденсаций с альдегидами по активной метиленовой группе. Установлено, что при взаимодействии вторичных ароматических аминов с формальдегидом и циклопентаноном в присутствии минеральной кислоты происходит трикомпонентная циклизация с образованием производных циклопента[с]хинолина. Взаимодействием N-алкил- и N-арилзамещенных ароматических аминов с формальдегидом и циклопентаноном синтезированы перхлораты циклопента[с]хинолиния. Найдены оптимальные условия протекания реакции. Установлено, что в случае применения N-фенил-2-нафтиламина реакция проходит региоселективно по орто-положению нафталинового ядра, в результате чего образуется перхлорат 5-фенил-2,3-дигидро-1Н-бензо[f]циклопента[c] хинолиния. Показано, что взаимодействие тетрагидрохинолина и фенотиазина с формальдегидом и циклопентаноном ведет к образованию полициклических систем с узловым атомом азота: частично гидрированных циклопента[c]пиридо[3,2,1-ij]хинолиниевых и циклопента[4,5]пиридо[3,2,1-kl]фенотизин-12-иевих солей соответственно. Найдено, что при использовании в реакции с формальдегидом и циклопентаноном N-метиланилина в диметилформамиде происходит перегруппировка N-метилциклопента[с]хинолиния с миграцией метильной группы в положение 6. При взаимодействии синтезированных солей циклопента[с]хинолиния с 4-диметиламинобензальдегидом в уксусном ангидриде получены новые стириловые красители. На основе данных ЯМР 1Н- и 13С-спектроскопии и анализа корреляций в двухмерных спектрах ЯМР однозначно определена регионаправленность конденсации: она проходит по метиленовой группе в положении 1. Окрашенность веществ обусловлена снижением уровя ВЗМО и повышением уровня НВМО, что показано квантово-химическими расчетами π-електронной плотности и подтверждено согласованием теоретически обоснованной длины волны поглощения и экспериментально установленной. Взаимодействием четвертичных солей циклопента[с]хинолиния с ароматическими альдегидами, содержащими заместители (OH, Cl, NO2) в положении 4 в среде пиридина в присутствии каталитических количеств пиперидина получены серии стириловых красителей и установлено влияние этих заместителей на смещение максимумов поглощения в спектрах поглощения синтезированных соединений. Аналогично протекает реакция четвертичных солей циклопента[с]хинолиния с салициловым альдегидом, а также 5-нитро- и 3,5-дибромсалициловыми альдегидами. Нагреванием реагентов в пиридине получены продукты конденсации в положение 1 и определено влияние гидроксильной группы в орто-положении на спектральные свойства красителей. Эти соединения проявляют люминесцентные свойства. Реакцией N-замещенных перхлоратов циклопента[с]хинолиния с 5-арилфурфуролами впервые синтезированы соединения, содержащие циклопента[с]хинолиниевые и арилфурановые фрагменты. Некоторые из полученных веществ проявляют люминесцентные свойства и цитотоксическую активность. Установлено высокую антимикробную активность синтезированных соединений. Проведен анализ влияния различных групп заместителей на противостафилококковую и цитотоксическую активность. Исследование цитотоксической активности показало, что препараты, содержащие арилфурановые фрагменты в положении 1 циклопента[с]хинолиния, близки по активности к известному противоопухолевому препарату фарморубицину. Найдено, что базовые четвертичные соли циклопента[с]хинолиния обладают противомикробной активностью относительно как золотистого, так и коагулазо-отрицательных стафилококков. Введение стирильного заместителя в циклопентановое ядро четвертичных солей циклопента[с]хинолиния значительно усиливает их противостафилококковую активность. Относительно клинических штаммов коагулазо-отрицательных стафилококков эти соединения на порядок активнее чем этоний и на два порядка – чем риванол.Dissertation is devoted to the investigation of cyclopenta[c]quinoline quaternary salts with different substituents at the nitrogen atom. Methods for synthesis of this salts were developed and studied their reactions with aldehydes. It was shown, that in reaction between secondary aromatic amine, formaldehyde and cyclopentanone in the presence of mineral acids, cyclopenta[c]quinoline derivatives appear. Preparative technique for synthesis of cyclopenta[c]quinoline, benzo[f]cyclopenta[c]quinoline, cyclopenta[c]pyridino[3,2,1-ij]quinoline, cyclo-penta[4,5]pyridino[3,2,1-kl]phenotiazine derivatives proposed. It has been detected that in reaction of N-methylaniline with formaldehyde and cyclopentanone take place migration of methyl group from nitrogen atom into position 6. Cyclopenta[c]quinoline quaternary salts react with aromatic aldehydes and 5-arylfuran-2-carbaldehydes in the presence of bases and to form products of condensation of methylene group in position 1. It was shown, that the cyclopenta[c]quinoline perchlorates is useful reactants for synthesis of 1-benzylidene derivatives of cyclopenta[c]quinoline. By the reaction of cyclopenta[c]quinoline quaternary salts with 4-dimethylamino-benzaldehyde new styryl dyes has been obtained. By the reaction between cyclopenta[c]quinoline derivatives and 5-arylfuran-2-carbaldehydes, compounds which contained cyclopenta[c]quinoline and arylfurane fragments, have been synthesized for the first time. Some synthesized compounds to possess luminescence and cytostatic properties. Antibacterial properties of these compounds were studied, and it was found that activity depends on the nature of substituents in molecule of cyclopenta[c]quinoline.