Синтез и исследование свойств 7-замещенных теофиллинов

Ксения Юрьевна Петрова; Дмитрий Гымнанович Ким; Владимир Викторович Шарутин

doi:10.14529/chem200111

Авторы

Ксения Юрьевна Петрова Южно-Уральский государственный университет
Дмитрий Гымнанович Ким Южно-Уральский государственный университет
Владимир Викторович Шарутин Южно-Уральский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.14529/chem200111

Ключевые слова:

теофиллин, 7-(2-бромаллил)теофиллин, 7-циннамилтеофиллин, 7-(2, 2, 3-трибромпропил)теофиллин, рентгеноструктурный анализ

Аннотация

В настоящей работе впервые алкилированием теофиллина алкенилгалогенидами в ДМФА в присутствии K₂CO₃ при нагревании на водяной бане (100 ºС) получены 7-(2-бромаллил)- и 7-циннамилтеофиллины. Методом масс-спектрометрии на газовых хромато-масс-спектрометрах GCMS-QP2010 UltraShimadzu и Agilent 6890 N проведен анализ спектров полученных алкенилтеофиллинов и изучено поведение при электронной ионизации, выявлены закономерности фрагментации молекул. Максимальной интенсивностью в масс-спектре 7-циннамилтеофиллина обладает пик, принадлежащий циннамил-катиону, пик с m/z 91 свидетельствует об образовании тропилий-катиона. В случае 7-(2-бромаллил)теофиллина максимальной интенсивностью обладает катион, обусловленный элиминированием бром-радикала. 7-(2,2,3-Трибромпропил)теофиллин и 7-(2,3-дибром-3-фенилпропил)теофиллин получены присоединением брома по двойной связи 7-(2-бромаллил)- и 7-циннамилтеофиллина в CHCl₃ при комнатной температуре. Структуры продуктов реакции подтверждены методами протонного магнитного резонанса и масс-спектрометрии. Структура 7-(2,2,3-трибромпропил)теофиллина подтверждена методом РСА, в кристалле присутствуют по два типа кристаллографически независимых молекул, геометрические параметры которых незначительно отличаются. В масс-спектрах галогенсодержащих соединений проявляется характерное распределение изотопных пиков молекулярного иона: дублет с соотношением интенсивностей приблизительно 1:1 для соединения с одним атомом брома, триплет пиков в случае наличия двух атомов брома, а также квартет в соотношении 1:3:3:1 для трибромсодержащих производных. Взаимодействие 7-пропаргилтеофиллина с бромом в CHCl₃ при комнатной температуре останавливается на стадии присоединения одной молекулы, в результате получен 2,3-дибромаллилтеофиллин, что доказано методами протонного магнитного резонанса и масс-спектрометрии. Взаимодействие 7-(2,3-дибромпропил)теофиллина с о-фенилендиамином в ацетонитриле при комнатной температуре приводит к аннелированию хиноксалинового кольца. В спектре ЯМР ¹Н характерным является появление сигналов ароматического кольца при 6,85–7,05 м.д.

Биографии авторов

Ксения Юрьевна Петрова, Южно-Уральский государственный университет

аспирант кафедры прикладной и теоретической химии, химический факультет, институт естественных и точных наук

Дмитрий Гымнанович Ким, Южно-Уральский государственный университет

доктор химических наук, профессор, кафедра прикладной и теоретической химии, химический факультет

Владимир Викторович Шарутин, Южно-Уральский государственный университет

доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник Управления научной и инновационной деятельности

Библиографические ссылки

Synthesis and Biological Activities of Novel Methyl Xanthine Derivatives / Y. Chen, B. Wang, Y. Guo et al. // Chem. Res. Chin. Univ. – 2014. – V. 30, № 1. – P. 98–102. DOI: 10.1007/s40242-014-3173-4.

Synthesis and Antiaggregant Activity of 8-Substituted 1-Alkyl-3-Methyl-7-(1-Oxothietan-3-yl)Xanthines / Yu.V. Shabalina, F.A. Khaliullin, A.A. Spasov et al. // Pharm. Chem. J. – 2013. – V. 47, № 3. – P. 151–153. DOI: 10.1007/s11094-013-0915-4

The Synthesis and the Biological Evaluation of New Thiazolidin-4-one Derivatives Containing a Xanthine Moiety / F.G. Lupascu, O.M. Dragostin, L. Foia et al. // Molecules. – 2013. – V. 8, № 18. – P. 9684–9703. DOI: 10.3390/molecules18089684.

Synthesis and Antiallergic Activity of 7-Substituted Theophylline Derivatives / R.G. Glushkov, I.M. Ovcharova, V.B. Nikitin et al. // Pharm. Chem. J. – 1989. – V. 23, № 10. – P. 849–852. DOI: 10.1007/bf00764818.

Design and Synthesis of Some New Theophylline Derivatives with Bronchodilator and Antibac-terial Activities / A.M. Hayallah, W.A. Elgaher, O.I. Salem et al. // Arch. Pharmacal Res. – 2011. – V. 34, № 1. – P. 3–21. DOI: 10.1007/s12272-011-0101-8.

Hayallah, A.M. Design and Synthesis of New 8-Anilide Theophylline Derivatives as Bronchodi-lators and Antibacterial Agents / A.M. Hayallah, A.A. Talhouni, M.A. Alim // Arch. Pharmacal Res. – 2012. – V. 35, № 8. – P. 1355–1368. DOI: 10.1007/s12272-012-0805-4.

Tanabe, T. The N-Alkylation of Xanthine Derivatives with Trialkyl Phosphates / T. Tanabe, K. Yamauchi, M. Kinoshita // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1976. – № 49. – P. 3224–3226. DOI: 10.1246/bcsj.49.3224.

Solid Liquid Phase Transfer Catalysis: Alkylation of Theophylline / G. Bram, Y. Bensaid, C. Combet-Farnoux et al. // Pharmazie. – 1986. – V. 41, № 6. – P. 431–432.

Daly, J.W. Analogs of Caffeine and Theophylline: Effect of Structural Alterations on Affinity at Adenosine Receptors / J.W. Daly, W.L. Padgett, M.T. Shamim // J. Med. Chem. – 1986. – V. 29, № 7. – P. 1305–1308. DOI: 10.1021/jm00157a035.

Caffeine-Based Gold(I) N-Heterocyclic Carbenes as Possible Anticancer Agents: Synthesis and Biological Properties / B. Bertrand, L. Stefan, M. Pirrotta et al. // Inorg. Chem. – 2014. – V. 53, № 4. – P. 2296–2303. DOI: 10.1021/ic403011h.

Lysakowska, M. Design, Synthesis, Antiviral, and Cytostatic Evaluation of Novel Isoxazolidine Analogs of Homonucleotides / M. Lysakowska, J. Balzarini, D.G. Piotrowska // Arch. Pharm. – 2014. –V. 347, № 5. – P. 341–353. DOI: 10.1002/ardp.201300382.

Design, Synthesis, Anticancer, Antimicrobial Activities and Molecular Docking Studies of Theophylline Containing Acetylenes and Theophylline Containing 1,2,3-Triazoles with Variant Nucleoside Derivatives / R.R. Ruddarraju, A.Ch. Murugulla, R. Kotla et al. // Eur. J. Med. Chem. – 2016. – V. 123. – P. 379–396. DOI: 10.1016/j.ejmech.2016.07.024.

‘Click Synthesis’ of 1H-1,2,3-Triazolyl-Based Oxiconazole (=(1Z)-1-(2,4-Dichlorophenyl)-2-(1H-imidazol-1-yl)ethanone O-[(2,4-Dichlorophenyl)methyl]oxime) Analogs / M.N. Soltani Rad, M. Navid, A. Zeinab et al. // Helv. Chim. Acta. – 2011. – V. 94, № 12. – P. 2194–2206. DOI: 10.1002/hlca.201100189.

Click Reaction Based Synthesis, Antimicrobial, and Cytotoxic Activities of New 1,2,3-Triazoles / M.R. Sayed Aly, S. Hosam Ali, M. Mosselhi et al. // Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2015. – V. 25, № 14. – P. 2824–2830. DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.04.096.

1,4-Dihydroxyanthraquinone-copper(II) Nanoparticles Immobilized on Silica Gel: a Highly Ef-ficient, Copper Scavenger and Recyclable Heterogeneous Nanocatalyst for a Click Approach to the Three-Component Synthesis of 1,2,3-Triazole Derivatives in Water / H. Sharghi, A. Khoshnood, M.M. Doroodmand et al. // J. Iran. Chem. Soc. – 2012. – V. 9, № 2. – P. 231–250. DOI: 10.1007/s13738-011-0046-3.

Copper/Graphene/Clay Nanohybrid: A Highly Efficient Heterogeneous Nanocatalyst for the Synthesis of Novel 1,2,3-Triazolyl Carboacyclic Nucleosidesvia‘Click’Huisgen1,3-Dipolar Cycloaddition / M.N. Soltani Rad, S. Behrouz, J. Hoseini et al. // Helv. Chim. Acta. – 2015. – V. 98, № 9. – P. 1210–1224. DOI: 10.1002/hlca.201500149.

Исследование N-алкильных производных теофиллина методом хроматомасс-спектрометрии / К.Ю. Ошеко, Д.Г. Ким, А.Ф. Алзамили, Т.Д. Еременко // Вестник ЮУрГУ. Се-рия «Химия». – 2018. – Т. 10, № 4. – С. 12–24.

Синтез и исследование свойств 7-алкенил(пропаргил)-8-хлортеофиллинов / К.Ю. Петрова, Д.Г. Ким, В.В. Шарутин и др. // ЖОХ. – 2019. – Т. 89, № 11. – С. 1679–1685.

Взаимодействие 1-аллил(металлил)теобромина с галогенами / К.Ю. Ошеко, Д.Г. Ким, О.С. Ельцов, Т.Д. Еременко // ЖОХ. – 2019. – Т. 89, № 4. – С. 561–565.

Bruker (2000) SMART. Bruker Molecular Analysis Research Tool, Versions 5.625, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA.

Bruker (2000) SAINTPlus Data Reduction and Correction Program Versions 6.02a, Bruker AXS, Madison, Wisconsin, USA.