КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 24-43-04003

НазваниеНовые оригинальные производные конденсированных пирролоазепинов – синтетические подходы и полезные свойства

Руководитель Варламов Алексей Васильевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы" , г Москва

Конкурс №96 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (VAST)

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений

Ключевые слова 4,5-дигидро-3H-2-бензазепины, пирроло[2,1-a][2]бензазепины, пирроло[1,2-a][1,4]бензодиазепины, дипирроло[1,2-a:2',1'-c][1,4]бензодиазепины, 3,4-дигидропирроло[1,2-a]пиразины, дипирроло[1,2-d:2',1'-g][1,4]диазепины, электронодефицитные алкены и алкины, биологическая активность

Код ГРНТИ31.21.27


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
В рамках проекта будут разработаны новые методы синтеза конденсированных пирролоазепинов и дипирроло[1,4]диазепинов на основе реакций ароилзамещённых производных азепинов и [1,4]диазепинов с активированными электроноакцепторными группами алкенами и алкинами. Планируется оптимизировать изучаемые процессы и провести некоторые реакции в one-pot режиме. Для синтеза изомерных бензоконденсированных пирролоазепинов и дипирроло[1,4]диазепинов будет разработан новый подход, основанный на [3,3]-сигматропной перегруппировке 1-R-1-алкинил-2-винил-производных изохинолинов и пирроло[1,2-a]пиразинов, соответственно. В проводимых исследованиях планируется использование молекулярного докинга и расчета ADMET, осуществление биологического тестирования полученных продуктов. При выявлении соединений с высокой физиологической активностью нами будет осуществлена их функционализация по пиррольному циклу с целью расширения библиотек синтезированных молекул с фармакофорными заместителями (методами алкилирования или ацилирования пиррольного кольца и конденсации ацил/эфирных групп пиррола с различными аминами/гидразинами, а также их модификация азакраун-эфирными фрагментами). Планируется изучить цитотоксические свойства полученных веществ по отношению к линиям клеток человека: А549 (карцинома легкого), HCT116 (карцинома кишечника), RD (рабдомиосаркома), HeLa (аденокарцинома шейки матки), оценить их способность к ингибированию AChE, BChE, MAO-A, MAO-B, исследовать их антиоксидантную, противовоспалительную, антимикробную и фунгицидную активности. Таким образом, нами будут разработаны новые синтетические подходы к получению конденсированных пирролоазепинов и дипирроло[1,4]диазепинов, а также изучены их свойства.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В рамках исследования, посвященного производным аннелированных пирролоазепинов и пирролодиазепинов принят к публикации обзор “Химическое разнообразие производных пирролобензоазепинов с узловым атомом азота: последние достижения”. В настоящем обзоре рассмотрены известные методы синтеза трициклических производных пирролобензазепинов с узловым атомом азота и некоторые их свойства. В том числе представлена информация о четырех скелетно-изомерных скаффолдах: пирроло[2,1-b][3]бензазепинах, пирроло[1,2-b][2]бензазепинах, пирроло[2,1-a][2]бензазепинах и пирроло[1,2-a][1]бензазепинах. Экспериментальная часть работы посвящена разработке новых методов синтеза производных дипирроло[1,2-a:2',1'-c][1,4]бензодиазепинов с помощью домино-реакций 4-ароилпирролобензодиазепинов с электронодефицитными интернальными алкинами, а также планированию синтеза производных пирроло[2,1-a][2]бензазепинов по аналогичной схеме на основе 1-ароилбензазепинов. В процессе исследования был разработан метод получения трех различных по структуре дипирроло[1,2-a:2',1'-c][1,4]бензодиазепинов (DPBD) с помощью домино-реакций с электронодефицитными интернальными алкинами (диметилацетилендикарбоксилат (DMAD), диэтилацетилендикарбоксилат (DЕAD) и дибензоилацетилен (DВA)). Установлено, что при взаимодействии пирролобензодиазепинов с DMAD, DЕAD, DВA образуются изомерные DPBD, имеющие геминальное и вицинальное расположение электронодефицитных групп и являющиеся результатом перегруппировок. Оптимизация условий синтеза соответствующих производных DPBD (подбор растворителей и условий проведения экспериментов) позволила проводить реакции регионаправленно. В дополнение к двухкомпонентному варианту синтеза изучен многокомпонентный метод получения дипирроло[1,2-a:2',1'-c][1,4]бензодиазепинов третьего варианта сочленения с вицинальным расположением сложноэфирных групп, и не являющийся следствием перегруппировок. Вьетнамскими коллегами проведено испытание in vitro полученных соединений на наличие противомикробных, противогрибковых и цитотоксических свойств. Установлено, что некоторые из полученных дипирроло[1,2-a:2',1'-c][1,4]бензодиазепинов обладают значимой цитотоксической активностью, заслуживающей дополнительного исследования. Основываясь на нашем предыдущем опыте синтеза аннелированных пирролов, были получены 1-ароилбензазепины с целью синтеза производных 6,7-дигидро-5H-пирроло[2,1-a][2]бензазепины по апробированным методикам. Для вновь полученных конденсированных пирролоазепинов будут проведены соответствующие испытания in vitro коллегами из Вьетнама.

 

Публикации

1. Обыденник А.Ю., Титов А.А., Листратова А.В., Варламов А.В. Chemical diversity of pyrrolobenzazepine derivatives with a nodal nitrogen atom: recent advances Tetrahedron, 176, 134524 (год публикации - 2024)
10.1016/j.tet.2025.134524

2. Зиновьева А.Д., Подчуфарова В.А., Борисова Т.Н., Новиков А.П., Левицкая О.В., Титов А.А., Гапоненко Я.И., Данг Тхи Т.А., Нунг Д.Т., Ань Л.Т., Нгуен Т.В., Варламов А.В., Воскресенский Л.Г. Dipyrrolobenzodiazepines: Synthesis Via Domino Reactions With Internal Electron-Deficient Alkynes And Bioactivity Evaluation Chemistry - An Asian Journal, 14, e202500018 (год публикации - 2024)
10.1002/ajoc.202500018

3. Обыденник А.Ю., Титов А.А., Борисова Т.Н., Воскресенский Л.Г., Варламов А.В. CuCN-Catalyzed Synthesis of 11-R1-5,6-Dihydro-1H-pyrrolo[2,1-b][3]benzazepines from 1-R1-1-Ethynyl-2-vinyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines The Journal of Organic Chemistry, 90, 35, 12490–12495 (год публикации - 2025)
10.1021/acs.joc.5c01327


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках второго этапа выполнения проекта нашей научной группой были разработаны 2 стратегии построения пирролобензазепиновых каркасов, которые заключаются: a) в аннелировании пиррольного цикла к 1-ароил-4,5-дигидро-3Н-[2]бензазепинам с участием либо электронодефицитных алкинов, либо алкенов с различными заместителями; b) в использовании [3,3]-сигматропной перегруппировки для CuCN-катализируемой трансформации 1-R1-1-этинил-2-винил-1,2,3,4-тетрагидроизохинолинов в соответствующие 1H-пирроло[2,1-b][3]бензазепины. Для последних был найден способ превращения в их структурные изомеры – 5H-пирроло[2,1-b][3]бензазепины. В результате реакций были получены 6,7-дигидро-5H-пирроло[2,1-a][2]бензазепины (с ароматическим пиррольным циклом и пирролиноновым фрагментом), 5,6,7,9,10,11-гексагидро-12H-индоло[2,1-a][2]бензазепины, а также 1H-пирроло[2,1-b][3]бензазепины. Найдены оптимальные условия проведения экспериментов, установлены синтетические границы реакций. С целью увеличения химического разнообразия новых и потенциально физиологически активных производных пирролобензазепинов нами описана возможность их модификации и введения в каркас фармакофорных заместителей. На нескольких примерах нами продемонстрировано введение трифторэтоксильной и гидроксильной группы, последняя в дальнейшем легко может быть модифицирована алкилизоцианатами и алкилтиоизоцианатами. Нами был проведен биоскрининг in vitro полученных соединений 3 и 4 на противораковую активность в отношении четырех представителей клеточных линий рабдомиосаркомы (RD), карциномы кишечника (HCT116), аденокарциномы шейки матки (HeLa) и карциномы легких (А549). Соединения 3b-e проявили заметную ингибирующую активность в отношении тестируемых линий раковых клеток со значениями IC50 от 4,52 до 19,97 мкМ, и заслуживают дальнейшего изучения с целью разработки новых потенциальных противораковых средств.

 

Публикации

1. Обыденник А.Ю., Титов А.А., Листратова А.В., Варламов А.В. Chemical diversity of pyrrolobenzazepine derivatives with a nodal nitrogen atom: recent advances Tetrahedron, 176, 134524 (год публикации - 2024)
10.1016/j.tet.2025.134524

2. Зиновьева А.Д., Подчуфарова В.А., Борисова Т.Н., Новиков А.П., Левицкая О.В., Титов А.А., Гапоненко Я.И., Данг Тхи Т.А., Нунг Д.Т., Ань Л.Т., Нгуен Т.В., Варламов А.В., Воскресенский Л.Г. Dipyrrolobenzodiazepines: Synthesis Via Domino Reactions With Internal Electron-Deficient Alkynes And Bioactivity Evaluation Chemistry - An Asian Journal, 14, e202500018 (год публикации - 2024)
10.1002/ajoc.202500018

3. Обыденник А.Ю., Титов А.А., Борисова Т.Н., Воскресенский Л.Г., Варламов А.В. CuCN-Catalyzed Synthesis of 11-R1-5,6-Dihydro-1H-pyrrolo[2,1-b][3]benzazepines from 1-R1-1-Ethynyl-2-vinyl-1,2,3,4-tetrahydroisoquinolines The Journal of Organic Chemistry, 90, 35, 12490–12495 (год публикации - 2025)
10.1021/acs.joc.5c01327