N,N'-ДИФТОРБОРИЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ N-(3-АРИЛ-2Н-ИЗОИНДОЛ-1-ИЛ)-N-(3-АРИЛ-1Н-ИЗОИНДОЛ-1-ИЛИДЕН)АМИНОВ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
N,N'-DIFLUORBORYL COMPLEXES OF N-(3-ARYL-2H-ISOINDOL-1-YL)-N-(3-ARYL-1H-ISOINDOL-1-YLIDENE)AMINES AND METHOD OF OBTAINING THEM

Настоящее изобретение относится к химии и химической технологии, а более конкретно - к синтезу представителей нового класса органических соединений, N,N'-дифторборильных комплексов N-(3-арил-2Н-изоиндол-1-ил)-N-(3-арил-1Н-изоиндол-1-илиден)аминов (3,3'-диарилазадиизоиндолилметенов). Эти соединения могут быть использованы, например, в качестве органических красителей и люминофоров, а также как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии (ФДТ).
Известны дифторборильные комплексы тетраарилазадипиррометенов, получаемые обработкой соответствующих лигандов эфиратом трехфтористого бора в присутствии диизопропиламина в хлористом метилене при комнатной температуре (J.Killoran, L.Allen, J.F.Gallagher, D.F.O'Shea // Chem. Commun. 2002. p.1862-1863; A.Gorman, J.Killoran, CO'Shea, T.Kenna, W.M.Gallagher, F.D.O'Shea // J. Am. Chem. Soc. 2004. Vol.126. P.10619-10631). Синтезированные описанным способом соединения поглощают в спектральной области 480-580 нм и предложены для использования в качестве фотосенсибилизаторов для ФДТ. Существенным недостатком этих соединений как фотосенсибилизаторов является коротковолновая область их поглощения, что при проведении сеанса ФДТ не позволяет проникать в облучаемую опухоль достаточно глубоко и, как результат, снижает эффективность терапевтического воздействия.
В предлагаемом изобретении ставится задача синтеза эффективных фотосенсибилизаторов, поглощающих в ближней ИК-области спектра, для их использования в фотодинамической терапии.
Поставленная задача решена тем, что синтезирован ряд N,N'-дифторборильных комплексов N-(3-арил-2Н-изоиндол-1-ил)-N-(3-арил-1Н-изоиндол-1-илиден)аминов общей формулы
1
4
1
4
где R=H, C-C-алкил, OC-C-алкил, Ph, Br.
Указанная задача решается также тем, что предложенные соединения получают обработкой соответствующего лиганда эфиратом трехфтористого бора в присутствии вторичного или третичного амина в кипящем бензоле.
В соответствии с описанным способом получен ряд N,N'-дифторборильных комплексов, а именно N,N'-дифторборил-N-[(3-фенил-2Н-изоиндол-1-ил)-N-(3-фенил-1Н-изоиндол-1-илиден)]амин (I), N,N'-дифторборил-N-[3-(4-трет-бутилфенил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-трет-бутилфенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (II), N,N'-дифторборил-N-[3-(4-анизил)-2Н-изоиндол-1-ил)]-N-[3-(4-анизил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (III), N,N'-дифторборил-N-[3-(4-бутоксифенил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бутоксифенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (IV), N,N'-дифторборил-N-[3-(4-бифенилил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бифенилил)-1Н-изоиндол-1-илиден]амин (V), N,N'-дифторборил-N-[(4-бромфенил)-2Н-изоиндол-1-ил]-N-[(4-бромфенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (VI). Исходными соединениями для синтеза соединений (I-VI) служили соответствующие лиганды (VII-XII). N-(3-фенил-2H-изоиндол-1-ил)-N-(3-фенил-1H-изоиндол-1-илиден)амин (VII) и N-[3-(4-анизил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-анизил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (IX) синтезированы по описанным в литературе методикам (H.Bredereck, H.W.Vollmann // Chem. Ber. 1972. B.105. N7. S.2271-2283). N-[3-(4-трет-Бутилфенил)-2H-изоиндол-1-ил)]-N-[3-(4-трет-бутилфенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (VIII), N-[3-(4-бутоксифенил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бутоксифенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (X), N-[3-(4-бифенилил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бифенилил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (XI) и N-[3-(4-бромфенил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бромфенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (XII) синтезированы впервые.
Комплексы (I-VI) представляют собой кристаллические порошки от темно-зеленого до черного цвета с металлическим блеском, устойчивы на адсорбентах, вследствие чего протекание реакции можно анализировать методами тонкослойной хроматографии и электронной спектроскопии.
В отличие от тетраарилазадипиррометенов, сопряженная система которых содержит цепочку из двух пиррольных колец, хромофорная система молекул предлагаемых соединений характеризуется наличием сопряженной цепочки, построенной из двух остатков изоиндола, связанных друг с другом мостиком из атома азота, и двух фенильных заместителей в изоиндольных циклах. Поэтому в соответствии с длиной сопряженной цепочки диарилазадиизоиндолилметены обладают более глубоким цветом. В электронных спектрах поглощения N,N'-дифторборильных комплексов алкилдипиррометенов длинноволновая полоса находится в области 480-580 нм, а у их азааналогов - тетраарилазадипиррометенов - эта полоса смещена в область 650-690 нм. Спектры поглощения синтезированных дифторборильных комплексов (I-VI) характеризуются узкой длинноволновой полосой высокой интенсивности (lgε≈4.9) в ближней ИК-области спектра при 715-736 нм (Табл.1). На чертеже приведены электронные спектры поглощения комплексов (I-IV) в бензоле: 1 - (I), 2 - (II), 3 - (III), 4 - (IV). Параметры спектров поглощения соединений (V-VI) приведены в примерах 5 и 6 соответственно.
Таблица 1.
Длинноволновые максимумы поглощения комплексов (I-VI)
Соединение
λ<sub>макс</sub>, нм
Полуширина полосы, нм
I
715
46
II
724
46
III
733
53
IV
736
51
V
735
58
VI
725
51
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.
ПРИМЕР 1.
N-(3-Фенил-2Н-изоиндол-1-ил)-N(3-фенил-1Н-изоиндол-1-илиден)амин (VII).
6
6
макс
К 12.8 г (0.1 моль) фталонитрила в 60 мл сухого бензола прибавляют при перемешивании раствор реактива Гриньяра - фенилмагнийбромида из 6.1 г (0.25 г-ат) магния и 26 мл бромбензола в 60 мл эфира при комнатной температуре и перемешивают смесь 1 ч. Реакционную колбу охлаждают до 0-5°С и осторожно разлагают избыток фенилмагнийбромида 20% раствором хлористого аммония, отгоняют растворители, а остаток подвергают перегонке с водяным паром. Осадок охлаждают, размельчают и кристаллизуют из смеси пиридин-MeOH. Получают 5.5 г (28%) фиолетового порошка с т.пл. 247-249°C, т.пл. лит. 247°C (H.Bredereck, H.W.Vollmann // Chem. Ber. 1972. B.105. N7. S.2271-2283). Электронный спектр поглощения (СН), λ, нм (lgε): 656 (4.77), 429 пл. (3.12), 346 пл. (4.06), 303 (4.43).
3
2
3
макс
N,N'-Дифторборил-N-(3-фенил-2H-изоиндол-1-ил)-N-(3-фенил-1H-изоиндолил-1-илиден)амин (I) получен взаимодействием 0.0001 моля лиганда (VII) с 0.0008 моля BF·EtO в присутствии 0.001 моля диизопропиламина в кипящем бензоле (0.41 моля) с выходом 70%, т.пл. 252-254°С. Электронный спектр поглощения (CHCl), λ, нм (lgε): 715 (4.94), 657 пл. (4.33), 413 (3.73), 375 (3.97), 356 (3.98), 311 (4.32).
ПРИМЕР 2.
6
6
макс
3
2
3
макс
N-[3-(4-трет-Бутилфенил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-трет-бутилфенил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (VIII) синтезирован из фталонитрила и трет-бутилфенилмагнийбромида с выходом 27% аналогично соединению (VII). Т.пл. 262-264°С. Электронный спектр поглощения (CH), λ, нм (lgε): 657 (4.75), 424 пл. (3.34), 343 пл. (4.15), 313 (4.53). N,N'-Дифтopбopил-N-[3-(4-тpeт-бyтилфeнил)-2H-изoиндoл-1-ил]-N-[3-(4-тpeт-бутил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (II) выделен из реакции лиганда (VIII) с BF·EtO аналогично (I) с выходом 73%, т.пл. 301-302°С. Электронный спектр поглощения (CHCl), λ, нм (lgε): 724 (4.93), 662 пл. (4.34), 378 (3.96), 361 (3.95), 318 (4.34).
ПРИМЕР 3.
6
6
макс
N-[(3-(4-Анизил-2H-изоиндол-1-ил)]-N-[3-(4-анизил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (IX) получен аналогично (I) из фталонитрила и 4-анизилмагнийиодида с выходом 17%. Т.пл. 198-200°С, т.пл. лит. 196°С (H.Bredereck, H.W.Vollmann // Chem. Ber. 1972. B.105. N7. S.2271-2283). Электронный спектр поглощения (CH), λ, нм (lgε): 662 (4.76), 444 пл. (3.13), 353 пл. (4.08), 319 (4.44).
3
2
3
макс.
30
22
2
3
2
+
N,N'-Дифторборил-N-[3-(4-анизил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-анизил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (III) синтезирован аналогично (II) из лиганда (IX) с BF·EtO с выходом 62%, т.пл. 254-255°С. Электронный спектр поглощения (CHCl), λ, нм (lgε): 733 (4.92), 669 пл. (4.26), 386 (4.17), 309 (4.26). Масс-спектр, m/z: 505 [М]. Вычислено: M 505.332. Найдено, %: C 71.86; H 4.49. CHBFNO. Вычислено, %: C 71.31; H 4.39.
ПРИМЕР 4.
6
6
макс
36
35
3
2
3
2
3
макс
+
N-[3-(4-Бутoкcифeнил)-2H-индоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бутоксифенил)-1H-изoиндoл-1-илиден]амин (X) получен из фталонитрила и 4-бутоксифенилмагнийбромида с выходом 12%, т.пл. 209-211°С. Электронный спектр поглощения (CH), λ, нм (lgε): 670 (4.71), 442 пл. (3.35), 352 пл. (4.28), 319 (4.54). Масс-спектр, m/z. 542 [M]. Вычислено: M 541.693. Найдено, %: C 79.42; H 6.45. CHNO. Вычислено, %: C 79.82; H 6.51. N,N'-Дифтopбopил-N-[3-(4-бyтoкcифeннл)-2H-изoиндoл-1-ил]-N-[3-(4-бутoкcифeнил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (IV) синтезирован из лиганда (X) и BF·EtO аналогично (I) с выходом 65%, т.пл. 182-183°С. Электронный спектр поглощения (CHCl), λ, нм (lgε): 736 (4.95), 668 пл. (4.32), 389 (4.25), 310 (4.30).
ПРИМЕР 5.
6
6
макс
40
27
3
+
N-[3-(4-Бифенилил)-2H-изоиндол-1-ил]-N-[3-(4-бифенилил)-1H-изоиндол-1-илиден]-амин (XI) синтезирован из фталонитрила и 4-бифенилилмагнийиодида с выходом 12%, т.пл. 320-322°С. Электронный спектр поглощения (CH), λ, нм (lgε): 679(4.71), 440 пл. (2.75), 347 (4.57). Масс-спектр, m/z 550 [M]. Вычислено, М: 549.675. Найдено, %: N 6.86. CHN. Вычислено, %: N 7.64.
3
2
3
макс
+
N,N'-Дифтopбopил-N-[3-(4-бифeнилил)-2H-изoиндoл-1-ил]-N-[3-(4-бифeнилил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (V) синтезирован из лиганда (XI) и BF·EtO аналогично (I) с выходом 76%, т.пл. 318-320°С. Электронный спектр поглощения (CHCl), λ нм (lgε): 735 (4.90), 668 пл. (4.15), 417 пл. (4.04), 345 (4.32). Масс-спектр, m/z 598 [M]. Вычислено, М: 597.474.
ПРИМЕР 6.
6
6
макс
28
17
2
3
N-[3-(4-Бромфенил)-2H-изоиндол-1-ил]-[3-(4-бромфенил)-1H-изоиндол-1-илиден]-амин (XII) выделен из реакции фталонитрила с 4-бромфенилмагнийбромидом с выходом 25%, т.пл. 280-282°С. Электронный спектр поглощения (CH), λ, нм (lgε): 656 (4.71), 435 пл. (3.56), 316 (4.50). Найдено, %: C 61.15; H 3.31; Br 29.50. CHBN. Вычислено, %: C 60.57; H 3.08; Br 28.78.
3
макс
28
16
2
2
3
N,N'-Дифтopбopил-N-[3-[(4-бpoмфeнил)-2H-изoиндoл-1-ил]-N-[3-(4-бpoмфeнил)-1H-изоиндол-1-илиден]амин (VI) синтезирован из лиганда (XII) с выходом 86% аналогично соединению (I), т.пл. 274-276°С. Электронный спектр поглощения (CHCl), λ, нм, (lgε): 725 (4.94), 660 пл. (4.29). 372 пл. (4.07), 351 (4.11), 324 (4.42). Найдено, %: N 6.97; Br 26.24. CHBrFN. Вычислено, %: N 6.97; Br 26.50.
Предлагаемые соединения могут быть также получены с использованием в качестве аминов диэтиламина, триэтиламина, пиридина и 1,8-диазабицикло[5.4.0]-ундецен-7 (ДБУ).
ПРИМЕР 7.
1
оп
2
2
Фотодинамическая активность комплексов (II) и (III) in vivo. Экспериментальные исследования проводят на мышах-самках линии BDF массой 20-22 г. В качестве экспериментальной опухоли используют модель перевиваемой саркомы S-37, привитой подкожно на наружную поверхность бедра нижней конечности. Сенсибилизированную опухоль облучают с помощью терапевтического аппарата для фотодинамической терапии АТО-1 с непрерывным спектром излучения (плотность мощности излучения 220 мВт/см, плотность дозы 120 Дж/см). Перед облучением шерсть над опухолью удаляют. Для контроля используют мышей-опухоленосителей, не подвергшихся какому-либо воздействию. Эффективность воздействия оценивают по изменению объема опухоли (V) и рассчитанным исходя из него значениям торможения роста опухоли (ТРО).
Изучение in vivo биологической и фотодинамической активности комплекса (II) в водном растворе 4% Проксанола 268 проводят в дозах 1.2 и 6.2 мг/кг, комплекса (III) - в дозах 0.1, 0.5, 1.4 и 6.9 мг/кг. Растворы фотосенсибилизаторов вводят внутривенно, однократно на 6 день роста опухоли за 0.5 и 24 часа до проведения ФДТ. Количество животных в группах - от 4 до 7, продолжительность наблюдения - 20 дней.
Результаты испытаний представлены в Табл.2.
Комплекс (II) при его внутривенном введении в дозах 1.2 и 6.2 мг/кг в отсутствие облучения не подавляет рост экспериментальной опухоли. При облучении сенсибилизированных опухолей за 0.5 ч до сеанса ФДТ подавления роста опухоли также не отмечено. При проведении ФДТ через 24 ч после введения зарегистрирован биологически значимый антибластический эффект на протяжении всего периода наблюдения. Значения ТРО при дозе 6.2 мг/кг на 15-й день наблюдения составляют 98.5%, при дозе 1.2 мг/кг - 74.9%.
Значительная противоопухолевая эффективность ФДТ наблюдается и у комплекса (III), введенного за 0.5 ч до облучения опухоли. Высокие значения ТРО отмечены на протяжении 20 дней наблюдения при использовании его в дозах от 0.1 до 6.9 мг/кг (Табл.2).
Таблица 2.
Фотодинамическая активность комплексов (II) и (III) в водном растворе 4% Проксанола 268
Фотосенсибилизатор
Доза, мг/кг
Время между введением и облучением, ч
ТРО, %
10 дней
15 дней
20 дней
6.2
0.5
64.4
24.6
39.9
(II)
6.2
24
97.1
98.5
92.2
1.2
77.9
74.9
80.7
6.9
76.5
82.8
67.9
1.4
0.5
79.0
85.9
76.5
(III)
0.5
77.8
66.9
64.3
0.1
69.9
55.8
41.0
Итак, предлагаемые в настоящем изобретении соединения - N,N'-дифторборильные комплексы N-(3-арил-2H-изоиндол-1-ил)-N-(3-арил-1H-изоиндол-1-илиден)аминов обладают высокой фотоиндуцированной активностью и представляют собой новый класс эффективных фотосенсибилизаторов, которые могут быть использованы для лечения опухолей методом ФДТ.