Synthesis and antinociceptive activity of 2,2’-(1,4-phenylene)bis[3-aryl-2-azaspiro[3.5]nonan-1-ones]

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Over the years, azetidin-2-ones, or β-lactams, have received a lot of attention from scientists as potential drug candidates due to their diverse biological activity. Spiro-β-lactams also exhibit biological activity; therefore, it is of interest to synthesize and study the properties of new compounds belonging to this class. The study aims to examine the antinociceptive activity of several synthesized bis(spirolactams), specifically 2,2’-(1,4-phenylene)bis[3-aryl-2azaspiro[3.5]nonan-1-ones]. These bis(spiroazetidine-2-ones) were obtained in the interaction of a twofold excess of the Reformatsky reagent, derived from methyl 1-bromocyclohexane carboxylate and zinc, with N,N-(1,4-phenyle- ne)bis(1-arylmethanimines) by means of boiling them in a 10:1 mixture of toluene and hexamethylphosphorictriamide for four hours. Bis(spiro-β-lactams) on the basis of diimines derived from p-phenylenediamine, 2-methoxybenzaldehyde, p-tolualdehyde, and 3-bromobenzoic aldehyde were synthesized for the first time. The composition and structure of the previously undescribed products were established using IR, [1]H, and 13C NMR spectroscopy and elemental analysis. The antinociceptive activity of the obtained compounds was studied on outbred white mice of both sexes via the hot plate test with an intraperitoneal injection. The effect was estimated two hours after administration. Several synthesized compounds were found to exhibit antinociceptive activity at or above the level of the comparator product – metamizole sodium. Nerve endings can be considered the target of the antinociceptive activity of examined substances since under the effect of these substances, no signs of central action are observed in the behavior of animals. Thus, the conducted studies showed the promise of further search for biologically active substances among the compounds of this series.

About the authors

R. R. Makhmudov

Perm State National Research University; Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies

Email: bav@psu.ru

E. A. Nikiforova

Perm State National Research University

Email: vikro@ya.ru

D. P. Zverev

Perm State National Research University

Email: mitia.zwerev@yandex.ru

L. A. Balyukina

Perm State National Research University

Email: balyukina@mail.ru

A. Р. Skachkov

Perm State National Research University

Email: skachkov@psu.ru

References

  1. Dardoize F., Moreau J.-L., Gaudemar M. Sur la reactivite des metaliquesmediaires de Reformatsky vis-a-vis de la fonction imine // Comptesrendus de l’Académie des Sciences. 1969. Vol. 268, nu. 25. P. 2228–2230.
  2. Kirillov N.F., Shchepin V.V. Reaction with azomethines or azines of Reformatsky reagents prepared from methyl 1-bromocycloalkanoates and zinc // Russian Journal of General Chemistry. 2005. Vol. 75, no. 4. P. 590–592. doi: 10.1007/s11176-005-0277-z.
  3. Shchepin V.V., Melekhin V.S., Kirillov N.F. Reformatsky reaction of methyl 1-bromocyclobutane- and 1-bromocycloheptanecarboxylates with Schiff bases // Russian Journal of Organic Chemistry. 2007. Vol. 43, no. 11. P. 1632–1634. doi: 10.1134/S1070428007110085.
  4. Nikiforova E.A., Baibarodskikh D.V., Zverev D.P., Dmitriev M.V., Kirillov N.F. Reaction of 2- and 4-(Arylmethylideneamino)phenols with Methyl 1-Bromocyclohexanecarboxylate and Zinc // Russian Journal of Organic Chemistry. 2021. Vol. 57, no. 8. P. 1275–1280. doi: 10.1134/S1070428021080066.
  5. Kirillov N.F., Nikiforova E.A., Baibarodskikh D.V., Zakharova T.A., Govorushkin L.S. Synthesis of new bis(spiro-β-lactams) via interaction of methyl 1-bromocycloalcanecarboxylates with zinc and N,N′bis(arylmethylidene)benzidines // Journal of Chemistry. 2019. P. 7496512. doi: 10.1155/2019/7496512.
  6. Jarrahpour A., Jowkar Z., Haghighijoo Z., Heiran R., Rad J.A., Sinou V., et al. Synthesis, in-vitro biological evaluation, and molecular docking study of novel spiroβ-lactam-isatin hybrids // Medicinal Chemistry Research. 2022. Vol. 31, no. 6. P. 1026–1034. doi: 10.1007/s00044-022-02898-8.
  7. Bari S.S., Bhalla A. Spirocyclic β-lactams: synthesis and biological evaluation of novel heterocycles // Heterocyclic scaffolds I: ß-lactams / ed. B.K. Banik. Berlin – Heidelberg: Springer, 2010. P. 49–99. doi: 10.1007/7081_2009_8.
  8. Nikiforova E.A., Makhmudov R.R., Rudin A.A., Dmitriev M.V., Baibarodskikh D.V., Kirillov N.F., et al. Reaction of N′-(arylmethylidene)-2-oxo-2H-chrome- ne-3-carbohydrazides with methyl 1-bromocycloalkanecarboxylates and zinc // Russian Journal of General Chemistry. 2021. Vol. 91, no. 1. P. 64–71. doi: 10.1134/S1070363221010060.
  9. Alborz M., Pournejati R., Rad J.A., Jarrahpour A., Karbalaei-Heidari H.R., Brunel J.M., et al. Design and preparation of β-lactam derivatives bearing phenanthrenimidazole as cytotoxic agents // ChemistrySelect. 2022. Vol. 7, no. 29. P. e202202306. doi: 10.1002/slct.202202306.
  10. Ranjbari S., Behzadi M., Sepehri S., Aseman M.D., Jarrahpour A., Mohkam M., et al. Investigations of antiproliferative and antioxidant activity of β-lactam morpholino-1,3,5-triazine hybrids // Bioorganic & Medicinal Chemistry. 2020. Vol. 28, no. 8. P. 115408. doi: 10.1016/j.bmc.2020.115408.
  11. Heiran R., Sepehri S., Jarrahpour A., Digiorgio C., Douafer H., Brunel J.M., et al. Synthesis, docking and evaluation of in vitro anti-inflammatory activity of novel morpholine capped β-lactam derivatives // Bioorganic Chemistry. 2020. Vol. 102. P. 104091. doi: 10.1016/j.bioorg.2020.104091.
  12. Hosseyni S., Jarrahpour A. Recent advances in β-lactam synthesis // Organic & Biomolecular Chemistry. 2018. Vol. 16, no. 38. P. 6840–6852. doi: 10.1039/c8ob01833b.
  13. Jarrahpour A., Rezaei S., Sinou V., Latour C., Brunel J.M. Synthesis of some novel 3-spiro monocyclic β-lactams and their antibacterial and antifungal investigations // Iranian Journal of Science and Technology, Transaction A: Science. 2017. Vol. 41, no. 2. P. 337–342. doi: 10.1007/s40995-016-0033-8.
  14. Rad J.A., Jarrahpour A., Ersanlı C.C., Atioğlu Z., Akkurt M., Turos E. Synthesis of some novel inde- noquinoxalin spiro-β-lactam conjugates // Tetrahedron. 2017. Vol. 73, no. 8. P. 1135–1142. doi: 10.1016/j.tet.2017.01.009.
  15. Jarrahpour A., Ebrahimi E., De Clereq E., Sinou V., Latour C., Bouktab L.D., et al. Synthesis of mono-, bis-spiro- and dispiro-β-lactams and evaluation of their antimalarial activities // Tetrahedron. 2011. Vol. 67, no. 45. P. 8699–8704. doi: 10.1016/j.tet.2011.09.041.
  16. Sek D., Siwy M., Bijak K., Grucela-Zajac M., Malecki G., Smolarek K., et al. Comparative studies of structural, thermal, optical, and electrochemical properties of azines with different end groups with their azomethine analogues toward application in (opto)electronics // Journal of Physical Chemistry A. 2013. Vol. 117, no. 40. P. 10320–10332. doi: 10.1021/jp407623u.
  17. Nikiforova E.A., Baibarodskikh D.V., Kirillov N.F., Glavatskikh L.A. Reformatsky reaction of methyl 1-bromocyclohexanecarboxylate with N,N′-(1,4-phenylene) bis(1-arylmethanimines) // Russian Journal of Organic Chemistry. 2020. Vol. 56, no. 6. P. 1029–1033. doi: 10.1134/S107042802006010X.
  18. Eddy N.B., Leimbach D.J. Synthetic analgesics. II. Dithie-nylbutenyl- and dithienylbutylamines // Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 1953. Vol. 107, no. 3. P. 385–393.
  19. Сигидин Я.А., Шварц Г.Я., Арзамасцев А.П., Либерман С.С. Лекарственная терапия воспалительного процесса: экспериментальная и клиническая фармакология противовоспалительных препаратов. М.: Медицина, 1988. 238 с.
  20. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Л.: Медгиз, 1963. 152 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».