Фотохимическая Е/Z-изомеризация изоникотиноилгидразонов на основе производных пиридоксина

Изоникотиноилгидразон 6-карбальдегида пиридоксина 1, существующий в виде смеси E- и Z-изомеров, проявляет высокую активность в отношении лекарственно-устойчивых штаммов M. tuberculosis. В продолжение исследований по разработке противотуберкулезных лекарственных средств оценена фотостабильность соединения 1 и его структурных аналогов, что является важным при производстве фармацевтических субстанций и установлении специфической активности различных изомеров in vivo. Показано, что под действием УФ-облучения в растворах соединений 1 и 2, содержащих свободные гидроксиметильные группы в четвертом и пятом положениях пиридоксина, происходит существенное осмоление реакционной смеси, обусловленное, по-видимому, образованием реакционноспособных орто-хинонметидов. При введении кетальной защиты гидроксиметильных групп в производное пиридоксина, содержащего изоникотиноилгидразонный фрагмент в шестом положении, под действием УФ-облучения реализуется переход из термодинамически более устойчивого Е-изомера в Z- вследствие образования внутримолекулярной водородной связи типа NH…N_пир. Производное пиридоксина, содержащее изоникотиноилгидразонный фрагмент во втором положении, практически не подвергается фотоизомеризации, что обусловлено наличием внутримолекулярной водородной связи типа ОН…N_C=N.

1. Socea L.-I., Barbuceanu S.-F., Pahontu E.M., Dumitru A.-C., Nitulescu G.M., Sfetea R.C., Apostol T.-V. Acylhydrazones and their biological activity: A review // Molecules. 2022. V. 27, No 24. Art. 8719. https://doi.org/10.3390/molecules27248719.

2. Jabeen M. A comprehensive review on analytical applications of hydrazone derivatives // J. Turk. Chem. Soc., Sect. A. 2022. V. 9, No 3. P. 663–698. https://doi.org/10.18596/jotcsa.1020357.

3. Lv Y., Meng J., Li C., Wang X., Ye Y., Sun K. Update on the synthesis of N-heterocycles via cyclization of hydrazones (2017–2021) // Adv. Synth. Catal. 2021. V. 363, No 23. P. 5235–5265. https://doi.org/10.1002/adsc.202101184.

4. Shao B., Aprahamian I. Hydrazones as new molecular tools // Chem. 2020. V. 6, No 9. P. 2162–2173. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.08.007.

5. Su X., Aprahamian I. Hydrazone-based switches, metallo-assemblies and sensors // Chem. Soc. Rev. 2014. V. 43, No 6. P. 1963–1981. https://doi.org/10.1039/C3CS60385G.

6. Palla G., Predieri G., Domiano P., Vignali C., Turner W. Conformational behaviour and E/Z isomerization of N-acyl and N-aroylhydrazones // Tetrahedron. 1986. V. 42, No 13. P. 3649–3654. https://doi.org/10.1016/S0040-4020(01)87332-4.

7. Щукина М.Н., Першин Г.Н., Сазонова Е.Д., Макеева О.О. Ароматические изоникотиноилгидразоны – новый класс химиотерапевтических противотуберкулезных веществ // Проблемы туберкулеза. 1954. № 2. С. 44–50.

8. Ridahunlang N., Bisht R., Rishanlang N. Isoniazid derivatives as anti-tubercular agents: From structural design to clinical investigations // Infect. Disord.: Drug Targets. 2023. V. 23, No 3. P. 44–68. https://doi.org/10.2174/1871526522666221004152324.

9. Hu Y.-Q., Zhang S., Zhao F., Gao C., Feng L.-S., Lv Z.-S., Xu Z., Wu X. Isoniazid derivatives and their anti-tubercular activity // Eur. J. Med. Chem. 2017. V. 133. P. 255–267. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2017.04.002.

10. Sah P.P.T. Nicotinyl and isonicotinyl hydrazones of pyridoxal // J. Am. Chem. Soc. 1954. V. 76, No 1. P. 300. https://doi.org/10.1021/ja01630a096.

11. Poñka P., Borová J., Neuwirt J., Fuchs O. Mobilization of iron from reticulocytes: Identification of pyridoxal isonicotinoyl hydrazone as a new iron chelating agent // FEBS Lett. 1979. V. 97, No 2. P. 317–321. https://doi.org/10.1016/0014-5793(79)80111-8.

12. Lim C.K., Kalinowski D.S., Richardson D.R. Protection against hydrogen peroxide-mediated cytotoxicity in Friedreich’s ataxia fibroblasts using novel iron chelators of the 2-pyridylcarboxaldehyde isonicotinoyl hydrazone class // Mol. Pharmacol. 2008. V. 74, No 1. P. 225–235. https://doi.org/10.1124/mol.108.046847.

13. Singh Y.P., Pandey A., Vishwakarma S., Modi G. A review on iron chelators as potential therapeutic agents for the treatment of Alzheimer’s and Parkinson’s diseases // Mol. Diversity. 2019. V. 23, No 2. P. 509–526. https://doi.org/10.1007/s11030-018-9878-4.

14. Shtyrlin N.V., Khaziev R.M., Shtyrlin V.G., Gilyazetdinov E.M., Agafonova M.N., Usachev K.S., Islamov D.R., Klimovitskii A.E., Vinogradova T.I., Dogonadze M.Z., Zabolotnykh N.V., Sokolovich E.G., Yablonskiy P.K., Shtyrlin Y.G. Isonicotinoyl hydrazones of pyridoxine derivatives: Synthesis and antimycobacterial activity // Med. Chem. Res. 2021. V. 30, No 4. P. 952–963. https://doi.org/10.1007/s00044-021-02705-w.

15. Bartolić M., Matošević A., Maraković N., Bušić V., Roca S., Vikić-Topić D., Sabljić A., Bosak A., Gašo-Sokač D. Evaluation of hydrazone and N-acylhydrazone derivatives of vitamin B6 and pyridine-4-carbaldehyde as potential drugs against Alzheimer’s disease // J. Enzyme Inhib. Med. Chem. 2024. V. 39. No 1. Art. 2431832. https://doi.org/10.1080/14756366.2024.2431832.

16. ОФС.1.1.0029. Определение фотостабильности лекарственных средств // Государственная фармакопея Российской Федерации, XV издание. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2023. Т. 1. С. 412–421.

17. Sheldrick G.M. SHELXT – integrated space-group and crystal-structure determination // Acta Crystallogr., Sect. A. 2015. V. 71, Pt. 1. P. 3–8. https://doi.org/10.1107/S2053273314026370.

18. Sheldrick G.M. A short history of SHELX // Acta Crystallogr., Sect. A. 2007. V. 64, Pt. 1. P. 112–122. https://doi.org/10.1107/S0108767307043930.

19. Macrae C.F., Edgington P.R., McCabe P., Pidcock E., Shields G.P., Taylor R., Towler M., Van De Streek J. Visualization and analysis of crystal structures // J. Appl. Crystallogr. 2006. V. 39. P. 453–457. https://doi.org/10.1107/S002188980600731X.

20. Brousmiche D.W., Wan P. Photogeneration of quinone methide-type intermediates from pyridoxine and derivatives // J. Photochem. Photobiol. A. 2002. V. 149, Nos 1–3. P. 71–81. https://doi.org/10.1016/S1010-6030(01)00654-2.

21. Shtyrlin N.V., Lodochnikova O.A., Shtyrlin Y.G. Regioisomeric oximes and thiosemicarbazones derived from 6-substituted pyridoxines // Mendeleev Commun. 2012. V. 22, No 3. P. 169–170. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2012.05.021.

22. Aarjane M., Slassi S., Amine A. Novel series of N-acylhydrazone based on acridone: Synthesis, conformational and theoretical studies // J. Mol. Struct. 2021. V. 1225, Art. 129079. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129079.

23. Syakaev V.V., Podyachev S.N., Buzykin B.I., Latypov S.K., Habicher W.D., Konovalov A.I. NMR study of conformation and isomerization of aryl-and heteroarylaldehyde 4-tert-butylphenoxyacetylhyd razones // J. Mol. Struct. 2006. V. 788, Nos 1–3. P. 55–62. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2005.11.018.

24. Agrawal K.C., Clayman S., Sartorelli A.C. Synthesis of site-directed chelating agents II: 2-Formyl-3-hydroxy-4,5-bis (hydroxymethyl) pyridine thiosemicarbazone // J. Pharm. Sci. 1976. V. 65, No 2. P. 297–300. https://doi.org/10.1002/jps.2600650231.