Заміщені ацилтіосечовини та ацилтіосемікарбазиди: синтез та біологічна активність (мініогляд)

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.255738

Ключові слова:

синтез, ацилізотіоціанати, заміщені аніліни або ароїлгідразиди, нуклеофільне приєднання, ацилтіосечовини, ацилтіосемикарбазиди, комплекси, біологічна активність

Анотація

Ацилізотіоціанати та їх функціональні похідні (ацилтіосечовини та ацилтіосемикарбазиди) важлива група органічних сполук, які широко застосовуються у синтезі гетероциклів та у хімії як каталізатори, ліганди, колориметричні гемосенсори тощо. Протягом останніх років розвинувся підвищений інтерес до зазначеного класу сполук, як перспективних біологічно активних сполук, тим більш, що останні досягнення у галузі медичної хімії для них розкриті не достатньо.

Мета. Узагальнити та систематизувати інформацію за останніх 10 років щодо методів синтезу та біологічної активності заміщених ацилтіосечовин та ацилтіосемикарбазидів.

Матеріали та методи. Веб-інструменти для пошуку наукової інформації (Reaxys, Scopus, Google Scholar, ScienceResearch, SciFinder, Web of Science тощо).

Результати та їх обговорення. Систематизовані та проаналізовані літературні джерела, які стосуються методів синтезу заміщених ацилтіосечовин та ацилтіосемикарбазидів. Розкрито основні підходи до формування зазначених сполук: постадійне формування з карбонових кислот, через ацилхлорангідриди та ацилізотіоціанати з послідуючим нуклеофільним приєднання амінів або гідразидів карбонових кислот («one-pot synthesis»), нуклеофільне приєднання амінів або гідразидів карбонових кислот безпосередньо до ацилізотіоціанатів та паралельний мікрохвильовий синтез з використанням у якості реагентів ацилізотіоціанатів та амінів. Обговорена можливість їх застосування, як лігандів, для формування комплексних сполук з іонами перехідних металів. В огляді деталізована біологічна активність зазначених структур, а саме антимікробна, фунгіцидна, протипухлинна, противірусна, антимікотична та інші види активності.

Висновки. Обговорені основні підходи щодо методів синтезу заміщених ацилтіосечовин та ацилтіосемикарбазидів з використанням в якості вихідних сполук карбонових кислот та їх похідних (хлорангідриди та ізотіоціанати) та N-нуклеофілів. Показано, що даний клас сполук проявляє різносторонню біологічну активність та є перспективним для подальшої структурної модифікації в цілеспрямованому пошуку лікарських засобів

Біографії авторів

Олена Валеріївна Холодняк, Запорізький державний медичний університет

PhD, асистент

Кафедра органічної і біоорганічної хімії

Сергій Іванович Коваленко, Запорізький державний медичний університет

Доктор фармацевтичних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра органічної і біоорганічної хімії

Посилання

  1. Bedane, K. G., Singh, G. S. (2015). Reactivity and diverse synthetic applications of acyl isothiocyanates. Arkivoc, 2015 (6), 206–245. doi: http://doi.org/10.3998/ark.5550190.p009.052
  2. Hemdan, M. M., Fahmy, A. F., Ali, N. F., Hegazi, E., Abd-Elhaleem, A. (2008). Synthesis of Some New Heterocycles Derived from Phenylacetyl Isothiocyanate. Chinese Journal of Chemistry, 26 (2), 388–391. doi: http://doi.org/10.1002/cjoc.200890074
  3. Ismail, M. F., Elsayed, G. A. (2018). Dodecanoyl isothiocyanate and N′-(2-cyanoacetyl) dodecanehydrazide as precursors for the synthesis of different heterocyclic compounds with interesting antioxidant and antitumor activity. Synthetic Communications, 48 (8), 892–905. doi: http://doi.org/10.1080/00397911.2018.1428345
  4. Abdel Hamid, A. M. (2019). Addition–cyclization reactions of furan-2-carbonyl isothiocyanate with nitrogen nucleophiles as a synthetic route to novel azines and azoles of potential biological activity. Journal of the Iranian Chemical Society, 16 (9), 1853–1861. doi: http://doi.org/10.1007/s13738-019-01659-6
  5. Zhong, B., Al-Awar, R. S., Shih, C., Grimes, J. H., Vieth, M., Hamdouchi, C. (2006). Novel route to the synthesis of 4-quinolyl isothiocyanates. Tetrahedron Letters, 47 (13), 2161–2164. doi: http://doi.org/10.1016/j.tetlet.2006.01.119
  6. Beauchemin, A., Vincent-Rocan, J.-F. (2016). N-Isocyanates, N-Isothiocyanates and Their Masked/Blocked Derivatives: Synthesis and Reactivity. Synthesis, 48 (21), 3625–3645. doi: http://doi.org/10.1055/s-0036-1588066
  7. Entezari, N., Akhlaghinia, B., Rouhi-Saadabad, H. (2014). Direct and Facile Synthesis of Acyl Isothiocyanates from Carboxylic Acids Using Trichloroisocyanuric Acid/Triphenylphosphine System. Croatica Chemica Acta, 87 (3), 201–206. doi: http://doi.org/10.5562/cca2381
  8. Saeed, A., Mustafa, M. N., Zain-ul-Abideen, M., Shabir, G., Erben, M. F., Flörke, U. (2018). Current developments in chemistry, coordination, structure and biological aspects of 1-(acyl/aroyl)-3- (substituted)thioureas: advances Continue …. Journal of Sulfur Chemistry, 40 (3), 312–350. doi: http://doi.org/10.1080/17415993.2018.1551488
  9. Lapasam, A., Kollipara, M. R. (2020). A survey of crystal structures and biological activities of platinum group metal complexes containing N-acylthiourea ligands. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, 195 (10), 779–804. doi: http://doi.org/10.1080/10426507.2020.1764956
  10. Saeed, A., Shakil Shah, M., Ali Larik, F., Ullah Khan, S., Ali Channar, P., Flörke, U., Iqbal, J. (2017). Synthesis, computational studies and biological evaluation of new 1-acetyl-3-aryl thiourea derivatives as potent cholinesterase inhibitors. Medicinal Chemistry Research, 26 (8), 1635–1646. doi: http://doi.org/10.1007/s00044-017-1829-6
  11. Tahir, S., Badshah, A., Hussain, R. A., Tahir, M. N., Tabassum, S., Patujo, J. A., Rauf, M. K. (2015). DNA-binding studies and biological activities of new nitrosubstituted acyl thioureas. Journal of Molecular Structure, 1099, 215–225. doi: http://doi.org/10.1016/j.molstruc.2015.06.024
  12. Larik, F. A., Saeed, A., Faisal, M., Channar, P. A., Azam, S. S., Ismail, H. Et. al. (2018). Synthesis, molecular docking and comparative efficacy of various alkyl/aryl thioureas as antibacterial, antifungal and α-amylase inhibitors. Computational Biology and Chemistry, 77, 193–198. doi: http://doi.org/10.1016/j.compbiolchem.2018.10.007
  13. Al-Amily, D. H., Hassan Mohammed, M. (2019). Design, Synthesis, and Docking Study of Acyl Thiourea Derivatives as Possible Histone Deacetylase Inhibitors with a Novel Zinc Binding Group. Scientia Pharmaceutica, 87 (4), 28. doi: http://doi.org/10.3390/scipharm87040028
  14. Dobrikov, G. M., Valcheva, V., Nikolova, Y., Ugrinova, I., Pasheva, E., Dimitrov, V. (2013). Efficient synthesis of new (R)-2-amino-1-butanol derived ureas, thioureas and acylthioureas and in vitro evaluation of their antimycobacterial activity. European Journal of Medicinal Chemistry, 63, 468–473. doi: http://doi.org/10.1016/j.ejmech.2013.02.034
  15. Antypenko, L., Meyer, F., Kholodniak, O., Sadykova, Z., Jirásková, T., Troianova, A. et. al. (2018). Novel acyl thiourea derivatives: Synthesis, antifungal activity, gene toxicity, drug-like and molecular docking screening. Archiv Der Pharmazie, 352 (2), 1800275. doi: http://doi.org/10.1002/ardp.201800275
  16. Kholodniak, O. V., Kazunin, M. S., Meyer, F., Kovalenko, S. I., Steffens, K. G. (2020). Novel N-cycloalkylcarbonyl-N-arylthioureas: Synthesis, Design, Antifungal Activity and Gene Toxicity. Chemistry and Biodiversity, 17 (7), е2000212. doi: http://doi.org/10.1002/cbdv.202000212
  17. Kholodniak, O. V., Stavytskyi, V. V., Kovalenko, S. I. (2021). Substituted (сycloalkylcarbonylthioureido)aryl-(benzyl-)carboxylic(sulfonic) acids: synthesis, antimicrobial and growth-regulating activity. Current Issues in Pharmacy and Medicine: Science and Practice, 14 (1), 4–11. doi: http://doi.org/10.14739/2409-2932.2021.1.226726
  18. Kholodniak, O. V., Sokolova, K. V., Kovalenko, S. I., Podpletnya, O. A. (2020). Directed search for compounds that affect the excretory function of rat kidneys, among new cycloalkylcarbonyl thioureas and thiosemicarbazides derivatives. Medical and Clinical Chemistry, 22 (2), 5–16. doi: http://doi.org/10.11603/mcch.2410-681x.2020.v.i2.11351
  19. Kholodniak, O. V., Stavytskyi, V. V., Kazunin, M. S., Bukhtiayrova, N. V., Berest, G. G., Belenichev, I. F., Kovalenko, S. I. (2021). Design, synthesis and anticonvulsant activity of new Diacylthiosemicarbazides. Biopolymers and Cell, 37 (2), 125–142. doi: http://doi.org/10.7124/bc.000a46
  20. Haribabu, J., Subhashree, G. R., Saranya, S., Gomathi, K., Karvembu, R., Gayathri, D. (2015). Synthesis, crystal structure, and in vitro and in silico molecular docking of novel acyl thiourea derivatives. Journal of Molecular Structure, 1094, 281–291. doi: http://doi.org/10.1016/j.molstruc.2015.03.035
  21. Banaei, A., Shiran, J. A., Saadat, A., Ardabili, F. F., McArdle, P. (2015). One-pot and two-step synthesis of novel carbonylthioureas and dicarbonyldithioureas derivatives. Journal of Molecular Structure, 1099, 427–431. doi: http://doi.org/10.1016/j.molstruc.2015.06.074
  22. Mustafa, M. N., Saeed, A., Channar, P. A., Larik, F. A., Zain-ul abideen, M., Shabir, G. et. al. (2019). Synthesis, molecular docking and kinetic studies of novel quinolinyl based acyl thioureas as mushroom tyrosinase inhibitors and free radical scavengers. Bioorganic Chemistry, 90, 103063. doi: http://doi.org/10.1016/j.bioorg.2019.103063
  23. Rao, X.-P., Wu, Y., Song, Z.-Q., Shang, S.-B., Wang, Z.-D. (2010). Synthesis and antitumor activities of unsymmetrically disubstituted acylthioureas fused with hydrophenanthrene structure. Medicinal Chemistry Research, 20 (3), 333–338. doi: http://doi.org/10.1007/s00044-010-9303-8
  24. Rauf, M. K., Zaib, S., Talib, A., Ebihara, M., Badshah, A., Bolte, M., Iqbal, J. (2016). Solution-phase microwave assisted parallel synthesis, biological evaluation and in silico docking studies of N,N′-disubstituted thioureas derived from 3-chlorobenzoic acid. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 24 (18), 4452–4463. doi: http://doi.org/10.1016/j.bmc.2016.07.042
  25. Pete, U. D., Zade, C. M., Bhosale, J. D., Tupe, S. G., Chaudhary, P. M., Dikundwar, A. G., Bendre, R. S. (2012). Hybrid molecules of carvacrol and benzoyl urea/thiourea with potential applications in agriculture and medicine. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 22 (17), 5550–5554. doi: http://doi.org/10.1016/j.bmcl.2012.07.017
  26. Burgeson, J. R., Moore, A. L., Boutilier, J. K., Cerruti, N. R., Gharaibeh, D. N., Lovejoy, C. E. et. al. (2012). SAR analysis of a series of acylthiourea derivatives possessing broad-spectrum antiviral activity. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 22 (13), 4263–4272. doi: http://doi.org/10.1016/j.bmcl.2012.05.035
  27. Abd Halim, A. N., Ngaini, Z. (2017). Synthesis and characterization of halogenated bis(acylthiourea) derivatives and their antibacterial activities. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, 192 (9), 1012–1017. doi: http://doi.org/10.1080/10426507.2017.1315421
  28. Khairul M. W., Ariffin A., Ismail N., Daud, A. (2016). Synthesis, Spectroscopic Studies, and Biological Activities of Acylthiourea Derivatives as Potential Anti-Bacteria Agents. EDUCATUM Journal of Science, Mathematics and Technology, 3(1), 13-19.
  29. Li, S., Li, H., Cao, X., Chen, C. (2013). Synthesis and Bio-Evaluation of Novel Salicylic Acid-Oriented Thiourea Derivatives with Potential Applications in Agriculture. Letters in Drug Design & Discovery, 11 (1), 98–103. doi: http://doi.org/10.2174/15701808113109990045
  30. El-Gaby, M. S. A., Hussein, M. F., Hassan, M. I., Ali, A. M., Elshaier, Y. A. M. M., Gebril, A. S., Faraghally, F. A. (2018). New sulfonamide hybrids: synthesis, in vitro antimicrobial activity and docking study of some novel sulfonamide derivatives bearing carbamate/acyl-thiourea scaffolds. Mediterranean Journal of Chemistry, 7 (5), 370–385. doi: http://doi.org/10.13171/mjc751912111445mh
  31. Sajid-ur-Rehman, Saeed, A., Saddique, G., Ali Channar, P., Ali Larik, F., Abbas, Q. et. al. (2018). Synthesis of sulfadiazinyl acyl/aryl thiourea derivatives as calf intestinal alkaline phosphatase inhibitors, pharmacokinetic properties, lead optimization, Lineweaver-Burk plot evaluation and binding analysis. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 26 (12), 3707–3715. doi: http://doi.org/10.1016/j.bmc.2018.06.002
  32. Koca, İ., Özgür, A., Coşkun, K. A., Tutar, Y. (2013). Synthesis and anticancer activity of acyl thioureas bearing pyrazole moiety. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 21 (13), 3859–3865. doi: http://doi.org/10.1016/j.bmc.2013.04.021
  33. Nitulescu, G. M., Draghici, C., Chifiriuc, M. C., Marutescu, L., Bleotu, C., Missir, A. V. (2010). Synthesis and antimicrobial screening of N-(1-methyl-1H-pyrazole-4-carbonyl)-thiourea derivatives. Medicinal Chemistry Research, 21 (3), 308–314. doi: http://doi.org/10.1007/s00044-010-9541-9
  34. Sun, N., Shen, Z., Zhai, Z., Han, L., Weng, J., Tan, C., Liu, X. (2017). Design,Synthesis,Fungicidal Activity and Docking Study of Acyl Thiourea Derivatives Containing Pyrazole Moiety. Chinese Journal of Organic Chemistry, 37 (10), 2710. doi: http://doi.org/10.6023/cjoc201704032
  35. Min, L.-J., Zhai, Z.-W., Shi, Y.-X., Han, L., Tan, C.-X., Weng, J.-Q. et. al. (2019). Synthesis and biological activity of acyl thiourea containing difluoromethyl pyrazole motif. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, 195 (1), 22–28. doi: http://doi.org/10.1080/10426507.2019.1633530
  36. Zhang, J.-F., Xu, J.-Y., Wang, B.-L., Li, Y.-X., Xiong, L.-X., Li, Y.-Q. et. al. (2012). Synthesis and Insecticidal Activities of Novel Anthranilic Diamides Containing Acylthiourea and Acylurea. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60 (31), 7565–7572. doi: http://doi.org/10.1021/jf302446c
  37. Koca, İ., Özgür, A., Er, M., Gümüş, M., Açikalin Coşkun, K., Tutar, Y. (2016). Design and synthesis of pyrimidinyl acyl thioureas as novel Hsp90 inhibitors in invasive ductal breast cancer and its bone metastasis. European Journal of Medicinal Chemistry, 122, 280–290. doi: http://doi.org/10.1016/j.ejmech.2016.06.032
  38. Plutín, A. M., Ramos, R., Mocelo, R., Alvarez, A., Castellano, E. E., Cominetti, M. R. et. al. (2020). Antitumor activity of Pd(II) complexes with N,S or O,S coordination modes of acylthiourea ligands. Polyhedron, 184, 114543. doi: http://doi.org/10.1016/j.poly.2020.114543

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-29

Як цитувати

Холодняк, О. В., & Коваленко, С. І. (2022). Заміщені ацилтіосечовини та ацилтіосемікарбазиди: синтез та біологічна активність (мініогляд) . ScienceRise: Pharmaceutical Science, (2(36), 56–71. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2022.255738

Номер

№ 2(36) (2022)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Olena Kholodniak, Sergiy Kovalenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.