Синтез та біологічна активність нових хромено[4’,3’:4,5]тіопірано[2,3-d]тіазолів та їх 3-заміщених похідних

Гойдик М.В. Синтез та біологічна активність нових хромено[4’,3’:4,5] тіопірано[2,3-d]тіазолів та їх 3-заміщених похідних. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 226 - Фармація, промислова фармація (22 - Охорона здоров’я). - Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького МОЗ
України, Львів, 2026.
Дисертаційну роботу присвячено синтезу нових похідних тіопірано[2,3-d]тіазолу та їх 3-заміщених аналогів, дослідженню їхніх фізико-хімічних властивостей і вивченню біологічної активності. На підставі аналізу сучасних літературних джерел обґрунтовано вибір синтетичних підходів до одержання цільових сполук, зокрема з використанням [4+2]-циклоконденсації, доміно-реакцій типу Кньовенагеля- гетеро-Дільса-Альдера, а також методів алкілювання, ацилювання та ціаноетилювання. Системний підхід до побудови хімічної бібліотеки забезпечив структурну різноманітність та створив підґрунтя для оцінки залежностей «структура-активність» щодо цитотоксичної дії на пухлинні клітини. Низку синтезованих сполук досліджено на предмет потенційної протисудомної дії з використанням in silico прогнозування, моделей молекулярного докінгу та оцінки ADME/PK-параметрів. Результати скринінгу засвідчили наявність перспективних молекул, що дозволяє
розглядати дані структури як основу для створення нових кандидатів у протиепілептичні засоби.
Показано, що реакція доміно-Кньовенагеля-гетеро-Дільса-Альдера є досить ефективним і відносно простим методом для одержання конденсованих структур похідних тіопірано[2,3-d]тіазолу. Перевагою даної
реакції є те, що швидко вдається одержати складні каркаси з відносно простих та доступних реагентів, з мінімальними витратами розчинників, що є сучасними тенденціями у медичній хімії. Отже завдяки реакції доміно-Кньовенагеля-гетеро-Дільса-Альдера нам вдалось поєднати тіопірановий та тіазольний фрагменти у молекулі, що є досить перспективним напрямком. Дана стратегія відкриває широкі можливості оскільки
тіопірано[2,3-d]тіазоли можуть володіти протисудомною, протипухлинною, протимікробною та протигрибковою активностями, що робить даний клас сполук важливим для подальших досліджень. Встановлено, що оптимальними умовами проходження реакції доміно- Кньовенагеля-гетеро-Дільса-Альдера з використанням 4-тіоксо-2-оксо-тіазолідинону 2.1 та похідних 2-алілоксибензальдегіду 2.2a-j є середовище ацетонітрилу та EDDA. Синтез цільового 9-(проп-2-ін-1-ілокси)-2H,6H- хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-2-ону 3.8 супроводжується практично однаковим виходом не залежно від того чи в якості реакційного середовища використовували ацетонітрил/EDDA чи оцтову кислоту/натрію ацетат. Завдяки наявності пропаргілового фрагменту в структурі альдегіду реакція проходила через стадію утворення проміжного продукту, який окиснювався утворюючи ароматичну систему. Синтез N-(4-хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H- хромено[4',3':4,5] тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)пропанаміду 2.14 був здійснений двома методами. Один з методів включав реакцію ціаноетилювання базового каркасу з подальшим рядом хімічних перетворень. Альтернативний метод одержання цільового N-(4- хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H- хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]ті-азол-3(6H)-іл)пропанаміду 2.14 передбачав введення в реакцію вихідного тіопірано[2,3-d]тіазол-2-ону та безпосередньо 3-хлор-N-(4-хлорофеніл)-пропанаміду 2.12 в середовищі спиртового розчину KOH. Даний метод є більш доцільним, оскільки характеризується меншою кількістю стадій реакції та економією розчинників. В умовах реакції [4+2]-циклоприєднання між гетеродієновими структурами похідними 5-(2-гідроксибензиліден)-4-тіоксотіазолідин-2-ону 2.15 та дієнофільними реагентами - похідними акрилового альдегіду та ітаконової кислоти вдалось одержати конденсовані похідні 2-(10-нітро-2,6-диоксо-3,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-
5a(6H)-іл)оцтової кислоти 2.21 та 6-гідрокси-3,5a,6,11b-тетрагідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-2-ону 2.17. В продовження розвитку даної тематики було одержано ряд тіопірано-тіазолів з піразоліновим фрагментоу у положенні 3 тіазолідинового циклу 4.2b,c, 4.6- 4.8, 4.10, 4.23 та їх структурних аналогів 4.14a-c, 4.16, в основі яких знаходиться 5,5,8-триметил-3,5,5a,6,7,8,9,9a-октагідро-2H-
ізотіохромено[3,4-d]тіазол-2-он 4.12. Для синтезу 9-(2-(5-(4-хлорофеніл)-3-феніл-4,5-дигідро-1H-піразол-1-іл)-2-оксоетокси)-2H,6H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-2-ону 4.21 був застосований кардинально інший підхід, що демонструє структурне різноманіття даного класу сполук та можливості їх подальшої функціоналізації Раніше встановлена спектроскопічними методами (1H та 13C ЯМР) структура похідного 4.23 була підтверджена за допомогою рентгеноструктурного аналізу. Будова підтверджена як rel-(5aSR,11bSR)-2-
[2-оксо-(3,5a,6,11b)-тетрагідро-2H,5H-хромено[4’,3’:4,5]тіопірано[2,3-d]тіазолін-3-іл]-N-(3,4,5-триметоксифеніл) ацетамід. Сполука 4.23 побудована з жорсткого тетрациклічного кон’югованого фрагмента, тобто
3,5,5a,6,11b-тетрагідро-2H,5H-хромено[4′,3′:4,5]тіопірану.
Проведено дослідження протисудомної активності ряду синтезованих похідних тіопірано[2,3-d]тіазолу та поділено їх на 4 групи відповідно до впливу на перебіг судомного процесу. До групи (A) відносяться похідні, що спричинили не значний вплив на перебіг судом, група (B) - це похідні з проконвульсивною дією, група (C) - похідні з помірними протисудомними властивостями та група (D) - похідні, що викликали
виражений протисудомний ефект. Ідентифіковано потенційні протисудомні агенти 2-(10-нітро-2,6 диоксо-3,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-5a(6H)-іл)оцтової кислоти 2.21, 2-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H- хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)-N-(2-(трифторметил)феніл)ацетамід 2.18b та N-(4-хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b- дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)-пропанамід 2.14 який проявив найвищу активність, використання якого спричинило п’ятикратне збільшення латентного періоду настання клінічних судом порівняно з контрольною групою та зменшення кількості мишей із клінічними та тонічними судомами на 60% і 63.33% відповідно. Також смертність знизилась на 63.33 і 20% відповідно, кількість нападів - у 4.62 раза, а вираженість судом - удвічі порівняно з контрольною групою. У результаті проведення молекулярного докінгу з рецептором GABAA встановлено що сполуки 2-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5] тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)-N-(2-(трифторметил)феніл) ацетамід 2.18b та N-(4-хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]-тіазол-3(6H)-іл)пропанамід 2.14 мають високу спорідненість до рецептора GABAA, з докінг-балами, вищими за
показники діазепаму та флумазенілу. Водночас похідне 2-(10-нітро-2,6-диоксо-3,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]-тіопірано[2,3-d]тіазол-5a(6H)-іл)оцтової кислоти 2.21, виявило дещо нижчий рівень афінності.Накладання позицій діазепаму та N-(4-хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b- дигідро-2H,5H хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)пропанаміду 2.14 показало, що обидві молекули зв’язуються з одними й тими самими амінокислотними залишками. Як відомо, флумазеніл - антагоніст бензодіазепінів, - конкурує за той самий сайт зв’язування, проте утворює з ним міцніший комплекс. Отже, зв’язування N-(4-хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)пропанаміду 2.14 вказує на те, що вона імітує дію діазепаму на рецептори GABAA. Проведено поглиблене дослідження для N-(4-хлорфеніл)-3-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)пропанаміду 2.14 протисудомної активності на шести моделях судом, п’ять моделей передбачали хімічне індукування судом, в якості проконвульсантів виступали такі речовини як: пікротоксин, тіосемікарбазид, стрихнін, кофеїн та камфора, у порівнянні з референтними препаратами (натрію вальпроат, карбамазепін, інозин). Одна модель
передбачала індукування судом за допомогою електрошоку (максимальний електрошок, MES). В результаті дослідження впливу N-(4-хлорофеніл)-3- (2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-
3(6H)-іл)пропана-міду 2.14 на перебіг пікротоксин-індукованих судом встановлено, що протисудомні властивоті досліджуваної сполуки були на рівні натрію вальпроату, проте такі параметри, як латентний період та кількість нападів на одну мишу були навіть дещо кращими. У стрихніновій моделі 2.14 знижувала частоту клонічних і тонічних судом на 28,57% та летальність на 28,6% відносно контролю, тоді як натрію вальпроат
знижував летальність на 71,4% і тяжкість судом у 1,6 раза. У моделі, індукованій кофеїном, 2.14 перевершувала інозин, зменшуючи частку мишей з тонічними судомами на 85,7% (проти 42,9%) і летальність на 42,9% (проти 14,3%). На камфорній моделі 2.14 лише частково проявила ефект, зменшуючи частку тварин із тонічними судомами на 14,3% і подовжуючи латентний період у 1,7 раза, без істотного впливу на летальність, у той час як натрію вальпроат знижував судоми на 42,9%, подовжував латентність у 2,8 рази та повністю запобігав загибелі. У моделі електроіндукованих судом 2.14 показала ефективність, співставну з карбамазепіном: судоми виникали у 20% мишей, тяжкість була нижчою у 1,8 раза, летальність відсутня. На моделі, індукованій тіосемікарбазидом, 2.14 збільшувала латентний період на 22,8%, зменшувала кількість судом до 3,37 ± 0,80 (порівняно з 6,33 ± 1,26 у групі з натрію вальпроатом) та подовжувала інтервали між судомними нападами, що свідчить про стабілізацію нейрональної активності. Таким чином, 2.14 проявляє модель-залежну протисудомну активність, у деяких випадках перевершуючи референтні препарати, і заслуговує на подальші дослідження як потенційний протисудомний засіб. На основі проведених in vitro досліджень встановлено, що 2-(10-нітро-2,6-диоксо-3,11b-дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-5a(6H)-іл)-оцтова кислота 2.21, 2-(2-оксо-5a,11b-дигідро-2H,5H- хромено[4',3':4,5] тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)-N-(2- (трифторметил)феніл)ацетамід 2.18b та N-(4-хлорофеніл)-3-(2-оксо-5a,11b-
дигідро-2H,5H-хромено[4',3':4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-3(6H)-іл)- пропанамід 2.14 проявляють низьку цитотоксичність щодо нормальних клітин людини (лімфоцити периферичної крові та HEK293). При концентрації 100 мкМ жодна зі сполук не досягла рівня IC50 для лімфоцитів, а пригнічення життєздатності клітин становило 20,86-29,94%. Найменший ефект спостерігався щодо клітин HEK293, з максимумом інгібування життєздатності 8,06%. Із серії синтезованих похідних, 9-(проп-2-ін-1-ілокси)-2H,6H-
хромено[4′,3′:4,5]тіопірано[2,3-d]тіазол-2-он 3.8 проявив найвищу цитотоксичну активність. У тесті на 52 ракових лініях клітин сполука викликала значне інгібування росту в 25 випадках, з рівнем гальмування від
-80,26% до -125,90%. Проведена оцінка селективності показала загальне SI < 3, проте для окремих чутливих ліній значення було значно вищим: OVCAR-4 (SI = 20,94), SR (SI = 11,83), A498 (SI = 15,10), 786-0 (SI = 11,49),
BT-549 (SI = 12,00). Це свідчить про перспективність сполуки як потенційного протипухлинного агента з обмеженою, але вираженою вибірковістю. У результаті виконаної роботи синтезовано низку нових тіопірано[2,3-d]тіазолів та їх 3-заміщених похідних із використанням реакцій [4+2]- циклоконденсації та доміно-підходів. Виявлено чіткий зв’язок між структурою та біологічною активністю, що дозволило ідентифікувати три сполуки з вираженим протисудомним потенціалом у різних експериментальних моделях (стрихнін-, кофеїн-, камфора-, тіосемікарбазид- та електроіндуковані судоми), а також одну сполуку з
широким спектром протипухлинної активності in vitro. Визначено низький рівень токсичності найбільш активних речовин щодо нормальних клітин людини (лімфоцитів периферичної крові, HEK293), що вказує на сприятливі токсикометричні параметри та перспективність цих структур як вихідних сполук для створення нових протисудомних і протипухлинних лікарських засобів. За матеріалами дисертації опубліковано 10 наукових робіт.
Ключові слова: синтез, тіазолідинони, тіопірано[2,3d]тіазоли модифікація, реакція Кньовенагеля, реакція гетеро-Дільса-Альдера, протиракова активність, протиcудомна активність, докінгові дослідження.

Abstract

Hoidyk M.V. Synthesis and Biological Activity of New Chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazoles and Their 3-Substituted Derivatives. Qualification scientific work submitted as a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty 226 – Pharmacy, Industrial Pharmacy (22 – Health Care). Danylo Halytsky Lviv
National Medical University of the Ministry of Health of Ukraine, Lviv, 2026. The dissertation is devoted to the synthesis of new thiopyrano[2,3- d]thiazole derivatives and their 3-substituted analogues, study of their physicochemical properties, and study of their biological activity. Based on an analysis of current literature data, the choice of synthetic approaches for obtaining the target compounds was substantiated, in particular using [4+2]-
cyclocondensation, domino Knoevenagel-hetero-Diels-Alder reactions, as well as alkylation, acylation, and cyanoethylation methods. A systematic approach to the construction of a chemical library ensured structural diversity and created a basis for evaluating structure–activity relationships with respect to cytotoxic effects on tumor cells. A number of synthesized compounds were investigated for potential anticonvulsant activity using in silico prediction, molecular docking models, and assessment of ADME/PK parameters. The screening results revealed promising molecules, allowing these structures to be considered as a basis for the development of new antiepileptic drug candidates. It was shown that the domino Knoevenagel-hetero-Diels-Alder reaction is
a fairly efficient and relatively simple method for obtaining condensed thiopyrano[2,3-d]thiazole derivatives. The advantage of this reaction is the rapid formation of complex frameworks from relatively simple and readily available reagents with minimal solvent consumption, which corresponds to modern trends in medicinal chemistry. Thus, due to the domino Knoevenagel-hetero-Diels- Alder reaction, it was possible to combine thiopyrane and thiazole fragments within one molecule, which is a promising approach. This strategy opens broad opportunities, since thiopyrano[2,3-d]thiazoles may exhibit anticonvulsant, antitumor, antimicrobial, and antifungal activities, making this class of compounds important for further research. Optimal conditions for the domino Knoevenagel-hetero-Diels-Alder reaction using 4-thioxo-2-oxothiazolidinone 2.1 and 2-allyloxybenzaldehyde 2.2a-j derivatives were established as acetonitrile medium and EDDA. The synthesis of the target 9-(prop-2-yn-1-yloxy)-2H,6H-
chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-2-one 3.8 proceeded with nearly identical yields regardless of whether acetonitrile/EDDA or acetic acid/sodium acetate was used as the reaction medium. Due to the presence of a propargyl fragment in the aldehyde structure, the reaction proceeded through the formation of an intermediate product, which was oxidized to form an aromatic system. The synthesis of N-(4-chlorophenyl)-3-(2-oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H- chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl)propanamide 2.14 was carried out by two methods. One method involved cyanoethylation of the basic framework followed by a series of chemical transformations. The alternative method involved reacting the starting thiopyrano-thiazole directly with 3-chloro-
N-(4-chlorophenyl)propanamide 2.12 in an alcoholic KOH solution. This method was more advantageous due to a smaller number of reaction steps and solvent savings. Under [4+2]-cycloaddition conditions between heterodiene structures derived from 5-(2-hydroxybenzylidene)-4-thioxothiazolidin-2-one 2.15 and dienophilic reagents (acrolein and itaconic acid), condensed derivatives of 2-(10- nitro-2,6-dioxo-3,11b-dihydro-2H,5H chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3- d]thiazol-5a(6H)-yl)acetic acid 2.21 and 6-hydroxy-3,5a,6,11b-tetrahydro-
2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano-[2,3-d]thiazol-2-one 2.17 were obtained. As a continuation of the development of this research topic, a series of  thiopyrano[2,3-d]thiazoles bearing a pyrazoline fragment at the N-3 position of
the thiazolidine ring 4.2b,c, 4.6–4.8, 4.10, 4.23, as well as their structural analogues 4.14a–c and 4.16, were synthesized. These compounds are based on the 5,5,8-trimethyl-3,5,5a,6,7,8,9,9a-octahydro-2H-isothiochromeno[3,4- d]thiazol-2-one scaffold 4.12. For the synthesis of 9-(2-(5-(4-chlorophenyl)-3- phenyl-4,5-dihydro-1H-pyrazol-1-yl)-2-oxoethoxy)-2H,6H- chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-2-one 4.21, a fundamentally different synthetic approach was employed, demonstrating the structural diversity of this class of compounds and the potential for their further functionalization. The structure of derivative 2.46, previously established by spectroscopic methods (1H and 13C NMR), was confirmed by X-ray crystallographic analysis.The structure was confirmed as rel-(5aSR,11bSR)-2-[2-oxo-(3,5a,6,11b)- tetrahydro-2H,5H-chromeno [4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazolin-3-yl]-N- (3,4,5-trimethoxyphenyl)-acetamide. Compound 2.46 is derivative of a rigid tetracyclic conjugated fragment, namely 3,5,5a,6,11b-tetrahydro-2H,5H- chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrane.The anticonvulsant activity of a series of synthesized thiopyrano[2,3- d]thiazole derivatives was studied, and they were divided into four groups according to their effect on seizure progression: group (A) compounds with
negligible effects; group (B) compounds with proconvulsant activity; group (C) compounds with moderate anticonvulsant properties; and group (D) compounds exhibiting pronounced anticonvulsant effects.
Potential anticonvulsant agents were identified, including 2-(10-nitro-2,6-dioxo-3,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-5a(6H)-yl)acetic acid 2.21, 2-(2-oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H-
chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d] thiazol-3(6H)-yl)-N-(2- (trifluoromethyl)phenyl)acetamide 2.18b, and N-(4-chlorophenyl)-3-(2-oxo- 5a,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)- yl)propanamide 2.14, the latter showing the highest activity. Its use resulted in a fivefold increase in the latent period of seizure onset compared to the control group and a reduction in the number of mice with clonic and tonic seizures by
60% and 63.33%, respectively. Mortality decreased by 63.33% and 20%, respectively, the number of seizures decreased 4.62-fold, and seizure severity was reduced by half compared to the control group. Molecular docking studies with the GABAA receptor showed that 2-(2- oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl)-N-(2-(trifluoromethyl)phenyl)acetamide 2.18b and N-(4-chlorophenyl)-3-(2-oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl)propanamide 2.14 exhibited high affinity for the GABAA receptor, with docking scores exceeding those of diazepam and flumazenil. The derivative 2-(10-nitro-2,6-dioxo-3,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-5a(6H)-yl)acetic acid 2.21 showed slightly lower affinity. Superposition of diazepam and N-(4-chlorophenyl)-3-(2-oxo-5a,11b-dihydro- 2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl) propanamide 2.14 demonstrated that both molecules bind to the same amino acid residues. As flumazenil, a benzodiazepine antagonist, competes for the same binding site but
forms a stronger complex, the binding of the studied compound indicates that it mimics the action of diazepam at the GABAA receptor. An in-depth study of the anticonvulsant activity of N-(4-chlorophenyl)-3- (2-oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol- 3(6H)-yl)propana-mide 2.14 was conducted using six seizure models: five chemically induced models (picrotoxin, thiosemicarbazide, strychnine, caffeine, and camphor) and one electrically induced model (maximal electroshock, MES). In the picrotoxin-induced seizure model, the anticonvulsant properties of the compound were comparable to sodium valproate, while the latent period and the
number of seizures per mouse were even slightly better. The anticonvulsant activity of compound 2.14 N-(4-chlorophenyl)-3-(2-oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl) propanamide was studied in five experimental models: seizures induced by strychnine, caffeine, camphor, electrostimulation, and thiosemicarbazide, in comparison with reference drugs (sodium valproate, carbamazepine, inosine). In
the strychnine model, 2.14 reduced the frequency of clonic and tonic seizures by 28.57% and mortality by 28.6% compared to control, whereas sodium valproate reduced mortality by 71.4% and seizure severity 1.6-fold. In the caffeine-induced model, 2.14 outperformed inosine, reducing the proportion of mice with tonic seizures by 85.7% (vs. 42.9%) and mortality by 42.9% (vs. 14.3%). In the camphor model, 2.14 showed partial efficacy, reducing tonic seizures by 14.3% and prolonging the latent period 1.7-fold without significantly affecting mortality, while sodium valproate reduced seizures by 42.9%, prolonged latency 2.8-fold, and completely prevented death. In the electroshock model, 2.14 demonstrated efficacy comparable to carbamazepine: seizures occurred in 20% of mice,
severity was reduced 1.8-fold, and mortality was absent. In the thiosemicarbazide-induced model, 2.14 increased the latent period by 22.8%, reduced the number of seizures to 3.37 ± 0.80 (compared to 6.33 ± 1.26 for
sodium valproate), and prolonged intervals between seizures, indicating stabilization of neuronal activity. Thus, 2.14 exhibits model-dependent anticonvulsant activity, in some cases exceeding reference drugs, and merits
further investigation as a potential anticonvulsant agent. Based on in vitro studies, it was established that 2-(10-nitro-2,6-dioxo- 3,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-5a(6H)-yl)acetic acid 2.21, 2-(2-oxo-5a,11b-dihydro-2H,5H- chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl)-N-(2-(trifluoromethyl)phenyl)acetamide 2.18b, and N-(4-chlorophenyl)-3-(2-oxo- 5a,11b-dihydro-2H,5H-chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-3(6H)-yl)propanamide 2.14 exhibit low cytotoxicity toward normal human cells (peripheral blood lymphocytes and HEK293). At a concentration of 100 μM, none of the compounds reached the IC50 level for lymphocytes, and inhibition of cell viability ranged from 20.86% to 29.94%. The lowest effect was observed for HEK293 cells, with a maximum viability inhibition of 8.06%. Among the synthesized derivatives, 9-(prop-2-yn-1-yloxy)-2H,6H- chromeno[4′,3′:4,5]thiopyrano[2,3-d]thiazol-2-one 3.8 exhibited the highest cytotoxic activity. In a panel of 52 cancer cell lines, the compound caused significant growth inhibition in 25 cases, with inhibition levels ranging from - 80.26% to -125.90%. Selectivity assessment showed an overall SI < 3; however, for certain sensitive lines the values were much higher: OVCAR-4 (SI = 20.94), SR (SI = 11.83), A498 (SI = 15.10), 786-0 (SI = 11.49), and BT-549 (SI = 12.00). This indicates the promise of the compound as a potential anticancer agent with limited but pronounced selectivity. As a result of this work, a series of new thiopyrano[2,3-d]thiazoles and their 3-substituted derivatives were synthesized using [4+2]-cyclocondensation and domino approaches. A clear relationship between structure and biological activity was revealed, enabling identification of three compounds with pronounced anticonvulsant potential in various experimental models (strychnine-
, caffeine-, camphor-, thiosemicarbazide-, and electroshock-induced seizures), as well as one compound with a broad spectrum of in vitro antitumor activity. A low level of toxicity of the most active substances toward normal human cells (peripheral blood lymphocytes, HEK293) was established, indicating favorable toxicometric parameters and the promise of these structures as lead compounds for the development of new anticonvulsant and anticancer drugs. Based on the dissertation materials, 10 scientific papers were published.
Key words: synthesis, thiazolidinones, thiopyrano[2,3-d]thiazoles, modification, Knoevenagel reaction, hetero-Dils-Alder reaction, anticancer activity, anticonvulsant activity, docking studies.