Применение серебряных солей метил (2Z)-4-арил-2-{ 4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино} -4-оксобут-2-еноатов в качестве антибактериальных средств
USE OF SILVER SALTS OF METHYL (2Z)-4-ARYL-2-{4-[(4,6-DIMETHYLPYRIMIDIN-2-YL)SULFAMOYL]PHENYLAMINO}-4-OXOBUT-2-ENOATES AS ANTIBACTERIAL AGENTS

Z
I
II
Изобретение относится к антибактериальным средствам на основе серебряных солей метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов формулы (, ):
что позволяет предположить возможность их применения в медицине в качестве антибактериальных лекарственных средств.
Z
Iа, IIа
Ближайшими аналогами по структуре и действию заявляемым соединениям являются метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноаты () (Синтез и биологическая активность соединений, полученных на основе взаимодействия метиловых эфиров ароилпировиноградных кислот с сульфадимидином / В.Л. Гейн, О.В. Бобровская, М.В. Дмитриев, Р.Р. Махмудов, В.Д. Белоногова // Журнал общей химии. - 2018. - Т. 88, вып. 6. - С. 914-921) формулы:
Iа, IIа
Структурные аналоги () обладают низкой антибактериальной активностью (таблица 1).
I
II
В медицинской практике широко используется диоксидин в качестве антибактериального лекарственного средства, аналогичного по фармакологическому действию заявляемым соединениям (, ), которое выбрано нами в качестве эталона сравнения (Машковский М.Д. Лекарственные средства. - 16-е изд., перераб., испр. и доп. - М.: Новая волна, 2012. - С. 848).
Z
Задачей изобретения является поиск новых соединений с высоким антибактериальным действием и низкой токсичностью в ряду метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов.
Z
I
II
Поставленная задача решается применением серебряных солей метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов (,), которые обладают высокой антибактериальной активностью и низкой токсичностью.
I
II
Iа
IIа
Z
Соединения (,) синтезируют взаимодействием метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов (,) c серебра нитратом в смеси этанол-ДМФА в соотношении 2:1 по методике (Синтез и противомикробная активность метил 4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов и их серебряных солей / В.Л. Гейн, О.В. Бобровская, Е.А. Машкина, В.В. Новикова, Р.Р. Махмудов, А.Н. Янкин, С.Е. Данилов, Е.А. Хволис, В.Д. Белоногова, Д.К. Гуляев // Журнал общей химии. - 2020. - Т. 90, № 5. - С. 723-729) по следующей схеме:
Z
Iа
IIа
Синтез исходных метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов (,) осуществлён cогласно ранее описанной методики (Синтез и биологическая активность соединений, полученных на основе взаимодействия метиловых эфиров ароилпировиноградных кислот с сульфадимидином / В.Л. Гейн, О.В. Бобровская, М.В. Дмитриев, Р.Р. Махмудов, В.Д. Белоногова // Журнал общей химии. - 2018. - Т. 88, вып. 6. - С. 914-921).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
I
Получение соединения ()
Z
d
m/z
M-
Iа
23
21
4
5
сл.эф
кет.
2
6
3
3
Ar
-1
1
5
3
+
К горячему раствору 2.33 г (0.005 моль) метил (2)-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксо-4-фенилбут-2-еноата() в 30-35 мл смеси этанол-ДМФА (2:1) приливали горячий раствор 0.85 г (0.005 моль) серебра нитрата в 42.5 мл этанола (2%-ный раствор). Выпавший осадок отфильтровывали, промывали на фильтре от следов серебра нитрата этанолом и водой, сушили, снова промывали этанолом и сушили. Выход 2.32 г (81%). Т. пл. 284-286°С. Найдено, %: C 48.03; Н 3.74; N 9.84; S 5.53. СHAgNOS. Вычислено, %: C 48.18; Н 3.69; N 9.77; S 5.59. ИК спектр (ИК-Фурье спектрометр IRAffinity-1 Shimadzu (Япония), в таблетках с KBr, ν, см): 3350 (NН), 1738 (СО), 1616 (СО), 1376, 1142 (SО). Спектр ЯМР Н (Bruker Avance III HD (400 МГц), рабочая частота 400 МГц, DMSО-, ТМS, δ, м.д.): 2.36 с (6H, 2CH), 3.76 с (3H, СООСН), 6.57 с (1H, CH), 6.66 с (1Н, СН=), 6.71-8.01 м (9Н, CH), 11.74 с (1Н, NН). Масс-спектр (Bruker micrOTOF, HRMS-ESI, ): 489.1217 [Ag+Na].
I
Соединение () - жёлтое кристаллическое вещество, растворимое при нагревании в диметилформамиде, диметилсульфоксиде, ледяной уксусной кислоте и нерастворимое в этиловом спирте, изопропаноле, воде.
Пример 2.
II
Получение соединения ()
Z
d
m/z
M
IIа
23
20
4
5
сл.эф
кет.
2
6
3
3
Ar
-1
1
5
3
+
К горячему раствору 2.42 г (0.005 моль) метил (2)-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксо-4-(4-фторфенил)бут-2-еноата() в 30-35 мл смеси этанол-ДМФА (2:1) приливали горячий раствор 0.85 г (0.005 моль) серебра нитрата в 42.5 мл этанола (2%-ный раствор). Выпавший осадок отфильтровывали, промывали на фильтре от следов серебра нитрата этанолом и водой, сушили, снова промывали этанолом и сушили. Выход 2,34 г (79%). Т. пл. 286-288°С. Найдено, %: C 46.83; Н 3.35; N 9.39; S 5.46. СHAgFNOS. Вычислено, %: C 46.71; Н 3.41; N 9.47; S 5.42. ИК спектр (ИК-Фурье спектрометр IRAffinity-1 Shimadzu (Япония), в таблетках с KBr, ν, см): 3351 (NН), 1736 (СО), 1623 (СО), 1375, 1140 (SО). Спектр ЯМР Н (Bruker Avance III HD (400 МГц), рабочая частота 400 МГц, DMSО-, ТМS, δ, м.д.): 2.35 с (6H, 2CH), 3.75 с (3H, СООСН), 6.53 с (1H, CH), 6.66 с (1Н, СН=), 6.55-8.08 м (8Н, CH), 11.71 с (1Н, NН). Масс-спектр (Bruker micrOTOF, HRMS-ESI, ): 591.0252 [].
II
Соединение () - жёлтое с коричневатым оттенком кристаллическое вещество, растворимое при нагревании в диметилформамиде, диметилсульфоксиде, ледяной уксусной кислоте и нерастворимое в этиловом спирте, изопропаноле, воде.
Пример 3.
I
II
Исследование антибактериальной активности и острой токсичности соединений (, )
50
I
II
Острую токсичность (ЛД, мг/кг) соединений (, ) изучали на белых мышах (самках) массой 16-18 г при однократном внутрибрюшинном введении (Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / под ред. А.Н. Миронова, Н.Д. Бунятян, А.Н. Васильева, О.Л. Верстаковой, М.В. Журавлевой, В.К. Лепахина, Н.В. Коробова, В.А. Меркулова, С.Н. Орехова, И.В. Сакаевой, Д.Б. Утешева, А.Н. Яворского. - Ч. 1. - М.: Гриф и К, 2012. - 944 с.). За животными вели наблюдение в течение 10 суток, фиксируя поведение, интенсивность и характер двигательной активности, наличие судорог, координацию движений, тонус скелетной мускулатуры, реакции на тактильные, звуковые и световые раздражители, частоту и глубину дыхательных движений, ритм сердечных сокращений, состояние волосяного и кожного покрова, окраску видимых слизистых оболочек, потребление воды и пищи, изменение массы тела.
Рассчитывали острую токсичность, соблюдая рекомендации государственного фармакологического комитета по изучению общетоксического действия биологически активных веществ (Методические рекомендации по изучению общетоксического действия фармакологических средств. Утв. 25. 12. 97 / Вестн. фармакоп. комитета. - 1998. - №1. - С. 27-32).
50
50
I
II
I
II
I
II
Установлено, что ЛД для соединения () составляет >1000 мг/кг, для соединения () >1100 мг/кг (таблица 1). Следовательно, заявляемые соединения (, ) менее токсичны, чем эталон сравнения диоксидин, ЛД которого 750 мг/кг (U.S. National Library of Medicine [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://chem.nlm.nih.gov/chemidplus/name/dioxydine) в 1,33 раза (соединение ), и, соответственно, в 1,47 раза (соединение ).
I
II
Согласно классификации токсичности препаратов соединения (, ) относятся к классу практически нетоксичных веществ (Сидоров, К.К. О классификации токсичности ядов при парентеральных способах введения / К.К. Сидоров // Токсикология новых промышленных химических веществ. - 1973. - Вып. 13. - С. 47-51; Березовская, И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности при парентеральных способах введения / И.В. Березовская // Химико-фармацевтический журнал. - 2003. - Т. 37, № 3. - С. 32-34).
I
II
Антибактериальную активность заявляемых соединений (, ) определяли пробирочным методом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде (Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / под ред. А.Н. Миронова, Н.Д. Бунятян, А.Н. Васильева, О.Л. Верстаковой, М.В. Журавлевой, В.К. Лепахина, Н.В. Коробова, В.А. Меркулова, С.Н. Орехова, И.В. Сакаевой, Д.Б. Утешева, А.Н. Яворского. - М.: Гриф и К, 2012. - Ч. 1. - 944 с).
Staphylococcus aureus
Escherichia coli
4
3
5
Скрининг антибактериальной активности осуществляли в отношении типовых штаммов  ATCC 6538-P,  ATCC 25922. Исследуемые соединения массой 0,05 г растворяли в 5 мл ДМСО, получая основной раствор вещества в концентрации 10мкг/мл. Данный раствор служил основой для рабочего раствора, имеющего концентрацию 2×10 мкг/мл, который последовательно разводили двукратно в жидкой питательной среде в ряду из 10 пробирок. Концентрация исследуемых соединений в первой пробирке ряда разведений в питательной среде составляла 1000,0 мкг/мл. Для определения антибактериальной активности использовали питательный бульон (ФБУН ГНЦ ПМБ, г. Оболенск) и типовые суточные культуры, выращенные на питательном агаре. Концентрация микробных клеток в опыте составила 2-5×10 КОЕ/мл. В качестве положительного контроля использовали питательную среду с внесенной исследуемой культурой. В качестве отрицательного контроля использовали интактную питательную среду. Посевы инкубировали в термостате при температуре 35±2°С. Оценку роста бактерий проводили визуально через 18-24 ч инкубирования. В качестве значения МПК (минимальной подавляющей концентрации) принимали наименьшую концентрацию соединения, при которой отсутствует видимый рост тест-организма.
I
II
I
II
Iа, IIа
Полученные результаты заявляемых соединений(, ) по антибактериальной активности сравнивали с экспериментальными данными диоксидина (таблица 1). Кроме того, антибактериальную активность заявляемых соединений(, ) сравнивали с активностью аналогов по структуре (). Результаты испытаний антибактериальной активности и острой токсичности представлены в таблице 1.
Таблица 1Антибактериальная активность и острая токсичность соединений (<b>I</b>, <b>II</b>)
Cоединение
Острая токсичность соединенийЛД<sub>50</sub>, мг/кг, (в/б)
Противомикробная активностьМПК, мкг/мл
<i>S. aureus</i> ATCC 6538-P
<i>E. coli </i>ATCC25922
Заявляемое соединение (<b>I</b>)
<b>>1000</b>
<b>0,5</b>
<b>0,125</b>
Заявляемое соединение (<b>II</b>)
<b>>1100</b>
<b>1,0</b>
<b>0,25</b>
Структурный аналог (<b>Iа</b>)
-
1000,0
1000,0
Структурный аналог (<b>IIа</b>)
-
>1000,0
1000,0
Диоксидин(1% раствор)
750*
62,5
31,2
*-данные литературы:*U.S. National Library of Medicine [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://chem.nlm.nih.gov/chemidplus/name/dioxydine.
Iа, IIа
I
II
I
II
Z
Z
Staphylococcus aureus
Escherichia coli
Как видно из таблицы 1, структурные аналоги () обладают низкой антибактериальной активностью. Введение ионов серебра в структуру метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов с образованием серебряных солей метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов (, ) приводит к резкому усилению биологического действия в отношении изучаемых штаммов микроорганизмов. Заявляемые соединения(, ) по антибактериальной активности превосходят эффект эталона сравнения диоксидина в отношении  ATCC 6538-P ~ в 62,5-125 раз (МПК 62,5/1,0 и 62,5/0,5),  ATCC 25922 ~ в 125-250 раз (МПК 31,2/0,25 и 31,2/0,125 ), а также менее токсичны, чем диоксидин.
Z
I
II
Iа, IIа
Таким образом, серебряные соли метил (2)-4-арил-2-{4-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)сульфамоил]фениламино}-4-оксобут-2-еноатов (, ) проявляют высокую антибактериальную активность, которая превышает действие эталона сравнения диоксидина и структурных аналогов (), а также являются практически нетоксичными, и могут найти применение в медицине в качестве потенциальных лекарственных средств.