Применение 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов в качестве средств, обладающих противомикробной активностью в отношении S. aureus
THE USE OF 9-AROYL-8-HYDROXY-6-(2-HYDROXYALKYL)-2-THIOXO-1,3,6-TRIAZASPIRO[4.4]NON-8-EN-4,7-DIONES AS AGENTS WITH ANTIMICROBIAL ACTIVITY AGAINST S. AUREUS

Изобретение относится к области органической химии, а именно к применению индивидуальных соединений класса 2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов в качестве средств, обладающих противомикробной активностью, которые могут быть использованы в качестве исходных продуктов для синтеза новых гетероциклических систем и в фармакологии.
Заявленные соединения 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионы и способ их синтеза известны из уровня техники. Заявленные соединения являются продуктами взаимодействия 8-ароил-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-трионов с замещенными тиомочевинами (Facile regiodivergent synthesis of spiro pyrrole-substituted pseudothiohydantoins and thiohydantoins via reaction of [e]-fused 1H-pyrrole-2,3-diones with thiourea Kobelev A.I., Tretyakov N.A., Stepanova E.E., Dmitriev M.V., Rubin M., Maslivets A.N. Beilstein JOC, 2019, 15, 2864-2871. doi: 10.3762/bjoc.15.280), образующихся по следующей схеме:
6
4
3
6
4
6
4
3
6
4
1
1
1
где: 1: Ar=4-ClCH (a), 4-CHCH (б); 2: R=Н (a), Ph (б); 3: Ar=4-ClCH, R=Н (a), Ph (б); Ar=4-CHCH, R=Н (в), Ph (г).
Противомикробная активность 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов ранее была исследована (Пат. 2763731 РФ, МПК A61K 31/407. Применение 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-1,3-диалкил-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов в качестве средств, обладающих противомикробной активностью / Н.А. Третьяков, С.Ю. Баландина, А.Н. Масливец, заявители и патентообладатель ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» (RU). 2021118805; заявл. 17.06.2021; опубл. 30.12.2021, бюл. №1.) (Таблица 1):
Задачей изобретения является изыскание новых соединений, обладающих более высокой противомикробной активностью, и расширение арсенала средств воздействия на живой организм.
S. aureus
Технический результат - выявлена не известная ранее противомикробная активность в отношении  9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов.
S. aureus
Поставленная задача решается тем, что соединения 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионы проявляют высокую противомикробную активность в отношении  в концентрации в 250 мкг/мл.
Синтезируют заявляемые соединения путем взаимодействия 8-ароил-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-трионов с замещенными тиомочевинами в среде растворителя с последующим выделением целевых продуктов, по следующей схеме:
6
4
6
4
6
4
1
2
1
2
1
2
где: 4: Ar=4-ClCH, R=Н (a), Me (б); 5: R=Bu (a), Ph (б); 6: Ar=4-ClCH, R=Н, R=Bu (а); Ar=4-ClCH, R=Me, R=Ph (б),
Процесс ведут при температуре 108-110°С, а в качестве растворителя используют толуол.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. 1,3-Дибутил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-2-тиоксо-9-(4-хлорбензоил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дион (6а).
К раствору 0.631 ммоль 8-(4-хлорбензоил)-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона в 15 мл безводного толуола добавляли 0.631 ммоль N,N-дибутилтиомочевины, кипятили 5 ч, осадок отфильтровывали. Выход 76%, т.пл. 81-83°С (толуол).
23
28
3
5
Соединение (6а) CHClNOS.
Найдено, %: С 56.27; Н 5.39; N 8.18
Вычислено, %: С 55.92; Н 5.71; N 8.51.
Соединение (6а) - светло-желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В ИК спектре соединения (6а), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде широкого пика при 3512 см, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3348 см, двух лактамных карбонильных групп при 1738 см и 1732 см соответственно, тиоксогруппы C=S при 1662 см и ароильной карбонильной группы при 1632 см.
1
6
В спектре ЯМР H соединения (6а), записанном в растворе в ДМСО-d, кроме сигналов протонов ароматического кольца, присутствуют два триплета метальных групп бутильных заметителей при 0.70 м.д. и 0.94 м.д., группа из метиленовых протонов бутильных заметителей при 1.11-1.24 м.д. (м, 3Н), 1.34-1.43 (м, 2Н), 1.54-1.63 (м, 1H), 1.65-1.72 (м, 2Н), 3.08-3.11 (м, 2Н) и 3.80-3.88 (м, 2Н), группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.21-3.28 м.д. (м, 1H), 3.32-3.38 м.д. (м, 1H), 3.46-3.52 м.д. (м, 1Н), 3.62-3.68 (м, 1H) соответственно, и уширенный синглет протона этоксильной группы ОН при 5.10 м.д.
Пример 2. 8-Гидрокси-6-(2-гидроксипропил)-2-тиоксо-1,3-дифенил-9-(4-хлорбензоил)-1,3,6-триазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дион (6б).
К раствору 0.560 ммоль 3-метил-8-(4-хлорбензоил)-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона в 15 мл безводного толуола добавляли 0.560 ммоль N,N-дифенилтиомочевины, кипятили 5 ч, осадок отфильтровывали. Выход 69%, т.пл. 264-265°С (толуол).
28
22
3
5
Соединение (6б) CHClNOS.
Найдено, %: С 61.72; Н 3.71; N 7.38
Вычислено, %: С 61.37; Н 4.05; N 7.67.
Соединение (6б) - светло-желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО и ДМФА, трудно растворимое в менее полярных органических растворителях, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
В ИК спектре соединения (6б), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде широкого пика при 3617 см, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3173 см, двух лактамных карбонильных групп при 1731 см и 1717 см соответственно, тиоксогруппы C=S при 1674 см и ароильной карбонильной группы при 1627 см.
1
6
В спектре ЯМР H соединения (6а), записанном в растворе в ДМСО-d, кроме сигналов протонов ароматических колец, присутствует дублет метальной группы гидроксипропильного фрагмента при 1.13 м.д., два дублета дублетов метиленовой группы гидроксипропильного заместителя при 3.41 м.д. и 3.72 м.д., мультиплет метановой группы гидроксипропильного заместителя при 3.79-3.88 м.д., и уширенный синглет протона этоксильной группы ОН при 5.68 м.д.
Пример 3. Фармакологическое исследование соединений (6а,б) на наличие противомикробной активности.
5
Для исследований использовали общепринятый метод двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде микрометодом [Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ - М.: И-во Медицина, 2005]. Готовили исходные разведения микроорганизмов в физиологическом растворе из суточной агаровой культуры по оптическому стандарту мутности (ОСО) на 5 ME с использованием денситометра. После ряда разведений конечная концентрация клеток в опыте составляла 2,5×10 клеток/мл.
Staphylococcus aureus
Escherichia coli
Candida albicans
Противомикробные свойства химического вещества изучали на 3-х коллекционных условно-патогенных штаммах микроорганизмов:  (штамм 906),  (штамм 1257),  (РКПГУ 1353/1277), полученных в ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздравсоцразвития России. Факт ингибирования (торможения роста) микробных клеток в разведениях препаратов отмечали после 20-ти часового термостатирования при 37°С. Окончательные результаты фиксировали через 7 суток после высева на скошенный агар РПА. Максимально испытанная концентрация соединений соответствовала 1000,0 мкг/мл. Противомикробную (ингибирующую, бактерицидную) активность оценивали по минимально действующей концентрации.
Анализ полученных данных показал:
• ; соединения 6а, б обладают антимикробным действием в отношении культуры S. aureus; ингибирующим действием в концентрации 250,0 мкг/мл;
S. aureus
Предлагаемые вещества 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-тиоксо-1,3,6-триазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионы (6а,б) обладают фармакологической активностью, а именно противомикробной активностью в отношении , и могут найти применение в фармакологии в качестве потенциальных лекарственных средств.