ИМИДАЗОЛМАЛАТ МЕДИ(II), ПРОЯВЛЯЮЩИЙ АНТИБАКТЕРИАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
COPPER (II) IMIDAZOLEMALATE, DEMONSTRATING ANTIBACTERIAL ACTIVITY, AND METHOD OF OBTAINING THEREOF

Изобретение относится к координационным соединениям металлов, проявляющим антибактериальную активность, и может быть использовано в медицине и ветеринарии для целей химиотерапии.
В химиотерапии бактериальных инфекций широко используются металлопрепараты, в частности соли серебра (например, колларгол и др.), недостатком которых является высокая стоимость и токсичность. Известно координационное соединение меди: бисимидазол-(1,10)-фенантролин меди(II) дихлорид, проявляющий антибактериальную активность (патент РФ №2190616). Однако указанное вещество обладает высоким иммунотоксическим действием, обусловленным, в первую очередь, присутствием в молекуле ароматического амина - 1,10-фенантролина (патент РФ №2448696).
3
4
2
4
4
5
2
3
4
2
4
4
5
+2
2−
Задача заявляемого изобретения - создание нового антибактериального соединения, обладающего высокой антибактериальной активностью наряду с высокой растворимостью. Поставленная задача решена созданием нового вещества −  имидазолмалата меди(II) общей формулы Cu(CHN)CHO · 2HO, в состав которого входят ион Сu, молекула имидазола CHN(Im), анион яблочной кислоты CHO  (Malat) - малат и две молекулы воды.
3
4
2
4
4
5
2
2
Новое вещество Cu(CHN)CHO· 2HO получают путем взаимодействия в водном растворе малата меди(II) CuMalat ∙ 3HO с имидазолом (pH  6.5-8.7). Выделение осадка смешанолигандного комплекса (СЛК) из водного раствора проведено ацетоном. Полученное соединение идентифицировали методами химического, термического, термогравиметрического анализа, а также методами pH-потенциометрии, спектрофотометрии (сняты электронные спектры поглощения водных растворов комплексов), ИК-спектроскопии.
Антибактериальная активность соединения подтверждена методом серийных разведений на различных видах микроорганизмов.
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1.
4
4
5
2
2
3
2
4
4
5
2
3
2
2
2+
Способ получения заявляемого вещества. Предварительно был получен малат меди(II) состава CuCHO ∙ 3HO при взаимодействии карбоната (CuOH)CO с яблочной кислотой HCHO. Для этого навеску карбоната меди(II) помещали в небольшой объем воды (10 мл), во взвесь вносили навеску кислоты (мольное соотношение компонентов (CuOH)CO: HMalat=1: 2, т. е. Cu: HMalat=1: 1). Если карбонат полностью не растворялся, то смесь до полного растворения выдерживали на бане, прозрачный раствор охлаждали, и малат меди(II) из водного раствора выделяли добавлением ацетона.
Синтез СЛК осуществляли по реакции:
CuMalat+Im → CuImMalat
2+
−4
−3
Fe
Malat
эф.
4
4
5
2
3
4
2
4
4
5
2
2
Навеску малата меди(II) помещали в небольшой объем воды (8-10 мл) и вносили рассчитанное количество имидазола, создавая мольное соотношение СuMalat: Im, равное 1: 3 или 1: 4, pH смеси должен находиться в интервале 6.5-8.7, поскольку в указанном интервале pH имидазол существует преимущественно в виде нейтральной молекулы Im, имеющей широкую область доминирования (рН 5.5-13.0). Билигандную соль меди(II) выделяли из водного раствора, в котором доминировал комплексный катион состава 1: 1, CuIm, добавлением ацетона. Малат, имидазолмалат меди(II) анализировали термическим методом на содержание воды, оксида металла нагреванием соли в течение 2 ч при 140 и 900°С соответственно; содержание малат-иона определено по разработанной нами фотометрической методике, основанной на поглощении окрашенного малатного комплекса железа(III) (С=0.014 моль/л; С=8 · 10-5 · 10 моль/л; λ=440 нм, l=10 мм; рH 1.80). В солях CuCHO ∙ 3HO, Cu(CHN)CHO · 2HO термогравиметрически определено содержание воды, малат-иона, имидазола и оксида металла, поскольку удаление воды, разрушение малат-аниона, имидазола и образование оксида меди(II) происходит в различных температурных интервалах (25-175, 175-400, 400-575, 575-900°С соответственно). Стадии термического распада имидазолмалата меди(II) CuImMalat ∙ 2HO на воздухе количественно подтверждаются изменением массы соли. Результаты анализа моно- и билигандной солей помещены в табл.1.
Таблица 1
Результаты термического, термогравиметрического, фотометрического анализа моно- и билигандной солей меди(II) (н - найдено, в - вычислено)
Формула соединения
СuO, %
H<sub>2</sub>О, %
Malat<sup>2−</sup>, %
Im, %
н
в
н
в
н
в
н
в
CuC<sub>4</sub>H<sub>4</sub>O<sub>5</sub> · 3H<sub>2</sub>O
31.8
31.86
20.3
21.63
53.6
52.91
-
-
Cu(C<sub>3</sub>H<sub>4</sub>N<sub>2</sub>)C<sub>4</sub>H<sub>4</sub>O<sub>5</sub> · 2H<sub>2</sub>O
27.1
26.54
11.5
12.01
43.6
44.07
22.8
22.71
2+
−1
−
−1
Для определения функциональных групп, участвующих в комплексообразовании с ионом d-металла Cu, использованы ИК-спектры лигандов и смешанолигандной соли. ИК-спектр яблочной кислоты характеризуется узкими интенсивными полосами валентных колебаний карбонильной группы С=О в области 1760-1730 см. Спектры исходного малата и СЛК не имеют этой полосы, а содержат интенсивные полосы асимметричных и симметричных валентных колебаний ионизованной карбоксильной группы СОО, вовлеченной в координацию с катионом металла, в области 1600 и 1400 см. Это подтверждает вхождение малат-аниона в состав билигандной соли.
3
2
2
3
2
2
3
2
2
2
3
2
2
2
(3)
2
2+
Косвенным доказательством образования билигандного соединения меди(II) с имидазолом и анионом яблочной кислоты при pH 6.5-8.7 является гипсохромное смещение максимума поглощения акваиона меди(II) (Cu(NO)-HO, 824 нм) при переходе к двойным системам (Cu(NO)-HO-Im, 742 нм; Cu(NO)-HO-HMal, 694 нм), а затем - к тройной (Cu(NO)-HO-HMal-Im, 688 нм). Можно предположить, что в пределах рН 6.5-8.7 пиридиновый атом азота N нейтральной молекулы Im участвует в реакциии образования комплекса, так как содержит неподеленную пару электронов на sp-гибридной орбитали атома азота. Образование смешанолигандной соли и комплексов в растворе связано со сродством d-катиона Cuкак к донорным атомам азота, так и кислорода выбранных лигандов - имидазола и яблочной кислоты.
Пример 2.
5
Антибактериальная активность заявленного соединения определялась методом серийных разведений препарата (согласно МУК 4.2.1890-04. Методические указания) в бактериальных культурах E.coli, Staph. aureus, P. vulgaris, Str. pneumonie. Тестирование проводилось в объеме 1 мл каждого разведения заявленного соединения с конечной концентрацией исследуемого микроорганизма примерно 5 x 10 КОЕ/мл. Пробирки с тестируемыми штаммами инкубировались в обычной атмосфере при температуре 35°С в течение 24 ч, а пробирка без препарата ("отрицательный" контроль) хранилась в холодильнике при+4°С до учета результатов. Результаты опытов учитывались через 24 часа инкубации (табл.2). Для определения наличия роста микроорганизма пробирки с посевами просматривались в проходящем свете. Рост культуры в присутствии заявленного соединения сравнивался с пробиркой "отрицательный" контроль, содержащей исходный инокулюм.
Таблица 2
Результаты исследования антибактериальной активности заявленного соединения
Концентрация препарата,мг/мл
Ингибирование роста бактерий, %
Escherichia coli
Staphylococcus aureus
Proteus vulgaris
Streptococcus pneumoniae
10
100
100
100
100
5
100
100
100
100
2,5
100
100
100
100
1,25
100
100
100
100
3
4
2
4
4
5
2
Из табл.2 следует, что имидазолмалат меди(II) Cu(CHN)CHO · 2HO оказывает выраженное антибактериальное действие, вызывая полное подавление роста тестовых микроорганизмов в широком диапазоне концентраций заявленного соединения 10-1.25 мг/мл. Начальная концентрация препарата 10 мг/мл свидетельствует о его высокой растворимости.
3
4
2
4
4
5
2
Техническим результатом является расширение арсенала легкорастворимых антибактериальных препаратов путем получения неизвестного ранее соединения - имидазолмалата меди(II) общей формулы Cu(CHN)CHO · 2HO.
Источники информации
1. Патент РФ №2190616 (прототип).
2. Патент РФ № 2448696.
3. МУК 4.2.1890-04 Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Методические указания.