Применение 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-имино-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дионов в качестве средств, обладающих противомикробной активностью
APPLICATION OF 9-AROYL-8-HYDROXY-6-(2-HYDROXYALKYL)-2-IMINO-1-THIA-3,6-DIAZASPIRO[4,4]NON-8-EN-4,7-DIONES AS AGENTS, WITH ANTIMICROBIAL ACTIVITY

Изобретение относится к области органической химии, а именно к применению индивидуальных соединений класса 1-тиа-3,6-диазаспиро[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-имино-1-тиа-3,6-диазаспиро[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-c][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:
Противомикробная активность 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-имино-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дионов ранее не была исследована.
Задачей изобретения является изыскание новых соединений, обладающих противомикробной активностью, и расширение арсенала средств воздействия на живой организм.
Поставленная задача решается тем, что соединения 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-имино-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дионы проявляют высокую противомикробную активность в концентрации в 250-1000 мкг/мл.
Синтезируют заявляемые соединения путем взаимодействия 8-ароил-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-c][1,4]оксазин-1,6,7-трионов с замещенными тиомочевинами в среде растворителя с последующим выделением целевых продуктов, по следующей схеме:
Процесс ведут при комнатной температуре (20-25°С), а в качестве растворителя используют безводный этилацетат.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. 8-Гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-2-имино-9-(4-метилбензоил)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дион (6а).
К раствору 1.04 ммоль 8-(4-метилбензоил)-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона в 15 мл безводного этилацетата добавляли 1.04 ммоль тиомочевины, перемешивали при комнатной температуре, через 12 ч осадок отфильтровывали. Выход 75%, т.пл. 196-198°С (этилацетат).
16
15
3
5
Соединение (6а) CHNOS.
Найдено, %: С 53.56; Н 3.84; N 11.31
Вычислено, %: С 53.18; Н 4.18; N 11.63.
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 групп NH в виде широкого пика при 3573 см, спиртовой группы ОН в виде широкого пика при 3502 см, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3139 см, двух лактамных карбонильных групп при 1759 см и 1709 см соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1614 см.
1
6
В спектре ЯМР Н соединения (6а), записанном в растворе в ДМСО-d, кроме сигналов протонов ароматического кольца, присутствует синглет метальной группы ароильного фрагмента при 2.37 м.д., группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.07-3,15 м.д. (м, 1 Н), 3.31-3.38 м.д. (м, 1Н), 3.47-3,62 м.д, (м, 2Н), соответственно, уширенный синглет протона этоксильной группы ОН при 3.89 м.д. и синглеты протонов двух групп NH тиазольного фрагмента при 9.14 м.д. и 9.37 м.д.
Пример 2. 9-Бензоил-8-гидрокси-6-(2-гидроксипропил)-2-имино-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дион (6б).
К раствору 0.761 ммоль 8-бензоил-3-метил-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона в 15 мл безводного этилацетата добавляли 0,761 ммоль тиомочевины, перемешивали при комнатной температуре, через 12 ч осадок отфильтровывали. Выход 74%, т.пл. 239-241°С (этилацетат).
16
15
3
5
Соединение (66) CHNOS.
Найдено., %: С 53.50; Н 3.89; N 11.37
Вычислено, %: С 53.18; Н 4.18; N 11.63.
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
В ИК спектре соединения (6б), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде широкого пика при 3544 см, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3155 см, двух лактамных карбонильных групп при 1.763 см и 1712 см соответственно, и ароильной карбонильной группы при 1.615 см.
1
6
В спектре ЯМР Н соединения (6б), записанном в растворе в ДМСО-d, кроме сигналов протонов ароматического кольца, присутствует дублет метильной группы гидроксипропильного фрагмента при 1.05 м.д., два дублета дублетов метиленовой группы гидроксипропильного заместителя при 2.86 м.д. и 3.23 м.д., мультиплет метиновой группы гидроксипропильного заместителя при 4.07-4.15 м.д., уширенный синглет протона гидроксипропильной группы ОН при 4.47 м.д. и синглеты протонов двух групп NH тиазольного фрагмента при 9.09 м.д. и 9.33 м.д.
Пример 3. 9-(4-Бромбензоил)-8-гидрокси-6-(2-гидроксиэтил)-3-фенил-2-(фенилимино)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дион (6в).
К раствору 0.491 ммоль 8-(4-бромбензоил)-3,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]оксазин-1,6,7-триона в 15 мл безводного этилацетата добавляли 0.491 ммоль N,N-дифенилтиомочевины, перемешивали при комнатной температуре, через 12 ч осадок отфильтровывали. Выход 86%, т.пл. 180-182°С (этилацетат).
27
20
3
5
Соединение (6в) CHBrNOS.
Найдено, %: С 56.43; Н 3.19; N 6.87
Вычислено, %: С 56.06; Н 3.49; N 7.26.
Соединение (6в) - 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 (6в), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний спиртовой группы ОН в виде широкого пика при 3501 см, енольной группы ОН в виде широкой полосы при 3059 см, двух лактамных карбонильных групп при 1722 см и 1716 см соответственно, иминогруппы C=N при 1651 см и ароильной карбонильной группы при 1634 см.
1
6
В спектре ЯМР Н соединения (6в), записанном в растворе в ДМСО-d, кроме сигналов протонов ароматического кольца, присутствует группа из 4 метиленовых протонов этоксильного заместителя при 3.52-3.60 м.д. (м, 2Н), 3.62-3.71 м.д. (м, 2Н), соответственно, и уширенный синглет протона этоксильной группы ОН при 6.05 м.д.
Пример 4. Фармакологическое исследование соединений (6а-в) 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.
Противомикробные свойства химического вещества изучали на 3-х коллекционных условно-патогенных штаммах микроорганизмов: Staphylococcus aureus (штамм 906), Escherichia coli (штамм 1257), Candida albicans (РKПГY 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;
• соединение 6а обладает ингибирующим действием в отношении культуры С. albicans в концентрации 500,0 мкг/мл, гибель наступает от концентрации в 1000,0 мкг/мл;
• соединение 6б обладает ингибирующим действием в отношении культур S. aureus в концентрации 1000,0 мкг/мл и С. albicans в концентрации 500,0 мкг/мл;
•; соединение 6в обладает антимикробным действием в отношении культуры S. aureus; ингибирующим действием в концентрации 1000,0 мкг/мл;
Предлагаемые вещества 9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксиалкил)-2-имино-1-тиа-3,6-диазаспиро[4,4]нон-8-ен-4,7-дионы (6а-в) обладают фармакологической активностью, а именно противомикробиой активностью, и могут найти применение в фармакологии в качестве потенциальных лекарственных средств.