(Z)-9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионы, обладающие противомикробной активностью
(Z)-9-AROYL-8-HYDROXY-6-(2-HYDROXYPHENYL)-2-(((Z)-2-OXOINDOLIN-3-YLIDENE)HYDRAZONO)-1-THIA-3,6-DIAZASPIRO[4.4 ]NON-8-EN-4,7-DIONES WITH ANTIMICROBIAL ACTIVITY

Изобретение относится к области органической химии, а именно к новым биологически активным (Z)-9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионам общей формулы:
обладающим противомикробной активностью, что позволяет предположить их использование в фармакологии и в медицине в качестве лекарственных средств с противомикробным эффектом.
Известен структурный аналог заявленных соединений - (Z)-9-(4-бромбензоил)-8-гидрокси-2(((Z)-2-гидроксибензилиден)гидразоно)-6-(2-гидроксифенил)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дион, обладающий противомикробной активностью (Lukmanova D.N., Balandina S.Yu., Makhmudov R.R., Mashevskaya I.V. Antinociceptive and antimicrobial activity of products from reactions of pyrrolobenzoxazinetriones with thiosemicarbazones of aromatic and heteroaromatic aldehydes // Pharmaceutical Chemistry Journal. - 2020. - T. 54. - №.3. - C. 236-240).
Эталонами сравнения противомикробной эффективности выбраны антибактериальный препарат диоксидин [Падейская Е.Н. Антибактериальный препарат диоксидин: особенности биологического действия и значение в терапии различных форм гнойной инфекции // Инфекции и антимикробная терапия. - 2001. - №.5. - С. 105-155] и противогрибковый препарат флуконазол [Shilova I.B., Gus'kova Т.А., Glushkov R.G. Modern drugs for treating dermatomycosis // Pharmaceutical Chemistry Journal. - 2004. - T. 38. - №.4. - C.175-180], которые широко применяются в лечебной практике и являются аналогами по действию.
Задачей изобретения является поиск в ряду производных 1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов веществ с выраженным противомикробным действием и расширение арсенала средств воздействия на живой организм.
Поставленная задача достигается получением (Z)-9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов, которые обладают противомикробной активностью.
Заявляемые соединения синтезируют путем взаимодействия 3-ароил-2,4-дигидро-1H-пирроло[2,1-с][1,4]бензоксазин-1,2,4-трионов (I) с тиосемикарбазоном изатина в соотношении 1:1 в среде безводного растворителя и выделением целевых продуктов (II) по представленной схеме:
2
где R=Н (a), Br (b), Cl (с), NO (d).
Процесс ведут при кипячении, а в качестве растворителя используют безводный 1,4-диоксан.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Получение (Z)-9-бензоил-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-диона (IIa).
27
17
5
6
4
8
2
К раствору 0.3 ммоль 3-бензоил-1H-бензо[b]пирроло[1,2-d][1,4]оксазин-1,2,4-триона (Ia) в 3 мл безводного диоксана добавляли 0.3 ммоль тиосемикарбазона изатина. Реакционную массу кипятили в течение 4 часов, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 74%, т. пл. 261°С. Соединение (IIa) CHNOS⋅0.6 СНО.
Найдено, %: С 59.68; Н 3.74; N 11.80; S 5.40.
Вычислено, %: С 59.60; Н 3.71; N 11.82; S 5.41.
Соединение (IIa) - желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО, ДМФА, растворимое в дихлорметане, хлороформе, ацетоне, спиртах, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.
-1
-1
-1
-1
7
-1
4
-1
-1
енол.
амид
В ИК спектре соединения (IIa), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний 3655 см (NH), 3517, 3439 см (ОН, NH), 3197 см (ОН), 1741 см (С=O), 1701 см (С=O), 1668 см (С=О), 1601 см (COAr).
1
6
Спектр ЯМР Н (400 МГц, DMSO-d, δ, м.д.): 12.49 уш. с (1Н), 10.67 с (1Н), 9.76 с (1H), 7.81 д (J=7.2 Гц, 2Н), 7.63 т (J=7.4 Гц, 1Н), 7.53 т (J=7.6 Гц, 2Н), 7.42-7.25 м (3Н), 7.05-6.77 м (5Н). Сигнал одного протона не виден, вследствие протонных обменных реакций.
Пример 2. Получение (2)-9-(4-Бромбензоил)-8-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((2)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-диона (IIb).
27
16
5
6
4
8
2
К раствору 0.3 ммоль 3-(4-бромбензоил)-1H-бензо[b]пирроло[1,2-d][1,4]оксазин-1,2,4-триона (Ib) в 3 мл безводного 1,4-диоксана добавляли 0.3 ммоль тиосемикарбазона изатина. Реакционную массу кипятили в течение 4 часов, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 74%, т. пл. 241-243°С. Соединение (IIb) CHBrNOS⋅0.4CHO.
Найдено, %: С 52.61; Н 2.98; Br 12.25, N 10.70; S 4.93.
Вычислено, %: С 52.68; Н 2.97; Br 12.22, N 10.72; S 4.90.
Соединение (IIb) - желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО, ДМФА, растворимое в дихлорметане, хлороформе, ацетоне, спиртах, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.
-1
-1
-1
-1
7
-1
-1
-1
енол.
амид
В ИК спектре соединения (IIb), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний 3660 см (NH), 3561, 3424 см (ОН, NH), 3208 см (ОН), 1729 см (С=O), 1715 см (С=O), 1671 см (С=О), 1609 см (COAr).
1
6
Спектр ЯМР Н (400 МГц, DMSO-d, δ, м.д.): 12.48 уш.с (1H), 10.68 с (1Н), 9.73 с (1H), 7.81-7.68 м (4Н), 7.41-7.25 м (3Н), 7.05-6.91 м (3Н), 6.90-6.78 м (2Н). Сигнал одного протона не виден, вследствие протонных обменных реакций.
Пример 3. Получение (Z)-9-(4-Хлорбензоил)-8-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-диона (IIc).
27
16
5
6
4
8
2
К раствору 0.3 ммоль 3-(4-хлорбензоил)-1H-бензо[b]пирроло[1,2-d][1,4]оксазин-1,2,4-триона (Ic) в 3 мл безводного 1,4-диоксана добавляли 0.3 ммоль тиосемикарбазона изатина. Реакционную массу кипятили в течение 4 часов, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 73%, т. пл. 243°С. Соединение (IIc) CHClNOS⋅0.6 СНО.
Найдено, %: С 56.29; Н 3.33; С1 5.68, N 11.21; S 5.10.
Вычислено, %: С 56.33; Н 3.35; С1 5.66, N 11.18; S 5.11.
Соединение (IIc) - желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО, ДМФА, растворимое в дихлорметане, хлороформе, ацетоне, спиртах, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.
-1
-1
-1
-1
7
-1
-1
-1
енол.
амид
В ИК спектре соединения (IIc), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний 3646 см (NH), 3570, 3425 см (ОН, NH), 3198 см (ОН), 1730 см (С=O), 1713 см (С=O), 1671 см (С=О), 1608 см (COAr).
1
6
Спектр ЯМР H (400 МГц, DMSO-d, δ, м.д.): 12.48 уш.с (1Н), 10.67 с (1Н), 9.73 с (1Н), 7.81 д (J=8.4 Гц, 2Н) 7.60 д (J=8.3 Гц, 2Н), 7.41-7.25 м (3Н), 7.03-6.93 м (3Н), 6.90-6.79 м (2Н). Сигнал одного протона не виден, вследствие протонных обменных реакций.
Пример 4. Получение (Z)-8-Гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-9-(4-нитробензоил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-диона (IId).
27
16
6
8
4
8
2
К раствору 0.3 ммоль 3-(4-нитробензоил)-1H-бензо[6]пирроло[1,2-d][1,4]оксазин-1,2,4-триона (Id) в 3 мл безводного 1,4-диоксана добавляли 0.3 ммоль тиосемикарбазона изатина. Реакционную массу кипятили в течение 4 часов, образовавшийся осадок отфильтровывали. Выход 63%, т. пл. 238-240°С. Соединение (IId) CHNOS⋅0.4 СНО.
Найдено, %: С 55.36; Н 3.14; N 13.58; S, 5.19.
Вычислено, %: С 55.42; Н 3.13; N 13.56; S, 5.17.
Соединение (IId) - желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО, ДМФА, растворимое в дихлорметане, хлороформе, ацетоне, спиртах, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.
-1
-1
-1
-1
7
-1
4
-1
-1
енол.
амид
В ИК спектре соединения (IId), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний 3650 см (NH), 3542, 3484 см (ОН, NH), 3225 см (ОН), 1725 см (С=O), 1708 см (С=O), 1666 см (С=О) 1609 см (COAr).
1
6
Спектр ЯМР Н (400 МГц, DMSO-d, δ, м.д.): 11.14 уш.с (1Н), 10.68 с (1Н), 9.78 с (1H), 8.34 д (J=8.6 Гц, 2Н), 7.99 д (J=8.6 Гц, 2Н), 7.42-7.25 м (3Н), 7.06-6.93 м (3Н), 6.91-6.79 м (2Н). Сигнал одного протона не виден, вследствие протонных обменных реакций.
Пример 5. Фармакологическое исследование (Z)-9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионов (IIa-d) на наличие противомикробной активности
Противомикробные свойства химических веществ изучали на 2-х коллекционных условно-патогенных штаммах микроорганизмов: Staphylococcus aureus (штамм 906) и Candida albicans, РКПГ Y 1353/1277.
5
Для исследования противомикробного действия использовали общепринятый метод двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде микрометодом [Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: И-во Медицина, 2005. - 832 с.]. 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. В лунках стерильного 96 луночного плоскодонного микропланшета готовили два параллельных ряда двукратных серийных разведений химических соединений в бульоне РПБ, Сабуро. В каждой лунке содержалось 150 мкл определенной концентрации испытуемого вещества и 150 мкл инокулята культуры. В последних рядах содержалась питательная среда и культура в равных объемах (контроль). Максимально испытанная концентрация соответствовала 1000.0 мкг/мл, минимальная - 1.0 мкг/мл. Факт ингибирования (торможения роста) микробных клеток в разведениях препаратов отмечали после 20-часового термостатирования при 37°С с последующим высевом на твердую питательную среду. Окончательные результаты фиксировали через 7 суток после высева на скошенный агар. Противомикробную активность оценивали по минимально действующей концентрации.
Результаты оценивали с помощью программного обеспечения Gen 5 спектрофотометра для микропланшет Epoch. Последняя лунка ряда с задержкой роста и показателями ОП равной оптической плотности контрольной лунки соответствует минимальной подавляющей концентрацией соединения.
Проведенные исследования показали (см. таблицу), что соединения (IIa-d) проявляют ингибирующее действие относительно штамма Staphylococcus aureus в интервале концентраций - 62.5-250.0 мкг/мл, бактерицидное действие наступает в концентрациях 1000 мкг/мл. В отношении культуры Candida albicans соединение Па проявляет фунгистатическое действие в концентрации 500.0 мкг/мл.
Заявляемые ранее неописанные в литературе (Z)-9-ароил-8-гидрокси-6-(2-гидроксифенил)-2-(((Z)-2-оксоиндолин-3-илиден)гидразоно)-1-тиа-3,6-диазаспиро[4.4]нон-8-ен-4,7-дионы могут найти применение в фармакологии в качестве потенциальных лекарственных средств с противомикробными свойствами.