ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДО [1,2-a]БЕНЗИМИДАЗОЛА, ОБЛАДАЮЩИЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМ ДЕЙСТВИЕМ, И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
PYRIDO[1,2-a]BENZIMIDAZOLE DERIVATIVES HAVING ANTIBACTERIAL ACTIVITY AND METHOD OF PRODUCING SAID DERIVATIVES

Изобретение относится к сельскому хозяйству и медицинской химии, а именно к препаратам для борьбы с инфекционными заболеваниями растений и животных.
Известны синтетические производные 6-аминопенициллановой кислоты, обладающие антибактериальной активностью (Машковский М.Д. Лекарственные средства. Справочник. - М., «Медицина», 1993, т.2, с.253-258; Навашин С.М., Фомина И.П. Рациональная антибиотикотерапия. Справочник. - М., «Медицина», 1982, с.93-112).
Известны производные 4-хинолонов, обладающие антибактериальным действием и широко применяющиеся в ветеринарной и медицинской практике (Машковский М.Д. Лекарственные средства. Справочник. - М., «Медицина», 1993, т.2, с.345-353).
Многолетнее применение антибактериальных средств приводит к развитию резистентных штаммов микроорганизмов, что заставляет обновлять ассортимент используемых препаратов.
Цель данного изобретения - синтез новых антибактериальных соединений и расширение арсенала веществ, воздействующих на живой организм.
Поставленная цель достигается тем, что нами синтезированы соединения формулы I, обладающие антибактериальным действием, и разработан удобный метод их синтеза.
где R=алкил;
1
R=алкил, арил;
2
R=алкил.
Соединения формулы I синтезируют по следующей схеме:
2-Хлорметилбензимидазолы (II) реагируют с меркаптанами (III) в щелочных условиях с образованием тиоэфиров (IV). Окислением последних перекисью водорода получены сульфоны (V), взаимодействие которых с этоксиметилендиэтилмалонатом (VI) приводит к искомым продуктам I.
Исходные 1-R-2-хлорметилбензимидазолы (II) описаны в литературе (Зубенко А.А. Синтез и превращения 2-этинилбензимидазолов. Дисс. канд. хим. наук. - Ростов н/Д - 1977).
Примеры синтезов.
3
3
1
1-Метил-2-(метилтио)-метил-бензимидазол (IVa, R=CH, R=CH).
2
5
3
3
1
К спиртовому раствору этилата натрия (приготовленному из 2,3 г Na (0,1 моль) в 100 мл CHOH) прибавляют при комнатной температуре 4,8 г метилмеркаптана III (0,1 моль; R=CH), перемешивают 5 минут и вносят 19,2 г 1-метил-2-хлорметилбензимидазола (II; R=CH, 0,1 моль). Перемешивают 30 минут, выливают в 400 мл воды, отфильтровывают выпавший осадок. Выход 21,28 г (95%), бесцветное масло.
3
2
5
1
Аналогично получают: 1-метил-2-(этилтио)-метил-бензимидазол IVб (R=CH, R=CH), выход 92%, масло;
3
1
1-метил-2-(фенилтио)-метил-бензимидазол IVв (R=CH, R=фенил), выход 90%, т.пл. 96-98°C (петролейный эфир). Соединения IV а-в используют без дополнительной очистки в следующей стадии.
3
3
1
1-Метил-2-(метилсульфонил)-метил-бензимидазол V (R=CH, R=CH).
2
4
2
Растворяют 19,2 г IVa (0,1 моль) в 75 мл ледяной уксусной кислоты, прибавляют 0,2 г NaWO 2HO, предварительно растворенного в 5 мл воды, и затем при перемешивании и охлаждении прибавляют 60 мл пергидроля, поддерживая температуру 40-45°C. Затем поддерживают температуру 40-45°C в течение 3 часов. Оставляют на ночь при комнатной температуре. Нейтрализуют водным аммиаком, отфильтровывают осадок, промывают водой. Выход 17,4 г (78%), т.пл. 155-157°C.
3
2
5
1
Аналогично получают 1-метил-2-(этилсульфонил)-метил-бензимидазол Vб (R=CH, R=CH), выход 75%, т.пл. 146-148°С;
в
3
1
1-метил-2-(фенилсульфонил)-метил-бензимидазол V (R=CH, R=фенил), выход 75%, т.пл. 176-178°C (этилацетат).
3
3
2
5
1
2
5-Метил-4-(метилсульфонил)-1-оксо-1,5-дигидропиридо[1,2-а]-бензимидазол-2-этилкарбоксилат Ia (R=CH, R=CH, R=CH).
К раствору 2,24 г Vа (0,01 моль) и 2,16 г VI (0,01 моль) в 20 мл хлорбензола прибавляют 0,05 г 60%-ного гидрида натрия и кипятят смесь 1 час с отгонкой легколетучих продуктов. Охлаждают, разбавляют петролейным эфиром (20 мл), отфильтровывают осадок и перекристаллизовывают из диметилформамида. Выход 2,4 г (69%), т.пл. 259-260°C.
3
2
5
2
5
1
2
Аналогично получают 5-метил-4-(этилульфонил)-1-оксо-1,5-дигидропиридо[1,2-а]-бензимидазол-2-этилкарбоксилат Iб (R=CH, R=CH, R=CH), выход 70%, т.пл. 240-243°C;
3
2
5
1
2
5-метил-4-(фенилсульфонил)-1-оксо-1,5-дигидропиридо[1,2-а]-бензимидазол-2-этилкарбоксилат Iв (R=CH, R=фенил, R=CH), выход 75%, т.пл. свыше 300°С.
1
6
3
2
2
Спектр ЯМР H соединения (DMSO d, 300 МГц) Iб (б.м.д.): 8.89-8.86(1H), 8.68 (1H), 7.82-7.46 (3Н), 4.32-4.25 (2Н, ), 4.28 (3H, N-CH), 3.48-3.41 (2H, SO-CH), 1.40-1.28 (6H).
Примеры испытания антибактериальной активности предлагаемых соединений.
Антимикробная активность предлагаемых веществ впервые изучена в секторе синтеза ГНУ СКЗНИВИ. Ранее они нигде не применялись.
Изучение антимикробных свойств предлагаемых соединений проводилось по методике Миловановой С.Н. (Методы экспериментальной химиотерапии.- М., «Медицина», 1971, с. 100-106) способом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде. Бактериальная нагрузка составляла 500 тысяч микробных клеток в 1 мл. Приготовленную взвесь бактерий добавляли по 2 мл (равный объем) в пробирки с различными разведениями вещества. Инкубировали в термостате 18 часов при 37°C. Контролем служили пробирки, содержащие 2 мл среды, используемой для разведения веществ и 2 мл взвеси бактерий (500 тысяч в 1 мл). В качестве тест-организмов использовались следующие штаммы бактерий E.coli O78, Staph.aureus P-209. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Данные таблицы 1 свидетельствуют о значительной антимикробной активности предлагаемых соединений.
Сравнение приведенных в таблице 2 данных показывает, что активность предлагаемых соединений превосходит активность йодинола, раствора йода, полимиксина, левомицетина и тетрациклина в отношении St.aureus, а также превосходит активность раствора йода, канамицина, левомицетина и тетоапиклина в отношении E.coli.
Таблица 1
Бактериостатическая активность предлагаемых соединений (экспозиция 18 часов, бактериальная нагрузка 0,5 млн/мл)
Препарат
Тест-культура
Концентрация вещества, мкг/мл
Контроль культуры
Контроль среды
500
250
125
62,5
31,2
15,6
7,8
Iа
E.coli о78
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
St.aureus Р-209
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
Iб
E.coli о78
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
St.aureus P-209
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
Обозначения: «-» отсутствие роста культуры бактерий,
«+» наличие роста культуры бактерий
Таблица 2
Сравнительная антимикробная активность предлагаемых соединений, известных препаратов и некоторых антибиотиков
Препарат
Минимальная подавляющая концентрация, мкг/мл
E.coli
St.aureus
Iа
31,2
15,6
Iб
31,2
15,6
Иодинол*
16,0
16-32
Раствор йода*
16-64
64,0
Канамицина сульфат**
100,0
3-6
Полимиксин**
0,19
100,0
Левомицетин* *
100,0
1,5-50
Окситетрациклина гидрохлорид
100,0
1,6-100
Окситетрациклина гидрохлорид
100,0
1,6-100
* По данным Мохнача В.О. в кн.: «Йод и проблемы жизни». - Л. - Наука, 1974. - С.89-90.
** По данным справочника «Рациональная антибиотикотерапия». Новашин С.М., Фомина И.П., М., Медицина. - 1982. - 496 с.
«Острую» токсичность предлагаемых соединений изучали на лабораторных крысах при введении в желудок. Доза 0,5 г/кг массы тела не вызывает гибели лабораторных животных (срок наблюдения 10 дней). Поэтому токсичность соединений Iа и Iб можно отнести к среднему классу опасности.