5-(2'-Гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-бензо-6,5-дигидро-1,3,6- триазаиндолизины и координационные соединения цинка на их основе: синтез и фунгицидная активность Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 2. С. 352-359.

УДК: 547.792 +546.47+ 579.01

5-(2'-ГИДРОКСИФЕНИЛ)-2-(2'-ПИРИДИЛ)-7,8-БЕНЗО-6,5-ДИГИДРО-1,3,6-ТРИАЗАИНДОЛИЗИНЫ И КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ЦИНКА НА ИХ ОСНОВЕ: СИНТЕЗ И ФУНГИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ

Гусев А.Н.1, Шульгин В.Ф.1, Постникова О.Н.2, Криворутченко Ю.Л.2

1Таврический национальный университет им В.И. Вернадского, Симферополь, Украина

2Крымский государственный медицинский университет им. С. И. Георгиевского,

Симферополь, Украина

E-mail: galex0330@rambler.ru

Синтезированы 5-(2'-гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-бензо-6,5-дигидро-1,3,6-триазаиндолизи-ны, а также координационные соединения цинка на их основе. Строение соединений установлено методами ИК- и ПМР-спектроскопии. Изучена антифунгальная активность полученных соединений. Ключевые слова: дигидро-1,3,6-триазаиндолизины, координационные соединения, цинк, мирамистин, фунгицидная активность.

ВВЕДЕНИЕ

Одной из актуальных проблем современной медицины является борьба с грибковыми заболеваниями. Среди перспективных фунгицидных препаратов особое место занимают 1,2,4-триазолы и конденсированные системы на их основе, обладающие широким спектром биологической активности [1-6]. Активный поиск новых биологически активных триазолов продолжается и сейчас. Недавно была установлена высокая биологическая активность азометиновых производных 1,2,4-триазола [7] и их координационных соединений [8, 9]. В настоящем сообщении описаны результаты исследования фунгицидной активности продуктов конденсации 2-(5-(2-пиридил)-1,2,4-триазол-3-ил)фениламинов с салициловым альдегидом и координационных соединений цинка на их основе в виде индивидуальных соединений и в комбинации с мирамистином.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Синтез исследуемых соединений проводили на воздухе в очищенном 96%-ном этаноле. Для синтеза использовали салициловый альдегид и дигидрат ацетата цинка квалификации «х.ч.». Синтез 2-(5-(2-пиридил)-1,2,4-триазол-3-ил)фениламинов (1) выполнен по ранее описанной методике [10]. ИК-спектры записаны в диапазоне 4000-400 см-1 на Фурье-спектрофотометре Nicolet Nexus 470 с использованием стандартной методики прессования образца с KBr. ЯМР-спектры получены на спектрометре Bruker VXR-400 (400 МГц), внутренний стандарт Me4Si, растворитель - ДМСО-d^ В биоиспытаниях использовали музейный штамм грибов Candida

albicans ССМ 885 (типовой). Плотность исходной суспензии грибов - 5х105 КОЕ в мл. Смеси грибов и изучаемых веществ инкубировали при 37 °С в течение 48 часов. Результат оценивали по появлению мутности в пробирках, что свидетельствовало о росте грибов и по высеву бактериологической петлёй на агаризованную среду Сабуро содержимого пробирок, в которых визуально не регистрировался рост.

Синтез 5-(2'-гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-бензо-6,5-дигидро-1,3,6-триазаиндолизинов (соединения 2,а-е).

3-(Пиридил-2-ил)-5-(2'-аминофенил)-1Н-1,2,4-триазол (4 ммоль) растворяют в 20 мл горячего 96%-ного этанола при перемешивании на магнитной мешалке. К полученному раствору добавляют 512 мг (4,2 ммоль) салицилового альдегида. Реакционную смесь перемешивают на магнитной мешалке при нагревании в течение часа. Раствор охлаждают, выпавший белый кристаллический осадок отфильтровывают, промывают холодным этанолом, сушат на воздухе, а затем в вакууме.

5 -(2'-Гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-бензо-6,5-дигидро-1, 3,6-триаза-индолизин (соединение 2,а): Выход - 78 %; Т.пл.. 237 0С (EtOH); Найдено (%): C 70,22; H 4,28. Для С2оНи^О вычислено (%): C 70,38; H 4,40. Спектр ЯМР !Н, 5, м. д.: 10,1 с, (ушир) (ОН), 8,65 д, (1НароМ), 8,12 д, (Шаром), 7,90 д-тр, (1НароМ), 7,80 д (1Наром), 7,40 мульт, (2Наром), 7,20 мульт, (2Наром + (С2-Н), 6,95 мульт, (2Наром + N-H), 6,85 тр, (1Наром), 6,80 т, (1Наром). ИК-спектр, н, см-1: 3380, 3270, 3056, 1629, 1292, 750.

5-(2'-Гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-(3-метилбензо)-6,5-дигидро-1,3,6-триазаиндолизин (соединение 2,b). Выход - 69 %; Т.пл. 209 0С (EtOH). Найдено (%): С 71,09; H 4,66. Для C21H17N5O вычислено (%): С 70,98; H 4,79. Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д.: 10,03 с, (ОН), 8,61 д, (1Наром), 8,08 д, (1Наро„), 7,90 д-тр, (1Наром), 7,64 с (1Наром), 7,43 д-тр, (1Наром), 7,25-7,15 мульт, (Наром + (С-H), 7,12-6,95 мульт, (Наром + N-H), 6,91 д, (1Наром), 6,86 д, (1Наром), 6,81 д, (1Наром), 6,73 т, (1Наром), 2,27 с (3Н). ИК-спектр, н, см-1: 3386, 1630, 1516, 1350, 1290, 750.

5-(2'-Гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-(3-фторбензо)-6,5-дигидро-1,3,6-триазаиндолизин (соединение 2,c). Выход - 74 %; Т.пл. 241 0С (EtOH). Найдено (%): С 67,02; H 3,79. Для C20HMFN5O вычислено (%): С 66,85; H 3,90. Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д.: 10,05 с, (ушир) (ОН), 8,61 д, (1Наром), 8,07 д, (1Наром), 7,89 д-тр, (1Наром), 7,54 д-д, (1Наром), 7,42 мульт, (1Наром), 7,34 с (1Наром), 7,20-7,05 мульт, (2Наром + (С2-H), 6,95-6,82 мульт, (2Наром + N-H), 6,75 тр, (1Наром). ИК-спектр, н, см-1: 3280, 1638, 1522, 1356, 1284, 746.

5-(2'-Гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-(3-хлорбензо)-6,5-дигидро-1,3,6-триазаиндолизин (соединение 2,d). Выход - 84 %; Т.пл.. 235 0С (EtOH). Найдено (%): С 63,72; H 3,68. Для C20HMClN5O вычислено (%): С 63,91; H 3,73. Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д.: 10,02 с (ушир) (ОН), 8,60 д, (1Наром), 8,08 д, (1Наром), 7,89 д-тр, (1Наром), 7,72 д (1Наром), 7,59 с (1Наром), 7,42 мульт, (1Наром), 7,28 мульт, (1Наром), 7,25-7,15 мульт, (Наром + (С-H)), 6,96 д (N-H), 6,87 д, (2Наром), 6,75 т, (1Наром). ИК-спектр, н, см-1: 3266, 1626, 1522, 1354, 1282, 752.

5-(2'-Гидроксифенил)-2-(2'-пиридил)-7,8-(3-бромбензо)-6,5-дигидро-1,3,6-триазаиндолизин (соединение 2,е). Выход - 79 %; Т.пл.. 237 0С (ЕЮН). Найдено (%): С 57,25; Н 3,24, Для С2оИ14ВгК50 вычислено (%): С 57,14; Н 3,33. Спектр ЯМР 1Н, 5, м. д.: 10,05 с, (ушир) (ОН), 8,60 д, (1Наром), 8,07 д, (1Наром), 7,90-7,82 д-тр, (2Наром), 7,61 с (1Наром), 7,40-7,30 мульт, (2Наром), 7,20-7,10 мульт, (Наром + (С2-Н)), 6,97 д ^-Н), 6,87 д, (1Наром), 6,82 д, (1НароМ), 6,75 т, (1НароМ). ИК-спектр, н, см-1: 3268, 1626, 1520, 1354, 1284, 752.

Синтез координационных соединений

К суспензии 2 ммоль соответствующего соединения 2 в 10 мл 96%-ного этанола добавляют 438 мг (2 ммоль) дигидрата ацетата цинка. Полученную реакционную смесь перемешивают на магнитной мешалке при нагревании в течение двух часов. Выпавший осадок оставляют на ночь под маточным раствором, отфильтровывают, промывают спиртом и высушивают на воздухе.

^п2Ь2]-0,5ЕЮН (Н2Ь - 3-(пиридин-2-ил)-5-(2-салицилидениминофенил)-1Н-1,2,4-триазол) (соединение 3,а). Найдено, %: 2п 15,62; N 16,36. Для С^Нг^^Ог^Пг вычислено, %: 2п 15,59; N 16,66. ИК-спектр, н, см-1: 1610 - п(С=КШифф), 1593, 1533, 1457, 1444, 1330, 1147, 752

^п^^ЕШН (^Ь1 - 3-(пиридин-2-ил)-5-(2 -салицилиденимино-4-метил-фенил)-1Н-1,2,4-триазол) (соединение 3,Ь). Найдено, %: 2п 14,22; N 15,14. Для С^Н^юО^Пг вычислено, %: 2п 14,10; N 15,07. ИК-спектр, н, см-1: 1608 -у(С=Кшифф), 1534, 1462, 1444, 1378, 1324, 1146, 754.

^пМ'ЕЮН (Н2Ь2 - 3-(пиридин-2-ил)-5-(2 -салицилиденимино-4-фтор-фенил)-1Н-1,2,4-триазол) (соединение 3,с). Найдено, %: 2п 14,89; N 15,74. Для C42H30F2N10O3Zn2 вычислено, %: 2п 14,70; N 15,71. ИК-спектр, н, см-1: 1610 -у^^ифф), 1534, 1462, 1444, 1324, 1170. 1150, 758.

^п2Ь23]ЕЮН (Н2Ь3 - 3-(пиридин-2-ил)-5-(2-салицилиденимино-4-хлор-фенил)-1Н-1,2,4-триазол). (соединение 3,ф. Найдено, %: Zn 14,09; N 15,26. Для C42HзоCl2Nlо0зZn2 вычислено, %: Zn 14,18; N 15,15. ИК-спектр, н, см-1: 1610 -у^^ифф), 1532, 1448, 1368, 1326, 1172, 1148, 756.

^п2Ь24]-ЕЮН (Н2Ь4 - 3-(пиридин-2-ил)-5-(2 -салицилиденимино-4-бром-фенил)-1Н-1,2,4-триазол. (соединение 3,е). Найдено, %: Zn 13,15; N 14,01; С 49,79; Н 2,88. Для C42HзоBr2Nlо0зZn2 вычислено, %: Zn 12,93; N 13,82; С 49,75; Н 2,96. ИК-спектр, н, см-1: 1610 - у^^ифф), 1532, 1446, 1366, 1326, 1174, 1148, 756.

РЕЗУЛЬТАТЫ И обсуждение

Синтез исследуемых соединений был осуществлен взаимодействием салицилового альдегида с 2-(5-(2-пиридил)-1,2,4-триазол-3-ил)фениламинами (соединения 2,а-е) в 96%-ом этаноле и последующей реакцией с ацетатом цинка (соединения 3,а-е) (схема):

OH

NH,

R - H, CH3, F, Cl, Br

2 а R-H, 2 b R-CH3 2 c R-F, 2 d R-Cl, 2 e R-Br

3 а R-H, 3 b R-CH3 3 c R-F, 3 d R-Cl, 3 e R-Br

Продукты конденсации салицилового альдегида с 2-(5-(2-пиридил)-1,2,4-триазол-3-ил)фениламинами могут существовать в двух изомерных формах: линейной, азометиновой (А) и циклической, дигидротриазаиндолизиновой (В).

В Р

^__H

Результаты исследования соединений 2,а-е методами ЯМР- и ИК-спектроскопии свидетельствуют о циклической форме соединений. В пользу последней говорит синглетный сигнал протона группы С-Н дигидротриазинового кольца и отсутствие сигнала водорода азометинового фрагмента в спектре ПМР. Реакция соединений 2,а-е с ацетатом цинка в спиртовом растворе приводит к разрыву триазаиндолизинного цикла и образованию биядерных комплексов с азометиновой формой лиганда. Состав и строение координационных соединений установлены методами элементного и термогравиметрического анализа, а также ИК- и ЯМР-спектрами. Строение комплекса 3,а было объективно установлено прямым рентгеноструктурным анализом [11].

Антифунгальная активность соединений 2,а-е и 3,а-е изучена на музейном штамме грибов Candida albicans ССМ 885. Результаты исследований представлены

R

R

в Табл. 1. Видимый рост грибов отсутствовал в пробирках, где они инкубировались в присутствии соединений 2,а-с, а также 3,а и 3,c. Минимальная игибирующая концентрация (МИК) для данных соединений составила 500 мкг/мл. Во всех опытах с использованием остальных соединений за время инкубации наблюдался рост грибов. После пересева содержимого пробирок, в которых отсутствовал видимый рост микробов, на агаризованную среду Сабуро и инкубации посевов при 37 0С в течение 48 часов, рост грибов отсутствовал в пробах, содержащих соединения 2,а-с. Эти вещества, растворенные в ДМСО, оказывали фунгицидное действие при МИК 500 мкг/мл. Пробы, содержащие соединения 3,а и 3,с, дали рост грибов на агаризованной среде Сабуро. Таким образом, было установлено, что комплексы триазолов обладают умеренным фунгистатическим действием при МИК 500 мкг/мл.

Таблица 1.

Влияние соединений 2,а-е и 3,а-е на рост дрожжеподобных грибов

Candida albicans

Соединение Концентрации (мкг/мл)

500 250 125

ДМСО* ФСа - -

2, а ФЦб - -

3, а ФС - -

2, b ФЦ - -

3, b - - -

2, с ФЦ - -

3, с ФС - -

2, d - - -

3, d - - -

2, e - - -

3, e - - -

* - контроль растворителя

а - фунгистатическое действие, б - фунгицидное действие.

Были поставлены эксперименты по оценке действия триазолов в присутствии субфунгицидных концентраций (менее 30 мкг/мл) катионного детергента мирамистина. Результаты исследования комбинированного действия производных триазола с мирамистином приведены в Табл. 2. Варианты сочетаний производных триазола с мирамистином, не указанные в Табл. 2, не угнетали рост дрожжеподобных грибов. В результате проведенных испытаний было установлено, что соединения 2,а-е проявляют фунгицидную активность при собственной концентрации 500 мкг/мл и содержании мирамистина в смеси от 2,5 до 22,7 мкг/мл. Фунгистатическое действие при МИК 228-250 мкг/мл и концентрации детергента 11,4 мкг/мл было зарегистрировано для триазолов 2,Ь-е. Соединение 2,с оказывал фунгистатическое действие при МИК 250 мкг/мл и концентрации мирамистина 6,3 мкг/мл. Для цинковых комплексов было установлено, что фунгицидное действие

Таблица 2

Влияние соединений 2,а-е и 3,а-е на рост дрожжеподобных грибов Candida albicans в присутствии мирамистина

№ Концентрация в смесях (мкг/мл) Рост грибов после инкубации

в пробирке 48 ч в агаре после высева из пробирок

триазол мирамистин 24 ч 48 ч 72 ч 96 ч

2,а 455 22,7 - а - - -

500 12,5 - - - - -

3,а 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - - - -

114 5,7 - + б + + +

500 12,5 - - - - -

2,b 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - + + +

500 12,5 - - + + +

3,b 455 22,7 - - - - -

500 12,5 - + + + +

500 6,25 - + + + +

500 2,5 - + + + +

2,c 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - + + +

500 12,5 - - - - -

250 6,3 - - + + +

3,c 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - + + + +

500 12,5 - - + + +

2,d 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - + + +

500 12,5 - - - - -

3,d 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - + + +

500 12,5 - - + + +

500 6,25 - - + + +

2,е 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - + + +

500 12,5 - - - - -

3,е 455 22,7 - - - - -

228 11,4 - - + + +

500 12,5 - + + + +

500 6,25 - + + + +

500 2,5 - + + + +

проявляется при концентрациях 455-500 мкг/мл и содержании мирамистина 22,7 мкг/мл. При меньшей концентрации мирамистина в ряде случаев была зарегистрирована фунгистатичная активность. Интересно отметить, что для соединения 3,а фунгицидное действие было отмечено и при концентрации 228 мкг/мл и содержании мирамистина 11,4 мкг/мл. Таким образом, было установлено, что добавление мирамистина к исследуемым соединениям усиливает антигрибковый эффект. Данный эффект не может быть связан с активностью самого мирамистина в виду его низких концентраций. Полученные результаты интересны с точки зрения создания новых антифунгальных препаратов

а - отсутствие видимых признаков роста грибов, б - наличие видимых признаков роста грибов

ВЫВОД

В результате проведенного исследования изучена антифунгальная активность продуктов конденсации салицилового альдегида и координационных соединений цинка на их основе. Установлено, что триазолы и цинковые комплексы проявляют умеренную фунгистатическую активность. Комбинация исследуемых соединений с препаратом мирамистин приводит к усилению антифунгального действия по отношению к Candida albicans.

Список литературы

1. Kane J.M. Chemlnform Abstract: 2,4-Dihydro-3H-1,2,4-triazol-3-ones as Anticonvulsant Agents / J.M. Kane, B.M.Baron, M.W. Dudley [et al.] // J. Med. Chem. - 1990. - Vol. 33, № 10. - P. 2772-2777.

2. Chu Yong. Synthesis of Novel Antifungal Triazole Compounds / Yong Chu, Ming Xia Xui, Ding Lu // Chin. Chem.Lett. - 2004. - Vol. 15, № 9. - P. 1011-1014.

3. Nowaczyk A. Triazole derivatives with antifungal activit: a pharmacophore model model study / A. Nowaczyk, B. Modzelewska - Banachiewicz // Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research. - 2008. -Vol. 65, №. 6. - P. 795-798.

4. Eto H. New Antifungal 1,2,4-Triazoles with Difluoro(heteroaryl)methyl Moiety / Hiromichi Eto, Yasushi Kaneko, Takao Sakamoto // Chem. Pharm. Bull. - 2000. - Vol. 48, No. 7. - P. 982-990

5. Kokil G. R. Synthesis and In Vitro Evaluation of Novel 1, 2, 4-Triazole Derivatives as Antifungal Agents / Ganesh R. Kokil, Prarthana V. Rewatkar, Sandeep Gosain [et al.] // Letters in Drug Design & Discover. - 2010. - Vol. 7. - P. 46-49.

6. Eto H. New Antifungal 1,2,4-Triazoles with Difluoro( substituted sulfonyl)methyl Moiety / Hiromichi Eto, Yasushi Kaneko, Sunao Takeda [et al.] // Chem. Pharm. Bull. - 2001. - Vol. 49, № 2. - P. 173-182.

7. Bagihalli G.B. New Antifungal 1,2,4-Triazoles with Difluoro(substituted sulfonyl)methyl Moiety / G.B. Bagihalli, S.A. Patil, P.S. Badami // Iran. Chem. Soc. - 2009. - Vol. 6, № 2. - P. 259-270

8. Badwaik V.B. Synthesis, Characterization, and Biological Studies of Some Schiff Base Complexes. / V.B. Badwaik, A.S. Aswar // Russ. Journal of Coord. Chem. - 2007. Vol. 33, № 10. - Р. 755-760.

9. Yadawe M.S. Synthesis, characterization and biological studies of cobalt(II) and nickel(II) complexes with new Schff bases / Mallikarjun S. Yadawe, Sangamesh A. Patil // Trans. Met. Chem. - 1997. - Vol. 22. - P. 220-224.

10. Гусев А.Н. Синтез и молекулярное строение комплекса цинка и 3-(пиридин-2-ил)-5-(2-салицилидениминофенил)-1Н-1,2,4-триазола А.Н.Гусев, И.Л Еременко., М.А. Кискин [и др.] // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия "Биология и химия". - 2009. - Т. 22(61). - С. 154-156

11. Pat. 4.198.513 USA. 1,2,4-Triazoles. Baldwin J. et al. Assignee: Merck & Co., Inc. (Rahway, NJ). 05/894.450. Filed. April 7. 1978, Published April 15. 1980.

Гусев О.М. 5-(2'-гидроксiфенiл)-2-(2'-пiридил)-7,8-бензо-6,5-дигiдро-1,3,6-триазаiндолiзини координацiйнi сполуки цинку на ix основi: синтез та фунгищдна активнiсть / О.М. Гусев, В.Ф. Шульгш, О.М. Постникова, Ю.Л. Крiворутченко // Вчеш записки Тавршського нацюнального унiверситету iH. B.I. Вернадського. Сeрiя „Бюлопя, xiмiя". - 2011. - Т. 24 (63), № 2. - С. 352-359. Синтезоваш 5-(2'-гидроксiфенiл)-2-(2'-пiридил)-7,8-бензо-6,5-дигiдро-1,3,6-триазаiндолiзини, а також координацшш сполуки цинку на 1х основь Будову речовин дослiджено методами 1Ч- i ПМР-спектроскопи. Дослiджено антифунгальну активнiсть отриманих сполук.

Krn4oei слова дигiдро-1,3,6-триазаiндолiзини, координацiйнi сполуки, цинк, мiрамистiн, фунгицидна активнiсть.

Gusev A.N. 5-(2'-Hydroxyphenyl)-2-(2'-pyridyl)-7,8-benzo-6,5-dihydro-1,3,6-triazaindolizines and coordination compounds based on it: synthesis and antifungal activity / A.N. Gusev, V.F. Shul'gin, O.N. Postnikova, Y.L. Krivorutchenko // Scientific Notes of Taurida V.Vemadsky National University. -Series: Biology, chemistry. - 2011. - Vol. 24 (63), No. 2. - Р. 352-359.

5-(2'-Hydroxyphenyl)-2-(2'-pyridyle)-7,8-benzo-6,5-dihydro-1,3,6-triazaindolizines and zinc coordination compounds based on it were obtained. The structure was determined by IR and NMR spectroscopy methods. Antifungal activity was investigated.

Keywords: dihydro-1,3,6-triazaindolizines, coordination compounds, zinc, miramistin, antifungal activity.

Поступила в редакцию 22.05.2011 г.