CC BY
6ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Е.А. Дикусар1, В.И. Поткин1, С.Г. Стёпин2
КАЛЬЦИЕВЫЕ СОЛИ (Е)-2-(4-МЕТОКСИ- И
3.4-ДИАЛКОКСИБЕНЗИЛИДЕНАМИНО)-2-(АЛКИЛ-, АРАЛКИЛ)УКСУСНЫХ
ИЛИ (3- И 4-БЕНЗОИНЫХ) КИСЛОТ
1Институт физико-органической химии Национальной академии наук
Республики Беларуси 2Витебский государственный технологический университет
Разработан новый метод синтеза кальциевых солей (Е)-2-(4-метокси- и
3.4-диалкоксибензилиденамино)-2-(алкил-, аралкил)уксусных или (3- и 4-бензойных) кислот кипячением метанольных растворов бензальдегида, анисового альдегида, вератрового альдегида, 3-метокси-4-этокси- и 3,4-диэтоксибензальдегидов с аминокислотами - глицином, L-a-аланином, Ь-валином, Ь-лейцином, Ь-изолейцином, Ь-триптофаном, 3-амино- и 4-аминобензойными кислотами и гидридом кальция. Проведена оценка фунгицидной и бактерицидной активности синтезированных солей.
Ключевые слова: соли кальция, бензилиденаминокислоты, глицин, Ь-а-аланин, Ь-валин, Ь-лейцин, Ь-изолейцин, Ь-триптофан, аминобензойные кислоты, бензальдегид, анисовый альдегид, вератровый альдегид, 3-метокси-4-этокси- и
3.4-диэтоксибензальдегиды, фунгицидная и бактерицидная активность.
ВВЕДЕНИЕ
Кальций является важнейшим структурным макроэлементом, выполняющим различные функции в организме. Он участвует в формировании костной ткани и зубов. Кальций принимает участие в мышечных сокращениях, свертывании крови, проводимости сигнала по нервным клеткам. Он регулирует проницаемость клеточных мембран и поддерживает стабильность сердечной деятельности.
Для лечения различных заболеваний, связанных с дефицитом кальция, в медицине находят применение следующие лекарственные средства кальция: карбонат кальция, фосфат кальция, глюконат кальция, лактат кальция, цитрат кальция [1]. В связи с недостаточной эффективностью известных средств ведется разработка новых кальцийсодержащих лекарственных средств и биологически активных добавок к пище. К новым биологически активным добавкам к пище относятся препараты, содержащие мелкоизмельченный жемчуг [2], мелкодисперсные раковины морского гребешка, коралловый кальций, кальцинированные морские водоросли. Новые продукты имеют высокую стоимость, хотя их
основным компонентом являются карбонат кальция и природные аминокислоты. В этой связи кальциевые соли производных природных аминокислот являются перспективными кальцийсодержащими лекарственными средствами. Известно, что производные аминокислот обладают высокой биологической активностью [3-5], что делает их перспективными для получения новых лекарственных средств. Данная работа является продолжением исследований по разработке методов получения разнообразных производных аминокислот [6,7] и их солей [8,9].
Целью настоящей работы является синтез устойчивых кальциевых солей (Е)-2-(4-метокси- и 3,4-диалкоксибензи-лиденамино)-2-(алкил-, аралкил) уксусных или (3- и 4-бензойных) кислот (ХУ^ГУ) с использованием в качестве исходных соединений ароматических альдегидов: бен-зальдегида (Г), анисового альдегида (ГГ), вератрового альдегида (ГГГ), 3-метокси-4-этокси- (IV) и 3,4-диэтоксибензальдегидов (V) и аминокислот - глицина (VI), L-a-аланина (VII), L-валина (УГГГ), L-лейцина (XI), L-изолейцина (X), L-триптофана (XI), 3-амино- и 4-аминобензойных кислот (XII, XIII) и гидрида кальция (XIV).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Инфракрасные спектры соединений записывали на ИК Фурье-спектрофото-метре Protege-460 фирмы Nicolet в таблетках бромида калия, спектры ядерного магнитного резонанса 'Н - на спектрометре Tesla BS-587A, рабочая частота 100 МГц, химические сдвиги определяли относительно внутреннего стандарта - те-траметилсилана. Образцы для спектров ЯМР готовили растворением соединений в дейтерохлороформе или полностью дейтерированном диметилсульфоксиде, концентрация соединений 5%. Для взвешивания использовали электронные аналитические весы ВЛР-200 г, 2 кл. точности с погрешностью взвешивания не более 0,5 мг, ГОСТ 19491-74.
Метанол абсолютировали двукратной перегонкой с применением елочного дефлегматора. Бензальдегид (I), анисовый альдегид (II), вератровый альдегид (III), 3-метокси-4-этокси- (IV) и 3,4-диэток-сибензальдегиды (V), глицин (VI), L-a-аланин (VII), L-валин (VIII), L-лейцин (XI), L-изолейцин (X), L-триптофан (XI), 3-амино- и 4-аминобензойные кислоты (XII, XIII) и гидрид кальция (XIV) использовали с содержанием основного вещества не менее 99,5±3%.
Методика синтеза кальциевых солей (Е)-2-(4-метокси- и 3,4-диалкокси-бензилиденамино)-2-(алкил-, аралкил) уксусных или (3- и 4-бензойных) кислот (XV-LIV). В 50 мл абсолютного метанола вносили навески 0,01 моль ароматического альдегида (I-V), 0,01 моль аминокислоты (VI-XIII) и 0,005 моль гидрида кальция (XIV). Реакционную смесь кипятили с обратным холодильником в течение 3-4 ч до полного растворения всех компонентов реакции. Растворитель удаляли в вакууме роторного испарителя. Остаток представлял собой целевой продукт. Выход солей (XV-LIV) составлял практически 100%.
Проверку активности синтезированных соединений проводили методом посева, фунгицидную активность определяли в жидкой питательной среде Чепека-Докса. Методика биологических испытаний описана в работе [10].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Взаимодействием бензальдегида (I),
анисового альдегида (II), вератрового альдегида (III), 3-метокси-4-этокси- (IV) и
3.4-диэтоксибензальдегидов (V) с аминокислотами - глицином (VI), L-a-аланином (VII), L-валином (VIII), L-лейцином (XI), L-изолейцином (X), L-триптофаном (XI), 3-амино- и 4-аминобензойными кислотами (XII, XIII) и гидридом кальция (XIV), взятыми в стехиометрических соотношениях, в среде кипящего абсолютного метанола синтезированы устойчивые кальциевые соли (Е)-2-(4-метокси- и
3.4-диалкоксибензилиденамино)-2-(алкил-, аралкил)уксусных или (3- и 4-бен-зойных) кислот (XV-LIV) (рисунок 1).
Данная схема синтеза объединяет в одну стадию процесс получения азоме-тиновых производных аминокислот и их кальциевых солей, что приводит к упрощению синтеза, значительному сокращению его длительности, исключению очистки промежуточных азометиновых производных аминокислот и значительному увеличению выхода целевых продуктов.
После удаления метанола в вакууме, кальциевые соли (Е)-2-(4-метокси- и
3.4-диалкоксибензилиденамино)-2-(ал-кил-, аралкил) уксусных или (3- и 4-бен-зойных) кислот (XV-LIV) были получены с количественным выходом и степенью конверсии около 100% и чистотой более 99%. Выход и чистота продуктов не зависят от строения ароматических альдегидов и аминокислот, а определяются только чистотой исходных компонентов (I-XIV) и соблюдения стехиометрии реакции.
Синтезированные кальциевые соли (XV-LIV) представляют собой бесцветные хрупкие кристаллические вещества, хорошо растворимые в метаноле и этаноле и умеренно растворимые в диметилсульфок-сиде и воде. Их умеренная растворимость в воде позволяет получать лекарственные формы с пролонгированным действием и медленным высвобождением действующих веществ из лекарственных форм.
Строение кальциевых солей (Е)-2-(4-метокси- и 3,4-диалкоксибензилиде-намино)-2-(алкил-, аралкил) уксусных или (3- и 4-бензойных) кислот (XV-LIV) доказано данными ИК- и ЯМР Щ-спектров, а состав подтвержден данными элементного анализа. Температуры плавления и данные элементного анализа солей (XV-LIV) приведены в таблице 1. Чистота кальциевых солей (XV-LIV), по данным спектро-
скопии ЯМР 'Н, составляет 99,5±0,4%. Полученным соединениям (ХУ-ЬГУ) приписана (Е)-конфигурация по аналогии с родственными (Е)-азометинами - производными ванилина [6,7], и согласно данным спектроскопии ЯМР 'Н [11]. Соли - про-
изводные природных аминокислот - Ь-а-аланина (УП), Ь-валина (УГГГ), Ь-лейцина (XI), Ь-изолейцина (X), Ь-триптофана (XI), являются хиральными соединениями и не подвергаются рацемизации в процессе их получения [6,7].
Рисунок 1 - Схема синтеза кальциевых солей бензилиденаминокислот
В ИК-спектрах кальциевых солей (Е)-2-(4-метокси- и 3,4-диалкоксибензи-лиденамино)-2-(алкил-, аралкил)уксусных или (3- и 4-бензойных) кислот (ХУ-ЬГУ) наблюдались следующие характеристические полосы поглощения (п, см-1): СН аром. - 3100-3005, 860-640; СН алиф. -2980-2830; ассим. и симм. валентные колебания -С02- - 1610-1580, 1415-1405; С=N
- 1648-1635; С=С аром. - 1605-1590, 15151505; С-0 - 1260-1240, 1175-1160, 10301015; и отсутствовала полоса поглощения С=0 альдегид. - 1700-1680, характерная для исходных бензальдегидов (Г-У).
В ЯМР 1Н-спектрах кальциевых солей (Е)-2-(4-метокси- и 3,4-диалкоксибензи-лиденамино)-2-(алкил-, аралкил)уксусных или (3- и 4-бензойных) кислот (ХУ-ЬГУ) присутствовали следующие сигналы протонов (5, м.д.): сигналы группы (МеО) проявлялась в виде синглета в диапазоне 3,90-3,98 (3Н) (ХХГГГ-ХЬУГ); группы (Et0)
- в спектрах соединений (XXXIX-LIV) сигналы протонов группы EtO проявляются в виде триплета в интервале 0,90-1,35 м.д. (Ме) и квартета при 3,82-4,28 м.д. (СН2). Сигналы ароматических протонов расположены в диапазоне 6,80-7,56 м.д., протоны азометиновой группы (HC=N) проявляются в виде синглета в области 8,10-8,55 м.д., что характерно для азомети-нов, имеющих (Е)-конфигурацию [6].
В ИК- и ЯМР 'Н-спектрах солей (XV-LIV) присутствовали полосы поглощения и сигналы протонов, подтверждающие наличие соответствующих структурных фрагментов аминокислот (VI-XIII) [12,13].
Ряд полученных соединений (XV-LIV) проявил высокую фунгицидную активность по отношению к штаммам грибов Alternnaria alternata, Aspergillus niger, Botritis cinerea, Fusarium oxysporum, Monilia sp., Mucor sp., Penicillum lividum и умеренную активность при c ~ 250 мкг/
мл против штаммов бактерий Escherichia coli B, Pseudomonas aeruginosa PA01, Pseudomonasputida M, Serratia marcescens, Pantoea herbicola EH103, Salmonella typhimurium TA100, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis 494, Sarcina lutea, Mycobacterium smegmatis [10,14,15]. Эти соединения могут представлять интерес в качестве кальцийсодержащих лекарственных средств с фунгицидной и бактерицидной активностью [16-18].
Следует отметить, что большинство
соединений (ХУ-ЬГУ) получены с использованием исходных компонентов природного происхождения - бензальдегидов ванилинового ряда и аминокислот и имеют пространственное и химическое строение, сходное со строением природных и синтетических физиологически активных соединений изохинолинового и индольного ряда. Данные соединения являются потенциальными перспективными объектами для исследования иных видов физиологической активности.
Таблица 1 - Температуры плавления и данные элементного анализа солей (ХУ-ЬГУ)
№ Т пл., °С Найдено, % Формула Вычислено, % М вычислено
C H Ca N C H Ca N
XV >320, разл. 59,81 4,67 10,86 7,22 C18H16CaN2O4 59,33 4,43 11,00 7,69 364,41
XVI >320, разл. 61,45 5,30 9,96 6,84 C,nH,nCaNA 61,21 5,14 10,21 7,14 392,46
XVII 159-160 64,70 6,38 8,62 5,94 C24H28CaN2O4 64,26 6,29 8,93 6,25 448,57
XVIII 154-155 65,82 6,91 8,25 5,47 ед^А 65,52 6,77 8,41 5,88 476,62
XIX 134-135 65,38 6,85 8,19 5,60 C^CaNA 65,52 6,77 8,41 5,88 476,62
XX 235-236 69,93 5,02 6,12 8,67 C36H30CaN4O4 69,43 4,86 6,44 9,00 622,73
XXI 241-242 69,11 4,35 7,89 5,27 C^CaNA 68,84 4,13 8,20 5,73 488,55
XXII >320, разл. 68,98 4,27 8,00 5,62 C28H20CaN2O4 68,84 4,13 8,20 5,73 488,55
XXIII >320, разл. 56,86 5,03 9,07 6,25 ^^A 56,59 4,75 9,44 6,60 424,46
XXIV 164-165 58,67 5,45 8,39 5,87 C22H24CaN2O6 58,39 5,35 8,86 6,19 452,51
XXV 137-138 61,24 6,56 7,35 5,18 C^CaNA 61,40 6,34 7,88 5,51 508,62
XXVI 144-145 62,87 6,34 7,13 4,89 C28H36CaN2O6 62,66 6,76 7,47 5,22 536,67
XXVII 115-116 62,90 6,81 7,23 5,04 C28H36CaN2O6 62,66 6,76 7,47 5,22 536,67
XXVIII 211-212 67,12 5,37 5,31 7,99 C38H34CaN4O6 66,85 5,02 5,87 8,21 682,78
XXIX 217-218 65,95 4,58 6,88 4,76 ^^A 65,68 4,41 7,31 5,11 548,60
XXX 322-323 65,83 4,65 7,04 4,70 C30HMCaNA 65,68 4,41 7,31 5,11 548,60
XXXI 265-266 54,81 5,19 7,90 5,45 C22H24CaN2O8 54,54 4,99 8,27 5,78 484,51
XXXII 174-175 56,74 5,75 7,32 5,18 C24H28CaN2O8 56,24 5,51 7,82 5,47 512,57
XXXIII 208-209 59,57 6,52 6,87 5,03 C28H36CaN2O8 59,14 6,38 7,05 4,93 568,67
XXXIV 123-124 60,56 6,70 6,31 4,28 ед^А 60,38 6,76 6,72 4,69 596,73
XXXV 105-106 60,60 6,93 6,35 4,31 ед^А 60,38 6,76 6,72 4,69 596,73
XXXVI 207-208 64,89 5,32 5,16 7,13 C40^CaN4O8 64,68 5,16 5,40 7,54 742,83
XXXVII 208-209 63,47 4,81 6,20 4,34 C32H28CaN2O8 63,15 4,64 6,58 4,60 608,65
XXXVIII 224-225 63,65 4,63 6,28 4,22 C32H28CaN2O8 63,15 4,64 6,58 4,60 608,65
XXXIX 258-259 56,62 5,63 7,44 5,19 C24H28CaN2O8 56,24 5,51 7,82 5,47 512,57
XL 168-169 58,00 6,09 7,13 4,83 C26H32CaN2O8 57,76 5,97 7,41 5,17 540,62
XLI 184-185 60,71 6,79 6,32 4,24 C30H40CaNA 60,38 6,76 6,72 4,69 596,73
XLII 104-105 61,80 7,33 6,12 4,40 C32H44CaN2O8 61,52 7,10 6,41 4,48 624,78
XLIII 92-93 61,83 7,14 6,25 4,09 C32H44CaN2O8 61,52 7,10 6,41 4,48 624,78
XLIV 174-175 65,78 5,72 4,83 6,99 C42H42Ca^O8 65,44 5,49 5,20 7,27 770,88
XLV 201-202 64,51 5,18 5,94 4,06 ед^А 64,14 5,07 6,29 4,40 636,70
XLVI 235-236 64,38 5,25 6,06 3,97 C34H3?CaN7O8 64,14 5,07 6,29 4,40 636,70
XLVII 242-243 58,03 6,10 7,22 4,84 C26H32CaN2O8 57,76 5,97 7,41 5,17 540,62
XLVIII 111-112 59,45 6,08 6,75 4,71 C28H36CaN2O8 59,14 6,38 7,05 4,93 568,67
XLIX 83-84 61,88 7,29 6,12 4,07 C32H44CaN2O8 61,52 7,10 6,41 4,48 624,78
L 86-87 62,91 7,32 5,76 3,99 C34H48CaN2O8 62,55 7,41 6,14 4,29 652,83
LI 79-80 62,84 7,56 5,93 4,03 C34H48CaN2O8 62,55 7,41 6,14 4,29 652,83
LII 112-113 66,52 5,94 4,76 6,84 C44H46CaN4O8 66,15 5,80 5,02 7,01 798,94
LIII 163-164 65,45 5,74 5,84 3,97 C3ÄCaNA 65,04 5,46 6,03 4,21 664,76
LIV 234-235 65,17 5,31 5,72 4,04 C3ÄCaNA 65,04 5,46 6,03 4,21 664,76
Вестник фармации №3 (61) 2013 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработан новый препаративный метод синтеза кальциевых солей взаимодействием бензальдегидов, аминокислот и гидрида кальция в среде кипящего метанола высокой чистоты с количественным выходом. Синтезированы 39 новых химических соединений и изучены их физико-химические свойства и спектральные характеристики.
Установлено, что синтезированные соединения проявляют ярко выраженную фунгицидную активность и умеренную бактерицидную активность к целому ряду штаммов грибов и бактерий.
SUMMARY
E.A. Dikusar, VI. Potkin, S.G. Stepin CALCIUM SALTS OF (£)-2-(4- METHOXY-AND
3.4-DIALKOXYBENZYLIDENEAMINO)-2-(ALKYL-,ARALKYL) ACETIC OR (3-
AND 4- BENZOIC) ACIDS
A new convenient preparative method for the synthesis of calcium salts (E)-2-(4- me-thoxy-and 3,4-dialkoxybenzylideneamino)-2-(alkyl-,aralkyl) acetic or (3- and 4- benzoic) acids by the interaction of benzaldehyde, anisic aldehyde, veratric aldehyde, 3-me-thoxy-4-ethoxy-, 3,4-diethoxy benzaldehydes with amino acids - glycine, L-a-alanine, L-valine, L-leucine, L-isoleucine, L-tryptophan, 3-amino- and 4-amino benzoic acids and calcium hydride in boiling methanol was developed. The fungicidal and bactericidal activity of the salts synthesized was studied.
Keywords: calcium salts, benzylideneam-inoacids, glycine, L-a-alanine, L-valine, L-leucine, L-isoleucine, L-tryptophan, amino-benzoic acids, benzaldehyde, anisic aldehyde, veratric aldehyde, 3-methoxy-4-ethoxy- and
3.4-diethoxy benzaldehydes, fungicidal and bactericidal activity.
ЛИТЕРАТУРА
1. Машковский, М.Д. Лекарственные средства - 15-е изд. / М.Д. Машковский // М.: ООО Новая волна, 2005. - 1200 с.
2. Степин, С.Г. Перламутр и жемчуг / С.Г. Степин // Біялогія i хімія. - 2013. -№4. - С. 47-53.
3. Nelson, D.L. Lehninger Principles of Biochemistry / D.L. Nelson, M.M. Cox // 5th
Ed. New York: - W.H. Freeman & Co Ltd.,
2009. - 1100 p.
4. Huges, A.B. Amino Acids, Peptides and Proteins in Organic Chemistry. Vol. 1. Origins and Synthesis of Amino Acids / A.B. Huges // Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., KGaA, 2009. - 610 p.
5. Barrett, G.C. Amino Acids and Peptides / G.C. Barrett, D.T.Elmore // Cambridge: Cambridge University Press, 1998. - 480 p.
6. Метиловые эфиры (E, 2S, 3S)-2-арилиденамино-3-метилвалериановых кислот/ Е.А. Дикусар [и др.] // Вестник фармации. - 2012. - № 2. - С. 31-38.
7. Дикусар, Е.А. Синтез хиральных азометинов на основе гидрохлорида метилового эфира L-3-фенилаланина и замещенных бензальдегидов ванилинового ряда / Е.А. Дикусар // ЖОрХ. - 2011. - Т. 47. - Вып. 2. - С. 213-216.
8. Дикусар, Е.А. Водорастворимые соли щелочных металлов (£)-2-{бензо[^] [1,3]диоксол-5-илметилен- или 3-метокси-(4-проп-2-ин-1-илокси)бензилиден]-аминоуксусных и бензойных кислот / Е.А. Дикусар, В.И. Поткин, С.Г. Стёпин // Вестник фармации. - 2013. - № 2 (60). - С. 48-53.
9. Дикусар, Е.А. Водорастворимые литиевые, натриевые и калиевые дисоли (Е)-(3-алкокси-4-гидроксибензилиден)амино-2-уксусных или бензойных кислот / Е.А. Дикусар, В.И. Поткин, С.Г. Стёпин // Вестник фармации. - 2013. - № 2 (60). - С. 6267.
10. Синтез, фунгицидная и антимикробная активность аммониевых солей ж-карборан-С-карбоновых кислот и гетероциклических аминов / Е.А.Дикусар [и др.] // Весщ НАН РБ. Сер. хiм. навук. -
2010. - № 4. - С. 76-78.
11. Дайер, Д.Р. Приложения абсорбционной спектроскопии органических соединений / Д.Р. Дайер // М.: Химия, 1970. - С. 92.
12. Замещенные бензальдегиды ванилинового ряда в органическом синтезе: получение, применение, биологическая активность / Е.А.Дикусар [и др.]. - Минск: Право и экономика, 2011. - 446 с.
13. Дикусар, Е.А. Бензальдегиды ванилинового ряда. Синтез производных, применение и биологическая активность / Е.А. Дикусар, В.И Поткин, Н.Г. Козлов // Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG. - 2012.
- 612 c.
14. Методические рекомендации по
испытанию химических веществ на фунгицидную активность. Под ред. Андреевой Е.И. и Картомышевой В.Г. - Черкассы, 1990. - 96 с.
15. Красильников, А.П. Справочник по антисептике / А.П. Красильников. -Минск: Высшая школа, 1995. - 240 с.
16. Kauffman, C.A. Atlas of Fungal Infection / C.A. Kauffman, G.L. Mandell // 2-th ed. Philadelphia: Springer, 2007. - 364 p.
17. Чуешов, В.И. Промышленная технология лекарств / В.И.Чуешов. - Харьков: Промиздат. - 2002. - 443 с.
18. Фармацевтическая технология / Уч. для студентов высш. учеб. заведений. под
ред. И.И. Краснюка, Г.В. Михайловой. - М.: Медицинская литература, 2006. - 448 с.
Адрес для корреспонденции:
220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Сурганова, 13,
Институт физико-органической химии Национальной академии наук Республики Беларусь, тел +375-17-2841600, моб. +375-29-6228644, е-таіі: dikusar@ifoch.bas-net.by.
Дикусар Е.А.
Поступила 15.05.2013 г.
