CC BY
31
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ Том 102 З^О ДИТЕХЩ1Ч ЕСКОГО ИНСТИТУТА и мши С. М. КИРОВА Ш59 г.
КОМПЛЕКШОБРАЗУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ И ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНАЯ АКТИВНОСТЬ АЗОПРОИЗВОДНЫХ П—АМИНОСАЛИЦИЛОВОЙ кислоты
л. П. КУЛ кв. Л. и. АРИСТОН
Ранее нами [1] был получен ряд азопроизводных изомерных амипоса-лициловых кислот. Представляло несомненный интерес выявить зависимость между комплексообразующей способностью этих'соединений и их противотуберкулезной активностью. Реакция комнлексообразоваиия полученных соединений с солями тяжелых металлов изучалась колориметрическим методом на фотоколориметре «ФЭ1\-2». Микробиологические исследования проведены в Томском научно-исследовательском институте вакцин и сывороток Л. А. Егоршиной под руководством члена-корреспондента АМН СССР С. П. Карпова. Исследования проводились методом поверхностной пленки на штамме «Академия».
Комплексообразующая способность веществ, как это следует нз приведенных в таблице данных, в первую очередь зависит от особенноетеп структуры соединений, от характера и взаимного расположения заместителей и от природы металла. Сравнительная скорость реакции комплексообразоваиия азопроизводимых тем выше, чем больше содержится в соединении функциональных групп, принимающих участие в образовании и и утр и к о мл л е к с н ы х солей.
Так, в ряду азопроизводных п-аминосалициловой кислоты с нафталиновым кольцом наиболее реакционноспособным по отношению к меди и железу оказалось соединение № 5, полученное сочетанием с 8-оксихиноли-ном. Близким к нему по активности с этими же металлами является азо-соединение, содержащее остаток бета-нафтола (1, табл. 3). Наоборот, аналогичный ему построению азокраситель с альфа-нафтолом в качестве азо-составляющей (3) несколько уступает в этом отношении как первому, так и второму азосоединению.
Почти с одинаковой скоростью реагируют с солями металлов азокра-сители, у которых вместо гидроксила в пара наложен л и к азогруппе стоит этоксигруппа (4).
Введение электроотрицательных заместителей в молекулу азосостав-лнющей (ортооксихинолин или бета-нафтол) заметно замедляет скорость реакции шмплексообразования (1 и 7; 5 и 6, табл.), хотя и не со всеми металлами.
Противоположное влияние оказывают эти заместители при введении в бензольные кольца азосоставляющих. Так, например, азосоединения (9, 10, 11), имеющие кроме гидроксильной группы нитрогруппу или галоген, реагируют быстрее, чем (8). Незначительное влияние оказывает у фенольных производных п-аминосалициловой кислоты введение акильных радикалов (8 и 14, 15).
Из изученных нами азопроизводных резорцина высокую активность проявил (13), имеющий радикал гексил в бензольном кольце азосостав-ляющей. в то время как азопронзводное без этого радикала (12) реагировало с солями меди и железа намного медленнее, чем все другие испытанные нами фенольные производные;
Заслуживает внимания тот факт, что наиболее реакционнослособны-ми по отношению к никелю оказались те азопроизводные аминосалицило-вых кислот, у которых гидрокс ильная группа стоит в соседнем положении к азогруппе. Эта закономерность наблюдается почти для всех изученных нами соединений, независимо от характера азо-и диазосоставляющей. Согласно данным Маккензи [2], указанное явление объясняется склонностью никеля к образованию внутрикомплексных соединений.
Однако исключением из этого правила является азосоединение с альфа-нафтолом в качестве азосоставляющей (3), которое по скорости комплексообразования с никелем далеко превосходит большинство из изученных нами соединений. Тот факт, что аналогичное ему азопроизвод-ное 11 - дм и н ос ад иди л овой кислоты (4) с этаксигруштой вместо гидрок-сила реагирует с сульфатом никеля гораздо медленнее, указывает па участие в комплексообразовании с этим металлом именно гидроксильиои группы в нафталиновом кольце.
Это обстоятельство подтверждается еще и тем, что с другими металлами (медь, железо) оба соединения реагируют почти с одинаковой скоростью (табл. 3, 3, 4).
Возможно, что здесь сказывается влияние рН среды, создающей наиболее благоприятные условия для гидролиза соли никеля, в результате чего наступает реакция с образованием соединения А^-ОМе,как это установлено было В. И. Кузнецовым [3] при исследовании внутрикомплексных и циклических солей. Этим же, вероятно, объясняется аналогичное поведение в тех же условиях резорцинового производного п-аминосалициловой кислоты (12). Для соответствующего фен од ь н аго производного (8) наблюдается пониженная активность с никелем, так как это азосоединение обладает более сильным кислотным характером по сравнению с указанными выше соединениями. Таким образом, природа металла в образовании внутрикомплексных соединений п-аминосалициловой кислоты играет весьма существенную роль и очень заметно сказывается на скорости реакции комплексообразования. Отмеченное нами выше сходство в поведении азосоединений [3 и 4] с солями железа и меди и резкая разница в поведении тех же соединений с сульфатом никеля указывает на избирательное действие этих металлов по отношению к комплексообразукмцим группам азопроизводного. В образовании комплексных соединений с солями железа и меди преимущественно принимают участие рядом стоящие гидроксил и карбоксильная группа, в то время как с солями никеля главным образом реагируют, надо думать, гидроксильные группы, расположенные в бензольном или нафталиновом кольцах азосоставляющей.
Механизм действия лекарственных веществ, особенно в живом организме, очень сложен, зависит от многих факторов, роль которых еще далеко не изучена. Поэтому едва ли можно с уверенностью сказать, какой из них в этом механизме играет первостепенную роль. Однако при оценке физиологической активности лекарственного препарата его химическая природа, в том числе комплексообразующая способность, несомненно должна быть принята во внимание.
Изученные нами сравнительная комплексообразующая способность •соединений и прочность комплексов дают возможность сделать некоторые .выводы и о зависимости между этими свойствами и антибактериальной .активностью веществ. В подавляющем большинстве случаев антибактериальная активность азопроизводных аминосалициловых кислот в опытах «вне организма» находится в прямой зависимости от скорости комплексообразования и прочности возникающих комплексов, хотя эта зависимость количественно выражена быть не может. В качестве иллюстрации приводим следующие данные о сравнительной комплексообразующен способности и противотуберкулезной активности азопроизводных п-аминосалициловой кислоты с азосоставляюшими: 8-оксихинолин(1), гексил-
резорцин (2), альфа-нафтол (3), альфа-этоксинафтол (4), тимол (5) резорцин (6), представленные в табл. 1.
Таблица 1
п. п. ! Краситель н-ам*носали-; циловой кислоты с азо-! составляющей Связано меди в о/ о Активность разведении
чгрез 60 м I через ; 120 м i через j 180 м
1. -8-оксихинолин 97 98 99 1:200 000
о -гексил-резорцин 66 75 86 1:200 000
о О. -альфа-нафтол 60 78 83 1:200 000
4. -ал ьфа- это к с и нафт о: 1 69 71 73 1:200 000
5. -тимол 40 59 65 1:10 000
6. -резорцин 20 10 65 1:316
Наиболее активным по отношению к туберкулезным бактериям оказалось азопроизводное оксихинолина, а наименее активным - - азопроизводное резорцина, для которых совпадают и соответствующие величины, характеризующие их комплексообразующую способность.
О наличии определенной зависимости между противотуберкулезной активностью и комплексообразующей способностью можно судить и по результатам наших опытов с- хорошо изученными в физиологическом отношении лекарственными препаратами «ПАСК», «Тибон» и др.
Указанная зависимость для этих веществ представлена табл. 2.
Таблица 2
Связано меди в проц i Активность
Соединения ; через через ¡ через в *'азве~
i во м 120 м. ; isa м. ; дении
1. 4-аминосал иди ловая ни сл ота 90 95 98 10- >
о 3-ашшосалициловая кислота 72 77 78 Ю--"3
3. 5 аминоса лици л ова я кис л о т а 76 85 90.5 ю-зч
Л. «Тибой» 97 98 98 0,6 МИЛЛИ
5. Тиосемикарбазон салицилового грамм/мл
альдегида 100 100 100 0,06 мил
л играми/мл
Интересно отметить, что из изомерных аминосалициловых кислот наибольшей комплексообразующей способностью обладает п-аминосали-циловая кислота (1), которая, как известно, далеко превосходит 3 и П-аминосалициловые кислоты (2 и 3) в антибактериальном отношении.
Заслуживает также внимания и то обстоятельство, что по комплексообразующей способности тиосемикарбазон салицилового альдегида (4) стоит на первом месте среди указанных в графике веществ. По данным Доновик [4], это соединение проявляет высокую антибактериальную активность вне организма, но почти не действует в живом организме. Возможно, что такая резкая разница в антибактериальной активности тиосемикарбазона салицилового альдегида в зависимости от условий опыта и объясняется его склонностью к быстрому образованию комплексных соединений с металлами, имеющимися в самом макроорганизме. По нашим данным это соединение обладает наибольшей комплексообразующей способностью по отношению к тяжелым металлам и образует с ними более прочные комплексы, чем «тибон» и «ПАСК», т. е. соединяясь с металлами, в живом организме оно может сразу же терять свою активность. Отмеченная выше разница в противотуберкулезной активности тиосемикарба-зонов наблюдалась и для других веществ многими авторами, которые, однако, не принимали во внимание комплексообразующей способности;
ТйБЛМЦЯ 3
г № % Формуле соедннеш кЦмПЛЕКСООШЗУЮЩЯ« СПОСОБНОСТЬ во _ =* -f* zrz § S £ - cc ПРИМЕЧАНИЕ
Связано МЕТАЛЛА ЧШ'З ЧЙС ОТ HfH ВДМИ, ТЕМП - в% ЙЛЙ !>r оо°с
Си 92 Fe m
i * но. НО,__х ноос < Vw'U "Ъ__<? 85 7i M00G0 в меньшей концсн- ТРЯЦ KS ИСПЫТАН
2 ноос. ^он но. -£ 76 84 87,5 1:40000 -1-200000^ ■
3 НОч У---ч ,, Н00С< -у. 61 75 95 f 200000
4 Н00СН2е-— 67 76 33 j: 200000
5 ко.__ ^_. НООС <~>«-«i _>0ii i <—1 96 i IOQ 61 J'200000
б НО ^^——"'s: H00C -£п>н 5 N '<—Я' | 76 95 40 1-40000
7 но, HOj-ч HOOC<7">N» и -? *•-^ 8г 74 92 63 1:40000 + + •
8 но._ HOOC<ZI>W-N< >ОН 52 93 50 1v40000 По ДАННЫМ Хйрт
9 НО. ,N02 Н00С< >0Н 57 93 50 -
10 НОч МО, Н00С-< >-A/«W <__>Се 58 86 89 1-40000-1-200000^
Й ноч .. „в* Н00С< >-N«K ¿гон 73 93 40 HOOOO-1:200000++
12 НОч НОч НООС< >он 20 ' 68 95,5 f i HC 1 По ЦЙННЫМ 1:316 Хш i
13 НОч НООС-<( Vfj»N< у ОН CsHij 67 94 |t200000
14 НО, • -СНз НООС -«( )»- ,У W он 53 92 30 1* 40000- ЗЙЙК — ОШТ* СТШЕ РОСТА
15 HOw но, | ноос--<---->сн | 54 82 83 1:40000 -i-200000 +"1 Знак++-рост на 2/j поверхности
соединений и свойств образованных ими металлосодержащих комплексов. Говоря о роли реакции комплексообразования в механизме противотуберкулезного действия, мы не ограничиваем эту роль действием веществ только на металлы, находящиеся в самом возбудителе болезни. Нам кажется вполне вероятным, что химическая активность противотуберкулезных средств тесно связана со стимулирующим действием их на защитные силы орг анизма, которое также может быть обусловлено образованием нестойких комплексов с металлами, входящими ¡в состав живых тканей.
Не исключена возможность, что именно этим объясняются интересные .наблюдения Шебанова Ф. В., Сидельниковой Е. Ф., Розиной Р. И. и Скакуна Н. П. [5, 6, 7} по стимулирующему действию «ПАСК» на печень больных туберкулезом.
Результаты проведенных нами колориметрических и микробиологических исследований сведены в табл. 3.
Экспериментальная часть
Для сравнительной оценки скорости комплексообразования азокрасителей с тяжелыми металлами мы пользовались следующей методикой: в четыре колбы вносились по 20 мл 0.001М раствора исследуемого вещества в 0,125% растворе едкого натра, прибавлялся 1 мл 0,01М раствора соли меди (или других солей никеля, железа). Колбы соединялись с обратным холодильником и помещались на кипящую водяную баню. Через 10—-12 минут после установления постоянной температуры реакционной массы, первая колба вынималась из бани, быстро охлаждалась холод-нон водой, содержимое колбы фильтровалось. Фильтрат подкислялся 1 мл 0,5 нормальной серной кислоты. Выпавший осадок азокрасителя отфильтровывался, а оставшийся в растворе металл, не вступивший в реакцию с исследуемым соединением, определялся колориметрическим методом по диметилглиоксиму для никеля и диэтилд-итжжа.рбамату натрия для меди и железа.
По предварительно построенным калибровочным кривым для этих металлов определялся процент содержания связанного азокрасителем металла. Через 60, 120, 180 минут от начала первого анализа проводились диалогичные определения для последующих проб. Данные определений указаны в сводной табл. 3
Выводы
1. Проведены опыты по определению сравнительной комплексообразующей способности азопроизводных аминосалициловой кислоты колориметрическим методом. Найдено, что свойства м ет ал л осоде ржащих комплексных соединений зависят от особенности строения азопроизводных, природы металла и рН среды. Скорость реакции комплексообразования изученных азопроизводных в'первую:очередь зависит от наличия в молекуле активных комплексообразующих групп и их взаимного расположения.
2. Установлено, что между комплексообразующей способностью веществ и их антибактериальной активностью в опытах «вне организма» существует прямая зависимость, которая, однако, не может быть выражена строго количественно. Наиболее активным в антибактериальном отношении из азопроизводных • пара-аминосалициловой кислоты оказалось азопроизводное с ортооксихиполином в качестве азосоставляющей, а наименее активным -— азокраситель, полученный из той же кислоты и резорцина. Комплексообразующая способность этих азосоединеннй была наибольшей для первого и наименьшей для второго.
Найдено, что наибольшая скорость реакции комилексообразоваи и я соответствует и известным активным противотуберкулезным препаратам самой л-аминосалициловой кислоте («ПАСК») и тиосемикарбазону п-аце-таминобензлльдегину («Тибон»).
I. На основании экспериментальных данных по определению коми-лексообразующей способности веществ и прочности образованных им л комплексов высказаны соображения о механизме действия противотуберкулезных препаратов, проявляющих различную антибактериальную активность к живом организме и вне его.
ЛИТЕРАТУРА
1. К у а с- :>, Л. П., А \) и с 1 о в Л. И. Азоироизводные аминоеллациловых кислот и их внутричг'МПлексныс соли. Известия Томского политехнического ин-та, т. статьи оом^пи-гш в этом сборнике
2. К М ! с к е п т. 1 е и др. Химия и химическая технология, 4, 209, (953.
3. Кузнецов В И., ЖОХ. 20. 176, 5950.
4. К Оопо^Нск и др. 3 Вас1 59. 667. 1950
5. Ш е б а и о в Ф В Проблемы туберкулеза. 5. 22, 1950.
6. С я д е л ь н и к о в а Е. Ф. и Ро з ина Р. И. Проблемы туберкулеза, 3, 43, 1952.
7. € к а к у н Н. П., Бюллетень экспериментальной биологии и медицины,
шг тг ъш
аг
ИСПРАВЛЕНИЯ И ОТМЕЧЕННЫЕ
ОПЕЧАТКИ
Стр.* Строка Напечатано Следует читать
7 11 сн. эле к т рон ^акцепторные электронсдонорные
21 11 сн. кислые фенолы кислые литрофенолы, фенолы
22 15 сн. сульфодилизин сульфодимезин
33 22 св. а з оп рои зв о д и мых аз о цро'И з в одн ы х
33 7 сн. акильных алк ильных
37 3 св. л-ацетаминобензальде- п-ацетаминобензальдегида
38 23 гину
сн. сукциноксидизы сукциноксидазы
39 21 св. интенсивные интенсивно
48 16 св. метаборнокислотного мета борнокислого
49 12 сн. аиилинуксуоная анилин-[-уксусная кислота
79 6 сн. хнояновый яновый
93 2 сн. до трех почти до трех часов почти
103 4 сн. с формальдегидом: с ф орм а ль д е г и до м,
101 9 сн. С\гльфат Сульфит
118 11 сн. ПН АН
126 15 сн. 20 — 30 20 — 23
127 1 св. углем угля
127 6 1(5 св. приведенных проведенных
129 сн. п ри т е мп е р ат у р а х при различных температу-
132 рах
12 сн. разделенный раздельный
164 4 9 сн. Л е тучи е г о р ю чи е Летучие на горючую массу
169 СИ. давления и максимум» давления» и максимум
169 10 сн. исходящую нисходящую
ИЗВ. ТЛИ. ТОМ 102.
