CC BY
0DOI 10.24412/cl-37220-2023-1-92-97
ПОЛУЧЕНИЕ НОВЫХ ПРОТИВОГРИБКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ: ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ФАРМАЦЕВТИКЕ
А.А. Мнацаканян1, А.М. Григорян12, А.Р. Микаелян1
НАУА Научный центр агробиотехнологии, 2Российско-Армянский университет, carmenuhi2@gmail.com, anna.grigoryan@rau.am, aramrmik@yahoo.com
АННОТАЦИЯ
Функционально замещенные циклопропан карбоновые кислоты являются перспективными структурными основами для физиологически активных соединений различных классов. Известен ряд соединений с аналогичным строением и фунгицидными свойствами. В частности, Октицил-2-октилциклопропан 1-карбоновая кислота. Известен также ряд соединений с аналогичным строением и фунгицид-ными свойствами, в частности, Октицил-2-октилциклопропан 1 -кар-боновая кислота. Широко используется в медицине, в составе различных противогрибковых препаратов. В связи с этим нами был изучен и разработан новый, технологически доступный метод синтеза, синтетических аналогов Октицила:1-хлор-2-гексилциклопропан-1-кар-боновая кислота и 1 -хлор-2- фенилциклопропан-1-карбоновая кислота. Изучена противогрибковая активность синтезированных соединений на ряд условно-патогенных штаммов.
Ключевые слова: циклопропанкарбоновая кислота, Октицил, фун-гистатные свойства, фунгицидные свойства, стереоселективность.
Введение
Разработка новых эффективных противогрибковых препаратов весьма актуальна в области сельского хозяйства и фармацевтики. Известен ряд соединений этого класса на основе функционально замещенных циклопропанкар-боновых кислот [1]. Эти соединения являются основой ряда высокоэффективных фунгицидов. Широко распространен препарат Октицил-2-октилцикло-пропан-1-карбоновоя кислота [2] (Рис.1). Достаточно эффективно применяется в медицине для лечения дерматофитов, эритразманов и стригущего лишая [3, 2].
Рис.1. Октицил-2-октилциклопропан-1-карбоновоя кислота.
Производственный синтез Октилцила основан на реакции присоединения диазоуксусной кислоты с 1-деценом. С учетом технологических особенностей этого процесса и взрывоопасности нами разработан технологически доступный способ стереоселективного синтеза действующего вещества лекарственной формы октила и его структурных аналогов. Путем реакции присоединения производных трихлоруксусной кислоты с различным олефинами.
Материалы и методы
Обобщенная схема синтеза аналогов Октицила состоит из трех стадий: реакция присоединения, циклизации и омыления.
Реакция присоединения к производным трихлоруксусной кислоты к олефинов (1 - октен, стирол) [4]. По данному методу были получены а,а,у-трихлоркарбоновые кислоты (Рис.2). Реакция протекает примерно 3-4 часа в среде ДМСО при температуре 80°С. Катализатором являются аминные комплексы одновалентной меди, выход составляет около 90%. Нами впервые было показано, что, наряду с аддуктом 1,2-присоединения, образуются также продукт 2,1-присоединения. Отметим, что 2,1-присоединения зафиксировано при нитриле трихлоруксусной кислоты (наиболее реакционно-способный телоген) - соотношение в этом случае около 30/70.
1,2-Adduct
R
+ C13C-R2
Cu(I) Catalyst
2,1-Adduct
R1=a) C6H13, б) C6H5 R2=COOH3 COOC2H5
Рис.2. Общая схема синтеза а, а, у-трихлоркарбоновых кислот.
Второй этап - это реакция циклопропанирования получанних а,а,у-три-хлоркарбоновых кислот путем 1,3-дегалогенирования (Рис.3). Реакция протекает в присутствии пары Zn/Cu в среде 1,4-диоксана. Процесс протекает контролируемо, предотвращается влияние высоких температур и возможных побочных реакций. Циклизация является также стереоселективной. В смеси
стереоизомеров циклических эфиров было определено, что мажорный Е изомер составляет ~75 %.
Ъп1С\х\ 1,4-Оюхапе
80-100 °С
(Е/г = 75/25)
Ш=а) C6Hlз, б) C6H5 R2=COOHз , COOC2H5
Рис.3. Общая схема реакции циклизации.
Третий этап - это реакция омыления. Омыление проводят 15% раствором едкого натра при температуре 40°С, отделяют образовавшийся карбоксильный анион в виде кислоты придобавлением 1 н. соляной кислоты.
Соответствующая кислота была получена в виде кристаллов. Учитывая выход этой стадии (~70 %) и предполагая, что (2)-изомер эфира в условиях омыления мог подвергаться дегидрохлорированию (анти-расположение элиминирующих атомов) и дальнейшему осмолению, мажорному изомеру нами была приписана (Е)-конфигурация [5].
Рис.4. Общая схема реакции омыления.
Контроль за ходом реакций осуществлялись методами ТСХ и ГЖХ хроматографического анализа. ГЖХ реакционной смеси проводились на газовом хроматографе Agilent Technologies GC 7809B, капилярная колонка DB-WAX-30m-320^mx0.25^m, детектор ПИД. Анализы ТСХ были проведены на пластинках Silufol UV-254.
Очистка и разделения реакционной смеси осуществлялась колоночным и препаративным хроматографическим методоми.
Строение синтезированных соединений было доказано методом ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) :H и 13С спектров. Ядерно-магнитный резонансный (ЯМР) анализ проводился на приборе Varían VXR-300 (300 МГц).
Были проведены микробиологические испытания этих соединений для определения фунгицидных свойств (микробиологические испытания прова-дились в Центре Депонирования Микроорганизмов НПЦ «Армбиотехноло-гия»),
Для оценки фунгистатных или фунгицидных свойств этих соединений были взяты шесть различных общепринятых патогенных штаммов. Грибы культивировали в 10мм-овых пробирках на соответствующих средах до спорообразования. После чего готовили водные суспензии с их спорами и равномерно распределяли по чашкам Петри с шестью различными стерильными питательными средами. В приготовленные заранее 10, 1 и 0,1 % спиртовых растворах соединений 1а (1 -хлор-2-гексилциклопропан-1-карбоновая кислота) и 1б (1-хлор-2-фенилциклопропан-1-карбоновая кислота) замачивали стерильную фильтровою бумагу диаметром 2 мм. После испарения спирта бумаги по одной рассыпали в чашках Петри в секторе на одинаковом расстоянии друг от друга и помещали в бокс для культивирования. Начиная со вторых суток, когда в чашке Петри видно распространение колоний условно-патогенных штаммов, в окружающей среде уже наблюдаются непораженные участки, содержащие разное количество соединений 1а и 1б.
Проведенные исследования по определению микробиологической активности показали, что 1 -хлор-2-гексилциклопропан-1-карбоновая кислота проявляет стабильные фунгицидные свойства (Рис. 5). Об этом свидетельствует тот факт, что за 70 дней микробиологического испытания радиусы непораженных участков не уменьшились.
Vcnoet*^ патогемшй uiiauu
Asparptus Hiiragatua Penrilltm chnaogarum Aspef^iui vtmcdcr Цкхмфит botr>«a Pentotium aLranrlognseum Penioflium тейпы
Рис.5. Таблица б Заключение
Разработанный метод синтеза в базовой лаборатории АСХН «Получение и контроль качества сельскохозяйственных пестицидов» является перспективным и доступным для синтеза циклопропансодержащих противогрибковых соединений. Из полученных результатов можно предположить, что, хотя фунгицидные свойства циклопропанкарбоновой кислоты в основном обусловлены присутствующей в соединении карбонильной группой, увеличение углеводородной цепи способствует повышению липофильности молекулы, что способствует легкому включению циклопропан карбоновой кислоты в мембрану грибковой клетки, в результате чего повышается фунгицидная активность соединений.
Синтезированные соединения также перспективны для сельскохозяйственного применения. На данном этапе проходят токсикологические и лабораторные испытания в отношении фитопатогенных грибковых возбудителей.
ЛИТЕРАТУРА
1. CM McCloskey, GH Coleman: Циклопропанкарбоновая кислота В: Органические синтезы. 24, 1944. С. 36, doi: 10.15227 / orgsyn.024.0036; Coll. Т. 3, 1955. С. 221.
2. Машковский М.Д. Лекарстбенные средства. Т. II, ст. 365, М.: «Новая волна», 2000,
3. Jonson E., RichardsonM., WarnockD. Antimicrob. Agents Chemother. Vol. 12, 1993, PP. 300-316.
4. Мнацаканян А.А., Кочарян Д.Р., Торосян Г.Г., Варданян А.С., Микаелян А.Р. Получение замещенных циклопропан карбоновых кислот из галогенорганических кислот // «Вестник НПУА», 2008. Т. 76. СС. 825-830.
5. Карапетян А.А., Тамазян Р.А., Микаелян А.Р., Раганян Н.П. Рентгеноструктурное исследование (Е)-2-фенил-1-хлор-циклопропан-1-карбоновой кислоты-удобного синто-на синтеза трансамина // Журн. структур. химии. 2004. Т. 45. СС. 369-373.
биологической активности соединений 1а и 1б.
OBTAINING NEW ANTIFUNGAL COMPOUNDS: PROSPECTS FOR APPLICATIONS IN AGRICULTURE AND PHARMACEUTICALS
A. Mnatsakanyan1, A. Grigoryan1'2, A. Mikaelyan1
'ANAUAgrobiotechnology Scientific Center, 2Russian-Armenian (Slavonic) University carmenuhi2@gmail.com, anna.grigoryan@rau.am, aramrmik@yahoo. com
ABSTRACT
Functionally substituted cyclopropane carboxylic acids are promising structural bases for physiologically active compounds of various classes. Are a known number of compounds with similar structures and fungicidal properties. Specifically, Octicyl: 2-octyl cyclopropane-1-carboxylic acid. Widely used in medicine, as part of various antifungal drugs. we have studied and developed a new, technologically available method for the synthesis of synthetic analogues of Octicyl. 1-chloro-2-hexylcyclopropane-1-car-boxylic acid and 1-chloro-2-phenylcyclopropane-1-carboxylic acid. The antifungal activity of the synthesized compounds against a number of conditionally pathogenic strains was studied.
Keywords: cyclopropane carboxylic acid, Octicyl, fungistat properties, fungicidal properties, stereoselectivity.
