CC BY
46
Козьминых В.О., Гончаров В.И., Макаров А.Г.,
Щербаков Ю.В., Свиридов А.П., Зарченко А.В.
СИНТЕЗ ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫХ 1,3,4,6-ТЕТРАКАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ ПРОТИВОМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ
(Обзор. Часть 1)
Бромирование или хлорирование гексан-1,3,4,6-тетраонов и амидов 3,4-дигидрокси-6-оксогек-са-2,4-диеновых кислот приводит с препаративным выходом к образованию мало токсичных и обладающих высокой противомикробной активностью 2,5-дигалоген- и 2,2,5,5-тетрагалогензаме-щенных гексан-1,3,4,6-тетраонов или амидов 5-галоген- и 2,5-дигалоген-3,4,6-триоксогексановых кислот. Обсуждается строение полученных соединений, установленное с помощью методов ИК, УФ, ЯМР 1Н, ЯМР 13С спектроскопии и масс-спектрометрии.
Г алогенирование 1,3-дикарбонильных соединений (ДКС) приводит к 2-галоген-про-изводным, проявляющим, в отличие от многих исходных ДКС, выраженное противо-микробное действие [1]. 2-Галоген-ДКС используются в синтезе антимикробных препаратов, например теброфена [1, 2]. Функцио-нализация ДКС введением как атомов галогена в ^-положение, так и карбоксильной группы приводит к биологически активным 3-галогензамещенным ацилпировиноград-ным кислотам, у которых известны эфиры, амиды и 2-иминопроизводные (I) [3, 4] (схема 1). Соединения I по сравнению с неактивными или малоактивными аналогами (II) без галогена в дикарбонильном звене обладают значительным бактериостатическим эффектом [3-5] и практически не токсичны [4].
Бис-ДКС, имеющие в своем составе два сближенных в-дикарбонильных звена, -
1,3,4,6-тетракарбонильные соединения (1,6-диоксо-3,4-диенолы) (III, IV) - успешно используются в органическом синтезе [6-9], но, как правило, не обладают существенным противомикробным действием [6, 7]. По аналогии с производными ацилпировиноград-ных кислот можно было предполагать, что модификация структуры 1,3,4,6-тетраоксосо-единений введением атомов галогена в ди-карбонильные фрагменты их молекул приведет к появлению заметного бактериоста-тического эффекта. Кроме краткой заметки, опубликованной в начале прошлого века, о синтезе 2,5-дибром- и 2,2,5,5-тетрабромпро-изводных 1,6-диарилгексан- 1,3,4,6-тетраонов
[10] и наших предварительных сообщений [11, 12], литературные данные о действии галогенов на 1,3,4,6-тетракарбонильные соединения и о биологической активности продуктов галогенирования отсутствуют.
При действии брома или хлора на 1,6-ди-замещенные гексан-1,3,4,6-тетраоны (Ша-л: таутомерные формы ШЛ, ШБ и ШС) нами получены 1,6-дизамещенные 2,5-дибромгек-сан-1,3,4,6-тетраоны (Vа,б) и 2,2,5,5-тетрага-логенгексан-1,3,4,6-тетраоны (VIа-р) (схема 1). Соединения Vа,б существуют в твердом состоянии в 3,4-диоксоформе (VЛ), а в растворах - в 3,4-диенольной форме (УБ) или смеси таутомеров VA и VB. В результате броми-рования амидов 6-арил-3,4-дигидрокси-6-ок-согекса-2,4-диеновых кислот (^а-д) с препаративным выходом выделены как монобром-замещенные соединения - эфиры 2-амино-карбонил-6-арил-5-бром-3,4-дигидрокси-6-оксогекса-2,4-диеновых кислот ^Па-в), так и дибромпроизводные - амиды 6-арил-2,5-дибром-3,4,6-триоксогексановых кислот ^Ша-г).
Исходные тетракетоны Ша-л получены конденсацией Клайзена метилкетонов с ди-этилоксалатом в присутствии метилата или этилата натрия [7, 8], а соединения ^а-д - реакцией Кневенагеля 5-арилфуран-2,3-дионов (IX) с этилцианацетатом или малонодинитри-лом [9] (схема 1). Характеристики соединений V-VIII представлены в табл. 1 и экспериментальной химической части, их строение под-твержено спектральными данными и сравнением с исходными субстратами III и IV.
Я
0 Y - ЫЫа1 0 Y
II I
0
0
ОС2Ы5
0
- С2Ы50Ы
0 0
CЫ30Na (С2Ы50№) 0
III А
0 Ы^0 III В
Я
III а-л
2 ВГ2 4 Ыа12
- 2 ЫВг - 4 ЫЫа1
0 0 0 у а1 Ы
Я'г^гА
1 Вг Ыа1 00
Ыа1
Я
Ыа1
V а,б
V А
Ы
VI а-р
Вг 0 0
Таблица 1. Физико-химические характеристики 2(5)-галогенпроизводных 1,3,4,6-тетракарбонильных соединений (Уа,б), (VIа-р), (УПа-в) и (УШа-г)
Соеди- нение Выход, % T. пл., °C Бpyттo-фopмyлa (мoлекyляpнaя мacca)
Va 36 155-156 C14H20Br204 (412,11)
V6 43 191-192 (124-125 [10])* C18H12Br2°4 (452,09)
Via 94 126-127 C14H18CLA (392,10)
VI6 51 206-207 (196-197 [10])* C18H10Br404 (609,89)
VIb 88 174-175 C18H10CLA (432,08)
VIr 57 198-199 C20H14CLA (460,13)
V^ 32 181-182 (180-181 [10])* C22H18Br404 (665,99)
Vie 85 186-187 C22H18CI404 (488,19)
Vta 44 156-157 C24H22CI404 (516,24)
VI3 59 142-143 C20H14CI406 (492,13)
Vfe 72 213-214 C20H14CLA (492,13)
VIk 38 192-193 C18H8Br604 (767,68)
VLn 46 2 9 7 91 C18H8Br4Cl204 (678,77)
VIm 58 170-171 C18H8C1604 (500,97)
VIh 39 196-197 C18H8Br4F204 (645,87)
VIo 53 168-169 4 04 C8, 86 H (4 8( C1
VIn 88 187-188 C26H14Br404 (710,00)
VIp 85 210-211 C26H14C1404 (532,20)
Vila 53 240-241 (pam) C15H14BrNO6 (384,18)
VII6 43 224-225 (pam) C15H13Br2NO6 (463,07)
VIIb 40 230-231 (pam) C15H13BrClNO6 (418,62)
Villa 62 151-152 (pam) C15H13Br2NO6 (463,07)
VIII6 73 191-192 (pam) C13H8Br2N2O4 (416,02)
VIIIb 63 153-154 (pam) C16H15Br2NO6 (477,10)
Vlllr 67 164-165 (pam) C15H12Br2ClNO6 (497,52)
* Литературные данные
В ИК спектрах кристаллов галогентет-ракетонов У1а-р имеются две интенсивные полосы 1676-1710 см-1 и 1715-1760 см-1, соответствующие валентным колебаниям карбонильных групп а- и Р-диоксофрагментов. В спектрах соединений Уа,б отмечена только одна широкая полоса колебаний карбонильных групп 1686 см-1 и 1698 см-1 (кетон-ная форма УА). Введение атомов галогена в положения С2 и С5 молекулы 1,3,4,6-тетраке-тонов приводит к значительному увеличению частоты валентных колебаний карбонильных групп в среднем на 110-130 см-1 по сравнению с исходными субстратами III. В спектрах последних (в твердом состоянии присутствует диенольная форма 111В) имеется широкая интенсивная полоса около 1550-1610 см-1 [6, 7], соответствующая колебаниям групп С1(6)=0 и =С3(4)-ОН в составе двух шестичленных ОН-хелатных колец с внутримолекулярной водородной связью (ВВС) ОН ••• 0=С. Батохромный сдвиг полос карбонильных групп галогенкетонов У и VI по сравнению с тетракетонами III обусловлен как отсутствием енольных форм у соединений У (в твердой фазе) и VI, так и электроноакцепторным влиянием галогена.
В ИК-спектрах бромпроизводных эфиров УПа-в присутствуют полосы валентных колебаний амидной группы КН 3362-3373 см-1, а также карбонильных групп сложного эфира 1692-1703 см-1, амида 1662-1680 см-1 и ОН-хелатных колец с ВВС ОН ••• 0=С1(6) 15521610 см-1. Низкая частота колебаний сложноэфирного карбонила и группы С6=О, вовлеченных в ВВС, свидетельствует об отсутствии в структуре полученных веществ не-енолизованной триоксоформы эфира (X), моно-енолов (XI), (XII), а также геометрических изомеров, например (2£,47)-(ХШ) (схема 2). В ИК-спектрах соединений УШа-г отмечается присутствие полос 3210-3385 см-1, 1640-1695 см-1 и 1704-1715 см-1 (у соединений УШа,в,г), соответствующих колебаниям амидной группы КН и несопряженных карбонильных групп. Отсутствие характер-
ной для ОЫ-хелатов широкой полосы от 1550 до 1610 см-1 позволяет исключить альтернативную (4£)-енольную структуру (XIV) (схема 2).
В УФ-спектрах тетрагалогенкетонов VI прописаны полосы поглощения X 206-224
г тах
нм (1§е 4,16-4,38) и Хтах 248-267 нм (^е 3,864,22). Гипсохромный сдвиг длинноволнового максимума в среднем на 90-120 нм у этих
соединений по сравнению с исходными тет-ракетонами III, у которых в форме ШВ имеется сопряженная система из двух ОН-хелат-ных колец, подтверждает отсутствие сопряжения в тетракарбонильной структуре У!
В спектре ЯМР 1Н бромкетона Уа, снятом в ДМСО^6, имеется единственный син-глет восемнадцати протонов двух трет-бу-тильных групп 5 СН3 1,51 м.д. Отсутствие
XIV
Ш2 ОС2Н5 XV
н
XVI XVII
Схема 2. Альтернативные структуры бромзамещенных оксоэфиров (амидов)
сигналов метановых протонов свидетельствует об енолизации в-дикарбонильных звеньев и появлении в растворе соединения Уа таутомерной формы УВ. Однако минорный сигнал двух метиновых протонов 5 С2Н и 5 С5Н 7,00 м.д. присутствует в спектре ЯМР 'Н бромкетона Уб (ДМСО^6), его интегральная интенсивность соответствует 23% формы УА.
Спектры ЯМР 'Н соединений У1а-р и У11а-в мало информативны, так как не содержат маркерных сигналов метиновых протонов, но имеют только сигналы протонов бензольных колец, заместителей И (у тетрагало-генпроизводных У1), И’, сложноэфирной и амидной групп (у бромпроизводных эфиров У11). По этой причине (отсутствие сигнала
группы СН) у соединений У11 можно исключить вероятные таутомеры Х-ХТТ и кольчатую форму 3-оксофурана (ХУ) (схема 2).
Сигнал метинового протона в спектрах ЯМР 'Н амидов УТТТа-г (ДМСО^6) 5 С5Н 6,436,85 м.д. немного смещен в более сильное поле по сравнению с таковым исходных соединений ТУа-д (5 С5Н 6,80-6,90 м.д. [9]), что объясняется электроноакцепторным влиянием атома брома. Спектры соединений УТТТ хорошо согласуются с их строением, и спектральные данные позволяют отвергнуть альтернативные структуры ХТУ, (ХУТ) и (ХУТТ), не содержащие маркерного протона группы СН (схема 2).
Полученные соединения У-УТТТ обладают выраженной бактериостатической актив-
Перечень заместителей к схемам и таблицам
И = А1к, Аг; И’ = Н, Ме, Вг, С1; Х = ОН, ОА1к, КНА1к-цикло, КНАг, КННй; У = О, КА1к, КА1к-цикло, КАг, N№1, К-КНАг; Ъ = СООБ1, СК; На1 = Вг, С1
Соединение R На1 ъ
Ша, Va (СНз)зС - - -
ТТТб, Vб СбН5 - - -
VIa (СНз)зС С1 - -
УТб СбН5 Вг - -
УТв СбН5 С1 - -
ТТТв*, VIг 4-СН3С6Н4 С1 - -
ТТТг*, VIд 2,4-(СНз)2СбНз Вг - -
УТе 2,4-(СНз)2СбНз С1 - -
ТТТд*, VIж 2,4,6-(СНз)зСбН2 С1 - -
ТТТе*, VIз з-СНзОС6Н4 С1 - -
ТТТж*, VIи 4-СНзОС6Н4 С1 - -
ТТТз*, VIк 4-ВгС6Н4 Вг - -
ТТТи*, VIл 4-С1С6Н4 Вг - -
УТм 4-С1С6Н4 С1 - -
ТТТк*, VIн 4-БС6Н4 Вг - -
УТо 4-БС6Н4 С1 - -
ТТТл*, VIп а-СюН7 (а-нaфтил) Вг - -
VI? а-СюН7 (а-нaфтил) С1 - -
IVa, VПa*, VШa - - н СООС2Н5
ТУб, VШб - - н сы
IVв, VШв - - СНз СООС2Н5
ТУг, VПб* - - Вг СООС2Н5
ТУд, VПв* - - С1 СООС2Н5
УТТТг - - С1 СООС2Н5
* Соединения Ша-л имеют один заместитель R, а соединения VПа-в - один заместитель R’
ностью и являются мало токсичными или практически нетоксичными веществами.
Экспериментальная химическая часть
ИК-спектры впервые полученных тетра-кетонов Шд, 111е и галогенкарбонильных соединений V-VIII записаны на спектрометрах UR-20 и Specord M-80 в пасте кристаллов с вазелиновым маслом. УФ спектры соединений V^-р сняты на спектрофотометре Specord UV-Vis в этаноле при концентрации растворов 10-4 моль/дм3. Спектры ЯМР 'Ы соединений 111д, 111е, V-VIII получены на приборах РЯ-2310 (60 МГц), Bruker АС-300 (300 МГц) и Bruker DRX-500 (500 МГц) в flMCO-d6, flMCO-d6 + CCl4 (1:3) и CDCl3, внутренний стандарт - ГМДС или ТМС. Спектр ЯМР 13C хлоркетона VIв снят на приборе Bruker HX-90 (90 МГц) в CDCl3. Масс-спектры соединений Шд, Ше, Vfe и V^ записаны на спектрометре Finnigan MAT INC0S-50 в режиме прямого ввода (электронный удар). Протекание реакций контролировали, а индивидуальность соединений V-VIII подтверждали методом ТСХ на пластинках Silufol UV-254® в системе бензол - диэтило-вый эфир - ацетон (10:9:1), хроматограммы проявляли парами йода. Исходные субстраты - соединения Ша-л и ГУа-д - получали по описанным ранее методам [7-9]. Физико-химические характеристики полученных га-логенпроизводных V-VIII представлены в табл. 1, а характеристики неизвестных ранее
1,3,4,6-тетракетонов Шд,е и спектральные данные некоторых соединений V-VIII приведены ниже. Данные элементного анализа продуктов V-VIII соответствуют вычисленным значениям.
(22,42)-1,6-Бис-(2,4,6-триметилфенил)-
3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дион (Шд). Получен по общему методу, описанному в работах [7, 8]. Выход 64%. Т. пл. 245-246° С (из диоксана). ИК-спектр, vmax, см-1: 1597-1608 (С0ОНхелат, форма IIIB), 1545. Спектр ЯМР 'Ы (ДМС O-d6), 5, м.д.: 2,12 (с, 12Ы, 2C2H3, 2C6H3, формы IIIB, IIIC), 2,33 (с, 6H, 2C4'H3, формы
ІІІВ, ІІІС), 3,42 (два д, 2Н, СН2, 1 18,4 Гц, форма ІІІС, 86%), 5,75 (с, 1Н, С4Н, форма ІІІС), 6,50 (с, 2Н, С2Н, С5Н, форма ІІІВ, 14%), 6,88, 6,95 (два с, 4Н, 2С3Н, 2С5Н в 2С6Н2, формы ІІІВ, ІІІС), 8,26 (с, 1Н, С2ОН, форма ІІІС). Спектр ЯМР 1Н (ДМСО^6 + СС14, 1:3), 5, м.д.:
2.15 (с, 12Н, 2С2Н3, 2С6Н3, формы1 ІІІВ, ІІІС), 2,30 (с, 6Н, 2С4Н3, формы ІІІВ, ІІІС), 3,37 (два д, 2Н, СН2, 1 16,9 Гц, форма ІІІС, 27%), 5,59 (с, 1Н, С4Н, форма ІІІС), 6,48 (с, 2Н, С2Н, С5Н, форма ІІІВ, 73%), 6,78, 6,89 (два с, 4Н, 2С3Н, 2С5Н в 2С6Н2, формы ІІІВ, ІІІС), 7,57 (с, 1Н, С2ОН, форма ІІІС). Спектр ЯМР 1Н (СБС13), 5, м.д.: 2,19 (с, 12Н, 2С2Н3, 2С6Н3), 2,35 (с, 6Н, 2С4Н3), 6,55 (с, 2Н, С2Н, С5Н, форма ІІІВ, 100%), 6,92, 7,04 (два с, 4Н, 2С3Н, 2С5Н в 2С6Н2). Масс-спектр, ш/і (Іотн,%), приведены пикис Іотн > 2%: 378 (2) [МІ+,232 (3), 231 (20) [М - 2,4°6-(СН3)3С6Н2СО]+, 190 (13), 189 (100) [1/2 М]+ или [2,4,6-(СН3)3С6Н2СОСН2СО]+, 160 (2), 147 (18) [2,4,6-(СН3)3С6Н2С=О]+, 146 (7), 145 (5), 144 (5), 128 (5), 121 (20), 119 (6), 117 (5), 115 (6), 105 (5), 103 (3), 91 (6), 79 (5), 77 (4), 69 (20) [О=С=СН-С=О]+. Найдено, %: С 76,38; Н 7,12. С24Н2604. Вычислено, %: С 76,17; Н 6,92.
(22,42)-3,4-Дигидрокси-1,6-бис-(3-меток-сифенил)-2,4-гексадиен-1,6-дион (ІІІе). Получен по общему методу, описанному в работах [7, 8]. Выход 57%. Т. пл. 152-153° С (из хлороформа). ИК-спектр, vmax, см-1: 1565-1590 (С0ОИхелат, форма ІІІВ). Спектр ЯМР !Н (ДМСО^6), 5, м.д.: 3,66 (два д, 2Н, СН2, 1 16,5 Гц, форма ІІІС, 78%), 3,79 (с, 6Н, 2СН3О, форма ІІІС), 3,85 (с, 6Н, 2СН3О, формы ІІІВ и ІІІА), 4,65 (с, 4Н, С2Н2, С5Н2, форма ІІІА, 2%), 6,33 (с, 1Н, С4Н, форма ІІІС), 7,10 (с, 2Н, С2Н, С5Н, форма ІІІВ, 20%), 7,12-7,90 (м, 8Н, 2С6Н4, формы ІІІА, ІІІВ и ІІІС). Спектр ЯМР 1Н (ДМ СО-d6 + СС14, 1:3), 5, м.д.: 3,59 (два д, 2Н, СН2, 1 18,5 Гц, форма ІІІС, 30%), 3,80 (с, 6Н, 2СН3О, форма ІІІС), 3,90 (с, 6Н, 2СН3О, формы ІІІВ и ІІІА), 4,54 (с, 4Н, С2Н2, С5Н2, 3форма ІІІА, 3%),
6.16 (с, 1Н, С4Н, форма ІІІС:), 7,10 (с, 2Н, С2Н, С5Н, форма ІІІВ, 67%), 7,05-7,68 (м, 8 Н, 2С6Н4, формы ІІІА, ІІІВ и ІІІС). Масс-спектр, ш/і (1отн,%), приведены пики с 1отн > 2%: 354 (3)
[M]+, 336 (2) [M - H20]+, 326 (2) [M - C0]+, 298 (2) [M - 2 C0]+, 271 (2), 220 (3), 219 (32) [M - 3-CH30C6H4C0]+, 179 (3), 178 (25), 177 (100) [1/2 M]+ или [3-CH30C6H4C0CH2C0]+, 150 (16) [3-CH30C6H4C0CH3]+, 135 (13) [3-CH30C6H4C=0]+, 109 (19), 94 (4), 92 (5), 78 (3), 77 (9), 69 (32) [0=C=CH-C=0]+. Найдено, %: С 67,88; H 4,94. С20Н1806. Вычислено, %: С 67,79; Н 5,12.
1,6-Дизамещенные 2,5-дибромгексан-
1.3.4.6-тетраоны (Уа,б) и 2,2,5,5-тетрагалоген-гексан-1,3,4,6-тетраоны (У1а-р). Метод А (получение бромпроизводных Vа,б и VIб,д,к,л, н,п). К смеси 5 ммоль соответствующих
1.3.4.6-тетракетонов Ша,б,г,з-л и 1 г карбоната натрия в 30-50 мл хлороформа добавляют при перемешивании 1,60 г (10 ммоль) брома (для получения дибромкетонов V) или 3,20 г (20 ммоль) брома (для получения тет-рабромкетонов VI). Перемешивают 4-5 часов при комнатной температуре, осадок отфильтровывают и кристаллизуют из хлороформа или этанола. Метод Б (получение хлорпроизводных VIа,в,г,е-и,м,о,р). Через раствор 5 ммоль соответствующих 1,3,4,6-тетракетонов Ша-ж,и-л в 30-50 мл уксусной кислоты или 50-80 мл тетрахлорметана при комнатной температуре медленно пропускают при перемешивании в течение 0,5-1 часа газообразный хлор. Осадок отфильтровывают и кристаллизуют из хлороформа, уксусной кислоты или этанола.
2.5-Дибром-1,6-дифенилгексан-1,3,4,6-тетраон (Уб). Выход 0,97 г (43%). Т. пл. 191192° С (лит.: 124-125 [10]) (из хлороформа). ИК-спектр, vmax, см-1: 1698 (С=0, форма VA). Спектр ЯМplaXH (ДМСО-d^, 5, м.д.: 7,00 (с, 2H, C2H, C5H, форма VA, 23%), 7,34-8,30 (м, 10H, 2C6H5, форма VA и форма VB, 77%). Найдено, %: С 47,53; Н 2,51; Br 35,18. С18Н12Бг204. Вычислено, %: С 47,82; Н 2,68; Br 35,35.
1.6-Дифенил-2,2,5,5-тетрахлоргексан-
1.3.4.6-тетраон (VIb). Выход 0,97 г (88%). Т. пл. 174-175° С (из хлороформа). ИК-спектр, v , см-1: 1708, 1748 (С=0). УФ спектр, X
max max
(lge), нм: 211 (4,24), 253 (4,09). Спектр ЯМР 'H
(ДMCO-d6), 5, м.д.: 7,з5-7,96 (м, 10Н, 2С6Н5). Спектр ЯМР 1зС (СБС1з), 5С, м.д.: 8з,7 (С2(5)), 129,з (С2'(6,) в 2С6Н5), 1з0,2 (С2з'(5,) в 2С6Н5), 1з1,4 (С4' в 2С6Н5), 1з4,6 (С1, в 2С6Н5), 177,2 (Сз(4)), 184,9 (С1(6)). Масс-спектр, ш/г (1отн,%), приведены пики с 1отн > 5%: 191 (6), 189147), 187 (7з) [1/2 М]+ или°Т[С6Н5СОС(С12)]+, 182 (14), 180 (42) [С6Н5СОС(С1)С=О]+, 105 (100) [С6Н5С=О]+, 10з (15) [О=С=С(С1)-С=О]+, 77 (85) [С6Н5]+. Найдено, %: С 49,88; Н 2,14; С1 зз,10. С18Н10С14О4. Вычислено, %: С 50,04; Н 2,33; С1 з2^,82>.
2,2,5,5-Тетрахлор-1,6-бис-(4-хлорфенил)-гексан-1,3,4,6-тетраон (У1м). Выход 1,45 г (58%). Т. пл. 170-171° С (из хлороформа). ИК-спектр, vmax, см-1: 1698, 1727 (С=О). Спектр ЯМР 1Н (С1)С1з), 5, м.д.: 7,52-7,90 (м, 8Н, 2С6Н4). Масс-спектр, ш/г (I,%), приведены пики с 1отн > 2%: 227 (2), 225 (22), 22з (67), 221 (68) [1/2 М]+ или [4-С1С6Н4СОС(С12)]+, 218 (4), 216 (24), 214 (з7) [4-С1С6^4СОС(С1)С=О]+, 141 (зз), 1з9 (100) [4-С1С6Н4С=О]+, 11з (25), 111 (76) [4-С1С6Н4]+. Найдено, %: С 42,86; Н 1,8з; С1 42,19. С18Н8С16О4. Вычислено, %: С 4з,15; Н 1,61; С1 42,46.
Этиловые эфиры (22,4Е)-2-аминокарбо-нил-6-арил-5-бром-3,4-дигидрокси-6-оксогек-са-2,4-диеновых кислот (УНа-в) и амиды 6-арил-2,5-дибром-3,4,6-триоксогексановых кислот (У111а-г).
К раствору 3 ммоль соответствующих (42)-амидов 6-арил-3,4-дигидрокси-6-оксо-гекса-2,4-диеновых кислот (ТУа-д) в 40-60 мл хлороформа или 30-50 мл уксусной кислоты добавляют при перемешивании раствор 0,48 г (3 ммоль) брома (для получения монобром-эфиров УТТа-в) или 0,96 г (6 ммоль) брома (для получения дибромамидов УТТТа-г) в 10-15 мл хлороформа и кипятят 10-30 минут. Осадок отфильтровывают и кристаллизуют из этила-цетата, этанола или изопропанола.
Этиловый эфир (22,4Е)-2-аминокарбо-нил-5-бром-3,4-дигидрокси-6-оксо-6-фенил-гекса-2,4-диеновой кислоты (У11а). Выход 0,61 г (53%). Т. пл. 241-242° С (разл.) (из эти-лацетата). ИК-спектр, vmax, см-1: зз62 (СОКН2), 170з (СООС2Н5), 1667 (С(ЖН;), 1597 - 1610 (СО0я_Ь Спектр ЯМР 1Н (ДMCO-d6), 5,
м.д.: 1,20 (т, 3H, COOCH2CH3), 4,16 (кв, 2H, COOCH.CH.). 7,48-7,93 (м, 5H, C6H5), 8,81, 10,11 (два с, 2H, NH2). Найдено, %: С! 47,10; Н 3,44; Вг 20,63; N 3,79. C15H14BrNO6. Вычислено, %: С 46,89; Н 3,67; Вг 20,80; N 3,65.
Амид 2,5-дибром-6-фенил-2-циано-3,4,6-триоксогексановой кислоты (VIII6). Выход 0,91 г (73%). Т. пл. 191-192° С (разл.) (из изопропанола). ИК-спектр, vmax, см-1: 3210 (CONH2), 2200 (CN), 1695 (СО^ШО (CONH2). Спектр ЯМР 'H (flMCO-d6), 5, м.д.: 6,43 (с, 1H, C5H), 7,47-8,20 (м, 5H, C6H5), 10,26 (с, 2H, NH2). Найдено, %: С 37,29; Н 2,18; Вг 38,26; N 6,84. С^Н^г^^. Вычислено, %: С 37,53; Н 1,94; Вг 38,41; N 6,73.
Экспериментальная биологическая часть
Изучена противомикробная и противогрибковая активность, а также определена острая токсичность синтезированных соединений V-VIII.
Скрининг противомикробной активности исследуемых соединений проводили по отношению к эталонным штаммам кишечной палочки Escherichia coli ATCC 25922 и золотистого стафилококка Staphylococcus aureus ATCC 6538-P. Наиболее активные соединения испытывали дополнительно на эталонных штаммах эпидермального стафилококка Staphylococcus epidermidis ATCC 14990, спорообразующих культур сенной палочки Bacillus subtilis ATCC 6633 и Bacillus cereus ATCC 8035, синегнойной палочки Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, а также грибков Candida albicans ATCC 885-653. Бактериостатическое (и анти-микотическое) действие определяли стандартным методом двукратных серийных разведений в мясопептонном бульоне при бактериальной нагрузке от 250 тысяч до 5 млн микробных единиц в 1 мл раствора [13]. За действующую дозу принимали минимальную подавляющую концентрацию (МПК) соединений - максимальное разведение, приводящее к полному подавлению развития бактериальных и грибковых тест-культур [14]. Бактериостатический и антимикотический
эффект галогенпроизводных У-УТТТ сравнивали с действием современных антибактериальных препаратов группы 4-оксохинолин-3-карбоновой кислоты - оксолиниевой и на-лидиксовой кислот [14 - 16], а также цефепи-ма [17], диоксидина [18] и флуконазола [19] (табл. 2, 3). Проводили сопоставление действия исследуемых веществ со структурными аналогами - тетракетонами ТТТ [6, 7] и соединениями (ТУ) [9] (табл. 2). Испытания на дополнительных штаммах микроорганизмов осуществляли для наиболее активных соеди-
Таблица 2. Результаты скрининга бактериостатической активности 2(5)-галогенпроизводных 1,3,4,6-тетракарбонильных соединений (V) - (VIII)
Соединение, структурный аналог, препарат Минимальная подавляющая концентрация МПК, мкг/мл
Escherichia coli Staphylococcus aureus
Va 62,5 62,5
V6 2,0 0,5
Via 500 125
VI6 1,0 0,5
Vb 15,6 7,8
УІг 500 250
Vta 1,0 0,25
УІе 125 125
Vta 3,9 1,0
Vis 125 31,3
УІи 31,3 31,3
VIR 0,5 0,125
VLn 2,0 0,125
УІм 7,8 3,9
УІн 3,9 1,0
УІо 250 31,3
УІп 0,25 0,125
Ір V 125 125
VHa 15,6 2,0
УПб 7,8 1,0
VПв 1,0 0,125
Vma 3,9 1,0
VШб 3,9 2,0
VШв 2,0 2,0
VШг 3,9 3,9
ІІІб [6] не активно 125
ІІІв [6] не активно не активно
rVa [9] 500 500
ІУд [9] 125 125
Оксолиниевая кислота [15, 16] 6 - ,5 0, 12,5 - > 256
Налидиксовая кислота [15, 16] 8 - ,5 0, 12,5 - > 256
Цефепим [17] 0,015 - 2,0 0,125 - 16
Диоксидин [18] 3,9 - 62,5 62,5 - 1000
нений УТ-УТТТ (табл. 3), сравнивая их эффект с действием цефепима, диоксидина и флуко-назола.
Острую токсичность (ЛД50) определяли при внутрибрюшинном введении соединений в виде взвеси в 2% крахмальной слизи беспородным белым лабораторным мышам массой 14-22 г [20]. Класс токсичности выбирали в соответствии с современными рекомендациями [21].
Установлено, что все синтезированные 2(5)-галогенпроизводные тетракарбониль-ных соединений У-УТТТ обладают значительной противомикробной активностью (табл. 2, 3). Наиболее выраженное бактериостати-ческое и антимикотическое действие обнаружено у 1,6-бис-(4-бромфенил)-2,2,5,5-тетраб-ромгексан-1,3,4,6-тетраона (УТк), 1,6-бис-(а-нафтил)-2,2,5,5-тетрабромгексан-1,3,4,6-тет-раона (УТп) и этилового эфира (22,4£)-2-ами-нокарбонил-5-бром-3,4-дигидрокси-6-оксо-6-(4-хлорфенил)гекса-2,4-диеновой кислоты (УТТв), которые в низких концентрациях (МПК до 0,125 мкг/мл) подавляют развитие всех семи эталонных штаммов микроорга-
низмов. По величине бактериостатического эффекта в отношении скрининговых штаммов кишечной палочки Escherichia coli и золотистого стафилококка Staphylococcus aureus соединения V-VIII более активны, чем нит-рофурал, и практически не уступают по действию оксолиниевой и налидиксовой кислотам, а также цефепиму и диоксидину или эффективнее этих препаратов, особенно это заметно на фоне неактивных или слабоактивных структурных аналогов 111б,в и ГУа,д (табл. 2).
При выявлении зависимости изменения бактериостатического действия от строения галогенпроизводных 1,3,4,6-тетракарбо-нильных соединений нами установлены следующие закономерности. Изученные в-бромзамещенные тетракетоны VIб,д,к,л,н,п оказались заметно активнее соответствующих хлорпроизводных VIа,в,г,е-и,м,о,р на скрининговых штаммах кишечной палочки и золотистого стафилококка. Присутствие атомов брома, хлора или фтора в napa-положении бензольных колец бромкетонов VIк,л,н значительно усиливает противомик-
Таблица 3. Бактериостатическое и антимикотическое действие наиболее активных 2(5)-галогенпроизводных 1,3,4,6-тетракарбонильных соединений (VI) - (VIII)
Соединение, препарат Минимальная подавляющая концентрация МПК, мкг/мл
S. epidermidis B. subtilis B. cereus P. aeruginosa C. albicans
VI6 3,9 3,9 15,6 62,5 31,3
VIb 7,8 31,3 15,6 500 7,8
Vfo 0,5 0,25 0,5 250 1,0
VIk 0,5 0,25 0,25 125 1,0
Vb 3,9 0,25 3,9 125 15,6
VIm 2,0 31,3 3,9 500 3,9
VIн 2,0 1,0 3,9 250 1,0
VIn 0,5 0,125 0,25 31,3 0,25
VПа 3,9 31,3 15,6 500 > 1000
VIIb 0,125 0,5 7,8 125 0,125
УШа 2,0 7,8 7,8 125 7,8
VIII6 3,9 7,8 31,3 125 7,8
Цефепим [17] 0,03 - 16 - - 0,5 - 64,0 -
Диоксидин [18] - - - 125 - 1000 -
Флуконазол [19] - - - - < 8 - 32
робный эффект по сравнению с соединениями У1б,д, не имеющими галогенов в кольцах. Неожиданным исключением оказалось одно из самых активных соединений - ди-нафтилкетон У1п, показавшее высокие результаты на всех семи штаммах бактериальных культур (табл. 2, 3). Из в-хлорпроизвод-ных тетракетонов только соединения У1в,м проявили хорошо выраженное действие, а тетрахлординафтилкетон У1р оказался сравнительно малоактивным.
Переход от галогентетракетонов У, VI к бромзамещенным кетоэфирам и амидам УІІ, УІІІ приводит в целом к усилению про-тивомикробного действия. За исключением несколько менее активного соединения УІІа практически у всех веществ этого ряда МПК не превышает 8 мкг/мл почти на всех опытных штаммах бактерий, кроме синегнойной палочки. Этот результат является предварительным указанием на возможность соединениям УІІ и УІІІ (и в первую очередь соединению УІІв) конкурировать с широко применяющимися фторхинолонами и цефа-лоспоринами.
Отметим, что этиловый эфир (2Z,4E)-2-аминокарбонил-5-бром-3,4-дигидрокси-6-оксо-6-фенилгекса-2,4-диеновой кислоты УТТа запатентован в качестве лекарственного средства, обладающего антимикробной активностью (патент РФ 2229473) [12].
Острая токсичность ЛД50 изученных соединений У-УТТТ превышает 1000 мг/кг. Установлено, что внутрибрюшинное введение галогентетракетонов УТ в дозах более 1600 мг/кг (УТм) и даже 5000 мг/кг (УТв) не вызывает гибели животных. Это свидетельствует о том, что исследуемые соединения мало токсичны или практически нетоксичны [21] и в этом имеют преимущество перед препаратами сравнения. Кроме того, аналоги по строению - 1,3,4,6-тетракарбонильные соединения ТТТ и ТУ - также мало токсичны [6, 7, 9].
Таким образом, проведенные биологические испытания свидетельствуют о том, что дальнейший поиск мало токсичных соединений, обладающих противомикробным действием, среди галогенпроизводных 1,3,4,6-тетракарбонильных соединений является перспективным.
Список использованной литературы:
1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Пособие для врачей. Издание 12-е, перераб. и доп. Изд-во «Медицина», Москва, 1998. Ч. II. С. 381-382.
2. Яхонтов Л.П., Глушков Р.Г. Синтетические лекарственные средства. Под ред. доктора фарм. наук А. Г. Натрадзе. Изд-во «Медицина», Москва, 1983. С. 61-63.
3. Перевалов С.Г., Бургарт Я.В., Салоутин В.И., Чупахин О.Н. (Гет)ароилпировиноградные кислоты и их производные как перспективные «строительные блоки» для органического синтеза // Успехи химии. 2001. Т. 70. №11. С. 1039-1058.
4. Козьминых В.О., Козьминых Е.Н. Синтез, строение и биологическая активность ацилпировиноградных кислот и их 2-иминопроизводных (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. 2004. Т. 38. №2. С. 10-20.
5. Козьминых В.О., Беляев А.О., Козьминых Е.Н., Буканова Е.В., Одегова Т.Ф. Синтез и противомикробная активность 2-(2,4-динитрофенилгидразоно)-4-оксобутановых кислот и их 3-бромпроизводных // Химико-фармацевтический журнал. 2004. Т. 38. №7. С. 22-26.
6. Козьминых В.О., Игидов Н.М., Козьминых Е.Н., Коньшина Л.О., Семенова З.Н., Лядова Н.В., Плаксина А.Н., Андрейчиков Ю.С. Синтез и противомикробная активность 2-замещенных 5-арил-2,3-дигидро-3-фуранонов и 1,6-диа-рил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов // Химико-фармацевтический журнал. 1991. Т. 25. №12. С. 43-47.
7. Игидов Н.М., Козьминых Е.Н., Софьина O.A., Широнина T.M., Козьминых В.О. 1,3,4,6-Тетракарбонильные соединения. 3. Синтез, особенности строения и противомикробная активность 1,6-диарил-3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов // Химия гетероциклических соединений. 1999. №11. С. 1466-1475.
8. Широнина Т.М., Игидов Н.М., Козьминых Е.Н., Коньшина Л.О., Касаткина Ю.С., Козьминых В.О. 1,3,4,6-Тетра-карбонильные соединения. IV. Взаимодействие 3,4-дигидрокси-2,4-гексадиен-1,6-дионов с гидразином и арилгидра-зинами // Журнал органической химии. 2001. Т. 37. №10. С. 1555-1563.
9. Козьминых В.О., Игидов Н.М., Касаткина Ю.С. 1,3,4,6-Тетракарбонильные соединения. VI. Синтез эфиров и амидов 2-замещенных 6-арил-3,4-дигидрокси-6-оксо-2,4-гексадиеновых кислот // Журнал органической химии. 2001. Т. 37. №11. С. 1604-1609.
10. Widman O., Virgin E. Versuche Oxalyl-di-acetophenon und einige andere Oxalyl-verbindungen in Hexaketone Uberzufuhren // Berichte. 1909. Bd 42. S. 2794-2806. - Beilstein Handbuch der Organischen Chemie. Vierte Auflage. Die Literatur bis 1 Januar 1910 umfassend. Isocyclische Monooxo-Verbindungen und Polyoxo Verbindungen. Verlag von Julius Springer. Berlin, 1925. Bd VII. S. 895.
11. Новикова В.В., Одегова Т.Ф., Сыропятов Б.Я., Касаткина Ю.С., Игидов Н.М., Козьминых В.О. Противомикробная активность in vitro 1,6-диарил-1,3,4,6-гексантетраонов // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. Тез. V Международной конф. МАКМАХ «Антимикробная терапия». Приложение 1. Москва, 2002. Т. 4. С. 34.
12. Патент России 2229473 (2002) / Игидов Н.М., Козьминых В.О., Касаткина Ю.С., Одегова Т.Ф., Новикова В.В., Махмудов Р.Р. Применение этилового эфира 5-бром-3,4-дигидрокси-2-карбамоил-6-оксо-6-фенил-2,4-гексадиеновой кислоты в качестве средства, обладающего антимикробной активностью // Изобретения. 2004. (опубл. 27.05.2004). - РЖ Химия. 2004. №17. С. 6-7. Реф. 04.17-19О.44П.
13. Першин Г.Н. Методы экспериментальной химиотерапии. Москва, 1971. С. 100, 109-117.
14. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии. Под ред. Л.С. Страчунского, Ю.Б. Белоусова, С.Н. Козлова. Москва: изд-во ЗАО «Объединенная редакция «Боргес», 2002. 381 с.
15. Глушков Р.Г., Левшин И.Б., Марченко Н.Б., Падейская Е.Н. Антибактериальные препараты группы хинолонкарбо-новой кислоты (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. 1984. Т. 18. №9. С. 1048-1064.
16. Мокрушина Г.А., Чарушин В.Н., Чупахин О.Н. Взаимосвязь структуры и антибактериальной активности в ряду фторхинолонов (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. 1995. Т. 29. №9. С. 5-19.
17. Яковлев С.В. Клиническая фармакология цефалоспоринов IV поколения // Русский медицинский журнал. 1998. Т. 6. №22. С. 1449-1457.
18. Падейская Е.Н. Антибактериальный препарат диоксидин: особенности биологического действия и значение в терапии различных форм гнойной инфекции // Инфекции и антимикробная терапия. 2001. Т. 3. №5. С. 150-155.
19. Rex J.Y., Walsh T.J., Sobel J.D. Practical guidelines for the treatment of candidiasis // Clin. Infect. Dis. 2000. Vol. 30. N 4. P. 662-678.
20. Прозоровский В.Б., Прозоровская М.П., Демченко В.М. Экспресс-метод определения средней эффективной дозы и ее ошибки // Фармакология и токсикология. 1978. Т. 41. №4. С. 497-502.
21. Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности при парентеральных способах введения // Химико-фармацевтический журнал. 2003. Т. 37. №3. С. 32-34.
Продолжение обзора в №4, №5
Статья рекомендована к публикации 25.01.07
