Синтез и исследование противомикробной и противогрибковой активности новых биологически активных N-фенилацетамидных производных тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3н)-диона Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 547.853.1/.718 © Коллектив авторов, 2018

С.А. Мещерякова, В.А. Катаев, И.Я. Фаттахова, А.В. Шумадалова, А.К. Булгаков СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОТИВОМИКРОБНОЙ И ПРОТИВОГРИБКОВОЙ АКТИВНОСТИ НОВЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ N-ФЕНИЛАЦЕТАМИДНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ТИЕТАНИЛПИРИМИДИН-2,4(1Н,3Н)-ДИОНА ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа

В результате данного исследования осуществлен синтез W-фенилацетамидных производных тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона. Установлена структура впервые синтезированных производных пирими-дин-2,4(1Н,3Н)-диона с помощью спектральных методов анализа, изучены их физико-химические свойства. Осуществлено изучение противомикробной и противогрибковой активностей полученных соединений.

Индивидуальность синтезированных соединений подтверждена методом тонкослойной хроматографии и определением температуры плавления, установление структуры полученных соединений осуществлено с применением методов ИК- и ЯМР-спектроскопии. Определение противомикробной и противогрибковой активностей осуществлялось методом «диффузии в агар» и десятикратных серийных разведений в мясопептонном бульоне.

Ацилированием ариламинов хлорацетилхлоридом в щелочной среде или в ацетоне получены соответствующие 2-хлорацетанилиды. Взаимодействие 6-метил-3-(тиетан-3-ил)пиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона с 2-хлорацетанилидами в присутствии карбоната калия приводит к образованию соответствующих W-фенилацетамидпроизводных.

В результате исследования противомикробной и противогрибковой активностей установлены некоторые закономерности зависимости «структура - активность». Так, введение ацетилфенильного и метильного фрагментов в структуру ацета-мидпроизводных 6-метил-3-(тиетан-3-ил)пиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона приводит к возникновению противомикробных и противогрибковых свойств.

Полученные результаты показывают перспективность поиска новых противомикробных и противогрибковых лекарственных средств в ряду W-фенилацетамидных производных тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона, структура которых принципиально отличается от известных антибактериальных препаратов.

Ключевые слова: W-алкилирование, пиримидин, тиетан, W-фенилацетамидпроизводные, 2-хлорацетанилиды, противо-микробная, противогрибковая активности.

S.A. Meshcheryakova, V.A. Kataev, I.Ya. Fattakhova, A.V. Shumadalova, A.K. Bulgakov SYNTHESIS AND RESEARCH OF ANTIMICROBIAL AND ANTIFUNGAL ACTIVITY OF NEW BIOLOGICALLY ACTIVE N-PHENYLACETAMIDE DERIVATIVES OF THIETHANYLPYRIMIDINE-2,4(1H,3H)-DIONE

As a result of this study, synthesis of W-phenylacetamide derivatives of thiethanylpyrimidine-2,4(1^,3^)-dione was studied. The structure of the newly synthesized pyrimidin-2,4(1_ff,3^)-dione derivatives was determined using spectral methods of analysis, and their physico-chemical properties were investigated. The antimicrobial and antifungal activity of the obtained compounds was studied.

The identity of the synthesized compounds was confirmed by thin-layer chromatography and the determination of the melting point, the establishment of the structure of the obtained compounds was carried out using IR and NMR spectroscopy methods. Determination of antimicrobial and antifungal activity was carried out by the method of "diffusion into agar" and tenfold serial dilutions in meat-peptone broth.

The corresponding 2-chloroacetanilides were synthesized by acylation of arylamines with chloroacetyl chloride in an aqueous alkaline medium or in acetone. Alkylation of 6-methyl-3-(thiethan-3-yl)pyrimidine-2,4(1_ff,3^)-dione with 2-chloroacetanilides in the presence of potassium carbonate leads to the formation of the corresponding W-phenylacetamide derivatives.

As a result of the study of antimicrobial and antifungal activity, some patterns of the structure-activity relationship have been established. Thus, the presence of acetylphenyl, methyl fragments in the structure of acetamide derivatives of 6-methyl-3-(thiethane-3-yl)pyrimidine-2,4(1_ff,3^)-dione led to the manifestation of antimicrobial and antifungal properties

The obtained results show the prospects of searching for new antimicrobial and antifungal drugs in the series of W-phenylacetamide derivatives of thiethanylpyrimidine-2,4(1_ff,3^)-dione whose structure is fundamentally different from the known antibacterial drugs.

Key words: W-alkylation; pyrimidine; thiethane; W-phenylacetamide derivatives; 2-chloroacetanilides, antimicrobial, antifungal activity.

Создание новых антибактериальных средств является одной из актуальных проблем фармацевтической химии. Это связано с появлением новых инфекций, возникновением резистентных штаммов микроорганизмов, а также необходимостью уменьшения побочных эффектов многих известных антибактериальных препаратов. Известно, что молекулы большинства антибактериальных веществ содержат в своей структуре серосодержащие или ацетамидные фрагменты, обусловливающие противомикробную активность [1,2].

Цель исследования - синтез N фенилацетамидных производных тиетанилпи-римидин-2,4( 1Н,3Н)-диона, установление строения, изучение противомикробной и противогрибковой активностей полученных соединений.

Материал и методы В качестве исходного соединения был использован 6-метил-3-(тиетан-3-ил) пирими-дин-2,4(1Н,3Н)-дион (1), полученный при взаимодействии 6-метилпиримидин-

2,4(1Н,3Н)-диона с 2-хлорметилтиираном в

ходе тииран-тиетановои перегруппировки в присутствии эквимольного количества калия гидроксида в водноИ среде.

2-Хлорацетанилиды (2-6) синтезированы реакциеИ Шоттена - Баумана с выходами

60-78 %. Ацилирование бензокаина и п-аминоацетофенона хлорацетилхлоридом проводили в ацетоне без добавления основного компонента, целевые 2-хлорацетанилиды выделены с выходами 72-89 % (рис. 1) [3].

NH

O

<чА

Cl

R

R

O

<чА

R=H (2); 2-Me (3); 2.4-Me2 (4); 4-COOEt (5); 4-COMe (6)

Рис. 1. Схема синтеза 2-хлорацетанилидов

Спектры ЯМР 1Н сняты на приборе Бгцкег АМ-300 (Германия) с частотоИ 300 МГц, растворитель - DMСO-d6. ИК-спектры сняты на приборе «Инфралюм ФТ-02» (Россия) в дисках КВг, температуру плавления определяли в капилляре на приборе ПТП(М) (Россия). Индивидуальность полученных веществ определялась методом тонкослоИноИ хроматографии на пластинках <^огЬШ» (подвижная фаза: этилацетат или смесь ацетон-ацетонитрил в объемном соотношении 1:1), пятна проявляли в УФ-свете и парами Иода во влажноИ камере.

Противомикробная и противогрибковая активности были исследованы на кафедре микробиологии, вирусологии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России под руководством д.м.н., профессора Булгакова А.К. Определе-

ние проводили методом «диффузии в агар» и десятикратных серийных разведений в мясо-пептонном бульоне [4]. В качестве тест-культур использованы депонированные штаммы микроорганизмов в ВНИИТИ (кафедра микробиологии, вирусологии ФГБОУ ВО БГМУ) Минздрава России: E.coli, P.vulgaris, K.pneumonia, St.aureus, C.diversus, Ent.aergogenes, Ps.aeroginosa, Serratia abosit и низших грибов - С. аlbicans.

Результаты и обсуждение

Алкилирование 6-метил-3 -(тиетан-3 -ил)пиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона (1) проводили 1,2-кратным мольным избытком 2-хлорацетанилида при кипячении в ацетонит-риле в течение 7 ч в присутствии 1,5-кратного мольного избытка карбоната калия. Выход продуктов составил 89-96% (рис. 2).

O

Me-

R

O

O

Cl

(А)

(2-6)

N

Л

O

7-11

)

R=H (2, 7); 2-Me (3, 8); 2.4-Me2 (4, 9); 4-COOEt (5, 10); 4-COMe (6, 11)

Рис. 2. Схема алкилирования 6-метил-3-(тиетан-3-ил)пиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона 2-хлорацетанилидами

Строение полученных соединениИ 7-11 подтверждено спектрами ЯМР 1Н и ИК. Так, в спектрах ЯМР 1Н регистрируются химические сдвиги протонов ацетамидного фрагмента в виде синглета в интервале 4,66-4,70 м.д. (СН2СО) и уширенного синглета в интервале 10,35-10,71 м.д. (НК-СО), протонов бензольного ядра в области 6,89-7,98 м.д., а также регистрируются характерные сигналы протонов группы 6-СН3, Н5 пиримидина. Сигналы протонов тиетанового цикла регистрируются в следующих областях: псевдотриплеты двух фрагментов S(CH)2 в ин-

тервале 3,08-3,14 и 4,15-4,21 м.д. и мультиплет фрагмента КСН в интервале 6,02-6,10 м.д., что свидетельствует о сохранении тиетанового цикла в реакциях алкилирования [5].

В ИК-спектрах соединениИ 7-11 в области 1660-1713 см-1 наблюдаются интенсивные полосы поглощения (валентные колебания связеИ групп С=0 пиримидинового фрагмента и типа «амид I» К-ацетильноИ группировки). Максимумы поглощения при 1531-1541 см-1 в спектрах этих соединениИ относят к валентным колебаниям связи С-К и деформацион-

+

+

ным колебаниям связи К-Н «II амидноИ полосы». Уширенные полосы поглощения при 3288-3324 см-1 относят к валентным колебаниям амидноИ группы К-Н.

Установлено, что наибольшеИ противо-микробноИ и противогрибковоИ активностями обладают соединения 8, 11 (см. таблицу). Соединение 11 проявляет противомикробную активность в меньших дозах при 0,0001 мкг/мл, что даже ниже, чем минимальная подавляющая концентрация стрептоцида. Прослеживается зависимость «структура - активность». Так, введение ацетилфенильного и

Выводы

1. Синтезированы К-фенилацетамид-ные производные тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона алкилированием 6-метил-3-(тиетан-3-ил)пиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона избытком 2-хлорацетанилида.

2. Установлено строение полученных соединениИ методами спектроскопии ЯМР 1Н и ИК.

метильного фрагментов в структуру ацета-мидпроизводных 6-метил-3-(тиетан-3-ил) пи-римидин-2,4(1Н,3Н)-диона привело к усилению противомикробных и противогрибковых своИств. Антимикробная и противогрибковая активности ацетамидпроизводных 6-метил-3-(тиетан-3-ил)пиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона с другими заместителями проявляются при больших дозах.

Таким образом, в результате проведенного исследования соединения 8, 11 рекомендуются для углубленных исследованиИ противо-микробноИ и противогрибковоИ активностеИ.

Таблица

3. Изучена противомикробная и противогрибковая активности полученных соединениИ.

Полученные результаты показывают перспективность продолжения поиска новых противомикробных и противогрибковых лекарственных средств в ряду тиетансодержа-щих пиримидин-2,4(1Н,3Н)-дионов, структура которых принципиально отличается от известных антибактериальных препаратов.

Противомикробная и противогрибковая активность синтезированных соединений

Соединение Минимальные бактериостатические концентрации, мкг/мл

St. aureus E. coli P. vulgaris K. pneumoniae C. diversus Ent. aerogenes Ps. aeruginosa Serratia abosit C. albicans

Стрептоцид 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001

Пимафуцин 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,001

7 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10

8 0,001 0,0001 0,001 0,0001 0,0001 0,0001 0,001 0,001 0,001

9 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10

10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10 >10

11 0,001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,001 0,001

Сведения об авторах статьи:

Мещерякова Светлана Алексеевна - д.фарм.н., доцент, зав. кафедрой общей химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел.: 8(347)272-02-22. E-mail: svetlanama@mail.ru.

Катаев Валерий Алексеевич - д.фарм.н., профессор, зав. кафедрой фармации ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел.: 8(347)272-62-95. E-mail: centreles@mail.ru.

Фаттахова Ильзира Ямилевна - к.х.н., старший преподаватель кафедры общей химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел.: 8(347)272-02-22. E-mail: fattakhova.ilzira@gmail.com. Шумадалова Алина Викторовна - ассистент кафедры общей химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел.: 8(347)272-02-22. E-mail: shumadalova@yandex.ru

Булгаков Айдар Казбекович - д.м.н., профессор, профессор кафедры микробиологии, вирусологии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел.: 8(347)272-83-88.

ЛИТЕРАТУРА

1. Синтез, строение, противомикробная и противогрибковая активности диацилгидразинов тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3Н)-дионового ряда / С.А. Мещерякова, В.А. Катаев, Д.А. Мунасипова [и др.] // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2017. - Т. 20, № 1. - С. 20-25.

2. Синтез и противомикробная активность ацетанилидов и ацетилгидразонов тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3Н)-дионового ряда / С.А. Мещерякова, В.А. Катаев, И.Я. Фаттахова [и др.] // Химико-фармацевтический журнал. - 2015. - Т. 49, N° 9. - С. 28-31.

3. Фаттахова, И.Я. Синтез новых N-фенилацетамидных производных тиетанилпиримидин-2,4(1Н,3Н)-диона / И.Я. Фаттахова, С.А. Мещерякова, В.А. Катаев // Башкирский химический журнал. - 2014. - Т. 21, № 3. - С. 33-36.

4. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. 1 / А.Н. Миронов, Н.Д. Бунатян [и др.] -М.: Гриф и К, 2012. - 944 с.

5. Мещерякова, С.А. Синтез новых производных тиетанилпиримидина и тиетанилимидазола / С.А. Мещерякова, В.А. Катаев // Журнал органической химии. - 2013. - Т. 49, № 9. - С. 1373-1375.

REFERENCES

1. Meshcheryakova S.A., Kataev V.A., Munasipova D.A. et al. Synthesis, structure, antimicrobial and antifungal activities of diacylhydra-zines of thiethanylpyrimidine-2,4(1H,3H)-dione series. Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry, 2017, Vol. 20, №1, P. 20-25. (In Russ)

2. Meshcheryakova S.A., Kataev V.A., Fattakhova I.Ya. [et al.] Synthesis and antibacterial activity of acetanilides and acetylhydrazones of thietanylpyrimidine-2,4(1H,3H)dione series. Pharmaceutical Chemistry Journal, 2015, Vol. 49, №9, P. 28-31. (In Russ)

3. Fattakhova I. Ya., Meshcheryakova S.A., Kataev V.A. Synthesis of new N-phenylacetamide derivatives of thiethanylpyrimidine-2,4-(1H,3H)-dione. Bashkir chemical journal, 2014, Vol. 21, №>3, P. 33-36. (In Russ)

4. Mironov A.N., Bunatjan N.D. et al. Rukovodstvo po provedeniju doklinicheskih issledovanij lekarstvennyh sredstv (Guidelines for preclinical trials of drugs). Vol. 1. Moscow, Grif i K, 2012, 944 p. (In Russ)

5. Meshcheryakova S.A., Kataev V.A. Synthesis of new thietanylpyrimidine and thietanylimidazole derivatives. Russian journal of Organic Chemistry, 2013, Vol. 49, №9, P. 1358-1360. (In Russ)

УДК 615.214.22: 543.544.5

© С.К. Ордабаева, К.К. Атырханова, А.О. Сопбекова, 2018

С.К. Ордабаева, К.К. Атырханова, А.О. Сопбекова УНИФИЦИРОВАННАЯ МЕТОДИКА КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПИРАЦЕТАМА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМАХ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Южно-Казахстанская медицинская академия, г. Шымкент

В настоящее время в медицине широко применяется субстанция пирацетама и его лекарственные формы. Но унифицированной методики количественного определения пирацетама в субстанции и лекарственных формах на сегодняшний день нет.

Целью исследования явилась разработка унифицированной методики количественного определения пирацетама в субстанции и лекарственных формах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Учитывая свойства исследуемого препарата, неподвижной фазы и элюента, для количественного определения пирацетама в субстанции и лекарственных формах экспериментально подобрана подвижная фаза из метанола и воды (2:8). Валидирование результатов исследования показало специфичность, высокую воспроизводимость и точность разработанной методики при относительной ошибке ±1,53% для капсул пирацетама и ±0,98 % для иньекционного раствора пирацетама.

Таким образом, разработана достоверная унифицированная методика количественного определения пирацетама в лекарственных формах методом ВЭЖХ.

Ключевые слова: пирацетам, субстанция, лекарственная форма, высокоэффективная жидкостная хроматография, унифицирование, валидация.

S.K. Ordabayeva, K.K. Atyrkhanova, A.O. Sopbekova THE UNIFIED METHOD OF QUANTITATIVE DETERMINATION OF PYRACETAM IN MEDICINAL FORMS BY HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY

Currently pyracetam substance and its medicinal forms are widely used in medicine. But there is no unified method of quantitative determination of pyracetam in the substance and medicinal forms.

The aim of the research is to develop the unified method of quantitative determination of pyracetam in substance and dosage forms by high performance liquid chromatography (HPLC).

Taking into account the properties of the studied preparation, the stationary phase and the eluent, a mobile phase from methanol and water (2:8) was experimentally selected for the quantitative determination of pyracetam in the substance and dosage forms. Validation of the results of the study showed specificity, high reproducibility and accuracy of the developed procedure with a relative error of ±1.53% for capsules of pyracetam and ±0.98% for the injectable solution of pyracetam.

Thus, a reliable unified procedure for the quantitative determination of pyracetam in dosage forms by the HPLC method was developed.

Kew words: pyracetam, drug substance, dosage form, high performance liquid chromatography, unification, validation.

Негативное влияние экологического и психоэмоционального стрессов на большинство населения нашей планеты, особенно жителей больших городов, является актуальной проблемой современного общества. Доказано, что стресс не безвреден для организма человека, он является фактором риска многих сердечно-сосудистых заболеваний, а также оказывает негативное воздействие на нервную систему, в результате чего человек становится раздражительным, у него снижается работоспособность, ухудшается память и процессы мышления. В связи с этим ученые непрерывно занимаются поиском путей профилактики и коррекции отрицательного воздействия стресса на нервную систему.

Более 50 лет назад возникла концепция ноотропных средств, был синтезирован и испытан лекарственный препарат Пирацетам. Это дало мощный толчок к поиску и созданию иных веществ с подобным принципом действия, эти исследования продолжаются и по сей день [1-6].

В медицине широко применяется субстанция пирацетама и его лекарственные формы (пирацетама раствор для инъекции 20% 5 мл; капсулы пирацетам 0,4 г; таблетки луцетам (пирацетам) 400 мг).

На сегодняшний день отсутствует единая, унифицированная методика количественного определения пирацетама в субстанции и лекарственных формах.