CC BY
18
УДК 547.583.5; 615.281.9
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-1-15-20
СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЭФИРОВ И АМИДОВ N-НИКОТИНОИЛ-Б-ЙОДАНТРАНИЛОВОЙ
КИСЛОТЫ
Гаврилин В. М., Курбатова А. А., Дозморова Н. В., Курбатов Е. Р.,
Дубровина С. С.
ФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия», г. Пермь, Российская Федерация.
SYNTHESIS, PROPERTIES AND BIOLOGICALLY ACTIVE N-NICOTINOYL-5-IODOANTHRANILIC ACID ESTERS AND AMIDES
Gavrilin V.M., Kurbatova A.A., Dozmorova N.V., KurbatovE.R., Dubrovina S.S.
Perm State Pharmaceutical Academy, Perm, Russian Federation
Аннотация. Устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам, в настоящий момент, имеет угрожающе высокий уровень во всем мире и представляет серьезную проблему для человечества, особенно в индустрии здравоохранения. Анализ литературных данных и проведенные ранее исследования выявили среди производных антраниловой кислоты вещества, обладающие следующими видами активности: анальгетиче-ской, противовоспалительной, противовирусной, противомикробной, антиаллергической и др. С целью поиска новых биологически активных соединений с антибактериальной активностью были получены эфиры и амиды N-никотиноил-Б-йодантраниловой кислоты. Для данных соединений с помощью программы PASS Online проведен прогноз биологической активности, и определена антибактериальная активность в отношении двух штаммов микроорганизмов: золотистого стафилококка и кишечной палочки. Среди полученного ряда соединений наиболее активным оказался метиламид N-никотиноил-Б-йодантраниловой кислоты.
Ключевые слова: Антраниловая кислота, амиды, эфиры, антибактериальная активность.
Annotation. The resistance of bacteria to antibacterial drugs, currently has a high level throughout the world and is a serious problem for humanity, especially in the health sector. An analysis of the literature and previous studies revealed analgesic, anti-inflammatory, antiviral, anti-allergic, antimicrobial activities among the derivatives of anthranilic acid. As a result of our search for a biologically active anthranilic acid derivatives, a new esters and amides of N-nicotinoyl-5-iodoanthranilic acid were investigated.
Using the PASS Online software we predicted and then studied antimicrobal activity for the set of new compounds against two strains of microorganisms: Staphylococcus aureus and Escherichia coli. The most active compound throughout the library was found to be methyla-mide N-nicotinoyl-5-iodoanthranilic acid.
Keywords: Anthranilic acid, amides, esters, antibacterial activity.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Всемирная Организация Здравоохранения «Устойчивость к антибиотикам»: сайт. URL: _https://www.who.int/ru/news-room/fact-
REFERENCES
[1] Vsemirnaja Organizacija Zdravoohranenija «Ustojchivost' k antibiotikam»: sajt. URL: _https:/ / www.who.int/ru/news-room/fact-_
—--—
~ 15 ~
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
Synthesis, antimicrobial evaluation, ot-QSAR and mt-QSAR studies of 2-amino benzoic acid derivatives / / Med. Chem. Research. - 2012 - № 21. - P. 293-307.
[10] Д. А. Филимонов, В. В. Поройков, Прогноз спектров биологической активности органических соединений // Рос. химич. журнал. -2006. - Т. 50. - № 2. - С. 66-75.
[11] Патент РФ №2006144009/04, 2008.10.27. Курбатов Е. Р., Курочкин А. В., Коркодинова Л. М., Сыропятов Б. Я., Маркова Л. Н. Применение бензиламида ЫИ-(2-фураноил)-5-йодантраниловой кислоты и диметиламида ЫИ-(2-фураноил)-5-йодантраниловой кислоты в качестве противовоспалительных
sheets/detail/antibiotic-resistance (data obrash-henija: 11.11.2019).
Anthranilamide-based 2-phenylcyclopropane-1-carboxamides, 1,1'-biphenyl-4-carboxamides and 1,1'-biphenyl-2-carboxamides: Synthesis biological evaluation and mechanism of action / D. Raffa [et. al.] / / European Journal of Medicinal Chemistry. - 2017. - № 132. - P. 262-273 Pat. WO 0170671 Preparation of insecticidal anthranila-mides.
Production of tranilast [N-(3',4'-dimethox-ycinnamoyl)- anthranilic acid] and its analogs in yeast Saccharomyces cerevisiae / A. Eudes [et. al.] // Applied Microbiology Biotechnology. - 2011. -№ 89. - P. 989 - 1000.
Novell antiallergic and antiinflammatory agents. Part 1 : Synthesis and pharmacology of glycolic amide derivatives / M. Ban [et al.] // Bioorg. Med. Chem. - 1998. - Vol. 6, № 7. - P. 1069-1076. Gipoglikemicheskaja aktivnost' zameshhennyh amidov galogenantranilovyh kislot / E.R. Kurba-tov [i dr.] // Him.-farm. zhurn. - 2014. - T. 48, № 10. - S. 37-38.
L. Dambrosio, S. Dilorenzo, P. Iaccarino, Clinical research on the diuretic and saluretic activity of chloro-n-(2-furylmethyl)-5-sulfamyl-anthranilic acid // Clin. Ter. - 1965. - № 33. - P. 3-19. The anti-allergic drug, N-(30,40-dimethoxycinna-monyl) anthranilic acid, exhibits potent anti-inflammatory and analgesic properties in arthritis / Inglis JJ [et. al.] // Rheumatology (Oxford). - 2007. - Vol. 46, № 9. - P. 1428-1432. Synthesis of new N-(2-(trifluoromethyl)pyridin-4-yl)anthranilic acid derivatives and their evaluation as anticancer agents / MT. Cocco [et al.] / / Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2004. - № 14. - P. 5787-5791.
K. Mahiwal, P. Kumar, B. Narasimhan(2012), Synthesis, antimicrobial evaluation, ot-QSAR and mt-QSAR studies of 2-amino benzoic acid derivatives // Med. Chem. Research. - 2012 - № 21. - P. 293307.
[10] D. A. Filimonov, V. V. Porojkov, Prognoz spektrov biologicheskoj aktivnosti organicheskih soedi-nenij // Ros. himich. zhurnal. - 2006. - T. 50. - № 2. - S. 66-75.
[11] Patent RF №2006144009/04, 2008.10.27. Kurba-tov E. R., Kurochkin A. V., Korkodinova L. M., Sy-ropjatov B. Ja., Markova L. N. Primenenie ben-zilamida n-(2-furanoil)-5-jodantranilovoj kisloty i dimetilamida n-(2-furanoil)-5-jodantranilovoj kisloty v kachestve protivovospalitel'nyh sredstv // Patent Rossii № 2 337 101. 2006. Bjul. № 30.
sheets/detail/antibiotic-resistance (дата обращения: 11.11.2019). Anthranilamide-based 2-phenylcyclopropane- [2] 1-carboxamides, 1,1'-biphenyl-4-carboxamides and 1,1'-biphenyl-2-carboxamides: Synthesis biological evaluation and mechanism of action / D. Raffa [et. al.] / / European Journal of Medicinal Chemistry. - 2017. - № 132. - P. 262-273 Pat. WO 0170671 Preparation of insecticidal an-thranilamides. Production of tranilast [N-(3',4'-dimethox- [3] ycinnamoyl)-anthranilic acid] and its analogs in yeast Saccharomyces cerevisiae / A. Eudes [et. al.] // Applied Microbiology Biotechnology. -2011. - № 89. - Р. 989 - 1000. Novell antiallergic and antiinflammatory agents. [4] Part 1 : Synthesis and pharmacology of glycolic amide derivatives / M. Ban [et al.] // Bioorg. Med. Chem. - 1998. - Vol. 6, № 7. - P. 1069-1076. Гипогликемическая активность замещенных [5] амидов галогенантраниловых кислот / Е.Р. Курбатов [и др.] / / Хим.-фарм. журн. - 2014. -Т. 48, № 10. - С. 37-38. L. Dambrosio, S. Dilorenzo, P. Iaccarino, Clinical [6] research on the diuretic and saluretic activity of chloro-n-(2-furylmethyl)-5-sulfamyl-anthranilic acid // Clin. Ter. - 1965. - № 33. - P. 3-19. The anti-allergic drug, N-(30,40-dimethox- [7] ycinnamonyl)anthranilic acid, exhibits potent anti-inflammatory and analgesic properties in arthritis / Inglis JJ [et. al.] / / Rheumatology (Oxford). - 2007. - Vol. 46, № 9. - Р. 1428-1432. Synthesis of new N-(2-(trifluoromethyl)pyridin- [8] 4-yl)anthranilic acid derivatives and their evaluation as anticancer agents / MT. Cocco [et al.] // Bioorg. Med. Chem. Lett. - 2004. - № 14. - P. 5787-5791.
K. Mahiwal, P. Kumar, B. Narasimhan (2012), [9]
—--—
~ 16 ~
средств // Патент России № 2 337 101. 2006. Бюл. № 30.
[12] Патент РФ № 2010130988/04, 2012.04.10. Власова Н. А., Курбатов Е. Р., Коркодинова Л. М., Марданова Л. Г., Шакирова А. Б. Анальге-тическое средство // Патент России № 2 447 059. 2010. Бюл. № 10.
[12] Patent RF № 2010130988/04, 2012.04.10. Vlasova N. A., Kurbatov E. R., Korkodinova L. M., Mardanova L. G., Shakirova A. B. Anal'geticheskoe sredstvo // Patent Rossii № 2 447 059. 2010. Bjul. № 10.
Введение Устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам, в настоящий момент, имеет угрожающе высокий уровень во всем мире и представляет серьезную проблему для человечества, особенно в индустрии здравоохранения [1].
Ранее проведенные исследования выявили среди производных антраниловой кислоты вещества, обладающие следующими видами активности: противовирусной, антиаллергической, противомикробной, противовоспалительной, анальгетической и др [2-9]. В связи с этим нам представлялось актуальным осуществить синтез ряда производных 5-йо-дантраниловой кислоты, а именно, амидов и эфиров, и изучить антибактериальную активность данных соединений. Материалы и методы:
Спектры ЯМРХН записаны на приборе Bruker AvanceIII 400Mhz NMR spectrometer в дейтерированном диметилсульфоксиде. Расчет химических сдвигов протонов вели по шкале б, м. д. относительно тетраметилсилана (внутренний стандарт). Методом тонкослойной хроматографии на пластинках Sorbfil ПТСХ-П-В в системе растворителей бензол-хлороформ-ацетон (9:1:1) осуществляли контроль чистоты продуктов и хода реакции, пятна детектировали парами йода. Методика получения N-никотиноил-Б-йодантраниловой кислоты (1):
К 0,0038 моль 5-йодантраниловой кислоты в 10 мл ледяной уксусной кислоты добавляют 0,0045 моль никотиноилхлорида и перемешивают в течение 1 часа, отфильтровывают, промывают диметилформамидом, сушат. Тпл = 300 0С. Выход = 58, 93%. ЯМРШ -спектр: 7,51-8,37 (м, 7H, 2Ar); 11,92 (c, H, NHCO). Методика получения 2-(3-пиридинил)-6-йод-3,1-бензоксазин-4-она (2):
0,0018 моль Ы-никотиноил-5-
йодантраниловой кислоты кипятят в течение 3 часов в 15 кратном избытке пропионового ангидрида, охлаждают, отфильтровывают, промывают этилацетатом. Тпл = 172-1730С. Выход = 83,3%. ЯМР1Н - спектр: 7,15-9,29 (м, 7Н, 2Аг).
Методика получения морфолида Ы-никотиноил-5-йодантраниловой кислоты (3):
К 0,00085 моль 2-(3-пиридинил)-6-йод-3,1-бензоксазин-4-она (2) в 5 мл триэтиламина добавляют 0,001 моль морфолина и перемешивают в течение 1 ч, отфильтровывают, промывают водой, сушат и кристаллизуют из этанола.
Амиды 4-11 получены аналогичным способом. Методика получения метилового эфира Ы-никотиноил-5-йодантраниловой кислоты (12):
К 0,00085 моль 2-(3-пиридинил)-6-йод-3,1-бензоксазин-4-она (2) в 5 мл триэтиламина добавляют 0,001 моль метанола и перемешивают в течение 1 часа, отфильтровывают, промывают водой, сушат и кристаллизуют из этанола.
Эфиры 13-17 получены аналогичным способом.
Результаты и обсуждение:
Ряд производных 5-йодантраниловой кислоты был получен трехстадийным линейным синтезом, путь которого описан в схеме 1. Аци-лированием 5-йодантраниловой кислоты ни-котиноилхлоридом в среде ледяной уксусной кислоты при комнатной температуре и постоянном перемешивании в течение 1 часа была получена Ы-никотиноил-5-йодантраниловая кислота (1). Кипячением в течение 3 часов соединения 1 в среде пропионового ангидрида образуется 2-(3-пиридинил)-6-йод-3,1-бен-зоксазин-4-он (2). Реакцией соединения 2 в
—--—
~ 17 ~
среде триэтиламина с аминами/спиртами при температуре 18-20 0С и постоянном
перемешивании в течение 1 часа были получены соответствующие амиды и эфиры.
Схема 1. Синтез амидов и эфиров М-никотиноил-5-йодантраниловой кислоты
о
4 11
О
12 17
R=NH2(4); R=CH2CH=CH2(5); Я=СИз(6); R=CH2CeH5(7); R=CH2CH2ÜH(8); Я=СИ2СИЗ(9); R=CH2CH2CH2CH3(10); R=CH2CH2CH(CH3)2(11) R=CH3(12); R=CH2CH3(13); R=CH2CH2CH3(14); R=CH(CH3)2(15); R=CH2CH2CH2CH3(16); R=CH2CH(CH3> (17).
Полученные соединения представляют собой кристаллические вещества белого цвета, растворимые в диметилформамиде, ди-метилсульфоксиде, растворимые при нагревании в этиловом спирте, изопропаноле, диок-сане и нерастворимые в воде, структура подтверждена данными ЯМР ХН - спектроскопии
(табл. 1). В спектрах ЯМР ХН соединений сигналы ароматических протонов наблюдаются в виде мультиплета в области 7,20 - 9,13 м.д., сигналы протонов амидной группы в области 8,96 - 9,37 м.д., синглеты протонов амидной группы ^ацильного фрагмента в области 10,32- 12,69 м.д.
Таблица 1
Физико-химические и спектральные характеристики амидов и эфиров ^никотиноил-5-
йодантраниловой кислоты.
№ п/п М. м. Хим. формула Тпл, °С Выход, % ЯМР !Н (ДМСО^6), 5, м.д.:
3 437,24 С1уИ1бШзОз 187-188 55,4 3,26-3,51 (м, 8H, 4CH2); 7,20-8,95 (м, 7H, 2Ar); 10,32 (с, H, NHCÜ)
4 382,16 С1зИ111Ы4О2 204-206 84,4 4,46 (с, 2H, NH2); 7,87-8,46 (м, 7H, 2Ar); 10,92 (с, H, CONH); 12,14 (с, H, NHCO)
5 407,21 С16Н14Ш3О2 243-245 58,8 3,94 (т, 2H, CH2); 5,18 (т, 2H, CH2); 5,87-5,97 (м, H, CH); 7,62-9.09 (м, 7H,2 Ar); 9,15 (т, H, CONH); 12,52 (c, H, NHCÜ)
6 381,17 С14Н12Ш3О2 224-226 62,5 2,78 (д, 3H, CH3); 7,47-8,84(м, 7H, 2Ar); 8,98 (д, H, CONH); 12,55 (с, H, NHCO)
7 457,27 С20Н16Ш3О2 196-198 46,4 4,46 (д, 2H, CH2); 7,24-8,96 (м, 12H, 3Ar); 9,37 (т, H, CÜNH); 12,37 (c, H, NHCÜ)
8 411,20 С15Н14Ш3О3 199-201 49,4 3,03-3,49 (м, 4H, 2CH2); 4,72 (т, H, OH); 7,48-8,92 (м, 7H, 2Ar); 8,97 (с, H, CONH); 12,42(с, H, NHCO)
9 395,20 С15Н14Ш3О2 222-224 50,3 1,16 (т, 3H, CH3); 3,29 (м, 2H, CH2); 7,35-8,85 (м, 7H, 2Ar); 9,01 (т, H, CONH); 12,69 (с, H, NHCO)
—--—
~ 18 ~
10 423,25 C17H18IN3O2 217-219 75,0 0,92 (т, 3H, CH3); 1,31-1,53 (м, 2H, 2CH2); 3,28 (м, 2H, 2CH2); 7,46-8,83 (м, 7H, 2Ar); 8,98 (т, H, CONH); 12,51 (с, H, NHCO)
11 437,28 C18H20IN3O2 100-102 48,0 0,91 (д, 6Н, 2СН3); 1,46 (к, 2Н, СН2); 1,64 (м, 1Н, СН); 3,32 (к, 2Н, СН2); 7,62-9,10 (м, 7Н, 2Ar); 8,89 (т, Н, CONH); 12,56 (с, Н, NHCO)
12 382,15 C14H11IN2O3 180-182 61,1 3,26 (с, 3Н, СН3); 7,62-9,12 (м, 7Н, 2Ar); 11,38 (с, 1Н, NHCO)
13 396,18 C15H13IN2O3 132-134 58,7 1,31 (т, 3Н, СН3); 4,35 (к, 2Н, СН2); 7,62-9,12 (м, 7Н, 2Ar); 11,39 (с, 1Н, NHCO)
14 410,21 C16H15IN2O3 104-106 42,8 0,94 (т, 3Н, СН3); 1,71 (м, 2Н, СН2); 7,61-9,11 (м, 7Н, 2Ar); 11,40 (с, 1Н, NHCO)
15 410,21 C16H15IN2O3 140-142 52,3 1,31 (д, 6Н, 2СН3); 5,18 (м, 1Н, СН); 7,63-9,13 (м, 7Н, 2Ar); 11,42 (с, 1Н, NHCO)
16 424,24 C17H17IN2O3 98-100 63,9 0,89 (т, 3Н, СН3); 1,38 (м, 2Н, СН2); 1,67 (м, 2Н, СН2); 4,30 (т, 2Н, СН2); 7,61-9,12 (м, 7Н, 2Ar); 11,37 (с, 1Н, NHCO)
17 424,24 C17H17IN2O3 102-104 55,6 0,95 (д, 6Н, 2СН3); 2,02 (м, 1Н, СН); 4,10 (д, 2Н, СН2); 7,61-9,12 (м, 7Н, 2Ar); 11,40 (с, 1Н, NHCO)
Для данных соединений проведен предварительный скрининг противомикроб-ной активности с помощью программы PASS Online. Прогноз основан на анализе взаимосвязи «структура - активность» на выборке более чем 250000 биологически активных веществ. Средняя точность прогноза составляет около 95%.
Данные прогноза (таблица 2) говорят о том, что вероятность наличия противомикробной активности у полученных соединений относительно невысока, однако при обнаружении активности данные соединения будут обладать новизной, так как в меньшей степени будут похожи структурно на уже известные вещества с высокой противомикробной активностью.
Для синтезированных производных было проведено исследование
антибактериальной активности. Исследование проводили в отношении фармакопейных штаммов: Гр+ S. aureus АТСС 6538Р, Гр- E. coli АТСС 25922 методом двукратных серийных разведений в жидкой питательной среде по стандартной методике [10]. Отмечали наличие или отсутствие роста бактериальных культур под действием исследуемых соединений через 18-20 часов выдержки контрольных и опытных пробирок в термостате при температуре 37°С. За действующую дозу принимали минимальную подавляющую концентрацию веществ (МПК, мкг/мл), которая задерживает рост микроорганизмов. В качестве эталонов сравнения использовали диоксидин и фураци-лин. Результаты исследования представлены в табл. 2.
Таблица 2
Антибактериальная активность амидов и эфиров ^никотиноил-5-йодантраниловой кислоты.
Соединение Антибактериальная активность Прогноз антибактериальной активности
S. aureus МПК, мкг/мл E. coli МПК, мкг/мл Pa Pi
3 500 1000 0.407 0.044
4 1000 1000 0.571 0.015
5 1000 1000 0.271 0.129
6 500 250 0.429 0.037
7 1000 >1000 0.422 0.039
—--—
~ 19 ~
8 1000 1000 0.396 0.048
9 1000 1000 0.424 0.038
10 1000 1000 0.427 0.037
11 1000 1000 0.284 0.116
12 500 1000 0.359 0.064
13 1000 1000 0.427 0.037
14 1000 1000 0.398 0.047
15 >1000 >1000 0.373 0.058
16 1000 1000 0.463 0.028
17 1000 1000 0.455 0.030
Диоксидин 62,5 31,2 0.902 0.005
Фурацилин 250 125 0.897 0.005
Изученные соединения показали низкую антибактериальную активность. Наиболее активным оказалось соединение 6, содержащее метиламидную группу, антибактериальная активность которого в 2 раза ниже фу-рацилина в отношении обоих изученных штаммов. Проведенные исследования
показали наличие низкой антибактериальной активности, однако анализ литературных данных говорит о перспективности поиска веществ с противовоспалительной, жаропонижающей и анальгетической активностью в рядах эфиров и амидов Ы-ацил-5-галогенантраниловых кислот [11, 12].
—--—
~ 20 ~
