Синтез и противомикробная активность гидразонов акридона

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Синтез и противомикробная активность гидразонов акридона

Синтез и противомикробная активность гидразонов акридона

Производные 9-аминоакридина являются одним из наиболее изученных классов гетероциклических соединений с точки зрения их биологической активности. К этому классу относятся антисептик риванол, противомалярийный препарат акрихин, противоопухолевые агенты амсакрин и нитракрин. Для бис-акридинилгидразидов показана противовирусная активность. Многие аминоакридины обладают значительным противомикробным потенциалом.

Ранее было обнаружено, что гидразоны акридона являются интеркаляторами ДНК средней силы и эффективно ингибируют матричные функции ДНК в условиях ПЦР, являются эффективными противовирусными и интерферониндуцирующими агентами. В связи с этим, в рамках рабочей гипотезы о потенциальной активности интеркаляторов относительно любых объектов – носителей доступной ДНК, было выдвинуто предположение о наличии у гидразонов акридона противобактериальной активности.

В связи с этим целью работы был ресинтез семи N,N-диалкиламиноацетилгидразонов акридона, отработка метода получения новых, ранее не описанных  акридинилгидразонов N,N-диалкилгамма-аминомасляной кислоты и изучение их противобактериальной активности.

Описаный в литературе способ получения 9-хлоракридина, в ос­но­ве которого лежит циклизация N-фенилантраниловой кислоты под действием 8-крат­ного избытка хлорокиси фосфора при кипячении, имеет ряд серьезных не­дос­тат­ков, таких как образование большого количества смолистых примесей и неути­ли­зи­руемых отходов и сильная экзотермичность реакции, делающая круп­но­масш­таб­ные наработки (более 150 г) 9-хлоракридина опасными. При этом, согласно литера­туре, выходы составляют 65 – 75 %.

Нами был разработан более удобный и безопасный способ по­лу­чения 9-хлоракридина, основными достоинствами которого являются повыше­ние выхода, считая на N-фенилантраниловую кислоту, и уменьшение смоло­обра­зо­вания.

На первой стадии из N-фенилантраниловой кислоты получают акридон с выходом 90 – 95 %. Следует отметить, что, независимо от степени чистоты N-фенил­антра­ни­ло­вой кислоты, акридон получается хроматографически чистым непо­средственно из синтеза и последующая его трансформация в 9-хлоракридин про­ходит без образования побочных продуктов.

9-Хлоракридин получают на второй стадии (дезоксихлорировании), которую проводят твердофазным методом – спеканием тонкорастертой смеси акридона с расчетным количеством пентахлорида фосфора при 110 – 130 oC в течение 2 часов. Полу­чен­ный после охлаждения твердый конгломерат растирают в тонкий порошок в ша­ровой мельнице, который затем с помощью механической мешалки пере­меши­ва­ют с концентрированным раствором аммиака. Последующие фильтрование, про­мыв­ка, высушивание и экстракция сухого остатка хлороформом приводят к 9-хлор­акридину с выходом 65 – 75 %. Сухой остаток после экстракции че­ты­рех­хло­рис­тым углеродом представляет собой чистый акридон (получается с выходом 25 – 32 %), который может быть повторно использован. Таким образом, общий вы­ход 9-хлор­ак­ри­дина в расчете на N-фенилантраниловую кислоту составляет 83 – 89 %.

Синтез 9-метоксиакридина проводится кипячением в смеси 60 %-го водного раствора гидроксида калия и метанола в течение 8 ч. Избы­ток метанола удаляют, реакционную массу разлагают водой, фильтруют с после­дующей промывкой осадка водой, высушивают и перекристаллизовывают сырой продукт из петролейного эфира. В качестве побочного продукта с выхо­да­ми 10 – 15 % образуется акридон, который может быть повторно исполь­зо­ван для получения 9-хлоракридина. Таким образом при незначительном снижении выхо­дов (75 – 80 %) достигается снижение стоимости и повышение безопасности.

Обработка ранее полученных эфиров N,N-диалкилированого глицина действи­ем гидразингидрата в метаноле приводила к гидразидам  с хорошими выходами.

Обработкой g-бутиролактона тионилхлоридом в присутствии хлористого цинка с последующим метанолизом хлорангидрида получали метиловый эфир. Замена галогена по Финкельштейну приводила к иодоэфиру, обработкой которого избытком вторичного амина с последующим гидразинолизом аминоэфира получали гидразид. Замещение атома хлора в хлорэфире на диэтиламиногруппу приводило к смеси продуктов, в которой доминирующим по данным ТСХ был амид.

Чистоту гидразидов контролировали методом ТСХ на пластинках Silufol UV-254; строение – данными ИК-спектроскопии и масс-спек­трометрии.

В масс-спектрах гидразидов имеются пики мо­ле­кулярных ионов низ­кой интенсивности. Наиболее характерным расщеплением мо­ле­кулярного ио­на яв­ляется разрыв b-связи аминоацильного остатка и связи N–N гид­ра­зина.

В ИК-спектрах гидразидов по сравнению со спектрами эфиров отсутствует полоса при 1730 – 1735 см-1 (карбонильная группа сложного эфира), но появля­ет­ся полоса при 1650 см-1 (карбонильная группа гидразида). В области 3200 – 3450 см-1 (с максимумом при 3350 – 3370 см-1) появляется интенсивная широкая полоса с “плечами”, соответствующая валентным колебаниям связей N–H различной степени и вида ассоциации.

Гидразоны акридона   получа­ли дей­ст­вием 9-метоксиакридина на гидразиды в кипящем метаноле. Следует отметить, что продукты  8 и 9 были получены с умеренными вы­хо­дами в связи с хорошей растворимостью в большинстве орга­ни­чес­ких растворителей и, как следствие, заметными потерями веществ при полу­чении и очистке.

В масс-спектрах гидразонов акридона имеются пики молекулярных ионов низ­кой ин­тенсивности. Наиболее характерным расщеплением молекулярного ио­на яв­ляется раз­рыв b-связи аминоацильного остатка и связи N–N гидразина.

В ИК спектрах акридинилированных продуктов в области 3200 – 3450 см-1 наблюдаются две полосы: узкая интенсивная полоса при 3410 – 3420 см-1 и широкая сложная полоса с несколькими “плечами” при 3150 – 3300 см-1. Эти полосы соответствуют колебаниям внутри- и межмолекулярно ассоциированных N–H связей.  Кроме того, в спектре наблюдаются полосы при 1460 – 1465 см-1, 1540 – 1555 см-1 и 1600 – 1610 см-1, характерные для колебаний ароматических и гетеро­аро­ма­тических систем, а также полоса, соответствующая валентным ко­ле­баниям карбонильной груп­пы 1655 – 1675 см-1).

В спектрах 1H-ЯМР конечных продуктов наблюдаются резо­нанс­ные сигналы протонов “ароматической ” и “алифатической” частей молеку­лы, соот­но­шение интегральных интенсивностей которых соответствует расчет­ному.

Противомикробная активность была изучена сотрудником Киевского института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного к.б.н. Тимошок Н.М.

Основным показателем противобактериальной активности препаратов была бактериостатическое действие относительно Staphylococcus aureus 209p. Известно, что штамм Staphylococcus aureus 209p чувствителен к антибиотикам.  Кроме того, в литературе имеются данные,  согласно которых такое производное акридина как Акридиновый желтый обладает выраженной противомикробной активностью относительно этого штамма.

Из приведенных данных следует, что гидразоны акридона способны ингибировать рост бактерий и проявлять бактериостатическую активность в низких концентрациях, почти в 100 раз меньших, чем препарат сравнения Акридиновый желтый. Наиболее активными бактерицидными препаратами являются соединения с морфолином и пирролидином в качестве третичного амина, а наименее активное соединение – с фрагментом пиперидина.

Таким образом, причинно-следственная связь между структурой гидразонов акридона и их способностью ингибировать размножение микроорганизмов заключается в способности этих соединений интеркалировать в ДНК микро­организмов, следствием чего является ингибирование репликации и транскрипции, без которых размножение микроорганизмов невозможно.

Дополнительным аргументом в пользу этого предположения служит хорошее соответствие между способностью соединений ингибировать вирусную репродукцию и их противомикробным действием. Для двух разных инфекционных агентов такая взаимосвязь возможна, по-видимому, только в том случае, если у обоих агентов имеется одна и та же мишень. Такой мишенью изучаемых веществ для обоих инфекционных агентов является их геном.

ВЫВОДЫ:

В результате проделанной работы:

1. Осуществлен ресинтез семи N,N-диалкиламиноацетилгидразонов акридона и показано, что они являются высокоэффективными противобактериальными препаратами с бактериостатическими концентрациями в диапазоне 3.1 – 12.5 мкг/мл, что почти в 100 раз ниже, чем у препарата сравнения Акридинового желтого (400 мкг/мл). 

2. Отработан метод получения акридинилгидразонов N,N-диалкилгамма-аминомасляной кислоты. Синтезировано два неописанных ранее соединения и доказана их структура набором спектральных методов.

3. Показано, что способность веществ ингибировать вирусную репродукцию кореллирует с их противобактериальным действием.