Солі тієно[3′,2′:5,6]піримідино[2,1-b][1,4,3] тіаселеназин-12-ію, що мають антимікробну активність

Солі тієно[3',2':5,6]піримідино[2,1-b][1,4,3]тіаселеназин-12-ію, загальної формули (І, II): R3 Br Se CHBr II , де R1=R2=CH3; R1+R2=(CH2)4. R3=H, CH3, C6H5. Hal=Cl, Br, що мають бактерицидну та бактеріостатичну активність по відношенню до грампозитивних та грамнегативних мікроорганізмів. Se (13) Hal N Br U N Hal S S I 53671 CH2Hal , Корисна модель належить до органічної хімії, а саме до солей тієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-12-ію, загальної формули (І, II): R1=R2=CH3; R1+R2=(CH2)4. R3=H, CH3, C6H5. Hal=Cl, Br. що мають бактерицидну та бактеріостатичну активність по відношенню до грампозитивних й грамнегативних мікроорганізмів. Відомі бактерицидні речовини, які містять в своєму складі фрагмент тієнопіримідину, але вони характеризуються складним багатоступінчатим синтезом й помірною антимікробною активністю [1, 2]. Найбільш близькими за технічною сутністю до заявляємих є калієві й натрієві солі 2-меркапто-4оксотієно[2,3-d]піримідину, які характеризуються низькою токсичністю, і які володіють високою бактерицидною й бактеріостатичною активністю [3]. Ці солі характеризуються простотою синтезу, низькою токсичністю і є активними лише по відношенню до грампозитивних мікроорганізмів, тобто, вони (11) S S N UA R2 N R2 R3 (19) O R1 O R1 3 не виявляють антимікробну активність по відношенню до грамнегативних мікроорганізмів. Завданням корисної моделі є створення речовин класу тієнопіримідину, а саме конденсованих селеновмісних тієнопіримідинів, які мають бактерицидну та бактеріостатичну активність по відношенню до всіх прокаріотичних мікроорганізмів, а особливо збудників нозокоміальних госпітальних інфекцій. Поставлене завдання досягається синтезом та використанням солей тієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-12-ію (І, II), загальної формули: R1=R2=CH3; R1+R2=(CH2)4. R3=H, CH3, C6H5. Hal=Cl, Br. що мають бактерицидну та бактеріостатичну активність по відношенню до грампозитивних й грамнегативних мікроорганізмів. Суть корисної моделі досягається наступними прикладами: Приклад 1. Загальна методика одержання похідних 1галогено-2-галогенометил-1-феніл-6оксотієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-10-ій галогенідів 6-12. До розчину 0.015 моль тіоетеру (1-5) (синтез описано в роботі [4]) в 20 мл сухого хлороформу або оцтової кислоти, при перемішуванні, протягом 30 хвилин прикрапують розчин 0.015 моль фенілселентригалогеніду в 25 мл хлороформу або оцтової кислоти. Перемішування продовжують 4 години при температурі 15-20°С. Потім до розчину добавляють 30 мл безводного діетилового етеру. Утворений осад цільового продукту (6-12) відфільтровують, промивають діетиловим етером і сушать у вакуум-ексикаторі над фосфорним ангідридом протягом 2 діб. Загальна схема синтезу. R1=R2=CH3; R1+R2=(CH2)4. R3=H, CH3, C6H5. Hal=Cl, Br. 53671 4 Склад сполук (6-12) підтверджено даними елементного аналізу; будову доведено методом інфрачервоної спектроскопії (ІЧ) в таблетках калій броміду та методом спектроскопії протонного магнітного резонансу (ПМР) високого розрішення (300 МГц). 1-Хлоро-2-хлорометил-7,8-диметил-1,5дифеніл-6-оксо-2,3,5,6-тетрагідротієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-10-ій хлорид (6). Кристали білого кольору. Вихід 72 %, Ттопл. 108-110°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1720. Спектр ПМР в CHCl3-D (δ, м.ч., J, Гц): 2.46 с (6Н, 2СН3, 12); 3.71, 4.12 2д (2Н, СН2, 10.5, 12.9); 4.42 2д, 4.71 м (2Н, СН2, 12.6); 6.59 м (1Н, СН); 7.397.95 м (10Н, 10СН). Знайдено, %: С 46.62; Н 3.51; N 4.63. C23H21Cl3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 46.72; Н 3.55; N 4.74. 1-Бромо-2-бромометил-1,5-дифеніл-6-оксо2,3,5,6,7,8,9,10-октагідробензо[b]тієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-12-ій бромід (7). Кристали жовтого кольору. Вихід 73 %, Ттопл. 144-146°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1720. Спектр ПМР в CHCl3-D (δ, м.ч., J, Гц): 1.85 м (4Н, 2СН2); 2.87 м (4Н, 2СН2); 3.76, 4.05 2д (2Н, СН2); 4.31 д, 4.85 м (2Н, СН2); 6.58 м (1Н, СН); 7.36-7.85 м (10Н, 10СН). Знайдено, %: С 39.80; Н 2.98; N 3.61. C25H23Br3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 39.99; Н 3.07; N 3.73. 1-Бромо-2-бромометил-5,7,8-триметил-6-оксо1-феніл-2,3,5,6тетрагідротієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-10-ій бромід (8). Кристали жовтого кольору. Вихід 70 %, Ттопл. 126-128°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1715. Спектр ПМР в CHCl3-D (δ, м.ч., J, Гц): 2.44 с (6Н, 2СН3); 3.70 с (3Н, СН3); 3.95, 4.02 д (2Н, СН2); 4.26 д, 5.03 м (2Н, СН2); 6.49 м (1Н, СН); 7.28-7.84 м (5Н, 5СН). Знайдено, %: С 32.54; Н 2.68; N 4.10. C18H19Br3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 32.62; Н 2.87; N 4.23. 1-Бромо-2-бромометил-7,8-диметил-6-оксо-1феніл-2,3,5,6-тетрагідротієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1-b][1,4,3]тіаселеназин10-ій бромід (9). Кристали жовтого кольору. Вихід 64 %, Ттопл. 198-200°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1720. Спектр ПМР в ДМСО-D6 (δ, м.д., J, Гц): 2.37 с (6Н, 2СН3, 9.3); 3.64, 3.93 2д (2Н, СН2); 4.04 м (2Н, СН2); 5.47 м (1Н, СН); 7.25-7.75 м (5Н, 5СН). Знайдено, %: С 38.54; Н 2.81; N 4.03. C223H21Br3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 38.11; Н 2.90; N3.87. 1-Бромо-2-бромометил-6-оксо-1-феніл2,3,5,6,7,8,9,10-октагідробензо[b]тієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-12-ій бромід (10). Кристали жовтого кольору. Вихід 72 %, Tтопл.. 122-124°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1720. Спектр ПМР в СНСl3-D (δ, м.ч., J, Гц): 1.89 м (4Н, 2СН2); 2.84 м (4Н, 2СН2); 3.88, 4.16 2м (2Н, СН2); 4.73 м (2Н, СН2); 5.72 м (1Н, СН); 7.37 м (3Н, 3СН); 7.85 м (2Н, 2СН). Знайдено, %: С 33.60; Н 2.66; N 5 53671 4.05. C19H19Br3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 33.82; Н 2.82; N 4.15. 1-Бромо-2-[(E)-1-бромометиліден]-7,8диметил-6-оксо-1-феніл-2,3,5,6/ / тетрагідротієно[3 ,2 :5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-10-ій бромід (11). Кристали жовтого кольору. Вихід 56 %, Ттопл. 154-156°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1720. Спектр ПМР в CHCl3-D (δ, м.ч., J, Гц): 2.38 с (6Н, 2СН3); 4.96 роз. с (2Н, СН2); 7.40 с (1Н, =СНВr); 7.21-7.50 м (5Н, 5СН). Знайдено, %: С 31.52; H 2.30; Вr 37.09; N 4.29. C17H15Br3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 31.58; Н 2.32; Вr 37.15; N 4.33. 1-Бромо-2-[(E)-1-бромометиліден]-1,5дифеніл-6-оксо-2,3,5,6,7,8,9,10октагідробензо[b]тієно[3/,2/:5,6]піримідино[2,1b][1,4,3]тіаселеназин-12-ій бромід (12). Кристали жовтого кольору. Вихід 61 %, Ттопл. 156-158°С (хлороформ). ІЧ спектр ( , см-1): 1730. Спектр ПМР в CHCl3-D (δ, м.ч., J, Гц): 1.86 м (4Н, 2СH2); 2.76, 2.91 м (4Н, 2CН2); 4.81 роз. с (2Н, СН2); 7.48 с (1H, =CHBr); 7.30-7.40 м (3Н, 3СН); 7.60 м (5Н, 5СН), 7.75 м (2Н, 2СН). Знайдено, %: С 40.05; Н 2.76; Вr 31.97; N 3.69. C25H21Br3N2OS2Se. Вирахувано, %: С 40.10; Н 2.81; Вr 32.08; N 3.74. Для дослідження бактерицидної та бактеріостатичної активності синтезованих сполук (6-12) по відношенню до запатентованих музейних штамів грампозитивних й грамнегативних мікроорганізмів, які зберігаються на кафедрі мікробіології, вірусології, імунології з курсом інфекційних хвороб медичного факультету ДВНЗ УжНУ використовували Staphylococcus aureus АТСС 25923, Sarcina flava, Pseudomonas aeruginosa АТСС 27853, Escherichia coli ATCC 25922; Bacillus subtilis 934; Klebsiella pneumoniae 5056, Klebsiella oxytoca ATCC 13182, Candida albicans ATCC 663-885, та 34 клінічні ізоляти із множинною стійкістю до антибіотиків, серед яких 9 належали до Staphylococcus spp., 17 Klebsiella spp., 5 - Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa - 3. Синьогнійну паличку культивували на м'ясо-пептонному агарі (МПА), для культиву 6 вання кишкової застосовували середовище Ендо, грампозитивні кокові - на жовтково-яєчному агарі (ЖСА), кандіди вирощували на середовищі Сабуро [5]. Для визначення чутливості мікроорганізмів до новосинтезованих речовин використовували метод двократних серійних розведень в рідкому поживному середовищі, яке є оптимальним для росту тест-мікроорганізмів [6]. Під час дослідів ставили контроль середовища на стерильність, контроль розчинника. Досліди проводили у 3-х повторах, отримані результати обробляли математично. Оптимальний час дії вказаної речовини за певних концентрацій визначали через 15 та 30 хвилин шляхом висіву на чашки Петрі з середовищем МПА, ЖСА, Сабуро чи Ендо за методом Yould [7]. Мікробне число (МЧ) - визначали за числом колоніеутворюючих одиниць (КУО/мл), тобто враховувалися всі бактерії, що вижили після такої обробки і виростали на чашці з агаром через 24 години інкубації при температурі 37°С за методом [5]. Мінімальну інгібуючу концентрацію (МІК) сполук (6-12) щодо грампозитивних й грамнегативних мікроорганізмів визначали методом розведень в агаризованованому середовищі. Мінімальною пригнічувальною концентрацією вважали ту найменшу концентрацію сполук в середовищі, за якої ріст мікроорганізмів на МПА був відсутній. Суспензії добових тест-культур готували у стерильному фізіологічному розчині NaCl, концентрацією 109 кл/мл та в об'ємі 0.3 мл вносили у лунки реплікатора, після чого висівали паралельно на три чашки Петрі відповідно до схеми експерименту. Результати обраховували через 24 години культивування бактерій за температури 37°С. Як контроль використовували середовище МПА без додавання синтезованих сполук (6-12). Результати порівняльної оцінки чутливості культур - представників грампозитивних й грамнегативних мікроорганізмів представлено в таблиці. Таблиця Антимікробна активність сполук (6-12) щодо грампозитивних та грамнегативних мікроорганізмів (КУО) Вид бактерій Staphylococcus aureus АТСС 25923 Staphylococcus albus Sarcina flava Candida albicans ATCC 653-885 Bacillus subtilis 934 Klebsiella pneumoniae 5056 Klebsiella oxytoca ATCC 13182 Pseudom. aeruginosa ATCC 27853 Escherichia соlі ATCC 25922 6 7 8 Грампозититивні мікроорганізми 1 27 17 0 5 0 0 4 0 18 42 13 CP CP CP Грамнегативні мікроорганізми 7 CP 159 0 CP 92 268 0 0 21 CP 6 Сполука 9 10 11 12 260 185 6 92 CP 12 18 2 34 CP 38 12 6 10 410 8 1 7 94 375 57 32 204 0 5 2 54 16 2 11 48 106 8 16 18 130 Примітка: у таблиці наведено зведені дані після висіву культури на 3-х чашках Петрі: концентрація сполук (6-12) складає 300 мкг/мл; Е - еталон порівняння - ДМСО; СР - суцільний ріст бактерій. 7 53671 Як видно із таблиці, всі сполуки (6-12) виявили високий антимікробний ефект по відношенню до сапрофітних мікроорганізмів - Sarcina flava. Для грибка роду Candida, який є стійким навіть до антибіотиків III-IV покоління сполуки (6, 8, 11) виявили теж високу активність. Сполуки (9, 12) проявили помірну бактерицидну дію, затримуючи ріст на одну добу і МЧ виявилось відповідно 92 й 94 колонієутворювальних одиниць в 1 мл. Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 - паличка синьо-зеленого гною, виявилась на 100 % чутливою до сполук (7, 8), бактеріостатичну дію (МЧ 54) проявили також речовини (10, 11, 12), негативний результат відмічено при дії сполук (6, 9), де МЧ становило 268 та 204 колоніеутворювальних одиниць в 1 мл. Речовина (7) виявилась нейтральною для росту і розмноження Escherichia соlі АТСС 25922, сполука (9) повністю пригнітила ріст даних бактерій, а речовини (6, 8, 10) виявили високу бактеріцидну дію. Капсульні бактерії роду Klebsiella виявилися стійкими до дії на них сполуки (7); високочутливими із МЧ відповідно 2 та 0, виявились речовини (6, 10) для Klebsiella oxytoca і з МЧ 15 та 7. Для Klebsiella pneumoniae 5056 високу бактеріостатичну дію також проявили речовини (11, 12). Для золотистого стафілококу (Staphylococcus aureus АТСС 25923) високу бактерицидну дію проявили сполуки (6, 12), а для білого стафілококу (Staphylococcus albus) аналогічну дію проявили сполуки (6, 7, 8, 10). Речовина (9) виявила низьку антимікробну дію по відношенню до обох видів стафілококів. Спорові бактерії Bacillus subtilis 934 виявилися зовсім нечутливими щодо даних концентрацій дослідних речовин. Як бачимо дія сполук (6-12) на різні штами є не однаковою за ступенем пригнічення життєдіяльності мікроорганізмів, але спостерігається загальна закономірність щодо дії даних речовин на збудників одного й того ж виду. Більшість із них має широкий спектр антимікробної активності, активно пригнічує ріст музейних штамів і клінічних ізолятів умовно патогенних мікроорганізмів з множинною стійкістю до антибіотиків. В результаті цього постає питання про розробку комплексних лікарських препаратів, адже в лікарнях дані мікроорганізми перебувають в основному в складі стій Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 8 ких мікробних ценозів, про що свідчать проведені нами дослідження. Таким чином, позитивний ефект корисної моделі полягає в розширенні асортименту антимікробних препаратів, які мають високу активність по відношенню до прокаріотних мікроорганізмів, як музейних так і свіже виділених штамів. Пропоновані сполуки можуть бути використані для створення нових засобів дезінфекції, як антисептики для боротьби з патогенними мікроорганізмами, збудниками госпітальних інфекцій. Джерела інформації: 1. El-Feky S.A., Abd El-Samii Z.K., Jaeda M.I. Thieno[2,3-d]pyrimidines as potential antimicrobial agents. // Zhonghua Yaoxue Zazhi. - 1993. - Vol. 45. № 1. - P. 15-20. 2. Russo F., Santagati N.A., Venturini R., Spampinato S. Synthesis and pharmacological activity of 2-alkylthiosubstituted thieno[2,3d]pyrimidin-4-ones and 5H-pyrimido[5,4-6]indol-4one. // Pharmazie. - 1990 - Bd. 45. - № 7. - S. 493495. 3. Sharga B.M., Chapesh A.V., Tindik L.M., Slivka M.V., Plesha M.V., Nikolaychuk V.I., Maga I.M., Chripak S.M. Study of new organic compounds, the derivates of thieno[2,3-d]pyrimidin-4-ones and 1,3-thiazolin-4-one for antimicrobial activity against microbes isolated from man, animals and plants and against halobacteria. // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Біологія. - В. 22. - 2008. c. 99-103. - Прототип. 4. Хрипак С.М., Якубец В.И., Мигалина Ю.В., Козьмин А.С., Зефиров Н.С. Тиазоло (оксазоло) тиено[b]пиримидины: получение из 2-аллилтио(окси)тиено[2,3-d]пиримидинов и гидролиз. // ХГС. - 1989. - № 3. - c. 413-418. 5. Биргер М.О. Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования. - М.: Медицина, 1982. - 264 с. 6. Авдеева Л.В., Овруцький В.М., Козлов С.H. та співав. Скринінг антимікробної активності нових хімічних сполук. Актуальные проблемы медицины и биологии. 2000 г., № 2, c. 298-302. 7. Yauld J.P. Quantity аnd anality in the diagnosis or ururory troot infection. // Brit. J. Urol. - 1965. - V. 37, № 1. - P. 7-12. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601