Поліорганосилсесквіоксан з третинними аміногрупами як фунгіцидна речовина

Реферат: Поліорганосилсесквіоксан з третинними аміногрупами загальної формули: UA 118578 U (12) UA 118578 U як фунгіцидна речовина. UA 118578 U Корисна модель належить до кремнійорганічних сполук розгалуженої будови, а саме до суміші октаедральних поліорганосилсесквіоксанів (POSS) з третинними аміногрупами загальної формули: 5 10 15 20 25 як фунгіцидної речовини. Проблема ефективного захисту від ураження мікроскопічними грибами гумотехнічних виробів та матеріалів є актуальною, тому, що жоден існуючий фунгіцидний засіб, не є універсальним; постійно зростають запити охорони здоров'я; змінюються умови виробництва та сировинні можливості; підвищується увага суспільства до екологічної безпеки /1/. Відомі поліедральні олігомерні силсесквіоксани, що містять у своєму складі силсесквіоксанове ядро (SiO1.5)n та органічні замісники різної природи. Введення до їх органічної складової різних функційних груп дозволяє надавати специфічних фізико-хімічних властивостей, що робить їх перспективними для створення нових органо-неорганічних матеріалів. Відомі сполуки на основі POSS, що містять в органічному обрамленні аліфатичні четвертинні амонієві групи використовують для створення антимікробних покриттів /2, 3, 4/. Досліджені фунгіцидні властивості по відношенню до мікроскопічного гриба Pseudomonas aeruginosa полі(3(N-аміламмоніо)пропілсесквіоксанброміду, який був отриманий по реакції 3-N, N-диметил-N-n-октиламмоніопропілу з 3-хлорпропілзаміщеним полісилсесквіоксаном та кватернізованого POSS на основі октисиланового POSS та алілдиметиламіну. Зазначені сполуки проявляють фунгіцидну активність відносно вказаних грибів. Задачею корисної моделі є синтез суміші нових октаедральних поліорганосилсесквіоксанів з третинними аміногрупами (лінійної, розгалуженої та кубічної структури) як фунгіцидної речовини відносно широкого спектра мікроскопічних грибів. Поставлена задача вирішується синтезом поліорганосилсесквіоксанів загальної формули: 1 UA 118578 U 5 як фунгіцидної речовини відносно мікроскопічних грибів ряду Candida glabrata, Candida albicans, Candida krusei. Синтез вихідної суміші олігомерних силсесквіоксанів, що містять третинні амінні та гідроксильні групи, здійснювали реакцією амінопропілтриетоксисилану та гліцидолу при мольному співвідношенні компонентів 1:1. Реакцію проводили одну годину за кімнатної температури. , 10 2 UA 118578 U 5 10 15 20 25 30 Для отримання поліорганосилсесквіоксану проводили гідролітичну конденсацію додаванням до розчину метанолу водного розчину плавікової кислоти. До 44,55 г аддукту, отриманого за приведеною реакцією в 200 мл єюметанолу додавали 6,73 г водного розчину (3,3 %) плавикової кислоти. Реакцію проводять дві години за кімнатної температури, потім воду, етанол та метанол видаляють у вакуумі та продукт висушують за температури 40 °C. POSS за кімнатної температури є твердою прозорою речовиною. Знайдений і обчислений вміст гідроксильних груп в POSS-M становить відповідно 21,4 % та 25,5 %, знайдений і обчислений вміст третинного азоту - 4,9 % та 5,4 % відповідно. Суть корисної моделі пояснюється синтезом алкільованого POSS з третинними аміногрупами. До розчину 3,06 г (0,0107 г-екв) POSS в 6 мл ДМСО додавали 2,37 г (0,0107 г-екв) С10Н21Вr в 2 мл ДМСО. Реакцію проводили за температури 80 °C протягом 32 годин. Далі розчинник видаляли при зниженому тиску, отриманий продукт промивали ацетонітрилом і висушували у вакуумі за температури 60 °C. Алкільований POSS є за кімнатної температури -1 в'язкою речовиною коричневого кольору. Вихід: 3,79 г (69 %). ІЧ: ν Si-O-Si (1043 см ), ν C-H -1 -1 зв'язків СН2 і СН3 груп (2832-2991 см ), δ С-Н зв'язків СН2 і СН3 груп (1462 см ), ν О-Н зв'язків -1 1 (3018-3690 см ). Н ЯМР (DMSO-d6): 0,69 м.д. ([SiO1,5]n-CH2-), 0,86 м.д. (-СH3), 1,25 м.д. + + + (СH3(CH2)7-), 1,77 м.д. (=N -CH2-CH2-), 3,18 м.д. (=N -CH2-CH2-), 3,38, 3.48 м.д. (=N -CH2-CH(OH), -СH2ОН, -СН2ОH, -СН(ОH)-), 4,03 (-СH(ОН)-). Фунгіцидну активність синтезованого поліорганосилсесквіоксану з третинними аміногрупами визначали щодо клінічних ізолятів грибів Candida glabrata, Candida albicans, Candida krusei. Дану сполуку досліджували диско-дифузійним методом на твердому поживному середовищі. 5 Концентрація суспензії досліджуваних мікробних культур (інокуляту) становила 1•10 колонієутворюючих одиниць в 1 мл (КУО/мл) культуральної рідини. Об'єм інокуляту на чашках Петрі складав 0,2 мл. Сполуку у вигляді розчину концентрацією 0,1, або 1,0 % у воді і об'ємом 0,02 мл наносили на стандартні паперові диски (6 мм в діаметрі). Інкубацію проводили протягом 18 год. за температури +37 °C. Антимікробну активність виражали за діаметрами зон затримки росту (мм) мікроорганізмів. Результати дослідження фунгіцидної активності сполуки відносно мікроскопічних грибів наведені в таблиці. Таблиця Фунгіцидна активність поліорганосилсесквіоксану з третинними аміногрупами відносно мікроскопічних грибів Зразок Розчинність Конц. приклад 1 Н2О 1% 0,5 % 0,1 % Мікроскопічні гриби, діаметр затримки, мм С alb. АТСС С. alb. С. glabr. С. krusei 12 10 38 24 10 9 20 18 8 8 13 12 3 UA 118578 U 5 10 15 Для відомого полі(3(N-аміламоніо)пропілсесквіоксанброміду фунгіцидні властивості по відношенню до мікроскопічного гриба Pseudomonas aeruginosa проявляються при концентрації 160-5000 мг/мл. З наведених у табл. даних видно, що досліджений поліорганосилсесквіоксан з третинними аміногрупами проявляє високу фунгіцидну активність до мікроскопічних грибів Candida glabrata, Candida albicans, Candida kruse. Джерела інформації: 1. Билай В.И., Пидопличко Н.М. Токсинобразующие микроскопические грибы - К.: Наукова думка, 1970. - С. 104-132. 2. Synthesis and antimicrobial activity of quaternary ammonium-functional ized POSS (Q-POSS) and polysiloxane coatings containing Q-POSS / P. Majumdar, E. Lee, N. Gubbins, Sh.J. Stafslien, J. Daniels, C.J. Thorson, B.J. Chisholm // Polymer. - 2009. - 50. - P. 1124-1133. 3. Antimicrobial activity of polysiloxane coatings containing quaternary ammonium-functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane / P. Majumdar, J. He, E. Lee, A. Kallam, N. Gubbins, Sh.J. Stafslien, J. Daniels, B.J. Chisholm // J. Coat. Technol. Res. - 2010. - 7, № 4. - P. 455-467. 4. Polysilsesquioxanes and oligosilsesquioxanes substituted by alkylammonium salts as antibacterial biocides / J. Chojnowski, W. Fortuniak, P. Rosмciszewski, W. Werel, J.Lukasiak, W. Kamysz, R. Halasa // Journal of inorganic and organometallic polymers and materials. - 2006. - 16, № 3. - P. 219-230. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Поліорганосилсесквіоксан з третинними аміногрупами загальної формули: 25 як фунгіцидна речовина. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4