Д.х.н. Гаджилы Р.А.¹, к.м.н. Зейналова С.К.², д.м.н. Караев З.О.²,

к.х.н. Алиев А.Г.¹, м.н.с. Караева А.Р.¹, к.ф.х. Ибрагимов Р.И.².

¹Институт полимерных материалов НАН Азербайджана,

²Азербайджанский медицинский университет

Поиск новых антимикробных средств в ряде

производных пиррола

Ядро пиррола встречается в составе некоторых природных физиологически активных соединений. Так например, ядро пиррола и продукты его восстановления содержатся в молекулах гемоглобина, порфиринов, пигментов желчи, алкалоидов а также некоторых аминокислот. Они выполняют в организме жизненно важные физиологические функции. Производные пиррола находят широкое применение в медицинской практике в качестве лекарственного средства. Так например, тавегил, пирацетам, гемодез и др. являются производными пиррола [1]. Функциональнозамещенные пиррола применяются в тонком органическом синтезе для получения новых представителей пиррола, а также их конденсированных производных [2].

С целью получения новых производных пиррола гетероциклизацией 1-алкил(фенил)-4-бром-2-бутен-1-онов с первичными аминами и синтезированы ранее неописанные производные пиррола изучена их антимикробная активность.

Установлено, что взаимодействие 1-алкил(фенил)-4-бром-2-бутен-1-онов 1 а-г с 2-аминофенолом в водно-спиртовой среде в присутствии эквимольярного К₂СО₃ (для связывания выделившегося НBr), при температуре 75-80°С в течение 7 ч приводит к получению 2-алкил(фенил)-1-(2-гидроксифенил)пирролов 2 а-г 63-72%-ными выходами. А в случае бромкетонов 1 а-г с трехкратными 25%-ным водным раствором метиламина в среде этанола при температуре 25-30°С в течение 8 ч приводит к получению 2-алкил(фенил)-1-метилпирролов 3 а-г с 57-67%-ными выходами.

2а-г 1а-г 3а-г

R^1-3= Me(a); Et(б); Pr(в); Ph(г).

4-Бром-2-бутен-1-бутен-1-оны 1а-г содержат в своих молекулах три электрофильных центра, поэтому, при взаимодействии с первичными аминами возможны различные направления нуклеофильной атаки.

Характеристики пирролов 2.3 а-г Табл.1

Соедине- ния	Т.кип.,^0С (мм рт. ст.)			Брутто- формула	Найдено, % Вычислено, %			Выход, %
					C	H	N
2а	41-42/22	1,4925	0,9084	C6H9N	76,79 75,80	9,70 9,47	15,32 14,74	72
2б	54-56/22	1,4890	0,9007	C7H11N	76,17 77,06	10,27 10,09	13,09 12,84	69
2в	51-53/8	1,4870	0,8966	C8H13N	78,93 78,05	10,69 10,56	11,47 11,38	66
2г	82-83/5	1,5253	0,9200	C11H11N	82,98 84,08	7,15 7,00	9,04 8,92	63
3а	117-118/3	1,5810	1,0145	C11H11NO	77,24 76,30	6,50 6,36	8,23 8,09	67
3б	123-125/3	1,5775	1,0017	C12H13NO	77,98 77,00	7,12 6,95	7,60 7,49	64
3в	132-134/4	1,5440	0,9905	C13H15NO	76,80 77,61	7,61 7,46	7,10 6,96	60
3г	159-161/3	вязкий жидкость	_	C16H13NO	80,48 81,70	5,67 5,53	6,10 5,96	57

Наиболее вероятно, что первоначально происходит нуклеофильное замещение атома брома на аминогруппу с образованием непредельного аминокетона. Затем, аминокетон, за счет внутримолекулярной атаки по углеродному атому карбонильной группы не поделённой парой электронов атома азота и подвижным водородом с одновременным смещением краткой связи и выделением воды, циклизуется в пирролы. Возможно и другое направление реакции-путем атаки амина на карбонильную группу соединения 1 а-г с образованием промежуточное основания Шиффа, циклизация которого в пирролы невозможна.

Структура и состав синтезированных 2,3 подтверждена данными ИК- и ЯМР ¹Н спектроскопии, а также элементным анализом.

Спектры ЯМР ¹Н пирролов Табл.2

Соеди-нение	Химические сдвиги, δ, м.д.(J, Гц)
	Н-3, м	Н-4, м	Н-5, м	ОН, С	СН3, С	, м	R^1,4
2 а	5.60	6.00	6.62	5.20	–	6.75-7.30	2.20 с
2 б	5.75	6.15	6.70	5.10	–	6.80-7.33	1.50 т,2.75 к
2 в	5.70	6.20	6.43	5.35	–	6.70-7.45	0.85т,1.52 к 2.35 т
3 а	5.68	6.10	6.65	–	3.40	–	2.15 с
3 б	5.75	6.00	6.55	–	3.45	–	1.45т,2.70 к.
3 в	5.70	6.20	6.70	–	3.50	–	0.80т-1.58 квин.,2.40 т.
3 г	5.64	6.05	6.65	–	3.34	–	7.25-7.80 м

В ИК спектрах соединений 2,3 наблюдаются характерные полосы поглощения при 3400-3440 ( γ_ОН ), 3010-3100(γ_=СН), 1470-1580 (γ_с=с) 1100-1170( δ_=СН) , что хорошо согласуется литературными данными [3].

В ЯМР ¹Н спектрах присутствуют характерные [4] три мультиплетные сигналы протонов пиррольного ядра при 5.50-5.75; 5.80-6.20 и 6.30-6.70 м.д.(3Н, 3СН ядра) соответственно в положении 3,4 и 5 синглетные протоны группы ОН (5.10-5.50 м.д.) а также протоны R радикала и фенильной группы.

Таким образом, реакцией 1-алкил(фенил)-4-бром-2-бутен-1-онов с первичными аминами разработан рациональный способ получения производных пиррола, которые являются потенциально биологически активными соединениями.

Экспериментальная часть

ИК спектры получали на Фурье-спектрофотометре Prоtеgе-460 Nikolet c использованием тонкого слоя. Спектры ЯМР ¹Н регистрировали на спектрометре Tesla Bs-567(100Mгц), внутренний стандарт ГМДС (δ 0.05 м.д.). Растворитель СCl₄. Чистоту синтезированных соединений контролировали методом ТСХ на пластинках Silufol UV-254.

Исходные 4-бром 2-бутен-1-оны получали по методике [2]

1-Алкил(фенил)-1-(2-гидроксифенил)пирролы 2 а-г. К смеси 2.3 г (25 ммоль) 2-аминофенола и 1.8 г (0.013 моль) К₂СО₃ в 50 мл воды при перемешивании прибавляют по каплям 25 ммол соответствующего кетона 2 а-г растворенного в 30 ммол этанола при температуре 75-80°С в течение 7 ч. После охлаждения ее промывают 50 мл насыщенного водного раствор NaCl, затем 2 раза по 30 мл экстрагируют эфиром, объединенные вытяжки сушат MgSO₄. После отгонки растворителей остаток перегоняют в вакууме.

2-Алкил(фенил)-1-метилпирролы 3 а-г. К раствору 7.7 мл (75 ммол) 25%-ного водного раствора метиламина при перемешивании прибавляют по каплям 25 ммоль соответствующего кетона 1 а-г растворенного в 30мл этанола при температуре 25-30°С в течение 8 ч. По охлаждении реакционную массу промывают 2%-ным водным раствоом К₂СО₃. Далее поступают по вышеописанному методу.

Изучение антимикробной активности 2-алкил(фенил)-1-(2-гидроксифенил)пирролов 2 а-г и 2- алкил(фенил)-1-метилпирролов 3 а-г

Изучение антимикробной активности пирролов 2.3 а-г осуществлялось путем сравнения их с общеизвестными антимикробными средствами – этанолом, риванолом, фурациллином и нитрофунгином. Были использованы 1%-ными спиртовые растворы испытуемых пирролов.

Антимикробная активность пирролов 2,3 а-г была определена по методом путем серийных последовательных разведений в стерильной диетилированной воде по отношению к грамм-положителным бактериям (золотистый стафилококк, S. аureus), грамотрицательным бактериям (кишечная и синегнойная палочки, P. aeruginosa, E. coli) и грибам (кандида, C. Albicans). В качестве питательной среды для перечисленных микроорганизмов служили МПА с рН 7,2 (для бактерий) и среда Сабура (для грибов).

Разведение начинали с 400 мкг/мл в зависимости от активности соединений. Высевы проводились через 10, 20, 40 и 60 мин., длительность инкубации в термостате для бактерий при температуре 37°С составила 24 ч, а для грибов при 28°С - 48 ч. Результаты испытаний антимикробной активности пирролов 2,3 а-г приведены в табл.3.

Антимикробная активность пирролов 2,3 а-г Табл.3

Тест-культур	МПК испытуемых соединений мкг/мл
	2а	2б	2в	2г	3а	3б	3в	3г
S. аureus	33,3	40,0	33,3	28,6	66,6	66,6	50,0	40,0
P. aeruginosa	60,0	80,0	40,0	40,0	200,0	200,0	100,0	50,0
E. coli	200,0	200,0	100,0	100,0	400,0	400,0	200,0	125,0
C. Albicans	50,0	40,0	33,3	28,6	80,0	50,0	50,0	25,0

Как видно из табл. все испытанные соединения проявляют выражению антимикробную активность по отношению к бактериям S. аureus и грибу рода C. Albicans. Минимальная подавляющая концентрация (МПК) пирролов 2 а-г составляет; для S. аureus - 28,6-40,0 мкг/мл, для P. aeruginosa – 40,0-80,0 мкг/мл, для E. Coli – 100-200 мкг/мл, а для гриба C. Albicans – 28,6-50,0 мкг/мл. МПК пирролов 3 а-г составляет; для S. аureus - 40,0-66,6 мкг/мл, для P. aeruginosa – 50,0-200,0 мкг/мл, для E. Coli – 125-400 мкг/мл, а для гриба C. Albicans – 25,0-80,0 мкг/мл.

1-(2-Гидроксифенил)пирролы 2 а-г по сравнению с 1-метилпирролами 3 а-г проявляют высокую антимикробную активность что объясняется их структурными особенностями. Сочетание в молекулах пирролов 2 а-г фрагмента широко применяемого в медицине в качестве антимикробного средства фенола и природного бактерицида пиррола способствует усилению антимикробной активности пирролов 2 а-г, по сравнению с пирролами 3 а-г.

Синтезированные пирролы 2,3 а-г проявляют высокую антимикробную активность по сравнению с широко применяемыми в медицинской практике антимикробными средствам. Этанол, фурациллин и риванол при МПК 250-400 мкг/мл проявляют антимикробную активность против бактерий S. аureus, P. aeruginosa и E. Coli, а при 125-200 мкг/мл против гриба C. Albicans. Нитрофунгин проявляет антимикробную активность только против P. aeruginosa и C. Albicans при МПК 400 мкг/мл.

Литература:

1. М.Д. Машковский // Лекарственные средства. М.; Новая волна, 2008, 1025с.

2. Р.А. Гаджилы, Р.А. Наджафова, В.Г, Джафаров // ХГС, 1998, №6, с.769-772.

3. Б.А. Трофимов, Н.Н. Голованова, А.И. Михалева // ХГС, 1997, №7, с.910-914.

4. А. Гордох, Р. Форд // Спутник химика, М.; Мир, 1976, с 271-312.