к. фарм. н. А.С. Гоцуля

Запорізький державний медичний університет

Синтез та дослідження властивостей серед теофілінпохідних 1,2,4-тріазол-3-тіолу

Вступ. Хімія гетероциклічних сполук викликає постійний інтерес серед науковців усього світу. Особлива увага приділяється дослідженням, пов'язаним з атолами. Це пов’язано перед усім з успішним застосуванням ряду лікарських засобів, до структури яких входить дана гетероциклічна система. Аналіз фармакологічних властивостей відомих груп нітрогенвмісних гетероциклічних сполук дозволяє говорити про те, що тріазольний замісник є важливим фармакофорним фрагментом, що відповідає за наявність різнобічної фізіологічної активності. Крім того, наявність даної структури в молекулі не має негативного впливу на токсичність. Серед гетероциклів такого типу значну увагу привертає синтез та дослідження біологічної активності похідних 1,2,4-тріазолу.

Метою роботи був синтез та дослідження властивостей солей 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетатної кислоти.

Матеріали та методи дослідження. Дослідження фізико-хімічних властивостей отриманих нами сполук проводили за методами, які наведені у Державній Фармакопеї України. Температуру плавлення визначали відкритим капілярним способом на приладі ПТП (М). Будова речовин підтверджена за допомогою елементного аналізу на приладі Elementar Vario L cube (CHNS), ІЧ-спектри (4000 - 400 см^-1) були зняті на модулі ALPHA-Т спектрометра Bruker ALPHA FT-ІR. ¹H ЯМР спектри сполук були записані за допомогою спектрометра «Mercury 400» (розчинник – ДМСО-d₆, внутрішній стандарт – тетраметилсилан). Хромато-мас-спектральні дослідження проводили на приладі Agilent 1100 Series LC/MSD System, спосіб іонізації – хімічна іонізація при атмосферному тиску (APCI).

Чутливість мікроорганізмів до новосинтизованих сполук визначали відповідно до методичних вказівок "Визначення чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів" (затв. наказом №167 від 05.04.2007 р.) та методичних рекомендацій "Вивчення специфічної активності протимікробних лікарських засобів" [3, 6]. Як розчинник сполук у дослідженнях використовували диметилсульфоксид. У якості набору стандартних тест-штамів взято Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomоnas aeruginosa ATCC 27853, Candida albicans ATCC 885-653.

Натрієва сіль теофіліну, н-пропіловий естер теофілін-7-ацетатної кислоти, гідразид теофілін-7-ацетатної кислоти та 2-(2-теофілін-7-іл)ацетил-N-фенілгідразинкарботіоамід, 7-((3-тіо-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-5-іл)метил)-теофілін було отримано за описаним раніше методом [11].

2-((5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазо-3-іл)тіо)-ацетатна кислота. Нагрівають 0,01 моль 7-((3-тіо-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-5-іл)метил)теофіліну, 0,02 моль NaOH та 0,01 моль кислоти монохлорацетатної протягом 1 години. Охолоджують. Нейтралізують кислотою ацетатною. Перекристалізовано з пропан-1-олу. Вихід – 71 %.

Т_пл. = 194 - 196 ºС.

ІЧ-спектр, ν, см^-1: 3102 (ν_Ar-H), 2988 (ν_ОН), 2879 (νCH₂, аліфатична), 1741 (ν_СООН), 1653 (ν_С=О), 1608 (ν_С=N), 1553 (ν_С=N), 1500 (ν_С=N), 1475 (δСН₂), 905(δ_Ar-H), 812(δ_Ar-H), 759(δ_Ar-H), 746(ν_С-S), 698(δ_Ar-H), 679(δ_Ar-H).

Спектр ЯМР ¹Н, δ, м.ч.: 3,12 - 3,42 (3Н, с, СН₃), 3,90 (2Н, с, СН₂), 5,75 (2Н, с, СН₂), 6,83 - 7,70 (5Н, м, С₆Н₅), 8,32 (1Н, с, СН), 12,0 (1Н, уш. с, СООН).

Солі 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-іл-тіо)ацетатної кислоти з органічними основами. Суміш 0,01 моль вихідної карбонової кислоти, 10-15 мл води та 0,011 моль відповідної органічної основи (метиламін, етиламін, етаноламін, діетиламін, діетаноламін, діетилетаноламін, трибутиламін, бензиламін, морфолін, піперидин, піперазин) нагрівають 1 годину на водяній бані, розчинник упарюють. Залишок взмучують ацетоном або пропан-1-олом.

Білі кристалічні речовини, які розчинні у воді, малорозчинні у діетиловому етері та хлороформі.

Для аналізу сполуки перекристалізовано з етанолу.

Натрієва, калієва солі 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетатної кислоти. Суміш 0,01 моль вихідної карбонової кислоти та 0,01 моль натрій або калій гідроксиду у 30 мл води нагрівають на водяній бані протягом 10-15 хвилин та упарюють до ½ первинного обʼєму та осаджують додаванням ацетону.

Білі кристалічні речовини, важкорозчинні в органічних розчинниках. Для аналізу сполуки перекристалізовано з етанолу.

Магнієва, кальцієва та цинкова солі 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетатної кислоти. Суміш 0,02 моль вихідної карбонової кислоти, 25 мл води та відповідно 0,01 моль магній оксиду, кальцій карбонату або цинк сульфату нагрівають до розчинення осаду, фільтрують, фільтрат випарюють. Білі кристали, з чіткими температурами плавлення, малорозчинні у воді, важкорозчинні в органічних розчинниках. Для аналізу сполуки перекристалізовано з води.

Амонієва сіль 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетатної кислоти. Розчин 0,01 моль вихідної карбонової кислоти, у 30 мл 25% розчину амоніаку випарюють.

Отримають білу кристалічну речовину, легкорозчинну у воді, важкорозчинну в етанолі. Для аналізу сполука перекристалізована з суміші діоксан : вода (3:1).

Таблиця 1

Фізико-хімічні властивості синтезованих речовин

№ п/п	R	Тпл.	Вихід, %	Емпірична формула
1	Na^+	> 260	79	С18Н16N7NaO4S
2	K^+	> 260	81	С18Н16N7KO4S
3	Mg^2+	151 - 153	66	С36Н32MgN14O8S2
4	Ca^2+	146 - 148	73	С36Н32CaN14O8S2
5	Zn^2+	245 - 248	72	С36Н32ZnN14O8S2
6	NH4^+	195 - 198	78	С18Н20N8O4S
7	Н3N^+СН3	208 - 210	81	C19H22N8O4S
8	Н3N^+С2Н5	164 - 166	79	C20H24N8O4S
9	Н3N^+С2Н4ОН	159 - 161	67	C20H24N8O5S
10	Н2N^+(С2Н5)2	190 - 193	64	С22Н28N8O4S
11	Н2N^+(С2Н4OH)2	205 - 207	66	С22Н28N8O6S
12	НN^+(С2Н5)2С2Н4OH	210 – 211	83	С24Н32N8O5S
13	НN^+(С4Н9)3	221 – 222	74	С26Н36N8O4S
14	бензиламоній	103 - 105	71	С25Н26N8O4S
15	піперидиний	184 - 186	82	С23Н28N8O4S
16	морфоліній	176 - 179	84	С22Н26N8O5S
17	піперазиній	195 - 198	76	С22Н27N9O4S

X=N, O; R₁=R₂=R₃=H, CH₃, C₂H₅, C₄H₉, CH₂-C₆H₅

Рис. 1. Синтез солей 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетатної кислоти

Результати та їх обговорення. Утворення солей було підтверджено сигналами відповідних протонованих амінів. Наприклад, в спектрі діетиламонієвої солі спостерігається триплет та квартет з центрами при 1,35 та 2,95 м.ч. і сиглет при 7,10 м.ч., в спектрі діетилмоноетаноламонієвої солі – квартети при 3,18 м.ч. та триплети при 1,46 м.ч. і синглет при 7,05 м.ч., а також сигнал ОН-групи у вигляді триплету при 3,45 м.ч. ¹Н ЯМР спектр бензиламонієвої солі характеризується синглетом NCH₂-групи при 3,82 м.ч. та мультиплетом С₆Н₅-групи при 7,15 – 7,72 м.ч. Морфолінієва сіль характеризується сукупністю сигналів протонованого морфоліну у вигляді двох мультиплетів при 3,25 м.ч. та 3,89 м.ч. і синглету при 8,95 м.ч. Піперазиній катіон описується присутністю синглетів протонів при 2,80 м.ч. та 3.40 м.ч. Піперидинієва сіль характеризується сигналами протонів даної органічної основи у вигдяді мультиплету при 1,51 м.ч. та при 2,60 м.ч. і синглету при 7,03 м.ч.

Висновки

Встановлені оптимальні умови отримання солей 2-(5-((теофілін-7'-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетатної кислоти з неорганіч-ними та органічними основами. Доведено, що найбільші виходи продуктів реакції спостерігались при використанні в якості розчинника води, з наступною її заміною на пропан-1-ол або ацетон. Досліджені загальні фізико-хімічні властивості отриманих сполук. Отримання солей позначилось на антимікробній активності синтезованих сполук. Якщо порівнювати солі з органічними та неорганічними основами, з органічними виявились більш активними. Серед синтезованих солей привернув увагу амоній 2-(5-((теофілін-7-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазол-3-ілтіо)ацетат, який виявився активним щодо S. aureus.

Література

1. Raafat M. Shaker. The chemistry of mercapto- and thionsubstituted 1,2,4-triazoles and their utility in heterocyclic synthesis / Raafat M. Shaker // ARKIVOC. – 2006. – Vol. IX. – P. 59 – 112.

2. The synthesis and the biological evaluation of new thiazolidine-4-one derivatives containing a xanthine moety / F. G. Lupascu, O. M. Dragostin, L. Foia, D. Lupascu et al. // Molecules, 2013. – № 18. – P. 9684 – 9703.

3. Вивчення специфічної активності протимікробних лікарських засобів. Метод. реком. МОЗ України / Ю. Л. Волянський, І. С. Гриценко, В. П. Широбоков та ін.; ДФЦ МОЗ України. – К., 2004. – 38 с.

4. Киреев И. В. Исследование антибактериальной и фунгистатической активности замещенных и аннелированных производных ксантина / Киреев И. В. // Вісник СумДУ. Серія Медицина. - 2009. - № 1. - С. 22 - 29.

5. Левіч С. В. Синтез та фізико-хімічні властивості S-заміщених похідних 3-бензил-8-метил-7-[(4-феніл-5-тіо-4Н-1,2,4-тріазол-3-іл)метил]-ксантину / Левіч С. В., Шкода О. С., Александрова К. В. // Актуальні питання фармацевтичної і медичної науки та практики, 2013. – № 1 (11). – С. 54 – 58.

6. Наказ МОЗ України №167 від 05.04.2007 р. "Про затвердження методичних вказівок "Визначення чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів".

7. Пат. 61715, МПК (2011.01), С07D 473/00. Амід 4-феніл-5-(3'-метилксантиніл-7')метил-1,2,4-триазоліл-3-тіоацетатної кислоти, який виявляє діуретичну, протизапальну та аналгетичну дії / Юрченко Д. М., Александрова К. В., Романенко М. І., Самура Б. А., Таран А. В. – Заявл. 17.01.2011; опубл. 25.07.2011.

8. Синтез, реакції та фізико-хімічні властивості похідних 8-тіоксантиніл-7-ацетатних кислот / Д. М. Юрченко, К. В. Александрова, М. І. Романенко, О. Б. Макоїд // Актуальні питання фармац. і мед. науки та практики. – 2011. – Вип. XXIV, № 3. – С. 104 – 108.

9. Синтез та фізико-хімічні властивості естерів ксантиніл-7-оцтової кислоти / К. В. Александрова, Д. М. Юрченко, М. І. Романенко, О. О. Мартинюк // Актуальні питання фармац. і мед. науки та практики. – 2010. – Вип. XXІІІ, № 1. – С. 7 – 10.

10. Синтез, физико-химические свойства 3-(3-метилксантинил-8)-пропановой кислоты и некоторых ее производных / М. С. Казунин, А. О. Прийменко, Д. А. Васильев, Б. А. Прийменко // Запорож. мед. журн. – 2010. – № 3, том 12. – С. 103 – 107.

11. Гоцуля А. С., Міколасюк О. О., Панасенко О. І. та ін. Синтез і дослідження фізико-хімічних властивостей солей 2-(5-((теофілін-7’-іл)метил)-4-феніл-4Н-1,2,4-тріазлол-3-ілітіо)ацетатної кислоти // Запорож. мед. журн. – 2014. – №1(82). – С. 91 - 94.