1-дибутоксифосфорил-2-(бета-аминоэтил)аминоэтан, обладающий фунгицидной активностью и антибактериальными свойствами

1-дибутоксифосфорил-2-(бета-аминоэтил)аминоэтан, обладающий фунгицидной активностью и антибактериальными свойствами

Реферат

Изобретение относится к области β-аминоалкилфосфонатов, обладающих биологической активностью и способных найти применение в медицинской практике.

Известно, что многие функционализированные β-аминоорганильными группировками фосфонаты обладают выраженной биологической активностью [1-4]. Так, продукты присоединения β-ароксиэтил аминов и N-арилпиперазинов к винилфосфонатам проявляют α-адренолитическую активность и некоторые другие биологические свойства [3]. Фосфорилированные производные аминокислот проявляют кардиоваскулярную активность, некоторые из них являются ингибиторами репродукции респираторных вирусов [4]. Но ни в одном случае противогрибковая активность соединений этой химической группы в литературе не описана.

Вместе с тем, широко используемый в настоящее время противогрибковый препарат канестен (клотримазол, производное имидазола), оказывая антимикотическое действие в концентрации 10-20 мг/л, проявляет также и антибактериальные свойства в отношении грамположительных кокков, однако не действуют на грамотрицательные микроорганизмы (кишечная палочка, протей) [5]. Нитрофунгин - противогрибковый препарат - не обладает противомикробным действием в отношении таких микроорганизмов, как стафилококки, кишечная палочка [5].

Задачей изобретения является синтез нового соединения, обладающего наряду с низкой токсичностью высокой фунгицидной активностью в сочетании с широким спектром антибактериального действия не только на грамположительные, но и на грамотрицательные микроорганизмы, т.е. активностью в отношении таких видов патогенной микрофлоры, как кишечная палочка, золотистый стафилококк, протей, синегнойная палочка. Решение этой задачи позволит значительно увеличить возможность воздействия на смешанную бактериальную флору и расширить ассортимент веществ с противогрибковой активностью.

Задача решается на основе синтеза 1-дибутоксифосфорил-2-(β-аминоэтил)аминоэтана (I) - не описанного ранее в литературе нового соединения общей формулы C₁₂H₂₉N₂O₃P, проявляющего эффективную фунгицидную активность и одновременно антибактериальные свойства в отношении кишечной палочки, золотистого стафилококка, протея, синегнойной палочки.

Соединение (I) получают взаимодействием дибутилового эфира винилфосфоновой кислоты с 1,2-диаминоэтаном

Выделение соединения (I) осуществляют с использованием известного приема - перегонки в вакууме.

Пример 1. К 4.4 г дибутилового эфира винилфосфоновой кислоты прибавляли 1.2 г 1,2-диаминоэтана. Реакционную смесь выдерживали в течение 2 часов при температуре 80-90°С и затем перегоняли в вакууме. Получено 1.76 г (выход 63%) соединения (I). Т_КИП 132-135°С (0.05 мм рт.ст.), n_D ²⁰ 1.4612.

Состав соединения (I) подтвержден элементным анализом. Найдено, %: С 51.48; Н 10.59; Р 10.32. С₁₂Н₂₉N₂О₃Р. Вычислено, %: С 51.04; Н 10.35; Р 10.71. Анализ ИК, ЯМР ¹Н и ³¹Р спектральных данных подтверждает для соединения (I) структуру 1-дибутоксифосфорил-2-(β-аминоэтил)-аминоэтана.

В ИК спектре соединения (I) исчезает полоса поглощения двойной связи 1640 см^-1 и появляются полосы валентных колебаний NH и NH₂ групп наряду с присутствием интенсивной полосы 1240 см^-1 (Р=O). Спектр ЯМР ¹Н (300 МГц, CDCl₃), δ, м.д.: 0.88 (т, 6Н, ³J_НН 7.4 Гц, СН₃СН₂СН₂СН₂ОР); 1.33 (м, 7Н, СН₃СН₂СН₂СН₂ОР); 1.59 (м, 4Н, ³J_НН 6.7 Гц, СН₃СН₂СН₂СН₂ОР); 1.92 (д.т., 2Н, ²J_PН 18.0 Гц, ³J_НН 7.3 Гц, P(O)CH₂CH₂NH); 2.61(т, 2Н, ³J_НН 5.6 Гц, -NHCH₂CH₂NH₂); 2.74 (т, 2Н, ³J_НН 5.5 Гц, -NНСН₂СH₂NН₂); 2.85 (д.т., 2Н, ²J_PH 14.5 Гц, ³J_НН 7.3 Гц, P(O)CH₂CH₂NH); 3.97 (м, 4Н, СН₃СН₂СН₂СН₂ОР). Спектр ЯМР ³¹Р: 31 м.д. Присутствие в спектре ЯМР ¹Н соединения (I) дублета триплетов δ 1.92 м.д. (²J_PH 18.0 Гц, ³J_НН 7.3 Гц), соответствующего сигналу протонов метиленовой группы, связанной с атомом фосфора, свидетельствует об ориентации аминоорганильной группы к β-углеродному атому кратной связи.

В ходе скринингового исследования чувствительности некоторых групп микроорганизмов к соединению (I) установлена его высокая эффективность в качестве фунгицидного средства, в частности по отношению к дрожжевым грибам Candida albicans. Результаты испытания также свидетельствуют о его активности и по отношению к патогенной микрофлоре: кишечной палочке, протею, синегнойной палочке, золотистому стафилококку (см. таблицу). Для оценки чувствительности микроорганизмов к веществу (I) использовались следующие контрольные штаммы:

Escherichia coli №: 25922;

Proteus vulgaris 0X19;

Pseudomonas aeruginosa №27853;

Candida albicans;

Staphylococcus aureus №: 25923.

Для испытания чувствительности микроорганизмов использовали промышленные сухие среды Мюллера-Хинтона (производства Himedia) и среду Сабуро (Санкт-Петербург) для Candida albicans.

Пример 2. После автоклавирования (1 атм, 120°С) указанные среды разливали по чашкам Петри толщиной 4 мм, затем подсушивали 15 минут при температуре 37-40°С в термостате. На готовые чашки Петри засевали штрихом бактериологической петлей суточные культуры микроорганизмов. Затем на секторы с определенными микроорганизмами наносили по 0.2 мл вещества (I) с концентрацией 0.1%, 0.01%, 0.001%, 0.0001%. После этого опытные чашки Петри инкубировали в термостате при температуре 37°С в течение 18-24 часов. Вещество (I) водонерастворимое, поэтому для получения растворов определенной концентрации использовали диметилсульфоксид.

Параллельно с опытными чашками Петри использовали контрольные чашки Петри:

1. Чашки с испытуемыми микроорганизмами для выявления их ростовых свойств.

2. Чашки с нанесенными растворами испытуемого вещества (I) и с растворителем для учета их стерильности.

Результаты исследования чувствительности определенных групп микроорганизмов к соединению
конц. в-вавид м/о	1%	0,1%	0,01%	0,001%	0,0001%
Escherichia Coli	++++	++++	++++	++	-
Proteus	++++	++++	++++	++++	+++
Pseudomonas Aeruginosa	++++	++++	++++	++++	++++
Candida	++++	++++	++++	++++	++++
Staphylococcus Aureus	++++	++++	++	-	-
Знак ++++ в таблице означает 100% - гибель микроорганизмов при указанной концентрации вещества (I), т.е. полная чувствительность микроорганизмов к веществу.Знак +++ означает, что в зоне нанесения раствора вещества (I) наблюдался рост отдельных колоний микроорганизмов (умеренная чувствительность, ~80%).Знак ++ означает ≥50% подавление роста микроорганизмов при указанной концентрации соединения (I) (умеренная устойчивость).Знак - означает незначительное подавление роста микроорганизмов (устойчивость к веществу).

Соединения, аналогичные данному по структуре составу и биологической активности, ранее в литературе не описаны.

Острую токсичность соединения (I) определяли на мышах при внутрибрюшинном введении с вычислением ЛД₅₀ при десятидневном наблюдении [6]: ЛД₅₀ составляет 254 мг/кг.

Таким образом, впервые синтезирован

1- дибутоксифосфорил-2-(β-аминоэтил)аминоэтан (I), обладающий фунгицидной активностью. Его одновременное, наряду с фунгицидным, антибактериальное действие в отношении таких видов патогенной микрофлоры, как кишечная палочка, золотистый стафилококк, протей, синегнойная палочка, является оригинальным сочетанием биологических свойств вещества и позволяет расширить ассортимент используемых в медицинской практике противогрибковых препаратов на качественно новом уровне.

Литература

1. Aminophosphonic and Aminophosphinic Acids: Chemistry and Biological Activity. Eds. V.P.Kukhar, H.R.Hadson. N.-Y.: J.Wiley and Sons Inc., 2000, 634p.

2. Губницкая E.C., Пересыпкина Л.П., Самарай Л.И. β-Аминофосфонаты и β-аминофосфинаты, синтез и свойства // Усп. химии. - 1990. - Т.59, вып.8. - С.1386-1404.

3. Резник B.C., Акамсин В.Д., Галяметдинова Н.В., Фаттахов С.Г., Иванов Б.Е. Двухфрагментные α-адренолитики. Присоединение β-ароксиэтиламинов и N-арилпиперазинов к диалкилвинилфосфонатам // Изв. АН. Сер. хим. - 1999. - Т.175, №5. - С.987-990.

4. Рахимов А.И. Применение радикального присоединения диалкилфосфитов в органическом синтезе // ЖОХ. - 2008. - Т.78, вып.1. - С.40-49.

5. Справочник ВИДАЛЬ. Лекарственные препараты в России. - М.: АстраФармСервис, 1995 г. - 1170 с.

6. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. - Л.: Медицина, 1963. - 116 с.

1-Дибутоксифосфорил-2-(β-аминоэтил)аминоэтан - соединение общей формулы C₁₂H₂₉N₂O₃P:(BuO)₂P(O)CH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂,обладающее фунгицидным действием в сочетании с антибактериальными свойствами в отношении кишечной палочки, золотистого стафилококка, протея, синегнойной палочки.