Имидазолмалат меди(ii), проявляющий антибактериальную активность, и способ его получения
Патент 2574400
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Имидазолмалат меди(ii), проявляющий антибактериальную активность, и способ его получения
Изобретение относится к координационным соединениям металлов, а именно имидазолмалату меди(II) общей формулы Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O, проявляющему антибактериальную активность в широком диапазоне концентраций. Также предложен способ его получения. Техническим результатом является расширение арсенала легкорастворимых антибактериальных препаратов. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Реферат
Изобретение относится к координационным соединениям металлов, проявляющим антибактериальную активность, и может быть использовано в медицине и ветеринарии для целей химиотерапии.
В химиотерапии бактериальных инфекций широко используются металлопрепараты, в частности соли серебра (например, колларгол и др.), недостатком которых является высокая стоимость и токсичность. Известно координационное соединение меди: бисимидазол-(1,10)-фенантролин меди(II) дихлорид, проявляющий антибактериальную активность (патент РФ №2190616). Однако указанное вещество обладает высоким иммунотоксическим действием, обусловленным, в первую очередь, присутствием в молекуле ароматического амина - 1,10-фенантролина (патент РФ №2448696).
Задача заявляемого изобретения - создание нового антибактериального соединения, обладающего высокой антибактериальной активностью наряду с высокой растворимостью. Поставленная задача решена созданием нового вещества − имидазолмалата меди(II) общей формулы Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O, в состав которого входят ион Сu+2, молекула имидазола C3H4N2 (Im), анион яблочной кислоты C4H4O5 2− (Malat) - малат и две молекулы воды.
Новое вещество Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O получают путем взаимодействия в водном растворе малата меди(II) CuMalat ∙ 3H2O с имидазолом (pH 6.5-8.7). Выделение осадка смешанолигандного комплекса (СЛК) из водного раствора проведено ацетоном. Полученное соединение идентифицировали методами химического, термического, термогравиметрического анализа, а также методами pH-потенциометрии, спектрофотометрии (сняты электронные спектры поглощения водных растворов комплексов), ИК-спектроскопии.
Антибактериальная активность соединения подтверждена методом серийных разведений на различных видах микроорганизмов.
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1.
Способ получения заявляемого вещества. Предварительно был получен малат меди(II) состава CuC4H4O5 ∙ 3H2O при взаимодействии карбоната (CuOH)2CO3 с яблочной кислотой H2C4H4O5. Для этого навеску карбоната меди(II) помещали в небольшой объем воды (10 мл), во взвесь вносили навеску кислоты (мольное соотношение компонентов (CuOH)2CO3: H2Malat=1: 2, т. е. Cu2+: H2Malat=1: 1). Если карбонат полностью не растворялся, то смесь до полного растворения выдерживали на бане, прозрачный раствор охлаждали, и малат меди(II) из водного раствора выделяли добавлением ацетона.
Синтез СЛК осуществляли по реакции:
CuMalat+Im → CuImMalat
Навеску малата меди(II) помещали в небольшой объем воды (8-10 мл) и вносили рассчитанное количество имидазола, создавая мольное соотношение СuMalat: Im, равное 1: 3 или 1: 4, pH смеси должен находиться в интервале 6.5-8.7, поскольку в указанном интервале pH имидазол существует преимущественно в виде нейтральной молекулы Im, имеющей широкую область доминирования (рН 5.5-13.0). Билигандную соль меди(II) выделяли из водного раствора, в котором доминировал комплексный катион состава 1: 1, CuIm2+, добавлением ацетона. Малат, имидазолмалат меди(II) анализировали термическим методом на содержание воды, оксида металла нагреванием соли в течение 2 ч при 140 и 900°С соответственно; содержание малат-иона определено по разработанной нами фотометрической методике, основанной на поглощении окрашенного малатного комплекса железа(III) (СFe=0.014 моль/л; СMalat=8 · 10−4-5 · 10−3 моль/л; λэф.=440 нм, l=10 мм; рH 1.80). В солях CuC4H4O5 ∙ 3H2O, Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O термогравиметрически определено содержание воды, малат-иона, имидазола и оксида металла, поскольку удаление воды, разрушение малат-аниона, имидазола и образование оксида меди(II) происходит в различных температурных интервалах (25-175, 175-400, 400-575, 575-900°С соответственно). Стадии термического распада имидазолмалата меди(II) CuImMalat ∙ 2H2O на воздухе количественно подтверждаются изменением массы соли. Результаты анализа моно- и билигандной солей помещены в табл.1.
Таблица 1
Результаты термического, термогравиметрического, фотометрического анализа моно- и билигандной солей меди(II) (н - найдено, в - вычислено)
| Формула соединения | СuO, % | H2О, % | Malat2−, % | Im, % | ||||
| н | в | н | в | н | в | н | в | |
| CuC4H4O5 · 3H2O | 31.8 | 31.86 | 20.3 | 21.63 | 53.6 | 52.91 | - | - |
| Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O | 27.1 | 26.54 | 11.5 | 12.01 | 43.6 | 44.07 | 22.8 | 22.71 |
Для определения функциональных групп, участвующих в комплексообразовании с ионом d-металла Cu2+, использованы ИК-спектры лигандов и смешанолигандной соли. ИК-спектр яблочной кислоты характеризуется узкими интенсивными полосами валентных колебаний карбонильной группы С=О в области 1760-1730 см−1. Спектры исходного малата и СЛК не имеют этой полосы, а содержат интенсивные полосы асимметричных и симметричных валентных колебаний ионизованной карбоксильной группы СОО−, вовлеченной в координацию с катионом металла, в области 1600 и 1400 см−1. Это подтверждает вхождение малат-аниона в состав билигандной соли.
Косвенным доказательством образования билигандного соединения меди(II) с имидазолом и анионом яблочной кислоты при pH 6.5-8.7 является гипсохромное смещение максимума поглощения акваиона меди(II) (Cu(NO3)2-H2O, 824 нм) при переходе к двойным системам (Cu(NO3)2-H2O-Im, 742 нм; Cu(NO3)2-H2O-H2Mal, 694 нм), а затем - к тройной (Cu(NO3)2-H2O-H2Mal-Im, 688 нм). Можно предположить, что в пределах рН 6.5-8.7 пиридиновый атом азота N(3) нейтральной молекулы Im участвует в реакциии образования комплекса, так как содержит неподеленную пару электронов на sp2-гибридной орбитали атома азота. Образование смешанолигандной соли и комплексов в растворе связано со сродством d-катиона Cu2+как к донорным атомам азота, так и кислорода выбранных лигандов - имидазола и яблочной кислоты.
Пример 2.
Антибактериальная активность заявленного соединения определялась методом серийных разведений препарата (согласно МУК 4.2.1890-04. Методические указания) в бактериальных культурах E.coli, Staph. aureus, P. vulgaris, Str. pneumonie. Тестирование проводилось в объеме 1 мл каждого разведения заявленного соединения с конечной концентрацией исследуемого микроорганизма примерно 5 x 105 КОЕ/мл. Пробирки с тестируемыми штаммами инкубировались в обычной атмосфере при температуре 35°С в течение 24 ч, а пробирка без препарата ("отрицательный" контроль) хранилась в холодильнике при+4°С до учета результатов. Результаты опытов учитывались через 24 часа инкубации (табл.2). Для определения наличия роста микроорганизма пробирки с посевами просматривались в проходящем свете. Рост культуры в присутствии заявленного соединения сравнивался с пробиркой "отрицательный" контроль, содержащей исходный инокулюм.
Таблица 2
Результаты исследования антибактериальной активности заявленного соединения
| Концентрация препарата,мг/мл | Ингибирование роста бактерий, % | |||
| Escherichia coli | Staphylococcus aureus | Proteus vulgaris | Streptococcus pneumoniae | |
| 10 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 5 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 2,5 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1,25 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Из табл.2 следует, что имидазолмалат меди(II) Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O оказывает выраженное антибактериальное действие, вызывая полное подавление роста тестовых микроорганизмов в широком диапазоне концентраций заявленного соединения 10-1.25 мг/мл. Начальная концентрация препарата 10 мг/мл свидетельствует о его высокой растворимости.
Техническим результатом является расширение арсенала легкорастворимых антибактериальных препаратов путем получения неизвестного ранее соединения - имидазолмалата меди(II) общей формулы Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O.
Источники информации
1. Патент РФ №2190616 (прототип).
2. Патент РФ № 2448696.
3. МУК 4.2.1890-04 Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Методические указания.
1. Имидазолмалат меди(II) общей формулы Cu(C3H4N2)C4H4O5 ∙ 2H2O, проявляющий антибактериальную активность в широком диапазоне концентраций.
2. Способ получения имидазолмалата меди(II), характеризующийся тем, что синтезированный малат меди(II) CuC4H4O5 ∙ 3H2O взаимодействует в водном растворе с имидазолом при pH смеси 6.5-8.7 и мольном соотношении компонентов СuC4H4O5:C3H4N2=1:3 или 1:4 с последующим выделением осадка соли Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O ацетоном.