Синтез и антимикробная активность функционально замещенных 1,3-диоксациклоалканов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Одним из направлений развития органической химии является синтез биологически активных соединений, в том числе обладающих бактерицидной активностью, на основе доступного нефтехимического сырья. С целью расширения библиотеки биоактивных соединений, содержащих 1,3-диоксациклановый фрагмент, осуществлен синтез производных 5-ацил-5-изопропил-1,3-диоксана – 1-(5-изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этанола и (1-(5-изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этилфенилкарбамата. Изучено влияние функционально 2,2,4-тризамещенных 1,3-диоксоланов и синтезированных соединений, содержащих 1,3-диоксановый фрагмент, на рост штаммов грамотрицательных и грамположительных бактерий, низших грибов Candida albicans. Исследования структуры и активности показали, что 2-метил-2-этил-4-хлорметил-1,3-диоксолан, содержащий хлорметильную группу, обладает противомикробным действием в отношении грамположительных и грамотрицательных тест-культур и слабой противогрибковой активностью (минимальная ингибирующая концентрация 100 мкг/мл) в отношении более низких грибов Candida Albicans. 1-(5-Изопропил-1,3-диоксан-5-ил)этанол проявляет противогрибковую активность (минимальная ингибирующая концентрация 2 мкг/мл) и резко снижает антимикробную активность против Klebsiella pneumonia, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes (минимальная ингибирующая концентрация 100 мкг/мл), в отличие от сходного по строению 2-метил-2-этил-4-гидроксиметил-1,3-диоксолана, не проявившего аналогичных свойств. 5-Ацил-5-изопропил-1,3-диоксан, содержащий в структуре карбонильную группу, проявил антимикробную активность (минимальная ингибирующая концентрация 25 мкг/мл) в отношении грамотрицательных тест-культур, за исключением Pseudomonas aeruginosa. Гетероциклы (2-метил-2-этил-4-хлорметил-, 2-изобутил-2,4-диметил-, 2-метил-2-изобутил-4-хлорметил- и 2-метил-2-изобутил-4-гидроксиметил-1,3-диоксоланы) в концентрациях до 100 мкг/мл не ингибировали жизнедеятельность изученных бактерий и низших грибов. Полученные результаты показывают перспективность продолжения поиска новых антимикробных и противогрибковых препаратов ряда 1,3-диоксациклоалканов, структура которых принципиально отличается от известных антибактериальных препаратов.

Об авторах

Ю. Г. Борисова

Уфимский государственный нефтяной технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: yulianna_borisova@mail.ru

А. К. Булгаков

Башкирский государственный медицинский университет

Email: ba-mik@mail.ru

Н. С. Хуснутдинова

Башкирский государственный медицинский университет

Email: neilyhusnutdinova@yandex.ru

Г. З. Раскильдина

Уфимский государственный нефтяной технологический университет

Email: graskildina444@mail.ru

С. С. Злотский

Уфимский государственный нефтяной технологический университет

Email: nocturne@mail.ru

А. А. Булгакова

Башкирский государственный медицинский университет

Email: aigulbulbul@gmail.com

С. А. Мещерякова

Башкирский государственный медицинский университет

Email: svetlanama@mail.ru

Р. М. Султанова

Уфимский государственный нефтяной технологический университет

Email: rimmams@yandex.ru

Список литературы

  1. Maximov A.L., Nekhaev A.I., Ramazanov D.N. Ethers and acetals, promising petrochemicals from renewable sources // Petroleum Chemistry. 2015. Vol. 55. P. 1–21. doi: 10.1134/S0965544115010107.
  2. Опарина Л.А., Колыванов Н.А., Гусарова Н.К., Сапрыгина В.Н. Оксигенатные добавки к топливу на основе возобновляемого сырья // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. N. 1. С. 19–34. doi: 10.21285/2227-2925-2018-8-1-19-34. EDN: UQKXXE.
  3. Ramazanov D.N., Nekhaev A.I., Samoilov V.O., Maximov A.L., Dzhumbe A. Egorova E.V. Reaction between glycerol and acetone in the presence of ethylene glycol // Petroleum Chemistry. 2015. Vol. 55. P. 140–145. doi: 10.1134/S0965544115020152.
  4. Varfolomeev S.D., Vol’eva V.B., Komissarova N.L., Kurkovskaya L.N., Malkova A.V., Ovsyannikova M.N., et al. New possibilities in the synthesis of fuel oxygenates from renewable sources // Russian Chemical Bulletin. 2019. Vol. 68. P. 717–724. doi: 10.1007/s11172-019-2478-3.
  5. Раскильдина Г.З., Борисова Ю.Г., Спирихин Л.В., Злотский С.С. Получение и физико-химические характеристики изомерных 2-, 4-замещенных 1,3-диоксациклоалканов // Химия и технология органических веществ. 2019. N 1. С. 4–12. doi: 10.54468/25876724_2019_1_4. EDN: BZCKUO.
  6. Kadiev K.M., Batov A.E., Dandaev A.U., Kadieva M.Kh., Oknina N.V., Maksimov A.L. Hydrogenation pro- cessing of oil wastes in the presence of ultrafine catalysts // Petroleum Chemistry. 2015. Vol. 55. P. 667–672. doi: 10.1134/S0965544115080083.
  7. Raskil’dina G.Z., Sultanova R.M., Zlotsky S.S. gem-Dichlorocyclopropanes and 1,3-dioxacyclanes: synthesis based on petroleum products and use in low-tonnage chemistry // Reviews and Advances in Chemistry. 2023. Vol. 13. P. 15–27. doi: 10.1134/S2634827623700150.
  8. Campos J., Saniger E., Marchal J.A., Aiello S., Suarez I., Boulaiz H., et al. New medium oxacyclic O,N-acetals and related open analogues: biological activities // Current Medicinal Chemistry. 2005. Vol. 12, no. 12. P. 1423–1438. doi: 10.2174/0929867054020927.
  9. Iovinella I., Mandoli A., Luceri C., D’Ambrosio M., Caputo B., Cobre P., et al. Cyclic acetals as novel longlasting mosquito repellents // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2023. Vol. 71, no. 4. P. 2152–2159. doi: 10.1021/acs.jafc.2c05537.
  10. Sedrik R., Bonjour O., Laanesoo S., Liblikas I., Pehk T., Jannasch P., et al. Chemically recyclable poly(β-thioether ester)s based on rigid spirocyclic ketal diols derived from citric acid // Biomacromolecules. 2022. Vol. 23, no. 6. P. 2685–2696. doi: 10.1021/acs.biomac.2c00452.
  11. El Maatougui A., Azuaje J., Coelho A., Cano E., Yanez M., Lopez C., et al. Discovery and preliminary SAR of 5-arylidene-2,2-dimethyl-1,3-dioxane- 4,6-diones as platelet aggregation inhibitors // Combinatorial Chemistry and High Throughput Screening. 2012. Vol. 15, no. 7. P. 551–554. doi: 10.2174/138620712801619122.
  12. Franchini S., Bencheva L.I., Battisti U.M., Tait A., Sorbi C., Fossa P., et al. Synthesis and biological evaluation of 1,3-dioxolane-based 5-HT1A receptor agonists for CNS disorders and neuropathic pain // Future Medicinal Chemistry. 2018. Vol. 10, no. 18. P. 2137–2154. doi: 10.4155/fmc-2018-0107.
  13. Zhang Q., Cao R., Liu A., Lei S., Li Y., Yang J., et al. Design, synthesis and evaluation of 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane derivatives as human rhinovirus 3C protease inhibitors // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2017. Vol. 27, no. 17. P. 4061–4065. doi: 10.1016/j.bmcl.2017.07.049.
  14. Раскильдина Г.З., Борисова Ю.Г., Нурланова С.Н., Баширов И.И., Фахретдинова А.К., Пурыгин П.П.. Антикоагуляционная и антиагрегационная активности ряда замещенных гем-дихлорциклопропанов и 1,3-диоксациклоалканов // Бутлеровские сообщения. 2022. Т. 70. N 5. С. 86–91. doi: 10.37952/ROI-jbc-01/22-70-5-86. EDN: SSWALS.
  15. Min L.-J., Wang H., Bajsa-Hirschel J., Yu C.S., Wang B., Yao M.-M., et al. Novel dioxolane ring compounds for the management of phytopathogen diseases as ergosterol biosynthesis inhibitors: synthesis, biological activities, and molecular docking // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2022. Vol. 70, no. 14. P. 4303–4315. doi: 10.1021/acs.jafc.2c00541.
  16. Хуснутдинова Н.С., Сахабутдинова Г.Н., Раскильдина Г.З., Мещерякова С.А., Злотский С.С., Султанова Р.М. Синтез и цитотоксическая активность сложных эфиров дитерпеновых кислот, содержащих циклоацетальный фрагмент // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология. 2022. Т. 65. N 4. С. 6–12. doi: 10.6060/ivkkt.20226504.6516. EDN: KMZYIR.
  17. Yuan L., Li Z., Zhang X., Yuan X. Crystal structure and biological activity of (3-methyl-1,5-dioxaspiroundecan-3-yl)methanol synthesized with nanosolid superacid // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2017. Vol. 17, no. 4. P. 2624–2627. doi: 10.1166/jnn.2017.12701.
  18. Pustylnyak V., Kazakova Y., Yarushkin A., Slynko N., Gulyaeva L. Effect of several analogs of 2,4,6-triphenyldioxane-1,3 on CYP2B induction in mouse liver // Chemico-Biological Interactions. 2011. Vol. 194, no. 2-3. P. 134–138. doi: 10.1016/j.cbi.2011.09.003.
  19. Sekimata K., Ohnishi T., Mizutani M., Todoroki Y., Han S.Y., Uzawa J., et al. Brz220 Interacts with DWF4, a cytochrome P450 monooxygenase in brassinosteroid biosynthesis, and exerts biological activity // Bioscience, Biotechnology & Biochemistry. 2008. Vol. 72, no. 1. P. 7–12. doi: 10.1271/bbb.70141.
  20. Schmidt E.Yu., Bidusenko I.A., Ushakov I.A., Trofimov B.A. Unfolding the frontalin chemistry: a facile selective hydrogenation of 7-methylidene-6,8-dioxabicyclooctanes, 2:2 ensembles of ketones and acetylene // Mendeleev Communications. 2018. Vol. 28, no. 5. P. 513–514. doi: 10.1016/j.mencom.2018.09.021.
  21. Sapozhnikov S.V., Shtyrlin N.V., Kayumov A.R., Zamaldinova A.E., Iksanova A.G., Nikitina Е.V., et al. New quaternary ammonium pyridoxine derivatives: synthesis and antibacterial activity // Medicinal Chemistry Research. 2017. Vol. 26. P. 3188–3202. doi: 10.1007/s00044-017-2012-9.
  22. Мусин А.И., Борисова Ю.Г., Раскильдина Г.З., Спирихин Л.В., Султанова Р.М., Злотский С.С. Синтез, строение и биологическая активность 2,2,4-тризамещенных 1,3-диоксоланов // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология. 2023. Т. 66. N 9. С. 20–27. doi: 10.6060/ivkkt.20236609.6829. EDN: OMHWYL.
  23. Gorrichon J.-P., Gaset A., Delmas M. One-step synthesis of 1,3-dioxanes from ketones and paraformaldehyde with a cation exchange resin as catalyst // Synthesis. 1979. Vol. 3. P. 219. doi: 10.1055/s-1979-28628.
  24. Мусин А.И., Борисова Ю.Г., Раскильдина Г.З., Даминев Р.Р., Давлетшин А.Р., Злотский С.С. Гетерогенно-каталитическое восстановление замещенных 5-ацил1,3-диоксанов // Тонкие химические технологии. 2022. Т. 17. N 3. С. 201–209. doi: 10.32362/2410-6593-2022-17-3-201-209. EDN: MXMOUE.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).