RU2841833C1 - 1,1'-(Бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазол], способ его получения и противомикробная активность - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к новому соединению 1,1’-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазолу] формулы (I) и способу его получения. Предложенное соединение (I) может найти применение в медицине в качестве противомикробного средства. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 2 пр.

I

Description

Изобретение относится к новому соединению 1,1’-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазолу] (I), к способу его получения и биологической активности. Новое соединение с формулой I получено путем рециклизации 4-гидрокси-2-(4-нитрофенил)-5-фенил-6Н-1,3-оксазин-6-она м-фенилендигидразином дигидрохлоридом в среде абсолютного метанола в присутствии метилата натрия в течение 48 часов. Соединение I может найти применение в медицине в качестве противомикробного средства.

I

Из литературы известен 3-(фенилен-1,3)-2,5-дифенилбис(1,2,4-триазол) (II). Способом его получения является взаимодействие 1,3-фенилендиметанамина (IV) с 1-бензилиден-2-фенилгидразином (III) в присутствии йода и трет-бутилгидропероксида (TBHP) в среде ацетонитрила при температуре 90°С в течении 4 часов.

[I₂-Catalyzed Oxidative Coupling Reactions of Hydrazones and Amines and the Application in the Synthesis of 1,3,5-Trisubstituted 1,2,4-Triazoles. Zhengkai Chen, Hongli Li, Weipeng Dong, Maozhong Miao, and Hongjun Ren // Organic Letters 2016 18 (6), 1334-1337; DOI: 10.1021/acs.orglett.6b00277].

Такое соединение как метил 2,2-ди[(2,5-дифенил)-1,2,4-триазол-3-ил] этаноат (V) было описано в научной литературе [Neidlein, R. and Sui, Z. (1991), The 1,3-Dipolar Cycloadditions of Nitrile Oxides and Nitrile Imines to Alkyl Dicyanoacetates. HCA, 74: 501-507. https://doi.org/10.1002/hlca.19910740306]. Его синтез осуществлён путём взаимодействия N-фенилбензолкарбогидразинил хлорида (VI) и ацетилпропандинитрила (VII) в присутствии хлорида алюминия в среде 1,2-дихлорбензола при температуре 100-110°С в течение 1,5-2 часов.

Известны 3,3′-бис(1,5-дизамещённые-1,2,4-триазолы) (VIII). Получение данных соединений двумя способами описано в литературе [Shawali, Ahmad & Farag, Ahmad & Albar, Hassan & Dawood, Kamal. (2010). Chem Inform Abstract: Facile Syntheses of Bi-1,2,4-triazoles via Hydrazonyl Halides. ChemInform. 24. 10.1002/chin.199328197].

Способ А. Взаимодействие 1,2-бис(трифенилфосфинимино) глиоксаль бис (арилгидразонов) (IX) с ацилхлоридами (X) в среде абсолютного бензола при кипячении в течение 24часов.

где R= C₆H₅-, 4-ClC₆H₄-;R₁= C₆H₅-, 4-CH₃C₆H₄-, 4-NO₂C₆H₄-, ClCH₂-

Способ Б. Взаимодействие N¹,N¹′-диарилоксальдиамидрозонов (XI) с ацилхлоридами (X) в абсолютном бензоле при кипячении в течение 6 часов.

где R= C₆H₅-, 4-ClC₆H₄-; R₁= C₆H₅-, 4-CH₃C₆H₄-, 4-NO₂C₆H₄-, ClCH₂-

В научной литературе [N., Ovsyannikova & Pham, AnhTuan&Lalaev, Boris&P., Yakolev&B., Csenophontova. (2016). Reactionof 1,3- oxazin-6-oneswith 2,4-dihydrazino-6-methylpyrimidine. Butlerov Communications. 48. 23-26.] и базе данных Всероссийской патентно-технической библиотеки опубликован способ получения 2,2'-[ (6-метилпиримидин-2,4-диил)бис(3-фенил-1Н-1,2,4-триазол-1,5-диил)]дипропановых кислот (XII) [Патент 2631325 C1 Российская Федерация, C07D 403/14 (2006.01). Способ получения соединений класса гетероциклических систем - замещенных 2,2'-[(6-метилпиримидин-2,4-диил)бис(3-фенил-1Н-1,2,4-триазол-1,5-диил) дипропановых кислот / Л.Н. Овсянникова, Б.Ю. Лалаев, И.П. Яковлев, Фам Ань Туан, Г.В. Ксенофонтова, Т. Л. Семакова; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО СПХФУ Минздрава России. № 2016151576; заявл. 26.12.2016; опубл. 21.09.2017]. В основу его синтеза положена реакция рециклизации 4-гидрокси-5-метил-2-(4-нитрофенил)-6H-1,3-оксазин-6-она (XIII) и 2,4-дигидразинил-6-метилпиримидина (XIV) в среде абсолютного метанола при комнатной температуре в течение 45 часов.

где R=-NO₂, -OCH₃, -CH₃, -H.

Из патентной и научно-технической литературы не выявлен ни способ получения соединения I, ни сама структура.

Задачей данного изобретения является получение нового соединения 1,1′-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазола].

Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является разработка эффективного способа получения соединения формулы I, которое потенциально может быть использовано в медицине в качестве противомикробного средства.

Поставленная задача осуществляется рециклизацией 4-гидрокси- 2-(4-нитрофенил)-5-фенил-6Н-1,3-оксазин-6-она (XV) м-фенилендигидразином дигидрохлоридом (XVI) в среде абсолютного метанола в присутствии метилата натрия в течение 48 часов при температуре 45°С.

Проведение синтеза в среде метанола: метилат натрия, в условиях указанных в патенте 2631325 C1, не привело к ожидаемым результатам, синтез длился 7 суток, а продукт I не был получен. Однако проведение реакции при 45°С в течение 48 часов с последующим кипячением в течение 2 часов позволило получить соединение I с выходом 76% в пересчёте на 4-гидрокси-2-(4-нитрофенил)-5-фенил-6Н-1,3-оксазин-6-он (XIV).

Фиг. Структурная формула соединения I.

Способ получения 1,1′-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазола] изучен и проведен в лабораторных условиях на стандартном товарном сырье.

Данные элементного анализа, выход продукта реакции, температура плавления приведены в табл.1, спектральные характеристики полученного соединения приведены в табл. 2 и 3. Результаты определения минимальной ингибирующей концентрации (МИК) приведены в табл. 4.

Пример 1. Получение 1,1′-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазола].

В круглодонную колбу ёмкостью 25 мл помещают 0,135 г (0,75 ммоль) м-фенилендигидразина дигидрохлорида, 3 мл абсолютного метанола, 0,081 г метилата натрия (1,5 ммоль) и перемешивают при комнатной температуре в течение 20 минут, затем прибавляют 0,462 г (1,5 ммоль) 4-гидрокси-2-(4-нитрофенил)-5-фенил-6Н-1,3-оксазин-6-она и продолжают перемешивать при температуре 45°С в течение 48 часов, при этом реакционная масса меняет свой цвет с ярко-оранжевого на бледно-оранжевый. Затем содержимое колбы кипятят ещё в течение 2 часов и охлаждают. К реакционной массе прибавляют холодную воду и фильтруют суспензию при пониженном давлении, осадок промывают метанолом на фильтре и сушат в сушильном шкафу при температуре 40°С. Полученный продукт бледно-оранжевого цвета, выход составляет 291,1 мг, 76 % от теоретического расчёта на 4-гидрокси-2-(4-нитрофенил)-5-фенил-6Н-1,3-оксазин-6-он. Температура плавления 131-132°С. Брутто-формула: C₃₆H₂₆O₄N₈. Вычислено %: С -68,13; H- 4,13; N- 17,66; O- 10,08. Найдено %: С - 67,8; Н - 3,9; N -17,5 ; O– 9,9.

Строение синтезированного 1,1′-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазола] было доказано физико-химическими методами идентификации органических соединений: ¹Н, ¹³С ЯМР-спектроскопией, а также подтверждено масс-спектрометрией.

Спектр ЯМР (¹Н, DMSO-d₆, δ м.д.) полученного соединения характеризуется наличием резонансных сигналов протонов «-CH₂-» группы (4,34 (c, 4H)), протонов фенильного кольца положения 1,1' (7,82 (s, 3H), 7,93 (s, 1H)), ароматических протонов бензильного радикала (7,16-7,27 (m, 10H)), ароматических протонов п-нитрофенильного радикала положения 3,3' (8,29-8,39 (q, 8H)).

В спектре ЯМР ¹³С полученного соединения наблюдаются сигналы: атомов углерода 4-нитрофенильного радикала C^4,4' (159,40 м.д.) и C^1,1' (157,10 м.д.), в триазольном кольце C^7,7' 148,37 и C^8,8'137,97 м.д. – соответственно; сигналы 136,77 – 122,48 м.д. соответствуют атомам углерода бензольных колец; 32,48 м.д. – метиленовым группам.

Рассчитанная молекулярная масса полностью совпала с экспериментально полученной (M⁺=634,64).

На масс-спектре соединения I присутствует катионированная молекула, [М+Na]⁺ - 657,26 а.е.м.

Пример 2. Соединение формулы I обладает антибактериальной активностью в отношении Staphylococcus aureus. Определение антибактериальной активности проводилось методом серийных разведений. Навеска исследуемого вещества была взята на аналитических весах и растворена в диметилсульфоксиде, при этом исходная концентрация вещества в полученном растворе составляла 2000 мкг/мл. Затем по 1 мл полученного раствора вносили в первую из восьми ряда пробирок, содержащих по 1 мл мясопептонного бульона. Последовательным переносом 1 мл смеси питательной среды и исследуемого вещества из одной пробирки в другую получили концентрации исследуемых веществ от 1000 мкг/мл (в первой пробирке) до 7,8 мкг/мл (в восьмой пробирке). Одна из пробирок (контроль) не содержала исследуемого соединения. Микробная взвесь была приготовлена в стерильном физиологическом растворе с использованием стандарта мутности, который содержал 10⁹ микробных клеток. Проводили разведения суспензии клеток, по 100 мкл разведенной взвеси вносили в каждую из пробирок. Итоговая микробная нагрузка составляла 10⁷/мл клеток. Пробирки с микроорганизмами выдерживали в термостате при температуре 36-37°С двое суток. Для определения минимальной ингибирующей концентрации (МИК) мутность содержимого пробирок сравнивалась с контролем.

Таблица 1

Данные элементного анализа, температура плавления, выход соединения

Соеди-нение

Т плав., °С

Выход%

Найдено,%

Брутто-формула

Вычислено,%

C

H

N

O

C

H

N

O

I

131-132

76

67,8

3,9

17,5

9,9

C36H26O4N8

68,13

4,13

17,66

10,08

Таблица 2

Данные спектра ЯМР ¹Н (ДМСО-d₆)

Соеди-нение	Данные спектра ЯМР 1Н (ДМСО-d6), δ, м.д.
	-CH2-	Ar- (E)	Ar- (C,D)	Ar- (A,B)
I	4,34 (c, 4H)	7,82 (s, 3H), 7,93 (s, 1H)	7,16-7,27 (m, 10H)	8,29-8,39 (q, 8H)

Таблица 3

Данные спектра ЯМР ¹³С (ДМСО-d₆)

Соеди-нение	Данные спектра ЯМР С13 (ДМСО-d6), δ, м.д.
	C4,4'	C1,1'	C7,7'	C8,8'	C2,3,5,6 C2',3',5',6' C10-15 C10'-15' C16,17,18,17'	C9,9'
I	159,40	157,10	148,37	137,97	136,77 – 122,48	32,48

Соединение	Staphylococcus aureus (мкг/мл)
	МИК,мкг/мл	МБК, мкг/мл
I	62,5	1000

Таблица 4

Результаты определения минимальной ингибирующей концентрации (МИК) соединения I в отношении Staphylococcus aureus

Claims (6)

1. 1,1’-(Бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазол] формулы I

(I)

2. 1,1’-(Бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазол] формулы I по п. 1, обладающий противомикробной активностью.

3. Способ получения 1,1’-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазола] формулы I по п.1 путем рециклизации 4-гидрокси-2-(4-нитрофенил)-5-фенил-6Н-1,3-оксазин-6-она м-фенилендигидразином дигидрохлоридом в присутствии метилата натрия в мольном соотношении 2:1:2 соответственно в среде абсолютного метанола в течение 48 часов при температуре 45°С и дальнейшем кипячении в течение 2 часов с последующим выделением целевого продукта.

4. Способ получения по п. 3 1,1’-(бензол-1,3-диил)бис[5-бензил-3-(4-нитрофенил)-1Н-1,2,4-триазола] формулы I по п.1, отличающийся тем, что для выделения целевого продукта к реакционной массе прибавляют холодную воду и фильтруют суспензию при пониженном давлении, осадок промывают метанолом на фильтре и сушат в сушильном шкафу при температуре 40°С.