СОЛИ БЕНЗОФУРОКСАНОВ С ЛОМЕФЛОКСАЦИНОМ, ОБЛАДАЮЩИЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Изобретение относится к области органической химии, в частности к новым солям бензофуроксанов с ломефлоксацином общей формулы I,

где

, ,

которые могут найти применение в фармацевтике, ветеринарии и медицине.

Производные бензофуроксанов обладают широким спектром биологической активности [Л.М. Юсупова, С.Ю. Гармонов, И.М. Захаров и др. Средства биологической защиты многоцелевого назначения на основе хлорпроизводных нитробензофуроксана /Вестник Казанского технологического университета, 2005 г., №1, с. 103-111]. Например, 4-замещенные-5-нитро-6-хлорбензофуроксаны формулы II:

где R представляет собой N-фениламино-, N-[4-метоксифенил]амино-, N-пиперидил, обладают фунгицидной и бактерицидной активностью при низких концентрациях [патент РФ №2428419, опубл. 10.09.2011].

Известны 5,7-дизамещенный-4,6-динитробензофуроксан общей формулы III

где R₁ представляет собой 2-хлорфениламино, 2,5-дихлорфениламино, 4,5-дихлорфениламино,2-гидроксифениламино, 4-гидроксифениламино, 4-бромфениламино, 2-метил-5-хлорфениламино, 4-аминодифенил, обладающие акарицидной и бактерицидной активностью [патент РФ №2255935, опубл. 10.07.2005]. Однако антибактериальная активность известных бензофуроксанов недостаточно высока по сравнению, например, с антибиотиками фторхинолонового ряда.

Проблема направленного синтеза биологически активных веществ и лекарственных препаратов нового поколения, сочетающих в себе такие свойства, как высокая эффективность, широкий спектр биологической активности по отношению к основным видам патогенной микрофлоры в сочетании с низкой токсичностью, отсутствие побочных эффектов, направленный транспорт к очагу инфекции - актуальная задача современной фармхимии. Один из возможных способов решения этой задачи - химическая комбинация лекарственных веществ, например функционализация бензофуроксанов различными фармакофорными группами.

Создание новых «гибридных» соединений на основе нитробензофуроксанов весьма перспективно благодаря заложенной в их структуре высокой фунгицидной и бактерицидной активности, отсутствию токсичности и генотоксичности, а также возможному наличию различных защитных биологических эффектов [Synthesis and pharmacological characterization of a novel nitric oxide releasing diclofenac derivative containing a benzofuroxan moiety / P.S. De Carvalho, M. Marostica, A. Gambero, J. Pedrazzoli // Eur. J. Med. Chem. 2010. V. 45. P. 2489-2493; Средства биологической защиты многоцелевого назначения на основе хлорпроизводных нитробензофуроксана / Л.М. Юсупова, С.Ю. Гармонов, И.М. Захаров, А.Р. Быков, Т.В. Гарипов, И.Ф. Фаляхов // Вестник Казанского технологического университета. - 2005. - №1. - С. 103-111].

Задачей изобретения являются новые соединения ряда бензофуроксанов, обладающие антибактериальной активностью на уровне антибиотиков широкого спектра действия и расширяющие арсенал известных лекарственных средств указанного назначения.

В качестве фармакофорного фрагмента для модификации бензофуроксанов был выбран применяемый в медицине антибиотик широкого спектра действия - ломефлоксацин. Огромное количество научных публикаций посвящено фторхинолонам как высокоэффективным ингибиторам бактериальной ДНК-гиразы [В.Н. Чарушин, Э.В. Носова, Г.Н. Липунова, О.Н. Чупахин. Фторхинолоны: синтез и применение. М. Наука-интерпериодика. 2012]. В ряду полициклических фторхинолонов найдены не только антибактериальные агенты с широким спектром действия, но и соединения, обладающие противовирусной, противоопухолевой и туберкулостатической активностью.

Технический результат - новые производные бензофуроксанов, обладающие высокой антибактериальной активностью.

Технический результат достигается заявляемыми солями бензофуроксанов с ломефлоксацином формулы Ia-с, получаемыми взаимодействием 4,6-дихлоро-5-нитробензофуроксана, 7-хлоро-4,6-динитробензофуроксана или 5,7-дихлоро-4,6-динитробензофуроксана с ломефлоксацином в среде диметилсульфоксида (ДМСО) по схеме:

Для получения заявляемых соединений использован ломефлоксацин производства фирмы Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Бензофуроксаны синтезированы по известным методикам: 4,6-дихлоро-5-нитробензофуроксан [Патент РФ 2032678, опубл. 10.04.1995], 7-хлоро-4,6-динитробензофуроксан [Heterocycles. 1984. V. 22. Р. 271-274] и 5,7-дихлоро-4,6-динитробензофуроксан [Патент РФ 2255935, опубл. 10.07.2005].

Изобретение иллюстрируется примерами получения заявляемых соединений Ia-с и исследования их биологической активности.

Пример 1. Синтез 4-(3-карбокси-1-этил-6,8-дифтор-4-оксо-1,4-дигидро-хинолин-7-ил)-2-метилпиперазин-1-ий 6-хлор-5-нитро-4-оксидобенз-[с][1,2,5]оксадиазол-1-оксида (Ia): в раствор 0.005 моль 4,6-дихлоро-5-нитробензофуроксана в 2 мл ДМСО при комнатной температуре при перемешивании добавляют раствор 0.005 моль ломефлоксацина в 2 мл ДМСО. Реакционную смесь перемешивают в течение суток, высаживают в дистиллированную воду, выпавший осадок отфильтровывают, промывают последовательно водой, диэтиловым эфиром и высушивают в вакууме (0.06 мм рт.ст.) при температуре 40°С до постоянной массы. Выход продукта Ia 0,486 г (72%), Т_пл>300°С с разложением. ИК-спектр, υ, см^-1: 1554 (NO₂ асимм.), 1625 (фураксановое кольцо), 1729 (С=O), 2851 (NH₂ ⁺), 3436 (ОН). ЯМР ¹Н (DMSO-d₆), δ, м.д.: 1.27 (3Н, м, СН₃), 1.46 (3Н, м, СН₂СН₃), 3.43 (4Н, м, 2СН₂), 3.59 (2Н, м, СН₂), 4.60 (2Н, м, CH ₂CH₃, 5.93 (1Н, с, H_ar), 7.89 (1Н, м, H_ar), 8.80 (1H, уш.с, ), 8.95 (1Н, с, H_ar), 9.06 (1Н, уш.с, ). Элементный анализ. C₂₃H₂₁ClF₂N₆O₈. Вычислено, %: С, 47.39; H, 3.63; Cl 6.08; N 14.42; Найдено, %: С 47.44, Н 3.41, Cl 6.11, N 14.49.

Пример 2. Синтез 4-(3-карбокси-1-этил-6,8-дифтор-4-оксо-1,4-дигидро-хинолин-7-ил)-2-метилпиперазин-1-ий 4,6-динитро-7-оксидо-бенз[с][1,2,5]оксадиазол-1-оксида (Ib). Аналогично примеру 1 из 0.005 моль 7-хлоро-4,6-динитробензофуроксана и 0.005 моль ломефлоксацина получают 0,571 г (80%) соединения Ib, Т_пл=219°С с разложением. ИК-спектр, υ, см^-1: 1572 (NO₂ асимм.), 1652 (фураксановое кольцо), 1722 (С=O), 2853 (), 3446 (ОН). ЯМР ¹Н (DMSO-d₆), δ, м.д.: 1.27 (3Н, м, СН₃), 1.42 (3Н, д, СН₂ СН ₃ J=1.43), 3.23 (2Н, м, СН₂), 3.43 (2Н, м, СН₂), 3.49 (2Н, м, СН₂), 4.54 (2Н, м, CH ₂CH₃), 7.70 (1Н, м, H_ar), 8.67 (1Н, уш.с, ), 8.85 (1Н, м, H_ar), 8.94 (1Н, с, H_ar), 8.97 (1H, уш.с, ). Элементный анализ. C₂₃H₂₁F₂N₇O₁₀. Найдено, %: С 46.55; Н 3.57; N 16.52; Вычислено, %: С 46.49; Н 3.48; N 16.61.

Пример 3. Синтез 4-(3-карбокси-1-этил-6,8-дифтор-4-оксо-1,4-дигидро-хинолин-7-ил)-2-метилпиперазин-1-ий 5-хлор-4,6-динитро-7-оксидо-бенз[с][1,2,5]оксадиазол-1-оксида (Ic). Аналогично примеру 1 из 0.005 моль 5,7-дихлоро-4,6-динитробензофуроксана и 0.005 моль ломефлоксацина получают 0,561 г (57%) соединения Ic. Т_пл=212°С с разложением. ИК-спектр, υ, см^-1: 1554 (NO₂ асимм.), 1625 (фураксановое кольцо), 1729 (С=O), 2851 (), 3436 (ОН). ЯМР ¹Н (DMSO-d₆), δ, м.д.: 1.27 (3Н, м, СН₃), 1.43 (3Н, д, СН₂ СН ₃, J=1.45), 3.28 (2Н, м, СН₂), 3.42 (2Н, м, СН₂), 3.58 (2Н, м, СН₂), 4.56 (2Н, м, СН ₂СН₃), 7.76 (1Н, м, H_ar), 8.81 (1Н, уш.с, ), 8.88 (1Н, с, H_ar), 9.09 (1Н, уш.с, ). Элементный анализ. C₂₃H₂₀ClF₂H₇O₁₀._ Вычислено, %: С 44.00; Н 3.21; Cl 5.65; N 15.62; Найдено, %: С 44.10; Н 3.22; Cl 5.60; N 15.72.

Пример 4. Биологическая активность

При изучении антибактериальной активности в качестве тест-объектов использованы следующие бактерии: Staphylococcus aureus 209р (золотистый стафилококк), Escherichia coli F-50 (кишечная палочка), Pseudamonas aeruginosa 9027(синегнойная палочка), Bacillus cereus 8035 (спорообразующая почвенная бактерия). В качестве препарата сравнения взят широко применяемый в медицинской практике антибиотик группы фторхинолонов - ломефлоксацин, который является близким структурным аналогом заявляемых соединений Ia-с, так как использован в качестве исходного вещества для их синтеза.

Бактериостатические свойства изучали методом серийных разведений в жидкой питательной среде по методике [см. National Committee for Clinical Laboratory Standards, Methods for dilution antimicrobial susceptibility. Tests for bacteria that grow aerobically-sixth edition: approved standard / M7-A5, NCCLS, Wayne, Pa., USA. 2000].

За действующую дозу принимают ту минимальную ингибирующую концентрацию (МИК) препарата, которая задерживает рост и размножение тест-культур микроорганизмов.

Из представленных в таблице 1 данных видно, что заявляемые соединения Ia-с обладают высоким бактериостатическим действием в концентрациях 0,97-7,8 мкг/мл, т.е. не уступают по активности антибиотику широкого спектра действия ломефлоксацину. Следует отметить, что наибольшую активность соединения Ia-с проявляют по отношению к почвенной грамположительной бактерии Bacillus cereus, превосходя ломефлоксацин в 3-6 раз.

Для соединений Ia-с определяли бактерицидную активность, то есть наименьшую концентрацию вещества, вызывающую полную гибель бактерий.

Из приведенных в таблице 2 данных видно, что все заявляемые соли бензофуроксанов с ломефлоксацином Ia-с сохраняют высокую активность, характерную для фторхинолонов. Соединения Ia-с обладают более высокой активностью нежели препарат сравнения по отношению к грамположительным бактериям В. cereus, например активность соединения Ia почти в 10 раз превышает активность ломефлоксацина.

Следует отметить, что заявляемые соединения Ia-с не обладают гемолитическим действием. Исследованиями, проведенными по ГОСТ Р ИСО 10993-4-2009, установлено, что в диапазоне концентраций 7,8-1,0 мг/л соединения Ia-с не вызывают разрушение эритроцитов крови человека - гемолиз не превышает 1%.

Таким образом, получены новые соли бензофуроксанов с ломефлоксацином, обладающие высокой активностью по отношению к Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudamonas aeruginosa, Bacillus cereus, что расширяет арсенал антибактериальных средств широкого спектра действия.