Результат интеллектуальной деятельности: 2'-Оксо-1',2'-дигидро-9аН-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пиррол]

Изобретение относится к области органической химии, а именно к новым биологически активным соединениям класса спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пирролов], а именно к 2'-оксо-1,2'-дигидро-9aH-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пирролам] формулы:

обладающим противомикробной активностью, что позволяет предположить их использование в качестве исходных продуктов для синтеза новых гетероциклических систем, в фармакологии и в медицине в качестве лекарственных средств с противомикробным эффектом.

Известны структурные аналоги заявленных соединений - спиро[индолин-3,2'-пиридо[2,1-b][1,3]оксазины] (Nair V., Sreekanth A.R., Abhilash N., Biju А.Т., Remadevi В., Menon R.S., Rath N.P., Srinivas R. Novel Pyridine-Catalyzed Reaction of Dimethyl Acetylenedicarboxylate with Aldehydes and TV-Tosylimines: Efficient Synthesis of 2-Benzoylfumarates and 1-Azadienes //Synthesis. - 2003. - T. 2003. - №. 12. - C. 1895-1902) формулы:

Эталонами сравнения противомикробной эффективности выбраны антибактериальный препарат диоксидин [Падейская Е.Н. Антибактериальный препарат диоксидин: особенности биологического действия и значение в терапии различных форм гнойной инфекции // Инфекции и антимикробная терапия. - 2001. - № 5. - С. 105-155] и противогрибковый препарат флуконазол [Shilova I.В., Gus'kova Т.А., Glushkov R.G. Modem drugs for treating dermatomycosis // Pharmaceutical Chemistry Journal. - 2004. - T. 38. - №. 4. - C. 175-180], которые широко применяются в лечебной практике и являются аналогами по действию.

Задачей изобретения является поиск в ряду производных спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пирролов] веществ с противомикробным действием и расширение арсенала средств воздействия на живой организм.

Поставленная задача достигается получением 2'-оксо-1',2'-дигидро-9aH-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пирролов], которые обладают противомикробной активностью.

Заявляемые соединения синтезируют путем трехкомпонентного взаимодействия 1H-пиррол-2,3-дионов (I) с пиридином и замещенными ацетиленами (II) в соотношении 1:1:1 в среде растворителя с последующим выделением целевых продуктов, по следующей схеме:

где I: R=С₆Н₄Ме-4, R¹=R²=СООМе (a); R=Bn, R¹=Ph, R²=COPh (b); R=Ph, R¹=C₆H₄Br-4, R²=H (с), II: R³=OMe (a), Ph (b). III: R=С₆Н₄Ме-4, R¹=R²=COOMe, R³=OMe (a); R=Bn, R¹=Ph, R²=COPh, R³=Ph (b); R=Ph, R¹=C₆H₄Br-4, R²=H, R³=OMe (c).

Процесс ведут при комнатной температуре, а в качестве растворителя используют безводный ацетонитрил либо другие инертные апротонные растворители.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение тетраметил 2'-оксо-1'-(n-толил)-1',2'-дигидро-9aH-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пиррол]-3,4,4',5'-тетракарбоксилата (IIIa).

К раствору 1.0 ммоль диметил 4,5-диоксо-1-(n-толил)-4,5-дигидро-1Я-пиррол-2,3-дикарбоксилата (1а) в 10 мл безводного ацетонитрила добавляли 1.0 ммоль пиридина и 1 ммоль диметил ацетилендикарбоксилата (IIa). Реакционную массу выдерживали при комнатной температуре в течение 24 часов. Растворитель упаривали, образовавшийся осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этилового спирта. Выход 20%, т.пл. 168-170°С.

Соединение (IIIa) C₂₆H₂₄N₂O₁₀.

Найдено, %: С 59.42; Н 4.70; N 5.46.

Вычислено, %: С 59.54; Н 4.61; N 5.34.

Соединение (IIIa) - желтое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО, ДМФА, хлороформе, дихлорметане, трудно растворимое в ацетоне, спиртах, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

В ИК спектре соединения (IIIa), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний лактамной карбонильной группы С²=O при 1756 см^-1 и сложноэфирных групп СООМе при 1738, 1731, 1715, 1700, 1695 см^-1.

В ЯМР спектре, записанном в CDCl₃ наблюдаются два набора сигналов, соответствующие смеси неразделимых диастереомеров. Соотношение диастереомеров d.r. ~ 5:1 (А:В). ^tH ЯМР (400 МГц, CDCl₃), δ: 7.25-7.17 (м, 4Н, А+В), 6.42 (д[А], J=7.5 Гц, 1Н, А+В), 6.34 (дд[А], J=9.9, 6.1 Гц, 1Н, А+В), 6.27 (д[А], J=3.0 Гц, 1Н, А+В), [5.73 (дд, J=9.9, 3.5 Гц, А) & 5.71-5.62 (м, В), Σ1Н], [5.39 (т, J=6.7 Гц, А) & 5.35 5.29 (м, В), Σ1Н], [3.95 (с, А) & 3.91 (с, В), Σ3Н], 3.73 (с, 6.5Н, А+В), 3.67 (с, 2.5Н, А), [2.37 (с, А) & 2.35 (с, В), Σ3Н].

Пример 2. Получение диметил 5'-(4-бромфенил)-2'-оксо-1'-фенил-1',2'-дигидро-9aH-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пиррол]-3,4-дикарбоксилата (IIIc).

К раствору 1.0 ммоль 5-(4-бромфенил)-1-фенил-1H-пиррол-2,3-диона (Ic) в 10 мл абсолютного ацетонитрила добавляли 1.0 ммоль пиридина и 1.0 ммоль диметил ацетилендикарбоксилата (IIa). Реакционную массу выдерживали при комнатной температуре в течение 24 часов. Растворитель упаривали, образовавшийся осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этилового спирта. Выход 79%, т.пл. 173-174°С. Соединение (IIIc) C₂₇H₂₁BrN₂O₆.

Найдено, %: С 59.16; Н 3.77; N 5.19.

Вычислено, %: С 59.03; Н 3.85; N 5.10.

Соединение (IIIc) - оранжевое кристаллическое вещество, легкорастворимое в ДМСО, ДМФА, хлороформе, дихлорметане, трудно растворимое в ацетоне, спиртах, нерастворимое в воде и алканах. Устойчиво при хранении в обычных условиях.

В ИК спектре соединения (IIIc), записанном в виде пасты в вазелиновом масле, присутствуют полосы валентных колебаний лактамной карбонильной группы С^2'=O и двух сложноэфирных групп СООМе при 1739 и 1709 см^-7.

В ЯМР спектре, записанном в DMSO-d₆, наблюдаются два набора сигналов, соответствующие смеси неразделимых диастереомеров d.r. ~ 1.5:1 (А:В). ¹Н ЯМР (400 МГц, DMSO-d₆), δ: 7.53-7.46 (м, 2Н, А+В), 7.37 (т[А], J=7.6 Гц, 2Н, А+В), 7.29 (т[А], J=7.4 Гц, 1Н, А+В), 7.15-7.02 (м, 4Н, А+В), [6.58 (д, J=7.3 Гц, В) & 6.54 (д, J=7.5 Гц, А), Σ1Н], 6.40-6.29 (м, 1.4Н, А+В), 6.11 (с, 0.6Н, А), 5.99 (д, J=2.7 Гц, 0.6Н, А), [5.75 (дд, J=10.0, 3.0 Гц, В) & 5.67 (дд, J=9.9, 3.1 Гц, А), Σ1Н], 5.52 (с, 0.4Н, В), [5.47-5.39 (м, В) & 5.37 (ддд, J=7.4, 6.0, 1.1 Гц, А), Σ1Н], [3.91 (с, В) & 3.88 (с, А), Σ3Н], [3.64 (с, В) & 3.62 (с, А), Σ3Н].

Соединение (IIIb) синтезировано способом, аналогичным описанному в примере 1.

Пример 3. Фармакологическое исследование 2'-оксо-1,2'-дигидро-9aH-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пирролов] (IIIa-с) на наличие противомикробной активности.

Противомикробные свойства химических веществ изучали на 3-х коллекционных условно-патогенных штаммах микроорганизмов Staphylococcus aureus (штамм 906), Escherichia coli (штамм 1257), Candida albicans, РКПГ Y 1353/1277.

Противомикробное действие выявляли методом двукратных серийных разведений в соответствии с методическими указаниями по изучению противомикробной активности препаратов [Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М.: И-во Медицина, 2005. - 832 с.]. Готовили исходные разведения микроорганизмов в физиологическом растворе из суточной агаровой культуры по оптическому стандарту мутности (ОСО) на 5 ME с использованием денситометра. После ряда разведений конечная концентрация клеток в опыте составляла 2.5×10⁵ клеток/мл. В лунках стерильного 96 луночного плоскодонного микропланшета готовили два параллельных ряда двукратных серийных разведений химических соединений в бульоне РПБ для бактерий и жидкой питательной среде Сабуро для дрожжевых грибов. В каждой лунке содержалось 150 мкл определенной концентрации испытуемого вещества и 150 мкл инокулята культуры. В последних рядах содержалась питательная среда и культура в равных объемах (контроль). Максимально испытанная концентрация соответствовала 1000.0 мкг/мл, минимальная - 2.0 мкг/мл. Микропланшет помещали в термостат спектрофотометра Epoch и замеряли оптическую плотности (ОП) при длине волны 540 нм. Через 24 часа вновь регистрировали ОП культуральной жидкости.

Результаты оценивали с помощью программного обеспечения Gen 5 спектрофотометра для микропланшет Epoch. Последняя лунка ряда с задержкой роста и показателями ОП равной оптической плотности контрольной лунки соответствует минимальной подавляющей концентрацией соединения.

Проведенные исследования показали (см. таблицу), что соединения (IIIa-с) проявляют ингибирующее действие относительно бактериальных культур Staphylococcus aureus и Escherichia coli в интервале концентраций - 250.0-1000.0 мкг/мл. Соединение IIIb проявляет фунгистатическое действие относительно дрожжевых грибков Candida albicans в концентрации 500.0 мкг/мл.

Заявляемые ранее неописанные в литературе 2'-оксо-1,2'-дигидро-9aH-спиро[пиридо[2,1-b][1,3]оксазин-2,3'-пирролы] могут найти применение в качестве исходных продуктов для синтеза гетероциклических систем и в фармакологии в качестве потенциальных лекарственных средств с противомикробными свойствами.