ДИЭТИЛАММОНИЕВАЯ СОЛЬ N-МЕТИЛАМИНО-1-ФЕНИЛМЕТАНСУЛЬФОНОВОЙ КИСЛОТЫ, ОБЛАДАЮЩАЯ БАКТЕРИЦИДНОЙ АКТИВНОСТЬЮ И ХЛАМИДИОСТАТИЧЕСКИМ ДЕЙСТВИЕМ, И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C07C309/24 C07C303/32 A61K31/255 

Изобретение относится к химии α-аминометансульфонатов, а именно к диэтиламмониевой соли N-метиламино-1-фенилметансульфоновой кислоты формулы I и способу ее получения

Указанное соединение обладает бактерицидной активностью и хламидиостатическим действием в условиях экспериментальной микробной инфекции и может найти применение в медицине и ветеринарии.

Предлагаемое соединение, его свойства и способ получения в литературе не описаны.

Из соединений ряда α-аминометансульфонатов, близких по структуре к заявляемому соединению известны нитрозамещенные α-анилиноалкансульфонаты натрия формулы II, обладающие антимитозной активностью в отношении культуры Lepidium sativum L, и получаемому по схеме:

(Butula L. , Matijevic-SoSa J., Zambeli N. Acta Pharm. Jugosl. 1988. V. 38. N. 3. P. 195-204. C.A. 1989. V. 110. N. 25. 231210z).

α-(м-Нитрофенил)амино- и α- -(п- нитрофенил)аминоалкансульфонаты натрия формулы III, обладающие антимитозной активностью в отношении прорастания семян культуры Cresse, получены реакцией уксусного альдегида с сернистым ангидридом и м- или п-нитроанилином в воде с выходом 82-88%:

(Butula L. , Matijevic-SoSa J., Flogel M. Acta Pharm. Jugosl. 1988. V. 38. N.3. P.205-211. C.A. 1989. V. 110. N. 25. 231211a).

α-Аминоалкансульфоновые кислоты и их натриевые соли являются ингибиторами роста культуры Lepidima stivum L

Соединения (I-III) были получены с выходом 11-42% при обработке 2-аминопиридина или 2-аминопиримидина соединением RCH(OH)SO₃X в воде при 55^oC. (Butula L. Pharmazie. 1978. V. 33. N. 7. P. 428-430. C.A. 1978. V. 89. N. 19. 163533c).

α-(м-Хлорфенил)амино- и α-(п-хлорфенил)аминоалкансульфонаты натрия, полученные при обработке амина (А) α-оксиалкансульфонатом (Б),

проявляют цитотоксичность по отношению к клеткам опухоли HEp-2 nasopharynx. (Butula L., Bukovec Z.J. Pharm. Sci. 1980. V. 69. N. 8. P.930-932. C.A. 1981. V. 94. N.5. 30119с).

Соединения, близкие по структуре к предлагаемому и обладающие тем же видом активности, неизвестны. Из соединений, обладающих тем же видом активности и применяемых в практическом здравоохранении и ветеринарии, известны антибиотики гентамицин, тетрациклин и пеницилин, которые относятся к достаточно дорогим лекарственным средствам.

Известны различные методы получения α-аминосульфонатов. Наиболее близкие к описываемому методу приводятся ниже.

1.N-фенил-1-фенил-1-фениламинометансульфонамид, полученный при обработке бензальфениламина комплексом алкиламина с диоксидом серы, подвергают гидролизу (50^oC, 1 ч), при этом с количественным выходом образуется 1-фениламинометансульфонат фениламмония (т.пл. 124-125^oC).

(Краснов В. Л. , Ожерельева Н.К., Бодриков И.В. Докл АН СССР. 1981, т. 261, вып. 4, с. 894-897).

2. К 12.7 ммоль азометина (I а-з) в 20 г абсолютного метанола добавляли 25.4 ммоль аддукта метиламин-диоксид серы. Через 1 ч отфильтровывали кристаллы 1-арил-1-(ариламино)метансульфонатов метиламмония (II а-з). Выход 67-98%.

R¹ = R² = H(a); R¹ = p-Me, R² = H(б); R¹ = H, R² = p-Me (в);
R¹ = p-OMe, R² = H (г); R¹ = p-Cl, R² = H (д); R¹ = p-NMe₂, R² = H (е);
R¹ = p-Br, R² = H (ж); R¹ = m-NO₂, R² = H (з)
К 20 г воды добавляли 3.9 ммоль 1-арил-1-(ариламино)метансульфоната метиламмония (II а, г, ж, з) и 3 капли концентрированной HCl, через сутки отфильтровывали кристаллы 1-арил-1-(ариламино)метансульфонатов ариламмония (II а, г, ж, з). Выход 93-95%.

(Бодриков И. В. , Краснов В.Л., Матюков Е.В., Чернов А.Н., Верин И.А. Журнал органической химии, 1987, т. 23, вып. 10, с. 2174-2180).

3. Другой метод заключается в следующем: смесь 0,1 моль альдегида и 0.2 моль анилина в 60 мл изо-пропилового спирта насыщали газообразным диоксидом серы. Выпавший осадок отделяли, промывали спиртом и сушили. Получали 1-анилино-1-арилметансульфонаты (I а-г) с выходом 94-96%.

(Краснов В. Л., Матюков Е.В., Бодриков И.В. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология 1987, т. 30, вып. 5, с. 38 - 41).

4. К раствору 0,025 моль соответствующего альдегида и 0,05 моль сульфиниламина в 1,4-диоксане (30 мл) добавили 0,9 мл (0,05 моль) воды и получили белый или желтый осадок продукта. Смесь выдержали при комнатной температуре в течение ночи. Затем отфильтровали осадок, который перекристаллизовывали из метанола.

(Mirek J., Rachwal S. Phosphorus and Sulfur. 1977. V. 3. N. 3. P. 333 - 338).

5. п-Толуидиниум п-толуидинфенилметансульфонат (I) был получен добавлением раствора 0,02 моль п-толуидиниум хлорида в 20 мл воды к раствору 0,01 моль натриевой соли α-гидроксифенилметансульфоновой кислоты в 20 мл воды. Полученный осадок отфильтровали и промыли этиловым спиртом.

(Groote R.A.M.C., Neumann V.G., Florini E. Phosphorus and Sulfur. 1981. V. 11. N. 3. P. 295 - 301).

6. α-Анилинофенилметансульфонат натрия. 10,6 г (0,1 моль) бензальдегида и раствор 10,5 г (0,1 моль) бисульфита натрия в 50 мл воды перемешивали в течение 1 ч, затем добавили 9,3 г (0,1 моль) анилина; смесь при перемешивании осторожно нагревали на водяной бане до образования прозрачного раствора. Затем охлаждали и отделяли кристаллический продукт, промывали его холодной водой, сушили и перекристаллизовывали из спирта.

Или: Смесь 18,1 г (0,1 моль) бензилиденанилина и раствора 15 г бисульфита натрия в 100 мл воды нагревали до 60^oC до получения прозрачного раствора. После охлаждения отфильтровывали бесцветный кристаллический продукт, промывали его холодной водой, сушили и перекристаллизовывали из спирта.

(Neelakantan L., Hartung W.H.J. Org. Chem. 1959. V. 24. N. 11. P. 1943 - 1948).

7. Взаимодействием 2-хлорбензальдегида, анилина и водного бисульфита натрия был получен αанилино-2-хлорфенилметансульфонат натрия.

(Grimshav J., Hewitt S.A.J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1990. N. 11. P. 2995 - 2998).

Цель изобретения - синтез нового соединения - диэтиламмониевой соли N-метиламино-1-фенилметансульфоновой кислоты - и разработка доступного способа ее получения. Поставленная цель достигается новым соединением - диэтиламмониевой соли N-метиламино-1-фенилметансульфоновой кислоты, проявляющей бактерицидную активность и обладающую хламидиостатическим действием.

Предлагаемое соединение на порядок превосходит по бактерицидной активности такие известные антибиотики как тетрациклин и пеницилин, и сопоставимо по силе действия с гентамицином.

Поставленная цель достигается также предложенным способом синтеза, заключающимся во взаимодействии аминов и сернистого ангидрида в этиловом спирте с последующим добавлением воды в течение 14 - 16 мин при 40 - 50^oC, причем в качестве аминов используют бензилиденметиламин с диэтиламином и реакцию проводят в присутствии 5%-ного триэтилбензиламмоний хлорида. Выход 91,4±0,5%.

Для лучшего понимания изобретения приводится описание метода получения предлагаемого соединения, описание методики и результатов испытания на бактерицидную активность и хламидиостатическое действие.

Пример 1. Через раствор 21,9 г (0,3 моль) диэтиламина в 300 мл этилового спирта барботируют при 20 - 25^oC сернистый газ до pH 4 - 5. Затем в присутствии 3,4 г (5,0%) триэтилбензиламмоний хлорида прибавляют при перемешивании 35,7 г (0,3 моль) бензилиденметиламина, смесь перемешивают 5 - 10 мин и прибавляют по каплям 5,4 г (0,3 моль) дистиллированной воды в течение 14 - 16 мин при 40 - 50^oC. Выдерживают смесь в течение 1 ч. Отфильтровывают осадок, в вакууме водоструйного насоса удаляют растворитель из маточного раствора. Твердое вещество объединяют и перекристаллизовывают из этилового спирта, получают 75,1 г (91,4%) белого мелкокристаллического порошка с т. пл. 127 - 128^oC.

Пример 2. Через раствор 21,9 г (0,3 моль) диэтиламина в 300 мл этилового спирта барботируют при 20 - 25^oC сернистый газ до pH 4 - 5. Затем в присутствии 3,4 г (5,0%) триэтилбензиламмоний хлорида прибавляют при перемешивании 35,7 г (0,3 моль) бензилиденметиламина, смесь перемешивают 5 - 10 мин и прибавляют по каплям 5,4 г (0,3 моль) дистиллированной воды в течение 14 - 16 мин при 40 - 50^oC. Выдерживают смесь в течение 1 ч. Отфильтровывают осадок, в вакууме водоструйного насоса удаляют растворитель из маточного раствора. Твердое вещество объединяют и перекристаллизовывают из этилового спирта, получают 74,7 г (90,9%) белого мелкокристаллического порошка с т. пл. 127 - 128^oC.

Пример 3. Через раствор 21,9 г (0,3 моль) диэтиламина в 300 этилового спирта барботируют при 20 - 25^oC сернистый газ до pH 4 - 5. Затем в присутствии 3,4 г (5,0%) триэтилбензиламмоний хлорида прибавляют при перемешивании 35,7 г (0,3 моль) бензилиденметиламина, смесь перемешивают 5 - 10 мин и прибавляют по каплям 5,4 г (0,3 моль) дистиллированной воды в течение 14 - 16 мин при 40 - 50^oC. Выдерживают смесь в течение 1 ч. Отфильтровывают осадок, в вакууме водоструйного насоса удаляют растворитель из маточного раствора. Твердое вещество объединяют и перекристаллизовывают из этилового спирта, получают 75,5 г (91,8%) белого мелкокристаллического порошка с т. пл. 127 - 128^oC.

Структура соединения I установлена методом рентгеноструктурного анализа и подтверждена ЯМР ¹H и ¹³C спектроскопии, состав - масс-спектрометрически.

В спектре ЯМР ¹H соединения I в ДМСО-d₆ имеются сигналы (δ, м.д.): 1,21 т (³J_HH 7 Гц) и 2,83 кв (³J_HH 7 Гц) метильных и метиленовых протонов этильных групп диэтиламинового фрагмента; 2,50 с метильных протонов (NMe); 4,87 с метинового протона (CHN) и мультиплет в области 7,22 - 7,41 (С₆H₅).

В спектре ЯМР ¹³C соединения I в ДМСО-d₆ имеются сигналы (δ, , м.д.): 15,746 кв (²J_CH 128,2 Гц) и 47,271 т (²J_CH 144,4 Гц) метильных и метиленовых углеродов этильных групп диэтиламинового фрагмента; 30,172 кв (²J_CH 142,8 Гц) метильных углеродов (NMe); 90,984 д (²J_CH 155,8 Гц) метинового углерода (CHN), мультиплет при 132,906 (C₂), 133,515 (C₄), 133,669 (C₃) м.д. и синглет при 141,436 м.д. (ипсо-C₁) углеродов фенильного кольца.

На основании масс-спектрометрических исследований с применением электронного удара (ЭУ) и химической ионизации (ХИ) с использованием системы прямого ввода образца при температуре испарителей Т = 60^oC для ЭУ и 30^oC для ХИ в режиме высокого разрешения с прецизионным определением основных наиболее распространенных ионов был сделан вывод, что соединение I представляет собой солеобразный продукт подобно хорошо известным солям аминов, которые переходят в газовую фазу в виде амина и соответствующей кислоты. В масс-спектрах отсутствуют пики ионов с m/z выше 119 для ЭУ и 120 для ХИ. Серосодержащие ионы представляют SO₂ и SO. Пик ионов m/z 119 состава [(C₆H₅)CHNCH₃] , m/z 73 [(C₂H₅)₂NH] и m/z 64 [SO₂] относятся к молекулярным M⁺ в ЭУ, а 120 и 74 квазимолекулярным MH⁺ в ХИ.

Строение диэтиламмониевой соли N-метиламино-1- фенилметансульфоновой кислоты I доказано методом рентгеноструктурного анализа (табл. 1 и 2).

В кристалле соединение I существует в виде сольвата с диэтиламином состава 2:1. Длины связей S-O в двух симметрически независимых молекулах А и Б (1,415(6) - 1,471 (6) указывают на существование групп SO₃H в виде анионов SO-3

. Анализ длин связей C - N показал, что вероятнее всего протонированными являются атомы азота молекулы Б (длина связей N(1')-C(7') 1,57(1) , N(1')-C(8') 1,507 (9) и диэтиламина (N(1S)-C(1S) 1,50 (1) , N(1S)-C3S) 1,472 (9) . Аналогичные связи в молекуле A существенно короче: N(1)-C(7) 1,398 (9) , N(1)-C(8) 1,48 (1) .

Группа SO-3

ориентирована фактически перпендикулярно плоскости бензольного кольца (торсионные углы C(2)-C(1)-C(7)-S(1) - 85,8(7)^oA, 90,1(8)^oБ) и находятся в заторможенной конформации (торсионные углы N(1)-C(7)-S(1)-O(2) 69,2(5)^oА, 71,9(5)^oБ, C(1)-C(7)-S(1)-O(2) -63,6(6)^oА, -55,3(6)^oБ). Метиламиногруппа имеет -sc конформацию относительно связи (C(1)-C(7) (торсионный угол C(1)-C(7)-N(1)-C(8) -57,2(7)^oА, -65,0(8)^oБ).

Молекула диэтиламина находится в транс-транс конформации (торсионные углы C(1S)-N(1S)-C(3S)-C(4S) 177(1)^o, C(3S)-N(1S)-C(1S)-C(2S) -174(2)^o).

Кристаллы соединения I (2C₈H₁₁N₁SO₃C₄H₁₁N) моноклинные. При 20^oC a = 5,700(6), b = 9,112 (6), c = 22,983(9) = 90,01(6)^o V = 1194(2) А³, d_выч = 1,323 г/см³, пространственная группа P2₁, Z = 4. Равенство углов β 90^o позволило предположить ромбическую сингонию кристаллов. Однако интенсивности симметрически эквивалентных отражений в этой сингонии отличались более чем в 2 раза. Анализ профилей отражений показал, что кристаллы являются сростками с углом разориентировки около 3^o. Интенсивности симметрически эквивалентных отражений в моноклинной сингонии совпадали с точностью около 10%. Это позволило предположить, что кристалл является моноклинным с углом β, близким к 90^o. Сбор экспериментальных данных выполнен в соответствии с этим предположением. Параметры элементарной ячейки и интенсивности 3093 независимых отражений (R_int = 0,009) измерены на автоматическом дифрактометре Nraf-Nonius CAD-4 (λMoK, графитовый монохроматор, ω/2 ϑ -сканирование, 2ϑ_макс = 56^o).

Структура расшифрована прямым методом с использованием комплекса программ SHELXTL PLUS. Положения атомов водорода рассчитаны геометрически и уточнены по модели "наездника" с фиксированным U_изо = nU_eq неводородного атома, связанного с данным атомом водорода (n = 1,5 для метильных групп и 1,2 для остальных атомов водорода). Уточнение по F² полноматричным МНК в анизотропном приближении для неводородных атомов проведено по 2955 отражениям до wR2 = 0,164 (R1 = 0,058 по 1602 отражениям с F>4 σ (F), S = 1,04). Координаты неводородных атомов приведены в табл. 3. Sheldrick G.M. SHEKXTL PLUS. PC Version. A system of comhuter proqrams for the determination of crystal structure from X-ray diffraction data. Rev. 5.02.1994.

Оценка антимикробной активности предлагаемого соединения I.

Пример 4. Определение бактерицидной активности предлагаемого соединения I проводили в состоянии аэрозоля и при непосредственно контакте в пробирках с тест-микробами: культурой кишечной палочки, стафилококка, сальмонелл, клостридиум перфригенс, палочки рожи свиней, листерий. Суспензии бактерий густотой 1 млрд.м.к. готовили на физиологическом растворе и мясопетонном бульоне (МПБ) с добавлением 5% сыворотки крови лошади.

Для опытов использовали водные растворы предлагаемого соединения I с коцентрацией 5, 10, 20, 25, 30, 40, 50, 100 мг/мл препарата.

Активность препарата определяли в условиях комнатной температуры (19 - 24^oC) и термостата (37^oC). Из каждой пробы комплекса препарата суспензией бактерий осуществляли высевы через 10, 20, 30, 40, 60 и 120 мин контакта. Для посева грамотрицательных бактерий использовали среду О. Г.Биргера, Китт-Тареца и Р. М. Зац, и под вазелиновым маслом стафилококки высевали на среду по прописи Черномордника (1977), а при посеве листерий, палочек рожи свиней в МПА добавляли 10% сыворотки лошади и 0,5% глюкозы. Посевы инкубировали при 37^oC в течение 5 - 7 сут. Опыты имели трехкратную повторяемость.

Контролем служили данные изучения сохраняемости тест-микроба без воздействия препарата.

Во всех случаях применения препарата бактерицидность оценивали на основании данных отсутствия роста или резкого снижения концентрации исходной культуры бактерий в посеве на вышеуказанные питательные среды.

Результаты бактериологических исследования проб с тест-микробами после контакта с предлагаемым соединением I представлены в табл. 4.

Анализ полученных данных показал, что предлагаемое соединение I проявляет стабитльную бактерицидную активность по отношению всех тест-бактерий через 20 мин непосредственно in vitro при концентрации 25 - 100 мг/мл, через 30 мин при концентрации 10 - 100 мг/мл.

При аэрозольном применении бактекрицидность препарата в отношении кишечной палочки, сальмонелл, клостридий, палочек рожи свиней проявлялась через 20 мин при концентрации 1,5 - 15 мг/л воздуха, а по отношению всех тест-бактерий - через 30 мин.

Пример 5. Активность препарата в отношении хламидий определяли путем титрования возбудителя хламидиозного аборта овец (ВХАО) на куриных эмбрионах (КЭ) в присутствии предлагаемого соединения I параллельно с контролем (физиологический раствор). Титр хламидий выражали в ЭЛД_50/03мл.
Первоначально определяли токсичность препарата (в концентрации 5, 10, 20 и 30 мг/мл) для куриных эмбрионов (по 5 КЭ на разведение). Экспериментально подтверждено, что данный препарат в концентрации 5 - 20 мг/мл не токсичен для куриных эмбрионов при введении в желточный мешок. Исходя из результатов этих исследований при проведении основных экспериментов, учитывая, что в опытах со взвесью хламидий исходная концентрация препарата разводится вдвое, использовали концентрации препарата с коэффициентом 2. Опыты имели трехкратную повторяемость. В каждом опыте заражали по 20 КЭ, из которых 10 были опытными, а остальные - контрольные. Эффективность препарата оценивали по количеству выживших КЭ. Обобщенные результаты экспериментов представлены в табл. 5.

Полученные данные позволяют сделать вывод, что препараты в концентрации 10 - 20 мг/мл обладает хламидиостатическим дествием, снижение инфекционного титра хламидий (ВХАО) в среднем составило 3,8 - 4,2 loq.

Обобщенный анализ результатов экспериментально свидетельствует, что предлагаемое соединение I проявляет стабильную бактерицидную активность по отношению грамположительных и грамотрицательных бактерий, как при контакте в жидкой фазе, так и в аэрозольном состоянии. Данный препарат при концентрации в растворе 10 - 20 мг/мл нетоксичен для куриных эмбрионов при введении в желточный мешок и проявляет выраженную хламидиостатическую активность.

Изобретение относится к диэтиламмониевой соли N-метиламино-1-фенилметансульфоновой кислоты формулы 1:

Соединение получают взаимодействием бензилиденметиламина с сернистым ангидридом и диэтиламином в среде этилового спирта в присутствии 5 мол.% триэтилбензиламмонийхлорида с последующим добавлением воды в течение 14-16 мин, при 40-50^oC. Выход 91,4±0,5%, брутто-формула C₁₂H₂₂N₂O₃S. Предлагаемое соединение обладает стабильным бактерицидным и хламидиостатическим действием при концентрации в растворе 10-100 мг/мл непосредственно in vitro и в аэрозольном состоянии при концентрации 1,5-15 мг/л в воздухе. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Диэтиламмониевая соль N-метиламино-1-фенилметансульфоновой кислоты формулы I

обладающая бактерицидной активностью и хламидиостатическим действием. 2. Способ получения диэтиламмониевой соли N-метиламино-1-фенилметансульфоновой кислоты, отличающийся тем, что бензилиденметиламин, сернистый ангидрид и диэтиламин подвергают взаимодействию в этиловом спирте, в присутствии 5 мол.% триэтилбензиламмонийхлорида с последующим добавлением воды в течение 14 - 16 мин при 40 - 50^oС.