3-(5-НИТРОФУРИЛ)-7-(5-НИТРОФУРФУРИЛИДЕН)-3,3А,4,5,6,7-ГЕКСАГИДРО-2Н-ИНДАЗОЛ, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ ПРОТИВОМИКРОБНУЮ АКТИВНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ БАКТЕРИЙ РОДА STAPHYLOCOCCUS Российский патент 2006 года по МПК C07D405/14 A61K31/416 A61P31/04 

Изобретение относится к новому биологически активному органическому соединению - 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолу, проявляющему противомикробную активность в отношении бактерий рода Stapylococcus, которое может найти применение в медицинской практике в качестве препарата для лечения стафилококковых инфекций.

В медицинской практике для лечения инфекций, вызванных грамположительными и грамотрицательными микроорганизмами применяется фуразолидон (1) (N-(5-нитро-2-фурфурилиден)-3-аминооксазолидон-2) и фурацилин (2) (5-нитрофурфурола семикарбазон)

Фуразолидон проявляет активность в отношении бактерий рода Staphylococcus в концентрации 1,6-6,6 мкг/мл [см. Алексеева Л.Н. Антибактериальные препараты - производные 5-нитрофурана. Рига. 1963, АН Латв. ССР, с.219] и относится к классу малотоксичных веществ (LD₅₀ 1758 мг/кг).

Фурацилин проявляет противомикробную активность в отношении бактерий рода Staphylococcus в концентрации ˜ 20 мкг/мл [см. Крузметра Л.В. Нитрофурановые препараты в борьбе со стафилококковой инфекцией. Рига. 1964, АН Латв. ССР, 117 с.], но обладает высокой токсичностью (DL₅₀ 82,5 мг/кг), в связи с чем применяется только местно [Машковский М.Д. Лекарственные средства. - М.: Медицина, 2004, т.2, с.302].

Однако их длительное и широкое применение в медицинской практике привело к формированию и циркуляции устойчивых к ним штаммов стафилококков [Оленина Н.А. Некоторые механизмы нитрофуранорезистентности у грамотрицательных бактерий: Автореф. дис... канд. мед. наук / Н.А.Оленина - Саратов, 1965. - 12 с.; Турлупова Т.Н. Изменение биологических свойств стафилококка под влиянием нитрофурановых препаратов в эксперименте и в организме больных // Автореф. дис.... канд. мед. наук / Т.И.Турлупова - Саратов, 1974. - 15 с.].

Задачей изобретения является поиск в ряду нитрофуранов нового соединения, обладающего высокой антимикробной активностью в отношении бактерий рода Staphylococcus, устойчивых к другим нитрофуранам.

Поставленная задача решается тем, что предлагается новое вещество (соединение): 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазол, проявляющее противомикробную активность по отношению к бактериям рода Staphylococcus.

Синтезированное соединение имеет формулу

Соединение получают кипячением в течение 10 мин раствора 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)-циклогексанона в пропаноле-2 с гидразингидратом, взятыми в соотношении 1:14 по реакции

При этом противомикробная активность в отношении бактерий рода Staphylococcus синтезированного вещества возрастает в 16 раз по сравнению с применяемым на практике фурацилином и в 2-31 раза по сравнению с фуразолидоном не только по отношению к стандартным штаммам микроорганизмов, но и к клиническим (табл.1, 2, 3). МИК₅₀ 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола по отношению к клиническим штаммам бактерий рода Staphylococcus составляет 1,17 мкг/мл, в то время как МИК₅₀ фуразолидона 3,60 мкг/мл.

Сопоставительный анализ с аналогами показывает, что заявляемое соединение принципиально отличается тем, что содержит в молекуле два 5-нитрофурановых фрагмента и азометиновая цепь =C-C=N-NH- находится в составе гетероциклической - гексагидроиндазольной структуры.

Пример получения 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола: 0,5 г (1,5 ммоль) 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)-циклогексанона растворяют в 250 мл пропанола-2 при нагревании и добавляют 1 мл (20 ммоль) гидразингидрата. Смесь кипятят в течение 10 мин и оставляют на сутки. Выпавшие кристаллы отфильтровывают. Выход продукта 0,54 г (80%).

Температура плавления Т_пл 193-195°С (пропанол-2).

Данные элементного анализа

Найдено, %: С 54,09; Н 4,13; N 15,27.

C₁₆H₁₄N₄O₆

Вычислено, %: С 54,08; Н 3,91; N 15,64.

Спектральные характеристики соединения:

ИК спектр, см^-1: νNH 3348; νCH(Fu) 3140; νСН₂ 2952, 2876; колебания C=C-C=N 1676; NO₂ 1352, 1500.

Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, δ, м. д.): 4,58 д (14 Гц, 1Н, С³-Н); 1,60 м (2Н, -С⁵H₂-), 2,09 м (2Н, -С⁴H₂-), 3,18 м (2Н, -С⁶-H₂-); 6,80 и 6,86 д.д. (2Н, Н-β, Н-β' фуранового цикла 5-нитрофурильного фрагмента); 7,58 и 7,63 д.д. (2Н, Н-β, Н-β' фуранового цикла 5-нитрофурилиденового фрагмента); 6,92 с. (1Н, СН=); 7,90 уширенный синглет (1Н, N-H).

Определение антимикробного действия 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола проводилось методом двукратных серийных разведении в мясо-пептонном бульоне в интервале рН 7,2-7,4, содержащих различные концентрации изучаемого соединения и препаратов сравнения. Готовили ряд последовательных двукратных разведений, содержащих от 160,0 до 0,08 мкг вещества в 1 мл, предварительно растворяя навеску вещества в минимальном объеме диметилформамида (ДМФА). Дополнительно готовили среды, содержащие соединения в концентрации 100 мкг/мл. Из суточной агаровой культуры бактерий по оптическому стандарту мутности готовили взвесь концентрацией 2·10⁶ м.т./мл. В каждую пробирку, содержащую определенную концентрацию изучаемого препарата, вносили по 0,1 мл такой взвеси. Смесь встряхивали и инкубировали в термостате при 37°С в течение 24 часов, после чего учитывали результаты опыта, отмечая последнюю пробирку с отчетливо выраженной задержкой роста. Количество вещества в этой пробирке расценивалось как минимальная ингибирующая концентрация (МИК) для испытываемого штамма, определяющая уровень его чувствительности к данному соединению.

Опыт сопровождался двумя контролями. Первый - посев культуры в МПБ без препарата, второй посев культуры в бульон, содержащий максимальное количество ДМФА (3,2%), использовавшееся в ряду разведении. Результаты сравнения противомикробной активности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола с фуразолидоном и фурацилином приведены в таблице 1.

Важной характеристикой противомикробных средств является их активность не только в отношении стандартных тест-культур, но и в отношении клинических штаммов, циркулирующих в стационарах в настоящее время, т.к. последние могут отличаться по чувствительности к химиотерапевтическим агентам от стандартных штаммов. В этой связи было проведено изучение противостафилококковой активности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола в отношении 105 клинических штаммов стафилококков. Результаты сравнения противомикробной активности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола и фуразолидона, применяемого в медицинской практике, в отношении клинических штаммов стафилококков приведены в таблицах 2 и 3.

Острую токсичность 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола определяли на белых мышах обоего пола массой 20±2 г по 40 животных в каждой серии экспериментов. LD₅₀ при внутрибрюшинном введении составило 500 мг/кг. Заявляемое соединение менее токсично, чем фурацилин. Как видно из данных таблиц, описываемое соединение при невысокой токсичности обладает более выраженной противостафилококковой активностью, чем аналоги, и по этому показателю превосходит по активности фурацилин в 16 раз и фурфзолидон в 2-31 раза.

Обнаруженные свойства синтезированного соединения представляют интерес с точки зрения резервных средств химиотерапии стафилококковых инфекций.

Способ получения заявляемого вещества прост в исполнении, исходные вещества доступны, выход составляет 80% от теоретически рассчитанного. Оно устойчиво на воздухе, легко растворимо в диметилформамиде и диметилсульфоксиде, мало растворимо в алифатических спиртах, ацетоне, воде, практически нерастворимо в эфире, гексане.

Предлагаемое вещество обладает малой токсичностью и высокой противомикробной активностью в отношении бактерий рода Staphylococcus.

Таблица 1.
Сравнение антимикробной активности описываемого соединения и аналогов по структуре и действиюСоединениеLD₅₀, мг/кг внутрибрюшинноМИК, мкг/млS.aureus woodS.aureus 209 РS.aureus 23OS.aureus 31CS.epidermidis 16ЭS.epidermidis 21ЭE.coli АТСС 25922P.mirabilis 20P.aeruginosa АТСС 278353-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазол5001,251,250,620,620,080,16100100100фуразолидон17582,52,510202,52,50,076,6 фурацилин82,52020Нет данных

Таблица 2.
Чувствительность клинических штаммов стафилококков к 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолу Количество штаммовМИК мкг/млS.aureusS. epidermidisВсегоАбсолютное кол-во%Σ%абс%Σ%абс%Σ%8022,5100---21,9100401113,697,5---1110,598,12011,283,9---10,987,61044.982,7---43,886,7556,277,8312,510087,682,92,51619,871,6416,687,52019,175,31,253037,051,81041,770,94038,156,20,621113,614,814,229,21211,518,10,31--14,814,22510,96,60,16--14,8416,620,843,85,70,0811,21.214,24,221,91.9Итого81100-24100-105100-МИК₅₀1,191,151,17

Таблица 3.
Чувствительность клинических штаммов стафилококков к фуразолидонуМИК мкг/млS. aureusS. epidermidisВсегоАбс%(%абс%(%абс(%2%8022,5100---21,91004044,997,5---43,898,12033,792,6312,510065,794,3101012,388,9416,687,51413,388,652328,476,61041,770,93331,475,32,53543,248,262529,24139,143,91,2545514,24,254,84,80,62---------0,31--------'-0,16---------0,08--- -- - Итого81100-24100-105100-МИК₅₀3,333,753,60

Изобретение относится к новому гетероциклическому соединению, в частности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолу формулы 1

который проявляет противомикробную активность по отношению к бактериям рода Staphylococcus и может найти применение в медицине. Соединение формулы 1 получают реакцией 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)-циклогексанона с гидразингидратом в среде пропанола-2. Выход 80%, т.пл. 193-195°С; брутто-формула С₁₆N₁₄N₄О₆; LD₅₀ при внутрибрюшинном введении 500 мг/кг. Это соединение превосходит по активности фурацилин в 16 раз и фуразолидон в 2-31 раза. Технический результат - получение соединения, обладающего более высокой, избирательной антимикробной активностью и невысокой токсичностью. 3 табл.

3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2н-индазол формулы

проявляющий противомикробную активность к бактериям рода Staphylococcus.