3-АМИНО-2-(4-НИТРОФЕНИЛ)-1,2-ДИАЗАСПИРО[4.5]ДЕЦ-3-ЕН-4-КАРБОНИТРИЛ, ОБЛАДАЮЩИЙ АНТИМИКРОБНЫМИ СВОЙСТВАМИ Российский патент 2025 года по МПК A61K31/416 A61P31/04 

Область техники

Изобретение относится к области фармацевтической химии, а именно к соединению формулы (I) или его фармацевтически приемлемым солям и может быть использовано в медицине и ветеринарии.

(I)

Уровень техники

Актуальным вопросом современной фармацевтической химии остаётся поиск простых и экологичных методов синтеза антимикробных соединений. Среди таковых продолжают активно изучаться замещённые 1H-пиразолы (1-5).

Известны соединения 5-амино-1,3-дифенил-1H-пиразол-4-карбонитрилах (2а-g) с различными заместителями в ароматическом кольце в 3 положении пиразольного цикла. (1) формулы:

Изучение антимикробной активности соединений 2a-f in vitro в отношении штаммов грамотрицательных (Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella aerogenes, Chromobacterium violaceum) и грамположительных (Bacillus subtilis, Bacillus sphaericus, Staphylococcus aureus) микроорганизмов показало, что соединения (2b), (2f), (2g) обладали широким спектром антимикробной активностью по отношению ко всем исследованным штаммам при минимальной ингибирующей концентрации (МИК) от 10 до 13 мкг/мл.

Известны соединения 5-амино-1-изоникониноил-3-фенил-1H-пиразол-4-карбонитрилы (3а-l) с различными заместителями в ароматическом кольце (2) формулы:

Скрининг антибактериальной активности данных соединений в отношении грамположительных (Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus) и грамотрицательных (Escherichia coli, Proteus vulgaris) бактерий, показал, что соединения (3a), (3b), (3d), (3j), (3k) проявляет умеренную антибактериальную активность в отношении всех исследованных бактерий.

Известны ацилированные производные 2-(3-амино-1,4-диазаспиро[4.5]дек-3-ен-2-илиден)малононитрила - соединения 2-(4-ацетил-3-имино-1,4-диазаспиро[4.5]декан-2-илиден)малононитрил (4) и N-(1-ацетил-3-(дицианометилен)-1,4-диазаспиро[4.5]декан-2-илиден)ацетамид (5).

,

3-Амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дец-3-ен-4-карбонитрил (I) был синтезирован (6), была изучена его цитотоксическая активность (7), однако его антимикробные свойства не были изучены.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема заключается в расширении класса веществ, обладающих антимикробными свойствами и пригодных для использования в медицине и ветеринарии.

Технический результат заключается в расширении арсенала фармацевтических средств за счёт представителя замещённых пиразолинов.

Технический результат достигается применением 3-амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дец-3-ен-4-карбонитрила формулы (I)

(I)

или его фармакологически приемлемой соли в качестве средства с антимикробной активностью для борьбы с заболеваниями человека и животных, вызванными штаммами бактерий Pseudomonas aeruginosa или Escherichia coli или Staphylococcus aureus.

Осуществление изобретения

Изучены антимикробные свойства 3-амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дец-3-ен-4-карбонитрила (I).

Синтез 3-амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дец-3-ен-4-карбонитрила (I) осуществлялся по простой экологичной методике в одну стадию исходя из 4-нитрофенилгидразина, динитрила малоновой кислоты и циклогексанона с использованием в качестве растворителя воды или этанола (6).

Для оценки антимикробной активности синтезированного соединения определяли полумаксимальную эффективную концентрацию (EC₅₀), сравнивая с препаратом «Ципрофлоксацином» (ОАО «Синтез», Россия, г. Курган). Антимикробную активность оценивали в отношении золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus B-8172), кишечной палочки (Escherichia coli K-12) и синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa B-6643), полученных из Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов. Исследования проводились с использованием метода измерения оптической плотности бактериальных культур при росте на жидкой питательной среде LB, содержащей дрожжевой экстракт (5 г/л), триптон (10 г/л) и хлорид натрия (5 г/л).

Таблица 1.

EC₅₀, мкг/мл
Штаммы бактерий P. aeruginosa
ATCC 9027 S. aureus
ATCC 25923 E. coli K-12 Соединение I 0,6±0,4 122±8 0,209±0,006 Ципрофлоксацин 69±7 36±4 0,56±0,16

Соединение I проявило выраженную антимикробную активность в отношении Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli, превосходя по активности вещество сравнения – «ципрофлоксацин» в 100 и в 2 раза соответственно. В отношении Staphylococcus aureus была выявлена более слабая антимикробная активность, уступающая активности коммерческого препарата «Ципрофлоксацин» лишь в 3,4 раза. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего поиска антимикробных соединений в ряду арилзамещённых амино-1H-пиразолкарбонитрилов.

Методика оценки антимикробной активности

Культуру бактерий засеивали на жидкую среду LB на 18 ч. Затем 100 мкл культуры добавляли к 25 мл жидкой среды LB и инкубировали при 37°C в течение 1 ч. В каждую лунку 96-луночного микропланшета вносили по 150 мкл жидкой питательной среды LB. Добавляли в первые лунки по 24 мкл растворов исследуемого соединения и вещества сравнения в ДМСО в концентрации 10 мг/мл, подвергали их двукратному разведению от 400 до 0,195 мкг/мл и вносили в каждую лунку планшета по 150 мкл 1-часовой бактериальной культуры, содержащей примерно 10⁵ клеток в 1 мл.

Проводили измерение оптической плотности в каждой из лунок при 0 часов инкубации при помощи планшетного ридера Multiskan Ascent (Thermo Scientific, Финляндия) на длине волны 595 нм. После этого планшеты инкубировали в шейкере-инкубаторе в течение 1–8 ч при 37 °С. Каждый час производили измерение оптической плотности при 595 нм в каждой лунке планшета. Полученные данные обрабатывались с помощью программного пакета Excel 2007 (Microsoft, США) и на основе графика определялось значение EC₅₀ соединений (мкг/мл).

Все эксперименты по определению антимикробной активности проводили в 3 повторностях. Статистический анализ данных проводили с помощью программного пакета Exel 2007 (Microsoft, США). Результаты представлены в виде средних значений с указанием доверительных интервалов при P = 0,05 (уровень доверительности 95%).

Литература:

1. Heravi M. R. P., Danafar M., Heravi N. P. One-Pot of Three-Component Synthesis of Novel Biologically Important 5-Amino-1, 3-Diaryl-1H-pyrazole-4-Carbonitriles using L-Proline Catalyst and their Antimicrobial Activity //Letters in Organic Chemistry. 2019. Т. 16. №. 11. С. 922-930. https://doi.org/10.2174/1570178616666190315155330.

2. Koli B. P., Gore R. P., Malasane P. R. Green and efficient three-component synthesis of novel isoniazid pyrazoles, molecular docking, antioxidant and antitubercular evaluation //Synthetic Communications. 2023. Т. 53. №. 18. С. 1506-1519. https://doi.org/10.1080/00397911.2023.2235624.

3. Meshcheryakova A. A., Neumoina K. S., Sorokin V. V. Three-Component Synthesis of Spiropyrazolines Derived from Benzohydrazides //Russian Journal of Organic Chemistry. 2023, vol. 59, no. 8, pp. 1309-1314. https://doi.org/10.1134/S1070428023080031.

4. Константинова Е. А., Мещерякова А. А., Видлацкая Д. В., Сорокин В. В.. Синтез новых потенциально биологически активных пиразолокарбонитрилов на основе гидразидов // Проблемы и достижения химии кислород- и азотсодержащих биологически активных соединений : Сборник тезисов VII Всероссийской молодежной конференции. Уфа: Уфимский университет науки и технологий. 2023. С. 41-42. eLIBRARY ID: 55168311.

5. Гуревич П. А. и др. Ацетилирование 2-(3-амино-1, 4-диазаспиро [4. 5] дек-3-ен-2-илиден) малононитрила и определение антимикробной активности полученных соединений по отношению к S. Aureus //Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. №. 20. С. 141-143. eLIBRARY ID: 20463317.

6. Ивонин, М. А., Бычок, О. Ю., Сафарова, Н. В., & Сорокин, В. В. Трёхкомпонентный синтез 5-арил-3-амино-ш-пиразол-4-карбонитрилов и 3-амино-1, 2-диазаспиро [4.5] дец-3-ен-4-карбонитрилов. Журнал общей химии. 2017, Т. 87. №.10, 1728-1731.

7. Ивонин М. А., Бурыгин, Г. Л., Мещерякова, А. А., Тюлькина, И. Р., & Сорокин, В. В.. Цитотоксическая активность некоторых представителей ряда бензимидазоло[1,2-а]хиназолина, пиридо[1,2-а]пиримидина и пиразолокарбонитрилов // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии. 2018. С. 37-39. eLIBRARY ID: 36562436.

Изобретение относится к области фармацевтической химии, а именно к применению 3-амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дец-3-ен-4-карбонитрила формулы (I) или его фармацевтически приемлемой соли в качестве средства, обладающего антимикробной активностью в отношении Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus. Технический результат – антимикробная активность соединения формулы (I) в отношении Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus. 1 табл.

Применение соединения 3-амино-2-(4-нитрофенил)-1,2-диазаспиро[4.5]дец-3-ен-4-карбонитрила формулы (I)

или его фармацевтически приемлемой соли в качестве средства, обладающего антимикробной активностью в отношении Pseudomonas aeruginosa, или Escherichia coli, или Staphylococcus aureus.