KAUNO MEDICINOS UNIVERSITETAS
Vilma Petrikait÷
2,5-PAKEISTŲ TIAZOLIDINONO DARINIŲ SINTEZö IR
JŲ PRIEŠGRYBELINIO BEI ANTIBAKTERINIO
AKTYVUMO ĮVERTINIMAS
Daktaro disertacija
Biomedicinos mokslai, farmacija (09 B)
Disertacija rengta 2002–2006 metais Kauno medicinos universitete.
Mokslinis vadovas:
prof. habil. dr. Valdimaras Janulis (Kauno medicinos universitetas, biomedicinos
mokslai, farmacija – 09 B) (2002–2004 metais)
prof. habil. dr. Eduardas Tarasevičius (Kauno medicinos universitetas,
biomedicinos mokslai, farmacija – 09 B) (2004–2006 metais)
Konsultantas:
prof. habil. dr. Alvydas Pavilonis (Kauno medicinos universitetas, biomedicinos
mokslai, medicina – 07 B)
TURINYS
SANTRUMPOS 4
ĮVADAS 5
1. TYRIMŲ APŽVALGA 8
2. EKSPERIMENTINö DALIS 22
2.1. Tiazolidinono darinių sintez÷ ir identifikavimas 22 2.1.1. 5-Pakeistų 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onų (VIL1-1 – VIL1-21) sintez÷ 22 2.1.2. Tiazolidinono darinių su morfolino fragmentu (VIL2-1 – VIL2-18) sintez÷ 27 2.1.3. Tiazolidinono darinių su pirminių aminų fragmentais sintez÷ 31 2.2. Tiazolidinono darinių priešmikrobinio aktyvumo įvertinimas 51 2.2.1. Tiazolidinono darinių aktyvumo prognoz÷ PASS metodu 51 2.2.2. Tiazolidinono darinių priešmikrobinio aktyvumo tyrimai in vitro 51
3. REZULTATŲ APTARIMAS 58
3.1. Tiazolidinono darinių sintez÷ 58
3.2. Susintetintų tiazolidinono darinių priešmikrobinis aktyvumas 66 3.3. Susintetintų tiazolidinono darinių struktūros ir priešmikrobinio aktyvumo ryšio
d÷sningumai
72
IŠVADOS 94
LITERATŪROS SĄRAŠAS 95
SANTRUMPOS
DMSO dimetilsulfoksidas
DMF dimetilformamidas
MSK mažiausia slopinančioji koncentracija
MLK mažiausia letalin÷ (mikrobocidin÷) koncentracija BMR branduolių magnetinis rezonansas
IR infraraudonoji spektroskopija
proc. procentai
AIDS įgytas imuniteto nepakankamumo sindromas PSO Pasaulio sveikatos organizacija
S. aureus Staphylococcus aureus E. coli Escherichia coli B. subtilis Bacillus subtillis K. pneumoniae Klebsiella pneumoniae C. albicans Candida albicans C. glabrata Candida glabrata C. krusei Candida krusei C. kefyr Candida kefyr C. tropicalis Candida tropicalis C. parapsilosis Candida parapsilosis
Į
VADAS
Darbo aktualumas
Iki 20 a. aštuntojo dešimtmečio grybelin÷s infekcijos buvo gana lengvai išgydomos ir naujų vaistų poreikis buvo mažas [120]. Ilgus dešimtmečius sistemin÷s grybelin÷s infekcijos nebuvo laikomos rimtu pavojumi žmogaus sveikatai ar gyvybei. Farmacijos pramonininkai man÷, kad n÷ra reikalo investuoti į naujų priešgrybelinių vaistų kūrimą [97].
Priešgrybelinių vaistų poreikis padid÷jo ir d÷l spartaus medicinos ir farmacijos vystymosi neigiamų pasekmių. D÷l medicinos progreso pailg÷jo sunkiai sergančių pacientų gyvenimo trukm÷ ir padaug÷jo pacientų, turinčių padid÷jusią riziką užsikr÷sti sistemin÷mis grybelin÷mis infekcijomis [108, 148]. Medicinos technologijų pažanga ir padažn÷jusios chirurgin÷s operacijos, organų transplantacijos, citotoksin÷s chemoterapin÷s intervencijos, ŽIV epidemija, neracionalus plataus spektro priešmikrobinių vaistų vartojimas bei padid÷jęs silpno imuniteto žmonių skaičius prisid÷jo prie nuolat did÷jančio žmonių sergamumo grybelin÷mis infekcijomis [21, 24, 61, 108, 113, 122].
Nuo aštuntojo dešimtmečio iki šių dienų sergamumas grybelin÷mis infekcijomis padid÷jo daugiau nei 200 proc. [51, 89, 90, 140]. Aspergillus infekcijos šiandien yra vienos labiausiai paplitusių mirtinų ligų tarp susilpn÷jusio imuniteto pacientų [44, 168].
Daug÷jant grybelinių infekcijų, atitinkamai did÷ja priešgrybelinių vaistų vartojimas [55, 65, 99, 170]. Staigus pacientų, sergančių invazin÷mis grybelin÷mis ligomis, skaičiaus padid÷jimas reiškia, kad naujų, veiksmingų priešgrybelinių vaistų atsiradimas rinkoje atsiliko nuo jų poreikio. Tai rodo amfotericino B pavyzdys. Jis buvo atrastas 1950 metais, ir daugelyje šalių teb÷ra standartas [44, 114, 151], nors paskutiniaisiais metais jo suvartojama mažiau [170]. Menkas priešgrybelinių preparatų pasirinkimas, rinkoje esamų vaistų toksiškumas, ribotas jų veikimo spektras, polinkis sukelti atsparių padermių vystymąsi rodo naujų veiksmingų vaistų, kuriais būtų galima išgydyti sistemines grybelines infekcijas, kūrimo poreikį [16, 79, 109, 120, 167]. D÷l to naujų, mažiau toksiškų priešgrybelinių junginių paieška turi būti tęsiama [44, 169].
Pastaruoju metu vis didesnį susirūpinimą kelia ir sparčiai did÷jantis bakterijų atsparumas rinkoje esantiems antibakteriniams preparatams. Šios problemos rimtumą pripažįsta įvairios pasaulin÷s organizacijos [27, 70, 172, 174]. 2001 m. PSO sukūr÷ pirmąją kovos su mikrobų atsparumu antibiotikams strategiją, kurioje visos pasaulio šalys raginamos kartu spręsti mikrobų atsparumo antimikrobiniams vaistams problemą [27]. Nors šiuo metu infekcinių ligų gydymui vartojama daug ir įvairių vaistų, pasigendama efektyvesnių ir saugesnių preparatų [95, 102, 159, 177, 180], o mirtingumas nuo infekcinių ligų yra antroje vietoje pasaulyje [173].
D÷l min÷tų priežasčių vis didesnis pasaulio mokslininkų d÷mesys skiriamas naujų priešgrybelinių ir antibakterinių vaistų kūrimui [6, 44, 115, 129, 132, 153, 160].
Daugiau nei šimtmetį heterocikliniai junginiai užima svarbią vietą tarp organinių junginių [45]. Jie vaidina svarbų vaidmenį biocheminiuose procesuose, yra daugelio gyvūnų ląstelių pagrindinių medžiagų – DNR ir RNR – sud÷tyje [4]. Iš 20 milijonų cheminių junginių, susintetintų iki antrojo tūkstantmečio pabaigos, beveik pus÷ buvo heterocikliniai. Ypač didelis d÷mesys buvo skiriamas sieros ir azoto turintiems heterocikliniams junginiams d÷l jų plataus biologinio veikimo spektro ir pritaikymo įvairiose farmacijos srityse [45].
Tiazolo dariniais, kaip potencialiais vaistais, susidom÷ta jau 20 a. pradžioje [87], o pastaraisiais metais šis susidom÷jimas v÷l atgijo: nauji 4-tiazolidinono dariniai tiriami kaip potencialūs priešmikrobiniai, priešvirusiniai, širdies ir kraujagyslių sistemą veikiantys ir priešv÷žiniai vaistai [33, 43, 92, 117, 143, 165]. Antai, 6-amino-2-N-pentiltiobenzotiazolas pasižymi dideliu priešgrybeliniu aktyvumu, veikia atsparias flukonazolui grybelių rūšis [17]. Pasteb÷tas izatino darinių, turinčių tiazolo, tiadiazolo, benzotiazolo ciklus, priešgrybelinis ir antibakterinis poveikis [22].
Kauno medicinos universitete jau daugiau nei 20 metų kuriami 4-tiazolidinono dariniai, derinant vienoje molekul÷je tris farmakoforus. Bendradarbiaujant su Vilniaus universiteto mokslininkais, ištirtas susintetintų junginių toksiškumas. Gauti rezultatai parod÷, kad trijų farmakoforų kombinacija žymiai sumažina pradinių junginių toksiškumą. Gauti junginiai pasižymi dideliu biologiniu aktyvumu, o kai kurių junginių antibakterinis ir priešgrybelinis veikimas net keliolika kartų stipresnis negu pradinių junginių [99, 121, 157, 158].
Ankstesni s÷kmingi mokslininkų darbai šioje srityje paskatino mus kurti naujus 4-tiazolidinono darinius, į 2-ąją ir 5-ąją ciklo pad÷tis įjungiant įvairių aldehidų ir aminų fragmentus. Tokiu būdu tik÷jom÷s susintetinti potencialius priešgrybelinius ir antibakterinius junginius.
Darbo tikslas – susintetinti potencialius priešgrybelinius ir antibakterinius 4-tiazolidinono darinius su pakaitais 2-oje ir 5-oje pad÷tyse bei ištirti jų struktūros įtaką aktyvumui.
Uždaviniai:
1. Susintetinti 5-pakeistus 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onus, panaudojant aldolin÷s kondensacijos reakciją.
2. Susintetinti 2,5-pakeistus tiazolidinono darinius, panaudojant 5-pakeistų 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onų amininimo reakcijas.
• panaudojant PASS programą;
• serijinio skiedimo skystose terp÷se in vitro metodu.
4. Nustatyti susintetintų 4-tiazolidinono darinių priešgrybelinio ir antibakterinio aktyvumo bei chemin÷s struktūros ryšio d÷sningumus gautų eksperimentinių duomenų pagrindu.
Mokslinio darbo naujumas ir praktin÷ reikšm÷
Panaudojant kryptingą 4-tiazolidinono darinių sintezę, į 2-ąją tiazolidino ciklo pad÷tį
įjungiant prieštuberkulioziniu poveikiu pasižyminčio dapsono, priešmikrobinių sulfanilamidų (sulfametizolio, sulgino, sulfamonometoksino), etakridino bei kitų aminų fragmentus, susintetinti antibakterinį ir priešgrybelinį poveikį turintys junginiai. Sukurtos 5-pakeistų 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onų ir pirminių aminų kondensacijos metodikos, pritaikomos net mažai reaktingų aminų (dapsono) atveju.
Įvertinus susintetintų 4-tiazolidinono darinių antibakterinį (prieš Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae) ir priešgrybelinį (prieš Candida albicans, Candida glabrata, Candida parapsilosis, Candida kefyr, Candida krusei, Candida tropicalis) aktyvumą in vitro serijinio skiedimo skystose terp÷se metodu ir palyginus su PASS programos prognoz÷s rezultatais, nustatyta, kad eksperimentinio tyrimo rezultatai ne visiškai tiksliai sutampa su prognoz÷s rezultatais.
Ištyrus susintetintų junginių struktūros ir antibakterinio bei priešgrybelinio aktyvumo ryšio d÷sningumus nustatyta atskirų pakaitų įjungimo į tiazolidinono ciklą įtaka aktyvumui:
• amino (ypač morfolino ir 5-nitrobenzotiazolo) fragmento įjungimas į 2-ąją tiazolidinono ciklo pad÷tį padidina aktyvumą prieš grybelius, o antibakteriniam aktyvumui įtakos neturi;
• įjungus į tiazolidinono struktūrą sulfanilamidų ir dapsono fragmentus, daugelis gautų junginių pasižymi didesniu antibakteriniu aktyvumu už pradinius junginius prieš S. aureus ir E. coli, kai kurie iš jų aktyvesni už šiuo metu plačiausiai pasaulyje vartojamą priešgrybelinį preparatą flukonazolą ir aminopenicilinus;
• didžiausią priešgrybelinį ir antibakterinį aktyvumą turi 4-tiazolidinono dariniai, kurių 5-oje pad÷tyje įjungtas 5-nitrofurano arba 3-nitrobenzaldehido fragmentas.
Disertacijos apimtis ir struktūra
Disertaciją sudaro įvadas, tyrimų apžvalga, eksperimentin÷ dalis (tyrimų metodikos), tyrimų rezultatai ir jų aptarimas, išvados, literatūros sąrašas (180 literatūros šaltinių), disertacijos tema paskelbtų darbų sąrašas. Pateikta 35 lentel÷s ir 34 paveikslai. Disertacijos apimtis 110 puslapių.
1. TYRIMŲ APŽVALGA
Infekcin÷s ligos ir toliau lieka viena svarbiausių sveikatinimo problemų visame pasaulyje ir Lietuvoje. PSO duomenimis kasmet nuo infekcinių ligų miršta apie 11 milijonų žmonių. 2002 metais tik nuo infekcinių ligų mir÷ 14 milijonų pasaulio gyventojų [173]. Nors 20 a. pabaigoje ir patobul÷jo gydymo technologijos, buvo sukurti nauji diagnostikos metodai, kuriais nustatoma daug nežinomų infekcinių ligų suk÷l÷jų, tačiau žmon÷ms kelia pavojų gr÷smingos ir atsinaujinančios infekcin÷s ligos [95, 102]. Visame pasaulyje ypač aktuali racionalaus priešmikrobinių vaistų vartojimo problema, nes įvairiose srityse intensyviai vartojami priešmikrobiniai vaistai skatina vaistams atsparių mikroorganizmų selekciją ir veš÷jimą [95, 176]. Ne išimtis ir Lietuva: priešmikrobiniai preparatai, tarp jų ir priešgrybeliniai vaistai, vartojami beveik be jokių apribojimų, n÷ra nacionalin÷s antibiotikų vartojimo strategijos [35, 46, 96].
Išstudijavus iki 2006 metų gruodžio 31 dienos Medline PubMed duomenų baz÷je (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) paskelbtus mokslinius darbus, galima daryti išvadą, kad šiuo metu yra kuriama vis daugiau naujų priešgrybelinių junginių, o esami vis plačiau tyrin÷jami. Pasirinkus raktinį žodį antifungal, ieškos programa duomenų baz÷je randa daugiau nei 120 000 mokslinių straipsnių. Suskirsčius straipsnius pagal publikavimo metus, pasteb÷ta, kad per paskutinius 30 metų susidom÷jimas priešgrybeliniais vaistais ir grybelinių infekcijų gydymu nuolat did÷ja: nuo 1294 straipsnių 1981 metais iki 6074 straipsnių 2006 metais.
Iš 1 paveikslo matyti, kad 1947–1962 metais mokslininkų susidom÷jimas priešgrybeliniais junginiais nebuvo didelis. Tai galima būtų paaiškinti tuo, kad grybelin÷s ligos tuo metu buvo retos ir nebuvo poreikio kurti naujų priešgrybelinių junginių [97, 120].
Iki 1950 metų vidurio grybelin÷s ligos buvo gydomos nedidelio aktyvumo undecileno rūgšties dariniais, benzoin÷s rūgšties ir salicilo rūgšties mišiniais bei kitais junginiais, kurie vartoti tik vietiškai [169]. Giliųjų sisteminių grybelinių infekcijų atvejų pasitaikydavo nedaug, joms gydyti vaistų nebuvo. Šiuo metu yra daug vaistų, skirtų gydyti paviršin÷ms mikoz÷ms, bet tik nedaugelis vaistų gali būti vartojami sistemin÷ms mikoz÷ms gydyti [79, 120].
79 367 430 1336 2989 5371 7401 5733 5449 6929 8630 15757 17674 19055 22704 1 9 4 7 -1 9 5 0 1 9 5 1 -1 9 5 4 1 9 5 5 -1 9 5 8 1 9 5 9 -1 9 6 2 1 9 6 3 -1 9 6 6 1 9 6 7 -1 9 7 0 1 9 7 1 -1 9 7 4 1 9 7 5 -1 9 7 8 1 9 7 9 -1 9 8 2 1 9 8 3 -1 9 8 6 1 9 8 7 -1 9 9 0 1 9 9 1 -1 9 9 4 1 9 9 5 -1 9 9 8 1 9 9 9 -2 0 0 2 2 0 0 3 -2 0 0 6
1 pav. Straipsnių apie priešgrybelinius junginius ir grybelines infekcijas skaičiaus kitimas 1947–2006 metais
Neseniai sistemin÷ms mikoz÷ms gydyti dažniausiai buvo vartojami amfotericinas B [36, 108] flucitozinas ir palyginti netoksiški azolai (ketokonazolas, itrakonazolas, flukonazolas) [30]. Tačiau amfotericino B vartojimas ribojamas d÷l jo sukeliamo nefrotoksiškumo [56, 151, 154, 169], o flucitozino labai siauras veikimo spektras [1, 55]. Be to jis sukelia kaulų čiulpų slopinimą bei laikiną kepenų toksiškumą, tod÷l dažniau vartojamas kartu su amfotericinu B [120, 169]. Azolų veikimo spektras platus, jie sukelia tik palyginti nedidelius virškinamojo trakto sutrikimus, tod÷l šiuo metu jie labiausiai vartojama priešgrybelinių vaistų grup÷ [10, 19, 21, 49, 146].
Per paskutinį ketvirtį pra÷jusio šimtmečio buvo susintetinta daug azolų bei ištirtas jų priešgrybelinis aktyvumas [8, 57]. Tai didžiausia priešgrybelinių vaistų grup÷: joje yra per 20 vaistų, kurie šiandien yra rinkoje [49]. Flukonazolas buvo sukurtas kaip atsakas į amfotericinui alternatyvių priešgrybelinių vaistų poreikį, o klinikin÷je praktikoje prad÷tas taikyti 1990 metais. Vartojant flukonazolą, žymiai sumaž÷jo Candida albicans sukeliamų infekcijų [79, 161].
Nustatyta, kad flukonazolas tapo pirmasis priešgrybelinis junginys, kurio pardavimai visame pasaulyje viršijo bilijonus dolerių, taip pat paskatino farmacijos pramonininkus kurti naujus priešgrybelinius junginius [21]. Flukonazolas šiandien yra auksinis standartas, su kuriuo lyginami nauji priešgrybeliniai vaistai [21].
Kaip ir kiti azolai, tai plataus veikimo spektro priešgrybelinis junginys. Vartojamas in vitro ir in vivo, gerai veikia dermatofitus, mieles (1 lentel÷), ir kai kuriuos dimorfinius grybelius. Skirtingai veikia atskiras Candida rūšis, praktiškai neveikia C. krusei [21]. Beveik 5 proc.
C. glabrata yra atsparios arba jų jautrumas priklauso nuo flukonazolo doz÷s [1, 118, 125]. Aspergillus rūšys turi pirminį atsparumą flukonazolui, tai vienas didžiausių flukonazolo trūkumų [21, 44].
1 lentel÷. Flukonazolo aktyvumas prieš mieles in vitro [1, 57, 118]
Grybelis MSK, µg/ml Moda Candida albicans 0,125–80 0,25 Candida kefyr 32–64 32 Candida glabrata 4–128 8,3 Candida krusei 16–128 32 Candida parapsilosis 0,5–4 1 Candida tropicalis 0,25–64 0,25
Flukonazolas dažnai yra pirmo pasirinkimo vaistas arba alternatyvus vaistas gydyti infekcijoms, sukeltoms mielių ar dimorfinių grybelių: kandidiazei, kriptokokozei, kokcidioidomikozei [118]. Vis d÷lto, pernelyg dažnas ir neracionalus šio preparato vartojimas kelia susirūpinimą d÷l galimo atsparumo azolams išsivystymo [68, 141].
Labai svarbios grybelių atsparumo esamiems vaistams problemos, ypač gydant sistemines mikozes [36, 68, 101], tod÷l aktualu kurti naujus priešgrybelinius junginius. Tuo labiau, kad pacientų, turinčių didelę riziką susirgti sistemin÷mis mikoz÷mis (pvz., pacientai po transplantacijos, vartojantys agresyvią antineoplastinę chemoterapiją ar sergantieji AIDS), nuolat daug÷ja ir šios infekcijos šiandien daug dažnesn÷s [1]. Siekiama sukurti tokius vaistus, kurie būtų aktyvūs in vitro bei in vivo prieš vieną ar daugiau patogeninių grybelių klasių: dermatofitus, mieles, pel÷sius ir dimorfinius grybelius [48, 59, 63].
Vilniaus visuomen÷s sveikatos centro duomenimis 2000 m., lyginant su 1999 m., grybelinių susirgimų Lietuvoje padaug÷jo 57,5 proc. ir buvo 51,5 susirgimo atvejų 10 tūkstančių šalies gyventojų. Sparčiai augantis grybelinių infekcijų skaičius visame pasaulyje skatina kurti naujus vaistus ir tobulinti šiandien taikomą gydymą.
Šiuo metu pasteb÷tas mokslinių darbų pagaus÷jimas apie kūrimą priešgrybelinių vaistų sisteminiam vartojimui ir jų tyrimus visame pasaulyje [5, 17, 20, 26, 74, 79, 103]. Šį mokslinių tyrimų did÷jimą lemia didelis naujų vaistų poreikis ir besiplečianti rinka. Be to, did÷ja šansai sukurti naujus priešgrybelinius vaistus, stipriai besiskiriančius chemine struktūra ir turinčius kitokį veikimo mechanizmą [44, 59].
Per pastaruosius dešimtmečius intensyviai kuriamos naujos vaistų formos (lipidin÷s amfotericino B formos), plečiamas esamų vaistų klasių spektras, chemiškai modifikuojant jau
ieškoma naujų vaistų taikinių (gliukano ir chitino sintaz÷s inhibitoriai) [24, 44]. Kuriami ir naujos chemin÷s struktūros junginiai: pradimicinai, aureobazidinai, echinokandinai ir pneumokandinai [44].
Viena naujų priešgrybelinių vaistų kūrimo linijų – jau egzistuojančių triazolų struktūros modifikavimas. Sukurti nauji azolai kol kas tiriami kliniškai. Jie veikia flukonazolui atsparias grybelių padermes ir turi platų veikimo spektrą [20, 39, 41, 48]. Išskyrus azolus, visi kiti rinkoje esantys priešgrybeliniai junginiai turi palyginti mažą bioprieinamumą ir/ar toleranciją, kas gali riboti jų vartojimą gydant gyvybei pavojingas infekcijas [24, 49, 58, 97]. Tod÷l esamų triazolų grup÷s junginių struktūros modifikavimo tikslas – prapl÷sti jų priešgrybelinio veikimo spektrą išsaugant didelį bioprieinamumą ir toleranciją. Beje, čia slypi rimtas pavojus – naujiems modifikuotiems triazolams gali atsirasti kryžminis atsparumas [97]. Šiuo metu JAV siekiama sukurti aktyvesnius azolus ir junginius, galinčius efektyviau prasiskverbti pro hematoencefalinį barjerą [7].
Vienas naujausių triazolų – vorikonazolas [54, 120, 150]. Jis struktūriškai panašus į flukonazolą (2 pav.) ir sukurtas siekiant suteikti šiam junginiui priešgrybelinį aktyvumą prieš Aspergillus rūšis. Tod÷l flukonazolo molekul÷je esantis vienas triazolas pakeistas fluoropirimidino pakaitu, o propanolio grandin÷ papildyta metilo grupe. Šis flukonazolo struktūros modifikavimas iš dalies pasiteisino, kadangi praplat÷jo jo priešgrybelinis veikimo spektras, ypač prieš Aspergillus rūšis ir kitus patogeninius pel÷sius: Fusarium rūšis ir Scedosporium rūšis, kurios dažnai yra atsparios amfotericinui B [39, 41]. Jis fungistatiškai veikia patogenines mieles ir yra 10–100 kartų aktyvesnis už flukonazolą prieš Candida rūšis: vorikonazolui jautriausia yra C. albicans (MSK 0,125 µg/ml), mažiausiai jautrios – C. glabrata ir C. krusei (MSK 1–2 µg/ml) [64]. N N N F F OH CH3 N N F N N N N N N F F OH Vorikonazolas Flukonazolas
2 pav. Flukonazolo ir vorikonazolo struktūriniai skirtumai
Manoma, kad struktūriniai vorikonazolo pokyčiai turi įtakos didesniam panašumui į grybelių fermento 14α-demetilaz÷s substratą [48]. Be to, vorikonazolas yra apie 250 kartų aktyvesnis prieš grybelių 14α-demetilazę nei prieš atitinkamą žinduolių fermentą [48]. D÷l to nepageidaujamų reakcijų tikimyb÷ yra mažesn÷ [81, 151].
Kitas naujas triazolas – pozakonazolas (3 pav.). Jis vartojamas per os, gerai toleruojamas, sukelia tik nedidelius virškinamojo trakto sutrikimus [164]. Jo platus veikimo spektras: aktyvus prieš mieles, pel÷sius ir dimorfinius grybelius. Labai mažomis koncentracijomis veikia Fusarium ir Aspergillus [164]. Atlikti du nepriklausomi pozakonazolo aktyvumo prieš Candida rūšis tarptautiniai tyrimai visame pasaulyje (Azijoje, Europoje, Šiaur÷s Amerikoje ir Pietų Amerikoje) parod÷, kad pozakonazolas slopina 97 proc. Candida rūšių (≤ 1 µg/ml koncentracijomis) ir flukonazolui atsparią C. krusei (≤ 1 µg/ml koncentracijomis). Be to, jis veikia Aspergillus terreus, kuris atsparus amfotericinui B. Tyrimais nustatyta, kad pozakonazolas yra aktyviausias iš naujų priešgrybelinių junginių, tarp jų ir echinokandinų, kaspofungino ir anidulafungino. Be to, pozakonazolas turi didelį bioprieinamumą vartojant per os, tačiau d÷l jo mažo tirpumo vandenyje negalima pagaminti intraveninių tirpalų [152].
F F N N N N N O CH3 CH3 O H O O N N N N Cl Cl N N N N N O CH3 O O O N N N CH3 Pozakonazolas Itrakonazolas
3 pav. Itrakonazolo ir pozakonazolo struktūriniai skirtumai
Kita tyrimų linija – jau egzistuojančių priešgrybelinių junginių naujų vaisto formų kūrimas. Amfotericinas B deoksicholatas iki dabar buvo standartas gydant sistemines grybelines infekcijas [7]. Amfotericinas B turi platų veikimo spektrą [36, 108], tačiau pagrindin÷ priežastis, ribojanti jo veikimą – toksiškumas inkstams [154, 169]. Be to, jis labai blogai absorbuojamas vartojant per os [21]. Vis d÷lto, amfotericinas B ilgą laiką buvo pagrindinis priešgrybelinis vaistas aspergiliozei gydyti, kol nebuvo įrodytas vorikonazolo pranašumas [56, 67].
Amfotericino B nefrotoksiškumas yra rimtas šio vaisto vartojimo trūkumas nuo pat jo atsiradimo [56, 151]. Neseniai vaisto toksiškumas buvo sumažintas kuriant įvairias vaisto formas: liposominis amfotericinas B ir lipidiniai kompleksai ženkliai sumažino vaisto toksiškumą žmon÷ms, tod÷l galima vartoti didesnes jo koncentracijas [169]. Beje, atlikti tik keli
laikoma, kad liposomin÷s formos yra mažiau toksiškos inkstams, nors liposominis amfotericinas B mažina tik su infuzija susijusias reakcijas [13]. Gali būti, kad įprastin÷s ir liposomin÷s amfotericino B formos nesiskiria efektyvumu gydant aspergiliozę [13]. Vis d÷lto, didel÷ naujų vaisto formų įsigijimo kaina riboja jų vartojimą klinikin÷je praktikoje.
Kitas šios tyrimų krypties pavyzdys – itrakonazolo naujų vaisto formų kūrimas, kur lipofilinis itrakonazolas sujungtas su β-ciklodekstrinu. Nauja forma nebepriklauso nuo skrandžio rūgštingumo ir maisto vartojimo. Beje, d÷l ciklodekstrino naujų preparatų sud÷tyje padažn÷ja virškinamojo trakto nepageidaujamos reakcijos, padid÷ja aminotransferaz÷s koncentracijos. Tačiau didel÷s šių preparatų koncentracijos randamos seil÷se ir gali būti efektyviai vartojamos burnos kandidozei gydyti, kai nepadeda net flukonazolas [10].
Naujų priešgrybelinių junginių kūrimas. Nustačius, kad grybelių ląstelių sienel÷se yra
β-gliukano, o žmogaus ląstel÷se jo n÷ra, ypač susidom÷ta junginių, slopinančių fermentą
β-1,3-gliukano sintazę, kūrimu [65]. Ląstelių sienel÷s biosintezę veikiantys vaistai tur÷tų būti sąlyginai netoksiški žinduoliams [55]. D÷l šio atradimo sukurta nemažai antibakterinių junginių: penicilinų ir cefalosporinų. Deja, bandymai sukurti priešgrybelinius junginius, veikiančius grybelių ląstelių sienel÷s biosintezę, nebuvo tokie s÷kmingi [169]. Nors atrasta daug cheminių medžiagų, veikiančių ląstel÷s sienel÷s biosintezę įvairiose stadijose, ir atrasti junginiai pasižymi dideliu aktyvumu in vitro, tačiau daugelis šios grup÷s junginių vis dar teb÷ra įvairiose klinikinių tyrimų stadijose [7, 55].
Vieni šio fermento inhibitorių yra echinokandinai ir jiems artimi pneumokandinai. Tai natūralūs produktai, atrasti 1970 metais atlikus tikslingą grybelių ląstelių sienel÷s sintezę slopinančių junginių skriningą [30]. Jų chemin÷ struktūra gana sud÷tinga: tai cikliniai peptidai su ilgomis lipofilin÷mis šonin÷mis grandin÷mis. Keletas echinokandinų (kaspofunginas ir mikafunginas) jau yra registruoti kai kuriose šalyse.
Šie junginiai tinka rimtoms grybelin÷ms infekcijoms gydyti ir yra labai aktyvūs prieš Candida grybelius. Kaspofunginas yra pirmasis šios naujos priešgrybelinių vaistų klas÷s vaistas. Mikafunginas aktyvesnis už flukonazolą ir kaspofunginą prieš Candida rūšis (MSK 0,01 – 8 µg/ml) [38, 133]. Be to, mažesn÷mis koncentracijomis nei vorikonazolas, kaspofunginas ir itrakonazolas jis veikia Aspergillus rūšis [20, 123]. Dažniausios pašalin÷s reakcijos yra pykinimas, išb÷rimas, hiperbilirubinemija [178], sąveika su kitais vaistais pasireiškia retai [38]. Anidulafunginas (LY303366) 2000 metais registruotas JAV kaip priešgrybelinis vaistas parenteriniam vartojimui. Jo MSK prieš Candida rūšis yra 0,08 - 5,12 µg/ml, panašiai jis veikia ir Aspergillus rūšis. Didelis šios grup÷s junginių trūkumas – jų blogas tirpumas vandenyje. Vis d÷lto ši junginių klas÷ turi daug pranašumų, lyginant su kitais priešgrybeliniais junginiais: jie labai mažai toksiški žmogui, gali būti vartojami parenteraliai, užtenka vartoti vieną kartą per dieną, reta jų ir kitų vaistų sąveikos tikimyb÷, aktyvūs prieš Candida rūšis ir Aspergillus rūšis [30].
2006 metų rugpjūčio m÷n. duomenimis Lietuvos vaistų registre yra 87 priešgrybeliniai preparatai, kurių sud÷tyje yra šešiolika skirtingų cheminių veikliųjų medžiagų. Devynios iš šešiolikos veikliųjų medžiagų yra azolai, trys – alilaminai, viena – polieninis antibiotikas (nistatinas), trys – kitokios chemin÷s struktūros junginiai (amorolfinas, nifuratelis ir dekvalinio chloridas) (4 pav.). Azolai 70% Alila minai 18% Polie na i 6% Kiti 6%
4 pav. Lietuvos Respublikoje registruotų priešgrybelinių vaistų pasiskirstymas
Pažym÷tina, kad ir Lietuvoje didžiąją dalį priešgrybelinių vaistų sudaro azolai (70 proc.). Tai patvirtina jau min÷tą faktą, kad azolai yra vieni labiausiai vartojamų priešgrybelinių junginių pasaulyje. Sistemin÷ms grybelių sukeltoms infekcijoms gydyti registruoti penki priešgrybelinių junginių – flukonazolo, ketokonazolo, itrakonazolo, nistatino ir terbinafino – vaistiniai preparatai (flukonazolo infuziniai tirpalai ir kapsul÷s; itrakonazolo kapsul÷s, ketokonazolo tablet÷s, nistatino tablet÷s; terbinafino tablet÷s). Svarbu pamin÷ti, kad Lietuvos vaistų registre n÷ra amfotericino B, kuris yra labai nefrotoksiškas. Beje, kol kas neregistruoti ir efektyvūs naujų priešgrybelinių junginių klasių junginiai.
Keletas priešgrybelinių junginių registruoti Europos vaistų agentūroje [http://www.emea.eu.int]. Tai flukonazolas ir nauji priešgrybeliniai junginiai: kaspofunginas (registruotas 2005 metais), pozakonazolas (2005 metais) ir vorikonazolas (2006 metais).
Nedidelis Lietuvos vaistų registre esančių priešgrybelinių vaistų pasirinkimas, o taip pat šių vaistų registracija centralizuotu būdu paskutiniaisiais metais patvirtina priešgrybelinių junginių kūrimo svarbą ir vis did÷jantį d÷mesį grybelinių ligų gydymui.
Pastaruoju metu vis didesnį susirūpinimą kelia ir sparčiai did÷jantis bakterijų atsparumas rinkoje esantiems antibakteriniams preparatams [60]. Šios problemos rimtumą
buvo pagrindin÷ mirtingumo priežastis visame pasaulyje, tačiau prad÷jus vartoti sulfanilamidus ir penicilinus ketvirtajame dešimtmetyje, o v÷liau – tetraciklinus, makrolidus ir kitus antibiotikus, mirtingumas nuo infekcinių ligų smarkiai sumaž÷jo [25]. Tod÷l ilgą laiką nebuvo poreikio kurti naujų antibakterinių junginių [116], ir net iki 2000 metų nauji antibakteriniai vaistai dažniausiai buvo kuriami modifikuojant jau vartojamų cheminių klasių junginių struktūrą [23, 127]. Vis d÷lto, nepaisant didelio kiekio rinkoje esamų antibakterinių preparatų mirtingumas nuo infekcinių ligų vis dar yra antroje vietoje pasaulyje [105].
Bakterijų atsparumo antibakteriniams vaistams problemos rimtumą patvirtina ir faktas, kad šiuo metu iki 20-40 proc. visų S. aureus padermių yra atsparios meticilinui [145], o 1997 metais aprašyti ir pirmieji S. aureus atsparumo rezerviniam preparatui vankomicinui [147], literatūroje skelbiama vis daugiau straipsnių apie dauginį bakterijų atsparumą įvairiems vaistams [2]. Pirmieji priešmikrobiniai sintetiniai vaistai sulfanilamidai d÷l nuolat did÷jančio bakterijų atsparumo ir gana stipraus nepageidaujamo poveikio vis rečiau vartojami [1]. 2006 metų rugpjūčio m÷n. duomenimis Lietuvos vaistų registre yra tik keletas sulfanilamidų, iš kurių vienintelis sulfametoksazolas derinyje su trimetoprimu vartojamas sisteminių infekcinių ligų gydymui. Beje, literatūroje yra duomenų, kad ir šiam deriniui išsivyst÷ atsparių bakterijų padermių [71].
Paradoksalu, tačiau paskutiniaisiais metais did÷jant naujų aktyvių priešmikrobinių vaistų poreikiui, naujų vaistų kūrimo tempai sul÷t÷jo [127, 130]: nustatyta, kad per paskutiniuosius 20 metų JAV užregistruota 56 proc. mažiau antibakterinių vaistų [153]. Daugiausia tai siejama su ekonomin÷mis kliūtimis [130, 153]. Matydama šios problemos rimtumą, Amerikos maisto ir vaistų tarnyba (FDA) skatina farmacijos kompanijas ir infekcinių ligų asociacijas ieškoti galimų jos sprendimo būdų [50], o pasaulio organizacijos ragina visas pasaulio šalis kartu spręsti mikrobų atsparumo antimikrobiniams vaistams problemą [27, 70]. Mokslininkai pripažįsta, kad šiandien trūksta efektyvesnių antibakterinių preparatų [95, 102, 159, 173, 177, 180]. Pabr÷žiamas poreikis kurti naujos chemin÷s struktūros antibakterinius vaistus, kurie veiktų esamiems vaistams atsparias bakterijų rūšis [18, 23, 116].
Akivaizdu, kad šiandien vis dar trūksta efektyvių ir saugių priešgrybelinių, o taip pat ir antibakterinių preparatų. Sparčiai augantis grybelinių infekcijų skaičius visame pasaulyje skatina kurti naujus vaistus ir tobulinti šiandien taikomą gydymą. D÷l min÷tų priežasčių vis didesnis mokslininkų d÷mesys skiriamas priešgrybelinių, o taip pat antibakterinių vaistų kūrimui.
Paskutiniais metais naujų priešgrybelinių ir antibakterinių vaistų ieškoma tarp skirtingų heterociklinių junginių, tarp jų didelę reikšmę turi tiazolo dariniai.
Tiazolo dariniais susidom÷ta jau 20 a. pradžioje [87], o šiuo metu susidom÷jimas jais v÷l atgijo. Kasmet skelbiama nemažai mokslinių darbų, kuriuose aprašyta naujų tiazolo ciklą turinčių junginių sintez÷ ir tyrimai [28, 42].
4-Tiazolidinonai yra svarbūs junginiai d÷l jų plataus biologinio veikimo spektro ir pritaikymo farmacijoje [33, 34, 47, 53, 92, 94, 140, 143, 162, 165, 179]. Nauji 4-tiazolidinono dariniai tiriami kaip potencialūs priešmikrobiniai, priešvirusiniai, antiišeminiai, širdies kraujagyslių sistemą veikiantys ir priešv÷žiniai vaistai. Junginiai, kurių sud÷tyje yra salicilo rūgšties ir 2-tiokso-4-tiazolidinono pakaitų, veikia ŽIV-1 integrazę, yra potencialūs vaistai nuo AIDS [29]. Nemažai tiazolo ciklą turinčių junginių pasižymi priešmikrobiniu ir priešgrybeliniu aktyvumu [11, 74, 84, 86, 103, 163]. Antai, 6-amino-2-N-pentiltiobenzotiazolas pasižymi dideliu priešgrybeliniu aktyvumu, veikia atsparias flukonazolui grybelių rūšis [17]. Kai kurie 4-tiazolidono dariniai, susintetinti Lvovo nacionaliniame medicinos universitete, pasižymi priešv÷žiniu aktyvumu ir mažu toksiškumu [88].
4-Tiazolidinonų sintez÷ ir savyb÷s yra išsamiai aprašyti literatūroje [15, 32, 73, 76, 89, 107, 149]. Aktyviausios 4-tiazolidinonų pad÷tys yra 3-oji ir 5-oji (5 pav.). 5-oje pad÷tyje esanti metileno grup÷ yra pakankamai aktyvi ir aldehido arba ketono grupę turintys pakaitai įvedami į šią pad÷tį [87]
.
4 N 3 2 S 1 5 O 7 SH 6 H H5 pav. 4-Tiazolidinono (rodanino) struktūra
Vienas iš 5-pakeistų 4-tiazolidinonų gavimo būdų yra rodanino aldolin÷ kondensacija su aldehidais arba ketonais ledin÷je acto rūgštyje, esant natrio acetato. Šiuo būdu gauta daug 5-pakeistų tiazolidinono darinių [69] (6 pav.). Kaip katalizatorius gali būti panaudojamas ir natrio acetato mišinys su 25 proc. metilamino vandeniniu tirpalu [90], taip pat kitos baz÷s: natrio hidroksidas, natrio acetatas su acto rūgštimi ar jos anhidridu, amonio hidroksidas ar jo mišinys su amonio chloridu, taip pat metilamino mišinys su acto rūgštimi, morfolinas su acto rūgštimi [87].
N S O SH O H2 N S O SH R R O R R -1 2 1 2
Kondensacija taip pat vyksta virinant komponentų mišinį etanolyje, metanolyje [69]. Nustatyta, kad reakcijos su aromatiniais aldehidais vyksta tiesiog virinant toluene, o su aromatiniais aldehidais ir ketonais – tik esant amonio acetato [87]. 5-Ariliden-4-tiazolidonai pasižymi plačiu farmakologiniu veikimo spektru. Nemažai 5-ariliden-4-tiazolidonų yra skirtingose klinikinių tyrimų stadijose kaip potencialūs priešuždegiminiai, priešmikrobiniai, priešvirusiniai, antiišeminiai, trombolitiniai, priešv÷žiniai vaistai [87].
Literatūroje aprašytos 5-pakeistų 2-tiokso-4-tiazolidinonų reakcijos su antriniais aminais (piperazinu, piperidinu, morfolinu) [12, 104, 110, 139].
Literatūros duomenimis 2-tiokso-4-tiazolidinono (rodanino) dariniai d÷l judraus vandenilio gali egzistuoti keliose tautomerin÷se formose [37, 155, 158]. Judriam vandenilio atomui esant prie tiokso grup÷s susidaro merkapto grup÷, kurią alkilinant gaunami 2-alkiltiotiazolin-4-onai. Jų reakcijos su aminais vyksta lengviau ir švelnesn÷mis sąlygomis negu rodanino, d÷l to susidaro grynesni produktai su didesne išeiga.
2-Alkilrodaninai gaunami veikiant rodanino darinius alkilhalogenais esant baz÷ms (NaOH, KOH, NaH, EtN3) [87]. 2-Alkiltio-4-oksotiazolinai reaguoja su aromatiniais aminais susidarant
2-imino-4-oksotiazolidino dariniams [111, 138]. Ši reakcija dažniausiai vykdoma etanolyje, 1-butanolyje arba dioksane [51, 52].
Antriniai alifatiniai aminai (pvz., morfolinas, piperidinas ir kt.) lengvai reaguoja su rodaninu ir susidaro 2-imino-2-tiazolin-4-onai [7, 12] (7 pav.)
N H S S O R N S S O R R X N H N S N O X R N S N H O Ar R R=2H, Ar-CH R1Hal X=O, CH2 -HSR NH2Ar 1 1
Taigi, rodanino struktūra yra d÷kinga cheminiu požiūriu: skirtingas tiazolidino ciklo pad÷tis papildant įvairiais pakaitais, galima gauti skirtingo biologinio aktyvumo cheminius junginius.
Kauno medicinos universiteto Farmacin÷s chemijos ir farmakognozijos katedroje jau daugelį metų sintetinami rodanino dariniai, tiriamas jų biologinis aktyvumas. Šioje srityje dirbę Lietuvos mokslininkai Eduardas Tarasevičius, Faustas Malinauskas, Raimondas Radžiūnas, Rimantas Pečiūra [98, 121, 137, 158] susintetino nemažai 2- ir 5-pakeistų tiazolidinono darinių, pasižyminčių priešmikrobiniu ir kitokiu biologiniu aktyvumu.
Didelę reikšmę šio darbo krypties pasirinkimui tur÷jo didelis rodanino darinių, 2-oje pad÷tyje turinčių sulfanilamidinius pakaitus, o 5-oje – nitrofurano fragmentus, aktyvumas (8 pav.).
N S O N H O O2N S N H O O N N C H3 CH3 N S O N H O N H N H N O2N O NO2 N S O N H O O2N S N H O O O NH2 nifumezinas TIP2019 PT-193
8 pav. Nifumezino, TIP2019 ir PT-193 struktūrin÷s formul÷s
Nifumezinas mažai toksiškas (LD50=5000 mg/kg) ir gana aktyvus prieš S. aureus (MSK =
256 µg/ml). TIP-2019 (19 pav.) nuo nifumezino skiriasi 2-oje pad÷tyje esančia urosulfano liekana ir yra keletą kartų aktyvesnis ir mažiau toksiškas (LD50=4115 mg/kg) nei jo sintezei
panaudotas urosulfanas. PT-193 (19 pav.) turi du 5-nitrofurilakrilaldehido fragmentus molekul÷je bei aminoguanidino liekaną 2-oje tiazolidino ciklo pad÷tyje. Jo priešmikrobinis aktyvumas yra didesnis nei furacilino, o toksiškumas – mažesnis.
junginius, gautus tiazolidino molekulę papildant keletu analogiško veikimo farmakoforų. Iki tol buvo mažai žinoma tokių junginių, vienoje molekul÷je turinčių potencialius farmakoforus.
Beje, vietoje 5-nitro-2-furaldehido 5-ąją tiazolidino ciklo pad÷tį papildžius vinilo grupę turinčiu 5-nitro-2-furilakrilaldehido liekana, pasteb÷tas šių junginių didesnis aktyvumas [158].
Susintetinta nemažai tiazolidino ciklą turinčių junginių, kurių 2-oji pad÷tis papildyta sulfanilamidų, aminoguanidino, hidrazinų pakaitais, o 5-oji – įvairiais aromatinių ir heterociklin÷s struktūros aldehidų fragmentais [98, 121, 137, 158]. Dalis naujų junginių pasižym÷jo dideliu priešmikrobiniu aktyvumu, kartais – net didesniu už pradinius ir rinkoje esančius priešmikrobinius preparatus.
Taigi tiazolidino ciklą turintys junginiai svarbūs kuriant naujus priešmikrobinius ir priešgrybelinius vaistus. Šių junginių atskiri struktūriniai vienetai primena gerai žinomus priešmikrobinius vaistus, tačiau jų derinys vienoje molekul÷je demonstruoja naują požiūrį į efektyvių priešmikrobinių junginių kūrimą.
Išstudijavus cheminius organinius junginius, pateiktus tarptautiniame Martin Negwer ir Hans-Georg rinkinyje [106], pasteb÷ta, kad iš daugiau nei 15 800 junginių tik 403 (apie 2,6 proc.) pasižymi priešgrybeliniu poveikiu. Daugiau nei 60 proc. jų yra heterocikliniai, beveik 5 proc. savo struktūroje turi tiazolo ciklą. Nustatyta, kad net 7 proc. priešgrybelin÷mis savyb÷mis pasižyminčių junginių struktūroje yra furano arba nitrofurano ciklas (9 pav.).
N H S N O O CH3 N NO2 N S S N CH CH3 N H CH2 O O2N N N H N S O N H S S O O CH3 O2N S N Cl C H3 F-1 AG-63 Chlorprothiazole Camalexine Nitrofen CB 120125 Fezatione
Remdamiesi ankstesnių mokslo darbų rezultatais bei literatūros duomenimis, nusprend÷me sintetinti tiazolidinono darinius, jų struktūrą papildant įvairiais pakaitais, tik÷damiesi naujų junginų priešgrybelinio ir antibakterinio poveikio.
2-ąją tiazolidinono ciklo pad÷tį nuspręsta papildyti įvairiais aminais, kurie gal÷tų suteikti naujiems junginiams priešmikrobinių savybių. Labiausiai domino sulfanilamidai, kurie vis mažiau šiandien vartojami gydymo praktikai d÷l jų sukeliamų nepageidaujamų reakcijų [71]. Tuo labiau, kad min÷tų mokslininkų susintetinti junginiai, turintys sulfanilamidų farmakoforų, pasižym÷jo gana dideliu aktyvumu prieš įvairius mikrobus. Pastaruoju metu susidom÷jimas sulfanilamidiniais preparatais v÷l atgijo: jų fragmentai įjungiami į naujų potencialių priešmikrobinių junginių struktūrą, kurioje yra ir nitro- ar halogenbenzamido liekana [80]. Svarbu pasteb÷ti, kad tokia strategija pasiteisina: gauti sulfanilamidų dariniai turi didesnį antibakterinį aktyvumą nei jų patys sulfanilamidai [72, 80]. Be to, kai kurie susintetinti sulfanilamidų dariniai aktyvūs ir prieš grybelius [144].
Į tiazolidinono struktūrą nutar÷me įjungti sulfono – dapsono – fragmentą. Dapsonas veikia mikobakterijas [171], tačiau kai kurie susintetinti junginiai su įvairių sulfonų fragmentais aktyvūs prieš grybelius ir kitas bakterijas [28]. Tik÷jom÷s, kad tiazolidinono dariniai su dapsono fragmentu taip pat tur÷s priešmikrobinį aktyvumą.
Literatūros duomenimis, 3-aminorodanino dariniai taip pat pasižymi priešmikrobin÷mis savyb÷mis [124]. Apie 60 proc. Liudmila Petličnaja susintetintų 3-aminorodanino darinių pasižym÷jo prieštuberkulioziniu aktyvumu: jie slopino tuberkulioz÷s lazdelių augimą 1 - 32 µg/ml koncentracijomis [124]. Be to, pastaraisiais metais susidom÷ta benzotiazolo dariniais. Jie pasižymi priešv÷žiniu [14, 134], priešmikrobiniu [176], priešgrybeliniu aktyvumu [103, 106, 132], veikia ŽIV [135, 136]. Nauji benzotiazolo dariniai yra ypač aktyvūs prieš Candida grybelius, kai kurie veikia flukonazolui atsparius grybelius: Trichophyton rubrum, Microsporium canis, Aspergillus flavus, Fusarium oxysporum [103].
Taip pat buvo įdomu 2-ąją pad÷tį papildyti 1,2,4-triazolu, kadangi kai kurie šį heterociklą turintys junginiai pasižymi įvairiu biologiniu aktyvumu [142]: priešmikrobiniu [5, 26, 59], antiepilepsiniu [83], prieštuberkulioziniu [175], priešv÷žiniu [93]. Nemažai junginių, turinčių 1,2,4-triazolo ciklą, vartojami kaip priešgrybeliniai vaistai (flukonazolas, itrakonazolas, vorikonazolas ir kt.) [1, 21, 118].
Morfolino dariniai (amorolfinas) pasižymi priešgrybeliniu aktyvumu, jo taip pat yra daugelio antibakterinių preparatų (morfociklinas, ofloksacinas) sud÷tyje [1]. Literatūros duomenimis morfolino fragmentas įjungiamas į naujų potencialių priešmikrobinių junginių struktūrą [3, 66, 128]. Kai kurie 4-tiazolidinono dariniai su morfolino fragmentu 5-oje pad÷tyje
Naftilamino fragmentas yra sutinkamas gerai žinomų priešgrybelinių alilaminų grup÷s junginių struktūroje (naftifinas, terbinafinas) [1], įjungiamas į potencialių priešmikrobinių junginių struktūrą [75].
Literatūroje yra nemažai duomenų apie antrachinonų fragmentą turinčių augalinių junginių priešgrybelinį ir antibakterinį aktyvumą [82, 85]. Buvo įdomu patikrinti, ar tiazolidinono dariniai su antrachinono fragmentu 2-oje pad÷tyje tur÷s priešgrybelinį ir antibakterinį aktyvumą.
Akridino dariniai yra viena seniausių biologiškai aktyvių junginių klas÷, plačiai vartojami kaip antibakteriniai junginiai ir yra potencialūs chemoterapiniai agentai [31, 166].
Literatūros duomenimis, 1,2,4-tiadiazolo fragmentą turintys junginiai pasižymi antibakteriniu [156], prieštuberkulioziniu [112] ir priešgrybeliniu [91, 100] aktyvumu.
5-Nitro-2-furaldehido ir 5-nitro-2-furilakrilaldehido fragmentu 5-osios tiazolidinono ciklo pad÷ties papildymo racionalumą įrod÷ ankstesni mokslininkų darbai [158]. Taip pat į 5-ąją pad÷tį nutar÷me įjungti įvairius kitus aromatinius fragmentus, nor÷dami patikrinti šių pakaitų įtaką antibakteriniam ir priešgrybeliniam aktyvumui.
Ankstyvuose darbuose daug rašyta apie rodanino darinių priešmikrobinį veikimą, kuris aiškintas jų struktūriniais panašumais su penicilinu [87]. Šiuolaikiniai struktūros ir aktyvumo ryšio bei veikimo mechanizmų tyrimai gali pakeisti šią prielaidą. Tyrin÷jant struktūros ir aktyvumo ryšį, neseniai padaryta keletas išvadų: a) NH buvimas 3-oje penkianario ciklo pad÷tyje yra minimalus reikalavimas aktyvumui; b) heteroatomas pirmoje penkianario ciklo pad÷tyje reikalingas antibakteriniam aktyvumui, siera ar azoto atomai šiek tiek padidina aktyvumą lyginant su deguonies atomu [62].
Vis d÷lto, ankstesniuose darbuose išvados apie tiazolidinono darinių struktūros ir aktyvumo ryšį apsiriboja minimaliais rezultatais. D÷l šios priežasties šioje disertacijoje nutarta panagrin÷ti kitų tiazolidinono darinių struktūros ir aktyvumo ryšį: ištirti skirtumus tarp vieną pakaitą ir du pakaitus tiazolidinono cikle turinčių junginių aktyvumo, taip pat panagrin÷ti, kokią įtaką priešgrybeliniam ir antibakteriniam aktyvumui turi į tiazolidinono ciklą įjungti skirtingi aminų ir aldehidų fragmentai.
2.
EKSPERIMENTINö DALIS
Šiame darbe aprašomos dvi tyrimų kryptys:
1. Tiazolidinono darinių sintez÷ ir jų identifikavimas.
2. Susintetintų junginių priešmikrobinio (antibakterinio ir priešgrybelinio) aktyvumo
įvertinimas.
2.1. Tiazolidinono darinių sintez÷ ir jų identifikavimas
1
H BMR spektrai užrašyti 300 MHz dažnio spektrometru Mercury-300 Frangula Jogailos universitete (Krokuva, Lenkija) arba 300 MHz dažnio spektrometru AM-300 SF Brucker Zelinskio Organin÷s chemijos institute (Maskva, Rusija), vidiniu standartu naudojant tetrametilsilaną; medžiagos tirpinamos DMSO-d6. Cheminių poslinkių reikšm÷s pateikiamos δ
skal÷je. 1H BMR spektrų aprašymuose įvesti pažym÷jimai: s – singletas, d – dupletas, dd – dupletų dupletas, t – tripletas, k – kvartetas, m – multipletas, pl.s. – platus singletas.
IR spektrai užrašyti spektrometru Specord M80 KBr tablet÷je Zelinskio Organin÷s chemijos institute (Maskva, Rusija). Elementin÷ analiz÷ atlikta panaudojant analizatorių VarioEL Jogailos universitete (Krokuva, Lenkija).
Reakcijų eiga ir medžiagų grynumas buvo sekami chromatografiškai, naudojant „Silufol-UV-254“ plokšteles (ryškinama UV spinduliais ar jodo garais).
Junginių lydymosi temperatūros nustatytos Koflerio lydymosi temperatūros nustatymo aparatu su mikroskopu ir yra nekoreguotos.
2.1.1. 5-Pakeistų 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onų (VIL1-1 – VIL1-21) sintez÷
2-(Metiltio)-5-(3-fenilaliliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-1) 5-(2-hidroksibenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-2), 5-(4-hidroksibenziliden)-2-(metiltio)-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL1-3), 5-(4-chlorbenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-4), 5-(4-brombenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-5), 5-(4-fluorbenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-6), 5-(2-fluorbenziliden)-2-5-(4-fluorbenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-7), 2-(metiltio)-5-(2-nitrobenziliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-8), 2-(metiltio)-5-(3-nitrobenziliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-9), (metiltio)-5-(4-nitrobenziliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-10), (metiltio)-5-((5-nitrofuran-il)metilen)tiazol-4(5H)-(metiltio)-5-(4-nitrobenziliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-11), 2-(metiltio)-5-(3-(5-nitrofuran-2-il)aliliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-12), 5-(3,4-dihidroksibenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-13),
5-(2,6-dichlorbenziliden)-2-onas 15), 5-(4-hidroksi-3-metoksibenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-5-(2,6-dichlorbenziliden)-2-onas (VIL1-16), 5-(2,4-dimetoksibenziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-17), 2-(metoltio)-5-(3,4,5-trimetoksibenziliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-18), 5-(4-(dimetilamino)benziliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-19), 5-(2-chlor-3-(4-nitrofenil)aliliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-20), 5-(2-hidroksi-5-nitrobenziliden)-2-(metiltio)-1,3-tiazol-5-(2-chlor-3-(4-nitrofenil)aliliden)-2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onas (VIL1-21)
Į 1,47 g (0,01 mol) 2-(metiltio)-1,3-tiazol-4(5H)-ono tirpalą 10 ml ledin÷s acto rūgšties maišant pridedama 0,01 mol atitinkamo aldehido, įberiama 0,1 g amonio acetato ir maišoma 0,5-1 val. 60 ºC temperatūroje. Atv÷sintas iki 5 ºC reakcijos mišinys laikomas 4 val., susidarę kristalai filtruojami, plaunami ledine acto rūgštimi, eteriu ir džiovinami kambario temperatūroje. Gautas produktas perkristalinamas pavirinant su aktyvuota anglimi. Junginiai 1 – VIL1-11, VIL1-14 – VIL1-18 ir VIL1-21 kristalinami iš acto rūgšties, VIL1-12 kristalinamas iš acto rūgšties ir DMSO mišinio (1:1), VIL1-13 ir VIL1-19 kristalinami iš 2-butanolio, o VIL1-20 kristalinamas iš acto rūgšties ir DMSO mišinio (1:5). Junginių VIL1-1 – VIL1-21 reakcijų išeigos, lydymosi temperatūros ir elementin÷s analiz÷s duomenys pateikti 2 lentel÷je. IR ir BMR spektrin÷s analiz÷s duomenys pateikti 3 lentel÷je.
2 lentel÷. 5-Pakeistų 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onų (VIL1-1 – VIL1-21) charakteristikos
N S R O S CH3 Elementin÷ analiz÷ Apskaičiuota/rasta (%) Junginio Nr. R Išeiga (%)/ reakcijos laikas (val.) Lyd. t. (ºC) Mol. formul÷ (Mr) C % H % N % S % VIL1-1 78/0,5 162-164 C13H11NOS2 261,37 59,74 59,49 4,24 3,92 5,36 5,45 24,54 24,14 VIL1-2 OH 85/1 195-197 C11H9NO2S2 251,33 52,57 52,37 3,61 3,41 5,57 5,40 25,52 23,96 VIL1-3 O H 93/1 238-239 C11H9NO2S2 251,33 52,57 52,69 3,61 3,61 5,57 5,67 25,52 25,82 VIL1-4 Cl 92/0,75 177-179 C11H8ClNOS2 269,77 48,98 49,03 2,99 2,95 5,19 5,28 23,77 23,68
2 lentel÷s tęsinys VIL1-5 Br 82/0,75 182-183 C11H8BrOS2 314,22 42,05 42,36 2,57 2,61 4,46 4,60 20,41 21,44 VIL1-6 F 73/1 255-258 C11H8NOFS2 253,32 52,16 52,43 3,18 3,13 5,53 5,63 25,32 25,63 VIL1-7 F 68/1 160-161 C11H8FNOS2 253,32 52,16 52,21 3,18 3,22 5,53 5,53 25,32 25,36 VIL1-8 NO2 76/0,75 203-206 C11H8N2O3S2 280,33 47,13 47,15 2,88 2,99 9,99 10,03 22,88 23,10 VIL1-9 O2N 84/0,75 243-245 C11H8N2O3S2 280,33 47,13 47,09 2,88 2,96 9,99 10,03 22,88 23,14 VIL1-10 O2N 82/0,75 198-203 C11H8N2O3S2 280,33 47,13 46,98 2,88 2,97 9,99 9,98 22,88 22,98 VIL1-11 O O2N 91/0,5 183-185 C9H6N2O4S2 270,29 39,99 39,92 2,24 2,30 10,36 10,35 23,73 24,03 VIL1-12 O O2N 89/0,5 242-245 C11H8N2O4S2 296,33 44,59 44,61 2,72 2,83 9,45 9,45 21,64 21,70 VIL1-13 O H O H 88/0,75 208-210 C11H9NO3S2 267,33 49,42 49,27 3,39 3,21 5,24 5,29 23,99 23,81 VIL1-14 Cl Cl 86/0,75 164-165 C11H7Cl2NOS2 304,22 43,43 43,59 2,32 2,38 4,60 4,74 21,08 21,14 VIL1-15 Cl Cl 91/0,75 196-197 C11H7Cl2NOS2 304,22 43,43 43,44 2,32 2,22 4,60 4,70 21,08 21,26 VIL1-16 O C H 3 77/0,75 211-213 C12H11NO3S2 281,35 51,23 51,31 3,94 3,74 4,98 5,072 22,79 22,98
2 lentel÷s tęsinys VIL1-17 O C H3 O C H3 86/0,75 188-189 C13H13NO3S2 295,38 52,86 52,75 4,44 4,28 4,74 4,82 21,71 21,96 VIL1-18 O CH3 O C H3 O C H3 84/0,75 197-198 C14H15NO4S2 325,41 51,68 51,36 4,65 4,29 4,30 4,34 19,71 19,47 VIL1-19 N CH3 C H3 63/1 224-246 C13H14N2OS2 278,40 56,09 56,02 5,07 5,14 10,06 10,12 23,03 23,08 VIL1-20 Cl O2N 75/0,75 290-292 C13H9ClN2O3S2 340,81 45,82 45,63 2,66 2,79 8,22 8,24 18,81 18,85 VIL1-21 OH NO2 74/0,75 220-222 C11H8N2O4S2 296,33 44,59 44,85 2,72 2,65 9,45 9,33 21,64 21,22
3 lentel÷. 5-Pakeistų 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-onų (VIL1-1 – VIL1-21) spektrin÷s analiz÷s duomenys Junginio Nr. IR (KBr) (cm-1) 1 H BMR (DMSO-d6, δ m.d.) VIL1-1 C=O 1604 2,80 (s, 3H, SCH3), 7,04 (dd, 9 ir 12Hz, =CH), 7,38 (d, 12Hz, 1H, =CH), 7,56 (d, 9Hz, 1H, =CH), 7,37-7,46 (m, 3H, Ar-H), 7,68 (dd, 2 ir 9Hz, Ar-H) VIL1-2 OH 3230 C=O 1684 2,83 (s, 3H, SCH3), 6,91-7,04 (m, 2H, Ar-H), 7,29-7,46 (m, 2H, Ar-H), 8,12 (s, 1H, =CH), 10,50 (s, 1H, OH)
VIL1-3 C=O 1678 2,83 (s, 3H, SCH3), 6,98 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,53 (dd 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,80 (s, =CH), 10,50 (pl.s. NH, OH)
VIL1-4 C=O 1716 2,85 (3H, SCH3), 7,53 (dd, 2H, 2 ir 9Hz, Ar-H), 7,39 (dd, 2H, 2 ir 9Hz, Ar-H), 7,84 (s, 1H, =CH)
VIL1-5 C=O 1716 2,83 (s, 3H, SCH3), 7,57 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,73 (d, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,78 (s, 1H, =CH)
3 lentel÷s tęsinys
VIL1-6 C=O 1704 2,83 (3H, SCH3), 7,34-7,42 (m, 2H, Ar-H), 7,68-7,75 (m, 2H, Ar-H), 7,85 (s, 1H, =CH)
VIL1-7 C=O 1704 2,83 (s, 3H, SCH3), 7,30-7,45 (m, 4H, Ar-H), 7,70-7,80 (m, 4H, Ar-H), 7,75 (d, 3Hz, 1H, =CH) VIL1-8 C=O 1708 NO2 1568, 1524 2,82 (s, 3H, SCH3), 7,71-7,79 (m, 1H, Ar-H), 7,84-7,94 (m, 1H, Ar-H), 8,07 (s, 1H, =CH), 8,17-8,24 (m, 1H, Ar-H) VIL1-9 C=O 1700 NO2 1568, 1524 7,79-7,88 (m, 1H, Ar-H), 7,96 (s, 1H, =CH), 8,01-8,11 (m, 1H, Ar-H), 8,28-8,39 (m, 1H, Ar-H), 8,44-8,51 (m, 1H, Ar-H)
VIL1-10 C=O 1704 2,86 (s, 3H, SCH3), 7,91 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,94 (s, 1H, =CH), 8,33 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H)
VIL1-11 C=O 1708 2,84 (s, 3H, SCH3), 7,48 (d, 7Hz, 1H, Ar-H), 7,72 (s, 1H, =CH), 7,79 (d, 7Hz, 1H, Ar-H) VIL1-12 =CH 3140, 3100 C=O 1684 NO2 1588, 1556 2,82 (s, 3H, SCH3), 7,05 (dd, 9 ir 12Hz, 1H, =CH), 7,24 (d, 7Hz, 1H, Ar-H), 7,30 (d, 12Hz, 1H, =CH), 7,57 (d, 9Hz, 1H, =CH), 7,74 (d, 7Hz, 1H, Ar-H) VIL1-13 OH 3440 C=O 1688 2,83 (s, 3H, SCH3), 6,91 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,07 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,09 (d, 2Hz, 1H, Ar-H), 7,68 (s, 1H, =CH), 9,10-10,05 (m, 2H, OH)
VIL1-14 C=O 1700 2,71 (s, 3H, SCH3), 7,50 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,59 (d, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,76 (s, 1H, =CH)
VIL1-15 C=O 1708 2,84 (s, 3H, SCH3), 7,54-7,68 (m, 2H, Ar-H), 7,84 (s, 1H, =CH), 7,95 (d, 2Hz, 1H, Ar-H) VIL1-16 OH 3320 C=O 1676 2,82 (s, 3H, SCH3), 3,87 (s, 3H, OCH3), 6,96 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,16 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,22 (d, 2Hz, 2H, Ar-H), 7,76 (s, 1H, =CH), 9,90 (pl.s., 1H, OH) VIL1-17 C=O 1696 2,79 (s, 3H, SCH3), 3,86 (s, 3H, OCH3), 3,93 (s, 3H, OCH3), 6,18 (d, 2Hz, 1H, Ar-H), 6,21 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,92 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,97 (s, 1H, =CH)
VIL1-18 C=O 1684 2,85 (s, 3H, SCH3), 3,68 (s, 3H, OCH3), 3,85 (s, 3H, OCH3), 3,87 (s, 3H, OCH3), 6,98 (s, 2H, Ar-H), 7,80 (s, 1H, =CH)
VIL1-19 C=O 1688 2,72 (s, 3H, SCH3), 3,21 (s, 6H, N(CH3)2), 6,83 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,47 (d, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,71 (s, 1H, =CH) VIL1-20 C=O 1696 NO2 1596, 1516 2,84 (s, 3H, SCH3), 7,77 (s, 1H, =CH), 7,94 (s, 1H, =CH), 8,05 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 8,31 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H) VIL1-21 C=O 1688 NO2 1562, 1521 2,81 (s, 3H, SCH3), 7,06 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,93 (s, 1H, =CH), 8,07-8,12 (m, 2H, Ar-H), 12,14 (pl.s. 1H, OH)
2.1.2. Tiazolidinono darinių su morfolino fragmentu (VIL2-1 – VIL2-18) sintez÷
2-Morfolin-5-(3-fenilaliliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL2-1), 5-(4-hidroksibenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-3), 5-(4-chlorbenziliden)-2-morfolin-4-il-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-4), 5-(4-fluorbenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-5-(4-chlorbenziliden)-2-morfolin-4-il-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-6), 2-morfolin-5-(4-nitrobenziliden)4(5H)-onas (VIL2-8), 2-morfolin-5-(3-nitrobenziliden) tiazol-4(5H)-onas (VIL2-9), 2-morfolin-5-((5-nitrofuran-2-il)metilen)tiazol-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-10), 2-morfolin-5-(3-(5-nitrofuran-2-il)aliliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL2-11), 5-(3,4-dihidroksibenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-13), 5-(2,6-dichlorbenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-14), 5-(4-hidroksi-3-metoksibenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-15), 5-(2,4-dimetoksibenziliden)-2-morfolintiazol-5-(4-hidroksi-3-metoksibenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-16)
A. Morfolino ir atitinkamo 5-pakeisto 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-ono tirpalas 2-butanolyje (VIL2-1, VIL2-3, VIL2-4, VIL2-6, VIL2-8, VIL2-9, VIL2-12 – VIL2-16) arba ledin÷je acto rūgštyje (VIL2-10, VIL2-11) kaitinamas su grįžtamuoju šaldytuvu verdančioje vandens vonioje nuo 0,5 iki 8,5 val., kol nustos skirtis metantiolis (tikrinama švino acetato indikatoriumi), atšaldoma, susidarę kristalai filtruojami, plaunami etanoliu 96 proc. (V/V). Gautas produktas perkristalinamas pavirinant su aktyvuota anglimi. VIL2-1 ir VIL2-6 kristalinami iš 2-butanolio, VIL2-3 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (10:7), VIL2-4 kristalinamas iš 1-butanolio, VIL2-8 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (1:1), VIL2-9 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (1:1), VIL2-10 kristalinamas iš acto rūgšties ir DMSO mišinio (1:1), VIL2-11 kristalinamas iš acto rūgšties, VIL2-13 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (10:3), VIL2-15 kristalinamas iš ledin÷s acto rūgšties ir DMF (1:1) mišinio, VIL2-16 kristalinamas iš 1-butanolio.
5-(2-Hidroksibenziliden)-2-morfolin-4-il-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-2), 5-(4-hidroksi-benziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-3), 5-(4-chlorbenziliden)-2-morfolin-4-il-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-4), (4-brombenziliden)-2-morfolin-4-il-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-5), (4-fluorbenziliden)-2-morfolin(4-brombenziliden)-2-morfolin-4-il-1,3-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-6), 5-(2-fluorbenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-7), 2-morfolin-5-(4-nitrobenziliden)tiazol-4(5H)-onas (VIL2-8), 5-(2,4-dihidroksibenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-12), 5-(2,6-dichlorbenziliden)-2-morfolintiazol-5-(2,4-dihidroksibenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-14), 5-(4-hidroksi-3-metoksi-benziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-15), 5-(2,4-dimetoksibenziliden)-2-morfolin-tiazol-4(5H)-onas (VIL2-16), 5-(4-(dimetilamino)benziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-17), 5-(2-hidroksi-5-nitrobenziliden)-2-morfolintiazol-4(5H)-onas (VIL2-18)
B. 1,31 g (0,01 mol) 2-tiokso-4-oksotiazolidino (rodanino) ištirpinama 2-butanolyje (4 – 30 ml), pridedamas atitinkamas aldehidas, įpilama 1,5 ml (0,015 mol) morfolino ir įberiama 0,1 g amonio acetato. Reakcijos mišinys kaitinamas su grįžtamuoju šaldytuvu verdančioje vandens vonioje 1–13 val., kol nustos skirtis vandenilio sulfidas (tikrinama švino acetato indikatoriumi), atšaldoma, susidarę kristalai filtruojami, plaunami 1-butanoliu, etanoliu 96 proc. (V/V). Gautas produktas perkristalinamas pavirinant su aktyvuota anglimi. VIL2-2 ir VIL2-12 kristalinami iš acto rūgšties ir DMSO mišinio (6:1), VIL2-3 ir VIL2-7 kristalinami iš 2-butanolio ir DMF mišinio (10:7), VIL2-4, VIL2-6, VIL2-8 ir VIL2-16 kristalinami iš 1-butanolio, VIL2-5 kristalinamas iš ledin÷s acto rūgšties, VIL2-15 kristalinamas iš ledin÷s acto rūgšties ir DMF (1:1) mišinio, VIL2-17 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (5:1), VIL2-18 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (2:1).
Junginių VIL2-1 – VIL2-18 reakcijų išeigos, lydymosi temperatūros ir elementin÷s analiz÷s duomenys pateikti 4 lentel÷je. IR ir BMR spektrin÷s analiz÷s duomenys pateikti 5 lentel÷je.
4 lentel÷. Tiazolidinono darinių su morfolino fragmentu (VIL2-1 – VIL2-18) charakteristikos
N S R O N O Elementin÷ analiz÷ Apskaičiuota/rasta (%) Junginio Nr. R Išeiga (%)/ reakcijos laikas (val.) Lyd. t. (ºC) Mol. formul÷ (Mr) C % H % N % S % VIL2-1 A. 53/1 >280 C16H16N2O2S 300,38 63,98 64,05 5,37 5,40 9,33 9,35 10,67 10,70 VIL2-2 OH B. 68/1,5 >280 C14H14N2O3S 290,34 57,92 57,81 4,86 4,84 9,65 9,58 11,04 11,12 VIL2-3 O H A. 52/0,5 B. 61/5 >280 C14H14N2O3S 290,34 57,92 58,05 4,86 4,83 9,65 9,71 11,04 11,11 VIL2-4 Cl A. 46/5 B. 53/12,5 233-235 C14H13ClN2O2S 308,79 54,46 54,60 4,24 4,31 9,07 10,11 10,38 10,23
4 lentel÷s tęsinys VIL2-5 Br B. 68/5 244-246 C14H13BrN2O2S 353,24 47,60 47,23 3,71 3,46 7,93 7,93 9,08 9,03 VIL2-6 F A. 57/0,5 B. 59/8,5 196-198 C14H13FN2O2S 292,33 57,52 57,58 4,48 4,53 9,58 9,66 10,97 10,87 VIL2-7 F A. 37/1 B. 44/13,5 202-204 C14H13FN2O2S 292,33 57,52 57,63 4,48 4,52 9,58 9,56 10,97 11,04 VIL2-8 O2N A. 47/1 B. 55/6 205-210 C14H13N3O4S 319,34 52,66 52,68 4,10 4,13 13,16 13,24 10,01 10,13 VIL2-9 O2N A. 71/2 239-240 C14H13N3O4S 319,34 52,66 52,57 4,10 4,18 13,16 13,29 10,04 10,06 VIL2-10 O O2N A. 72/1,5 >280 C12H11N3O5S 309,30 46,60 46,80 3,58 3,55 13,59 13,55 10,37 10,36 VIL2-11 O O2N A. 67/8,5 237-239 C14H13N3O5S 335,34 50,14 50,21 3,91 4,00 12,53 12,64 9,56 9,63 VIL2-12 OH O H B. 57/2,5 >280 C14H14N2O4S 306,34 54,89 54,97 4,61 4,68 9,14 9,13 10,47 10,40 VIL2-13 O H O H A. 69/0,5 >280 C14H14N2O4S 306,34 54,89 55,03 4,61 4,65 9,14 9,07 10,47 10,43 VIL2-14 Cl Cl A. 53/6 B. 58/8 202-204 C14H12N2SCl2 343,23 48,99 49,11 3,53 3,57 8,16 8,19 9,34 9,37 VIL2-15 O H O C H3 A. 63/2 B. 69/8 254-256 C15H16N2O4S 320,37 56,24 56,09 5,03 4,84 8,74 8,74 10,01 10,39
4 lentel÷s tęsinys VIL2-16 O C H3 O C H3 A. 47/1 B. 50/11 233-235 C16H18N2O4S 334,40 57,47 57,56 5,43 5,49 8,38 8,45 9,59 9,67 VIL2-17 H3C N CH3 B. 58/7 246-248 C16H19N3O2S 317,41 60,55 60,74 6,03 6,04 13,24 13,40 10,10 10,17 VIL2-18 OH NO2 B. 43/4 274-276 C14H13N3O5S 335,34 50,14 50,21 3,91 3,96 12,53 12,56 9,56 9,54
5 lentel÷. Tiazolidinono darinių su morfolino fragmentu (VIL2-1 – VIL2-18) spektrin÷s analiz÷s duomenys Junginio Nr. IR (KBr) (cm-1) 1 H BMR (DMSO-d6, δ m.d.) VIL2-1 C=O 1664 3,56-3,96 (m, 8H, CH2), 6,94 (dd, 9 ir 12Hz, 1H, =CH), 7,23 (d, 9Hz, 1H, =CH), 7,29-7,48 (m, 4H, Ar-H, =CH), 7,62 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H) VIL2-2 C=O 1660 OH 3080 3,56-3,87 (m, 8H, CH2), 6,91 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,43 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,69 (s, 1H, =CH), 9,69 (s, 1H, OH) VIL2-3 OH 3028 C=O 1664 3,61-3,98 (m, 8H, CH2), 6,93 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,48 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,61 (s, 1H, =CH), 10,04 (pl.s, 1H, OH)
VIL2-4 C=O 1691 3,60-3,95 (m, 8H, CH2), 7,57 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,61 (s, 1H, =CH), 7,73 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H)
VIL2-5 C=O 1676 3,60-3,96 (m, 8H, CH2), 7,53 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,60 (s, 1H, =CH), 7,71 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H)
VIL2-6 C=O 1676 3,62-3,97 (m, 8H, CH2), 7,30-7,48 (m, 2H, Ar-H), 7,64-7,73 (m, 3H, Ar-H, =CH)
VIL2-7 C=O 1676 3,62-3,97 (m, 8H, CH2), 7,30-7,42 (m, 2H, Ar-H), 7,63-7,75 (m, 3H, Ar-H, =CH) VIL2-8 C=O 1688 NO2 1596, 1540 3,64-4,02 (m, 8H, CH2), 7,76 (s, 1H, =CH), 7,87 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 8,34 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H) VIL2-9 =CH 3088 C=O 1700 NO2 156, 1524 3,63-4,00 (m, 8H, CH2), 7,79 (s, 1H, =CH), 7,75-7,83 (m, 1H, Ar-H), 8,00-8,08 (m, 1H, Ar-H), 8,20-8,31 (m, 1H, Ar-H), 8,38-8,46 (m, 1H, Ar-H)
5 lentel÷s tęsinys VIL2-10 C=O 1700 NO2 1595, 1540 3,54-3,96 (m, 8H, CH2), 7,24 (d, 6Hz, 1H, Ar-H), 7,54 (s, 1H, =CH), 7,69 (d, 6Hz, 1H, =CH) VIL2-11 C=O 1700 NO2 1596, 1540 3,59-3,96 (m, 8H, CH2), 6,97 (dd, 9 ir 12Hz, 1H, =CH), 7,14 (d, 7Hz, 1H, Ar-H), 7,17 (d, 9Hz, 1H, =CH), 7,34 (d, 12Hz, 1H, =CH), 7,72 (d, 6Hz, 1H, Ar-H) VIL2-12 OH 3500, 3140 C=O 1660 3,56-3,97 (m, 8H, CH2), 6,38 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 6,41 (d, 2Hz, 1H, Ar-H), 7,28 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,90 (s, 1H, =CH), 9,87 (pl.s. 2H, OH) VIL2-13 OH 3330 C=O 1652 3,54-3,98 (m, 8H, CH2), 6,84 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 6,94 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,04 (d, 2Hz, 1H, Ar-H), 7,48 (s, 1H, =CH), 9,30 (pl.s., 2H, OH)
VIL2-14 C=O 1684 3,53-3,94 (m, 8H, CH2), 7,47 (t, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,54 (s, 1H, =CH), 7,57 (d, 9Hz, 2H, Ar-H) VIL2-15 OH 3410 C=O 1656 3,63-3,85 (m, 8H, CH2), 3,87 (s, 3H, OCH3), 7,13 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 7,20 (d, 2Hz, 1H, Ar-H), 7,60 (s, 1H, =CH) VIL2-16 C=O 1684 3,60-3,96 (m, 8H, CH2), 3,84 (s, 3H, OCH3), 3,92 (s, 3H, OCH3), 6,63-6,69 (m, 2H, Ar-H), 7,44 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,86 (s, 1H, =CH) VIL2-17 C=O 1672 3,03 (s, 6H, N(CH3)2), 3,61-3,99 (m, 8H, CH2), 6,82 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,44 (dd, 2 ir 9Hz, 2H, Ar-H), 7,55 (s, 1H, =CH) VIL2-18 C=O 1680 NO2 1560, 1520 3,55-3,95 (m, 8H, CH2), 7,14 (d, 9Hz, 1H, Ar-H), 7,87 (s, 1H, =CH), 8,18 (dd, 2 ir 9Hz, 1H, Ar-H), 8,28 (d, 2Hz, 1H, Ar-H)
2.1.3. Tiazolidinono darinių su pirminio amino fragmentu sintez÷
• Tiazolidinono darinių su 4-amino-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazolo-2-il)benzensulfonamido (sulfametizolio) fragmentu (VIL3-1 – VIL3-14) sintez÷
N-(5-Metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)-4-(4-okso-5-(3-fenilaliliden)-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)
benzensulfonamidas (VIL3-1), 4-(5-(2-hidroksibenziliden)-4-okso-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-2), 4-{[5-(4- hidroksibenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-3), 4-{[5-(4-chlorbenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-4), 4-{[5-(4- brombenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-5), 4-{[5-(4-fluorbenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-6),
4-(5-(2-
fluorbenziliden)-4-okso-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-7), N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)-4-{[5-(2-nitrobenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}benzensulfonamidas (VIL3-8),
N-(5-metil-1,3,4-
tiadiazol-2-il)-4-{[(5-(3-nitrobenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}benzensulfonamidas (VIL3-9),
metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)-4-(5-(4-nitrobenziliden)-4-okso-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)benzensulfonamidas (VIL3-10), N-(5- metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)-4-(5-((5-nitrofuran-2-il)metilen)-4-okso-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)benzensulfonamidas (VIL3-11),
N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)-4-(5-(3-(5-nitrofuran-2-il)aliliden)-4-okso-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)benzensulfonamidas (VIL3-12), 4-{[5-(3,4-dihidroksibenziliden)-4-okso-4,5-dihidro-1,3-tiazol-2-il]amino}-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-13), 4-(5-(2,4-dimetoksibenziliden)-4-okso-4,5-dihidrotiazol-2-ilamino)-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamidas (VIL3-14)
Į 2,7 g (0,01 mol) 4-amino-N-(5-metil-1,3,4-tiadiazol-2-il)benzensulfonamido tirpalą ledin÷je acto rūgštyje (VIL3-2, VIL3-3, VIL3-9, VIL3-11) arba 1-butanolyje (VIL3-1, VIL3-4, VIL3-6 – VIL3-8, VIL3-12 – VIL3-14), arba 1-butanolio ir DMSO mišinyje (VIL3-10) pridedama 0,005 mol atitinkamo 5-pakeisto 2-(metiltio)tiazol-4(5H)-ono ir kaitinama su grįžtamuoju šaldytuvu verdančioje vandens vonioje 1–5 val., kol nustos skirtis metantiolis (tikrinama švino acetato indikatoriumi). Karšta suspensija filtruojama, kristalai plaunami ledine acto rūgštimi, prašalus – eteriu (VIL3-2, VIL3-3, VIL3-9, VIL3-11) arba 1-butanoliu, metanoliu ir eteriu (VIL3-1, VIL3-4, VIL3-6 – VIL3-8, VIL3-10, VIL3-12 – VIL3-14) ir perkristalinami, džiovinami kambario temperatūroje. VIL3-1, VIL3-4, VIL3-12, VIL3-14 kristalinami iš 2-butanolio ir DMF mišinio (2:1), VIL3-2, VIL3-3, VIL3-6, VIL3-7, VIL3-8, VIL3-11, VIL3-13 kristalinami iš ledin÷s acto rūgšties ir DMSO mišinio (2:1), VIL3-5 kristalinamas į karštą DMSO tirpalą pilant karštą 1-butanolį, VIL3-9 kristalinamas iš 2-butanolio ir DMF mišinio (5:3), VIL3-10 kristalinamas iš acto rūgšties ir DMSO mišinio (4:1).
Junginių VIL3-1 – VIL3-14 reakcijų išeigos, lydymosi temperatūros ir elementin÷s analiz÷s duomenys pateikti 6 lentel÷je. IR ir BMR spektrin÷s analiz÷s duomenys pateikti 7 lentel÷je.
