Изобретение относиться к области синтеза биологически активных соединений, проявляющих противомикробное действие по отношению к бактериальным культурам, таким как: стафилококк, синегнойная палочка, кишечная палочка, пастерелла и к штамму сибирской язвы Bac. Аntracis, выделенных из животных с респираторным заболеванием и противотуберкулезное действие.
Прототипом заявленного изобретения является 6-(4-бромофенил)-2-(1H-индол-3-ил)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол общей формулы:
обладающий как бактериостатической, так и бактерицидной активностью [Cascioferro, Stella; Petri, Giovanna Li; Parrino, Barbara; Carbone, Daniela; Funel, Niccola; Bergonzini, Cecilia; Mantini, Giulia; Dekker, Henk; Geerke, Daan; Peters, Godefridus J.; Cirrincione, Girolamo; Giovannetti, Elisa; Diana, Patrizia / Imidazo[2,1-b] [1,3,4]thiadiazoles with antiproliferative activity against primary and gemcitabine-resistant pancreatic cancer cells // European Journal of Medicinal Chemistry, 2020. vol. 189 pp. 2- 18/ DOI : 10.1016/j.ejmech.2020.112088].
Недостаток данного соединения заключается в том что, хотя он и обладает высокими бактерицидными и бактериостатическими свойствами, но по сравнению с заявленным соединением не проявляет противотуберкулёзные свойства.
Целью изобретения является получение такого соединения производных 6-(4-бромфенил)-N-6-(п-бромфенил)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиа-диазола, которое по сравнению с известными соединениями этого ряда, обладает более высоким противомикробным и противотуберкулёзным действием.
Поставленная цель достигается соединением 5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амина с общей формулы:
Заявляемое соединение представляет собой 5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амин, относящееся к группе конденсированных бициклических гетероциклов класса имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазолов.
Заявленное соединение может быть использовано для синтеза новых антибактериальных препаратов, так как селективность этих соединений к прокариотическим мембранам в 1000 раз выше, чем к эукариотическим.
Данное соединение получают в результате реакции нуклеофильного замещения при взаимодействии тиосемикарбазида с 6-(4-бромфенил)-2-(фенилтио)-5-тиоцианатоимидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазола в присутствии серной кислоты при температуры 80ОС в течение 5-6 часов.
В коническую колбу с магнитной мешалкой помещают 4,45 гр. (0.01 моль) 6-(4-бромфенил)-2-(фенилтио)-5-тиоцианатоимидазо[2,1-b][1,3,4]тиа-диазола, растворяют в 30 мл серной кислоте, добавляют 0.91 гр. (0.02 моль) тиосемикарбазида и нагревают до 80ОС при постоянном перемешивании в течение 5-6 ч. Охладив, растворитель выпаривают досуха на роторном испарителе. Осадок промывают водой (3х70мл), высушивают на воздухе и перекристаллизовывают из смеси диоксан-хлороформа, взятого в соотношении 15:3. Выход продукта составляет - 3,8 г (74%) и представляет собой желто-кристаллическое вещество с температурой плавления – 182-184оС
Результаты элементного анализа представлены в Таблице 1, где:
Найдено в C18H11BrN6S4:%: C- 41.64%; H- 2.15%;
Вычислено для C18H11BrN6S4: С- 41,62%, Н- 2,13%
Таблица 1.
Результаты элементного анализа заявленного соединения
|
Соединение
|
|
Выход, %
|
Т.пл., оС
|
Вычисленно, %
|
Найдено, %
|
Брутто-формула
|
|
С
|
Н
|
N
|
Br
|
S
|
С
|
Н
|
N
|
Br
|
S
|
|
5-((6-(4-бромо-фенил)-2-(фе-нилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]-тиадиазол-5-ил)-тио)-1,3,4-тиа-диазол-2-амин
|
Желтое кристал- лическое вещ-во
|
74
|
182 - 184
|
41.62
|
2.13
|
16.18
|
15.38
|
24.69
|
41.60
|
2.10
|
16.15
|
15.36
|
24.63
|
C18H11BrN6S4
|
Преимуществом заявленного соединения является доступность исходных соединений 2-амино-5-бром-1,3,4-тиадиазола и бромистого пара-бромфенацила из которых получают заявленного соединение.
Строение 5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиа-диазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амина доказано методом ядерно-магнитного резонанса спектроскопии, а чистота проверена методом аналитической тонкослойной хромотографии.
Противомикробное свойство заявленного соединения определяли in vitro диско-диффузионным методом по отношению к полевым культурам: сальмонеллы, тафилококку, пастереллы, и к штамму сибирской язвы Bac. Аntracis выделенных из больных респираторным заболеванием животных. Для сравнения биологической активности, также было исследовано заявленное соединение 5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амин.
Опыты проводили трёхкратно.
В Таблице 2 представлены сведения, указывающий на противомикробное действие заявленного соединения при проведение биологического скрининга заявляемого соединения по отношению к граммоотрицательным штаммам Salmonella Dublin, Pаstеrella multocida, к граммоположительному штамму Staphylococcus aureus и к штамму сибирской язвы Bac. Аntracis. Результаты биологического скрининга показали, что заявляемое соединение в концентрации от ½ до 1/64 по отношении ко всем указанным штаммам имеет противомикробное действие и останавливает рост штаммов. Наиболее высокую активность проявляет по отношению к штаммам пастереллезу Pasteurella multocida и сибирской язвы Bac. аntracis.
Таблица 2
Результаты биологического скрининга заявляемого соединения
|
соединения
|
концентрация
|
Salmonella dublin
|
Pasteurella multocida
|
Bac. аntracis
|
Staphylococcus aureus
|
|
МБсК в пробе МПБ
|
МБцК в чашке МПА
|
МБсК в пробе МПБ
|
МБцК в чашке МПА
|
МБсК в пробе МПБ
|
МБцК в чашке МПА
|
МБсК в пробе МПБ
|
МБцК в чашке МПА
|
|
5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амин
|
1/2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
1/4
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
1/8
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
1/16
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
1/32
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
1/64
|
±
|
±
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
1/128
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
-
|
+
|
+
|
|
1/256
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Примечание: «-» - отсутствии роста бактерий, «+» - рост микроорганизмов, «±» - задержка роста.
|
Противотуберкулезное свойство заявленного соединения было определено путем молекулярного докинга. Изучено взаимодействие 5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амина с целевым белком CmaA1 (Cyclopropane mycolic acid synthase 1), имеющимся в базе данных молекулярного докинга MCULE. Белок CmaA1 - ключевой фермент в синтезе миколовых кислот, являющихся основными компонентами клеточной стенки Mycobacterium tuberculosis.
Величина базовой оценки (MCULE) для изученных производных тиадиазолимидазола колебалась от -4,0 до -8,3. Величина положительного контроля - тиоацетазона была равна -7,3.
5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амина со значением 8,3 обладает большей активностью, чем тиоацетазон.
На рисунке 1 представлены результаты молекулярного докинга для заявленного соединения.
На рисунка представлено как соединение 5-((6-(4-бромофенил)-2-(фенилтио)имидазо[2,1-b][1,3,4]тиадиазол-5-ил)тио)-1,3,4-тиадиазол-2-амина может быть объединено с аминокислотами тирозина (13), серином (93), глутаматом (96) и гистидином(138) через водородные связи; с аминокислотами треонином (91) и глицином (134),
путём соединения с атомами серы в тиадиазольном кольце и тиоцианидной группой; взаимодействует с аминокислотами валином (9), лейцином (92), триптофаном (120), аланином (135) и фенилаланином (193) через электроны бензольного кольца и атома брома.
Исследование in silico производных показывает более высокий противотуберкулезный эффект заявленного соединения по сравнению с тиоацетазоном (противотуберкулезный наркотик).
