MD4842C1 - Nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru, care manifestă activitate antimicrobiană faţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la chimie şi medicină, în particular la un compus coordinativ de cupru biologic activ din clasa tiosemicarbazonaţilor metalelor de tranziţie şi poate găsi aplicare în medicină şi veterinărie în calitate de preparat antimicrobian.Conform invenţiei, se revendică compusul coordinativ nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru cu formula:.Compusul coordinativ revendicat manifestă activitate antimicrobianăfaţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae.

Description

Invenţia se referă la chimie şi medicină şi anume, la un compus coordinativ de cupru biologic activ din clasa tiosemicarbazonaţilor metalelor de tranziţie. Acest complex manifestă activitate antimicrobiană înaltă faţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae şi datorită acestor proprietăţi poate găsi aplicare în medicină şi veterinărie în calitate de preparat antimicrobian.

Streptococcus pneumoniae sau pneumococi sunt bacterii gram-pozitive, catalazo- şi oxidazo-negative. Aceştia sunt unii dintre principalii agenţi cauzali ai meningitei, otitei, sinuzitei, pneumoniei la copii şi adulţi. În cazuri mai rare, pneumococul poate provoca endocardită, artrită septică, peritonită primară etc. În ultimii ani, din cauza creşterii rezistenţei bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae faţă de medicamentele antimicrobiene tradiţionale, în multe ţări ale lumii devine din ce în ce mai importantă problema sintezei compuşilor noi cu proprietăţi antimicrobiene.

În practica medicală şi veterinară pentru tratarea şi profilaxia bolilor provocate de Streptococcus pneumoniae se utilizează medicamentul ampicilina [1] - antibiotic semisintetic cu formula:

Ea inhibă creşterea şi multiplicarea bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae la concentraţia 0,5 µg/mL, însă nu poate fi utilizată în cazurile, când este necesară o activitate antimicrobiană mai înaltă a preparatului faţă de microorganismul sus-numit.

Din toţi compuşii chimici descrişi în literatura de specialitate, care conţin în componenţa sa fragmentul tiosemicarbazidic şi care inhibă creşterea şi multiplicarea bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae, cel mai înalt efect antimicrobian a fost obţinut în cazul nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}imidazolcupru [2] cu formula:

Acest compus manifestă activitate antimicotică înaltă, iar după activitatea antimicrobiană faţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae depăşeşte de 8,3-16,7 ori caracteristicile respective ale ampicilinei, utilizate actualmente în medicină pentru tratarea şi profilaxia bolilor provocate de bacteria dată.

Dezavantajul nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)etiliden]carbamohidrazontioato}imidazolcuprului (cea mai apropiată soluţie) constă în faptul, că el nu posedă o activitate biologică suficient de înaltă şi din această cauză nu a găsit o aplicare în medicină sau veterinărie.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în extinderea arsenalului de inhibitori ai bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae cu activitate antimicrobiană înaltă.

Esenţa invenţiei constă în sinteza şi utilizarea în calitate de inhibitor al proliferării bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae a nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru cu formula:

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în obţinerea compusului coordinativ, care manifestă activitate bacteriostatică şi bactericidă faţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae, ce depăşeşte de 66 - 132 ori activitatea medicamentului ampicilina utilizată în medicină şi de 7,9 ori depăşeşte activitatea antimicrobiană a celei mai apropiate soluţii [2].

Rezultatul tehnic obţinut se datorează faptului, că în compusul propus în invenţie se realizează o combinare nouă de legături chimice deja cunoscute.

Nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru revendicat se obţine la interacţiunea soluţiilor etanolice fierbinţi (50-55°C) ale trihidratului nitratului de cupru(II), N-(prop-2-en-1-il)-2-[1-(piridin-2-il)etiliden]hidrazincarbotioamidei (4-aliltiosemicarbazona 2-acetilpiridinei) şi tributilaminei, luate în raport molar 1:1:1. Reacţia decurge în 50-60 min conform următoarei scheme:

Mecanismul reacţiei date constă în deprotonizarea sulfului grupei tiolice ale tiosemicarbazonei în prezenţa tributilaminei, care joacă rolul de acceptor de protoni. Astfel obţinut, anionul N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato(1-) coordinează la ionul de cupru(2+) ca ligand N,N,S-tridentat. Al patrulea loc în sfera internă a atomului central îl ocupă atomul de oxigen al nitrat-ionului, care coordinează la atomul central ca ligand monodentat.

Procedeul de obţinere al compusului declarat este simplu în executare, substanţele iniţiale accesibile, randamentul constituie 80% faţă de cel teoretic calculat. N-(prop-2-en-1-il)-2-[1-(piridin-2-il)-etiliden]hidrazincarbotioamida (4-aliltiosemicarbazona 2-acetilpiridinei) se obţine după metodica descrisă în literatură (Richardson D. R., Kalinowski D. S., Richardson V., Sharpe P. C., Lovejoy D. B., Islam M., Bernhardt P. V. 2-Acetylpyridine thiosemicarbazones are potent iron chelators and antiproliferative agents: redox activity, iron complexation and characterization of their antitumor activity. J. Med. Chem., 2009, vol. 52(5), p. 1459-1470. Doi: 10.1021/jm801585u). Complexul sintetizat are culoarea verde, este stabil în contact cu aerul, puţin solubil în apă şi alcooli alifatici, solubil în N,N-dimetilformamidă şi dimetilsulfoxid, practic insolubil în eter.

Exemplu de obţinere a nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru. Se amestecă 20 mL de soluţie etanolică, care conţine 10 mmol de trihidrat al nitratului de cupru(2+) cu 30 mL soluţie alcoolică, care conţine 10 mmol de N-(prop-2-en-1-il)-2-[1-(piridin-2-il)etiliden]hidrazincarbotioamidă (4-aliltiosemicarbazona 2-acetilpiridinei) şi 10 mmol de tributilamină. Amestecul reactant este încălzit (50-55°C) şi amestecat în permanenţă cu ajutorul agitatorului magnetic timp de 50-60 min. La răcire din soluţie se depun cristale mărunte de culoare verde, care sunt filtrate prin filtru de sticlă, spălate cu etanol, eter şi uscate la aer.

S-a determinat, %: C- 36,70; H - 3,47; Cu -17,52; N -19,37; S - 8,70.

Pentru C11H13CuN5O3S s-a calculat, %: C- 36,82; H - 3,65; Cu -17,71; N -19,52; S - 8,93.

Benzile de absorbţie în spectrul IR, cm-1: ν(NH) = 3140; ν(C=C)Alil = 1640; ν(C=N) = 1600, 1588, 1560; ν(C-S) = 745; ν(Cu-N, Cu-S, Cu-O) = 527, 460, 420, 405 cm-1.

Cercetarea vizuală sub microscop a compusului coordinativ sintetizat a demonstrat că el posedă omogenitate de fază. Din cauza dimensiunilor mici şi absenţei monocristalelor acestui complex, pentru determinarea individualităţii compoziţiei şi structurii lui au fost utilizate analiza elementelor, magnetochimia şi spectroscopia IR.

În baza determinării conductibilităţii electrice molare (æ) a soluţiei de nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru în dimetilformamidă, a fost stabilit, că compusul este electrolit de tip 1:1 [æ =60 Ω-1 . cm2 . mol-1, 20°C, CM=0.001 mol/L].

La temperatura camerei (290 K) complexul dat are momentul magnetic efectiv egal cu 1,75 m.B. Aceste date experimentale indică la structura lui monomerică.

Pentru determinarea modului de coordinare a 4-aliltiosemicarbazonei 2-acetilpiridinei la ionul de cupru(2+) a fost efectuată analiza comparativă a spectrelor IR ale compusului revendicat cu cele ale celei mai apropiate soluţii şi azometina iniţială. S-a stabilit, că tiosemicarbazona studiată se comportă în complexul revendicat ca ligand tridentat monodeprotonizat, unindu-se cu ionul central prin intermediul atomilor de azot piridinic şi azometinic şi a sulfului, formând două metalocicuri din cinci atomi. În spectrul compusului revendicat şi celei mai apropiate soluţii banda ν(C=N) se deplasează cu 25-30 cm-1 spre frecvenţe mai mici [în tiosemicarbazona iniţială ν(C=N) se observă în domeniul 1625-1620 cm-1]. În afară de aceasta, în domeniul 530-405 cm-1, în spectrul complexului declarat, se observă o serie de benzi de absorbţie noi, care conform datelor din literatură, se detectează ca ν(Cu-N) şi ν(Cu-S).

Astfel, în baza rezultatelor analizei elementelor şi cercetărilor fizico-chimice a fost stabilită compoziţia şi structura probabilă a complexului declarat.

Cercetarea activităţii antimicrobiene a nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru a fost efectuată în mediu nutritiv lichid [bulion peptonat din carne de 2%, pH 7,0] prin metoda diluţiilor succesive. În calitate de cultură de referinţă în experimentul in vitro a fost folosită tulpina standard de Streptococcus pneumoniae ATCC 6305. Dizolvarea substanţei studiate în dimetilformamidă, cultivarea microorganismului, obţinerea suspensiei, determinarea concentraţiei minime de inhibare (CMI) şi concentraţiei minime bactericide (CMB) au fost efectuate după metoda standard descrisă în literatură.

Rezultatele studiului activităţii antimicrobiene a nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru sunt prezentate în tabel, din care se observă, că compusul declarat posedă activitate bacteriostatică şi bactericidă în diapazonul concentraţiilor 0,0038 - 0,0076 µg/mL. Pentru comparaţie, în aceleaşi tabel, sunt prezentate rezultatele cercetării activităţii antimicrobiene caracteristice ampicilinei şi nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}imidazolcupru - celei mai apropiate soluţii. Datele experimentale obţinute demonstrează, că nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru declarat în calitate de inhibitor al proliferării bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae, manifestă o activitate bacteriostatică şi bactericidă faţă de aceste bacterii de 66 - 132 ori mai înaltă decât activitatea medicamentului ampicilina şi de 7,9 ori depăşeşte activitatea antimicrobiană a celei mai apropiate soluţii.

Proprietăţile depistate ale compusului nominalizat prezintă interes din punct de vedere al extinderii arsenalului de remedii antimicrobiene şi poate fi utilizat în cazul rezistenţei bacteriilor din specia Streptococcus pneumoniae faţă de medicamentele tradiţionale.

Tabel

Concentraţia minimă de inhibare (CMI) şi concentraţia minimă bactericidă (CMB) a compusului declarat faţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae ATCC 6305 în comparaţie cu ampicilina şi cea mai apropiată soluţie, (µg/mL)

№ Compusul CMI CMB 1 Compuşii iniţialia) ˃10 000,0 ˃10 000,0 2 Ampicilina 0,5 0,5 3 Nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}imidazolcupru 0,03 0,06 4 Nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru 0,0038 0,0076

*Notă: a) Compuşii iniţiali - Cu(NO3)2 . 3H2O. şi N-(prop-2-en-1-il)-2-(piridin-2-iletiliden)hidrazincarbotioamida.

1. Машковский М. Д. Лекарственные средства, М.: Новая волна, 2012, p. 772-773.

2. MD 4621 B1 2019.02.28

Claims (2)

1. Nitrato-{N-(prop-2-en-1-il)-N'-[1-(piridin-2-il)-etiliden]carbamohidrazontioato}cupru cu formula:

2. Compus, conform revendicării 1, care manifestă activitate antimicrobiană faţă de bacteriile din specia Streptococcus pneumoniae.