PL223830B1

PL223830B1 - Pochodne aromatycznych imidazolidynonów i ich zastosowanie

Info

Publication number: PL223830B1
Application number: PL398703A
Authority: PL
Inventors: Jadwiga Handzlik; Katarzyna Kieć-Kononowicz; Ewa Otrębska; Maria Kaleta
Original assignee: Univ Jagiellonski
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2016-11-30
Also published as: PL398703A1; WO2013151450A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są nowe pochodne aromatycznych imidazolidynonów i ich zastosowanie jako leków, a także zawierający je środek leczniczy.

A więc przedmiotem wynalazku są nowe pochodne aromatycznych imidazolidynonów obniżające minimalne stężenie środka bakteriobójczego w postaci antybiotyku hamujące wzrost drobnoustrojów (tzw. minimalne stężenie hamujące, MIC).

Produkty według niniejszego wynalazku mogą zatem być stosowane zwłaszcza do zapobiegania lub leczenia chorób bakteryjnych, w których stosowane są antybiotyki.

Produkty według niniejszego wynalazku jako związki obniżające minimalne stężenie hamujące antybiotyków można w szczególności stosować do wspomagania leczenia lub zapobiegania chorobom bakteryjnym, w szczególności takim jak: zakażenia wywołane pałeczkami Gram-ujemnymi, które stanowią poważny problem terapeutyczny u chorych ze względu na narastającą ilość szczepów wielolekoopornych, w tym wywołanych przez 6 najbardziej niebezpiecznych patogenów nazwanych przez Infections Diseases Society of America „alert-patogenami”, czyli: enterokokami, MRSA, Klebsiella, Enterobacter oraz szczepami z gatunku Pseudomonas aeruginosa i Acinetobacter baumannii [Duszyńska W. Anestezjologia Intensywna Terapia 2010; 3: 160-166; Howard DH. Clin Infect Dis 2003; 36: 4-10; Boucher HW et al. Zakażenia 2005; 5:28-30; Empel J et al. Antimicrob Agents Chemother 2008; 52:2449-2454; Mahamoud A et al. Journal of Antimicrobial Chemotherapy 2007, 59:1223-1229]. Związki będące przedmiotem zgłoszenia mogą zwiększać skuteczność działania antybiotyków, a w szczególności antybiotyków: (1) β-laktamowych, ze względu na mechanizm lekooporności β-laktamazowej o rozszerzonym spektrum substratowym, które często występuje w przypadku pałeczek Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli a także Proteus spp, Serratia spp, Enterobacter spp, Pseudomonas spp, Salmonella spp; cefalosporyn, ze względu na mechanizm lekooporności cefalosporynazowej najczęściej występujący wśród pałeczek Enterobacter spp, Citrobacter spp, Serratia spp oraz innych antybiotyków i chemioterapeutyków, takich jak: sparfloksacyna, chloramfenikol, kwas nalidyksowy, antybiotyków ansamycynowych (rifamycyna), oksazylidynonów (linezolid) [Davin-Regli A et al. Current Drug Targets, 2008, 9:750-759; Ceccarelli M and Ruggerone P. Current Drug Targets, 2008, 9:779-788; Saidijam M et al. Microbial Drug Efflux Proteins of the Major Facilitator Superfamily. 2006, 793-794; Martins M et al. International Journal of Antimicrobial Agents 2008, 31(3): 198-208; Bolla J et al. FEBS Letters 2011; 1-9; Pages J et al. Current Topics in Medicinal Chemistry 2010; 10:1848-1857; Karolak-Wojciechowska J et al. Mol. Struct. 2000; 516:113-121].

W stanie techniki znane są liczne doniesienia literaturowe o aktywności pochodnych imidazoli. G. Moinet et al. w patencie EP 2040702 ujawnia zastosowanie pochodnych imidazolowych o wzorze:

Związki te służą do aktywowania kinazy białkowej aktywowanej przez AMP dla zapobiegania i leczenia takich patologii jak cukrzyca, zespól metaboliczny i otyłość.

Z kolei L. Schwink w patencie EP 1711473 pt. Podstawione N-cykloheksyloimidazolinony o działaniu MCH-modulatorowym (opublikowanym 09.01.2008) opisuje podstawione pochodne N-cykloheksyloheterocykli o działaniu MHC-modulatorowym o wzorze:

Z kolei C. Bernhart et al. w zgłoszeniu patentowym WO 91/14679 (opublikowane 03.10.1991) ujawnia heterocykliczne pochodne imidazoli z podstawionym atomem N o wzorze:

PL 223 830 B1

Związki te zostały ujawnione jako antagoniści angiotensyny II do zastosowania w leczeniu zaburzeń sercowo-naczyniowych, w szczególności do leczenia nadciśnienia.

Rozwiązanie według wynalazku dotyczy pochodnych imidazolidynonów, które stanowią podgrupę imidazoli.

W stanie techniki istnieje kilka grup pochodnych imidazolidynonów o różnorodnej aktywności biologicznej, w tym np. aminokwasowych pochodnych arylidenoimidazolonu o wzorze:

wykazujących działanie na ośrodkowy układ nerwowy, ze szczególnym uwzględnieniem działania na miejsce wiążące benzodiazepiny w receptorze NMDA o potencjalnych możliwościach w leczeniu padaczki i innych schorzeń układu nerwowego [Karolak-Wojciechowska J et al. J. Mol. Struct. 2001; 597:73-81; Kieć-Kononowicz K et al. Eur. J. Med. Chem. 2001, 36:407-419; Karolak-Wojciechowska J et al. Mol. Struct. 2003, 649:25-36; Kieć-Kononowicz K et al. Pharmazie, 1998, 53:680-684]. Znane są także pochodne arylidenotiohydantoiny o wzorach:

R oznacza H, halogen, alkil, alkoksyl, aryl, karboksyl, OH lub NO₂

R² oznacza H lub alkil

R³ oznacza alkil, aryloalkil lub aryloksyalkil

R⁴ oznacza H, halogen lub NO2

X oznacza O lub S

Y oznacza Hlub N wykazujących zróżnicowane działanie przeciwgruźlicze (Mycobacterium tuberculosis, Mycobactenum avium) [Kieć-Kononowicz K and Szymańska E. Farmaco 2002 : 57, 909-916; Szymańska E and Kieć-Kononowicz K. Farmaco 2002; 57:355-362; Szymańska E et al. Farmaco 2002; 57:39-44;

PL 223 830 B1

Ciechanowicz-Rutkowska M et al. Arch. Pharm. (Weinh.) 2000; 333:357-364]. Ze stanu techniki znane są także aminoalkilowe pochodne 5-arylohydantoiny lub 5-arylidenohydantoiny o wzorach:

R oznacza H, halogen, alkil, alkoksyl, aryl, karboksyl, OH lub NO₂;

R oznacza H, alkil lub ester;

R oznacza H, alkil, hydroksyalkil, cykloalkil lub hydroksyalkilopiperazyna,

R oznacza alkil, hydroksyalkil, cykloalkil lub hydroksyalkilopiperazyna, wykazujących działanie przeciwarytmiczne, i/lub hipotensyjne i/lub przeciwdrgawkowe [KiećKononowicz K et al. Eur. J. Med. Chem. 2003; 38:555-566; Pękala E et al. Eur. J. Med. Chem. 2005; 40:259-269; Dyląg T et al. Eur. J. Med. Chem. 2004; 39:1013-1027]. Znane są także w stanie techniki fenylopiperazynowe pochodne 5,5-difenylohydantoiny o wzorze:

gdzie:

₁

R oznacza H, alkil lub ester lub grupę metylokarboksylową;

2'

R oznacza H, halogen, alkoksyl ₃

R oznacza H, grupę hydroksylową lub acetoksylową n oznacza 1,2 lub 3 wykazujące działanie przeciwarytmiczne, i/lub hipotensyjne i/lub przeciwdrgawkowe [Handzlik J et al. Bioorg. Med. Chem. 2008; 16:5982-5998; Handzlik J et al. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010; 20:6152-6156; Handzlik J et al. Bioorg. Med. Chem. 2011; 19:1349-1360; Handzlik J et al. Bioorg. Med. Chem. 2012; 20:2290-2303; Handzlik J et al. Acta Polon. Pharm. - Drug Res. 2012; 69:149153] oraz brak aktywności inhibitora lekooporności bakteryjnej w przypadku większości spośród przebadanych pilotażowo związków [Handzlik J et al. Eur. J. Med. Chem. 2011; 46:5807-5816] oraz grupa hydroksyetylopiperazynowych pochodnych 5-arylidenoimidazolonu o wzorze:

gdzie:

Ar oznacza ugrupowanie fenylowe, ugrupowanie fenylowe podstawione atomem chloru w pozycji 2, lub 3, lub 4 lub 2 i 4, ugrupowanie fenylowe podstawione grupą nitrową w pozycji 4, ugrupowanie B-naftylowe badanych na zdolność hamowania mechanizmów lekooporności w komórkach nowotworowych, które wykazywały bardzo słabą aktywność lub jej brak [Knoevenagel E. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 1898; 31 (3):2596-2619].

Nieoczekiwanie okazało się, że grupa pochodnych imidazolidynonów będących przedmiotem wynalazku może służyć także do zapobiegania i wspomagania leczenia chorób bakteryjnych.

PL 223 830 B1

Istotą wynalazku są związki o wzorze I:

w którym:

R-ι oznacza naftalen, tiofen, fluoren, antracen lub fenyl podstawiony podstawnikiem fluorowcowym, 4-chlorobenzyloksylowym, grupą 4-dimetyloaminową, grupą 4-nitrową,

R₂ oznacza piperazynę niepodstawioną lub piperazynę podstawioną grupą metylową, h ydrosksyetylową, acetylową lub etoksykarbonylową, oraz ich odpowiednie sole z kwasami nieorganicznymi i ich hydraty, z wyłączeniem grupy związków obejmującej:

5-(2-chlorobenzylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyn-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on,

5-(3-chlorobenzylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyn-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on,

5-(4-chlorobenzylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyn-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on,

2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyn-1-ylo)-5-(4-nitrobenzylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on,

2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyn-1-ylo)-5-(naftylo-1-metylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on.

Korzystnie, gdy R₁ oznacza 4-chlorofenyl, 4-dimetyloaminofenyl, 4-nitrofenyl, fluoren, β-naftyl, 2-tiofen, 3-tiofen oraz R₂ oznacza piperazynę, hydroksyetylopiperazynę, acetylopiperazynę lub etoksykarbonylopiperazynę.

Korzystnie, stosowanymi pochodnymi są związki według wynalazku wybrane z grupy wymieni onej poniżej:

2-(piperazynylo)-5-(2-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on,

2-(piperazynylo)-5-(3-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on,

5-(4-chlorobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on,

5-(4-nitrobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on

5-(2-fluorenylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on

5-(3-naftylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on,

5-(4-dimetyloaminobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on, oraz ich odpowiednie sole z kwasami nieorganicznymi i ich hydraty.

Przedmiotem wynalazku są także związki według wynalazku do zastosowania jako lek do zapobiegania lub leczenia chorób o podłożu bakteryjnym oraz środki lecznicze zawierające związek opisanych powyżej i będących przedmiotem wynalazku.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie związków według wynalazku do wytwarzania leku do zapobiegania lub leczenia chorób o podłożu bakteryjnym.

Korzystne do wytwarzania leków do zapobiegania lub leczenia chorób wywołanych przez bakterie Gramm(-).

Równie korzystne do wytwarzania leków do zapobiegania lub leczenia chorób wywołanych przez bakterię E. coli z rodzaju Enterobacter.

Związki będące przedmiotem wynalazku otrzymywane są sposobem, który został przedstawiony na rysunku (Fig. 1). Związek o wzorze I otrzymuje się na drodze 3 lub 4 etapowej syntezy zgodnie ze schematem przedstawionym na Rys. 1, gdzie w pierwszym etapie w wyniku kondensacji Knoevenagla komercyjnej 2-tiohydantoiny z odpowiednio podstawionym aromatycznym aldehydem prowadzonej w środowisku zasadowym z użyciem octanu sodu w kwasie octowym lub z użyciem węglanu sodu w wodzie w obecności alaniny, otrzymuje się związek o wzorze II:

PL 223 830 B1

W następnym etapie, w wyniku reakcji metylowania jodkiem metylu związku o wzorze II, prowadzonej w etanolanie sodu w temperaturze pokojowej, otrzymuje się związek o wzorze III:

Następnie otrzymuje się związek o wzorze I w wyniku jednoetapowej reakcji stapiania bez użycia rozpuszczalnika związku o wzorze III z odpowiednią aminą II lub l-rzędową, prowadzonej na łaźni olejowej pod płuczką ze stężonym kwasem azotowym w temperaturze 120-160°C, kontrolowanej termometrem kontaktowym i następujące po nim ogrzewanie w etanolu przez 3-7 godzin.

Proces dwuetapowy-(3b, 4) polega na otrzymywaniu związku o wzorze IV:

w wyniku stapiania związku o wzorze III z aminą zablokowaną grupą zabezpieczającą etoksykarbonylową, BOC lub acetylową bez użycia rozpuszczalnika, prowadzonego na łaźni olejowej pod płuczką ze stężonym kwasem azotowym w temperaturze 120-160°C, kontrolowanego termometrem kontaktowym i następującego po nim gotowania w etanolu przez 3-7 godzin. Oraz na otrzymywaniu związku o wzorze I poprzez odbezpieczenie związku o wzorze IV przebiegające jako hydroliza kwaśna z użyciem kwasu solnego lub trifluorowodorowego, albo jako hydroliza zasadowa z użyciem stężonego wodorotlenku sodu.

Badanie aktywności biologicznej związków będących przedmiotem wynalazku

Aktywność farmakologiczną związków według wynalazku wyznaczono w wyniku przeprowadzenia badania mikrobiologicznego wykonanego pod kątem zdolności hamowania pomp AcrAB-TolC. Badania zostały przeprowadzone na trzech szczepach Enterobacter aerogenes: ATCC 13048 (szczepie referencyjnym), CM64 (szczep z nadekspresją pompy AcrAB-TolC) oraz EA27 (szczep pozbawionym poryn).

Badania przeprowadzono dla 20 produktów finalnych w dwóch seriach. Pierwszy etap badań polegał na wyznaczeniu aktywności przeciwbakteryjnej badanych związków, natomiast drugi na wyznaczeniu zdolności inhibicyjnej pomp AcrAB-TolC.

Aktywność przeciwbakteryjna

Opisane szczepy bakteryjne inkubowano z badanymi związkami, podawanymi w różnych stężeniach: 5 mM, 2.5 mM, 1.25 mM, 0.6 mM, 0.3 mM, 0.15 mM, oraz 0.07 mM.

PL 223 830 B1

T a b e l a 1. Wartości minimalnego stężenia hamującego (MIC) związków w trzech badanych szczepach bakteryjnych

Symbol związku*	Szczep bakteryjny
ATCC 13048	CM64	EA27
MIC [mM]	MIC [mM]	MIC [mM]
C2	2	2	2
F2a	2	2	2
F3a	2	2	2
F5a	1.25	1.25	1.25
F6a	2	2	2
F7a	2	2	2
F8a	0.925	0.925	0.925
F9a	0.11	0.11	0.11

Związki rozpuszczono w 1% DMSO. Stężenie DMSO w wykonywanym teście wyniosło 0.5%.

Wyniki badań wskazują na to, iż dla zdecydowanej większości otrzymanych połączeń wartość MIC wynosi co najmniej 2 mM, dlatego zastosowanie tych związków w stężeniach poniżej minimalnego stężenia inhibicyjnego nie wywołuje zahamowania wzrostu bakterii, co jest pożądane w przypadku inhibitorów białkowych pomp wyrzutu. Spośród przebadanych związków dwa (F8a oraz F9a), wykazują submilimolarną aktywność przeciwbakteryjną, wśród nich najniższą wartość MIC zaobserwowano dla F9a.

Badanie zdolności związków do obniżania wartości MIC antybiotyku

Wszystkie związki przebadano w kierunku zdolności do obniżania wartości MIC dwóch różnych antybiotyków: kwasu nalidyksowego, oraz chloramfenikolu. W tym celu jako pierwsze wykonano badania polegające na inkubacji trzech szczepów bakteryjnych E.aerogenes z badanymi antybiotykami, a następnie określano minimalne stężenie ,inhibicyjne dla antybiotyku. Drugie badanie polegało na inkubacji z antybiotykiem oraz danym szczepem bakteryjnym potencjalnych inhibitorów pomp wyrzutu, oraz określeniu wartości MIC antybiotyku z inhibitorem. Wszystkie związki przebadano standardowo w stężeniu 0.0625 mM porównywalnym ze stężeniem związku referencyjnego PABN (0.050 mM). Dwa spośród przebadanych związków (F8a, F9a) wykazywały submilimolarną aktywność przeciwbakteryjną, przy czym najniższą wartość MIC zaobserwowano dla F9a. W związku z powyższym dla tych związków wykonano badania wpływu na MIC antybiotyku także w niższej dawce, która nie powinna wywoływać synergistycznego efektu przeciwbakteryjnego z antybiotykiem.

Na podstawie uzyskanych wyników dla wszystkich przebadanych związków wyznaczono wartość parametru aktywności ((A) definiowanego jako stosunek wartości MIC samego antybiotyku do wartości MIC antybiotyku z inhibitorem według wzoru:

_ MI('antybiotyku

MICanty bioty ku+inhibitor

Otrzymane wyniki przedstawiono w dwóch poniższych tabelach, ponieważ badania dla poszczególnych związków nie wykonywano w tym samym czasie.

T a b e l a 2. Wartości parametru A dla pierwszej serii przebadanych związków

Antybiotyk	Kwas nalidyksowy	Chloramfenikol
Szczep	ATCC	CM64	EA27	ATCC	CM64	EA27
^MlCkwasu nalidyksowego ^[H-^g/ml]	8	128	1024
^MICchloramfenikolu ^[H-^g/ml]		4	512	512
Apabn	32	64	64	2	32	8
Symbol związku	A
C2	0.5	1	1	1	1	1
F5a	0.5	8	1	2	2	2

PL 223 830 B1

Wśród pierwszej serii przebadanych związków, F5a wykazuje interesujące właściwości inhib icyjne. Powoduje on 8-krotne obniżenie wartości MIC kwasu nalidyksowego w szczepie z nadekspresją pomp AcrAB-TolC, przy stężeniu 62.5 μM, niewywołującym zahamowania wzrostu bakteryjnego. Na tej podstawie możemy sądzić, iż działanie hamujące MDR może się opierać na mechanizmie związanym z hamowaniem pomp wyrzutu leków.

T a b e l a 3. Wartości parametru A dla drugiej serii przebadanych związków

Antybiotyk	Kwas nalidyksowy	Chloramfenikol
Szczep	ATCC	CM64	EA27	ATCC	CM64	EA27
^MlCkwasu nalidyksowego ^[pg/ml]	16	512	2048
^MICchloramfenikolu ^[pg/ml]		4	512	1024
Apabn	32	1024	8	2	32	16
Symbol związku (stężenie*)	A
F2a	1	8	1	2	1	2
F3a	2	8	1	1	1	2
F6a	2	4	1	0.25	1	2
F7a	2	8	4	1	1	2
F8a* 62.5 pM	8 4	1 1	4	8	2	2
15.6 pM	4	4	2	1
F9a* 62.5 pM	64	32	4	8	64	64
15.6 pM	4	1	4	4	1	1

Wszystkie związki przebadano standardowo w stężeniu 62.5 pM, dodatkowo niektóre z nich przebadano w stężeniu 1.56 pM.

W drugiej serii przebadanych związków, znaczna część wykazuje zdolność do obniżania wartości MIC, szczególnie dla kwasu nalidyksowego. W przypadku związków F2a, F3a, oraz F7a następuje 8-krotne obniżenie minimalnego stężenia hamującego dla szczepu z nadekspresją pomp wyrzutu, przy jednoczesnym braku aktywności dla szczepów referencyjnych. Do przeprowadzenia badań użyto stężenia związków w dawce niższej niż ta wywołująca działanie przeciwbakteryjne, w związku z czym możemy wnioskować, iż działanie hamujące MDR wynika z posiadania właściwości inhibicyjnych przez te związki.

Dodatkowo wśród przebadanej grupy, aktywność hamującą mechanizmy lekooporności ant ybiotyków wykazały także związki F8a, F9a, które zarazem posiadały wewnętrzną aktywność przeciwbakteryjną. Aktywność inhibicyjną w szczepie referencyjnym w testach z kwasem nalidyksowym i chloramfenikolem wykazywał również związek F8a oraz F9a. W przypadku związku F9a widać również znaczne obniżenie MIC w szczepie z nadekspresją CM64 oraz w przypadku chloramfenikolu w szczepie pozbawionym poryn, jednak ze względu na to, że stężenie w teście było zbliżone do MIC wewnętrznej aktywności przeciwbakteryjnej F9a, można przypuszczać, że ten silny efekt obniżający MIC badanych antybiotyków jest w dużej mierze związany z efektem przeciwbakteryjnym. Potwierdzają to wyniki testów dla F9a przeprowadzone z użyciem niższej dawki związku, z których wynika, że F9a podnosi skuteczność antybiotyków tylko w szczepie referencyjnym.

Ogólnie wyniki testów wskazują, iż dwa ostatnie związki F8a, F9a są inhibitorami systemu lekooporności, jednak rzeczywista sita hamowania lekooporności jest w ich przypadku niższa niż obserwowana z powodu posiadania własnej aktywności przeciwbakteryjnej. Ponadto słaba aktywność hamująca w szczepie z nadekspresją AcrAB-TolC w porównaniu ze szczepem referencyjnym sugeruje, że działanie hamujące MDR może się opierać na innym mechanizmie lekooporności. Spośród nich związek F9a wykazuje cechy potencjalnego antybiotyku z właściwościami EPIs, przy czym działanie przeciwbakteryjne wydaje się być dominujące.

Podsumowując spośród przebadanej grupy piperazynowych pochodnych arylidenoimidazolonu, aktywność hamującą mechanizmy lekooporności antybiotyków wykazały cztery związki F2a, F3a, F5a, oraz F7a, przy stężeniu niewywołującym efektu przeciwbakteryjnego. Otrzymane połączenia powodoPL 223 830 B1 wały 8-krotne obniżenie wartości MIC kwasu nalidyksowego w szczepie z nad ekspresją pomp CM64, jednocześnie nie wywołując takiego efektu dla szczepu referencyjnego, oraz szczepu pozbawionego poryn. Świadczy to o zdolności do hamowania MDR poprzez mechanizmy blokowania pomp wyrzutu, co stanowi perspektywę dalszego wykorzystania otrzymanych związków do badania mechanizmów wyrzutu leków u lekoopornych szczepów bakteryjnych.

Test zdolności kompetycyjnego hamowania pompy AcrAB-TolC

Dla wybranych związków wykonano test zdolności kompetycyjnego hamowania pompy AcrABTolC w trzech szczepach Escherichia coli: z wysoką nadekspresją pomp AcrAB (3AG100), w szczepie modyfikowanym genetycznie (acrB288S), z mutacją w obrębie glicyny 288 białka AcrB, w szczepie modyfikowanym genetycznie (acrB279T), z mutacją w obrębie alaniny 279 białka AcrB.

Przewiduje się, iż dla inhibitorów kompetycyjnych, przy stężeniu inhibitora z zakresu od 200 do 1000 μM czas wyrzutu powinien wynosić powyżej 20 μβ. W tabeli 3.5. przedstawiono najaktywniejsze znane inhibitory kompetycyjne.

T a b e l a 4. Czas wyrzutu pompy przy dwóch stężeniach inhibitora

Inhibitor	Czas wyrzutu [s] przy stężeniach inhibitora:
200 μM	1000 μM
PABN	>200	>200
Minocyklina	>200	>200
Doksycyklina	30	>200
Tetracyklina	25	>200
NMP	25	>200

Na podstawie wykonanych testów okazało się, iż spośród 7 przebadanych do tej pory związków, dwa związki (F8a oraz F9a) wykazują najlepsze właściwości inhibicyjne. W przypadku F8a zao bserwowano aktywność EPIs dla szczepu E. coli (3-AG100), przy stężeniu 100 μΜ. Przy takiej samej dawce drugi ze związków F9a powodował całkowite zahamowanie wyrzutu barwnika Nile Red z komórki bakteryjnej, dodatkowo związek ten posiada własną aktywność przeciwbakteryjną w podanym stężeniu.

Dla związku F9a wykonano badania dotyczące zdolności do obniżania wartości MIC (minimalnego stężenia hamującego) dla grupy 15 antybiotyków, prowadzone na trzech szczepach bakterii E. coli, użyte stężenie związku F9a wyniosło 50 μΜ, wyniki przedstawiono w tabeli 5.

T a b e l a 5. Zdolność obniżania wartości MIC dla grupy 15 antybiotyków

Szczep bakteryjny	Rodzaj antybiotyku
Lewofloksacyna	Tetracyklina	Chloramfenikol	Rifamycyna	Ofloksacyna	Streptomycyna	Linezolid	Klaritromycyna	Erytromycyna	Azitromycyna	Klindamycyna	Nowobiocyna	Minocyklina	Ciprofloksacyna	Moksyfloksacyna
3AG100	-	2	2	8-16	2	-	4-8	-	-	-	2	(2)	2	-	-
acrB288S	2	4	2-4	16	8	-	32	2
acrB279T	2	2-4	2-4	8	2	-	8-16	-

Zdolność inhibicyjna związku F9a jest najwyższa w stosunku do rifamycyny oraz linezolidu, dla których w zależności od szczepu bakteryjnego powoduje nawet 32-krotne obniżenie wartości MIC. W przypadku takich antybiotyków jak lewofloksacyna, tetracyklina, chloramfenikol, oraz ofloksacyna wykazuje niższą aktywność w granicach od 2 do 8 krotnego obniżenia MIC. Związek nie wpływa na aktywność w stosunku do streptomycyny we wszystkich trzech przebadanych szczepach, oraz erytromycyny, azitromycyny, ciprofloksacyny czy moksyfloksacyny w szczepie z nadekspresją pompy AcrAB (3AG100).

PL 223 830 B1

Przykład preparatywny 1

Otrzymywanie 5-arylidenotiohydantoin (wzór II)

W pierwszej metodzie otrzymywania 5-arylidenotiohydantoin (Metoda A), w kolbie płaskodennej umieszczono tiohydantoinę (25-50 mmoli), alaninę (25-50 mmoli), węglan sodu (12.5-25 mmoli), wodę destylowaną (25-100 ml) oraz odpowiedni aldehyd (25-50 mmoli). Całość mieszano z użyciem mieszadła magnetycznego z termoregulatorem w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 1-3 godziny. Powstałą mieszaninę przelano do zlewki i zakwaszono 18% HCl, sprawdzając pH papierkiem wskaźnikowym, osad odsączono na sączku, przepłukując go wodą destylowaną do uzysk ania odczynu obojętnego przesączu, a następnie wysuszono. W razie potrzeby oczyszczono przez krystalizację lub poprzez przeprowadzenie w sól sodową w roztworze wodno-etanolowym i wytrącenie kwasem solnym.

W drugiej metodzie otrzymywania 5-arylidenotiohydantoin (Metoda B), w kolbie płaskodennej umieszczono tiohydantoinę (25-50 mmoli), kwas octowy (25-50 ml), octan sodu (8.33-16.65 g), oraz odpowiedni aldehyd (25-55 mmoli). Całość mieszano z użyciem mieszadła magnetycznego z term oregulatorem w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 3.5-6 godzin, po czym odstawiono na noc w temperaturze pokojowej. Powstały osad odsączono, przepłukano wodą destylowaną i wysuszono, w razie potrzeby oczyszczano tymi samymi metodami, co w metodzie A, ewentualnie z dodatkiem węgla aktywnego.

5-(2-tiofenylometylideno)-2-tiohydantoina

Związek otrzymano metodą A. Wydajność reakcji W: 98%, t_t: 242°C, R_f (I): 0.81.

C₈H₆N₂OS₂, (M: 210.28) ¹H-NMR (DMSO-d₆) δ [ppm]: 6.60 (s, 1H, CH=C), 7.18 (dd, J₁ = 5.13 Hz, J₂ = 3.85 Hz, 1H, Tph-4-H), 7.78 (d, J = 4.87 Hz, 1H, Tph-5-H), 7.83 (d, J = 3.85 Hz, 1H, Tph-3-H), 11.96 (br.s, 1H, N1-H), 12.36 (br.s, H, N3-H).

5-(3-tiofenylometylideno)-2-tiohydantoina

Związek otrzymano metodą A. Wydajność reakcji W: 90%, tt: 262°C, Rf (I): 0,73.

C₈H6N₂OS₂, (M: 210.28) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 6.56 (s, 1H, CH=C), 7.63 (d, J = 2.05 Hz, 2H, Tph-2,5-H), 8.19-8.21 (t def., 1H, Tph-4-H), 12.00 (br.s, 1H, N1-H), « 13.3 (br.s, 1H, N3-H).

5-(4-nitrobenzylideno)-2-tiohydantoina

Związek otrzymano metodą B. Wydajność reakcji W: 40%, t_t: 280-282°C (osad I), 293-295°C (osad II), R_f (I): 0.78.

C₁₀H₇N₃O₃S, (M: 249.25)

5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-2-tiohydantoina

Związek otrzymano metodą A. Wydajność reakcji W: 75%, t_t: 222°C, R_f (I): 0.94.

C12H13N3OS , (M: 247.32) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.98 (d, J = 14.11 Hz, 6H, 2xCH₃), 6.41 (s, 1H, CH=C), 6.68 (d, J = 8.98 Hz, 2H, Ar-3,5-H), 7.64-7.68 (m, 2H, Ar-2,6-H), 11.95 (br.s, 1H, N1-H), « 12.10 (br.s, 1H, N3-H).

5-(a-naftylometylideno)-2-tiohydantoina

Wydajność reakcji W: 72%, tt: 240-245°C, Rf (I): 0.78.

C14H1₀N₂OS , (M: 254.31) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 7.06 (s, 1H, CH=C), 7.56-7.61 (m, 4H, nph-4,5,9,10-H), 7.81-7.99 (m, 1H, nph-8-H), 8.05-8.09 (m, 2H, nph-3,6-H), 12.22 (br.s, 1H, N1-H), 12.39 (br.s, 1H, N3-H).

5-(2-fluorenylometylideno)-2-tiohydantoina

Wydajność reakcji W: 82%, tt: 295-300°C; Rf (II): 0.85.

C_vH1₂N₂OS , (M: 292.35)

PL 223 830 B1 ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.96 (s, 2H, flu-9-H), 6.57 (s, 1H, CH=C), 7.32 (m, 2H, flu-6,7-H), 7.60 (d, J = 6.92 Hz, 1H, flu-3-H), 7.71 (d, J = 7.95 Hz, 1H, flu-1-H), 7.92-7.96 (q def., 2H, flu-4,5-H), 8.04 (s, 1H, flu-8-H),12.22 (br.s, 1H, N1-H), 12.38 (br.s, 1H, N3-H).

5-(9-antracylometylideno)-2-tiohydantoina

Wydajność reakcji W: 87%, t<: 270-275°C; Rf (III): 0.53.

C18H12N2OS, (M: 304.37) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 7.11 (s, 1H, CH=C), 7.51-7.60 (m, 4H, antr-2,3,6,7-H), 7.99-8.02 (m, 2H, antr-4,8-H), 8.10-8.14 (m, 2H, antr-1,5-H), 8.62 (s, 1H, antr-10-H), 11.48 (br.s, 2H, N1-H, N3-H).

5-(4-(4-chlorobenzyloksy)benzylideno)-2-tiohydantoina

Wydajność reakcji W: 71%, t_t: 295°C (I osad), 244°C (II osad), R_f (IV): 0.62.

C₁₇H₁₃CIN₂O₂S, (M: 344.82) ¹H-NMR (DMSO-d₆) δ [ppm]: 5.10 (s, 2H, -CH₂-), 5.87 (s, 1H, CH=C), 6.93 (d, J = 8.98Hz, 2H, Ar1-3,5-H), 7.42-7.50 (m, 4H, Ar1-2,6-H, Ar2-2,6-H), 7.99 (d, J = 7.69 Hz, 2H, Ar2-3,5-H), 10.05 (br.s, 1H, N1-H, N3-H).

Przykład preparatywny 2

Otrzymywanie S-metylowych pochodnych 5-arylidenotiohydantoin ,O

SCH3

Metoda ogólna C

W kolbie płaskodennej sporządzono roztwór etanolanu sodu, poprzez rozpuszczenie w etanolu (16.7-50 ml) sodu (10 mmola - 30 mmola). Do tak przygotowanego roztworu dodano odpowiednią pochodną arylidenotiohydantoiny, mieszano z użyciem mieszadła magnetycznego w temperaturze pokojowej przez ok. 3 min, po czym dodano jodku metylu (10 mmola - 30 mmola). Kolbę przykryto korkiem, całość mieszano przez około 1-7 godzin, aż do uzyskania gęstej konsystencji, kontrolowano chromatograficznie. Otrzymany osad odsączono na sączku, przepłukując go wodą destylowaną, a następnie wysuszono, w razie potrzeby oczyszczano przez krystalizację.

2-(Metylotio)-5-(2-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 79%, tt: 189°C, Rf (I): 0.69.

C9H8N2OS2, (M: 224.3) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.65 (s, 3H, SCH3), 7.09 (s, 1H, CH=C), 7.11 (dd, J = 5.13 Hz, J2 = 3.85 Hz, 1H, Tph-4-H), 7.60-7.62 (dt def., 1H, Tph-5-H), 7.79 (dt, J = 5.13 Hz, J2 = 1.03 Hz, 1H, Tph-3-H), 11.77 (br.s, 1 H, N1-H).

2-(Metylotio)-5-(3-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 66%, tt: 186°C, Rf (I): 0.85.

C9H8N2OS2, (M: 224.3) ¹H-NMR (DMSO-d₆) δ [ppm]: 2.64 (s, 3H, SCH₃), 6.82 (s, 1H, CH=C), 7.59-7.61 (m, 1H, Tph-2-H), 7.89 (dd, J₁ = 5.13 Hz, J₂ = 1.03 Hz, 1H, Tph-5-H), 8.21-8.23 (dd def., 1H, Tph-4-H), «11.7 (br.s, 1H, N1-H).

5-(2,4-dichlorobenzylideno)-2-(metylotio)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 88%, tt: 273-276°C; Rf (I): 0.70.

C₉H₈Cl₂N₂OS, (M: 287,17) ¹H-NMR (DMSO-d₆) δ [ppm]: 2.65 (s, 3H, SCH₃), 6.89 (s, 1H, CH=C), 7.50-7.54 (m, 1H, Ar-5-H), 7.71 (d, J = 2.05 Hz, 1H, Ar-3-H), 8.85 (d, J = 8.46 Hz, 1H, Ar-6H), « 12 (br.s, 1H, N1-H).

5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-2-(metylotio)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 68%, tt: 294°C, Rf (I): 0.58.

PL 223 830 B1

C13H15N3OS , (M: 261.34) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.57 (s, 3H, SCH3), 2.96 (s, 6H, 2xCH3), 6.47 (s, 1H, CH=C), 6.70 (d, J = 8.98 Hz, 2H, Ar-3,5-H), 7.97 (d, J = 8.72 Hz, 2H, Ar-2,6-H).

2-(Metylotio)-5-(a-naftylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 24%, t<: 195-200°C, Rf (I): 0.65.

C15H12N2OS, (M: 268.33) ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.73 (s, 3H, SCH3), 7.47 (s, 1H, CH=C), 7.59-7.65 (m, 4H, nph4,5,9,10-H), 7.96-8.00 (m, 1H, nph-8-H), 8.27-8.32 (tdef., 2H, nph-3,6-H), « 11.95 (br.s, 1H, N1-H).

5-(2-fluorenylometylideno)-2-(metylotio)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 55%, t_t: 230-235 °C, R_f (IV): 0.59.

C₁₈H₁₄N₂OS, (M: 306.38) ¹H-NMR (DMSO-d₆) δ [ppm]: 2.69 (s, 3H, SCH₃), 3.96 (s, 2H, flu-9-H), 6.79 (s, 1H, CH=C), 7.31-7.42 (m, 2H, flu-6,7-H), 7.58 (d, J = 7.18 Hz, 1H, flu-3-H), 7.91 (t def., 2H, flu-4,5-H), 8.21 (d, J = 7.95 Hz, 1H, flu-1-H), 8.40 (s, 1H, flu-8-H), « 11.5 (br.s, 1H, N1-H).

5-(9-antracylometylideno)-2-(metylotio)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 64%, tt: 325-330°C (osad I), 187-193°C (osad II); Rf (IV): 0.59.

C19H14N2OS, (M: 318,39) ¹H-NMR dla związku B9 (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.23 (s, 3H, SCH3), 7.47-7.63 (m, 5H, antr 2,3,6,7-H, CH=C), 8.00-8.05 (t def., 2H, antr-4,8-H), 8.08-8.13 (m, 2H, antr-1,5-H), 8.66 (s, 1H, antr-10-H), 11.90 (br.s, 1H, N1)

5-(4-(4-Chlorobenzyloksy)benzylideno)-2-(metylotio)-1H-imidazol-4(5H)-on

Wydajność reakcji W: 82%, tt: 288-294°C (osad I), 303°C (osad II); Rf (I): 0.67. C18H15CIN2O2S, (M: 358,84), ¹H-NMR (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.53 (s, 3H, SCH3), 5.12 (s, 2H, -CH2-), 6.35 (s, 1H, CH=C), 6.98 (d, J = 8.98 Hz, 2H, Ar1-3,5-H), 7.42-7.49 (m, 4H, Ar1-2,6-H, Ar2-2,6-H), 8.04 (d, J = 8.98 Hz, 2H, Ar2- 3,5-H).

Przykład preparatywny 3

Otrzymywanie aminowych pochodnych 5-arylideno-1H-imidazol-4(5H)-onu

Otrzymywanie aminowych pochodnych w formie zasadowej przez stapianie (metoda ogólna D)

W kolbie płaskodennej umieszczono aminę (7.5 - 15 mmoli), oraz pochodną 2-(metylotio)-5-arylideno-1H-imidazol-4(5H)-onu (5 - 10 mmoli). Całość mieszano z użyciem mieszadła magnetycznego z termoregulatorem w temperaturze 120 - 160°C pod chłodnicą zwrotną z płuczką na łaźni olejowej, od 40 minut do 2.5 godzin. Następnie dodano etanol (1-15 ml), kontynuowano mieszanie w temperaturze wrzenia przez 3.5-7 godzin. W razie potrzeby rozpuszczalnik odparowywano na wyparce i przeprowadzano krystalizację. Powstały osad odsączano, przemywano niewielką ilością etanolu, wysuszono. Otrzymaną aminową pochodną w formie zasadowej przeprowadzano w chlorowodorek

Przeprowadzanie aminowych pochodnych w chlorowodorek (metoda ogólna F)

Etanolowy roztwór bądź zawiesinę (ok. 6 ml) aminowych pochodnych w formie zasadowej (0.54 mmoli) umieszczano w szklanej fiolce (12 ml) i nasycano do pH kwaśnego gazowym HCl, który generowano poprzez działanie stężonego kwasu siarkowego na NaCl. Fiolkę zatykano korkiem i chłodzono przez kilka godzin w temp. 0-4°C, odsączano powstały osad na lejku Buchnera, delikatnie przemyto etanolem, suszono w suszarce lub/i w piecyku próżniowym z CaCl₂.

Przykład preparatywny 4

Otrzymywanie chlorowodorku 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(4-metylopiperazyno-1 -ylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (C2)

5-(4-chlorobenzylideno)-2-(4-metylopiperazyno-1 -ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on (C2b)

Wydajność reakcji W: 70%, t_t: 266°C; R_f (V): 0.52.

C15H17CIN4O, (M: 304,77) ¹H-NMR dla związku C2b (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.20 (s, 3H, N-CH3), 2.36-2.40 (t def., 4H, Pp3,5-H), 3.59 (br. s, 4H, Pp-2,6-H), 6.28 (s, 1H, CH=C), 7.37 (d, J = 8.46 Hz, 2H, Ar-3,5-H), 8.03 (d, J=7.44 Hz, 2H, Ar-2,4-H), 11.32 (br. s, 1H, N1-H).

Chlorowodorek 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(4-metylopiperazyno-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)onu(C2)

Związek otrzymano metodą F. Wydajność reakcji W: 85%, tt: 253°C; Rf (V): 0.52.

C₁₅H₁₇ClN4O-HCl, (M: 341,24) %C: teort.: 52.80, rzecz.: 52.90, %H: teort.: 5.32, rzecz.: 5.43, %N: teort.: 16.42, rzecz.: 16.53.

PL 223 830 B1 ¹H-NMR dla związku C2(DMSO-d6) δ [ppm]: 2.77 (s, 3H, N-CH3), 3.15 (br. s, 4H, Pp-3,5-H), 3.41-3.49 (m, 4H, Pp-2,6-H), 6.39 (s, 1H, CH=C), 7.38-7.43 (dt def., 2H, Ar-3,5-H), 8.04 (d, J=8.46 Hz, 2H, Ar- 2,4-H), 10.99 (br. s, 1H, N1-H), « 11.5 (br.s, 1H, NH+).

IR (KBr) (cm^-1): 3329 (N1-H), 3035 (N-CH3), 2977 (CH), 2658 (C-CH2-C), 2437 (NH+), 1763 (C4=O), 1698 (Ar-CH=H), 1652 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 5

Otrzymywanie dichlorowodorku 5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1 -ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on (D9)

5-(4-(Dimetyloamino)benzylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1 -ylo)-1H-imidazol4(5H)-on (D9b)

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 56%, t_t: 228°C; R_f (V): 0,53.

C18H25N5O2, (M: 343,42) ¹H-NMR dla związku D9b (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.40-2.49 (m, 6H, Pp-3,5-H, Pp-CH₂), 2.90 (s, 6H, 2xCH3), 3.49-3.53 (t def., 6H, Pp-2,6-H, CH₂-OH), 4.44 (br. s, 1H, OH), 6.24 (s, 1H, CH=C), 6.67 (d, J = 8.97 Hz, 2H, Ar-3,5-H), 7.83 (d, J = 8.71 Hz, 2H, Ar-2,6-H), 10.20-11.60 (br. s, 1H, N1-H).

Dichlorowodorek 5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on (D9)

Związek otrzymano metodą F. Wydajność reakcji W: 77%, t_t: 265-270°C; R_f (V): 0.53.

C18H₂₅N₅O₂ x 2HCI x H₂O, (M: 449.33) %C: teort.: 49.77, rzecz.: 49.74, %H: teort.: 6.73, rzecz.: 6.55, %N: teort.: 16.12, rzecz.: 16.46.

¹H-NMR dla związku D9 (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.98 (s, 6H, 2xCH3), 3.20 (br. s, 4 H, Pp-3,5-H), 3.52-3.60 (d def., 6H, Pp-2,6-H, Pp-CH₂), 3.78-3.81 (t def., 3H, CH₂-OH), 4.29 (br. s, 1H, OH), 6.56 (s, 1H, CH=C), 6.74-6.82 (q def., 2H, Ar-3,5-H), 7.83 (d, J = 8.98 Hz, 2H, Ar-2,6-H), 10.80-11.00 (br. s, 1 H, N1-H).

IR (KBr) (cm^-1): 3434 (N1-H), 2999 (OH), 3083 (CH), 3001 (N-CH3), 2938 (C-CH₂-C), 2683 (NH+), 1752 (C4=O), 1681 (Ar-CH=H), 1654 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 6

Otrzymywanie dichlorowodorku 5-(2-fluorenylometylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1 -ylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (D11)

5-(2-Fluorenylometylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)-on (D11b).

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 54%, t_t: 233°C; R_f (V): 0.52.

C₂3H₂4N4O₂, (M: 388,18) ¹H-NMR dla związku D11b (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.42-2.52 (m, 6H, Pp-3,5-H, Pp-CH₂), 3.523.61 (m, 6H, Pp-2,6-H, CH₂-OH), 3.92 (s, 2H, Flu-9-H), 4.46 (br. s, 1H, OH), 6.39 (s, 1H, CH=C), 7.20-7.39 (m, 2H, Flu-6,7-H), 7.55-7.57 (d def., 1H, Flu-3-H), 7.82-7.87 (m, 2H, Flu-1,8-H), 8.05-8.12 (m, 1H, Flu-4-H), 8.22 (br. s, 1H, Flu-5-H), 11.22 (br. s, 1H, N1-H).

Dichlorowodorek 5-(2-fluorenylometylideno)-2-(4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1 -ylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (D11)

Związek otrzymano metodą F. Wydajność reakcji W: 80%, t_t: 281-283°C; R_f (V): 0.52.

C₂3H₂4N4O₂ x 2 HCl x 0.25 H₂O, (M: 465.88) %C: teort.: 59.29, rzecz.: 59.27, %H: teort.: 5.73, rzecz.: 5.53, %N: teort.: 12.03, rzecz.: 11.86.

IR (KBr) (cm^-1): 3320 (N1-H), 2994 (OH), 2950 (CH), 2898 (C-CH₂-C), 2652 (NH+), 1762 (C4=O), 1681 (Ar-CH=H), 1605 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 7

Otrzymywanie arylidenowych pochodnych z wolną piperazyną (grupa F)

METODY OGÓLNE

Otrzymywanie pochodnych z zablokowaną piperazyną.

Odpowiednią S-metylową pochodną stapiano z nadmiarem zablokowanej aminy w postaci etoksykarbonylopiperazyny lub N-acetylopiperazyny posługując się metodą D.

Odbezpieczanie pochodnych N-acetylopiperazynowych. Metoda ogólna G

Zablokowany związek (1-3 mmoli) rozpuszczono w kwasie solnym (5-18 ml), ogrzewano do wrzenia, kontrolując postęp reakcji chromatograficznie co 15 minut. Po pewnym czasie (45 minut - 75 minut) odstawiono do lodówki do ostygnięcia, odsączono, przemyto etanolem, wysuszono.

odbezpieczanie pochodnych etoksykarbonylopiperazynowych. Metoda ogólna H

PL 223 830 B1

Zablokowany związek (3 mmole) rozpuszczono w etanolu (10 ml), w tym celu kolbę ogrzano do około 110°C, dodano wody (10 ml), oraz wodorotlenku sodu (5 g), mieszano przez całą noc (16 g odzin) w temperaturze pokojowej. Następnego dnia mieszaninę ogrzewano przez 0.5 godziny, dodano wody (60 ml), po czym ekstrahowano czterokrotnie porcjami (20 ml) chlorku metylu. Połączone frakcje organiczne suszono przez noc nad bezwodnym siarczanem VI sodu. Fazę wodną zakwaszono stężonym kwasem octowym do pH około 7. Wytrącony osad ekstrahowano trzykrotnie chlorkiem metylenu. Brunatny osad który osadził się na ściankach rozdzielacza wymyto około 10 ml gorącego bezwodnego etanolu. Zagotowano z węglem aktywnym, przesączono przez podwójny sączek karbowany i nasyc ono gazowym HCl. Frakcje chlorku metylenu połączono, zaczął z nich wypadać żółty osad, który odsączono na lejku Buchnera. Frakcję ze środkiem suszącym odsączono na sączku karbowanym, przesącz odparowano na wyparce prawie do sucha. Powstały osad przesączono i wysuszono.

Przeprowadzanie w chlorowodorek

Odblokowane pochodne piperazyny w formie zasadowej lub w formie niecałkowicie sprotonowanej po odbezpieczeniu w środowisku kwaśnym przeprowadzano w chlorowodorek metodą F.

Przykład preparatywny 8

Otrzymywanie dichlorowodorku 2-(piperazynylo)-5-(2-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F2a)

2-(4-Acetylopiperazynylo)-5-(2-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E2)

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 93%, t_t: 276-278°C; R_f (V): 0.67.

C₁₄H₁₆N₄O₂S, (M: 304,37) ¹H-NMR dla związku F2a (DMSO-d₆) δ [ppm]: 2.04 (s, 3H, CH₃), 3.55-3.60 (d def., 8H, Pp), 6.68 (s, 1H, CH=C), 7.03-7.06 (t def., 1H, tph-4-H), 7.37-3.38 (d def., 1H, tph-3-H), 7.56-7.58 (d def., 1H, tph-5-H), 11.24 (br. s, 1H, N1-H).

Dichlorowodorek 2-(piperazynylo)-5-(2-tiofenylometylideno)-1 H-imidazol-4(5H)-onu (F2a)

Związek otrzymano stosując metody F i G. Wydajność reakcji W: 71%, t_t: 250-253 °C; R_f (V): 0.38.

C1₂H14N4OS x 2HCI x H₂O, (M: 389.73) %C: teort.: 40.80, rzecz.: 41.17, %H: teort.: 5.14, rzecz.: 5.17, %N: teort.: 15.86, rzecz.: 15.52.

¹H-NMR dla związku F2a (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.22--3.29 (m, 4H, Pp-3,5-H), 3.51-3.95 (m, 4H, Pp-2,6-H), 7.15-7.23 (m, 2H, CH=C, tph-4-H), 7.77-7.79 (m, 2H, tph-3,5-H), 9.33-9.60 (br. d def., 3H, N1-H, NH₂+).

IR (KBr) (cm^-1): 3416 (N1-H), 3074 (CH), 2925 (C-CH₂-C), 2700 (NH+), 1748 (C4=O), 1723 (ArCH=H), 1673 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 9

Otrzymanie chlorowodorku 2-(piperazynylo)-5-(3-tiofenylometylideno)-1 H-imidazol-4(5H)-onu (F3a)

2-(4-Acetylopiperazynylo)-5-(3-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E3).

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 87%, t_t: 275-278°C; R_f (V): 0.67.

C14H16N4O2S, (M: 304,37) ¹H-NMR dla związku F3a (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.03 (s, 3H, CH₃), 3.54-3.60 (br. d def., 8H, Pp), 6.43 (s, 1H, CH=C), 7.46-7.52 (m, 1H, tph-4-H), 7.73 (br. s, 1H, tph-2-H), 8.00 (br. s, 1H, tph-5-H), 11.30 (br.s, 1 H, N1-H).

Chlorowodorek 2-(4-acetylopiperazynylo)-5-(3-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E3a)

Związek otrzymano metodami F i G. Wydajność reakcji W: 41%, tt: 173°C; Rf (V): 0.67.

C14H16N4O₂S · HCl x 2 H₂O, (M: 376.86)

Chlorowodorek 2-(piperazynylo)-5-(3-tiofenylideno)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F3a)

Związek otrzymano metodą F. Wydajność reakcji W: 90%, t_t: 280°C; R_f (V): 0.40.

C1₂H14N4OS x HCl x 2 H₂O, (M: 407.74) %C: teort.: 43.05, rzecz.: 43.17, %H: teort.: 5.72, rzecz.: 5.64, %N: teort.: 16.73, rzecz.: 16.53.

¹H-NMR dla związku F3a (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.22-3.31 (br. d def., 4H, Pp-3,5-H), 3.76-3.99 (br. d def., 4H, Pp-2,6-H), 6.63 (s, 1H, CH=C), 7.48-7.64 (m, 2H, tph-4-H), 7.70-7.72 (m, 2H, tph-2-H), 8.11-8.12 (d def., 2H, tph-5-H), 9.55-9.75 (br. d def., 3H, N1-H, NH₂+).

Przykład preparatywny 10

Otrzymywanie chlorowodorku 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)onu (F5a)

5-(4-Chlorobenzylideno)-2-(4-etoksykarbonylopiperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on (E5)

PL 223 830 B1

Związek otrzymano metodą D.

Użyto 15 mmoli (2.4 g) etoksykarbonylopiperazyny, oraz 10 mmoli (2.53g) 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(Metylotio)-1H-imidazol-4(5H)-onu. Reagenty mieszano w temperaturze 150-160°C, po 1 godzinie dodano 10 ml etanolu, kontynuowano mieszanie w temperaturze 110°C przez 7 godzin. Powstały osad odsączono na lejku Buchnera, przemyto etanolem, wysuszono. Otrzymano 8 mmoli, 2.94 g kremowego osadu.

Wydajność reakcji W: 81%, t_t: 236°C; R_f (V): 0.68.

C17H19CIN4O3, (M: 362,11)

Otrzymywanie dichlorowodorku 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)onu (F5a)

Otrzymywanie 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F5b)

Odblokowanie grupy etoksykarbonylowej.

Związek otrzymano metodą H.

Wydajność reakcji W: 49%, tt: 295°C; Rf(V): 0.36.

C14H15CIN4O, (M: 290,75)

Dichlorowodorek 5-(4-chlorobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F5a)

Związek otrzymano metodą F.

Wydajność reakcji W: 61%, t_t: 339°C; R_f (V): 0.36.

C14H1₅CIN4O-2HCI, (M: 363.67) %C: teort.: 46.24, \rzecz.: 46.26, %H: teort.: 4.71, rzecz.: 5.10, %N: teort.: 15.41, rzecz.: 15.41.

¹H-NMR dla związku F5a (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.23 (br. s, 4H, Pp-3,5-H), 3.86 (br. d def., 5H, Pp-2,6-H, NH), 6.42 (s, 1H, CH=C), 7.39 (d, J=8.72 Hz, 2H, Ar-3,5-H), 8.02 (d, J = 8.72 Hz, 2H, Ar-2,4-H), 9.40 (br. s, 2H, N1-H, NH+).

IR (KBr) (cm^-1): 3430 (N1-H), 2928 (CH), 2668 (C-CH₂-C), 2461 (NH+), 1767 (C4=O), 1684 (ArCH=H), 1587 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 11

Otrzymywanie trichlorowodorku 5-(4-nitrobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)onu (F6a)

2-(4-Acetylopiperazynylo)-5-(4-nitrobenzylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E6)

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 83%, t_t: 360-365°C; R_f (V): 0.32.

C₁₆H₁₇N₅O₄, (M: 343,34) ¹H-NMR dla związku E6 (DMS0-d6) δ [ppm]: 2.05 (s, 3H, CH3), 3.57-3.64 (m, 8H, Pp-2,3,5,6-H), 6.37 (s, 1H, CH=C), 8.13-8.18 (m, 2H, Ar-2,6-H), 8.24-8.32 (m, 2H, Ar-3,5-H), 11.50 (br. s, 1H, N1-H).

Trichlorowodorek 5-(4-nitrobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F6a)

Związek otrzymano metodą Fi G. Wydajność reakcji W: 63%, t_t: 348-350°C; R_f (V): 0,32.

C14H15N5O3 · 3HClO.5H₂O, (M: 475.93) %C: teort.: 47.96, rzecz.: 48.16, %H: teort.: 6.57, rzecz.: 6.62, %N: teort.: 14.72, rzecz.: 14.73.

¹H-NMR dla związku F6 (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.20-3.50 (m, 8H, Pp-2,3,5,6-H), 3.82 (br. s, -1H, Pp-NH), 6.49 (s, 1H, CH=C), 7.83-7.86 (d def., 2H, Ar-2,6-H), 8.18-8.21 (d def.Ar-3,5-H), 10.90 (br. s, 1H, % x NH₂+). 11.44 (s, 1 H, N1-H).

IR (KBr) (cm^-1): 3334 (N1-H), 3033 (CH), 2925 (C-CH₂-C), 2440 (NH+), 1778 (C4=0), 1744 (ArCH=H), 1664 (Ar, C=C), 1560 NO₂).

Przykład preparatywny 12

Otrzymywanie trichlorowodorku 5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F7a)

2-(4-Acetylopiperazynylo)-5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E7)

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 70%, t_t: 296-300°C; R_f (V): 0.77.

C₁8H₂3N₅O₂, (M: 341,41) ¹H-NMR dla związku E6 (DMSO-d6) δ [ppm]: ¹H-NMR dla związku E7 (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.03 (s, 3H, COCH₃), 2.92 (s, 6H, 2 x NCH₃), 3.52-3.60 (m, 8H, Pp), 6.20 (s, 1H, CH=C), 7.84 (d, J = 8.98 Hz, 2H, Ar-2,6-H).

Trichlorowodorek 5-(4-(dimetyloamino)benzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F7a)

Związek otrzymano metodami F i G. Wydajność reakcji W: 42%, t_t: 237-240°C; R_f (V): 0.33. C16H₂1N₅O x 3 HCl x 3 H₂O, (M: 462.8)

PL 223 830 B1 %C: teort.: 41.52, rzecz.: 41.62, %H: teort.: 6.53, rzecz.: 6.20, %N: teort.: 15.13, rzecz.: 14.77.

¹H-NMR dla związku F7a (DMSO-d6) δ [ppm]: 2.96 (s, 6H, 2 x CH₃N), 3.31-3.51 (m, 8H, Pp), 6.33 (s, 1H, CH=C), 6.74-6.77 (d def., 2H, Ar-3,5-H), 7.47 (d, J = 8.97 Hz, 2H, Ar-2,6-H), 9.57 (br. s, 3H, NH2⁺, NH),

IR (KBr) (cm^-1): 3432 (N1-H), 3035 (CH), 2725 (N-CH3), 2650 (C-CH2-C), 2431 (NH+), 1775 (C4=O), 1718 (Ar-CH=H), 1665 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 13

Otrzymywanie dichlorowodorku 5-([3-naftylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)onu (F8a)

2-(4-acetylopiperazynylo)-5-(p-naftylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E8).

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 84%, t_t: 262-265°C; R_f (V): 0.70.

C20H20N4O2, (M: 348,40)

Dichlorowodorek 5-(p-naftylmetylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F8a)

Związek otrzymano metodą F. Wydajność reakcji W: 84%, t_t: 292-294°C; R_f (V): 0.35.

C18H18N4O x 2HCI x 0.5 H2O, (M: 388.28) %C: teort.: 55.68, rzecz.: 55.55, %H: teort.: 5.45, rzecz.: 5.14, %N: teort.: 14.43, rzecz.: 13.89.

¹H-NMR dla związku F8a (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.25-3.32 (br. d def., 4H, Pp-3,5-H), 3.91-4.01 (br. d def., 4H, Pp-2,6-H), 6.54 (s, 1H, CH=C), 7.46-7.58 (m, 2H, naf-6,7-H), 7.85-7.97 (m, 3H, naf4.5.8- H), 8.21-8.28 (m, 1H, naf-3-H), 8.44 (s, 1H, naf-1-H), 9.45-9.70 (br. d def., 3H, NH2+, NH).

IR (KBr) (cm^-1): 3425 (N1-H), 2933 (CH), 2672 (C-CH2-C), 2462 (NH+), 1763 (C4=O), 1673 (ArCH=H), 1620 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 14

Otrzymywanie chlorowodorku 5-(2-fluorenylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F9a)

2-(4-Acetylopiperazynylo)-5-(2-fluorenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E9).

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 74%, t_t: 280-283 °C; R_f (V): 0.70.

C23H22N4O2, (M: 386,45) ¹H-NMR dla związku E9 (DMSO-d₆) δ [ppm]: 2.05 (s, 3H, CH₃), 3.42-3.65 (m, 8H, Pp), 3.92 (s, 2H, Flu-9-H), 6.43 (s, 1H, CH=C), 7.27-7.39 (m, 2H, Flu-6,7-H), 7.27-7.39 (m, 2H, Flu-6,7-H), 7.56-7.58 (d, J=7.19 Hz, 1H, Flu-3-H), 7.83-7.88 (m, 2H, Flu-1,8-H), 8.09-8.14 (m, 1H, Flu-4-H), 8.26 (s, 1H, Flu-5-H), 11.35 (br. s, 1H, N1-H).

Chlorowodorek 5-(2-fluorenylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F9a)

Związek otrzymano metodami F i G. Wydajność reakcji W: 87%, t_t: 285-290°C; R_f (V): 0.36. C21H20N4O x HCl x 3 H2O, (M: 434.92) %C: teort.: 57.99, rzecz.: 58.00, %H: teort.: 6.26, rzecz.: 6.32, %N: teort.: 12.88, rzecz.: 12.67.

¹H-NMR dla związku F9 (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.26-3.33 (m, 8H, Pp-Ha), 3.56-3.57 (m, 4H, PpHb), 3.93 (s, 2H, Flu-9-H), 6.56 (s, 1H, CH=C), 7.29-7.40 (m, 2H, Flu-6,7-H), 7.56-7.59 (d, J=7.44 Hz, 1H, Flu-H), 7.88-7.98 (m, 2H, Flu-1,8-H), 8.04-8.10 (m, 1H, Flu-4-H), 8.20 (s, 1H, Flu-5-H), 9.35 (br. s, 2H, NH+), 9.60 (br. s, 1H, N1-H).

IR (KBr) (cm^-1): 3447 (N1-H), 2959 (CH), 2722 (C-CH2-C), 2460 (NH+), 1744 (C4=O), 1673 (ArCH=H), 1630 (Ar, C=C).

Przykład preparatywny 15

Otrzymywanie chlorowodorku 5-(9-antracylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)onu(F10a)

2-(4-Acetylopiperazynylo)-5-(9-antracylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E10)

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 88%, t_t: 288°C; R_f (V): 0.83.

C24H22N4O2, (M: 398,46) ¹H-NMR dla związku E10 (DMSO-d₆) δ [ppm]: 1.99 (s, 3H, CH₃), 3.49 (br. s, 4H, Pp-2,6-H), 3.59 (br. s, 4H, Pp-3,5-H), 7.07 (s, 1H, CH=C), 7.40-7.52 (m, 2H, antr-2,3,6,7-H), 7.99-8.11 (m, 4H, antr1.4.5.8- H), 8.52-8.64 (m, 1H, antr-9-H), 9.68 (br. s, 1H, N1-H).

Chlorowodorek 2-(4-acetylopiperazynylo)-5-(9-antracylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (E10a)

PL 223 830 B1

Związek otrzymano metodami F i G. Wydajność reakcji W: 81%, t_t: 368-370 °C; R_f(V): 0.83. C22H20N4OHCI, (M: 392.88) ¹H-NMR dla związku F10 (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.15 (br. s, 4H, Pp3,5-H), 4.05 (br. s, 4H, Pp-2,6-H), 7.13 (s, 1H, CH=C), 7.48-7.66 (m, 4H, antr-2,3,6,7-H), 7.99-8.18 (m, 4H, antr-1,4,5,8-H), 8.56-8.70 (s, 1H, antr-9-H), 9.62-9.87 (br. d def., 3H, N1-H, NH2+).

Chlorowodorek 5-(9-antracylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu (F10a).

Związek otrzymano metodami F i G. Wydajność reakcji W: 54%, tt: 265-270°C; Rf (V): 0.57. C22H20N4O-HCl, (M: 392.88) ¹H-NMR dla związku F10 (DMSO-d6) δ [ppm]: 3.15 (br. s, 4H, Pp3,5-H), 4.05 (br. s, 4H, Pp-2,6-H), 7.13 (s, 1H, CH=C), 7.48-7.66 (m, 4H, antr-2,3,6,7-H), 7.99-8.18 (m, 4H, antr-1,4,5,8-H), 8.56-8.70 (s, 1H, antr-9-H), 9.62-9.87 (br. d def., 3H, N1-H, NH2+).

Przykład preparatywny 16

Otrzymywanie chlorowodorku 5-(4-(4-chlorobenzyloksy)benzylideno)-2-(piperazynylo)-1Himidazol-4(5H)-onu (F12a)

5-(4-(4-Chlorobenzyloksy)benzylideno)-2-(4-acetylopiperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on (E12).

Związek otrzymano metodą D. Wydajność reakcji W: 46%, tt: 288-296°C; Rf (V): 0.68. C23H23CIN4O3, (M: 438,91)

Chlorowodorek 5-(4-(4-chlorobenzyloksy)benzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)onu (F12a)

Związek otrzymano metodami F i G. Wydajność reakcji W: 65%, t_t: 145-150°C; R_f (V): 0.24. C21H21CIN4O2 · HCl, (M: 433.33)

Claims

1. Pochodne aromatycznych imidazolidynonów o ogólnym wzorze I:

w którym

R₁ oznacza naftalen, tiofen, fluoren, antracen lub fenyl podstawiony podstawnikiem fluorowcowym, 4-chlorobenzyloksylowym, grupą 4-dimetyloaminową, grupą 4-nitrową

R₂ oznacza piperazynę niepodstawioną lub piperazynę podstawioną grupą metylową, hydroksyetylową, acetylową lub etoksykarbonylową oraz ich odpowiednie sole z kwasami nieorganicznymi i ich hydraty, z wyłączeniem grupy związków obejmującej:

2- (4-(2-hydroksyetylo)piperazyn-1-ylo)-5-(naftylo-1-metylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on.

2. Związki według zastrz. 1 o wzorze I, gdzie

R₁ oznacza 4-chlorofenyl, 4-dimetyloaminofenyl, 4-nitrofenyl, fluoren, β-naftyl, 2-tiofen,

3- tiofen oraz

R2 oznacza piperazynę, hydroksyetylopiperazynę, acetylopiperazynę lub etoksykarbonylopiperazynę.

3. Związki według zastrz. 1 lub 2 o wzorze I wybrane z grupy obejmującej:

2-(piperazynylo)-5-(2-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on

2-(piperazynylo)-5-(3-tiofenylometylideno)-1H-imidazol-4(5H)-on (4-chlorobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on

5-(4-nitrobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on

PL 223 830 B1

5-(2-fluorenylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on

5-(3-naftylometylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on

5-(4-dimetyloaminobenzylideno)-2-(piperazynylo)-1H-imidazol-4(5H)-on oraz ich odpowiednie sole z kwasami nieorganicznymi i ich hydraty.

4. Związki o wzorze I według któregokolwiek z zastrz. 1 do 3 do zastosowania jako lek do zap obiegania lub leczenia chorób o podłożu bakteryjnym.

5. Środek leczniczy zawierający związek zastrzeżony w którymkolwiek z zastrzeżeń 1-3.

6. Zastosowanie związków według któregokolwiek z zastrzeżeń 1-3 do wytwarzania leku do zapobiegania lub leczenia chorób o podłożu bakteryjnym.

7. Zastosowanie związków według zastrz. 6 do wytwarzania leków do zapobiegania lub leczenia chorób wywołanych przez bakterie Gramm(-).

8. Zastosowanie związku według zastrz. 6 do wytwarzania leków do zapobiegania lub leczenia chorób wywołanych przez bakterię E. coli z rodzaju Enterobacter.