PL233259B1

PL233259B1 - Indolilooctany 1-alkilochininy, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako środki bakteriostatyczne i bakteriobójcze

Info

Publication number: PL233259B1
Application number: PL422179A
Authority: PL
Inventors: Juliusz Pernak; Tomasz Rzemieniecki; Łukasz Chrzanowski
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PL422179A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są indolilooctany 1-alkilochininy, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako środki bakteriostatyczne i bakteriobójcze.

Jako przykładowe czwartorzędowe bromki chininy wymienić można:

• indolilooctan 1-etylochininy, • indolilooctan 1-butylochininy, • indolilooctan 1-heksylochininy, • indolilooctan 1-oktylochininy, • indolilooctan 1-decylochininy, • indolilooctan 1-dodecylochininy, • indolilooctan 1-tetradecylochininy, • indolilooctan 1-heksadecylochininy, • indolilooctan 1-oktadecylochininy.

Chinina ((R)-[(2S,4S,5R)-5-etenylo-1-azabicyklo[2.2.2]okt-2-ylo](6-metoksychinolin-4-ylo)metanol) jest związkiem pochodzenia naturalnego o powszechnie znanym zastosowaniu w formie substancji czynnej leków przeciwmalarycznych. Przewiduje się, że działanie chininy upośledza zdolności pierwotniaków z rodzaju zarodziec (Plasmodium) do rozkładu hemoglobiny, co pozbawia ich źródła energii i powoduje ich zatrucie przez nie w pełni rozłożoną hemoglobinę. Podobne działanie jest obserwowane wobec pierwotniaka z rodzaju Babesia. Potencjalne wytłumaczenie tego działania zostało opisane w pracy C. D. Fitch w: Life Sciences, 2004, 74, 1957. Inna teoria zakłada, że chinina tworzy kompleksy z DNA pierwotniaków i uniemożliwia im dalszą replikację. Odnotowuje się także działanie chininy jako substancję antyarytmiczą i przeciwgorączkową, pobudza ponadto skurcze mięśni gładkich macicy w początkowych fazach porodu. Poza zastosowaniami medycznymi chininę stosuje się w roli katalizatorów różnego rodzaju syntez związków chiralnych, co skutkuje zwiększeniem stereoselektywności reakcji.

Aktywność biologiczna kwasu indolilooctowego jako substancji stymulującej wzrost roślin jest znana od I połowy XX wieku. Jest to hormon roślinny z grupy auksyn, których główną funkcją jest stymulowanie wydłużania i podziału komórek roślinnych. Kwas indolilooctowy pobudza również wzrost korzeni rośliny i innych jej organów, jak np. kwiaty. W większych stężeniach działanie kwasu indolilooctowego jest odwrotne - poprzez zbyt silną inicjację wzrostu upośledza on rozwój rośliny i w efekcie powoduje jej śmierć. Mechanizm ten wykorzystują silniej działające syntetyczne auksyny np. kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy, które znajdują zastosowanie jako selektywne herbicydy. Kwasowość kwasu indolilooctowego (pKa = 4,75) jest zbliżona do kwasu octowego, jest on ponadto stosowany w roli dodatku do pożywek hodowlanych wykorzystywanych w kulturach in vitro roślin.

Wynalazek przedstawia nowe czwartorzędowe sole naturalnego pochodzenia, z anionem kwasu indolilooctowego i kationem będącym alkilową pochodną chininy, a także efektywne sposoby ich otrzymywania. Amfifilowość związków warunkuje także ich aktywność biologiczną wobec bakterii, hamując ich wzrost oraz zabijając komórki.

Istotą wynalazku są indolilooctany 1 -alkilochininy o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla, a sposób ich otrzymywania polega na tym, że bromek 1-alkilochininy o wzorze ogólnym 2, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla, rozpuszcza się w metanolu albo etanolu, albo 2-propanolu i poddaje reakcji chemicznej z wodorotlenkiem potasu albo wodorotlenkiem sodu, albo wodorotlenkiem litu w stosunku molowym 1:1, w temperaturze 20°C i czasie co najmniej 30 minut, następnie odsącza się wytrąconą sól nieorganiczną, a do przesączu dodaje się kwasu indolilooctowego o wzorze 3 w stosunku molowym 1:1, po czym miesza się układ w czasie od 15 do 30 minut, korzystnie 20 minut, zachowując stałą temperaturę układu równą 20°C, w dalszej kolejności z układu usuwa się rozpuszczalnik, a pozostałość suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia, korzystnie w temperaturze 30°C.

Drugi sposób otrzymywania polega na tym, że odpowiedni bromek 1 -alkilochininy o wzorze ogólnym 2, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla, rozpus zcza się w metanolu i alkalizuje poprzez kontakt ze złożem silnie zasadowej żywicy jonowymiennej, następnie do zalkalizowanego roztworu dodaje się kwasu indolilooctowego o wzorze 3 w stosunku molowym 1:1 i miesza się układ w czasie od 15 do 25 minut, korzy stnie 20 minut, w dalszej kolejności z układu usuwa się metanol, a pozostałość suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia, korzystnie w temperaturze 30 °C.

PL 233 259 B1

Zastosowanie indolilooctanów 1 -alkilochininy o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla jako środki bakteriostatyczne i bakteriobójcze.

Korzystnym jest, gdy indolilooctany 1-alkilochininy stosuje się w postaci czystej albo postaci roztworów alkoholowych, korzystnie metanolu, albo etanolu o stężeniu od 0,0005 do 2%, korzystnie 0,005%.

Korzystnym jest także, gdy indolilooctany 1 -alkilochininy stosuje się w postaci roztworów wodnoalkoholowych, korzystnie wody z metanolem, albo etanolem w stosunku objętościowym 1:1, w których stężenie substancji czynnej wynosi od 0,0005 do 2%, korzystnie 0,005%.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoekonomiczne:

• opracowano skuteczną metodę syntezy indolilooctanów z kationem będącym pochodną chininy, • syntezę prowadzi się bez ogrzewania układu reakcyjnego, co zwiększa korzyści ekonomiczne, • wydajności syntezy są wysokie lub bardzo wysokie i mieszczą się w zakresie od 91 do 99%, • wszystkie indolilooctany w szeregu homologicznym wykazują bardzo słabą rozpuszczalność w wodzie, co znacznie ogranicza możliwości ich migracji w środowisku naturalnym oraz obniża ryzyko skażenia wód gruntowych, • otrzymane sole wykazują wysoką rozpuszczalność w protycznych lub polarnych rozpuszczalnikach organicznych (metanol, 2-propanol, DMSO, aceton), • zsyntezowane związki wykazują aktywność bakteriostatyczną i bakteriobójczą w bardzo niskich stężeniach, mogą zatem zostać zastosowane jako wydajne ekonomicznie środki dezynfekujące lub odkażające.

Sposób wytwarzania indolilooctanów 1-alkilochininy ilustrują poniższe przykłady:

P r z y k ł a d I

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-etylochininy:

W kolbie zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne umieszczono 0,005 mol (2,17 g) bromku 1-etylochininy i rozpuszczono w 30 cm³ metanolu. Następnie dodano 0,005 mol (0,28 g) wodorotlenku potasu, po czym uruchomiono mieszanie. Reakcję prowadzono w czasie 30 minut w temperaturze 20°C. Następnie odsączono wytrąconą sól nieorganiczną, a do przesączu dodano 0,005 mol (0,88 g) kwasu indolilooctowego, po czym kontynuowano mieszanie w czasie 30 minut. W dalszej kolejności odparowano rozpuszczalnik, a produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 30°C. Otrzymano indolilooctan 1-etylochininy z wydajnością 98%.

Struktura chemiczna związku została potwierdzona na drodze analizy widma magnetycznego rezonansu jądrowego:

¹H NMR (DMSO-d₆) δ [ppm] = 1,49 (t, J=7,02 Hz, 3 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H); 3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,60

Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,38 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,53 Hz, 1 H); 5,15 (d,

J =17,16 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H); 5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J=8,71 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =7,01 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,80 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,64, 9,12 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,50, 1 H); 7,97 (d, J =9,13 Hz, 1 H); 8,73 (d, J =4,56 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 8,2; 20,2; 24,6; 26,1; 27,3; 30,7; 34,0; 37,6; 51,8; 54,1; 55,4; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

Analiza elementarna CHN dla C32H37N3O4 (Mmol = 527,65 g/mol): wartości obliczone (%): C = 72,84; H = 7,07; N = 7,96; wartości zmierzone: C = 73,18; H = 6,82; N = 8,25.

P r z y k ł a d II

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-butylochininy:

W 40 cm³ metanolu rozpuszczono 0,008 mol (3,69 g) bromku 1-butylochininy, po czym roztwór nadano na kolumnę ze złożem silnie zasadowej żywicy anionowymiennej. Złoże następnie przemyto czystym metanolem celem wypłukania zalkalizowanej substancji. Całą frakcję metanolową umieszczono w wyposażonej w mieszadło magnetyczne kolbie. Włączono mieszanie, a do roztworu dodano 0,008 mol (1,40 g) kwasu indolilooctowego, po czym kontynuowano reakcję w czasie dalszych 20 minut,

PL 233 259 B1 zachowując stałą temperaturę 20°C. W dalszej kolejności odpędzono metanol. Następnie produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 30°C do otrzymania gotowego produktu. Wydajność reakcji wyniosła 93%.

Wykonano widmo protonowego oraz węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego, na którego podstawie potwierdzono strukturę otrzymanego związku:

¹H NMR (DMSO-cfe) δ [ppm] = 0,89 (t, J =6,72 Hz, 3 H); 1,31 (s, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J=9,80 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H); 3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H);3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,61 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,40 Hz, 1 H);5,00 (d, J =10,52 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,18 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H); 5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,70 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =6,97 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,81 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,62, 9,10 Hz,1 H);

7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J=4,49, 1 H); 7,97 (d, J =9,12 Hz, 1 H); 8,73 (d, J =4,55 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1H).

¹³C NMR (DMSO-cfe) δ [ppm] = 14,0; 19,1; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 27,3; 31,0; 34,0; 37,6; 51,8; 54,1; 55,4; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7;127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

Analiza elementarna CHN dla C34H41N3O4 (Mmol = 555,71 g/mol): wartości obliczone (%): C = 73,49; H = 7,44; N = 7,56; wartości zmierzone: C = 73,76; H = 7,12; N = 7,85.

P r z y k ł a d III

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-heksylochininy:

0,01 mol (4,89 g) bromku 1-heksylochininy rozpuszczono w 60 cm³ metanolu. Roztwór następnie nadano na kolumnę wypełnioną złożem silnie zasadowej żywicy jonowymiennej. Kolumnę następnie przemyto dwiema porcjami czystego metanolu celem wypłukania resztek zalkalizowanej substancji. Frakcję metanolową umieszczono w kolbie wyposażonej w mieszadło magnetyczne, po czym włączono mieszanie. Do układu dodano następnie 0,01 mol (1,75 g) kwasu indolilooctowego. Układ reakcyjny intensywnie mieszano w czasie 15 minut w temperaturze 20°C. Po zakończeniu reakcji odparowano metanol, a oczyszczony produkt suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 30°C. Otrzymano bromek 1-heksylochininy o wydajności 95%.

Wykonano analizę widma protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego, a na podstawie jej wyników potwierdzono strukturę chemiczną otrzymanego produktu:

¹H NMR (DMSO-cfe) δ [ppm] = 0,86 (t, J =6,67 Hz, 3 H); 1,29 (s, 4 H); 1,42 (m, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,81 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H); 3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,60 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,42 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,54 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,17 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H); 5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,79 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =6,96 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,82 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,64, 9,11 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,51, 1 H); 7,97 (d, J =9,15 Hz, 1 H);

8,73 (d, J =4,52 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-cfe) δ [ppm] = 14,0; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 26,2; 27,4; 28,1; 31,1; 34,0; 37,6; 51,8; 55,4; 59,7; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

Analiza elementarna CHN dla C36H45N3O4 (Mmol = 583,76 g/mol): wartości obliczone (%): C = 63,80; H = 7,62; N = 5,72; wartości zmierzone: C = 64,11; H = 7,54; N = 5,68.

P r z y k ł a d IV

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-oktylochininy:

W wyposażonej w mieszadło magnetyczne kolbie umieszczono bromek 1-oktylochininy w ilości 0,005 mol (2,59 g) i rozpuszczono w 65 cm³ 2-propanolu. W dalszej kolejności dodano 0,005 mol (0,12 g) wodorotlenku litu i uruchomiono mieszanie. Reakcję prowadzono w czasie dalszych 30 minut, utrzymując stałą temperaturę równą 20°C. Po upływie wyznaczonego czasu odsączono sól nieorganiczną, a do przesączu dodano 0,005 mol (0,88 g) kwasu indolilooctowego. Układ reakcyjny mieszano przez dalsze 20 minut. W dalszej kolejności z mieszaniny odpędzono 2-propanol. Oczyszczoną sól następnie suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 30°C do otrzymania gotowego produktu. Otrzymano indolilooctan 1-oktylochininy z wydajnością równą 99%.

Struktura chemiczna otrzymanej substancji została potwierdzona na podstawie analizy widma magnetycznego rezonansu jądrowego:

¹H NMR (DMSO-cfe) δ [ppm] = 0,85 (t, J =6,61 Hz, 3 H); 1,28 (s, 6 H); 1,38 (m, 2 H); 1,42 (m, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,80 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H); 3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,59 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H);

PL 233 259 B1

4,10 (t, J =10,41 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,52 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,16 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H); 5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,78 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =6,99 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,83 Hz,

H); 7,47 (dd, J =2,64, 9,11 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,50, 1 H); 7,97 (d, J =9,16 Hz, 1 H);

8.73 (d, J =4,54 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 14,0; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 26,2; 28,6; 28,9; 29,0; 29,1; 31,3; 34,0; 37,6; 51,8; 55,4; 59,7; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

Wykonano oznaczenie zawartości substancji kationowo czynnych metodą miareczkowania dwufazowego zgodnie z normą PN-EN ISO 2871-1. Czystość produktu wyniosła 99%.

P r z y k ł a d V

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-decylochininy:

Bromek 1-decylochininy w ilości 0,02 mol (10,91 g) rozpuszczono w 110 cm³ metanolu. Roztwór następnie przepuszczono przez kolumnę wypełnioną złożem silnie zasadowej żywicy anionowymiennej, a następnie złoże przepłukano metanolem. Frakcję metanolową zebrano w reaktorze wyposażonym w mieszadło magnetyczne. W dalszej kolejności do układu dodano 0,02 mol (3,50 g) kwasu indolilooctowego i uruchomiono mieszanie. Reakcję prowadzono w stałej temperaturze 20°C w czasie 15 minut, a następnie odparowano rozpuszczalnik. Oczyszczoną sól suszono w warunkach obniżonego ciśnienia, w stałej temperaturze równej 30°C. Otrzymano gotowy produkt z wydajnością 97%.

Strukturę związku potwierdzono wykonując widmo protonowego oraz węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:

¹H NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 0,85 (t, J =6,62 Hz, 3 H); 1,27 (s, 8 H); 1,38 (m, 4 H); 1,42 (m,

H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,81 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H);

3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,61 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,42 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,51 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,17 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H);

5.74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,80 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =6,98 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,81 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,65, 9,12 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,50, 1 H); 7,97 (d, J =9,11 Hz, 1 H); 8,73 (d, J =4,51 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ [ppm] = 13,9; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 26,2; 28,6; 28,8; 29,0; 29,1; 31,3; 34,0; 37,6; 51,8; 55,4; 59,7; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8. Analiza elementarna CHN dla C40H53N3O4 (Mmol = 639,87 g/mol): wartości obliczone (%): C = 75,08; H = 8,35; N = 6,57; wartości zmierzone: C = 74,72; H = 8,03; N = 6,82.

P r z y k ł a d VI

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-dodecylochininy:

W reaktorze umieszczono 0,015 mol (8,60 g) bromku 1-dodecylochininy i rozpuszczono w 100 cm³etanolu, po czym uruchomiono mieszadło i mieszano układ do pełnego rozpuszczenia substancji stałej. Następnie dodano 0,015 mol (0,60 g) wodorotlenku sodu i mieszano układ w czasie dalszych 30 minut w temperaturze 20°C. W dalszej kolejności z mieszaniny odsączono wytrącony osad bromku sodu, a do przesączu, przy ciągłym mieszaniu, dodano 0,015 mol (2,63 g) kwasu indolilooctowego. W czasie dalszych 20 minut kontynuowano mieszanie układu. Z mieszaniny poreakcyjnej odparowano etanol, a pozostałość suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 30°C. Wydajność procesu otrzymywania indolilooctanu 1-dodecylochininy wyniosła 99%.

Potwierdzono strukturę chemiczną związku poprzez analizę widm protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:

¹H NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 0,85 (t, J =6,67 Hz, 3 H); 1,27 (s, 12 H); 1,38 (m, 4 H); 1,42 (m, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,82 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H);

3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,62 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,39 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,50 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,18 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H);

5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,81 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =7,01 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,79 Hz, 1 H); 7,47 [dd, J =2,66; 9,15 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,53, 1 H); 7,97 (d, J =9,14 Hz, 1 H); 8,73 (d, J =4,50 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 13,9; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 26,2; 28,6; 28,8; 28,9; 29,0; 29,1 31,3; 34,0; 37,6; 51,8; 55,4; 59,7; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

PL 233 259 B1

Analiza elementarna CHN dla C42H57N3O4 (Mmol = 667,92 g/mol): wartości obliczone (%): C = 75,53; H = 8,60; N = 6,29; wartości zmierzone: C = 75,83; H = 8,91; N = 5,97.

P r z y k ł a d VII

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-tetradecylochininy:

W wyposażonej w mieszadło magnetyczne kolbie umieszczono roztwór 0,02 mol (12,03 g) bromku 1-tetradecylochininy w 120 cm³ 2-propanolu. Włączono mieszanie, po czym do układu dodano 0,02 mol (1,12 g) wodorotlenku potasu. Reakcję prowadzono w czasie 30 minut, utrzymując stałą temperaturę układu równą 20°C. Po upływie wyznaczonego czasu wyłączono mieszadło, a z mieszaniny odsączono wytrącony osad soli nieorganicznej. Do przesączu dodano 0,02 mol (3,50 g) kwasu indolilooctowego, po czym kontynuowano mieszanie w czasie dalszych 15 minut. Następnie odparowano 2-propanol, a stałą pozostałość suszono w warunkach obniżonego ciśnienia w temperaturze 30°C. Otrzymano gotowy produkt z wydajnością 95%.

Wyniki analizy widm magnetycznego rezonansu jądrowego potwierdzają strukturę chemiczną otrzymanego związku:

¹H NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 0,85 (t, J =6,68 Hz, 3 H); 1,26 (s, 16 H); 1,38 (m, 4 H); 1,42 (m, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,81 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H);

3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,62 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,41 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,49 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,16 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H);

5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,82 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =7,02 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,81 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,67; 9,17 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, 7=4,51, 1 H); 7,97 (d, 7=9,17 Hz, 1 H); 8,73 (d, 7=4,52 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-d₆) δ [ppm] = 13,9; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 26,2; 28,6; 28,8; 28,9; 29,0; 29,1; 31,3; 34,0; 37,6; 51,8; 55,4; 59,7; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

Analiza elementarna CHN dla C44H61N3O4 (Mmol = 695,97 g/mol): wartości obliczone (%): C = 75,93; H = 8,83; N = 6,04; wartości zmierzone: C = 75,64; H = 9,10; N = 5,82.

P r z y k ł a d VIII

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-heksadecylochininy:

W 60 cm³ metanolu rozpuszczono 0,008 (5,04 g) bromku 1-heksadecylochininy. Tak przygotowany roztwór nadano na kolumnę wypełnioną złożem silnie alkalicznego jonitu anionowymiennego, a następnie złoże dwukrotnie przepłukano czystym metanolem celem wymycia pozostałości. Całą frakcję metanolową umieszczono w kolbie wyposażonej w mieszadło magnetyczne. Rozpoczęto m ieszanie układu, po czym do kolby wprowadzono 0,008 mol (1,40 g) kwasu indolilooctowego. Układ mieszano w czasie dalszych 20 minut, utrzymując stałą temperaturę środowiska reakcji równą 20°C. Po upływie określonego czasu odparowano metanol, a pozostałość suszono w warunkach obniżonego ciśnienia. Zachowywano stałą temperaturę procesu suszenia równą 30°C. Otrzymano gotowy produkt z wydajnością 91%.

Struktura związku została potwierdzona na drodze analizy widm protonowego i węglowego magnetycznego rezonansu jądrowego:

¹H NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 0,85 (t, J =6,66 Hz, 3 H); 1,25 (s, 20 H); 1,38 (m, 4 H); 1,42 (m, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,83 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H);

3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,66 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,40 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,49 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,16 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H);

5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,83 Hz, 1H); 7,00 (t, J =7,00 Hz, 1 H); 7,11 (s, 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,83 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,67; 9,16 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,50, 1 H); 7,97 (d, J =9,16 Hz, 1 H); 8,73 (d, J =4,50 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

¹³C NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 13,9; 20,2; 22,1; 24,6; 26,1; 26,2; 28,6; 28,8; 28,9; 29,0; 29,1; 31,3; 34,0; 37,6; 51,8; 55,4; 59,7; 64,0; 66,5; 70,6; 102,0; 110,8; 111,1; 116,4; 117,7; 118,9; 120,3; 120,4; 121,2; 123,1; 125,7; 127,7; 131,3; 136,1; 138,0; 143,8; 143,9; 147,4; 157,2; 174,8.

Analiza elementarna CHN dla C46H65N3O4 (Mmol = 724,03 g/mol): wartości obliczone (%): C = 76,31; H = 9,05; N = 5,80; wartości zmierzone: C = 76,07; H = 9,34; N = 5,53.

PL 233 259 B1

P r z y k ł a d IX

Sposób wytwarzania indolilooctanu 1-oktadecylochininy:

W 300 cm³ metanolu rozpuszczono 0,06 mol (39,47 g) bromku 1-oktadecylochininy. Tak przygotowany roztwór wprowadzono do połączonej z reaktorem kolumny wypełnionej silnie alkaliczną żywicą jonowymienną. Następnie złoże żywicy wielokrotnie przemyto metanolem, zbierając całą frakcję w reaktorze. W dalszej kolejności zdemontowano kolumnę, po czym rozpoczęto mieszanie układu w reaktorze. Do mieszaniny dodano 0,06 mol (10,51 g) kwasu indolilooctowego, po czym kontynuowano mieszanie w ciągu dalszych 25 minut, w temperaturze 20°C. Po zakończeniu reakcji z układu usunięto metanol, a pozostałość rozdrobniono umieszczono w suszarce próżniowej. Proces suszenia prowadzono w temperaturze 30°C do otrzymania gotowego produktu z wydajnością 94%.

Wykonano analizę widm magnetycznego rezonansu jądrowego i na ich podstawie potwierdzono strukturę związku:

1H NMR (DMSO-de) δ [ppm] = 0,85 (t, J =6,64 Hz, 3 H); 1,24 (s, 24 H); 1,38 (m, 4 H); 1,42 (m, 2 H); 1,52 (m, 1 H); 1,74 (m, 1 H); 1,78 (t, J =9,82 Hz, 2 H); 1,93 (m, 1 H); 2,13 (m, 2 H); 2,69 (m, 1 H);

3,25 (m, 1 H); 3,35 (m, 1 H); 3,44 (s, 2 H); 3,59 (m, 1 H); 3,71 (t, J =9,64 Hz, 2 H); 3,79 (m, 2 H); 3,91 (s, 3 H); 4,10 (t, J =10,41 Hz, 1 H); 5,00 (d, J =10,46 Hz, 1 H); 5,15 (d, J =17,14 Hz, 1 H); 5,31 (m, 1 H);

5,74 (m, 1 H); 6,88 (t, J =8,82 Hz, 1 H); 7,00 (t, J =7,01 Hz, 1 H); 7,10 (s 1 H); 7,29 (s, 1 H); 7,31 (d, J =2,82 Hz, 1 H); 7,47 (dd, J =2,64; 9,15 Hz, 1 H); 7,50 (m, 1 H); 7,65 (d, J =4,49, 1 H); 7,97 (d, J =9,15 Hz, 1 H); 8,73 (d, J =4,48 Hz, 1 H); 10,84 (s, 1 H).

Analiza elementarna CHN dla C48H69N3O4 (Mmol = 752,08 g/mol): wartości obliczone (%); C = 76,66; H = 9,25; N = 5,59; wartości zmierzone: C = 76,31; H = 9,57; N = 5,21.

Przykłady zastosowania

1. Środek bakteriobójczy

Przygotowano roztwór etanolowy indolilooctanu 1-tetradecylochininy o stężeniu 0,05% do zastosowania w roli środka bakteriobójczego. Następnie zabrudzone powierzchnie szklane spryskano z odległości od 20 do 40 cm. Dla osiągnięcia maksymalnej efektywności działania ilość naniesionego preparatu powinna wynosić co najmniej 2 cm³/m². Po upływie 15 sekund od wykonanego zabiegu roztwór cieczy jonowej usunięto z czyszczonej powierzchni poprzez spłukanie czystą wodą. Analiza mikroskopowa potwierdziła brak obecności bakterii na badanej powierzchni.

2. Środek bakteriostatyczny

Przygotowano roztwór wodno-metanolowy indolilooctanu 1-heksadecylochininy o stężeniu 0,01%, do zastosowania w roli środka bakteriostatycznego. W dalszej kolejności zabrudzoną powierzchnię z tworzywa sztucznego spryskano z odległości od 20 do 40 cm. Dla osiągnięcia maksymalnej efektywności działania ilość naniesionego preparatu powinna wynosić co najmniej 3 cm³/m². W czasie 90 minut od wykonania zabiegu nie zaobserwowano wzrostu bakterii na badanej powierzchni.

Badanie aktywności antybakteryjnej

Minimalne stężenie hamujące (minimum inhibition concentration, MIC) określono na podstawie metody rozcieńczeń na płytce mikrotitracyjnej. Do 50 mm³ roztworu indolilooctanu o stężeniu 2 g/dm³dodano 25 mm³ sterylnego bulionu TSB i wykonano szereg dwukrotnych rozcieńczeń, by finalnie otrzymać stężenia soli 1-alkilochininy w zakresie od 250 do 1 ppm. Następnie do wszystkich układów dodano po 200 mm³ bulionu TSB z dodatkiem resazuryny inokulowanego odpowiednim szczepem bakterii o stężeniu około 10⁶ cfu/cm³. Próbki inkubowano w temperaturze 30°C w czasie 24 godzin. Za minimalne stężenie hamowania przyjmowano najniższe stężenie, przy którym nie następowała zmiana koloru próbki z niebieskiego na różowo-żółty.

Minimalne stężenie bakteriobójcze określono na podstawie pomiaru aktywności dehydrogenazy w czasie 24-godzinnej inkubacji bez dodatku soli 1-alkilochininy. Kultury stężeniu około 10⁹ cfu/cm³inkubowano w bulionie TSB w temperaturze 25°C w czasie 24 godzin, po czym przeniesiono je do probówek. Do roztworów kultur dodano następnie odpowiednich indolilooctanów 1-alkilochininy w określonej ilości, aby osiągnąć stężenia w zakresie od 10 do 250 mg/cm³. Następnie w czasie 60 minut prowadzono inkubację w temperaturze 30°C, a w dalszej kolejności do probówek dodano po 0,1 g węglanu wapnia po 0,1 cm³ 3% roztworu TTC. Probówki następnie zamknięto i w czasie dalszych 60 minut

PL 233 259 Β1 inkubowano w ciemni w temperaturze 30°C. Za minimalne stężenie bakteriobójcze przyjęto stężenie, przy którym nie występowało czerwone zabarwienie próbki.

W tabeli 1 zestawiono wyniki pomiarów MIC i MBC według wyżej opisanej metody. Jako odnośnika użyto chlorku didecylodimetyloamoniowego (DDA).

Tabela 1

Szczep		ilość atomów węgla w łańcuchu alkilowym indolilooctanu 1 alkilochininy
2	4	6	S	10	12	14	16	18	DDA
Micrococcus luteus	MIC [pmoł]	>450.00	>450,00	380,00	90,70	43,40	1,30	1,25	1,20	37,00	2.40
MBC ’μιηοΙ]	>450.CO	>450,00	>450.00	450,00	347,00	20.80	9,97	19.20	>*50,00	18,40
StopłiyiOcoccus aureus	MIC [μπΊΟΐ]	>450,00	>450,00 380,00	90.70	21.70	1.30	1,25	1.20	18,50	2.40
MBC ί μι πΰ I]	>450,00	>450,00 >450,00	450,00	347,00	41,60	20,00	19,20	>4SQ_fflO	19,20
Stophyłococcus epidermidis	MIC [μπιοΙ]	>450,00	>450,00 380,00	90,70	21,70	1.30	1.25	1,20	37,00	1*0
MBC^molJ	>450,30	>45O_?OD	>450,00	450,00	347,00	41,60	20,00	19,10	>450,00	19.20
Enterococcus faecium	MIC [μπιοΙ]	>450,00	>450.00	380,00	90,70	43,40	1,30	1.25	1,20	37,00	2,40
MBC Ιμιτιοί]	M50.00	>450,00	>450,00	363,00	347,00	20,80	10,00	19,20	>450.00	38.40
Esherichia coli	MIC [jimot]	>450.00	>450,00	>450,00	>450,00	347,00	83.10	319,00	>*50,00	>450,00	6.94
MBC Jpmol)	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	450,00	>450,00	>450,00	>450,00	3B.40
Proteus uutgoris	MIC [pmol]	>450.00	>450.00	>450,00	>4$O.DO	>450,00	332,00	>450,00	>450.00	>450,00	19,20
MBC (pmoll	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	»450,00	332,00	>450,00	>450,00	>450,00	38,40
Pseudomonas aeruginosa	MIC [μπηοΙ]	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	76.80
MBC [μπΊοΙ]	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450,00	>450.00	>450,00	>450,00	>450,00	151,00
BociHus Subtilis	MIC [μιηοΙΙ	>450,00	>450,00	>450,00	181,40	43,40	UO	1.25	1,20	37,00	2.40
M0C (μΐΌΟΐ]	>450.00	>450,00	>450,00	363,00	86,70	10,40	2,50	9,59	78,80

Opis wyników

W tabeli 1 przedstawiono wpływ długości łańcucha alkilowego w strukturze indolilooctanu 1-alkilochininy na aktywność biologiczną wobec modelowych szczepów bakterii z rodzaju ziarniaków (Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis i Enterococcus faecium) oraz pałeczek. (Esherichia coli, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa i Bacillus subtilts). W przypadku soli posiadających podstawnik alkilowy o długości od 2 do 8 atomów węgla minimalne stężenie hamujące i minimalne stężenie bakteriobójcze jest wysokie, co wskazuje na niską aktywność wobec wszystkich organizmów modelowych. Indolilooctany, posiadające łańcuch o długości od 8 do 18 atomów węgla wykazywały wyraźną aktywność antybakteryjną wobec wszystkich badanych ziarniaków oraz pałeczki Bacillus subtilis. Szczepy Proteus vulgaris i Pseudomonas aeruginosa okazały się odporne na działanie wszystkich badanych indolilooctanów 1 -alkilochininy. Aktywność w najniższym stężeniu wykazywał indolilooctan 1-heksadecylochininy, którego minimalne stężenie hamujące i minimalne stężenie bakteriobójcze wobec Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecium i Bacillus subtilis miały wartość dwukrotnie niższą niż w przypadku chlorku didecylodimetyloamoniowego.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Indolilooctany 1 -alkilochininy o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla.
2. Sposób otrzymywania nowych indolilooctanów 1-alkilochininy określonych zastrz. 1 znamienny tym, że bromek 1 -alkilochininy o wzorze ogólnym 2, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla, rozpuszcza się w metanolu albo etanolu, albo 2-propanolu i poddaje reakcji chemicznej z wodorotlenkiem potasu albo wodorotlenkiem sodu, albo wodorotlenkiem litu w stosunku molowym 1:1, w temperaturze 20°C i czasie co najmniej 30 minut, następnie odsącza się wytrąconą sól nieorganiczną, a do przesączu dodaje się kwasu indolilooctowego o wzorze 3 w stosunku molowym 1:1, po czym miesza się układ w czasie od 15 do 30 minut, korzystnie 20 minut, zachowując stałą temperaturę układu równą

PL 233 259 B1

20°C, w dalszej kolejności z układu usuwa się rozpuszczalnik, a pozostałość suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia, korzystnie w temperaturze 30°C.
3. Sposób otrzymywania nowych indolilooctanów 1-alkilochininy określonych zastrz. 1, znamienny tym, że odpowiedni bromek 1-alkilochininy o wzorze ogólnym 2, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla, rozpuszcza się w metanolu i alkalizuje poprzez kontakt ze złożem silnie zasadowej żywicy jonowymiennej, następnie do zalkalizowanego roztworu dodaje się kwasu indolilooctowego o wzorze 3 w stosunku molowym 1:1 i miesza się układ w czasie od 15 do 25 minut, korzystnie 20 minut, w dalszej kolejności z układu usuwa się metanol, a pozostałość suszy się w warunkach obniżonego ciśnienia, korzystnie w temperaturze 30°C.
4. Zastosowanie indolilooctanów 1-alkilochininy o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza podstawnik alkilowy o długości od 1 do 18 atomów węgla jako środki bakteriostatyczne.
5. Zastosowanie według zastrz, 4, znamienne tym, że indolilooctany, 1-alkilochininy stosuje się w postaci czystej.
6. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że indolilooctany 1-alkilochininy stosuje się w postaci roztworów alkoholowych, korzystnie metanolu, albo etanolu o stężeniu od 0,0005 do 2%, korzystnie 0,005%.
7. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że indolilooctany 1-alkilochininy stosuje się w postaci roztworów wodno-alkoholowych, korzystnie wody z metanolem, albo etanolem w stosunku objętościowym 1:1, w których stężenie substancji czynnej wynosi od 0,0005 do 2%, korzystnie 0,005.