Синтез та антимікробна активність 3-(2-N-(арил,ацил)аміно-5-метил-1,3-тіазол-4-іл)-2H-хромен-2-онів

Автор(и)

  • Sergiy Vlasov Національний фармацевтичний університет вул. Пушкінська, 53, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-5568-8357
  • Sergiy Kovalenko Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободы, 4, м. Харків, Україна, 61022, Україна https://orcid.org/0000-0003-2222-8180
  • Inna Orlenko Національний фармацевтичний університет вул. Пушкінська, 53, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-4057-7635
  • Iryna Zhuravel Харківська медична академія післядипломної освіти вул. Амосова, 58, м. Харків, Україна, 61176, Україна https://orcid.org/0000-0001-6558-1916
  • Konstantin Krolenko Ryvu Therapeutics S.A. Henryka Leona Sternbacha 2, Kraków, Poland, 30-394, Україна https://orcid.org/0000-0003-1363-200X
  • Vitaliy Vlasov Національний фармацевтичний університет вул. Пушкінська, 53, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-1817-5007

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4852.2020.221701

Ключові слова:

кумарин, тіазол, антимікробні засоби, алкільні групи, синтез

Анотація

Мета. Метою даної роботи стало дослідження методів отримання та антимікробної активності 3-(2-N-(арил,ацил)аміно-5-метил-1,3-тіазол-4-іл)-2H-хромен-2-онів.

Матеріали та методи. 1Н ЯМР спектри записані на приладі Varian Mercury-200 (200 MГц), 13C ЯМР спектри записані на приладі Bruker Avance 500 1H ЯМР (500 MГц) та 13C ЯМР (125 MГц) в ДМСО-d6 та CDCl3. ВЕРХ-МС аналіз сполук проведений на приладі Agilent 1100 HPLC із хімічною іонізацією при атмосферному тиску (APCI). Дослідження протимікробної активності сполук проводили методом дифузії в агар. Докінгові дослідження здійснювали за допомогою Autodock Vina.

Результати та обговорення. Взаємодією 3-(2-бромопропаноїл)-2H-хромен-2-онів із N-заміщеними тіосечовинами отримано нові похідні 3-(2-N-(арил,ацил)аміно-5-метил-1,3-тіазол-4-іл)-2H-хромен-2-онів. Дослідження протимікробної активності отриманих сполук дозволило виявити зразки активні по відношенню до штамів E. сoli та P. aeruginosa. Серед тестованих сполук найбільшу протимікробну активність проявив 8-метокси-3-{2-[(2-метоксифеніл)аміно]-5-метил-1,3-тіазол-4-іл}-2H-хромен-2-он, який перевищів за активністю препарат порівняння Стрептоміцин по відношенню до штаму E. coli. Деякі з тестованих сполук виявили високу активність по відношенню до P. aeruginosa. Докінгові дослідження, проведені для синтезованих сполук показали, що вони можуть зв'язуватися з активним сайтом бактеріальної тРНК (гуанін37-N1)-метилтрансферази.

Висновки. Отримані нові похідні 2H-хромен-2-онів з 2-N-(арил,ацил)аміно-5-метил-1,3-тіазол-4-іл фрагментом у положенні 3 за реакцією синтеза тіазолів по Ганчу, з використанням у якості вихідної сполуки 3-(2-бромопропаноїл)-2H-хромен-2-онів. Дослідження антимікробної активності дозволили виявити серед синтезованих сполук нові похідні 2H-хромен-2-онів у якості сполук, які не поступаються за своєю активністю препарату порівняння стрептоміцину або переважають його. Докінгові дослідження виявили, що синтезовані сполуки можуть бути інгібіторами бактеріальної тРНК (гуанін37-N1)-метилтрансферази, яка є ферментом важливим для виживання різних бактерій, у тому числі P. aeruginosa, в умовах стресу

Біографії авторів

Sergiy Vlasov, Національний фармацевтичний університет вул. Пушкінська, 53, м. Харків, Україна, 61002

Доктор фармацевтичних наук, професор

Кафедра органічної хімії

Sergiy Kovalenko, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободы, 4, м. Харків, Україна, 61022

Доктор хімічних наук, професор

Кафедра органічної хімії

Inna Orlenko, Національний фармацевтичний університет вул. Пушкінська, 53, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра органічної хімії

Iryna Zhuravel, Харківська медична академія післядипломної освіти вул. Амосова, 58, м. Харків, Україна, 61176

Доктор хімічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра клінічної біохімії, судово-медичної токсикології та фармації

Konstantin Krolenko, Ryvu Therapeutics S.A. Henryka Leona Sternbacha 2, Kraków, Poland, 30-394

PhD, Scientist II

Chemical department

Vitaliy Vlasov, Національний фармацевтичний університет вул. Пушкінська, 53, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра освітніх та інформаційних технологій

Посилання

  1. Singh, L. R., Avula, S. R., Raj, S., Srivastava, A., Palnati, G. R., Tripathi, C. K. M. et. al. (2017). Coumarin–benzimidazole hybrids as a potent antimicrobial agent: synthesis and biological elevation. The Journal of Antibiotics, 70 (9), 954–961. doi: http://doi.org/10.1038/ja.2017.70
  2. Fotso, G. W., Ngameni, B., Storr, T. E., Ngadjui, B. T., Mafu, S., Stephenson, G. R. (2020). Synthesis of Novel Stilbene–Coumarin Derivatives and Antifungal Screening of Monotes kerstingii-Specialized Metabolites Against Fusarium oxysporum. Antibiotics, 9 (9), 537. doi: http://doi.org/10.3390/antibiotics9090537
  3. Sanduja, M., Gupta, J., Singh, H., Pagare, P. P., Rana, A. (2020). Uracil-coumarin based hybrid molecules as potent anti-cancer and anti-bacterial agents. Journal of Saudi Chemical Society, 24 (2), 251–266. doi: http://doi.org/10.1016/j.jscs.2019.12.001
  4. Mahmoud, M. R., El-Shahawi, M. M., Abu El-Azm, F. S., Abdeen, M. (2017). Synthesis and Antimicrobial Activity of Polyfunctionally Substituted Heterocyclic Compounds Derived from 5-Cinnamoylamino-2-Cyanomethyl-1,3,4-Thiadiazole. Journal of Heterocyclic Chemistry, 54 (4), 2352–2359. doi: http://doi.org/10.1002/jhet.2824
  5. Reen, F. J., Gutiérrez-Barranquero, J. A., Parages, M. L., O´Gara, F. (2018). Coumarin: a novel player in microbial quorum sensing and biofilm formation inhibition. Applied Microbiology and Biotechnology, 102 (5), 2063–2073. doi: http://doi.org/10.1007/s00253-018-8787-x
  6. Yang, L., Li, S., Qin, X., Jiang, G., Chen, J., Li, B. et. al. (2017). Exposure to Umbelliferone Reduces Ralstonia solanacearum Biofilm Formation, Transcription of Type III Secretion System Regulators and Effectors and Virulence on Tobacco. Frontiers in Microbiology, 8. doi: http://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01234
  7. Zhang, S., Liu, N., Liang, W., Han, Q., Zhang, W., Li, C. (2016). Quorum sensing-disrupting coumarin suppressing virulence phenotypes in Vibrio splendidus. Applied Microbiology and Biotechnology, 101 (8), 3371–3378. doi: http://doi.org/10.1007/s00253-016-8009-3
  8. Ojima, Y., Nunogami, S., Taya, M. (2016). Antibiofilm effect of warfarin on biofilm formation of Escherichia coli promoted by antimicrobial treatment. Journal of Global Antimicrobial Resistance, 7, 102–105. doi: http://doi.org/10.1016/j.jgar.2016.08.003
  9. Osman, H., Yusufzai, S. K., Khan, M. S., Abd Razik, B. M., Sulaiman, O., Mohamad, S. et. al. (2018). New thiazolyl-coumarin hybrids: Design, synthesis, characterization, X-ray crystal structure, antibacterial and antiviral evaluation. Journal of Molecular Structure, 1166, 147–154. doi: http://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.04.031
  10. Arshad, A., Osman, H., Bagley, M. C., Lam, C. K., Mohamad, S., Zahariluddin, A. S. M. (2011). Synthesis and antimicrobial properties of some new thiazolyl coumarin derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry, 46 (9), 3788–3794. doi: http://doi.org/10.1016/j.ejmech.2011.05.044
  11. Mohamed, H. M., El-Wahab, A. H. F. A., Ahmed, K. A., El-Agrody, A. M., Bedair, A. H., Eid, F. A., Khafagy, M. M. (2012). Synthesis, Reactions and Antimicrobial Activities of 8-Ethoxycoumarin Derivatives. Molecules, 17 (1), 971–988. doi: http://doi.org/10.3390/molecules17010971
  12. Zhuravel, I., Kovalenko, S., Vlasov, S., Chernykh, V. (2005). Solution-phase Synthesis of a Combinatorial Library of 3-[4-(Coumarin-3-yl)-1,3-thiazol-2-ylcarbamoyl]propanoic acid Amides. Molecules, 10 (2), 444–456. doi: http://doi.org/10.3390/10020444
  13. KhanYusufzai, S., Osman, H., Khan, M. S., Mohamad, S., Sulaiman, O., Parumasivam, T. et. al. (2017). Design, characterization, in vitro antibacterial, antitubercular evaluation and structure–activity relationships of new hydrazinyl thiazolyl coumarin derivatives. Medicinal Chemistry Research, 26 (6), 1139–1148. doi: http://doi.org/10.1007/s00044-017-1820-2
  14. Hamdi, M., Talhi, O., Silva, A., Lechani, N., Kheddis-Boutemeur, B., Laichi, Y., Bachari, K. (2018). Synthetic Approach Toward Heterocyclic Hybrids of [1,2,4]Triazolo[3,4-b][1,3,4]thiadiazines. Synlett, 29 (11), 1502–1504. doi: http://doi.org/10.1055/s-0036-1591991
  15. Bag, S., Ghosh, S., Tulsan, R., Sood, A., Zhou, W., Schifone, C. et. al. (2013). Design, synthesis and biological activity of multifunctional α,β-unsaturated carbonyl scaffolds for Alzheimer’s disease. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 23 (9), 2614–2618. doi: http://doi.org/10.1016/j.bmcl.2013.02.103
  16. Banerjee, A., Santra, S. K., Mishra, A., Khatun, N., Patel, B. K. (2015). Copper(i)-promoted cycloalkylation–peroxidation of unactivated alkenes via sp3C–H functionalisation. Organic & Biomolecular Chemistry, 13 (5), 1307–1312. doi: http://doi.org/10.1039/c4ob01962h
  17. Widman, O. (1918). Über eine neue Gruppe von Cyclopropan-Derivaten. I: Die Einwirkung von Phenyl-acylhalogeniden auf 3-Acidyl-cumarine bei Gegenwart von Natriumalkoholat. Berichte Der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 51 (1), 533–541. doi: http://doi.org/10.1002/cber.19180510165
  18. Coyle, M. B. (2005). Manual of antimicrobial susceptibility testing. Washington, 29–39.
  19. Bacteriological Control of Growth Media (2001). Information Letter of the Ukraine Ministry of Health No. 05.4.1/1670. Kyiv.
  20. McFarland, J. (1907). The nephelometer: an instrument for estimating the number of bacteria in suspensions used for calculating the opsonic index and for vaccines. JAMA: The Journal of the American Medical Association, 49 (14), 1176–1178. doi: http://doi.org/10.1001/jama.1907.25320140022001f
  21. Trott, O., Olson, A. J. (2010). AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. Journal of Computational Chemistry, 31 (2), 455–461. doi: http://doi.org/10.1002/jcc.21334
  22. Zhong, W., Pasunooti, K. K., Balamkundu, S., Wong, Y. W., Nah, Q., Liu, C. F. et. al. (2019). Crystal structure of TrmD from Pseudomonas aeruginosa in complex with active-site inhibitor. doi: http://doi.org/10.2210/pdb5zhm/pdb
  23. Lazareva, A. V., Tchebotar, I. V., Kryzhanovskaya, O. A., Tchebotar, V. I., Mayanskiy, N. A. (2015). Pseudomonas aeruginosa: Pathogenicity, Pathogenesis and Diseases. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy, 17 (3), 170–186.
  24. Zhong, W., Pasunooti, K. K., Balamkundu, S., Wong, Y. H., Nah, Q., Gadi, V. et. al. (2019). Thienopyrimidinone Derivatives That Inhibit Bacterial tRNA (Guanine37-N1)-Methyltransferase (TrmD) by Restructuring the Active Site with a Tyrosine-Flipping Mechanism. Journal of Medicinal Chemistry, 62 (17), 7788–7805. doi: http://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.9b00582

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-30

Як цитувати

Vlasov, S., Kovalenko, S., Orlenko, I., Zhuravel, I., Krolenko, K., & Vlasov, V. (2020). Синтез та антимікробна активність 3-(2-N-(арил,ацил)аміно-5-метил-1,3-тіазол-4-іл)-2H-хромен-2-онів. ScienceRise: Pharmaceutical Science, (6 (28), 50–55. https://doi.org/10.15587/2519-4852.2020.221701

Номер

№ 6 (28) (2020)

Розділ

Фармацевтичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Sergiy Vlasov, Sergiy Kovalenko, Inna Orlenko, Iryna Zhuravel, Konstantin Krolenko, Vitaliy Vlasov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.