Патент на изобретение №2273640

(54) 3-(5-НИТРОФУРИЛ)-7-(5-НИТРОФУРФУРИЛИДЕН)-3,3А,4,5,6,7-ГЕКСАГИДРО-2Н-ИНДАЗОЛ, ПРОЯВЛЯЮЩИЙ ПРОТИВОМИКРОБНУЮ АКТИВНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ БАКТЕРИЙ РОДА STAPHYLOCOCCUS

(57) Реферат:

Изобретение относится к новому гетероциклическому соединению, в частности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолу формулы 1

который проявляет противомикробную активность по отношению к бактериям рода Staphylococcus и может найти применение в медицине. Соединение формулы 1 получают реакцией 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)-циклогексанона с гидразингидратом в среде пропанола-2. Выход 80%, т.пл. 193-195°С; брутто-формула С₁₆N₁₄N₄О₆; LD₅₀ при внутрибрюшинном введении 500 мг/кг. Это соединение превосходит по активности фурацилин в 16 раз и фуразолидон в 2-31 раза. Технический результат – получение соединения, обладающего более высокой, избирательной антимикробной активностью и невысокой токсичностью. 3 табл.

Изобретение относится к новому биологически активному органическому соединению – 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолу, проявляющему противомикробную активность в отношении бактерий рода Stapylococcus, которое может найти применение в медицинской практике в качестве препарата для лечения стафилококковых инфекций.

В медицинской практике для лечения инфекций, вызванных грамположительными и грамотрицательными микроорганизмами применяется фуразолидон (1) (N-(5-нитро-2-фурфурилиден)-3-аминооксазолидон-2) и фурацилин (2) (5-нитрофурфурола семикарбазон)

Фуразолидон проявляет активность в отношении бактерий рода Staphylococcus в концентрации 1,6-6,6 мкг/мл [см. Алексеева Л.Н. Антибактериальные препараты – производные 5-нитрофурана. Рига. 1963, АН Латв. ССР, с.219] и относится к классу малотоксичных веществ (LD₅₀ 1758 мг/кг).

Фурацилин проявляет противомикробную активность в отношении бактерий рода Staphylococcus в концентрации ˜ 20 мкг/мл [см. Крузметра Л.В. Нитрофурановые препараты в борьбе со стафилококковой инфекцией. Рига. 1964, АН Латв. ССР, 117 с.], но обладает высокой токсичностью (DL₅₀ 82,5 мг/кг), в связи с чем применяется только местно [Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М.: Медицина, 2004, т.2, с.302].

Задачей изобретения является поиск в ряду нитрофуранов нового соединения, обладающего высокой антимикробной активностью в отношении бактерий рода Staphylococcus, устойчивых к другим нитрофуранам.

Поставленная задача решается тем, что предлагается новое вещество (соединение): 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазол, проявляющее противомикробную активность по отношению к бактериям рода Staphylococcus.

Синтезированное соединение имеет формулу

Соединение получают кипячением в течение 10 мин раствора 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)-циклогексанона в пропаноле-2 с гидразингидратом, взятыми в соотношении 1:14 по реакции

При этом противомикробная активность в отношении бактерий рода Staphylococcus синтезированного вещества возрастает в 16 раз по сравнению с применяемым на практике фурацилином и в 2-31 раза по сравнению с фуразолидоном не только по отношению к стандартным штаммам микроорганизмов, но и к клиническим (табл.1, 2, 3). МИК₅₀ 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола по отношению к клиническим штаммам бактерий рода Staphylococcus составляет 1,17 мкг/мл, в то время как МИК₅₀ фуразолидона 3,60 мкг/мл.

Сопоставительный анализ с аналогами показывает, что заявляемое соединение принципиально отличается тем, что содержит в молекуле два 5-нитрофурановых фрагмента и азометиновая цепь =C-C=N-NH- находится в составе гетероциклической – гексагидроиндазольной структуры.

Пример получения 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола: 0,5 г (1,5 ммоль) 2,6-ди-(5-нитрофурфурилиден)-циклогексанона растворяют в 250 мл пропанола-2 при нагревании и добавляют 1 мл (20 ммоль) гидразингидрата. Смесь кипятят в течение 10 мин и оставляют на сутки. Выпавшие кристаллы отфильтровывают. Выход продукта 0,54 г (80%).

Температура плавления Т_пл 193-195°С (пропанол-2).

Данные элементного анализа

Найдено, %: С 54,09; Н 4,13; N 15,27.

C₁₆H₁₄N₄O₆

Вычислено, %: С 54,08; Н 3,91; N 15,64.

Спектральные характеристики соединения:

ИК спектр, см^-1: NH 3348; CH(Fu) 3140; СН₂ 2952, 2876; колебания C=C-C=N 1676; NO₂ 1352, 1500.

Спектр ЯМР ¹H (CDCl₃, , м. д.): 4,58 д (14 Гц, 1Н, С³-Н); 1,60 м (2Н, -С⁵H₂-), 2,09 м (2Н, -С⁴H₂-), 3,18 м (2Н, -С⁶-H₂-); 6,80 и 6,86 д.д. (2Н, Н-, Н-‘ фуранового цикла 5-нитрофурильного фрагмента); 7,58 и 7,63 д.д. (2Н, Н-, Н-‘ фуранового цикла 5-нитрофурилиденового фрагмента); 6,92 с. (1Н, СН=); 7,90 уширенный синглет (1Н, N-H).

Определение антимикробного действия 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола проводилось методом двукратных серийных разведении в мясо-пептонном бульоне в интервале рН 7,2-7,4, содержащих различные концентрации изучаемого соединения и препаратов сравнения. Готовили ряд последовательных двукратных разведений, содержащих от 160,0 до 0,08 мкг вещества в 1 мл, предварительно растворяя навеску вещества в минимальном объеме диметилформамида (ДМФА). Дополнительно готовили среды, содержащие соединения в концентрации 100 мкг/мл. Из суточной агаровой культуры бактерий по оптическому стандарту мутности готовили взвесь концентрацией 2·10⁶ м.т./мл. В каждую пробирку, содержащую определенную концентрацию изучаемого препарата, вносили по 0,1 мл такой взвеси. Смесь встряхивали и инкубировали в термостате при 37°С в течение 24 часов, после чего учитывали результаты опыта, отмечая последнюю пробирку с отчетливо выраженной задержкой роста. Количество вещества в этой пробирке расценивалось как минимальная ингибирующая концентрация (МИК) для испытываемого штамма, определяющая уровень его чувствительности к данному соединению.

Опыт сопровождался двумя контролями. Первый – посев культуры в МПБ без препарата, второй посев культуры в бульон, содержащий максимальное количество ДМФА (3,2%), использовавшееся в ряду разведении. Результаты сравнения противомикробной активности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола с фуразолидоном и фурацилином приведены в таблице 1.

Важной характеристикой противомикробных средств является их активность не только в отношении стандартных тест-культур, но и в отношении клинических штаммов, циркулирующих в стационарах в настоящее время, т.к. последние могут отличаться по чувствительности к химиотерапевтическим агентам от стандартных штаммов. В этой связи было проведено изучение противостафилококковой активности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола в отношении 105 клинических штаммов стафилококков. Результаты сравнения противомикробной активности 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола и фуразолидона, применяемого в медицинской практике, в отношении клинических штаммов стафилококков приведены в таблицах 2 и 3.

Острую токсичность 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазола определяли на белых мышах обоего пола массой 20±2 г по 40 животных в каждой серии экспериментов. LD₅₀ при внутрибрюшинном введении составило 500 мг/кг. Заявляемое соединение менее токсично, чем фурацилин. Как видно из данных таблиц, описываемое соединение при невысокой токсичности обладает более выраженной противостафилококковой активностью, чем аналоги, и по этому показателю превосходит по активности фурацилин в 16 раз и фурфзолидон в 2-31 раза.

Обнаруженные свойства синтезированного соединения представляют интерес с точки зрения резервных средств химиотерапии стафилококковых инфекций.

Способ получения заявляемого вещества прост в исполнении, исходные вещества доступны, выход составляет 80% от теоретически рассчитанного. Оно устойчиво на воздухе, легко растворимо в диметилформамиде и диметилсульфоксиде, мало растворимо в алифатических спиртах, ацетоне, воде, практически нерастворимо в эфире, гексане.

Предлагаемое вещество обладает малой токсичностью и высокой противомикробной активностью в отношении бактерий рода Staphylococcus.

Таблица 2. Чувствительность клинических штаммов стафилококков к 3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2Н-индазолу
	Количество штаммов
МИК мкг/мл	S.aureus			S. epidermidis				Всего
	Абсолютное кол-во	%	%	абс	%	%		абс	%	%
80	2	2,5	100	–	–	–		2	1,9	100
40	11	13,6	97,5	–	–	–		11	10,5	98,1
20	1	1,2	83,9	–	–	–		1	0,9	87,6
10	4	4.9	82,7	–	–	–		4	3,8	86,7
5	5	6,2	77,8	3	12,5	100		8	7,6	82,9
2,5	16	19,8	71,6	4	16,6	87,5		20	19,1	75,3
1,25	30	37,0	51,8	10	41,7	70,9		40	38,1	56,2
0,62	11	13,6	14,8	1	4,2	29,2		12	11,5	18,1
0,31	–	–	14,8	1	4,2	25		1	0,9	6,6
0,16	–	–	14,8	4	16,6	20,8		4	3,8	5,7
0,08	1	1,2	1.2	1	4,2	4,2		2	1,9	1.9
Итого	81	100	–	24	100	–		105	100	–
МИК50	1,19			1,15			1,17

Формула изобретения

3-(5-нитрофурил)-7-(5-нитрофурфурилиден)-3,3а,4,5,6,7-гексагидро-2н-индазол формулы

проявляющий противомикробную активность к бактериям рода Staphylococcus.