Синтез, особенности строения и биологическая активность БИС-(1-оксо-4-фенил-1-Этоксибутан-2,4-дионато)- И БИС-(1-бутокси-5-метил-1-оксогексан-2,4-дионато)металлов(II)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Синтез, особенности строения и биологическая активность БИС-(1-оксо-4-фенил-1-Этоксибутан-2,4-дионато)- И БИС-(1-бутокси-5-метил-1-оксогексан-2,4-дионато)металлов(II)

Кунавина Е.А.

Аннотация

Актуальным направлением органического синтеза является получение новых перспективных биологически активных соединений. Конденсацией алкил(арил)метилкетонов с диалкилоксалатами синтезированы оксоеноляты натрия с алкильным и арильным заместителями. Реакцией металлообмена натриевых оксоенолятов с солями меди, цинка и никеля выделены бис-(1-оксо-4-фенил-1-этоксибутан-2,4-дионато)- и бис-(1-бутокси-5-метил-1-оксогексан-2,4-дионато)металлы(II). Строение полученных металлокомплексных соединений подтверждено посредством спектральных методов анализа. Установлена биологическая активность некоторых бис-(4-алкил(арил)-1-оксо-1-алкоксиалкан-2,4-дионато)металлов(II) по отношению к трем видам тест-организмов: S. Aureus, E. Coli, P. Aeruginosa.

Ключевые слова: конденсация Клайзена, оксоеноляты натрия, поликарбонильные соединения, металлохелаты, биологическая активность, спектральный анализ. конденсация металлообмен оксоенолят алкильный

The development of new promising biologically active compounds is the topical direction of organic synthesis. By condensation of alkyl(aryl)methylketones with dialkyloxalates, sodium oxoenolates with alkyl and aryl substituents were synthesized in this work. bis-(1-oxo-4-phenyl-1-ethoxybutane-2,4-dionato)- and bis-(1-butoxy-5-methyl-1-oxohexane-2,4-dionato) metals (II) are isolated by metal exchange of sodium oxoenolyates with copper, zinc and nickel salts. The structure of the obtained metal complex compounds is confirmed by spectral analysis methods. The authors has established biological activity of some bis-(4-alkyl(aryl)-1-oxo-1-alkoxyalkane-2,4-dionato)metals (II) with respect to three types of test organisms: S. Aureus, E. Coli, P. Aeruginosa.

Keywords: Klaisen condensation, sodium oxoenolates, polycarbonyl compounds, metal chelates, biological activity, spectral analysis.

Введение

Металлохелатные комплексы представляют собой перспективные объекты для исследования. Многие из известных металлохелатов нашли применение в различных областях науки и техники. Такие структуры широко используют в химии для разделения, концентрирования и аналитического определения различных элементов, а также в качестве инициаторов процессов полимеризации. Однако следует отметить, что наиболее востребованной среди разнообразных сфер применения металлоорганических соединений является медицина. В литературе приводятся многочисленные данные о проявлении антибактериальной, противогрибковой, противовирусной активности координационных соединений.

Актуальным представляется расширение рядов менее изученных металлокомплексов, лигандами в которых выступают карбонилсодержащие фрагменты. Металлокомплексы с поликарбонильными лигандами обладают широким спектром функциональных возможностей, которые обуславливают приоритетность исследования таких объектов.

Методы исследования

Строение синтезированных металлохелатных комплексов подтверждалось методами ИК и ЯМР ¹Н спектроскопии, а также масс-спектрометрии высокого разрешения. ИК спектры соединений записаны на ИК-Фурье спектрометре Vertex 70 (Bruker, Германия); приставка НПВО, алмазный кристалл. Спектры ЯМР ¹H металлокомплексов в ДМСО-d₆ получены на ЯМР Фурье-спектрометре Bruker AVANCE II (400 МГц), внутренний стандарт - ТМС. Масс-спектры соединений записаны на квадрупольно-времяпролётном масс-спектрометре сверхвысокого разрешения Orbitrap Elite, MicroTof Bruker Daltonics. Зарегистрированы положительные ионы в режиме электрораспылительной ионизации (ESI).

Биологическая активность металло(II)хелатов определялась при помощи метода агаровых лунок (диффузионный метод исследования) [6] на трех видах микроорганизмов: S. Aureus, E. Coli, P. Aeruginosa. В качестве тестового вещества с выраженной бактерицидной активностью использовался фурацилин.

Основные результаты

Конденсацией Клайзена ацетофенона с диэтилоксалатом, а также 3-метил-2-бутанона с дибутилоксалатом синтезированы 1,4-диоксо-4-фенил-1-этокси-2-бутен-2-олят натрия (1а) и 1-бутокси-5-метил-1,4-диоксо-2-гексен-2-олят натрия (1б) соответственно (Рис. 1).

R¹ = C₆H₅ (1а), i-C₃H₇ (1б); R² = C₂H₅ (1а), н-C₄H₉ (1б)

Рис. 1 - Схема синтеза 1-алкокси-1,4-диоксо-2-алкенолятов натрия (1)

Синтез оксоенолятов натрия (1) был осуществлен с целью получения поликарбонильных лигандов для металло(II)комплексных соединений (2). Комплексообразование с солями металлов(II) проводили согласно схеме (Рис. 2):

R¹ = C₆H₅ (2а-в), i-C₃H₇ (2г-е); R² = C₂H₅ (2а-в), н-C₄H₉ (2г-е);

Met = Cu (2а, г), Zn (2б, д), Ni (2в, е)

Рис. 2 - Схема синтеза бис-(1-оксо-4-фенил-1-этоксибутан-2,4-дионато)- и бис-(1-бутокси-5-метил-1-оксогексан-2,4-дионато)металлов(II)

Для получения новых оксоенолятов натрия и металлокомплексов были использованы предложенные нами ранее методики синтеза структурнородственных соединений, описанные в работах [7], [8].

Методика синтеза 1,4-диоксо-4-фенил-1-этокси-2-бутен-2-олята натрия (1а). Смешивали 25 ммоль ацетофенона и 25 ммоль диэтилоксалата в 50 мл бензола. К исходной смеси добавляли при перемешивании 0,58 г (25 ммоль) измельченного натрия. Реакционную смесь кипятили 2 часа в круглодонной колбе с обратным холодильником. Растворитель испаряли, полученный оксоенолят промывали эфиром.

Методика синтеза 1-бутокси-5-метил-1,4-диоксо-2-гексен-2-олята натрия (1б). Смешивали 25 ммоль 3-метилбутанона-2 и 25 ммоль ди-н-бутилоксалата в 50 мл бензола. К исходной смеси добавляли при перемешивании 0,58 г (25 ммоль) измельченного натрия. Реакционную смесь кипятили 1,5 часа в круглодонной колбе с обратным холодильником. Растворитель испаряли, полученный оксоенолят промывали эфиром.

Общая методика синтеза бис-(1-оксо-4-фенил-1-этоксибутан-2,4-дионато)металлов(II) (2а-в). К раствору 2,0 ммоль 1,4-диоксо-4-фенил-1-этокси-2-бутен-2-олята натрия (1а) в 30 мл воды добавляли при перемешивании насыщенный водный раствор 1,0 ммоль (0,18 г) ацетата меди (для получения соединения 2а), 1,0 ммоль (0,18 г) ацетата цинка (для получения соединения 2б), 1,0 ммоль (0,24 г) шестиводного хлорида никеля (для получения соединения 2в). Выпавший осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этанола.

Общая методика синтеза бис-(1-бутокси-5-метил-1-оксогексан-2,4-дионато)металлов(II) (2г-е). К раствору 2,0 ммоль 1-бутокси-5-метил-1,4-диоксо-2-гексен-2-олята натрия (1б) в 30 мл воды добавляли при перемешивании насыщенный водный раствор 1,0 ммоль (0,18 г) ацетата меди (для получения соединения 2г), 1,0 ммоль (0,18 г) ацетата цинка (для получения соединения 2д), 1,0 ммоль (0,24 г) шестиводного хлорида никеля (для получения соединения 2е). Выпавший осадок отфильтровывали и перекристаллизовывали из этанола.

В таблице 1 представлены физико-химические характеристики синтезированных металлокомплексов (2).

Таблица 1 - Характеристика металлокомплексов (2)

Спектральные характеристики металлокомплексных соединений (таблица 2) хорошо согласуются с предполагаемыми изначально структурами.

Таблица 2 - Спектральная идентификация металлокомплексов [9], [10]

Экспериментальные данные, подтверждающие факт проявления биологической активности, показаны в таблице 3.

Таблица 3 - Биологическая активность металло(II)хелатных соединений

Обобщая и интерпретируя полученные в ходе выполнения эксперимента данные, следует отметить, что наиболее выраженным бактерицидным действием в отношении S. Aureus и E. Coli обладают бис-(1-оксо-4-фенил-1-этоксибутан-2,4-дионато)медь(II), бис-(1-оксо-4-фенил-1-этоксибутан-2,4-дионато)никель(II) и бис-(1-бутокси-5-метил-1-оксогексан-2,4-дионато)медь(II). По мере снижения уровня концентрации исследуемых соединений в большинстве случаев регистрируется ослабление ингибирующего действия на тест-организмы.

Заключение

Таким образом, нами синтезированы новые бис-(4-алкил(арил)-1-оксо-1-алкоксиалкан-2,4-дионато)металлы(II), подтверждено их строение спектральными методами анализа, изучена биологическая активность по отношению к трем видам микроорганизмов.

Список литературы

1. Золотухина Н. А. Комплексы переходных металлов с органическими лигандами / Н. А. Золотухина, Ю. А. Михайленко, А. В. Тихомирова и др. // Ползуновский вестник. Барнаул: Изд. ФГБОУ ВО “Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова”, 2015. - № - С. 58-60.

2. Yang T. Synthesis, characterization, crystal structures, and antimicrobial activity of cobalt(II) and iron(III) complexes derived from n-(2-hydroxybenzylidene)-3-methylbenzohydrazide / Yang, F. Niu, L. X. Li // Координационная химия. - 2016. - Т. 42. - № 6. - С. 364-371. doi: 10.7868/S0132344X16050108

3. Кudayarova Т. V. Сomplexes of izothiadiazole-containing bromonitrosubstituted three units product with d-metals (Ni, Co, Zn) / Т. V.Кudayarova, M. A. Тyutina, Е. А. Danilova // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - - Т. 61. - № 12. - С. 68-73. doi: 10.6060/ivkkt.20186112.5799

4. Голубцов М. С. Синтез и квантово-химическое исследование хелатов кобальта (III) с этилендиамином и диэтилентриамином / М. С. Голубцов, Н.В. Щеглова // Современные проблемы медицины и естественных наук. Сборник статей Международной научной конференции. - 2019. - С. 198-199.

5. Котлова Е. С. Цимантрен и его производные в радикальной полимеризации виниловых мономеров / Е. С. Котлова, М.В. Павловская, Д. Ф. Гришин // Вестник Башкирск. ун-та. Уфа. - 2011. - № - С. 1134-1138.

6. Sizentsov A. N. Assessment of biotoxicity of Cu nanoparticles with respect to probiotic strains of microorganisms and representatives of the normal flora of the intestine of broiler chickens / A. N. Sizentsov, O. V. Kvan, E. P. Miroshnikova and others // Environmental Science and Pollution Research. - - Vol. 25. - P. 1-9. doi: 10.1007/s11356-018-1761-4.

7. Кунавина Е. А. Синтез, строение и биологическая активность 4-арилзамещенных 1,4-диоксо-1-этокси-2-алкенолятов натрия / Е.А.Кунавина, А. Н. Сизенцов, Т. В. Левенец // Башкирский химический журнал. - 2018. - Т. 25. - № 3. - С. 13-16.

8. Kunavina E. A. Synthesis, Structure, and Biological Activity of Magnesium(II), Zinc(II), Cobalt(II), and Copper(II) Bis(4-aryl-1-ethoxy-1-oxobutane-2,4-dionates) / E. A. Kunavina, V. O. Koz'minykh, A. N. Sizentsov and others // Russian Journal of General Chemistry. - - Vol. 89, Iss. 1. - P. 67-70. doi: 10.1134/S1070363219010122.

9. Преч Э. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных / Э. Преч, Ф. Бюльманн, К. Аффольтер. - М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 438 с.

10. Сильверстейн Р. Спектрометрическая идентификация органических соединений / Р. Сильверстейн, Ф. Вебстер, Д. Кимл. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. - 557 с.

Размещено на Allbest.ru