Заміщені (циклоалкілкарбонілтіоуреїдо)арил-(бензил-)карбонові (сульфонові) кислоти: синтез, антимікробна та рістрегулююча активність

Автор(и)

  • О. В. Холодняк Запорізький державний медичний університет, Україна
  • В. В. Ставицький Запорізький державний медичний університет, Україна
  • С. І. Коваленко Запорізький державний медичний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.14739/2409-2932.2021.1.226726

Ключові слова:

синтез, дизаміщені тіосечовини, аміноарил-(бензил-)карбонові кислоти, сульфанілова кислота та її аміди, протимікробна активність, рістрегулююча активність

Анотація

Ацилізотіоціанати – перспективний клас органічних сполук, який представлений у рослинному світі та може бути використаний у синтезі дизаміщених тіосечовин і різних гетероциклів. Для цих похідних характерні рістрегулююча, антибактеріальна, фунгіцидна, цитотоксична та інші види активності. Модифікація ацилізотіоціанатів фрагментами заміщених аміноарилкарбонових (сульфо) кислот перспективна, оскільки деякі з них (антранілова, п-амінобензойна кислоти) є попередниками синтезу ауксинів та інших природних сполук. Важливий аспект – їхня комбінована дія, як-от одночасний прояв фунгіцидної та ріст-регулювальної активності. Отже, актуальним є синтез нових заміщених (циклоалкілкарбонілтіоуреїдо)арил-(бензил-)карбонових (сульфонових) кислот як перспективних регуляторів росту рослин з антибактеріальною активністю.

Мета роботи – пошук ефективних сполук із рістрегулюючою та протимікробною активністю серед заміщених (циклоалкілкарбонілтіоуреїдо)арил-(бензил-)карбонових (сульфонових) кислот.

Матеріали та методи. Використали методики органічного синтезу, фізичні й фізико-хімічні методи аналізу органічних сполук (ІЧ-, ЯМР 1Н-спектроскопія, хромато-мас-спектрометрія, елементний аналіз). Дослідження на протимікробну активність виконали на стандартних штамах бактерій і грибів (S. aureus ATCC 25923, E. coli ATCC 25922, P. aeruginosa ATCC 27853 та C. albicans ATCC 885-653). Вплив синтезованих сполук на показники росту оцінювали на пшениці (сорт Гром).

Результати. Запропоновано «in situ» метод формування заміщених (циклоалкілкарбонілтіоуреїдо)арил-(бензил-)карбонових (сульфонових) кислот. Показано, що останні легко формуються послідовною взаємодією циклопропанкарбоніл хлориду, амонію ізотіоціанату та аміноарил-(бензил-)карбонових, сульфанілової кислот або сульфаміду. Дані 1Н ЯМР-спектрів показали особливості будови синтезованих сполук: наявність синглетних сигналів протонів карбамідної, тіоамідної та карбоксильної груп, мультиплетних сигналів метинового та метиленових протонів циклопропанового фрагмента. Встановлено, що синтезовані сполуки характеризуються помірною антимікробною активністю щодо S. aureus і P. aeruginosa (MIК 50 мкг/мл, MБК 100 мкг/мл), чималою протигрибковою активністю проти C. albicans (MIК 25–50 мкг/мл, MФК 25–50 мкг/мл). Виявили ряд сполук, що є ефективними регуляторами росту пшениці, за ауксиноподібною дією перевершують природний аналог гетероауксин (3-індолілоцтову кислоту).

Висновки. Розробили одностадійний метод синтезу заміщених (циклопропанкарбонілтіоуреїдо)арил-(бензил-)карбонових(сульфонових) кислот. Дослідили фізико-хімічні властивості синтезованих сполук, використавши комплекс методів (ІЧ-, 1Н ЯМР-спектроскопія, хромато-мас-спектрометрія, елементний аналіз), виявили особливості їхньої будови. Синтезовані сполуки мають помірну антимікробну, високу протигрибкову активність і рістстимулюючу активності.

Посилання

Rostami, S., & Azhdarpoor, A. (2019). The application of plant growth regulators to improve phytoremediation of contaminated soils: A review. Chemosphere, 220, 818-827. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.12.203

Small C. C., Degenhardt D. (2018). Plant growth regulators for enhancing revegetation success in reclamation: A review. Ecological Engineering, 118, 43-51. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.04.010

Jiang, K., & Asami, T. (2018). Chemical regulators of plant hormones and their applications in basic research and agriculture. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 82(8), 1265-1300. https://doi.org/10.1080/09168451.2018.1462693

Jamwal, K., Bhattacharya, S., & Puri, S. (2018). Plant growth regulator mediated consequences of secondary metabolites in medicinal plants. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 9, 26-38. https://doi.org/10.1016/j.jarmap.2017.12.003.

March, S. R., Martins, D., McElroy, J. S. (2013). Growth inhibitors in turfgrass. Planta Daninha, 31(3), 733-747. https://doi.org/10.1590/s0100-83582013000300025

Bedane, K. G., &Singh, G. S. (2015). Reactivity and diverse synthetic applications of acyl isothiocyanates. Arkivoc,6, 206-245. https://doi.org/10.3998/ark.5550190.p009.052

Wu, X., Zhou, Q., & Xu, K. (2009). Are isothiocyanates potential anti-cancer drugs? Acta Pharmacologica Sinica, 30(5), 501-512. https://doi.org/10.1038/aps.2009.50

Zhang, Q., Zhao, B., Song, Y., Hua, C., Gou, X., Chen, B., & Zhao, J. (2015). Synthesis and Biological Activity of N-Aroyl (Aryloxyacetyl)-N′-ferrocenyl Thiourea Derivatives. Heteroatom Chemistry, 26(5), 348-354. https://doi.org/10.1002/hc.21266

Saeed, A., Qamar, R., Fattah, T. A., Flörke, U., & Erben M. F. (2017). Recent developments in chemistry, coordination, structure and biological aspects of 1-(acyl/aroyl)-3-(substituted)thioureas. Research on Chemical Intermediates, 43, 3053-3093. https://doi.org/10.1007/s11164-016-2811-5

Solinas, A., Faure, H., Roudaut, H., Traiffort, E., Schoenfelder, A., Mann, A., & Ruat, M. (2012). Acylthiourea, Acylurea, and Acylguanidine Derivatives with Potent Hedgehog Inhibiting Activity. Journal of Medicinal Chemistry, 55(4), 1559-1571. https://doi.org/10.1021/jm2013369

Antypenko, L., Meyer, F., Kholodnyak, O., Sadykova, Zh., Jirásková, T., Troianova, A., Buhaiova, V., Surui, C., Kovalenko, S., Leif, G., & Steffens, K. G. (2018). Novel acyl thiourea derivatives: Synthesis, antifungal activity, gene toxicity, drug‐like and molecular docking screening. Archive der Pharmazie, 352(2), 1800275. https://doi.org/10.1002/ardp.201800275

Kholodniak, O. V., Kazunin, M. S., Meyer, F., Kovalenko, S. I., & Steffens, K. G. (2020). Novel N-cycloalkylcarbonyl-N-aryl-thioureas: Synthesis, Design, Antifungal Activity and Gene Toxicity. Chemistry and Biodiversity, 17(7), е2000212. https://doi.org/10.1002/cbdv.202000212

Mukerjee, A. K., & Ashare, R. (1991). Isothiocyanates in the chemistry of heterocycles. Chemical Reviews, 91(1), 1-24. https://doi.org/10.1021/cr00001a001

Adamowski, M., & Friml, J. (2015). PIN-dependent auxin transport: action, regulation, and evolution. The Plant cell, 27(1), 20-32. https://doi.org/10.1105/tpc.114.134874

Nziengui, H., Lasok, H., Kochersperger, P., Ruperti, B., Rébeillé, F., Palme, K., & Ditengou, F. A. (2018). Root Gravitropism Is Regulated by a Crosstalk between para-Aminobenzoic Acid, Ethylene, and Auxin. Plant physiology, 178(3), 1370-1389. https://doi.org/10.1104/pp.18.00126

Carruthers, W., & Coldham, I. (2004). Modern Methods of Organic Synthesis (4th ed.). Cambridge University Press.

CLSI. (2006). Performance Standards for Antimicrobial Disk Susceptibility Tests; Approved Standard - 9th ed. CLSI document M2-A9. Wayne, Pennsylvania: Clinical and Laboratory Standards Institute.

Derzhspozhyvstandart of Ukraine. (2002). Nasinnia silskohospodarskykh kultur. Metody vyznachennia yakosti [Seeds of agricultural crops. Methods for determining quality (DSTU 4138-2002)]. Derzhspozhyvstandart of Ukraine.

Breitmaier, E. (2002). Structure Elucidation by NMR. In Organic Chemistry: A Practical Guide (3rd revised ed., pp. 11-68). Wiley.

Stuart, B. H. (2004). Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. Wiley

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-18

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження