原文
数量:15 (2)合成、抗菌和细胞毒性活动的Bio-isosteres 1, 3,则对
收到:2017年3月29日;接受:2017年6月19日;发表:2017年6月24日
引用:阿帕德海耶PK, Mishra p .合成、抗菌和细胞毒性活动的Bio-isosteres 1, 3,则对。Int J化学科学。2017;15 (2):147。
文摘
在目前的研究中,5 - (4-substituted苯基)1、2,4-triazole-3-thiol (5 a e)合成了5 - (4-substituted苯基)- 1,3,4-oxadiazole-2-thiol (4 a e),其结构经红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析确证。合成这些化合物筛选抗菌和细胞毒性的活动。结果表明,化合物5 (a)和5 (b)显示最高的抗菌活性。化合物5 (d)和5 (e)被观察到的最有效的抗真菌剂。结构活性关系发现电子撤回和电子捐赠合成化合物的取代基的对位苯基环增强抗菌和抗真菌的活动,分别。此外,在乳腺癌细胞毒性研究的结果癌症细胞系(MCF-7)建议积极的抗菌药物5(一个),5 (b)、5 (c)、5 (d)和5 (e)是伴随着低细胞毒性。的生物资料1 2 4-triazoles将是一个卓有成效的矩阵的进一步发展安全、有效的化合物。
关键字
抗菌药物;乳房癌症细胞系;细胞毒性;Oxadiazole;苯三唑
介绍
微生物感染是严重的问题对人类和临床上有用的抗菌素药物防止目标细菌的生长和感染。的因素是重要的选择疗法基于已知的生物特征和特殊的抗菌药物的药理特性(1]。各种抗真菌如氟康唑、伏立康唑含三唑环氮杂环丁酮和抗菌等杂环化合物和青霉素,是报告为临床上有用的化合物(2]。因此,1、2、4-triazoles已经将相当大的重要性由于他们宝贵的生物学意义。不过,这些报道药物已经应用于临床,但由于其毒性构成限制,耐药性和药代动力学缺陷。迫切需要新的抗菌药物纠正这些上述问题。在文献中,取代1,3,则对已报告拥有抗菌(3- - - - - -5],抗惊厥的[6,7,抗结核的8,9,抗癌10)和抗炎活动(11,12]。同样,据报道,1,2,4-triazole衍生品传授抗肿瘤(13,14),抗菌15- - - - - -17,抗结核的18,19),抗氧化剂(20.,21)和抗炎活动(22,23]。从这些发表的研究工作,证明了1,2,4-triazole-3-thiol及其类似物可以被认为是有前途的抗菌药物由于toxicophoric部分- n =碳氮的存在——在他们(24]。
因此,调查的结构1,2,4-triazole和1,3,则对,可以说,只有bio-isoteric更换氧1,3,则对氮的1、2,4-triazole细胞核。这可能归因于两个细胞核的有前途的生物活性传授他们在化学性质显著差异。然而,转换1,3,则对1,2,4-triazoles报道仅在几个研究论文(25]。因此,它是有价值的合成1,2,4-triazoles从1,3,则对抗菌素和细胞毒性和评估他们的活动。
实验
所有化学药品和试剂采购从Qualigens Spectrochem (P)有限公司和Rankem化学物质,从孟买,印度。化合物的熔点测定毛细血管开放,未修正的。化合物的纯度检查进行薄层色谱法(TLC)硅胶G镀膜玻璃盘子用碘蒸气作为检测代理和氯仿和甲醇溶剂系统。
红外光谱(KBr)被记录在日本岛津公司红外Affinity-1红外光谱分光光度计。13 c核磁共振光谱在二甲亚砜(DMSO)记录在布鲁克- 400核磁共振光谱仪使用经颅磁刺激作为参考标准(化学变化表示百万分之(ppm)δ规模)。质谱扫描Schimadzu质2010光谱仪。元素分析是使用珀金埃尔默2400分析仪。元素分析的C、H、N和S %建立了合成化合物被发现在±0.5%范围内的理论价值。合成化合物各种在蒸馏水稀释乙醇重结晶。所有的1、2 4-triazoles 5 (a e)据介绍的方法,做好了准备方案1。
合成甲基苯甲酸4-substituted, 2 (a e)
甲基苯甲酸,2 (a e)准备据报道方法(26]。
4-substituted苯甲酸酰肼的合成3 (a e)
酸酰肼类3 (a e)据报道准备过程(27)做了一些调整。酯[2 (a e), 0.1摩尔)溶解在甲醇(100毫升)和摄于圆底烧瓶装有回流冷凝器。水合肼(99%,25毫升)添加和反应混合液回流6 h。水合肼的过剩下减压蒸馏。粗产品用蒸馏水洗净,水乙醇重结晶。
合成5 - (4-substituted苯基)- 1,3,4-oxadiazole-2-thiol 4 (a e) (28、29)
在圆底烧瓶中,酸酰肼(3 (a e), 0.1摩尔),二硫化碳(0.12摩尔),氢氧化钾(0.1摩尔)在甲醇(250毫升),搅拌好。通风橱中回流反应混合物。加热是持续到进化硫化氢的停止。多余的甲醇蒸馏减压下。产品是用蒸馏水洗净和沉淀的稀盐酸。然后过滤,干燥和乙醇重结晶。
合成5 - (4-substituted苯基)1、2,4-triazole-3-thiol 5 (a e) (30、31)
取代的1、3、4-oxadiazole-2-thiol (4 (a e), 0.02摩尔)溶解在50毫升的甲醇在圆底烧瓶和水合肼(99%;0.08摩尔)了。这个反应混合液回流的8 h。多余的甲醇和水合肼在减少压力下被移除。冰冷的蒸馏水,产品分离出来。分离的产品是用冷水洗净;干和乙醇重结晶。
(4-Amino-5) - 4-Fluoro-phenyl 4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol (5)
IR (KBrν,厘米1):3392 (h拉伸),3078(芳香族碳氢键str), 2560 (h str), 1647 (C = N str,环)1566 - 1490 (C = C str,芳香),1208(氮str), 1035(氟str);13C核磁共振400 MHz (DMSO-d6δ,ppm): 166.8(颈- 3 C-SH), 162.6 (c - 4 '), 151.2 (c - 5), 128.7 (c - 2 ',其他'),125.4(颈- 1”),114.7 (c - 3 ', c - 5 ');质:m / z 210 m+);元素分析(C8H7FN4,发现%计算(%):C, 45.58 (45.70);H, 3.30 (3.36);N, 26.52 (26.65);年代,15.18 (15.25)。
(4-Amino-5) - 4-Chloro-phenyl 4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol (5 b)
IR (KBrν,厘米1):3396 (h拉伸),3090(芳香族碳氢键str), 2568 (h str), 1660 (C = N str,环),1574 - 1492 (C = C str,芳香),1216(氮str), 782 (C-Cl str);13C核磁共振400 MHz (DMSO-d6δ,ppm): 166.1(颈- 3 C-SH), 150.6 (c - 5), 135.2 (c - 4 '), 128.9 (c - 3 ', c - 5 '), 128.1 (c - 2 ',其他'),126.7(颈- 1 ');质:m / z 226 m+);元素分析(C8H7ClN4,发现%计算(%):C, 42.23 (42.39);H, 3.07 (3.11);N, 24.58 (24.72);年代,14.07 (14.14)。
(4-Amino-5) - 4-Hydroxy-phenyl 4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol (5 c)
IR (KBrν,厘米1):3485 (str地),3392 (h拉伸),3096(芳香族碳氢键str), 2902(脂肪族碳氢键str), 2570 (h str), 1662 (C = N str,环),1572 - 1490 (C = C str,芳香),1368(脂肪族碳氢键弯曲),1204(氮str), 1171 - 1096(切断str);13C核磁共振400 MHz (DMSO-d6δ,ppm): 167.8(颈- 3 C-SH), 159.2 (c - 4 '), 152.1 (c - 5), 130.9 (c - 2 ',其他'),124.3(颈- 1”)117.2 (c - 3 ', c - 5 ');质:m / z 218 m+);元素分析(C8H8N4OS),发现%计算(%):C, 46.02 (46.14);H, 3.71 (3.87);N, 26.70 (26.91);年代,15.32 (15.40)。
(4-Amino-5) - 4-Methoxy-phenyl 4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol (5 d)
IR (KBrν,厘米1):3402 (h拉伸),3098(芳香族碳氢键str), 2906(脂肪族碳氢键str), 2572 (h str), 1664 (C = N str,环),1578 - 1494 (C = C str,芳香),1372(脂肪族碳氢键弯曲),1210(氮str), 1161 - 1090(切断str);13C核磁共振400 MHz (DMSO-d6δ,ppm): 167.2(颈- 3 C-SH), 161.2 (c - 4 '), 150.9 (c - 5), 131.3 (c - 2 ',其他'),123.1(颈- 1”)115.2 (c - 3 ', c - 5 '), 55.6 (Ar-O-CH3);质:m / z 222 m+);元素分析(C9H10N4OS),发现%计算(%):C, 48.49 (48.64);H, 4.47 (4.53);N, 25.17 (25.21);年代,14.36 (14.42)。
(4-Amino-5) - 4-Ethoxy-phenyl 4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol (5 e)
IR (KBrν,厘米1):3404 (h拉伸),3104(芳香族碳氢键str), 2916(脂肪族碳氢键str), 2574 (h str), 1669 (C = N str,环),1582 - 1498 (C = C str,芳香),1365(脂肪族碳氢键弯曲),1202(氮str), 1157 - 1084(切断str);13C核磁共振400 MHz (DMSO-d6δ,ppm): 166.9(颈- 3 C-SH), 160.6 (c - 4 '), 149.4 (c - 5), 130.8 (c - 2 ',其他'),122.7(颈- 1”),114.5 (c - 3 ', c - 5 '), 63.7 (Ar-O-CH2ch3),14.8 (Ar-O-CH2ch3);质:m / z 236 m+);元素分析(C10H12N4OS),发现%计算(%):C, 50.64 (50.83);H, 5.01 (5.12);N, 23.58 (23.70);年代,13.48 (13.57)。
抗菌药物的研究
合成化合物5 (a e)进行评估的抗菌活性金黄色葡萄球菌(MTCC7443;克+ ve)枯草芽孢杆菌(MTCC121;克+ ve)、大肠杆菌(MTCC118;克负),铜绿假单胞菌(MTCC424;Gram-ve)菌株32,33]。抗真菌活性,两个真菌菌株,黑曲霉和白色念珠菌采用圆盘扩散技术(33,34]。氟康唑和环丙沙星(20μg /毫升)作为标准药物分别为抗真菌活性和抗菌活性。测试化合物(100μg /毫升)在N, N-dimethyl甲酰胺(DMF)。
Sabouraud葡萄糖培养基和营养琼脂培养基用于抗真菌和抗菌活性,分别。其营养肉汤组成,牛肉膏(1.0 g),酵母提取物(2.0 g),蛋白胨(5.0 g)和氯化钠(5.0 g)溶解在蒸馏水和数量由1000毫升。营养琼脂培养基制备w / v通过添加2.0%琼脂营养肉汤和pH值调整到7.4。抗真菌研究Sabouraud与蛋白胨的葡萄糖培养基(10.0 g),葡萄糖(40.0 g)在1000毫升蒸馏水;在pH值为5.7。这个媒介是通过添加1.5% w / v的琼脂凝固。
绘画纸。1滤纸被用来准备纸直径约6毫米盘。媒体和光盘是由高压灭菌消毒在121°C和15磅/英寸的压力为20分钟。熔融琼脂培养基是倒在petriplate无菌。标准培养液(5×105 c.f.u. /毫升)是正确的分配到表面的无菌营养琼脂和葡萄糖petriplates媒介。无菌盘浸泡与标准和测试解决方案保持在中心琼脂文化板块。细菌和真菌盘子在37±1°C孵化24 h和25±1°C分别72 h。的抑制区和百分比抑制观察并与标准药物(表4)。
化合物 (100μg /毫升) |
抑制区直径±SD(毫米)@ | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
金黄色葡萄球菌 | b . substilis | 大肠杆菌 | 铜绿假单胞菌 | 答:尼日尔 | 白念珠菌 | |
5(一个) | 15.17±0.29 (75.2%) |
15.67±0.29 (73.1%) |
15.83±0.58 (74.2%) |
13.67±0.29 (67.2%) |
14.00±0.50 (63.1%) |
13.50±0.87 (65.9%) |
5 (b) | 13.67±0.29 (67.7%) |
15.50±0.50 (71.5%) |
14.83±0.58 (69.5%) |
13.17±0.29 (64.8%) |
13.00±0.50 (58.6%) |
12.50±0.87 (60.9%) |
5 (c) | 12.67±0.29 (62.8%) |
13.83±0.58 (63.8%) |
13.67±0.29 (64.1%) |
12.50±0.50 (61.5%) |
13.83±0.76 (62.4%) |
14.33±0.58 (65.0%) |
5 (d) | 12.50±0.50 (61.9%) |
13.17±0.29 (60.7%) |
13.50±0.50 (63.3%) |
13.83±0.76 (68.0%) |
16.83±0.29 (75.9%) |
15.50±0.50 (75.6%) |
5 (e) | 13.00±0.50 (64.5%) |
12.67±0.29 (58.5%) |
14.00±0.50 (65.6%) |
13.00±0.50 (63.9%) |
17.67±0.29 (79.7%) |
16.50±0.50 (80.5%) |
环丙沙星 (20µg /毫升) |
20.17±0.29 (100%) |
21.67±0.58 (100%) |
21.33±0.76 (100%) |
20.33±0.58 (100%) |
- - - | - - - |
氟康唑 (20µg /毫升) |
- - - | - - - | - - - | - - - | 22.17±0.29 (100%) |
20.50±0.50 (100%) |
DMF | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - | - - - |
@百分比(%)测试化合物的抑制区计算对variousmicrobial参照标准菌株和溶剂控制。“——”表示抑制控制的区域(DMF)被认为是微不足道的。
表4:数据的抗菌活性4-Amino-5 - 4 h (4-substituted苯基)- (1、2、4)triazole-3-thiol (5 a e)。
最低抑制浓度(MIC)是由阀瓣扩散所有的合成化合物的方法。DMF中不同浓度的测试化合物像90年,80年,70年,60岁,50岁,40岁,30和20μg /毫升准备在DMF和观察微生物抑制。抑制浓度显示或者不显示拍摄并进一步稀释和实验同样执行。这是持续到实际的抑制浓度(表5)。
化合物 | #最低抑制浓度(麦克风),µg /毫升 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
金黄色葡萄球菌 | b . substilis | 大肠杆菌 | 铜绿假单胞菌 | 答:尼日尔 | 白念珠菌 | |
5(一个) | 30. | 32 | 34 | 42 | 48 | 46 |
5 (b) | 36 | 34 | 38 | 44 | ND | ND |
5 (c) | 42 | 44 | 46 | 52 | 42 | 40 |
5 (d) | ND | ND | ND | ND | 28 | 26 |
5 (e) | ND | ND | ND | ND | 32 | 30. |
Ciprofoxacin | 18 | 20. | 20. | 24 | ND | ND |
氟康唑 | ND | ND | ND | ND | 26 | 24 |
表5:(最低抑制浓度4-Amino-5) - 4-substituted苯基4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol 5 (a e)。
细胞毒性研究
合成化合物的体外细胞毒性活动对人类乳房进行评估细胞系(MCF-7)使用磺基染料罗丹明b (SRB)试验35,36]。细胞悬浊液准备在适当的生长培养基生产大约100μl卷1×104细胞的细胞密度/。100年μl整除的细胞悬浮液转移到96 - micro-titer盘子这是孵化120 h。细胞系是保持在37°C v / v公司5%2湿度为95%。文化发展和文化媒介改变了一段时间的7天内至少有一次5天。100年μl文化与最佳的细胞密度是96 -良好的效价在每个盘子。正确的测试化合物溶解在二甲亚砜(DMSO)获得各种浓度的稀释10,20、40、80μg /毫升。100μl每个浓度添加到包含细胞悬液的井和100μl DMSO溶剂来控制细胞。的细胞测试复合培养48 h和固定使用100μl冷40%三氯乙酸的w / v 4°C 1 h。此后,足够的冷量添加蒸馏水洗盘子的5倍。整除50 wμl 0.4% v / v / v (SRB染料1%醋酸的解决方案是添加到每个干96孔板细胞保持与染料染色大约30分钟。染料被容易洗盘子用50毫升的1% v / v醋酸和冲洗4 - 5次,直到染料结合细胞只保留。100年μl 10毫米三基地保持pH值10.5添加在每个干盘子的溶解染料的内容。瓶是通常用于颤抖20分钟的治疗板顺利,因此,在每个板的吸光度是读读者在492海里。相同的操作完成所有的样品和观察了一式三份信用证50(药物浓度杀死细胞生长),家,(总细胞生长抑制的药物浓度)和胃肠道50值μg /毫升(药物浓度,抑制细胞生长的50%)是由与阿霉素作为标准药物(表6)。
化合物 | #最低抑制浓度(麦克风),µg /毫升 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
金黄色葡萄球菌 | b . substilis | 大肠杆菌 | 铜绿假单胞菌 | 答:尼日尔 | 白念珠菌 | |
5(一个) | 30. | 32 | 34 | 42 | 48 | 46 |
5 (b) | 36 | 34 | 38 | 44 | ND | ND |
5 (c) | 42 | 44 | 46 | 52 | 42 | 40 |
5 (d) | ND | ND | ND | ND | 28 | 26 |
5 (e) | ND | ND | ND | ND | 32 | 30. |
Ciprofoxacin | 18 | 20. | 20. | 24 | ND | ND |
氟康唑 | ND | ND | ND | ND | 26 | 24 |
# ND表明这些化合物的麦克风没有确定
表6:(细胞毒性的4-Amino-5) - 4-substituted苯基4 h - (1、2、4) triazole-3-thiol (5 a e)。
结果与讨论
(5)- 4-substituted苯基4 h - (1、2、4) triazole-3-thiols 5 (a e)合成了1,3,则对4 (a e)治疗与水合肼/方案1。1,3,则对被治疗从苯甲酸酰肼类与二硫化碳和含酒精的氢氧化钾。的结构特点的基础上,光谱数据(红外光谱、核磁共振和质谱和元素分析确证。
精读的表4,表明化合物(a)和5 (b)突出活跃(67.7 - 75.1%抑制)对菌株研究除了铜绿假单胞菌。其他化合物即。,5(c), 5(d) and 5(e) showed moderate activities comparing with Ciprofloxacin.
五个化合物的研究,观察到的表4化合物5 (d)和5 (e)是著名的抗真菌在自然界显示抑制与氟康唑相比75.6到80.5%。即所有其他化合物。,5(a), 5(b) and 5(c) showed moderate真菌毒性。
以后,所有的测试化合物的解决方案和标准药物准备在DMF和DMF溶剂控制的抑制区被发现可以忽略不计。
MIC值的合成化合物被发现的范围30 - 42μg /毫升,32 44μg /毫升,34 46μg /毫升和42 52μg /毫升金黄色葡萄球菌,枯草芽孢杆菌,大肠杆菌和铜绿假单胞菌分别。化合物5 (a)和5 (b)中最活跃的抗菌药物合成系列。同时,化合物5 (c)、5 (d)和5 (e)温和的活动。
同样,MIC值28日至48μg /毫升黑曲霉和30到46μg /毫升白色念珠菌。的五个合成化合物;5 (d)和5 (e)是最有效的抗真菌剂,而化合物5(一个)、5 (b)和5 (c)被发现不太强大的所示表5。
合成化合物的细胞毒性评价确定信用证50、家和胃肠道50值μg /毫升使用sulforhodamine-B染料的方法。化合物5 (a)拥有LC50值> 80;家值> 80和胃肠道50= 48.6μg /毫升和LC 5 (b)50值> 80;家值> 80和胃肠道50= 46.3μg /毫升展出低细胞毒性化合物5 (c)、5 (d)和5 (e)表现出非常低细胞毒性与相同价值的信用证50> 80;家值> 80年和胃肠道50值59.4,53.0和51.0分别μg /毫升。
按照,从体外细胞毒性研究获得的数据(表6),所有的合成化合物分为非常低来低作为标准药物细胞毒性与阿霉素相比。化合物5 (c)、5 (d)和5 (e)显示相对非常低细胞毒性,而5 (a)和5 (b)分为化合物低细胞毒性。
从结果,它被发现生物活性化合物具有最低的日志显示非常P值低细胞毒性。
在目前的研究中,观察到合成化合物5 (a) (R = 4-fluorophenyl c - 5三唑核)的位置产生最高抗菌活性微生物菌株同时化合物5 (b) (R = 4-chlorophenyl)具有显著的抗菌和温和的抗真菌活性。相比之下,化合物5 (c) (R = 4-hydroxy苯基)表现出温和的抗菌和抗真菌的活动和化合物5 (d) (R = 4-methoxy苯基)和5 (e) (R = 4-ethoxy苯基)显示温和抗菌但杰出的抗真菌的活动。
这是提取结构的活动的关系芳环的电子密度在4-substituents c - 5的位置1,2,4-triazole核确定抗菌和抗真菌的活动37]。这些化合物的抗菌活性的增强可能是由于电子撤回4-substituents能力((F和氯原子))苯基3-thiol亲脂性的性质,而抗真菌活性很可能取决于电子捐赠能力4-substituents((甲氧基、乙氧基的组))苯基的c - 5位置和4-amino群三唑核。因此,电子撤回和电子捐赠团体的力量是必要的抗菌和抗真菌药物,分别。除了上面的状态,n =碳氮- toxicophoric三唑环的一部分;扮演着重要的角色在决定antimcrobial活动由于相似性标准药物的结构部分。
在这项研究中,一系列4-Amino-5 - 4 h (4-substituted苯基)(1、2、4)triazole-3-thiol搜索新合成抑制剂对培养人类乳房的生长细胞系(37,38]。当一个电子释放组被替换下场的帕拉位置如羟基苯基环(化合物5度),拥有非常低细胞毒性。取代羟基(化合物5 c)被更多electron-releasing甲氧基(化合物5 d)和乙氧基的集团(化合物5 e)增加细胞毒性。从上面的讨论,可以得出的结论是,取代基的庞大结果增强细胞毒性。
结论
总之,方案1代表了一种简单的合成路线4-substituted 5-phenyl-1 2, 4-triazole-3-thiol 5 (a e)和合成化合物抗菌活性和细胞毒性的评估活动癌症细胞系(MCF-7)。化合物(a)和5 (b)表现出良好的细菌抑制而化合物5 (d)和5 (e)显示突出真菌抑制与标准药物进行比较。新合成的生物资料1 2 4-triazoles代表一个卓有成效的矩阵的进一步发展新的化合物,可以产生更多的安全和有效的代理。
确认
作者感谢学院制药、Jamia Hamdard,新德里提供光谱数据和ACTREC,塔塔纪念中心,孟买细胞毒性研究。鼓励的形式杯子大学提供的设施,马图拉(U.P.)感激地承认。
引用
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