ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2019, том 89, № 1, с. 78-82

УДК 541.49;542.06

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ

АКТИВНОСТЬ БИС(4-АРИЛ-1-ОКСО-1-ЭТОКСИБУТАН-

2,4-ДИОНАТО)МЕТАЛЛОВ(II)

М. Л. Русяева^a, Д. С. Королькова^a

^aОренбургский государственный университет, пр. Победы 13, Оренбург, 460018 Россия

*e-mail: kea20072007@yandex.ru

^bПермский государственный гуманитарно-педагогический университет, Пермь, Россия

Поступило в Редакцию 5 июля 2018 г.

После доработки 5 июля 2018 г.

Принято к печати 13 июля 2018 г.

В результате реакции металлообмена 4-арил-1,4-диоксо-1-этокси-2-бутен-2-олятов натрия, полученных

конденсацией арилметилкетонов с диэтилоксалатом в присутствии натрия или гидрида натрия, с солями

Mg(II), Zn(II), Co(II) и Cu(II) выделены бис(4-арил-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-дионато)металлы. С

использованием диффузионных методов изучена противомикробная активность полученных

металлокомплексов по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам.

Ключевые слова: металлокомплексы, оксоеноляты натрия, спектральный анализ, противомикробная

активность

DOI: 10.1134/S0044460X19010128

Металлокомплексы нашли широкое применение

2а-г.

Строение комплексов подтверждено

во многих сферах науки и техники. Практическая

методами ИК и ЯМР ¹Н спектроскопии, а также

значимость таких систем обусловлена возмож-

масс-спектрометрии высокого разрешения. ИК

ностью использования их в качестве молекулярных

спектры твердых образцов бис(4-арил-1-оксо-1-

магнетиков, полифункциональных наноматериалов,

этоксибутан-2,4-дионато)металлов(II) 2а-г харак-

а также фармацевтических препаратов

[1-6].

теризуются присутствием интенсивной полосы

Актуальным представляется получение перспек-

валентных колебаний сложноэфирной карбо-

тивных биологически активных металлоком-

нильной группы в области 1727-1711 см^-1. Полосы

плексов на основе карбонильных соединений с

в области 1625-1440 см-1 обусловлены колеба-

сопряженными α- и β-диоксофрагментами.

ниями замещенных ароматических колец. Эфирная

полоса высокой интенсивности, проявляется в

Конденсацией арилметилкетонов с диэтил-

области 1277-1268 см^-1.

оксалатом в присутствии натрия или гидрида

натрия по предложенной нами ранее методике [7]

В спектрах ЯМР

¹Н комплексов

2а и

2б,

синтезированы 4-(4'-бромфенил)-1,4-диоксо-1-этокси-

записанных в растворе диметилсульфоксида,

2-бутен-2-олят натрия 1а и 4-(4'-нитрофенил)-1,4-

наблюдаются триплетные сигналы метильных

диоксо-1-этокси-2-бутен-2-олят натрия 1б (схема 1).

групп при 1.30 м. д. (J_НН = 7.2 Гц) и квартетные

В результате реакции металлообмена натриевых

сигналы метиленовых групп при

4.20-4.21 м.д.

производных 1а, б с солями магния(II), цинка(II),

(J_НН

7.2 Гц) этоксифрагментов. Синглеты

кобальта(II) и меди(II) в водной среде выделены

метиновых протонов зарегистрированы при 6.58-

новые бис(4-арил-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-дионато)-

6.85 м. д. Протоны пара-замещенных аромати-

металлы(II) 2.

ческих колец идентифицированы по двум

В табл.

1 приведены физико-химические

дублетным сигналам в области 7.68-7.84 м. д.

характеристики синтезированных металлокомплексов

(J_НН = 8.1 Гц).

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

Схема 1.

Me EtO

ОEt

Na (NaH)

M²⁺

ОEt

EtОН

Na⁺

O O

EtO

1а, б

2а^_г

Х = Br (1а, 2а, 2б), NO₂(1б, 2в, 2г); M = Mg(II) (2а), Zn(II) (2б), Co(II) (2в), Cu(II) (2г).

В масс-спектрах, записанных в растворе ДМСО

однако по мере уменьшения концентрации данного

и ацетонитрила в режиме электрораспыления,

вещества в составе питательного субстрата

наблюдаются сигналы протонированных и

снижается и его противомикробная активность

катионированных молекул [M + H]⁺и [M + Na]⁺, а

более чем в 2 раза в последнем разведении по

также кластерных ионов [2M + Na]⁺.

сравнению с исследуемым антисептиком. Обратная

зависимость зарегистрирована у соединения 2г, у

Синтезированные металлокомплексы 2а-г были

которого по мере снижения концентрации

испытаны на противомикробную активность по

возрастает биологическая активность и превышает

отношению к клиническим изолятам грамполо-

в последнем разведении показатели контроля

жительных и грамотрицательных бактериальных

штаммов Bacillus subtilis 534, Escherichia coli M17

(применение фурацилина), что в перспективе

и Staphylococcus aureus P-209. Полученные

может быть использовано для разработки

результаты сопоставлены с препаратом сравнения -

эффективного бактерицидного препарата. В

фурацилином, обладающим выраженной противо-

отношении грамположительных штаммов микро-

микробной активностью к данным тест-

организмов B. subtilis 534 и S. aureus P-209 соеди-

организмам (табл.

2). Оценку бактерицидного

нения 2а-г существенно уступают фурацилину.

действия исследуемых соединений в отношении

микроорганизмов проводили с использованием

Таким образом, синтезированы новые металло(II)-

метода агаровых лунок. Эксперимент выполняли в

комплексы исходя из 4-арил-1,4-диоксо-1-этокси-2-

соответствии с методикой [8].

бутен-2-олятов натрия. Установлено их строение и

выявлено противомикробное действие по отно-

Анализируя полученные данные, следует

отметить, что все исследуемые соединения обладают

выраженной бактерицидной активностью, однако

Таблица 1. Выходы и температуры плавления бис(4-

при проведении сравнения с фурацилином отме-

арил-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-дионато)металлов(II) 2а-г

чается более высокая резистентность микроорга-

низмов в отношении металлокомплексов 2а и 2б.

Соединение

Выход, %

Т. пл., °C

Брутто-формула

Наиболее интересные результаты были получены

2а

162-164

С₂₄H₂₀Br₂O₈Mg

при оценке биотоксичности соединений 2в и 2г в

2б

153-155

С₂₄H₂₀Br₂O₈Zn

отношении E. coli M17. Так, соединение

2в

проявило более высокое токсическое действие в

2в

211-212

C₂₄H₂₀N₂O₁₂Со

первом разведении по сравнению с фурацилином,

2г

200-202

C₂₄H₂₀N₂O₁₂Cu

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ ТОМ 89 № 1 2019

КУНАВИНА и др.

Таблица 2. Экспериментальные данные по противомикробной активности бис(4-арил-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-

дионато)металлов(II) 2а-г в сравнении с фурацилином

Концентрация, моль/л

Соединение

0.5

0.25

0.125

0.063

E. coli М 17

2а

18.33±1.67

14.67±2.33^а

10.00±0.03^б

2б

16.67±1.67

15.00±2.00^а

11.67±0.33^в

10.33±1.45^а

8.67±0.67^в

2в

23.67±0.33^а

18.67±0.33

14.67±0.33

9.7±0.33^в

6.67±0.33^б

2г

19.00±1.00

19.67±1.20

22.00±0.58

20.00±1.15

18.67±0.88^в

Фурацилин

21.00±0.58

21.67±1.20

20.33±1.21

17.00±1.53

14.67±0.88

B. subtilis 534

2а

20.00±0.02

15.00±0.06^а

10.00±1.00^в

5.33±1.33^б

2б

18.00±1.15^а

18.00±1.53

14.67±1.20^а

12.67±1.45^в

8.33±0.33

2в

21.33±0.33

19.33±0.33

13.00±0.58^в

9.67±0.33^б

6.7±0.33^б

2г

21.33±1.20

21.33±0.67

19.33±0.33

18.00±1.53

16.67±0.33^в

Фурацилин

25.33±2.33

25.00±2.52

21.33±1.86

21.33±1.33

21.00±1.00

S. aureus Р-209

2а

20.00±0.01^а

15.00±0.56^а

10.02±1.00^б

6.67±1.33^в

2б

18.00±1.53^а

17.33±0.33^а

15.67±2.33^а

13.37±0.88^в

11.33±1.67^а

2в

24.00±1.53

23.33±0.67

13.67±0.33^в

10.33±0.33^в

2г

23.67±1.86

21.67±1.45

16.67±1.67^а

14.67±1.76^а

11.67±1.86

Фурацилин

30.00±3.00

27.33±2.33

25.67±1.76

22.33±1.86

18.67±1.76

^ар ≤ 0.05. ^бр ≤ 0.001. ^вр ≤ 0.01.

шению к трем стандартным бактериальным

Синтез бис(4-арил-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-

штаммам.

дионато)металлов(II) (2а-г) (общая методика). К

раствору 2.0 ммоль 4-арил-1,4-диоксо-1-этокси-2-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

бутен-2-олята натрия

1а, б в

30-50 мл воды

добавляли при перемешивании раствор 1.0 ммоль

ИК спектры записаны на ИК Фурье-спектро-

(0.20 г) гексагидрата хлорида магния

(2а),

метре Bruker Alpha (приставка НПВО, ZnSe).

1.0 ммоль (0.18 г) ацетата цинка (2б), 1.0 ммоль

Спектры ЯМР ¹H в ДМСО-d₆ получены на ЯМР

(0.24 г) гексагидрата хлорида кобальта (2в) или

Фурье-спектрометре Bruker AVANCE II (400 МГц),

1.0 ммоль (0.18 г) ацетата меди (2г) в 30-50 мл

внутренний стандарт

- ТМС. Масс-спектры

воды. Через 30 мин осадок отфильтровывали и

записаны на квадрупольно-времяпролетном масс-

перекристаллизовывали из этанола или этил-

спектрометре сверхвысокого разрешения maXis

ацетата. Получали целевые металлокомплексы 2а-г -

impact HD, Bruker Daltonik GmbH (Центр

кристаллические бесцветные (2а-в) или зеленые

коллективного пользования

«Спектроскопия и

(2г) вещества.

анализ органических соединений», Институт

органического синтеза Уральского отделения

Бис[4-(4'-бромфенил)-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-

РАН). Зарегистрированы положительные ионы в

дионато]магний(II)

(2а). Выход

0.43 г

(35%),

режиме электрораспылительной ионизации (ESI) в

т. пл. 162-164°C. ИК спектр, ν, см^-1: 2976 [ν_as(СН₃)],

диапазоне масс 50-1300 Дa.

1725 (CООС₂Н₅), 1613 (С=C, Ar), 1567, 1514 (С=C,

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ ТОМ 89 № 1 2019

СИНТЕЗ, СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

Ar),

1461

[δ_as(СН₃)], 1269 (С-О-С), 1250,

1187

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

[δ_маятн(OC₂H₅)], 167, 1111 [δ_пл(CH, Ar)], 1079, 1007

(С_Ar-Br),

863,

843,

823

[δ_непл(С-Н, Ar)],

774

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

[δ_маятн(СН₂)], 758, 684, 543. Спектр ЯМР ¹H, δ, м. д.:

интересов.

1.30 т (6H, COOCH₂CH₃, J_НН = 7.2 Гц), 4.20 к (4H,

COOCH₂CH₃, J_НН = 7.2 Гц), 6.85 с (2H, C³H), 7.72 д

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

и 7.84 д (8H, C₆H₄, J_НН = 8.1 Гц). Масс-спектр, m/z:

1. Скопенко В.В., Амирханов В.М., Слива Т.Ю.,

618.9444 [М + Н]⁺ (вычислено для С₂₄H₂₁O₈Br₂Mg:

Васильченко И.С., Анпилова Е.Л., Гарновский А.Д. //

618.9448).

Усп. хим. 2004. Т.73. № 8. С. 797; Skopenko V.V.,

Бис[4-(4'-бромфенил)-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-

Amirkhanov V.M., Sliva T.Yu., Vasilchenko I.S.,

дионато]цинк(II) (2б). Выход 0.49 г (37%), т. пл.

Anpilova E.L., Garnovskii A.D. // Russ. Chem. Rev.

153-155°C. ИК спектр, ν, см^-1: 1727 (CООС₂Н₅),

2004. Vol.

73. N

737. doi

10.1070/

RC2004v073n08ABEH000909

1610 (С=C, Ar), 1585 (С=C, Ar), 1565, 1517 (С=C,

Ar), 1482, 1448 [δas(СН3)], 1363 [δs(СН3)], 1314,

2. Kryatov S.V., Mohanraj B.S., Tarasov V.V., Kryato-

va O.P., Rybak-Akimova E.V. // Inorg. Chem. 2002.

1268 (С-О-С),

1253,

1078,

1008 (C_Ar-Br),

820

Vol. 41. N 4. P. 923. doi 10.1021/ic010397n

[δ_непл(СН, Ar)], 776 [δ_маятн(СН₂)], 759, 744, 683, 626.

3. Тищенко К.И., Белоглазкина Е.К., Мажуга А.Г.,

Спектр ЯМР ¹H, δ, м. д.: 1.30 т (6H, COOCH₂CH₃,

Моисеева А.А., Зык Н.В. // Вестн. Московск. унив.

JНН = 7.2 Гц), 4.21 к (4H, COOCH2CH3, JНН =

Сер. 2. Химия. 2014. Т. 55. № 1. С. 29; Tishchenko

7.2 Гц), 6.58 с (2H, C³H), 7.68 д и 7.78 д (8H, C₆H₄,

K.I., Beloglazkina E.K., Majouga A.G., Moiseeva A.A.,

J_НН = 8.1 Гц). Масс-спектр, m/z: 658.8880 [М + Н]⁺

Zyk N.V.

// Moscow Univ. Chem. Bull.

2014.

(вычислено для С₂₄H₂₁O₈Br₂Zn: 658.8889).

Vol. 69. N 1. P. 25.

Бис[4-(4'-нитрофенил)-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-

4. Garnovskii A.D., Nivorozhkin A.L., Minkin V.I.

Coord. Chem. Rev. 1993. Vol. 126. N 1. P. 1. doi

дионато]кобальт(II)

(2в). Выход 0.63 г (54%),

10.1016/0010-8545(93)85032-Y

т. пл.

211-212°C. ИК спектр, ν, см^-1:

1711

5. Рашахова Т.В., Носова Э.В., Слепухин П.А., Вало-

(CООС₂Н₅), 1629, 1596 (С=C, Ar), 1521 (С=C, Ar),

ва М.С., Липунова Г.Н., Чарушин В.Н. // Изв. АН.

[ν_as(NO₂)],

1449

[δ_as(СН₃)], 1393,

1348

[δ_s(СН₃)],

Сер. хим. 2011. № 11. С. 2302; Trashakhova T.V.,

[ν_s(NO₂)],

1318

[ν_s(NO₂)],

1277 (С-О-С),

1230,

Nosova E.V., Slepukhin P.A., Valova M.S., Lipuno-

1162 , 1108 [δ_пл(CH, Ar)], 1063, 1012, 863, 850, 827

va G.N., Charushin V.N. // Russ. Chem. Bull. 2011.

[δ_непл(СН, Ar)], 754, 716, 665, 533. Масс-спектр, m/z

Vol. 60. N 11. P. 2347. doi 10.1007/s11172-011-0360-z

(I_отн, %): 588.0421 (45) [М + Н]+, 610.0236 (100)

6. Козьминых В.О., Кириллова Е.А., Виноградов А.Н.,

[М + Na]⁺, 1197.0586 (14) [2М + Na]⁺.

Муковоз П.П., Щербаков Ю.В., Мозгунова Е.М.,

Голоцван А.В., Козьминых Е.Н. //Вестн. Оренбургск.

Бис[4-(4'-нитрофенил)-1-оксо-1-этоксибутан-2,4-

гос. унив. 2009. № 4 (110). С. 135.

дионато]медь(II) (2г). Выход 0.51 г (43%), т. пл.

7. Козьминых В.О., Муковоз П.П., Кириллова Е.А.,

200-203°C. ИК спектр, ν, см^-1: 2987 [ν_as(СН₃)], 1713

Щербаков Ю.В., Виноградов А.Н., Соловьева Е.А.,

[(CООС₂Н₅)], 1632, 1598 (С=C, Ar), 1573 (С=C, Ar),

Мозгунова Е.М., Литвинова Е.С., Свиридов А.П.,

1524 (С=C, Ar), [ν_as(NO₂)], 1349 [δ_s(СН₃)], [ν_s(NO₂)],

Нарбеков И.В., Гамбург Т.В., Федосеев С.А.,

1317

[ν_s(NO₂)],

1275 (С-О-С),

1231,

1187

Козьминых Е.Н. // Вестн. Оренбургск. гос. унив.

[δ_маятн(OC₂H₅)], 1162, 1108 [δ_пл(CH, Ar)], 1064, 1013,

2009. № 1 (107). С. 128.

961, 864, 850 [δ_непл(СН, Ar)], 828, 782 [δ_маятн(СН₂)],

8. Sizentsov A.N., Kvan O.V., Miroshnikova E.P., Gav-

753, 717, 665, 535. Масс-спектр, m/z (Iотн, %):

rish I.A., Serdaeva V.A., Bykov A.V. // Environ. Sci.

592.0380 (39) [М + Н]⁺, 614.0200 (64) [М + Nа]⁺,

Pollut. Res. 2018. Vol. 25. P. 1. doi 10.1007/s11356-

1205.0522 (9) [2М + Nа]⁺.

018-1761-4

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ ТОМ 89 № 1 2019

КУНАВИНА и др.

Synthesis, Structure, and Biological Activity

of Bis(4-aryl-1-oxo-1-ethoxybutane-2,4-dionato)metals(II)

E. A. Kunavinaa, *, V. O. Kozminykh^b, A. N. Sizentsov^a, E. V. Salikova^a,

M. L. Rusyaeva^a, and D. S. Korol’kova^a

^aOrenburg State University, pr. Pobedy 13, Orenburg, 460018 Russia

*e-mail: kea20072007@yandex.ru

^bPerm State Humanitarian and Pedagogical University, Perm, Russia

Received July 5, 2018

Revised July 5, 2018

Accepted July 13, 2018

Bis(4-aryl-1-oxo-1-ethoxybutane-2,4-dionato)metals were synthesized through the metal exchange reaction of

sodium 4-aryl-1,4-dioxo-1-ethoxy-2-buten-2-olates, obtained by condensation of aryl methyl ketones with

diethyl oxalate in the presence of sodium or sodium hydride, with Mg(II), Zn(II), Co(II) and Cu(II) salts. Using

diffusion methods, antimicrobial activity of the obtained metal complexes with respect to gram-positive and

gram-negative microorganisms was studied.

Keywords: metal complexes, sodium oxoenolates, spectral analysis, antimicrobial activity

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ ТОМ 89 № 1 2019