Синтез и исследование свойств замещенного фенилазороданина

Роданин (2-тиоксо- 1,3-тиазолидин-4-он) (I) привлекает внимание исследователей высокой реакционной способностью и ценными прикладными свойствами. На его основе получают фармацевтические субстанции [1, 2], материалы для сорбции ионов тяжелых металлов [3, 4] ингибиторы коррозии [5] и другие продукты. Также роданин используется в качестве субстрата при синтезе гетероциклических структур [6, 7]. Таким образом, комплексный анализ научной информации показывает актуальность и перспективность исследований роданина и его производных.

Одним из путей модификации свойств роданина является синтез на его основе азосоединений. В представленной работе объектом исследования служит фенилазороданин (II), В его структуре присутствует сульфамидная группа, обладающая известной биологической активностью [8, 9]. Соединение (II) получено сочетанием диазосульфаниламида с роданином по схеме на рисунке 1.

NH 2 O 2 S

+ _ N N Cl

I

Рис. 1. Химизм получения соединения (II)

Экспериментальная часть. Диазотирование сульфаниламида проводилось нитритом натрия в водном растворе соляной кислоты при охлаждении внесением льда в реакционную массу. Сочетание диазосульфаниламида с роданином осуществляли в щелочном растворе, поддерживая слабощелочную среду (рН 8-9) и охлаждая смесь внесением льда. Время сочетания составило 30 минут. Затем к реакционной массе добавили соляную кис- лоту до слабокислой реакции, осадок отфильтровали, промыли водой и высушили при температуре 90 °С.

Продукт сочетания представляет собой твердое вещество темно-желтого цвета, слаборастворим в воде, хорошо растворим в водных растворах щелочей и полярных органических растворителях; плавится с разложением при температуре 235 ° С. Выход продукта 80%.

Электронные спектры поглощения (ЭСП) соединения (II) получены в следующих растворителях: вода, изопропиловый спирт, 0,1н водный раствор NaOH, концентрированная серная кислота. Для каждого использованного растворителя в области 300-550 нм в спектрах присутствует одна полоса поглощения, характеризующая π→π * электронные переходы в пределах хромофорной системы (рис. 2).

Положение полос определяется природой растворителя (табл. 1).

Положение λ max в воде и изопропиловом спирте наблюдается вблизи 400 нм и различается незначительно. В среде концентрированной серной кислоты происходит протонирование молекулы по гетероатомам, в результате чего усиливается ее поляризация. Как результат – батохромное смещение λ max .

Рис. 2. ЭСП: 1 – вода; 2 – изопропиловый спирт; 3 – конц. H 2 SO 4 ; 4 – 0,1н NaOH

Таблица 1. Положение λ max в ЭСП

Растворитель	λ max , нм
вода	413
изопропиловый спирт	409
конц. H 2 SO 4	432
0,1н NaOH	500

Еще большее батохромное смещение λ max наблюдается в водном растворе гидроксида натрия. Под действием щелочи кето-форма переходит в енольную, что способствует ионизации молекулы и приводит к изменениям основного хромофора.

В инфракрасном спектре продукта выделены и охарактеризованы по литературным данным [10] следующие полосы (в см^–1): st N–H 3247, st С–H бензола 3045, st С–H роданина 2923, st С=О 1699, ar C=C, С–С 1600, 1489, st N=N 1409, st Ar–SO 2 –N

1327, 1153, ar С–H δ ip 1226, 1047, st С=S 1097, ar С–H δ oop 830, δ NH 756.

Теоретическое исследование. Молекула соединения (II) может существовать в нескольких таутомерных формах, как представлено на рисунке 3. По данным ЭСП установлено, что в щелочной среде форма IIa переходит в форму IIb. Поэтому в теоретической части работы рассмотрим именно эти две формы.

NN

H 2 NO 2 S

O

IId

Рис. 3. Таутомерные формы молекулы (II)

HO

S

O

SH

На первом этапе выполнен квантовохимический расчет молекул IIа и IIb полуэм-пирическими методами. На рисунке 4 представлены 3D модели, построенные по результатам расчета, с указанием нумера- ции атомов. Модели показывает, что обе формы подвержены определенным стерическим искажениям, затрагивающим остов молекул. Подтверждают это и рассчитанные величины торсионных углов (табл. 2).

Таблица 2. Расчетные значения валентных и

IIа		IIb
Торсионный угол	Величина, °	Торсионный угол	Величина, °
C 3 –C 1 –N 11 –N 12	-33	C 3 –C 1 –N 11 –N 12	34
C 2 –C 1 –N 11 –N 12	150	C 2 –C 1 –N 11 –N 12	-149
C 1 –N 11 –N 12 –C 13	180	C 1 –N 11 –N 12 –C 13	180
C 14 –C 13 –N 12 –N 11	-131	C 14 –C 13 –N 12 –N 11	-180
S 16 –C 13 –N 12 –N 11	114	S 16 –C 13 –N 12 –N 11	-1
O 18 –C 14 –C 13 –N 12	65	O 19 –C 14 –C 13 –N 12	-1

Рис. 4. 3D модели по результатам расчета

На следующем этапе проведен скрининг спектра биологического действия таутомерных форм IIa и IIb на интернет-платформе PASS Online. Результаты скри- нинга представлены вероятностями наличия (Pa) активности определенного вида (табл. 3 для Pa > 0,5).

Таблица 3. Результаты прогнозирования биологического действия

Активность	Ра (IIa)	Pa (IIb)
Cl - транспортирующий ингибитор АТФазы	0,825	0,806
Ингибитор хлоридпероксидазы	0,792	0,724
Ингибитор фосфолипид-транслоцирующей АТФазы	0,743	0,715
Ингибитор НАДФН-пероксидазы	0,593	0,723
Ингибитор фталат-4,5-диоксигеназы	0,531	0,588
Ингибитор тиоловой протеазы	0,506	0,604

Полученные данные показывают, что обе формы с большей долей вероятности проявляют себя как ингибиторы ферментативных процессов различной направленности. Поэтому их можно рекомендовать для дальнейших лабораторных исследований.

Заключение. В работе представлен синтез азосоединения на основе роданина и диазосульфаниламида. Продукт получен ства темно-желтого цвета. Определена его температура плавления, изучен ряд физико-химических свойств. Получены данные по электронным и инфракрасным спектрам соединения. С использованием цифровых технологий выполнен расчет молекулярной геометрии и сделан прогноз относительно потенциальной биологической активности. Результаты, приведенные в работе, рекомендуется использовать при с высоким выходом в виде твердого веще- изучении других производных роданина.