Synthesis of 1,2-benzoxathiine 2,2-dioxide derivatives using aliphatic aldehydes and assessment of their antimicrobial activity

Abstract

Nowadays the problem of the antimicrobial resistance promotes the search of new chemical core-structures with the antimicrobial properties. Aim. To study the interaction of 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide with active methylene nitriles and aliphatic aldehydes and assess the antimicrobial activity of the compounds obtained. Results and discussion. 1,2-Benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide as a structural analog of 1,3-dicarbonyl compounds was used in the three-component interaction with aliphatic aldehydes and active methylene nitriles. In the case of malononitrile the target compounds were formed. When using ethyl cyanoacetate the only isolated product was triethylammonium salt that could be also obtained by the two-component reaction of 1,2-benzoxathiin- 4(3H)-one 2,2-dioxide with aliphatic aldehydes. The study of the antimicrobial properties showed the higher activity of the compounds studied than in the reference drugs, especially against gram-positive strains. Experimental part. The series of 2-amino-4-alkyl-4,6-dihydropyrano[3,2-c][2,1]benzoxathiin-3-carbonitrile 5,5-dioxides and triethylammonium 3-[1-(4-hydroxy-2,2-dioxido-1,2-benzoxathiin-3-yl)alkyl]-1,2-benzoxathiin-4-olate 2,2-dioxides was synthesized. The antimicrobial activity of the compounds obtained was determined by the agar “well” diffusion method. Conclusions. It has been shown that 1,2-benzoxathiin-4(3H)-one 2,2-dioxide as a structural analog of 1H-2,1-benzothiazin-4-one 2,2-dioxide can be used in similar three- and two-component reactions, but its reactivity is less due to the replacement of the 1-N-R-group with an O-atom. The novel compounds obtained exceeded the antimicrobial activity of the reference drugs, and were more active against gram-positive bacteria in contrast to isosteric derivatives of 1H-2,1-benzothiazin-4-one 2,2-dioxide that were active against gram-negative strains and fungi.

На сучасному етапі проблема антимікробної резистентності сприяє пошуку нових молекулярних струк- тур з антимікробними властивостями. Метою даної роботи було дослідити взаємодію 1,2-бензоксатіїн-4(3H)-он 2,2-діоксиду з метиленак- тивними нітрилами та аліфатичними альдегідами та антимікробні властивості синтезованих сполук. Результати та їх обговорення. 1,2-Бензоксатіїн-4(3H)-он 2,2-діоксид як структурний аналог 1,3-ди- карбонільних сполук було використано в трикомпонентній взаємодії з аліфатичними альдегідами та ме- тиленактивними нітрилами. У випадку малонодинітрилу утворювалися цільові похідні. При використанні етилціаноацетату єдиним ізольованим продуктом була триетиламонієва сіль, одержання якої можливе також у випадку двокомпонентної взаємодії. Вивчення антимікробних властивостей показало вищу актив- ність, ніж у препаратів порівняння, особливо проти грампозитивних штамів мікроорганізмів. Експериментальна частина. Було синтезовано ряд 2-аміно-4-алкіл-4,6-дигідропірано[3,2-с][2,1]бензоксатіїн- 3-карбонітрил 5,5-діоксидів та 3-[1-(4-гідрокси-2,2-діоксидо-1,2-бензоксатіїн-3-іл)алкіл]-1,2-бензоксатіїн-4- олат 2,2-діоксидів. Для одержаних сполук було проведено визначення антимікробної активності методом дифузії в агар. Висновки. 1,2-Бензоксатіїн-4(3H)-он 2,2-діоксид як структурний аналог 1H-2,1-бензотіазин-4-он 2,2-ді- оксиду був використаний у три- та двокомпонентних реакціях, але його реакційна здатність виявилась меншою за рахунок заміни 1-N-R-групи на атом кисню. Одержані сполуки за антимікробною активністю перевищили препарати порівняння та виявились більш активними щодо грампозитивних штамів мікроор- ганізмів на відміну від ізостерних похідних 1H-2,1-бензотіазин-4-он 2,2-діоксиду, антимікробні властивості яких були пов’язані з інгібуючим впливом на грамнегативні штами та гриби.

На современном этапе проблема антимикробной резистентности способствует поиску новых молеку- лярных структур с антимикробными свойствами. Целью данной работы было изучить взаимодействие 1,2-бензоксатиин-4(3H)-он 2,2-диоксида с ме- тиленактивными нитрилами и алифатическими альдегидами и оценить антимикробную активность полу- ченных соединений. Результаты и их обсуждение. 1,2-Бензоксатиин-4(3H)-он 2,2-диоксид как структурный аналог 1,3-дикарбонильных соединений был использован в трехкомпонентном взаимодействии с алифатически- ми альдегидами и метиленактивными нитрилами. В случае малонодинитрила образовывались целевые производные. При использовании этилцианацетата единственным изолированным продуктом была три- этиламмониевая соль, получение которой возможно также в случае двухкомпонентного взаимодействия. Изучение антимикробных свойств показало более высокую активность, чем у препаратов сравнения, осо- бенно в отношении грамположительных штаммов. Экспериментальная часть. Был синтезирован ряд 2-амино-4-алкил-4,6-дигидропирано[3,2-с][2,1] бензоксатиин-3-карбонитрил 5,5-диоксидов и 3-[1-(4-гидрокси-2 2-диоксидо-1,2-бензоксатиин-3-ил)алкил]- 1,2-бензоксатиин-4-олат 2,2-диоксидов. Для полученных соединений было проведено определение анти- микробной активности методом диффузии в агар. Выводы. 1,2-Бензоксатиин-4(3H)-он 2,2-диоксид как структурный аналог 1H-2,1-бензотиазин-4-он 2,2-диоксида был использован в трех- и двухкомпонентных реакциях, но его реакционная способность оказалась меньше за счет замены 1-N-R-группы на атом кислорода. Полученные соединения по анти- микробной активности превысили препараты сравнения и проявили активность в отношении грамполо- жительных бактерий в отличие от изостерных производных 1H-2,1-бензотиазин-4-он 2,2-диоксида, анти- микробные свойства которых были связаны с ингибирующим влиянием на грамотрицательные штаммы и грибы.