Synthesis and the antimicrobial activity of hexamethylene-Nmaleinimidospiroindole- 3,3’-pyrrolo[3,4-с]pyrrole derivatives

Abstract

Aim. To synthesize a series of hexamethylene-N-maleinimidospiroindole-3,3’-pyrrolo[3,4-с]pyrrole derivatives, study the antimicrobial activity of the compounds synthesized and compare their antimicrobial activity with the antimicrobial activity of the bis-analogs previously synthesized. Materials and methods. The methods of organic synthesis, instrumental methods for determination of the molecular structure of organic compounds, agar well diffusion method were used. Experimental part. The interaction of isatins with a-amino acids and 1,6-bismaleinimidohexane in the equimolar ratio led to formation of 1′-(hexamethylene-N-maleinimido)-2a′,5a′-dihydro-1′H-spiroindol-3,3′-pyrrolo[3,4-c] pyrrol-2,2′,6′(1H,3′H,5′H)-trion derivatives. The structure of the compounds synthesized was reliably proven by the instrumental methods. Data of the microbiological screening showed a high level of the antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Candida albicans fungi. Conclusions. It has been determined that the three-component condensation reaction of isatins with α-amino acids and 1,6-bismaleinimidohexane in the equimolar ratio is an efficient synthetic method of 1′-(hexamethylene- N-maleinimido)-2a′,5a′-dihydro-1′H-spiroindol-3,3′-pyrrolo[3,4-c]pyrrol-2,2′,6′(1H,3′H,5′H)-trion derivatives, which reveal a high level of the antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Candida albicans fungi. 1’-(Hexamethylene-N-maleinimido)-5’-methyl-2a’,5a’-dihydro-1’H-spiroindol-3,3’-pyrrolo[3,4-c]pyrrol- 2,2’,6’(1H,3’H,5’H)-trione has shown the highest antimicrobial activity among derivatives of hexamethylene-Nmaleinimidospiroindol- 3,3’-pyrrolo[3,4-c]pyrrols.

Мета роботи – синтез ряду похідних гексаметилен-N-малеїнімідо-спіроіндол-3,3’-піроло[3,4с]піролу, дослідження та порівняння їх антибактеріальної активності з антимікробною дією раніше синтезованих біс-аналогів. Матеріали та методи. Методи органічного синтезу, інструментальні методи встановлення будови ор- ганічних сполук, метод дифузії в агар у модифікації колодязів. Експериментальна частина. При взаємодії еквімолярного співвідношення ізатинів, α-амінокислот і 1,6-бісмалеїнімідогексану було отримано ряд похідних 1’-(гексаметилен-N-малеїнімідо)-2a’,5a’-дигідро- 1’H-спіроіндол-3,3’-піроло[3,4-c]пірол-2,2’,6’(1H,3’H,5’H)-триону. Будову одержаних сполук надійно під- тверджено інструментальними методами. Дані мікробіологічного скринінгу показують високу біологічну дію синтезованих сполук відносно грампозитивних бактерій Staphylococcus aureus і грибів Candida albicans. Висновки. Встановлено, що реакція трикомпонентної конденсації при еквімолярному використанні ізатинів, α-амінокислот і 1,6-бісмалеїнімідогексану є ефективним методом синтезу 1’-(гексаметилен-N- малеїнімідо)-2a’,5a’-дигідро-1’H-спіроіндол-3,3’-піроло[3,4-c]пірол-2,2’,6’ (1H,3’H,5’H)-трионів, які прояв- ляють високу біологічну дію відносно грампозитивних бактерій Staphylococcus aureus і грибів Candida albicans. Найбільшу активність серед похідних гексаметилен-N-малеїнімідо-спіроіндол-3,3’-піроло[3,4-с] піролу проявив 1’-(гексаметилен-N-малеїнімідо)-5’-метил-2a’,5a’-дигідро-1’H-спіроіндол-3,3’-піроло[3,4-c] пірол-2,2’,6’(1H,3’H, 5’H)-трион.

Цель работы – синтез ряда производных гексаметилен-N-малеин-имидоспироиндол-3,3’-пирроло[3,4-с] пиррола, исследование и сравнение их антибактериальной активности с антимикробным действием ра- нее синтезированных бис-аналогов. Материалы и методы. Методы органического синтеза, инструментальные методы определения струк- туры органических соединений, метод диффузии в агар в модификации колодцев. Экспериментальная часть. При взаимодействии эквимолярного соотношения изатинов, α-аминокислот и 1,6-бисмалеинимидогексана был получен ряд производных 1’-(гексаметилен-N-малеинимидо)-2a’,5a’- дигидро-1’H-спироиндол-3,3’-пирроло[3,4-c]пиррол-2,2’,6’(1H,3’H,5’H)-триона. Структура полученных со- единений достоверно доказана инструментальными методами. Данные микробиологического скрининга показывают выраженное биологическое действие синтезированных соединений относительно грамполо- жительных бактерий Staphylococcus aureus и грибов Candida albicans. Выводы. Установлено, что реакция трехкомпонентной конденсации при эквимолярном использовании иза- тинов, α-аминокислот и 1,6-бисмалеинимидогексана является эффективным методом синтеза 1’-(гексаметилен- N-малеинимидо)-2a’,5a’-дигидро-1’H-спироиндол-3,3’-пирроло[3,4-c]пиррол-2,2’,6’(1H,3’H,5’H)-трионов, которые проявляют выраженное биологическое действие относительно грамположительных бактерий Staphylococcus aureus и грибов Candida albicans. Наибольшую активность среди производных гексаметилен- N-малеинимидоспироиндол-3,3’-пирроло[3,4-с]пиррола проявил 1’-(гексаметилен-N-малеинимидо)-5’-метил- 2a’,5a’-дигидро-1’H-спироиндол-3,3’-пирроло[3,4-c]пиррол-2,2’,6’(1H,3’H,5’H)-трион.