Grazie per avè visitatu nature.com. A versione di u navigatore chì utilizate hà un supportu CSS limitatu. Per a megliu sperienza, vi cunsigliemu di utilizà l'ultima versione di u navigatore (o di disattivà a modalità di cumpatibilità in Internet Explorer). Inoltre, per assicurà un supportu continuu, stu situ ùn includerà micca stili o JavaScript.
U cloruru di sintone 3-(antracen-9-il)-2-cianoacriloile 4 hè statu sintetizatu è utilizatu per sintetizà una varietà di cumposti eterociclichi assai attivi per via di a so reazione cù diversi nucleofili d'azotu. A struttura di ogni cumpostu eterociclicu sintetizatu hè stata carattarizata accuratamente per via di l'analisi spettroscopica è elementale. Deci di i tredeci novi cumposti eterociclichi anu mostratu una efficacia incuraggente contr'à i batteri multiresistenti à i farmaci (MRSA). Trà elli, i cumposti 6, 7, 10, 13b è 14 anu mostratu a più alta attività antibatterica cù zone d'inibizione vicine à 4 cm. Tuttavia, studii di docking moleculare anu rivelatu chì i cumposti avianu diverse affinità di legame à a proteina legante a penicillina 2a (PBP2a), un bersagliu chjave per a resistenza à MRSA. Alcuni cumposti cum'è 7, 10 è 14 anu mostratu una maggiore affinità di legame è stabilità d'interazione à u situ attivu di PBP2a paragunatu à u ligante chinazolinone co-cristallizatu. In cuntrastu, i cumposti 6 è 13b avianu punteggi di docking più bassi, ma anu sempre mostratu una attività antibatterica significativa, cù u cumpostu 6 chì avia i valori MIC (9,7 μg/100 μL) è MBC (78,125 μg/100 μL) più bassi. L'analisi di docking hà rivelatu interazioni chjave, cumprese u ligame à l'idrogenu è u π-stacking, in particulare cù residui cum'è Lys 273, Lys 316 è Arg 298, chì sò stati identificati cum'è interagenti cù u ligante co-cristallizatu in a struttura cristallina di PBP2a. Quessi residui sò essenziali per l'attività enzimatica di PBP2a. Quessi risultati suggerenu chì i cumposti sintetizati possinu serve cum'è farmaci anti-MRSA promettenti, mettendu in risaltu l'impurtanza di cumbinà u docking moleculare cù i bioassay per identificà candidati terapeutici efficaci.
In i primi anni di stu seculu, i sforzi di ricerca si sò cuncentrati principalmente nantu à u sviluppu di novi prucedure è metudi simplici per a sintesi di parechji sistemi eterociclichi innovativi cù attività antimicrobica utilizendu materiali di partenza facilmente dispunibili.
I gruppi acrilonitrilici sò cunsiderati cum'è materiali di partenza impurtanti per a sintesi di parechji sistemi eterociclichi rimarchevuli perchè sò cumposti assai reattivi. Inoltre, i derivati ​​di u cloruru di 2-cianoacriloile sò stati largamente utilizati in l'ultimi anni per u sviluppu è a sintesi di prudutti di vitale impurtanza in u campu di l'applicazioni farmacologiche, cum'è intermedi farmaceutici1,2,3, precursori di agenti anti-HIV, antivirali, anticancerosi, antibatterici, antidepressivi è antioxidanti4,5,6,7,8,9,10. Recentemente, l'efficacia biologica di l'antracene è di i so derivati, cumprese e so proprietà antibiotiche, anticancerose11,12, antibatteriche13,14,15 è insetticide16,17, anu attiratu molta attenzione18,19,20,21. I cumposti antimicrobici chì cuntenenu gruppi acrilonitrilici è antracene sò mostrati in e Figure 1 è 2.
Sicondu l'Organizazione Mondiale di a Salute (OMS) (2021), a resistenza antimicrobica (AMR) hè una minaccia mundiale per a salute è u sviluppu22,23,24,25. I pazienti ùn ponu esse guariti, ciò chì porta à sughjorni ospedalieri più longhi è à a necessità di medicinali più cari, è ancu à un aumentu di a mortalità è di l'invalidità. A mancanza d'antimicrobici efficaci porta spessu à u fallimentu di u trattamentu per diverse infezioni, in particulare durante a chemioterapia è l'interventi chirurgichi maiò.
Sicondu u rapportu 2024 di l'Organizazione Mondiale di a Salute, u Staphylococcus aureus resistente à a meticilina (MRSA) è l'E. coli sò inclusi in a lista di i patogeni prioritari. Tramindui i batteri sò resistenti à parechji antibiotici, dunque rapprisentanu infezioni difficiuli da trattà è cuntrullà, è ci hè un bisognu urgente di sviluppà novi è efficaci cumposti antimicrobici per risolve stu prublema. L'antracene è i so derivati ​​sò antimicrobici ben cunnisciuti chì ponu agisce sia nantu à i batteri Gram-pusitivi sia nantu à quelli Gram-negativi. U scopu di stu studiu hè di sintetizà un novu derivatu chì pò cumbatte sti patogeni chì sò periculosi per a salute.
L'Organizazione Mondiale di a Salute (OMS) informa chì parechji patogeni batterichi sò resistenti à parechji antibiotici, cumpresi Staphylococcus aureus resistente à a meticilina (MRSA), una causa cumuna d'infezzione in a cumunità è in l'ambiente sanitariu. I pazienti cun infezioni da MRSA anu un tassu di mortalità 64% più altu ch'è quelli cun infezioni sensibili à i medicinali. Inoltre, E. coli rapprisenta un risicu glubale perchè l'ultima linea di difesa contr'à l'Enterobacteriaceae resistenti à i carbapenemi (vale à dì, E. coli) hè a colistina, ma i batteri resistenti à a colistina sò stati recentemente segnalati in parechji paesi. 22,23,24,25
Dunque, secondu u Pianu d'Azione Globale di l'Organizazione Mondiale di a Salute nantu à a Resistenza Antimicrobica26, ci hè un bisognu urgente per a scuperta è a sintesi di novi antimicrobici. U grande putenziale di l'antracene è di l'acrilonitrile cum'è agenti antibatterichi27, antifungini28, anticancerosi29 è antioxidanti30 hè statu messu in evidenza in numerosi articuli publicati. À questu riguardu, si pò dì chì questi derivati ​​sò boni candidati per l'usu contr'à Staphylococcus aureus resistente à a meticillina (MRSA).
E recensioni precedenti di a literatura ci anu motivatu à sintetizà novi derivati ​​in queste classi. Dunque, u presente studiu hà avutu cum'è scopu di sviluppà novi sistemi eterociclichi chì cuntenenu gruppi di antracene è acrilonitrilu, valutà a so efficacia antimicrobica è antibatterica, è investigà e so potenziali interazzione di legame cù a proteina 2a legante a penicillina (PBP2a) per docking moleculare. Basendu si nantu à i studii precedenti, u presente studiu hà cuntinuatu a sintesi, a valutazione biologica è l'analisi computazionale di sistemi eterociclichi per identificà agenti Staphylococcus aureus (MRSA) promettenti resistenti à l'antimeticillina cù una putente attività inibitoria di PBP2a31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
A nostra ricerca attuale si cuncentra nantu à a sintesi è a valutazione antimicrobica di novi cumposti eterociclichi chì cuntenenu gruppi antracene è acrilonitrilu. U cloruru di 3-(antracen-9-il)-2-cianoacriloile 4 hè statu preparatu è utilizatu cum'è elementu fundamentale per a custruzzione di novi sistemi eterociclichi.
A struttura di u compostu 4 hè stata determinata aduprendu dati spettrali. U spettru 1H-NMR hà mostratu a presenza di CH= à 9,26 ppm, u spettru IR hà mostratu a presenza di un gruppu carbonile à 1737 cm−1 è un gruppu ciano à 2224 cm−1, è u spettru 13CNMR hà ancu cunfirmatu a struttura pruposta (vede a sezione sperimentale).
A sintesi di u cloruru di 3-(antracen-9-il)-2-cianoacriloile 4 hè stata realizata per idrolisi di i gruppi aromatichi 250, 41, 42, 53 cù una soluzione etanolica di idrossidu di sodiu (10%) per dà l'acidi 354, 45, 56, chì sò stati poi trattati cù cloruru di tionile in un bagnu d'acqua per dà u derivatu di cloruru di acriloile 4 cù un rendimentu elevatu (88,5%), cum'è mostratu in a Figura 3.
Per creà novi cumposti eterociclichi cù l'efficacia antibatterica prevista, hè stata realizata a reazione di u cloruru acilicu 4 cù diversi dinucleofili.
U cloruru d'acidu 4 hè statu trattatu cù idrata d'idrazina à 0° per un'ora. Sfurtunatamente, a pirazolone 5 ùn hè stata ottenuta. U pruduttu era un derivatu d'acrilamide chì a so struttura hè stata cunfirmata da dati spettrali. U so spettru IR hà mostratu bande d'assorbimentu di C=O à 1720 cm−1, C≡N à 2228 cm−1 è NH à 3424 cm−1. U spettru 1H-NMR hà mostratu un signale di scambiu singlettu di i protoni di l'olefina è di i protoni NH à 9,3 ppm (vede a Sezione Sperimentale).
Dui moli di cloruru d'acidu 4 sò state fatte reagisce cù una mole di fenilidrazina per dà u derivatu di N-fenilacriloilidrazina 7 cù un bon rendimentu (77%) (Figura 5). A struttura di 7 hè stata cunfirmata da dati di spettroscopia infrarossa, chì anu mostratu l'assorbimentu di dui gruppi C=O à 1691 è 1671 cm−1, l'assorbimentu di u gruppu CN à 2222 cm−1 è l'assorbimentu di u gruppu NH à 3245 cm−1, è u so spettru 1H-NMR hà mostratu u gruppu CH à 9,15 è 8,81 ppm è u protone NH à 10,88 ppm (vede a sezione sperimentale).
In questu studiu, hè stata investigata a reazione di u cloruru d'acile 4 cù 1,3-dinucleofili. U trattamentu di u cloruru d'acile 4 cù 2-aminopiridina in 1,4-diossanu cù TEA cum'è basa à temperatura ambiente hà datu u derivatu d'acrilamide 8 (Figura 5), ​​a struttura di u quale hè stata identificata utilizendu dati spettrali. I spettri IR anu mostratu bande d'assorbimentu di ciano chì si stendenu à 2222 cm−1, NH à 3148 cm−1, è carbonile à 1665 cm−1; i spettri 1H NMR anu cunfirmatu a presenza di protoni olefinichi à 9,14 ppm (vede a Sezione Sperimentale).
U compostu 4 reagisce cù a tiourea per dà a pirimidinetione 9; u compostu 4 reagisce cù a tiosemicarbazide per dà u derivatu di tiopirazolo 10 (Figura 5). E strutture di i composti 9 è 10 sò state cunfirmate da analisi spettrale è elementale (vede a sezione sperimentale).
A tetrazina-3-tiolu 11 hè stata preparata da a reazzione di u compostu 4 cù a tiocarbazide cum'è 1,4-dinucleofilu (Figura 5), ​​è a so struttura hè stata cunfirmata da spettroscopia è analisi elementale. In u spettru infrarossu, u ligame C=N hè apparsu à 1619 cm−1. À u listessu tempu, u so spettru 1H-NMR hà ritenutu signali multiplastra di protoni aromatichi à 7,78–8,66 ppm è protoni SH à 3,31 ppm (vede a Sezione Sperimentale).
U cloruru d'acriloile 4 reagisce cù l'1,2-diaminobenzene, u 2-aminotiofenolu, l'acidu antranilicu, l'1,2-diaminoetanu è l'etanolamina cum'è 1,4-dinucleofili per furmà novi sistemi eterociclichi (13-16).
E strutture di sti cumposti appena sintetizati sò state cunfirmate da analisi spettrale è elementale (vede a sezione sperimentale). U derivatu di 2-idrossifenilacrilamide 17 hè statu ottenutu per reazione cù u 2-aminofenolu cum'è dinucleofilu (Figura 6), è a so struttura hè stata cunfirmata da analisi spettrale è elementale. U spettru infrarossu di u cumpostu 17 hà mostratu chì i signali C=O è C≡N sò apparsi à 1681 è 2226 cm−1, rispettivamente. Intantu, u so spettru 1H-NMR hà ritenutu u signale singlettu di u protone di l'olefina à 9,19 ppm, è u protone OH hè apparsu à 9,82 ppm (vede a sezione sperimentale).
A reazione di u cloruru d'acidu 4 cù un nucleofilu (per esempiu, etilammina, 4-toluidina è 4-metossianilina) in diossanu cum'è solvente è TEA cum'è catalizatore à temperatura ambiente hà datu i derivati ​​di acrilamide cristallini verdi 18, 19a è 19b. I dati elementali è spettrali di i cumposti 18, 19a è 19b anu cunfirmatu e strutture di sti derivati ​​(vede a Sezione Sperimentale) (Figura 7).
Dopu avè analizatu l'attività antimicrobica di diversi cumposti sintetici, sò stati ottenuti diversi risultati cum'è mostratu in a Tavula 1 è a Figura 8 (vede u schedariu di a figura). Tutti i cumposti testati anu mostratu diversi gradi d'inibizione contr'à u batteriu Gram-positivu MRSA, mentre chì u batteriu Gram-negativu Escherichia coli hà mostratu una resistenza cumpleta à tutti i cumposti. I cumposti testati ponu esse divisi in trè categurie secondu u diametru di a zona d'inibizione contr'à MRSA. A prima categuria era a più attiva è cunsistia in cinque cumposti (6, 7, 10, 13b è 14). U diametru di a zona d'inibizione di sti cumposti era vicinu à 4 cm; i cumposti più attivi in ​​questa categuria eranu i cumposti 6 è 13b. A seconda categuria era moderatamente attiva è cunsistia in altri cinque cumposti (11, 13a, 15, 18 è 19a). A zona d'inibizione di sti cumposti variava da 3,3 à 3,65 cm, cù u cumpostu 11 chì mostrava a più grande zona d'inibizione di 3,65 ± 0,1 cm. Da l'altra parte, l'ultimu gruppu cuntene trè cumposti (8, 17 è 19b) cù a più bassa attività antimicrobica (menu di 3 cm). A figura 9 mostra a distribuzione di e diverse zone d'inibizione.
Ulteriori investigazioni nantu à l'attività antimicrobica di i cumposti testati anu implicatu a determinazione di a MIC è di a MBC per ogni cumpostu. I risultati anu variatu ligeramente (cum'è mostratu in e Tabelle 2, 3 è a Figura 10 (vede u schedariu di a figura)), cù i cumposti 7, 11, 13a è 15 apparentemente riclassificati cum'è i migliori cumposti. Avianu i stessi valori MIC è MBC più bassi (39,06 μg/100 μL). Ancu s'è i cumposti 7 è 8 avianu valori MIC più bassi (9,7 μg/100 μL), i so valori MBC eranu più alti (78,125 μg/100 μL). Dunque, sò stati cunsiderati più debuli cà i cumposti citati prima. Tuttavia, questi sei cumposti eranu i più efficaci di quelli testati, postu chì i so valori MBC eranu inferiori à 100 μg/100 μL.
I cumposti (10, 14, 18 è 19b) eranu menu attivi paragunati à l'altri cumposti testati, postu chì i so valori MBC variavanu da 156 à 312 μg/100 μL. Da l'altra parte, i cumposti (8, 17 è 19a) eranu i menu promettenti, postu chì avianu i valori MBC più alti (625, 625 è 1250 μg/100 μL, rispettivamente).
Infine, secondu i livelli di tolleranza mostrati in a Tavula 3, i cumposti testati ponu esse divisi in duie categurie secondu u so modu d'azione: cumposti cù effettu battericida (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) è cumposti cù effettu antibattericu (6, 13b, 14, 17, 19a). Trà elli, i cumposti 7, 11, 13a è 15 sò preferiti, chì mostranu attività letale à una cuncentrazione assai bassa (39,06 μg/100 μL).
Dece di i tredeci cumposti testati anu dimustratu un putenziale contr'à u Staphylococcus aureus resistente à a meticillina (MRSA) resistente à l'antibiotici. Dunque, si raccomanda un ulteriore screening cù agenti patogeni più resistenti à l'antibiotici (in particulare isolati lucali chì coprenu batteri Gram-positivi è Gram-negativi patogeni) è lieviti patogeni, è ancu test citotossici di ogni cumpostu per valutà a so sicurezza.
Studi di docking moleculare sò stati realizati per valutà u putenziale di i cumposti sintetizati cum'è inhibitori di a proteina legante a penicillina 2a (PBP2a) in Staphylococcus aureus resistente à a meticilina (MRSA). PBP2a hè un enzima chjave implicatu in a biosintesi di a parete cellulare batterica, è l'inibizione di questu enzima interferisce cù a furmazione di a parete cellulare, purtendu infine à a lisi batterica è a morte cellulare1. I risultati di u docking sò elencati in a Tabella 4 è descritti in più dettagliu in u schedariu di dati supplementari, è i risultati mostranu chì parechji cumposti anu mostratu una forte affinità di legame per PBP2a, in particulare i residui chjave di u situ attivu cum'è Lys 273, Lys 316 è Arg 298. L'interazzione, cumprese u ligame à l'idrogenu è u π-stacking, eranu assai simili à quelle di u ligante chinazolinone co-cristallizatu (CCL), indicendu u putenziale di questi cumposti cum'è inhibitori putenti.
I dati di docking moleculare, inseme cù altri parametri di calculu, anu suggeritu fermamente chì l'inibizione di PBP2a era u mecanismu chjave rispunsevule di l'attività antibatterica osservata di sti cumposti. I punteggi di docking è i valori di deviazione quadratica media (RMSD) anu rivelatu ulteriormente l'affinità è a stabilità di legame, sustinendu sta ipotesi. Cum'è mostratu in a Tabella 4, mentre parechji cumposti anu mostratu una bona affinità di legame, alcuni cumposti (per esempiu, 7, 9, 10 è 14) avianu punteggi di docking più alti cà u ligante co-cristallizatu, indicendu chì ponu avè interazioni più forti cù i residui di u situ attivu di PBP2a. Tuttavia, i cumposti più bioattivi 6 è 13b anu mostratu punteggi di docking ligeramente più bassi (-5,98 è -5,63, rispettivamente) paragunati à l'altri ligandi. Questu suggerisce chì, ancu se i punteggi di docking ponu esse aduprati per predisce l'affinità di legame, altri fattori (per esempiu, a stabilità di u ligante è l'interazioni moleculari in l'ambiente biologicu) ghjocanu ancu un rolu chjave in a determinazione di l'attività antibatterica. In particulare, i valori RMSD di tutti i cumposti sintetizzati eranu inferiori à 2 Å, cunfirmendu chì e so pose di docking sò strutturalmente coerenti cù a cunfurmazione di legame di u ligante co-cristallizatu, sustenendu ulteriormente u so putenziale cum'è potenti inibitori di PBP2a.
Ancu s'è i punteggi di docking è i valori RMS furniscenu previsioni preziose, a currelazione trà questi risultati di docking è l'attività antimicrobica ùn hè micca sempre chjara à prima vista. Ancu s'è l'inibizione di PBP2a hè fortemente sustenuta cum'è un fattore chjave chì influenza l'attività antimicrobica, parechje differenze suggerenu chì altre proprietà biologiche ghjocanu ancu un rolu impurtante. I cumposti 6 è 13b anu mostratu a più alta attività antimicrobica, cù un diametru di zona d'inibizione di 4 cm è i valori MIC (9,7 μg/100 μL) è MBC (78,125 μg/100 μL) più bassi, malgradu i so punteggi di docking più bassi paragunati à i cumposti 7, 9, 10 è 14. Questu suggerisce chì, ancu s'è l'inibizione di PBP2a cuntribuisce à l'attività antimicrobica, fattori cum'è a solubilità, a biodisponibilità è a dinamica d'interazione in l'ambiente battericu influenzanu ancu l'attività generale. A Figura 11 mostra e so pose di docking, indicendu chì i dui cumposti, ancu cù punteggi di legame relativamente bassi, sò sempre capaci di interagisce cù i residui chjave di PBP2a, stabilizendu potenzialmente u cumplessu d'inibizione. Questu mette in risaltu chì, mentre u docking moleculare furnisce informazioni impurtanti nantu à l'inibizione di PBP2a, altri fattori biologichi devenu esse cunsiderati per capisce cumpletamente l'effetti antimicrobici di sti cumposti in u mondu reale.
Utilizendu a struttura cristallina di PBP2a (PDB ID: 4CJN), sò state custruite carte d'interazione 2D è 3D di i cumposti i più attivi 6 è 13b agganciati à a proteina legante a penicillina 2a (PBP2a) di Staphylococcus aureus resistente à a meticillina (MRSA). Queste carte paragunanu i mudelli d'interazione di sti cumposti cù u ligante chinazolinone (CCL) co-cristallizatu ri-agganciatu, mettendu in risaltu l'interazioni chjave cum'è u ligame à l'idrogenu, u π-stacking è l'interazioni ioniche.
Un mudellu simile hè statu osservatu per u compostu 7, chì hà mostratu un puntuatu di docking relativamente altu (-6,32) è un diametru di zona d'inibizione simile (3,9 cm) à u compostu 10. Tuttavia, a so MIC (39,08 μg/100 μL) è MBC (39,06 μg/100 μL) eranu significativamente più alti, indicendu chì necessitava concentrazioni più elevate per mustrà un effettu antibattericu. Questu suggerisce chì, ancu s'è u compostu 7 hà mostratu una forte affinità di legame in studii di docking, fattori cum'è a biodisponibilità, l'assorbimentu cellulare, o altre proprietà fisico-chimiche ponu limità a so efficacia biologica. Ancu s'è u compostu 7 hà mostratu proprietà battericide, era menu efficace in l'inibizione di a crescita batterica paragunatu à i composti 6 è 13b.
U compostu 10 hà mostratu una differenza più drammatica cù u puntu di docking più altu (-6,40), chì indica una forte affinità di legame à PBP2a. Tuttavia, a so zona di diametru d'inibizione (3,9 cm) era paragunabile à u compostu 7, è u so MBC (312 μg/100 μL) era significativamente più altu ch'è i composti 6, 7 è 13b, chì indica una attività battericida più debule. Questu suggerisce chì, malgradu e bone previsioni di docking, u compostu 10 era menu efficace in l'uccisione di MRSA per via di altri fattori limitanti cum'è a solubilità, a stabilità o a scarsa permeabilità di a membrana batterica. Quessi risultati sustenenu a capiscitura chì, mentre l'inibizione di PBP2a ghjoca un rolu chjave in l'attività antibatterica, ùn spiega micca cumpletamente e differenze in l'attività biologica osservate trà i composti testati. Queste differenze suggeriscenu chì sò necessarie ulteriori analisi sperimentali è valutazioni biologiche approfondite per elucidà cumpletamente i meccanismi antibatterici implicati.
I risultati di docking moleculare in a Tavula 4 è u File di Dati Supplementari mettenu in risaltu a relazione cumplessa trà i punteggi di docking è l'attività antimicrobica. Ancu s'è i cumposti 6 è 13b anu punteggi di docking più bassi cà i cumposti 7, 9, 10 è 14, mostranu a più alta attività antimicrobica. E so carte d'interazione (mostrate in a Figura 11) indicanu chì, malgradu i so punteggi di legame più bassi, formanu sempre legami à l'idrogenu significativi è interazzione di π-stacking cù residui chjave di PBP2a chì ponu stabilizà u cumplessu enzima-inibitore in modu biologicamente beneficu. Malgradu i punteggi di docking relativamente bassi di 6 è 13b, a so attività antimicrobica migliorata suggerisce chì altre proprietà cum'è a solubilità, a stabilità è l'assorbimentu cellulare devenu esse cunsiderate in cunghjunzione cù i dati di docking quandu si valuta u putenziale di l'inibitore. Questu mette in risaltu l'impurtanza di cumbinà studii di docking cù analisi antimicrobica sperimentale per valutà accuratamente u putenziale terapeuticu di novi cumposti.
Questi risultati mettenu in risaltu chì, mentre u docking moleculare hè un strumentu putente per prevede l'affinità di legame è identificà i potenziali meccanismi d'inibizione, ùn si deve micca fidà solu di ellu per determinà l'efficacia antimicrobica. I dati moleculari suggerenu chì l'inibizione di PBP2a hè un fattore chjave chì influenza l'attività antimicrobica, ma i cambiamenti in l'attività biologica suggerenu chì altre proprietà fisico-chimiche è farmacocinetiche devenu esse ottimizzate per migliurà l'efficacia terapeutica. I studii futuri devenu fucalizza si nantu à l'ottimisazione di a struttura chimica di i cumposti 7 è 10 per migliurà a biodisponibilità è l'assorbimentu cellulare, assicurendu chì e forti interazioni di docking sianu tradutte in una vera attività antimicrobica. Ulteriori studii, cumpresi biosaggi supplementari è analisi di a relazione struttura-attività (SAR), saranu cruciali per migliurà a nostra comprensione di cumu questi cumposti funzionanu cum'è inibitori di PBP2a è per sviluppà agenti antimicrobici più efficaci.
I cumposti sintetizati da u cloruru di 3-(antracen-9-il)-2-cianoacriloile 4 anu mostratu diversi gradi di attività antimicrobica, cù parechji cumposti chì anu dimustratu una inibizione significativa di Staphylococcus aureus resistente à a meticillina (MRSA). L'analisi di a relazione struttura-attività (SAR) hà rivelatu caratteristiche strutturali chjave chì sò à a basa di l'efficacia antimicrobica di sti cumposti.
A prisenza di i gruppi acrilonitrile è antracene s'hè rivelata cruciale per rinfurzà l'attività antimicrobica. U gruppu nitrile altamente reattivu in l'acrilonitrile hè necessariu per facilità l'interazioni cù e proteine ​​batteriche, cuntribuendu cusì à e proprietà antimicrobiche di u compostu. I composti chì cuntenenu sia acrilonitrile sia antracene anu dimustratu in modu consistente effetti antimicrobici più forti. L'aromaticità di u gruppu antracene hà stabilizatu ulteriormente questi composti, potenzialmente rinfurzendu a so attività biologica.
L'introduzione di anelli eterociclici hà migliuratu significativamente l'efficacia antibatterica di parechji derivati. In particulare, u derivatu di benzotiazolu 13b è u derivatu di acrilidrazide 6 anu mostratu a più alta attività antibatterica cù una zona d'inibizione di circa 4 cm. Quessi derivati ​​eterociclici anu mostratu effetti biologichi più significativi, chì indicanu chì a struttura eterociclica ghjoca un rolu chjave in l'effetti antibatterici. In listessu modu, a pirimidinetione in u compostu 9, u tiopirazolu in u compostu 10, è l'anellu di tetrazina in u compostu 11 anu cuntribuitu à e proprietà antibatteriche di i cumposti, mettendu in risaltu l'impurtanza di a mudificazione eterociclica.
Trà i cumposti sintetizati, 6 è 13b si sò distinti per e so eccellenti attività antibatteriche. A cuncentrazione inibitoria minima (MIC) di u cumpostu 6 era di 9,7 μg/100 μL, è a cuncentrazione battericida minima (MBC) era di 78,125 μg/100 μL, mettendu in risaltu a so eccellente capacità di eliminà Staphylococcus aureus resistente à a meticillina (MRSA). In listessu modu, u cumpostu 13b avia una zona d'inibizione di 4 cm è bassi valori di MIC è MBC, cunfirmendu a so putente attività antibatterica. Quessi risultati mettenu in risaltu i roli chjave di i gruppi funziunali acriloidrazide è benzotiazolu in a determinazione di a bioefficacia di sti cumposti.
In cuntrastu, i cumposti 7, 10 è 14 anu dimustratu una attività antibatterica muderata cù zone d'inibizione chì varianu da 3,65 à 3,9 cm. Quessi cumposti necessitavanu concentrazioni più elevate per tumbà cumpletamente i batteri, cum'è riflessu da i so valori MIC è MBC relativamente alti. Ancu s'è sti cumposti eranu menu attivi cà i cumposti 6 è 13b, anu sempre dimustratu un putenziale antibattericu significativu, ciò chì suggerisce chì l'incorporazione di gruppi acrilonitrile è antracene in l'anellu eterociclicu cuntribuisce à u so effettu antibattericu.
I cumposti anu diversi modi d'azione, alcuni chì mostranu proprietà battericide è altri chì mostranu effetti batteriostatici. I cumposti 7, 11, 13a è 15 sò batteriostatici è richiedenu concentrazioni più basse per tumbà cumpletamente i batteri. In cuntrastu, i cumposti 6, 13b è 14 sò batteriostatici è ponu inibisce a crescita batterica à concentrazioni più basse, ma richiedenu concentrazioni più alte per tumbà cumpletamente i batteri.
In generale, l'analisi di a relazione struttura-attività mette in risaltu l'impurtanza di l'introduzione di gruppi di acrilonitrilu è antracenu è strutture eterocicliche per ottene una attività antibatterica significativa. Quessi risultati suggerenu chì l'ottimisazione di sti cumpunenti strutturali è l'esplorazione di ulteriori mudificazioni per migliurà a solubilità è a permeabilità di a membrana ponu purtà à u sviluppu di farmaci anti-MRSA più efficaci.
Tutti i reagenti è i solventi sò stati purificati è secchi aduprendu procedure standard (El Gomhouria, Egittu). I punti di fusione sò stati determinati aduprendu un apparecchiu elettronicu di puntu di fusione GallenKamp è sò riportati senza currezzione. I spettri infrarossi (IR) (cm⁻1) sò stati registrati à u Dipartimentu di Chimica, Facultà di Scienze, Università Ain Shams aduprendu pellet di bromuru di potassiu (KBr) nantu à un spettrometru Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).
I spettri 1H NMR sò stati ottenuti à 300 MHz utilizendu un spettrometru NMR GEMINI (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, USA) è un spettrometru NMR BRUKER 300 MHz (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.). U tetrametilsilanu (TMS) hè statu utilizatu cum'è standard internu cù dimetilsulfossido deuteratu (DMSO-d₆). E misurazioni NMR sò state effettuate à a Facultà di Scienze, Università di u Cairo, Giza, Egittu. L'analisi elementale (CHN) hè stata effettuata utilizendu un Analizzatore Elementale Perkin-Elmer 2400 è i risultati ottenuti sò in bon accordu cù i valori calculati.
Una mistura d'acidu 3 (5 mmol) è di cloruru di tionile (5 ml) hè stata riscaldata in un bagnu d'acqua à 65 °C per 4 ore. L'eccessu di cloruru di tionile hè statu eliminatu per distillazione sottu pressione ridutta. U solidu rossu risultante hè statu raccoltu è utilizatu senza ulteriore purificazione. Puntu di fusione: 200-202 °C, rendimentu: 88,5%. IR (KBr, ν, cm−1): 2224 (C≡N), 1737 (C=O). 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,26 (s, 1H, CH=), 7,27-8,57 (m, 9H, eteroaromatizazione). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115,11 (C≡N), 124,82–130,53 (CH antracene), 155,34, 114,93 (CH=C–C=O), 162,22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291,73111. Analista. Calculatu per C18H10ClNO (291,73): C, 74,11; H, 3,46; N, 4,80. Truvatu: C, 74,41; H, 3,34; N, 4,66%.
À 0°C, 4 (2 mmol, 0,7 g) hè statu dissoltu in diossanu anidru (20 ml) è l'idratu di idrazina (2 mmol, 0,16 ml, 80%) hè statu aghjuntu goccia à goccia è agitatu per 1 ora. U solidu precipitatu hè statu raccoltu per filtrazione è ricristallizatu da etanolu per dà u compostu 6.
Cristalli verdi, puntu di fusione 190-192 ℃, rendimentu 69,36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,3 (br s, H, NH, scambiabile), 7,69-8,51 (m, 18H, eteroaromaticu), 9,16 (s, 1H, CH=), 8,54 (s, 1H, CH=); Valore calculatu per C33H21N3O (475,53): C, 83,35; H, 4,45; N, 8,84. Truvatu: C, 84,01; H, 4,38; N, 8,05%.
Dissolve 4 (2 mmol, 0,7 g) in 20 ml di soluzione di diossanu anidru (cuntenente qualchì goccia di trietilamina), aghjunghje fenilidrazina/2-aminopiridina (2 mmol) è mischjà à temperatura ambiente per 1 è 2 ore, rispettivamente. Versà a mistura di reazione in ghiaccio o acqua è acidificà cù acidu cloridricu diluitu. Filtrà u solidu separatu è ricristallizà da etanolu per ottene 7 è ricristallizà da benzene per ottene 8.
Cristalli verdi, puntu di fusione 160-162℃, rendimentu 77%; IR (KBr, ν, cm−1): 3245 (NH), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10,88 (s, 1H, NH, scambiabile), 9,15 (s, 1H, CH=), 8,81 (s, 1H, CH=), 6,78-8,58 (m, 23H, eteroaromaticu); Valore calculatu per C42H26N4O2 (618,68): C, 81,54; H, 4,24; N, 9,06. Truvatu: C, 81,96; H, 3,91; N, 8,91%.
4 (2 mmol, 0,7 g) hè statu dissoltu in 20 ml di soluzione di diossanu anidru (cuntenente qualchì goccia di trietilamina), hè stata aghjunta 2-aminopiridina (2 mmol, 0,25 g) è a mistura hè stata agitata à temperatura ambiente per 2 ore. A mistura di reazione hè stata versata in acqua ghiacciata è acidificata cù acidu cloridricu diluitu. U precipitatu furmatu hè statu filtratu è ricristallizatu da benzene, dendu cristalli verdi di 8 cù un puntu di fusione di 146-148 °C è una resa di 82,5%; spettru infrarossu (KBr) ν: 3148 (NH), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) cm−1. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8,78 (s, H, NH, scambiabile), 9,14 (s, 1H, CH=), 7,36-8,55 (m, 13H, eteroaromatizazione); Calculatu per C23H15N3O (348,38): C, 79,07; H, 4,33; N, 12,03. Truvatu: C, 78,93; H, 3,97; N, 12,36%.
U cumpostu 4 (2 mmol, 0,7 g) hè statu dissoltu in 20 ml di diossanu seccu (cuntenendu qualchì goccia di trietilamina è 2 mmol di tiourea/semicarbazide) è riscaldatu à reflux per 2 ore. U solvente hè statu evaporatu sottu vuotu. U residuu hè statu ricristallizatu da diossanu per dà una mistura.