Спектроскопические и кристаллографические свойства биоактивных производных гидроксипирролидин-2-она

Пять производных гидроксипирролидин-2-она синтезированы однореакторным методом без растворителя с использованием н-пропиламина, изопропиламина и этилендиамина с производным 2(3H)фуранона. Продукты реакции продемонстрировали исключительно эффективный выход и экологичность. Спектроскопический анализ применен для полной характеристики образцов в дополнение к анализу рентгеновской дифракции монокристаллов и результатам вычислений. Монокристаллическая дифракция соединения 1 подтвердила его кристаллизацию в моноклинной системе. Структура демонстрирует значительную плотность взаимодействий O–H…O между молекулами, что согласуется с выводами анализа по Хиршфельду. Проведено сравнение результатов расчетов теории функционала плотности (DFT) и наблюдаемой кристаллической структуры. Выявлена заметная корреляция между экспериметальными и теоретическими значениями. Для проявления биоактивности наиболее электрофильный участок должен находиться вблизи гидроксильной группы, связанной с гетероциклическим кольцом, на что указывает электростатический потенциал молекулы. Граничные молекулярные орбитали исследованы для определения энергетической щели между высшей занятой молекулярной орбиталью (HOMO) и низшей вакантной молекулярной орбиталью (LUMO), что указывает на значительную молекулярную стабильность. При дозировке 3.4 мкг/мл соединение 1 проявило мощную эффективность против опухолей молочной железы и толстой кишки в клеточных линиях  HCT-116 и MCF-7 соответственно. Соединение 5 проявило высокую антибактериальную aктивность. 

1. V. O. Koz’minykh, N. M. Igidov, S. S. Zykova, V. É. Kolla, N. S. Shuklina, T. F. Odegova. Pharm. Chem. J., 36, 188–191 (2002), https://doi.org/10.1023/A:1019832621371.

2. Y. Geng, X. Wang, L. Yang, H. Sun, Y. Wang, Y. Zhao, R. She, M.-X. Wang, D.-X. Wang. PLoS One, 10, 1–15 (2015), https://doi.org/10.1371/journal.pone.0128928.

3. K. Ma, P. Wang, W. Fu, X. Wan, L. Zhou, Y. Chu, D. Ye. Bioorg. Med. Chem. Lett., 21, 6724–6727 (2011), https://doi.org/10.1016/J.BMCL.2011.09.054.

4. V. L. Gein, M. N. Armisheva, N. A. Rassudikhina, M. I. Vakhrin, E. V. Voronina. Pharm. Chem. J., 45, 162–164 (2011), https://doi.org/10.1007/s11094-011-0584-0.

5. V. L. Gein, V. A. Mihalev, N. N. Kasimova, E. V. Voronina, M. I. Vakhrin, E. B. Babushkina. Pharm. Chem. J., 41, 208–210 (2007), https://doi.org/10.1007/s11094-007-0047-9.

6. V. L. Gein, V. V. Yushkov, N. N. Kasimova, N. S. Shuklina, M. Yu. Vasil’eva, M. V. Gubanova. Pharm. Chem. J., 39, 484–487 (2005), https://doi.org/10.1007/s11094-006-0006-x.

7. M. S. F. Franco, G. A. Casagrande, C. Raminelli, S. Moura, M. Rossatto, F. H. Quina, C. M. P. Pereira, A. F. C. Flores, L. Pizzuti. Synth. Commun., 45, 692–701 (2015), https://doi.org/10.1080/00397911.2014.978504.

8. M. Anada, S. Hashimoto. Tetrahedron. Lett., 39, 79–82 (1998), https://doi.org/10.1016/S00404039(97)10493-2.

9. D.-R. Choi, K.-Y. Lee, Y.-S. Chung, J.-E. Joo, Y.-H. Kim, C.-Y. Oh, Y.-S. Lee, W.-H. Ham. Arch. Pharm. Res., 28, 151–158 (2005), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15789742 (accessed June 19, 2018).

10. L. E. Burgess, A. I. Meyers. J. Org. Chem., 57, 1656–1662 (1992), https://doi.org/10.1021/jo00032a012.

11. L. E. Overman, T. P. Remarchuk. J. Am. Chem. Soc., 124, 12–13 (2002), https://doi.org/10.1021/ja017198n.

12. V. Singh, R. Saxena, S. Batra. J. Org. Chem., 70, 353–356 (2005), https://doi.org/10.1021/jo048411b.

13. R. Sarkar, C. Mukhopadhyay. Tetrahedron Lett., 54, 3706–3711 (2013), https://doi.org/10.1016/J.TETLET.2013.05.017.

14. J. Sun, Q. Wu, E.-Y. Xia, C.-G. Yan. Eur. J. Org. Chem., 2981–2986 (2011), https://doi.org/10.1002/ejoc.201100008.

15. Q. Zhu, H. Jiang, J. Li, S. Liu, C. Xia, M. Zhang. J. Comb. Chem., 11, 685–696 (2009), https://doi.org/10.1021/cc900046f.

16. B. M. Awad, H. A. Saad, E. M. Nassar, E. M. Azmy. J. Am. Sci., 9, 566–577 (2013), https://doi.org/10.7537/marsjas090613.71.

17. P. Skehan, R. Storeng, D. Scudiero, A. Monks, J. McMahon, D. Vistica, J. T. Warren, H. Bokesch, S. Kenney, M. R. Boyd. J. Natl. Cancer. Inst., 82, 1107–1112 (1990), http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2359136 (accessed June 19, 2018).

18. B. F. Abdel-Wahab, M. H. Sharaf, J. C. Fettinger, A. A. Farahat, A. F. Mabied. Chem. Select, 9, e202402829 (2024), https://doi.org/10.1002/SLCT.202402829.

19. H. D. Flack, G. Bernardinelli. Use of X-ray crystallography to determine absolute configuration, Chirality, 20, 681–690 (2008), https://doi.org/10.1002/chir.20473.

20. M. A. Spackman, D. Jayatilaka. Cryst. Eng. Comm., 11, 19–32 (2009), https://doi.org/10.1039/B818330A.1

21. A. F. Mabied, A. H. Moustafa, A. A. Abdelhamid, T. M. Tiama, A. A. Amer. Sci. Rep., 13, 19510 (2023), https://doi.org/10.1038/s41598-023-45533-1.

22. A. F. Mabied, A. H. Moustafa, A. A. Abdelhamid, T. M. Tiama, A. A. Amer. Chem. Select., 9, e202304470 (2024), https://doi.org/10.1002/slct.202304470.

23. E. A. Ahmed, K. M. Mohamed, S. A. Thabet, A. H. Moustafa, A. F. Mabied, A. Khodairy. Synth. Commun., 53, 1020–1029 (2023), https://doi.org/10.1080/00397911.2023.2207127.

24. A. H. Moustafa, W. W. Ahmed, A. Khodairy, A. F. Mabied, A. Moustafa, M. F. El-Sayed. J. Mol. Struct., 1230, 129888 (2021), https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.129888.

25. A. F. Mabied, E. M. Shalaby, H. A. Zayed, I. S. A. Farag. J. Crystallogr., 1–6 (2014), http://www.hindawi.com/journals/jcrys/2014/179671/.

26. E. M. Azmy, B. M. Awad, H. A. Hefni, H. A. Saad, A. M. Eltoukhya, A. F. Mabied, M. S. M. A. ElKareem, N. Demitri. J. Appl. Spectrosc., 88, 414–423 (2021), https://doi.org/10.1007/s10812-021-01189-1.

27. E. Azmy, B. Awad, H. Hefni, H. Saad, A. Eltoukhy, A. Mabied. J. Sci. Res. Sci., 35, 1–16 (2018), https://doi.org/10.21608/jsrs.2018.15776.

28. A. Lausi, M. Polentarutti, S. Onesti, J. R. Plaisier, E. Busetto, G. Bais, L. Barba, A. Cassetta, G. Campi, D. Lamba, A. Pifferi, S. C. Mande, D. D. Sarma, S. M. Sharma, G. Paolucci. Eur. Phys. J. Plus, 130, 43 (2015), https://doi.org/10.1140/epjp/i2015-15043-3.

29. W. Kabsch. Acta Crystallogr. D: Biol. Crystallogr., 66, 125–132 (2010), https://doi.org/10.1107/S0907444909047337.

30. G. M. Sheldrick. Acta Crystallogr. A: Found Adv., 71, 3–8 (2015), https://doi.org/10.1107/S2053273314026370.

31. A. L. Spek. Acta Crystallogr. D: Biol. Crystallogr., 65, 148–155 (2009), https://doi.org/10.1107/S090744490804362X.

32. L. J. Farrugia. J. Appl. Crystallogr., 45, 849–854 (2012), https://doi.org/10.1107/S0021889812029111.

33. F. H. Allen, O. Kennard, D. G. Watson, L. Brammer, A. G. Orpen, R. Taylor. J. Chem. Soc., Perkin Transactions, 2 (1987) S1, https://doi.org/10.1039/p298700000s1.

34. P. R. Spackman, M. J. Turner, J. J. McKinnon, S. K. Wolff, D. J. Grimwood, D. Jayatilaka, M. A. Spackman. J. Appl. Crystall., 54, 1006–1011 (2021), https://doi.org/10.1107/S1600576721002910.

35. J. Foresman, A. Frisch. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, Gaussian Inc, Pittsburgh, PA (1996).

36. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, et al. Gaussian09, Revision, Gaussian Inc., Wallingford CT (2009).

37. A. Frisch, A. B. Nielson, A. J. Holder. Gauss View User Manual, Gaussian Inc., Pittsburgh, P. A. (2005).

38. B. D. Joshi, R. Mishra, P. Tandon, A. C. Oliveira, A. P. Ayala. J. Mol. Struct., 1058, 31–40 (2014), https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2013.10.062.

39. C. Muñoz-Caro, A. Niño, M. L. Senent, J. M. Leal, S. Ibeas. J. Org. Chem., 65, No. 2, 405–410 (2000), https://doi.org/10.1021/jo991251x.

40. J. Yu, N. Q. Su, W. Yang. JACS Au, 2, No. 6, 1383–1394 (2022), https://doi.org/10.1021/JACSAU.2C00085.