5-N itro-2-(p-Sübstitüefen il) Benzoksazol Türevlerinin Sentez,

FABAD Farın. Bil. Der.

12, 39. 47, 1987

FABAD J. Phann. Sel.

12, 39-47, 1987

CJ3ili11ırel dlıa~lt una la r

5-N itro-2-(p-Sübstitüefen il) Benzoksazol Türevlerinin Sentez,

Yapı Açıklamaları ve 1\11ikrobiyolojik Etkileri- il!

Seçkin ÖZDEN(*) Tuncel ÖZDEN(*) Esin ŞENER(*) İsmail YALÇIN(*) Ahmet AKIN(**)

Sullıiye YILDIZ(**)

Özet : Bu çalışmada, an\biibakıteriyel ve antifunıgal etkileri aııaştınl­

mak üzere, 5. ıkJonumunda nitro grulbu rtaşıyan toplamı 6 aıdet 2-(p-sübs- titüefunil) benzoksazıol türervi se:nJtezlıenmiştir. Bileşiklerin sentezleri, 2- amino-4-nirtrofenol ve ilgüi p~süb,stitüe!benzoik a.-sitlerin, polifosforik

asiıt varlığında ısıtılması ile gerçekleştirilmiştir.

Elde edilen !bileşiklerin safüklııncı, 1.T.K. ile kontrol edildikten son·

ra, erime ıdereceleri saptanmış ve yapılan UV, IR, NMR ve Eleımentel

Analiz ınetodları ile açıklanmıştır.

Sentezlenen ıbileşiklerin, gram ( +) !bakterilerden Staphylococcus aureus, Streptococcus faecalis'e lkarşı, graım (-) baıkterilerden Esche- ridha coli, Klebsiella pneu:moniae ve Pseudomonas aeru:ginosa'ya kar-

şı antibakrt.eriyel ve Candida albicans'a ,karşı ise antifungal etkileri, minimum inhibisyonlannın konsantrasyıonlan (MİK) şeklinde belir- lendi.

(*) A.Ü. Eczaıc1lı.k FaıküLteısi, Farmasöt:iJk Kimya Anaibilim Dalı, Tandoğaın, Arıikaııa.

(**) A.Ü. Eczacılık Frukültesi, Mikrobiyoloji Bilim Dalı, Tandoğan, Ankara.

Türevleri içinde en etkili olarak VI nolu bileşik olan 5-nitro-2-

(p-ıbromofenil) benzoksazol bulunmuştur. Bu ıbileşik özellikle gram ( +)

baıfüterilerinden S. aureus ve gr:am (-) bakterüerden !(. pneumoniae'ya karşı, MİK : 6.2 .µıg/ml olıarak en yü'ksek antiıbakte:riyel etıkiyi gös-

termiştir.

THE SYNTHESIS, STRUC'l'URE ELUCIDATION AND MICROBIOLOG!CAL ACTIVITIES OF 5-NITR0-2- (p-SUBSTITUTEDPHENYL) BENZOXAZOLES -HI

Summary : In this research, totally 6 coınpounds which were 2-(p..rsubstitutedphenyl) benzoxazole derivatiıves, haıving nitro group at the fifth position were prepared and tıhe antibacterial, antifungal activities were studied. These compounds vJere synthesized b:;r o:::::ıı­

densing 2-aımino-4-nitrophenol with appropriate ca:rboxylic aci<ls in the presence of pol,ypıhosp.._tıoric acid.

Tıb.e purity of Uhese compounds were controlled by T.L.C. and the metting points were ıdetermined. Cıhemical structures of tıhese com- pouilJds were eluci¹dated :by usinJg UV, IR, NMR and Elemental Analysis methods.

':Dhe minimum innh.ibitory concentration (MIC) actiıvities of the compounds aıgainst lbacteria ,Staphylococcus aureus, Streptococcus feacalis (gram (

+ )),

The oompound VI, 5-nitro-2-(p.ıbromophenyl) benzı0xazole, showt!d the ıbest act1vity, especiall:y against S. aureus and K. pneumoniae in a concentrntion of MIC : 6.2 p/mL

KEYWORDS : 5-Nitro-2-(p'bromophenyl) benzoxazole, UV, IR, NMR, Elemental Analysis Methods, Microbiolagical Activity.

GİRİŞ

Önceki ça!rşmalarımızda, kanti- tatif etkiye olan ,katkılarını incele- yebilmek amacıyl,a 2. konumlarında

sübstitüent taşıyan benzoksazol tü- revleri sentezlenerek, antibakıteri­

yel etkileri incelenmiştir (!).

Bu çalışmada ise 5_ konumda, elektron çekici özelli'kteki nitro

grubu taşıyan 2.-rp-sübstiüefenil ben- zoksazol türevlerinin sentezleri

planlanmışıtır.

Bugüne kadar bu bileşiklerin antiıbaık:teriyel etkileri konusunda

hiıçlbir araştırma bulunmamakta-

dır. Bu nedenle, bu bileşikler de 6a.ha önceki çalışmaımız;da e1e alı­

nan (!), gram (

+ ),

terilerc ve Candia albicans'a karşı

aktiv.Ltclerinin saptanması düşünül­

n1üşrtür.

GEREÇ VE YÖl\\1'EMLER Kimyasal Bileşikler :

Sentez başlangıç bileşikleri ve çözücüler, Merek, Aldriclı, Riedel ve Ega teknik ve analitik özellik- teki an lbi1eşi-klerdir.

Aletsel analiz çalışmalarında spektrıofotometri:k saflıkta I<Br (Merdk) ve metanol (Aldrich), trif..

lorüasetik asit (Merek), kromotog- rafik çahşmalaı;da adsorıban olarak KiseLgel HF₂₅₄ kullanılmıştır.

Elektronik Cihazlar :

Aletsel analiz çalışmalarında

Erime Derecesi Tayin C:ilhazı (Mett- ler FP-5 ve FP-51), Infrared Spekt- rofotometresi (Pye Unicam SP 1025), Ultraviyole Spektrofotome"t- resi (Pye Unicam SP 1700), Nükleer Magnetik Rezonans Spektrometresi (Perkin Elmer R 32) ve Elemente]

Analiz Cihazı (Perkin Elmer Model 240"C) kullanılmıştır.

5-Nitro-2-(p-sü.bstitüefenil) benzok- sazol Halka SisteminJn ^Oluşturu1-

ması:

O.Ol mol 2-amino.:4-nitrofenol ile 0.02 mol p-süıb.stitüeıbenzoik asit, 13 g polifosforik asit içinde, ^yağ banyosunda, geri çeviren soğutucu altında ,k:ariş,tırılarak ısıtıldı. Uygu- lanan ısı ,ve süreler, her bileşik için

ayrı ~rı, bulgular .kısmında Tab- lo 1 de verilmiştir. Bu sürelerin so-

nunda oluşan üriin buzlu suya dö- külerek, alkali reaksiyon verinceye kadar ortama % !O Iuk NaOH çözel-

tiısi ilave edildi. A~kali çözelti 3 ke7 ibenzen ile ekstre edilıdi. Benzenli tabakalar ibirleştiıikli ve distile su ile yrkandı. VaJkumda yoğunlaştırıl­

dı. Susuz sodyum sülfat üzerinden kurutul,du, tekrar vakumda kurulu-

ğa: k:adar uçuruldu. Etanol içerisin- de çöIDlüp, aktif kömür ile rengi giderildikten sonra kristallendirildi.

Süzülüp alınan kristaller vakum etüvünde kurutuldu.

Spektral Analizler :

Bileşiklerin UV spekrtrumları

metanol içerisinde 10-³ M çö.zeltile- rinden hazırlanarak alındı. IR

speıktrumları potasyum bromür pelletleri !halinde,_ NMR spektr..ımla­

rı ise trifloroasetik asit içerisin-1e çöIDlerek rve internal standart ola- rak tetrametilsilan kullanılarak alındı. Sonuçlar, bulgular kısmında

Tablo 3 ve 4 de verilmiştir.

Mikrobiyolojik Etkinin Tayini Sentezi yapılan bileşiklerin an- tibakteriyel etkilerin saptann1asın­

da, Tüpte Dilüsyon Yöntemi ile Re- fi:k ·Saydam Merkez Hıfzıssıhha

Enstitüsü >'e Doç. Dr. Ahmet AKIN'-

ın kişisel kolleksiyonundan temin edilen şu mikroorganizmalardan

yararlanıldı :

1 - Staphylococcus A1'CC 6538 2 - Streıptococcus

A1'CC 10541

aureus

faecalis

3 - Eclıeriahia cali A 1'CC 10536

5 - Kldbsiella pneumoniae NTCC 52211

5 - Pseudomonas aeruginosa RSKK 355

6 - Candida albicans RSKK 628

Yukarıda belirtilen ilk 5 bakte- ri için «Mueller Hinton Broth»

(Meet infusion : 6 g, Casein hyd- rolysate: 17.5 g, Staroh: 1.5 g, Dis- tilled water : 1000 mi) besiyeri, dis- tile su içinde ısıtılarak eritildikten sonra pH: 7.4'e ayarlandı. Candida albicans için aıynı şekilde <<Sabcu- roud Dextrose Broth» (Neopepio- ne : 10 g, Dextrose : 40 g, Distilled water: 1000 ml) lbesiyeri hazırlanıp,

pH : 6.0 ya ayarlandı. Besiyerleri steril tüplere 5 er ml taksim edil·

dikten sonra 121 'C de 15 daklka otôkla<"da sterilize edikli.

Antiıbakteriyel aktiviteleri ince- lenecek olan bileşiklerin etil alkol- deki steril çözeltilerinden, her bak- teri için hazırlanmış serinin ilk tüpüne 400 µg/ml olacak ^şe:kilde ilaJve edilip, :ti.ipten tüpe ^aktarım­

larla 10 dilüsyon (400, 200, 100, 50, 25, 12.5, 6.2, 3.1, 1.5, 0.7 µg/ml) ha-

zırlandı. Son iıki tüp ıbesiyeri ve kontrol tüpleri olarak ayrıldı. Yuka-

rıda ıbelirtiLmiş olan bakteriler

«Nutrient :Broth» (Beef eX'tract : 3 g, Peptone : 10 g, '5odinm chloride : 5 g, Distilled water : 1000 mi) besiyeri- ne ekilecek 37'C de, Candida albi- cans ise « Saibouroud Dextrose

Brotıh» ıbesiyerine ekilerek, 25°C de 24 saat süreyle inkübe edikli. Sü-

renin sonunda 1/100 oranında su-

landırıldı.

Bu şekilde hazırlanmış olan mikroorganizma ,süspansiyonların.

da:n besi.yeri kontrol tüpleri hariç.

bÜtün tüplere 0.2 mi Hacve edildi.

iyice karıştırılıp bakteriler için 37°C de 24 saat, Candida albicans için 25°C ıde 5 ;gün inküıbasyona bı­

rakıldı. Sürelerin sonunda besiyeri ve lbaJkteri kontrol tüpleri incelen- di. Besiyeri kontrol tüplerinde üre- menin !bulunmaması, bakteri kont- rol trüpler,inde ise üremenin mevcut

olması halinde, numunelerin Mini·

mal lnhilbisyon 'Konsantrasyonları

(M1K) ıbelir!endi.

Her ıbir numune için üremenin

görülmediği en ,düşük konsantras.

yondan bakteriler için «Nutrient Agar» CBeeıf eX:tract : 3 g, Peptone : 5 g, '5odium ohloride : 5 g, Agar : 15 g, Distilled water: 1000 ml), Can- dida 'a]bi'cans için <(Saibouroud DeX:trose Aıgar» (Peptone : 10 g, Dextrose : 40 ıg, Agar : 15 g, Distil- led water : 1000 mi) besiyerine ekim

yaıpılıp, uyıgun ısı ·derecelerinde in- llci.lbe edildi. Sonuçta, MİK değeri olarak bulunan ¹k.onsantrasyonlann,

a,ynı zamanda ıbakterisid oldukları

da saptanmıştır.

Mikrcıbiyolojrk etkinin araştırıl­

dığı ,bileşiıkle:rde, akti;vitenin numu- .ne çözeltilerinin hazırlanmasında kuUanılan etil alıkolıden ileri gelme-

diğinin ispatı için, çözücünün 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512 llk dilüsyonları hazır­

lannnştır. Bu dilüsyondald etil al-

kol çözeltilerinin hiçbirinrin anti- bakteriyel aktivite göstermediği de- neysel olarak belirlenmiştir.

Araştırılan mikroorganizmala- ra kaırşı, standart i~aç olarak Amok- sisilin ·Ve Ampisilin seçilerek, aynı

yöntem ve şartlarda .gösterdikleri MİK değerleri bulunmuştur.

BULGULAR

5-Nitro-2-(p-sübstitüefenil) ben- zoksazol tıürevlerinin sentezleri ile

ilgili bilgiler Talblo 1 de, erime dere- celeri Tablo 2 de verilmiştir. Bile-

şiklerin yapıları UV, NMR, IR ve E1ementel Analiz yöntemleri ile ka-

nıtlanınıştır. UV, NMR ve Elemen- te! Analiz bulguları Tablo 3, IR

bulguları ise Tablo 4 de ^açıklan­

mıştır. Bu bileşH<lerin antibakteri- yel ve antifurrgal etkilerinin MİK değerleri (µg/ml) Ta:blo 5 de göste-

ril,miştir.

Tablo 1 5-Nitro-2-(p-sübstitüefenil)benzoksazol Türevlerinin Sentezleri ile İlgili Bilgiler.

Bi!.No. R Benzoik Asit ^{Isı ('C)} Süre Verim

Türevi (Saat) (%)

- · - - - - ·

I H Benzoi'k asit ¹³⁰ 2 76

*II CH₃ p-Toluik asit 170 2.S 45

*III C(CH_3), p~rer~ButiUbenzoi·k 180 2 54

asit

*IV NH₂ p-Aminobenzoik 170 3 41

asit

v

asit

*VI Br p-Bromobenzoik 180 2 36

asit

··--·------·----·- (*) İlk kez sentezlenmiştir.

Tablo 2 : 5-Nitro-2-(p-sübstitüefenil)benzoksazol Türevlerinin Erime Dere- celeri.

Bil. No Bulunan E.D. (⁰C) Lit. E.D. (⁰C) Lit. No

I 173.4 171.5·172.5 2-5

II 175.1

III 158

IV 264

v

VI 241.1

Tablo 3 : 5-1\T~tro-2-(psübstitüefenil)benzoksazol Türevlerinin UV, NMR \'C

Elemente! Analiz Bulguları.

Bil.

No.

I

II

Ill

IV

v

VI

).maxlog E

(nm) NMR (ôppm) Element Analiz

Hesaplanan Bulunan 215 3.1439 7.47-3.98 (Bütün protonlar,

273 3.2895 8H, m)

co/o

H⁰/o

N°1o 219 3.1855 2.70 (Metil protonları, 3H, s), C%

281 3.2889 7.63 (3' ve 5' konumlardaki pro- H%

tonlar, 2H, d), 7,89-8.89 (2', 6', N%

4, 5, 6, 7 konumlardaki proton- lar, 5H, m).

219 3.1812 1.50 (ter-Butil grubunun pro- c⁰ıo

272 3.2924 tonları, 9H, s), 7.82-8.97 (2', 3', H%

5', 6', 4, 6 ve 7 konumlardaki pro- Nq,;, tonlar, 7H, m)

209* 3.0863 7.56-8.91 (Bütün protonh;·, 9H, C%

230 3.1886 m). H%

329 3.2949 N%

354* 3.2718

218 3.1795 7.52-8.95 (Bütün protonlar, 7H, C%

277 3.2909 m). H%

N-⁰/o

218 2.8247 7.68-8.98 (Bütün protonlar, 7H, C%

276 3.1209 m).

65.00 64.83 3.35

11.66 66.13 3.96 11.01

69.90 5.44 9.45

61.17 3.55 16.46

So.84 2.56 10.19 48.93 2.21 8.77

3.51 11.78 66.27 3.75 l 1. t4

68.6.1 5.52

9.ıO

61.30 3.35 16.60

57.04 2.66 9.96 49.05 2.38 8.56

(⁰~)

uv

Tablo 4 : 5-Nitro-2-(p-sübstitiiefenll)benzoksazol Türevlerinin IR Bulguları.

Absorbsiyon Sahası (cm-1)

3110. 3000 2990. 2900 1630-1580 1540 1350 1255. 1050

840. 700

3505. 3260

Tablo 5 : Sentezlenen Bileşiklerin ve

ganizınalara Karşı Bulunan rinin MİK Değerleri (µg/ml).

Staph.

s.

Bil.No aureus faecalis coli

I 12.5 100 12.5

II 12.5 100 12.5

III 100 100 100

IV 62 25 12.5

v

VI 6.2 12.5 12.5

Amoksi-

silin 0.3 0.3 1.5

Anı pisi

lin 0.3 0.3 1.5

SONUÇ VE TARTIŞMA

Bu çalışmada sentezJ,enen top- lam 6 adet 5-nitro-2-(p-sübstitüefe- nil) benzoksazol türevi, 2-amino-4- nitrofenolrün, ilgili p-sübstitüeben-

=C--H gerilim1'eri -C-H gerilimleri C=N ve C=C gerilimleri i1.si;:nctrik nitro gerilirrıi

Sln1ctrik nitro gerilimi C-0-C -gerilimleri C-H plan dışı eğilimleri

( siibsti tile benzen halkaları)

N-H gerilimleri (Bil. na IV)

Denenen Standart İlaçların Mikroor- Antibakteriyel ve Antifungal Etkile-

K. Ps.

c.

pneumonia aeruginosa albicans

12.5 12.5 12.5

12.5 12.5 12.5

100 12.5 12.5

12.5 12.5 12.5

12.5 25 12.5

6.2 12.5 12.5

12.5 500

12.S 1000

zoik asitlerle, polifosforik aSit var-

lığında ısıtılması ile elde edilmiş­

lerdir. Polifosfo:r;ik asit, ibu tür ya-

pıların sentezinde kullanılan en uy- gun halka kapa·ma katalizörüdür (7, 8).

45

Sentezi gerçekleştirilen bileşik­

lerin yapılan, UV, IR, NMR, Ele- mente! Analiz metodları kullanıla­

rak ve erime dereceleri bulunarak

kanıtlanmıştır (Taıblo 2, 3 ve 4).

Sentezlenen bileşiklerin anti- bakter-iyel aktivitelerinin belirlen- mesinde ,daha önceki çalışmamızda uyguladığımız «Tüpte Dilüsyon»

)löntemi kullanılmıştır (1). Aynca, bu yöntemin diğerlerine oranla (Disk, Oluk ve Silindir Yöntemleri), özelliik1e y~ni sentezlenen maddeler için daha güvenilir sonuçlar ^verdiği da çeşitli çalışmalar ile gösteril-

miştir (9, 10).

Dört ,tanesi ilk :kez sentezlenen bu t·ürervlerin, .daıha önceki çalı:şma­

lanmrnda kullandığımız çeşitli

gram '(

+ ),

Caındida atbicans'a karşı gösterdik- leri antilbakteriryel ve antifungal et- lcileri araştırılmış, bulunan MİK de-

ğerleri TaJblo 5 de verilmiştir.

Toolo 5 incelendiğinde, 5. ko- numda nitro grubu taşıyan 2"(P- si.ibstitüefenil)benzoksazol türevle-

ri içinde en yüksek antibakteriyel etkinin, 5-nitro-2-(p'bromofenil)ben- zoksazol de (Bileşik Vl) olduğu gö- rülmektedir. .Bu bileşiğin, denenen gmm ( +) bakterilerden S. aureus ve ıgram (-) ba.kterilerden K. pneu- moniae'ya ·karşı elde edilen MİK değerleri, dalha önceki çalışmamız.

da ele alınan türevlerle karşılaştı­

rıldığında, en yüksek ·etıkiyi verdiği

görülmektedir (MİK: 6.2 µg/ml).

Aynı türev, 5. konumda hidrojen ta.

şıyan analogu ile kıyaslandığında,

5. konuma nitro grub·u .girmesi ile antfüakteriyel etkinin 16-32 ko:t art-

tığı anlaşılmaktadır. Aşağıda, bu iki analog yapıdaki bileşiğin MİK de·

ğerleri verilerek, mi'krdbiyolojik et- kileri yönünden karşılaştırmaları yapılmıştır.

2. ve 5. konumlardan sübstitüe

edi1miş benzoksazol halka sistemi

taşıyan bileşiklerin, kantitatif ola·

rak mikrobiyolojik etkiye katkıla­

rının bulunabilmesi amacıyla ge- rekli olan bileşiklerin sentez ve aık.

tirvite çalışmaları sürdürülmekte- dir.

2-(p-Bromofenil)· 3-Nitro-2-(p-bromofenil)·

benzoksazol benzoksazol

S. aureus 200 6.2

S. faecalis 200 12.S

E. coli 200 12.5

K. pneumoniae 100 6.2

Ps. aeruginosa 200 12.5

C. albicans 200 12.5

KAYNAKLAR

1. Şener, E., Özden, S., Yalçın, İ., Özden, T., Akın, A., Yıldız, S.,

«2-(p-Sübstıitüefenil)benzoksaıol

Türevlerinin Sentez, Yapı Ay-

dınlatması ve Mı1';.ı:;oıbiyolıojik

Etkileri», FABAD Farın. Bil.

Der. 11(3), 190, 1986

2. Stephens, F.F., Bower, J.D.,

«The Preparation of Benıimlna.

zoles and Benzoxazoles from Schlff's Bases. Part IL», J.

Chem. Soc., 1722-6, 1950.

3. Somayajulu, V.V., Subba Rao.

N.V., «Searoh for Physiologi- cally Acüve Compounds. VIII.

Synthesis of Benzoxazoles from o-Aminophenols and Aromatic Aldehydes.», Proc. Indian Acad.

Sci. Sect. A, 59 (6), 396-402, 1964.

Ref : Ohem. ı\ıbstr., 62, 1639f, 1965.

4. Nakaıgawa, ·K., Onoue ,H., Sugi- ta, J., «Oxidation with Niokel Peroxide. IV, The Preparation of Benzoxazoles from Sohiff Bases.», Chem. Pharm. Bull., 12 (10), 1135-8, 1964. Ref: Chem.

A:bstr., 62, 541h, 1965.

5. Nakaıgawa, K., Ogami, H., (<2-

SUJbstitutedıbemoxazole Deriva- tives.», Japan, 15.938, April 13,

1964. Ref : Clıem. Abstr., 68, 114585d, 1968.

6. Ciba Ltd., «2-(4-(s-Triazlııylami­

no)p'henyl)benzoxazoles.», Belg.

634.193, Dec. 27, 1963. Ref: Cheın.

Abstr., 60, 14524h, 1964.

7. H·ein, ·D.W., Ahlıeim, R.J., Lea.

vitt, J.J., «11he Use of Polyp- hosphoric Acid in The Syn tıhe­

sis of 2-Aryl and 2-Alkylsubs- ,tituted Benzimidazoles, Ben.

zoxazoles and Benzothiazoles.», J. Am. Chem. Soc., 79, 427-9, 1957.

8. Htgginlbottom, R., Susohltzky, H., «Synthesis of Heterocyclic Oompound. Part III. Cyclisati- on of o-Nitrophenyl Oxygen Ether.», J. Chem. Soc., 2367-70, 1962.

9. Branch, A., Starkey, D.H., Po- wer, E.E., «Diversiıfication in the Tube Dilution Test for An- tibiotic Sensit1vity of Microor·

ıgani,sms.», Appl. Microbiol., 13, 469-72, 1965.

10. Özsan, K., «Antimikrobik Ajan-

1ıarın ·Kullanılışında LBJboratu.

varın Yeri.», Tolunay, F.C., Ay·

han, İ.H., Kaymakçalan, Ş., Klinik Farmakoloji, Ankara,

Tıürk Farmakoloji Derneği Ya-

yınlan, Vol. II, 69-93, 1977.

47