4-sinnamoilantipirin türevleri (antipirin türevi şalkon analogları) üzerinde çalışmalar

Abstract

- 83 - ÖZET Bu çalışmada 4-asetilantipirin, karbonil grubuna komşu karbon üzerindeki hidrojenlerin aktif olmasından yararlanıla rak etanollü sodyum hidroksidli ortamda, oda temperatüründe, aromatik aldehidlerle reaksiyona sokulup literatürde bulunma yan şalkon benzeri 4-(sübs titüesinnamoil )-2, 3-dimetil-l-f e- nil-3-pirazolin-5-on yapısında aşağıdaki maddeler elde edil miştir : 4-(2-Hidroksisinnamoil)-2, 3-dimetil-l-fenil-3-pirazolin-5-on (I) 4-(4-Dimetilaminosinnamoil)~2, 3-dimetil-l-f enil-3-pirazolin-5-on (II) 4-(4-Florosinnamoil)-2, 3-dimetil-l-fenil-3-pirazolin-5-on (III) 4-(2,6-Diklorosinnamoil)-2, 3-dimetil-l-f enil-3-pirazolin-5-on (IV) 4-(4-Bromosinnamoil)-2, 3-dimetil-l-f enil-3-pirazolin-5-on (V) 4-(4-Nitrosinnamoil)-2, 3-dimetil-l-f enil-3-pirazolin-5-on (VI) Reaksiyon aynı hareket maddelerini etanollü sodyum hidroksidli ortamda, sıcakta etkileştirerek de sürdürülmüş ancak sıcakta aromatik aldehidlerin Cannizzaro Reaksiyonuna uğrama olasılığı nedeniyle verimin çok düşük olduğu görülmüş tür. Reaksiyonun seyri ve elde edilen maddelerin saflıkları ince tabaka kromatografisi ile kontrol edilmiştir. Elementel analizle formülleri doğrulanmış, UV, İR, NMR ve kütle spek- trosk'opisi ile yapıları aydınlatılmıştır. Tüm maddelerimizin UV spektrumlarında, literatürde- 84 - trans şalkonlar için verilen Band I 317-350 nm de, Band III 200-218 nm de gözlenmiş, yine literatürde bazı trans şalkon- ların spektrumlarında izlenebildiği belirtilen Band II ise, I, II ve V nolu maddelerimizin spektrumlarında 221-285 nm de saptanmıştır. Ariliden grubundaki oksokromik (hidroksil, ter siyer amin, halojen) ve kromoforik (nitro) sübstitüentlerin Band I i batokromik kaydırma güçleri elektronegatiflik sırasını izlemiştir: (-0H >. -N(CH3)2 >?- X (F, Br ),-N02). Bu sübstitüentlerin maddelerimizin renk tonunu arttırma etkileri ile UV absorpsiyonlarındaki Band I'i etkilemelerinin bir paralellik gösterdiği gözlenmiştir. İR spektrumlarında ortak yapıya ait bandlar yanı sıra her maddeye özgü bandlar beklenen frekanslarda saptanmıştır. Trans-etilenik yapının =CH eğilme bandları 1312-1292 ve 995- 940 cm de tüm maddelerde izlenmiştir. Pirazolon ve keton karbonil grubu C=0 gerilme bandları üç maddemizde (I, II, IV) üst üste çıkarken, diğer üç maddemizde (III, V, VI) iki ayrı band vermiştir. Bu bandlardan pirazolona ya da ketona ait olanı saptamak için hidrazin ile kondensasyon reaksiyonu denenmiş ancak bu spektrumda her iki bandın çıkış yerinden farklı frekansda bir band halinde görülmesi de ayırım yapmamızı engellemiştir. Fenol gruplu maddenin 0-H gerilme bandı nın çıkış yeri (3250 cm- ) moleküller arası hidrojen bağının varlığını göstermiş, madde CHC1~ ya da CC1, de çözünmediği için seyreltmeyle bu bağın açılışını gözlemek mümkün olamamıştır. NMR spektrumlarında, maddelerimizin şalkon yapısının etilenik protonları iki ayrı dublet halinde 7.64-7.88 ve 8.18-8.49 ppm de gözlenmiş ve bunların J değerlerinin 16 Hz olarak saptanması trans şalkon yapısının kanıtı olmuştur. Ariliden grubunda p-sübstitüsyonun simgesi, 2,6- ve 3,5-protonlarının orto ve meta etkileşimle oluşturduğu dubledubletler izlenmiştir. Flor içeren madde III de ise 3, 5-protonları,- 85 - 2, 6-protonları ve flor ile etkileşerek triplet, 2,6-protonları, 3, 5-protonları ve flor ile etkileşerek kuartet oluştur muştur. Madde I ' in -OH protonu, DMSO-d, nın döteryumu ile değişime uğradığından spektrumda gözlenememiştir. Madde II'nin -N(CH`)` protonları 2.99 ppm de gözlenmiştir. Antipiril parçası ile ilgili protonlar beklenen yerlerinde bulunmuştur. Kütle spektrumları molekül ağırlıklarını doğrulamış, parçalanma yolları literatürde verilen yolu izlemiştir. CH4 gazı kullanılarak CI ile spektrumu alınan madde IV de (MH) piki yanısıra izlenen [(MH) + 2İ ve f(MH) + 4İ iyonlarına ait pikler molekülün iki klor taşıdığını göstermiştir. Brom taşı yan madde V in El ile alınan spektrumunda da M piki yanısıra bromun isotopundan ileri gelen hemen hemen aynı bağıl bollukta (M+2) piki gözlenmiştir. Şalkonların antibakteriyel ve antifungal aktivite gösterdikleri uzun yılardan beri bilindiğinden şalkon benzeri maddelerimizin de bu etkinlikte olabileceği düşünülmüş, ancak Fakültemiz Mikrobiyoloji Biriminde E.coli ATCC 8739, P. aeru ginosa ATCC 1539, S. aureus ATCC 6538, B.subtilis ATCC 6633 ve K. pneumoniae UC 57 ye karşı antibakteriyel ve C. albicans KUEN 931' e karşı antifungal etkileri incelenmiş ve yaklaşık 4 mg/ml konsantrasyonda aktivite göstermedikleri saptanmış tır. Ayrıca III, V ve VI nolu maddeler özellikle bitkiler üzerinde antifungal etkilerinin araştırılması için Sitting- bourne Araştırma Merkezi Organik Kimya Bölümüne gönderilmiş fakat sonuçlar henüz bildirilmemiştir.

- 86 - SUMMARY In this work, the active hydrogen on the carbon adja cent to the carbonyl group is utilized and the following hitherto unreported jJiaXe^fl^-analogs with the structure of 4- ( substitutedcinnamoyl)-2,3-dimethyl-l-phenyl-3-pyrazolin-. 5-one are obtained, by reacting 4-acetylantipyrine with aro matic aldehydes in sodium hydroxide and ethanol at room tem perature : 4- ( 2-Hydroxycinnamoyl ) -2, 3-dimethy l-l-phenyl-3-pyrazolin- 5-one ( I ) 4-(4-Dimethylaminocinnamoyl)-2,3-dimethyl-l-phenyl-3-pyrazolin-5-one (II) 4-(4-ELuoro-cinnamoyl)-2,3-dimethyl-l-phenyl-3-pyrazolin-5-one (III) 4-(2,6-Dichlorocinnamoyl)-2, 3-dimethy l-l-phenyl-3-pyrazolin-5-one (IV) 4-(4-Bromocinnamoyl)-2, 3-dimethy l-l-phenyl-3-pyrazolin-5-one (V) 4-(4-Nitrocinnamoyl)-2, 3-dimethy l-l-phenyl-3-pyrazolin-5-one (VI) The reaction was also run by heating the same starting substances in sodium hydroxide and ethanol but because of the probability of aromatic aldehydes to undergo Cannizzaro Reac tion, the yields were very low. The route of reaction and the purity of substances were controlled by thin layer chromato graphy. Their formulas were confirmed by the elemental ana lyses and their structures were determined by UV, IR, NMR and mass spectroscopy. In the UV spectra of all substances, Band I and Band III given for the trans chalcones are observed at 317-350 nm- 87 - and 200-218 nm, respectively. Band II which is said to be seen on the spectra of some trans chalcones, are observed in the spectra of substances I, II and V at 221-285 nm. The effect of the auxochrome (hydroxyl, tertiary amine, halogen) and chromophore (nitro) groups of the arylidene moiety on the magnitude of the bathochromic shift of Band I was in the order of -OH >-N(CH3)2 >- X (Br,F),N02 which was in accor dance with increasing electronegativity. It is observed that the influence of these substituents to increase the intensity of- the color is parallel with their influence on Band I of the UV absorptions. In the IR spectra, besides the bands related to the general structure, bands related to specific substances are observed in the expected frequencies. The =CH bending frequencies of trans-olef inic structure are observed at 1312- 1292 and 995-940 cm-1 for all substances. The C=0 stretching vibrational bands of the carbonyl groups of pyrazolone and ketone are seen on the same frequency for three substances (I, II, IV) while others (III, V, VI) give two separate bands. To differentiate between these two bands to determine which one was related to pyrazolone and which to ketone we have tried the condensation reaction with hydrazine, but the appearance of a new band of different frequency from both of these bands kept us from doing so. The position of the 0-H stretching band of the substance with a phenol group (3250 cm- ) showed the existence of an intermolecular hydrogen bond, and unsuccesf ully, we couldn't break this bond by dilu tion, for the compound didn't dissolve in CHC1- or CC1,. In the NMR spectra, the ethylenic protons of the chalcone structure of our substances are observed as two separate doublets at 7.6A-7.88 and 8.18-8.49 ppm and the J value of 16 Hz has been the proof of their trans chalcone- 88 - structure. Double doublets caused by 2,6- and 3,5-protons with ortho and meta interactions are the indication of p-subs- titution on arylidene group. For substance III which contain ed fluorine, the 3,5-protons interact with 2,6-protons and fluorine to give a triplet, and the 2,6-protons interact with 3,5-protons and fluorine to give a quartet. Since the -OH proton of Substance I is exchanged with the deuterium of DMS.O-d6 it. couldn't be observed in the spectrum. The -N(CH3)` protons of Substance II are observed at 2.99 ppm. The protons related to the antipyryl fragments are found in the expected regions. Mass spectra confirm the molecular weights and the fragmentation routes are in accordance with the proposed routes given in the literature. For substance IV which had its CI spectrum taken using CH, gas, besides (MH ) peak, the observed peaks related to (MH)+2 and (MH)+4 ions show that the molecule contains two chlorine atoms. In the EI spectrum of substance V which contains bromine besides the M peak, the (M+2) peak with almost the same relative abundance is observed which was caused by the isotopic bromine atom. For years, chalcones have been known to show anti bacterial and antifungal activities and we expected our substances of chalcone analogs to be of the same activity, but examination of their antibacterial activity against E. coli ATCC 8739, P. aeruginosa ATCC 1539, S. aureus ATCC 6538, B.subtilis ATCC 6633 and K. pneumoniae UC 57 and antifungal activity against C.albians KUEN 931 showed that they had no activity in approximately 4 mg/ml concentration. On the other hand, Substances III,. V and VI are sent to Sittingbourne Research Centre, Organic Chemistry Department, for their antifungal activity on plants to be examined, but the results didn't reach us.