The study of antimicrobial activity of 2-((4-R-3-(morpholinomethylene)-4H-1,2,4-triazole-5-yl)thio) acetic acid salts

Abstract

The purpose of the work was to study the antimicrobial activity of 2-((4-R-3-(morfolinomethylene)-4H-1,2,4-triazole-5-yl)thio) acetic acid salts by “hanging drop” and “serial dilution” methods in broth (limiting concentration option) and establish some patterns of “structure–action” depending. Materials and methods. The objects of research were 9 new compounds of 2-((4-R-3-(morfolinomethylene)-4H-1,2,4-triazole-5-yl)thio) acetic acid salts. These compounds are the crystal substances which are odorless, soluble in water and organic solvents. To achieve a more objective picture of the research we applied two methods: “hanging drop” and “serial dilution” in broth (limiting concentration option). To study the effectiveness of substances we used the test cultures of E. coli, Salmonella typhymurium, Staphylococcus epidermidis, P. aeruginosa. Results and discussion. In the study we have found that 2-((4-R-3-(morfolinomethylene)-4H-1,2,4-triazole-5-yl)thio) acetic acid salts can differently inhibit the growth of test cultures. The results show that the data obtained by two methods correlated with each other. Thus, the 2-((4-R-3-(morfolinomethylene)-4H-1,2,4-triazole-5-yl)thio) acetic acid salts are active against most strains of E. coli. and Salmonella typhymurium. Analyzing the impact of 2-((4-R-3-(morfolinomethylene)-4H-1,2,4-triazole-5-yl)thio) acetic acid salts we have noted that the replacement of the phenyl radical (PKR-135, 139) on the free amino group at N4 nitrogen of 1,2,4- triazole cycle (PKR-173, 177) leads to the disappearance of antimicrobial activity against the studied strains. It was established that the transition from morfolin cation (PKR-133) to the piperydyn cation (PKR-134) in the molecules of 2-((4-phenyl-3-(morfolinometylen)-4H-1,2,4-triazole-5-yl) thio) acetic acid is accompanied by a signifi cant increase in antimicrobial effect. It was interesting that among all the cations in the molecules of 2-((4-amino-3-(morfolinometylen)- 4H-1,2,4-triazole-5-yl) thio) acetic acid salt (PKR-173, 174, 177, 234) only the presence of sodium cation (PKR-174) leads to a pronounced antimicrobial effect against studied strains. Conclusions. The study had found that the most effective in relation to the main groups of pathogenic bacteria are substances PKR-134, 135, 136, 139 and 174. Certain regularities based on “structure–action” have been established, this information can be integrated into future targeted search of substances with antimicrobial properties. Мета роботи – дослідження протимікробної дії солей 2-((4-R-3-(морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо)ацетатних кислот методами «стікаючої краплі» та «серійних розведень» у бульйоні (варіант граничної концентрації), встановлення деяких закономірностей залежності «структура – дія». Матеріали та методи. Об’єктами досліджень були 9 нових сполук солей 2-((4-R-3-(морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо) ацетатних кислот. Ці сполуки являють собою кристалічні речовини, що не мають запаху, розчинні у воді та органічних розчинниках. Для досягнення більш об’єктивної картини дослідження застосували два методи дослідження: «стікаючої краплі» та «серійних розведень» у бульйоні (варіант граничної концентрації). Для вивчення ефективності речовин використовували тест-культури E. сoli, Salmonella typhymurium, Staphylococcus epidermidis, P. aeruginosa. Результати. У підсумку дослідження встановили, що солі 2-((4-R-3-(морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо)ацетатних кислот по-різному здатні пригнічувати ріст тест-культур. Дані, що отримані двома способами, корелюють між собою. Так, солі 2-((4-R-3-(-морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо)ацетатних кислот є найбільш активними щодо штамів E. coli. та Salmonella typhymurium. Аналізуючи вплив солей 2-((4-R-3-(морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо)ацетатних кислот, відзначено: заміна фенільного радикала (ПКР-135, 139) за N4 атомом азоту 1,2,4-тріазолового циклу вільною аміногрупою (ПКР-173, 177) призводить до зникнення протимікробної дії щодо штамів, що вивчали. Встановили, що перехід від катіона морфолінію (ПКР-133) до катіона піперидинію (ПКР-134) у молекулах солей 2-((4-феніл-3-(морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо)ацетатних кислот супроводжується значущим підвищенням протимікробного ефекту. Цікаво, що зі всіх катіонів у молекулах солей 2-((4-аміно-3-(морфолінометилен)-4H-1,2,4-тріазол-5-іл)тіо)ацетатних кислот (ПКР-173, 174, 177, 234) тільки наявність катіона натрію (ПКР-174) призводить до вираженого антимікробного ефекту щодо штамів мікроорганізмів, котрі досліджували. Висновки. Встановили, що найбільш ефективними щодо основних груп патогенних бактерій є речовини ПКР-134, 135, 136, 139 і 174. Відзначені деякі закономірності залежності «структура – дія», що можуть бути інтегровані в цілеспрямований пошук речовин із протимікробними властивостями. Цель работы – изучение противомикробного действия солей 2-((4-R-3-(морфолинометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио)ацетатных кислот методами «висячей капли» и серийных разведений в бульоне (вариант предельной концентрации) и установление некоторых закономерностей зависимости «структура – действие». Материалы и методы. Объектами исследований были 9 новых соединений, солей 2-((4-R-3-(морфолинометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио)ацетатных кислот. Данные соединения представляют собой кристаллические вещества без запаха, растворимые в воде и органических растворителях. Для достижения более объективной картины исследования были применены два метода исследования: «висячей капли» и «серийных разведений» в бульоне (вариант предельной концентрации). Для изучения эффективности веществ использовали тест-культуры E. сoli, Salmonella typhymurium, Staphylococcus epidermidis, P. aeruginosa. Результаты. Установлено, что соли 2-((4-R-3-(морфолинометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио)ацетатных кислот по-разному способны подавлять рост тест-культур. Из результатов видно, что данные, полученные двумя способами, коррелируют между собой. Так, соли 2-((4-R-3-(морфолинометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио) ацетатных кислот являются наиболее активными в отношении штаммов E. coli и Salmonella typhymurium. Анализируя влияние солей 2-((4-R-3-(морфолинометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио)ацетатных кислот, отмечено, что замена фенильного радикала (ПКР-135, 139) при N4 атоме азота 1,2,4-триазолового цикла на свободную аминогруппу (ПКР-173, 177) приводит к исчезновению противомикробного действия в отношении изучаемых штаммов. Важным является тот факт, что переход от катиона морфолиния (ПКР-133) к катиону пиперидиния (ПКР-134) в молекулах солей 2-((4-фенил-3-(морфо-линометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио)ацетатных кислот сопровождается значительным повышением противомикробного эффекта. Интересным является тот факт, что из всех катионов в молекулах солей 2-((4-амино-3-(морфолинометилен)-4H-1,2,4-триазол-5-ил)тио) ацетатных кислот (ПКР-173, 174 , 177, 234) только наличие катиона натрия (ПКР-174) приводит к выраженному противомикробному эффекту относительно исследованных штаммов микроорганизмов. Выводы. В результате исследования установлено, что наиболее эффективными по отношению к основным группам патогенных бактерий являются вещества ПКР-134, 135, 136, 139 и 174. Отмечены некоторые закономерности зависимости «структура – действие», которые могут быть интегрированы в дальнейшем при целенаправленном поиске веществ с противомикробными свойствами.