Синтез и бактерицидная активность некоторых ациклических третичных и четвертичных аммониевых соединений тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Харламов Александр Викторович

СИНТЕЗ И БАКТЕРИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ АЦИКЛИЧЕСКИХ ТРЕТИЧНЫХ И ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Специальность 02.00.03 - органическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

1 7 НОЯ 2011

Москва-2011

005001130

Работа выполнена в Отделе прикладных технологий Федерального государственного унитарного предприятия «Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ» (ФГУП «ИРЕА»)

Научный руководитель:

Официальный оппоненты:

доктор химических наук Бондаренко Наталья Александровна

доктор химических наук, профессор Коротеев Михаил Петрович

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Артюшин Олег Иванович

Ведущая организация:

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Защита состоится 12 декабря 2011 года в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.154.25 при Московском педагогическом государственном университете по адресу: 119021, Москва, Несвижский пер., 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Mill У по адресу 119991, Москва, ул. Малая Пироговская, 1.

Автореферат диссертации разослан « » ноября 2011 года

Учёный секретарь диссертационного совета

Пугашова Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обнаружение в начале прошлого века противомикробных свойств у четвертичных аммониевых соединений (ЧАС), включая бактерицидную, спороцидную и туберкулоцидную активность, привело к их широкому использованию в производстве дезинфицирующих средств, применение которых в медицинских учреждениях способствует снижению числа внутрибольничных инфекций. Вызываемые ими болезни являются четвертой по частоте причиной смерти после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также инсультов. В последнее время ЧАС стали использовать для местного предотвращения инфекционных процессов путем их объединения с различного рода материалами в медицинских устройствах, а также перевязочных и стоматологических средствах, постоянно пребывающих в контакте с организмом человека. Такое интенсивное использование биоцидов привело к повышению требований безопасности, предъявляемых к этим средствам. Между тем, отсутствие систематических исследований взаимосвязи структуры четвертичных аммониевых производных и их биологической активности сдерживает целенаправленный синтез новых высокоэффективных соединений, обладающих как бактерицидными свойствами, так и низкой токсичностью по отношению к теплокровным организмам. Поэтому важной задачей является изучение влияния строения четвертичных аммониевых соединений на их активность для создания путей построения новых молекул и исследование их свойств.

Цель работы. Настоящая работа посвящена синтезу симметричных и несимметричных функциональнозамещённых третичных и четвертичных аммониевых соединений и исследованию влияния их строения на бактерицидную активность.

Научная новизна. Для решения поставленной задачи разработаны удобные межфазные методы синтеза вторичных и третичных аминов в гетерогенной системе органическая фаза - водно-щелочная фаза, позволяющей использовать водные растворы щелочи и аминов, а также в системе органическая фаза - смесь безводных

№0Н-К2С03:

- трёхстадийный метод для синтеза несимметричных вторичных аминов с использованием защитной Р112Р(0)-группы, все стадии которого осуществляются в межфазных условиях в отсутствии катализатора межфазного переноса; изучены границы применимости метода;

- разработан метод межфазного NH-алкилирования вторичных аминов, позволяющий осуществлять синтез симметричных и несимметричных третичных аминов с высоким выходом в укрупнённом масштабе.

Изучены бактерицидные свойства синтезированных функционально-замещенных третичных и четвертичных аммониевых соединений и проведено систематическое исследование влияния их строения на бактерицидную- активность по отношению к S. aureus, Е. coli и Р. aeruginosa (стафилококк золотистый, кишечная и синегнойная палочки).

Практическая значимость работы. Разработаны технологичные методы синтеза трёх четвертичных аммониевых продуктов с бактерицидными и поверхностно-активными свойствами общей формулы M^N^AlkjR СГ (где Alk = смесь Ci2-C14): Аминат БК (R = CH2Ph), Трацкан АКС (R = СН2СН2ОН), Трацкан ABC (R = СН2СОО"). Эти способы были положены в основу технологии, используемой в настоящее время для их производства.

Выявленные в работе закономерности влияния структуры ЧАС на противомикробное действие представляют интерес для их использования при разработке дизайна новых молекул третичных и четвертичных аммониевых соединений с бактерицидной активностью и целенаправленного их синтеза.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены на XV Международной конференции по химии фосфорорганических соединений (Санкт-Петербург, 2008 г) и Международной научно-практической конференции «Биологически активные вещества: фундаментальные и прикладные вопросы получения и применения» (Новый Свет, Крым, Украина, 2009 г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и тезисы 3 докладов на международных научных конференциях.

Объём и структура работы. Диссертационная работа, изложенная на 172 страницах печатного текста и содержащая 30 таблиц и 46 схем, состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов исследования, экспериментальной части и списка литературы, включающего 177 ссылок.

Диссертационное исследование выполнено при финансовой поддержке Федеральной целевой научно-технической программы «Конкурентоспособные малоэнергоёмкие и экологически безопасные процессы получения новых химических, в том числе особо чистых, веществ и материалов для научных и прикладных целей» (грант № 41.028.1.12432), Федерального агентства по науке и инновациям (субсидия

№ 01.168.24.013), а также Министерства образования и науки Российской Федерации (государственный контракт № 16.513.11.3100).

Работа выполнена в лаборатории теории действия и применения комплексонов ФГУП «ИРЕА». Автор глубоко признателен заведующему отделом прикладных технологий кандидату химических наук А.Г. Вендило за предоставленную возможность выполнить настоящее исследование и своему соавтору - старшему научному сотруднику кафедры микробиологии МГУ кандидату биологических наук Т.А. Чердынцевой за исследование бактерицидных свойств синтезированных соединений, а также горячо благодарит сотрудников лаборатории тиофосфорорганических соединений ИНЭОСРАН - докторов химических наук И.Л. Одинец и А.Э. Шипова, кандидатов химических наук О.В. Быховскую, P.M. Калянову, Е.В. Матвееву и сотрудников ФГУП «ИРЕА» - докторов химических наук Б.М. Болотина и Е.Е. Гринберга, кандидатов химических наук Н.Е. Ковалёву и И.Е. Стрельникову за неоценимую помощь, оказанную на разных этапах этой работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

С целью систематического исследования влияния строения четвертичных аммониевых соединений на их противомикробную активность, а также поиска новых веществ, обладающих бактерицидными свойствами, синтезирован ряд симметричных и несимметричных третичных и четвертичных аммоний хлоридов общей формулы R'^RV-A-R4 СГ, где R\R2 = Me,Me; Me,Bu; R3= H, Dodec1, PhCH2, HOCH2CH2,'OOCCH2; R4= Dodec, PhCH2; A = (CH2CH2O)0.2, CH2COO. Исследованные соединения, представленные на схеме 1, являются структурными аналогами трёх широко используемых в практике четвертичных аммониевых соединений: iV-бензил-ДГ-додецил-МД-диметиламмоний хлорида 1а, Лг-2-гидроксиэтил-Лг-додецил-Л^Л-ди-метиламмоний хлорида 2а и JV-додецил-ДД-диметиламмониоацетата За, молекулы которых были модифицированы путём введения -СН2СН20- и -СН2СН20СН2СН20- и -СН2СОО- фрагментов между атомом азота и додецильным или бензильным заместителями.

1 Dodec = С12Н25

Шоп

симметричные

МегЫ

Ме2К

+/-СОО—Оос1ес

\__РЬ

С1

Ме,К

\~-Ph С1 7а

Ч-СОО 7Ь

РЬ

N011 = С9Н19; Оос1ес = С12Н25 Схема 1

несимметричные

Ж гГ

Ви \--Ph и 5а-с

N гГ

8а-с

Мех+ )/%0ос1ес

„ X С1"

Ви н 10а-с

1. Синтез несимметричных вторичных Л^-алкил-ТУ-метиламинов.

Среди многочисленных методов получения вторичных аминов основными являются прямое МН-алкилирование и восстановительное алкилирование первичных аминов. Однако эти реакции очень часто (особенно в случае стерически незатрудненных аминов) приводят к смеси вторичных и третичных аминов, а иногда и четвертичных аммониевых солей, разделение которых создает определенные трудности и снижает выход целевого продукта.

Избежать образования третичных, аминов в реакции 1МН-алкилирования позволяет использование защитных групп, в качестве которых были использованы замещённые фосфорильные группы. Этот путь (схема 2) представляет собой последовательное превращение первичных алкиламинов в //-алкиламиды кислот

пятивалентного фосфора (стадия 1), их последующее ЫН-ал кодирование (стадия 2), а затем расщепление вторичных ЛУУ-диалкиламидов в кислой среде с образованием гидрохлоридов и далее несимметричных вторичных аминов (стадия 3).

Д

н-ы

стадия 1

н

о 1 11

я

стадия 2

о д

1 11 г

Я'гР-К

стадия 3

н

-

А 2 С1

н я2

V

/

н-ы.

\

Я1 = ЕЮ, РЬ

Схема 2

Попытка использовать описанную в таких синтезах диэтоксифосфорильную (ЕЮ)2Р(0)-защитную группу (А. Звежак, Дж. Брыликовска-Пиотрович, 1977 г) оказалась неудачной. На стадии 2 (схема 3) в ходе реакции Ш-алкилирования Л'-метиламида диэтилфосфорной кислоты 11 бутилбромидом в межфазных условиях как в присутствии водной щёлочи, так и смеси безводных ЫаОН и К2С03 наряду с образованием вторичного амида 12 (выход 16 и 47%, соответственно, 8Р 10.6 м.д.) происходит расщепление ЕЬО связи исходного амида 11, приводящее к мононатриевой соли 13 (83%, 8Р 10.9 м.д.). В безводной щелочной системе соль 13 в результате О-алкилирования превращается в А'-метиламид О-бутил-О-этилфосфорной кислоты 14 (5Р 10.4 м.д.) с выходом 48%.

О

50% ад. ЫаОН/РШе

ЕЮ.

О II

(ЕЮ)2Р-ШМе • 11

М = Ыа,К Схема 3

70-80°С, 4 ч

ВиВг

НаОН-К2СОз/СН2С12.

45-50°С, 3 ч

(ЕЮ)2Р-ЫМеВи + 12 (16%)

\,о

X

N30 >1НМе 13 (83%)

О

ЕЮ.

\ ,0

(ЕЮ)2Р"ММеВи + .Рч МО

ЕЮ,

V0 / \

ЫНМе ВиО ШМе 12 (47%) 13 (5%) 14 (48%)

Избежать побочных реакций позволяет использование дифенилфосфорильной группы РЬ2Р(0)-, которая не имеет лабильных связей. Кроме того, она может быть легко введена в молекулу первичного амина на стадии 1 (схема 2), её высокий ацидифицирующий эффект, превосходящий таковой диэтоксифосфорильной группы,

позволяет легко алкилировать первичные амиды на стадии 2, а высокая лабильность Р-И связи амидов кислот пятивалентного фосфора К2Р(0)Ш'Я2 (Я =А1к, Аг, Я1 и Я2 = А1к, Аг) в кислой среде обуславливает, количественное расщепление вторичных амидов на стадии 3 с образованием гидрохлоридов и далее несимметричных вторичных аминов.

Фосфорилирование первичных аминов на стадии 1 схемы 2 было осуществлено по методу Тодца-Атертона в межфазной системе в присутствии водной щёлочи без использования катализатора межфазного переноса, роль которого успешно выполняют исходные и конечные фосфоросодержащие соединения благодаря их способности к комплексообразованию с катионами щелочных металлов (схема 4).

О

Я'Шз/ЗО -50%ач.№0н

О

я2Р-Н ссусвд

15а-е

Я'^Ш/ 30-50% щ. №ОН

ЯгР-ШЯ1

11,16а-^ 17а-с ?

-к2р-кч

Я2 18а,Ь, 19

11: Я = ЕЮ, Я1 = Ме;

15: Я = ЕЮ (а), РЬ (Ь), ,р-МеС6Н4 (с),р-С1С6Н4 (й), Ви (е);

16: Я = РЬ, Я1 = Н (а), Ме (Ь), Е( (с), Ви (а), Ос1 (е), Dodec (I),

НОСН2СН2 (в), НОСН2СН2СН2 (Ь), МеОСН2СН2 (¡),0 К(СН2)3 0);

17: Я, Я1 = р-МеС6Н4, Ме (а); р-С1С6Н4, Ме (Ь); Ви, Ме (с);

18: Я, Я1, Я2 = РЬ, Ме, Ме (а); РЬ, Ме, НОСН2СН2 (Ь);

19: Я, Я1, Я2 = Ви, Ме, Ме Схема 4

В качестве фосфорилирующего агента в межфазном варианте реакции Тодца-Атертона впервые использованы дифенил-2 , дф-толил)-, ди(>-хлорфенил)- и дибутилфосфинистая кислоты 15а-е (схема 4), а кроме того, реакция в двухфазной системе впервые была успешно проведена с водными растворами аммиака, МеШ2 и Ме2Ш, наряду с традиционно используемыми первичными аминами в жидком или твердом состоянии и в виде их гидрохлоридов. Кроме первичных амидов 11, 17а-с (табл. 1) в аналогичных условиях синтезированы вторичные амиды дифенил- и дибутилфосфиновой кислот 18а,Ь и 19 (табл. 1), использованные в дальнейшем в качестве модельных соединений.

2 Дифенилфосфинистая кислота была впервые получена гидролизом коммерчески доступного дифенилхлорфосфина в двухфазной системе бензол - водный поташ с количественным выходом Гсм список публикаций, статья 2). ^

Таблица 1. Выходы и константы моно- и ди -алкиламидов кислот фосфора (V) R2P(0)NHR'

На стадии 2 схемы 2 реакцией КН-ал кэширования первичных ДГ-алкиламидов

дифенилфосфиновой кислоты 16Ь,с,еДЛ в межфазных условиях в присутствии водной щёлочи или смеси сухих КаОН и К2С03 без использования катализатора МФП получены вторичные амиды дифенилфосфиновой кислоты 18с-Ь (схема 5, табл. 2). Взаимодействие А'-алкиламидов дифенилфосфиновой кислоты 16 с алкилбромидами или йодидами в присутствии смеси порошкообразных ЫаОН и К2С03 протекает значительно быстрее, чем в системе с 50%-ной водной щелочью. Наилучшим растворителем для проведения реакции в безводной щелочной системе оказался ацетонитрил (40-45°С, 2-4 ч). Использование бензола и хлористого метилена требует увеличения температуры и длительности перемешивания реакционной смеси, соответственно.

50% ая. №ОН / РЬМе или РШ

Соединение Выход3, % Т. пл., °С (растворитель)

11 86 137-138(23)"

16a 80 164-165 (PhH-МЭК)

16b 88 118-119 (СбНы-РЬН)

16c 88 110-111.5 (C6Hi4-PhH)

16d 84 89-91 (C6HM-PhH)

16e 97 70-71 (EtOAc)

16f 94 83.5-87.5 (EtOAc)

16g 77 96.5-97.5 (EtOAc)

16h 90 124-125 (EtOAc-MeOH)

16i 93 82-83 (EtOAc)

16j 94 101-102 (EtOAc)

17a 95 71-72 (C6H14-PhH)

17b 90 130-133 (PhH-MeOH)

17c 80 масло0

18a 80 103-105 (C6Hi4-PhH)

18b 44 108.5-109.5 (C6HI4- EtOAc)

19 60 масло0

а Указан выход аналитически чистых продуктов, ь Температура кипения, °С (р, Topp).с Очищено методом колоночной хроматографии (силикагель, СНС13-МеОН)

О

II

Ph2P-NHR' + R2X 16b,c,e,f,i

65-85°С, 12-40 ч

О

II / Ph2P-N

.R1

Na0H-K2C03 / РШ, СН2С12, CH3CN 45-80°С, 2-15 ч

R2 18c-h

90-100%

18: R1, Я2 = Me, Bu (с); Dodec, Me (d); CH2CH2OMe, Me (e); Et, Me (i); Et, Pr (g); Oct, Me (h); X = CI, Br, I

Схема S

Таблица 2. Выходы и константы NJf-

хроматографии (силикагель, СНС1з-МеОН).

При взаимодействии первичного ТУ-метиламида 16Ь с менее реакционноспособным 2-метоксиэтил-хлоридом в безводной системе (бензол, 75-80°С, 15 ч) наряду с вторичным амидом 18е (89%) образуется соль дифенилфосфиновой кислоты3 20 (6%) в результате расщепления Р-Ы связи (схема 6).

диалкиламидов дифенилфосфиновой кислоты РЬ2Р(0)Ш'Л218с-Ь (схема 5)

Соеди- Выход3, Т.пл., °С

нение (%) (растворитель)

18с 94 масло"

18(1 77 масло"

18е 70 72-73 (ЕЮАс)

Ш 57 82-83 (СбНн-ЕЮАс)

1»8 88 масло

18Ь 90 масло"

а Указан выход аналитически чистых продуктов.ь Очищено методом колоночной

О О ,ОМе

Р^Р-КНМе + -^^ ^ » РЬ2Р-^ + РЬ2Р(0)0М

16Ь ' Ме 20(6%)

18е (89%)

М = Ыа,К Схема б

Продукт 20 оказался единственным при попытке получить 2-гидрокси-алкильные вторичные амиды дифенилфосфиновой кислоты реакцией Л^-метиламида 16Ь с окисью пропилена или этиленхлоргидрином в межфазных условиях в присутствии как 50%-ной щёлочи, так и смеси безводных Ма0Н-К2С03 (схема 7).

50% №ОН/Р1]Ме.

.Ме

V и С1^0Н

РЬ2Р(0)0К - РЬ2Р-ШМе

50% КОН/ДМСО, 20(90%) 35-40°С, 3 ч 16Ь

75-80°С, 10 ч

- РЬ2Р(0)0№ 20 (9%)

75-80 С, 10 ч * РЬ2Р(0)ОМ

М = Ка,К 20(74%)

Схема 7

Расщепление Р-Ы связи наблюдается и в реакции ЫН-алкилирования ЛЦ2-гидроксиэтил)амида 16g метилйодидом в безводной щелочной системе в ДМСО (схема 8). Реакционная смесь содержит 76% соли дифенилфосфиновой кислоты 20 и

3 После стандартной водной обработки реакционной смеси с последующим подкислением соль 20 превращается в нерастворимую в воде дифенилфосфиновую кислоту РЬ2Р(0)0Н.

о ||

РЬ2Р-Н

он

чн

+ Ме!

№ОН-К;СОз / ДМСО 30-50°С,4ч

О II

р^Р-И.

он

\

Ме 18Ь (4%)

+ РЬ2Р(0)0М 20 (76%)

О И

16%

М=Ка, К

Схема 8

только 4% вторичного амида 18Ь. Кроме того, и первичный, и вторичный 2-гидроксиалкильные амиды 16% и 18Ь в отсутствии алкилирующего агента в реакционных условиях количественно расщепляются в безводной системе (в ДМСО или бензоле) с образованием соли 20 (схема 9).

Такая высокая лабильность Р-Ы Р^ связи в сильноосновной среде

РЬ2Р(0)0М характерна только для амидов с 20 2-гидроксиэтильной группой при атоме азота. По-видимому, образование в щелочных условиях этоксильного аниона 21 (схема 10) и его последующая внутримолекулярная атака по атому фосфора приводит к разрыву Р-Ы связи и превращению интермедиата 21 в соответствующий дифенилфосфинат 22, эфирная связь' которого легко расщепляется в щелочных условиях. Замена гидроксильной группы метоксильной приводит к увеличению стабильности Р-К связи в щелочной среде как первичного, так и вторичного амида: они устойчивы в процессе их синтеза и алкилирования (см. схемы 5 и 6, соответственно).

\

РЬ2Р-Н

"II 16& 18Ь

Я = Н,Ме;М = Ыа,К Схема 9

ИаОН-КдСО! / РШ или ДМСО 50-80°С, 3-5 ч

РК РЬ'

О

я2

/Ч

р-к он

№ОН

я1

О/

РЬ / РЬ

о, к.

о

РЬ1

г

■о

н2о

21

РЬ.

о

/

РЬ'

Я'.К^Н.Ме Схема 10

У-х

Р—О ш /

я1

РЬ

*>л ,

но мня1

РЬ'

И.

О

01 - + ^Р-0 №

Увеличение длины гидроксиэтильного радикала на одно метиленовое звено приводит к резкому повышению устойчивости амида: первичный ^-(З-гидрокси-пропил)амид 16Ь количественно метилируется по атому азота с образованием смеси вторичных амидов 23 и 24 в соотношении 1:3, а при взаимодействии со щелочью в отсутствии алкилирующего агента степень расщепления составляет только 9% (схема 11).

/—ОМе

Ме1

О

|| Г ри2Р-М

-он

н

16Ь

№0Н-К2С03 / ДМСО

30-50°С, 5 ч

о ,_/

|| /

РЬ2Р-^

Ме 23 (22%)

Р112Р(0)0М 20 (9%)

-ОН

+

О ,_/

|| /

РЬ2Р-ЫЧ

Ме

24 (78%)

Таблица 3. Расщепление амидов дибутил- и диарилфос-финовых кислот К2Р(0)КК'К2 в щелочных условиях®.

М = Ка,К Схема 11

Поскольку расщепление Р-И связи является осложняющим фактором при проведении межфазного МН-алкилирования, была изучена устойчивость некоторых первичных и вторичных амидов в реакционных щелочных условиях в зависимости от характера заместителей при атоме азота и фосфора (табл. 3). Показано, что

первичные амиды

заметно стабильнее в системе с водной щелочью, чем в более основной безводной системе. При этом вторичные амиды

значительно устойчивее первичных амидов.

С увеличением длины алкильного

заместителя при атоме азота (16Ь 166 -» 160,

Соединение Я Я" Выход Я2Р(0)0Н(%)

К2 50% aq. К'аОН /РЬМе КаОН-К2СОз /РШ

16Ь 16(1 Ш Р11 РЬ РЬ Ме Ви Воёес Н Н Н 6 1 0 46 20 1

17а 17Ь 17с />-С1С6Н4 р-МеС6Н4 Ви Ме Ме Ме Н Н Н 8 2 _ь 48 36 17

18а 19 РЬ Ви Ме Ме Ме Ме 0 _ь 0 0

а Смесь амидов и щелочных агентов нагревали в течение 5 ч при 80°С. ьАмиды растворимы в воде.

степень расщепления Р-Ы связи уменьшается в обеих щелочных системах (табл. 3). Аналогичное влияние оказывают радикалы при атоме фосфора. При последовательном переходе в ряду первичных Л^-метил амидов фосфиновых кислот 17а —» 16Ь —> 17Ь —> 17с с увеличением донорного характера заместителей, которое

отражается соответствующими константами наблюдается повышение

устойчивости Р-Ы связи.

Таким образом, электронные факторы, способствующие увеличению ИН-кислотности, приводят к снижению устойчивости Р-Ы связи. Если реакция ЫН-алкодирования протекает быстро, побочное расщепление Р-Ы связи не сказывается на результате процесса. В случае инертных апеллирующих агентов расщепление Р-Ы связи становится преобладающим.

Для удаления защитной дифенилфосфорильной группы (стадия 3 на схеме 2) был разработан удобный метод разложения амидов с использованием соляной кислоты вместо описанного в литературе (А. Звежак, Дж. Брыликовска-Пиотрович, 1977 г) раствора хлористого водорода в ТГФ (схема 12).

О II /" РЬ2Р-К

Ме

11

ад. НС1 20-25°С

О

II

РЬ2Р-ОН

18а-с,Г

Нч + /Ме _

А С1

н я

25

Ме

№ОН

- КаС1

н-ы.

/

\ Я

26а-с1

26: Я = МеОСН2СН2 (а); Ви (Ь); 0<М (с); Бобес (с!) Схема 12

Таблица 4. Выходы и константы несимметричных ТУ-алкил-М-метиламинов Мс(Я)Ш 25а-с1 (схема 3).

Соединение Я Выход", % Т. кип., °С (р, Торр)

26а МеО^ ^ 63 97-98°

26Ь Ви 78 91-92"

26с ОЙ 75 70-71(13)

26(1 Бо(1ес 80 85-87(13)

а Указан выход аналитически чистых продуктов.ь Атмосферное давление.

Образующаяся в результате гидролиза нерастворимая в воде дифенилфосфиновая кислота легко отделяется от водного раствора гидрохлоридов 25, которые после щелочной обработки превращаются в несимметричные Л?-алкил-Лг-метиламины 26а-с1 с выходом 60-70% в расчете на исходный первичный амин (три стадии на схеме 2, табл. 4).

2. Синтез третичных аминов. №-Алкилирование вторичных диметил- и Лг-бутил-Л'-метиламина.

Для получения симметричных и несимметричных функциональнозамещенных третичных аминов 27, 28 разработан метод 1ЧН-ал кэширования вторичных аминов в гетерогенной системе органическая фаза - водная фаза (схема 13, табл. 5).

щ. Ме2Ш-

Меч В/

.ш

ЮС/50%№С)Н

26Ь

• Ме^-Я 27а-е

Меч ,N-11

Ви 28а-с

((1), 0сс1ес{0'^)< (е);

Таблица 5. Выходы и константы третичных аминов

27: Я = Dodec (а), РЬ''"4"- (Ь), МиЮ^4^ (с), DodecO'^ 28: Я = Оос1ес (а), Оос1есО^—' (Ь), Боаес^О^4^ (с)

Схема 13

Межфазное Ш-алкилирование диметиламина было проведено в присутствии 50%-ной водной щёлочи вместо обычно используемого избытка исходного амина, что позволило значительно увеличить выход третичных аминов. В этой системе осуществлено алкилирование диметиламина додецилбромидом в бензоле (20-25°С, 20 ч), а бензилхлоридом (20-25°С, 5 ч) и ш-алкоксиэтилхлоридами (11.0-115°С, 15 ч,

запаянная ампула) в отсутствии растворителя. Содержание третичных аминов в реакционной смеси составляет по данным спектров ЯМР 'н 93 - 100%.

В аналогичных условиях реакцией Ш-ал кэширования несимметричного вторичного Лг-бутил-Аг-ме-тиламина додецилбромидом (90-95°С, 10 ч) и ю-алкоксиэтилхлоридами

Соеди- я и'х Выход5, Т. кип., °С

нение % (Р. Торр)

27а Ме ОоёесВг 84 129-130(6)

27Ь 88 90-91 (15)

27с 81 125-126(6)

21й ЭосксО^4^01 87 158-160(10)

27е Ооскс-^О^-}^1 87 203-205 (10)а

28а Ви DodecBг 80 170-171 (10)

28Ь ПоёесС^—С1 70 195-196 (8)"

28с а т г Ооёес^О^4^' 65 225-226 (9)"

Соединение охарактеризовано в виде гидрохлорида.

(90-95°С, 30-45 ч) синтезированы несимметричные третичные амины 28а-с (табл.7) Соединения 28Ь,с получены в присутствии 10% мол. йодида калия

3. Синтез третичных и четвертичных аммониевых соединений.

Синтез четвертичных аммониевых производных 1-8 был осуществлён реакцией алкилирования третичных аминов алкилхлоридами (схема 14, расшифровку Я и Я1 см. в табл. 6).

СГ^РЬ

он

1,4,5

МеСЫ, 90-95°С,

Н20,90-95°С, 1 ч

20-50 ч

БсхЗес 6

д1 -

3

ая. НС1

1-2 недели

9,10

Схема 14

Аммониевые соединения 1-5 получены взаимодействием симметричных и несимметричных третичных аминов 27а,с-е и 28а-с (см. схему 13) с бензилхлоридом, этиленхлоргидрином и монохлорацетатом натрия в двухфазной системе с использованием воды в качестве растворителя (схема 14, табл. 6), что позволило значительно сократить время реакции.

Симметричные бензилоксиалкильные производные 6а,Ь синтезированы взаимодействием третичного амина 27а с 2-бензилокси- и 2-(2-бензилокси-этокси)этилхлоридами в абсолютном ацетонитриле, а несимметричные 2-гидрокси-этильные аммоний хлориды 8а-с путём нагревания третичных аминов 28а-с в избытке этиленхлоргидрина (табл. 6).

Додецилокси- и бензилоксикарбонилметильные производные четвертичных аммониевых соединений 7а,Ь получены выдерживанием смеси исходных реагентов при комнатной температуре в течение 1-2 недель (табл. 6).

Третичные аммониевые соединения симметричного и несимметричного строения 9а-с и 10а-с получены взаимодействием А^-алкил-^Л^-диметил-и Лг-алюш-Аг-бутил-Л?-метиламинов 27аДе и 28а-с с концентрированной соляной кислотой в этаноле (табл. 6).

Таблица 6. Выходы и константы четвертичных и третичных аммониевых соединений (схема 14).

Соединение И Я1 Я2С1 Выход3, % Т. пл., °С (МЭК)

1а Ме Во<Зес РЬ^^С! 80 Масло0

1Ь ОойесО^^ 60 103-104

1с Оойес-^О^^ 75 91-92

2а Ме Dodec 65 158-159.5 (С6Н,4-МЭК)

2Ъ ВойесО^^ 50 107-109

2с 65 97-98

За Ме Dodec КаООС^а 35 97-99°

ЗЬ DodecO'^/ 40 88-90

Зс Dodec-(■0' 35 75-77"

4 Ме КопО^4-^ рь^а 55 95.5-96.5 (С6Н,4-МЭК)

5а Ви Dodec рь^а 75 79-80°

5Ь БоаесО^4^ 70 118.5-119

5с 2 80 115-116

6а Ме Dodec РЬ-^О""^01 50 153.5-154.5

6Ь Dodec р^о"^01 2 40 72-74

7а Ме ОоаесООС'^С! 60 123.5-124

7Ь Dodec РЬ'^ООС ЧС1 70 111.5-112.5 (ЕЮАс)

8а Ви Dodec 80 масло

8Ь 70 73.5-74.5

8с Dodec-(■0' 60 62-64

9а Ме Dodec НС1 99 178-180"

9Ь ЪоЛесО^^ 98 135-137"

9с Dodec -(• О" 97 .97-100"

10а Ви Оойес 98 102-103"

10Ь 98 82-84"

Юс а Dodec-(■0' 97 57-59"

" Указан выход аналитически чистых продуктов.° Очищено методом

колоночной хроматографии (сшшкагель, СНС13-МеОН). с После перекристаллизации

соединение За выделено в виде моногидрата.

4. Методы синтеза некоторых практически важных четвертичных аммониевых

соединений.

Разработанные методы NH-алкилирования вторичных аминов, а также N-алкилирования третичных аминов послужили основой для создания технологичных способов получения трёх практически важных четвертичных аммониевых продуктов 30-32 (схема 15), широко используемых в настоящее время в качестве компонентов препаратов с бактерицидными и поверхностно-активными свойствами. Этот метод представляет собой последовательное алкилирование сначала диметиламина смесью алкилхлоридов (Alk = С^-Сн), а затем образующихся третичных Л^-алкил-ЛГД-диме-тиламинов 29 соответственно бензилхлоридом, этиленхлоргидрином и монохлорацетатом натрия (схема 15). Количественный выход на каждой стадии и высокая чистота образующихся продуктов позволяет проводить процесс без их выделения. Синтез как промежуточного, так и конечных продуктов осуществляется в гетерогенной системе органическая фаза - водная фаза без использования органических растворителей, что удовлетворяет принципам так называемой «зелёной химии» («green chemistry» или «environmentally friendly chemistry»).

aq. Me2NH

AlkCl / 50% NaOH 110-115°C, 20 ч

Alk -+ / CI Me,N

N__Ph

30

Амин am БК

Cl' "COONa HiO, 95-100°C,2 ч

Alk

Me2N C1

OH

31

Трацкан AKC

Alk = CnH2n+1,n =12-14 Схема IS

Alk

+ / Me2N

V-COO

32

Трацкан ABC

Разработанный способ синтеза соединений 30-32 был положен в основу технологии получения этих продуктов, которая в настоящее время используется для их производства на промышленной площадке ЗАО «ЭКОС-1» в Купавне.

5. Бактерицидная активность третичных и четвертичных аммониевых

соединений.

Противомикробная активность полученных соединений по отношению к наиболее устойчивым к действию дезинфицирующих средств грамположигельным и грамотрицательным бактериям: S. aureus, Е. coli и Р. aeruginosa была исследована4 по общепринятому методу обеззараживания батистовых тест-объектов. В таблицах 7-9 приведены значения концентрации водных растворов протестированных третичных и четвертичных аммониевых производных, а также время их контакта с исследованными культурами бактерий, при которых появляется противомикробный эффект.

Известно, что уровень активности соединений определяется видовой чувствительностью микроорганизмов (П.А. Ламберт, 2002 г; П. Гилберт, JI.E. Мур, 2005 г). В условиях использованного метода тестирования бактерицидный эффект синтезированных аммониевых соединений по отношению к Е. coli и Р. aeruginosa проявляется при концентрациях минимум в два и пять раз больших, чем по отношению S. aureus, соответственно.

Для сравнительной оценки противомикробных свойств синтезированных третичных и четвертичных аммоний хлоридов в качестве эталона был использован Лг-бензил-Лг-додецил-ЛгД-диметиламмоний хлорид 1а (бензалконий хлорид) -наиболее эффективный по отношению к выбранному ряду микроорганизмов компонент известного дезинфицирующего средства Катамин АБ.

Прежде всего была определена бактерицидная активность трёх широко используемых в практике четвертичных аммониевых соединений: ^-бензил-ДГ-доде-цил-ЛУУ-диметиламмоний хлорида 1а, Аг-2-гидроксиэтил-Л'-додецш1-Аг//-диме-тиламмоний хлорида 2а и Лг-додсцил-Л'Д-диметиламмониоацетата За (схема 1, табл. 7), бактерицидное действие которых не удалось сравнить между собой по литературным данным из-за различных условий его определения. Наибольшую активность по отношению к S. aureus проявляет А^-бензильный аммоний хлорид 1а. Его бактерицидный эффект проявляется при концентрации в 10 раз меньшей, чем у ЛГ-2-гидроксиэтильного аммоний хлорида 2а и бетаина За. По отношению к Е. coli соединения 1а и 2а обладают одинаковой активностью, тогда как по отношению к Р. aeruginosa бактерицидный эффект соединения 2а достигается в 3 раза быстрее

4 Исследование бактерицидных свойств синтезированных соединений проведено кандидатом биологических наук Т.А. Чердынцевой в МГУ им. М.В. Ломоносова в совместной с нами работе.

18

соединений 1а, 2а, За

S. aureus Е. coli Р. aeruginosa

Соединение Формула Концент- Время кон- Концент- Время кон- Кон-цент- . Время кон-

рация, % такта, мин рация, % такта, мин рация, % такта, мин

+ /Dodec Me2N „,-V—Ph C1

1а 0.025 5 0.050 10 0.125 15

2а + /Dodec Me2N,_ Cf OH 0.250 5 0.050 10 0.125 5

+ ^Dodec Me2N V-COO

За 0.250 15 0.050 30 0.250 >30

такового эталона 1а. Соединение бетаиновой структуры За обладает значительно более слабой активностью по сравнению с аналогами 1а и 2а.

В табл. 8 приведены результаты исследования бактерицидной активности синтезированных четвертичных аммоний хлоридов - структурных аналогов соединений 1а, 2а и За, молекулы которых были модифицированы путём введения функциональнозамещённых фрагментов между атомом азота и додецильным или бензильным заместителями (схема 1).

Структурный ряд N-6emwi-N-d0dei{m-N,N-dimemu!iaMM0Huü хлорида 1а (соединения 1а-с, 4 и 5а-с, табл. 8). Введение этиленгликолевого фрагмента -СН2СН2О- между атомом азота и алкильным заместителем в молекуле эталона 1а приводит к увеличению активности (соединения lb), а в случае использования -СН2СН20СН2СН20- и -СН2СОО- фрагментов, наоборот, к её ослаблению (соединения 1с и 7а). Аммоний хлорид lb, содержащий этиленгликолевый фрагмент между атомом азота и додецильным заместителем, по отношению к S. aureus и P. aeruginosa проявляет бактерицидный эффект на уровне эталона 1а и превосходит его в случае Е. coli. Активность соединения 1с с диэтиленгликолевым фрагментом соответствует уровню таковой его аналога lb и эталона 1а только по отношению к S. aureus, тогда как в тестах с Е. coli и Р. aeruginosa она оказалась самой низкой в этом ряду соединений, также как и у аммоний хлорида 7а с додецилокси-карбонилметильным заместителем при атоме азота.

При переходе от соединений симметричной структуры к несимметричным la,b -» 5а,b уровень активности последних по отношению к S. aureus и Р. aeruginosa, не меняется, соединения 5а,b проявляют одинаковый с эталоном 1а противомикробный

S. aureus Е. coli P. aeruginosa

Соединение Формула Концентрация, % Время контакта, мин Концентрация, % Время контакта, мин Концентрация, % Время контакта, мин

Меч+ ^_pVDodec

X ri"

r' V-Ph C1 la R = Me n = 0 lb R = Me n = l lc R = Me n = 2

0.025 5 0.050 10 0.125 15 0.025 5 0.025 10 0.125 15 0.025 5 0.050 15 0.250 5

5а R = Bu П = 0 5b R = Bu п = 1 5с R = Bu п = 2 0.025 0.025 0.025 5 5 5 0.050 0.050 0.050 5 15 15 0.125 0.125 0.125 15 15 15

+/~COODodec 7а Me2N V-Ph CI 0.025 15 0.050 10 0.250 5

+ PNon 4 Me2N rT V—Ph 01 0.025 10 0.025 . 5 0.125 5

+ ^Dodec

Me2N/ CI

6a n=l 0.025 5 0.025 5 0.125 5

6b n = 2 0.025 5 0.025 30 0.125 10

7b + /Dodec CI Me2Vcoo~Ph 0.025 5 0.025 5 0.125 30

Mex+ ^_pVDodec R OH

2a R = Me n = 0 0.250 5 0.050 10 0.125 5

2b R = Me n = 1 0.025 5 0.050 15 0.125 15

2c R = Me n = 2 0.025 5 0.050 15 0.250 5

8a R = Bu n= 0 0.025 5 0.050 15 0.125 15

8b R = Bu n=l 0.025 5 0.050 30 0.125 5

8c R = Bu n = 2 0.025 5 0.050 30 0.125 10

x. OV-Dodec Me2N V-COO

3a n = 0 0.250 15 0.050 30 0.250 >30

3b n=l 0.250 10 0.050 15 0.250 >30

3c n = 2 0.250 >30 0.100 30 0.250 >30

эффект. И только в тестах с P. aeruginosa в паре соединений с диэтиленгликолевым фрагментом 1с и 5с несимметричный аммоний хлорид 5с более активен. По отношению к Е. coli наиболее активный в этом ряду несимметричный аммоний хлорид 5а более эффективен, чем его симметричный аналог 1а, а в паре соединений lb и 5Ь, содержащих этиленгликолевый фрагмент, переход к несимметричной структуре сопровождается ослаблением бактерицидного эффекта.

Сопоставление пар изомерных JV-бензил- и JV-додецилзамещённых аммоний хлоридов lb и 6а, 1с и 6Ь, 7а и 7Ь показало, что АЧдодецильные изомеры более активны, чем Л^бензильные и эталон 1а. Среди них особо следует отметить аммоний хлорид 6а, который проявляет бактерицидный эффект по отношению к Е. coli и P. aeruginosa в 2 раза быстрее эталона 1а и при более низкой концентрации, а в случае S. aureus не уступает эталону.

Нонилоксиэтильное производное 4, полученное путём замены третьего метиленового звена в додецильном заместителе молекулы эталона атомом кислорода, в случае бактерий Е. coli и P. aeruginosa по уровню активности превосходит не только эталон 1а, но и все соединения этого ряда. И лишь по отношению к бактериям S. aureus оно проявляет более слабый бактерицидный эффект, чем эталон 1а и его аналоги lb,с одним и двумя этиленгликолевыми звеньями, обладающие одинаковой активностью. Соединение 4, как и аммоний хлорид 1а, является самым активным среди всех исследованных соединений.

Структурный ряд N-(2-zudpoKcmmwi)-N-dodenm-N,N-duMemmaMMOHuU хлорида 2а (соединения 2а-с и 8а-с, табл. 8). В ряду структурных аналогов 2-гидроксиэтильного аммоний хлорида 2а симметричного строения введение фрагментов этилен- или диэтиленгликоля между атомом азота и додецильным заместителем 2а -> 2Ь,с приводит к резкому увеличению активности соединений по отношению к S. aureus: бактерицидная концентрация аммоний хлоридов 2Ь,с на порядок меньше, чем хлорида 2а. При этом аммоний хлориды 2Ь,с проявляют одинаковую активность с эталоном 1а. По отношению к бактериям Е. coli и P. aeruginosa удаление додецильной группы от атома азота сопровождается снижением уровня активности.

Замена одного iV-метильного радикала бутильным в молекуле симметричного 2-гидроксиэтильном аммоний хлорида 2а также сопровождается десятикратным увеличением уровня активности несимметричного соединения 8а по отношению к бактериям S. aureus.

Активность аналогичных по строению симметричных 2Ь,с и несимметричных 8Ь,с аммоний хлоридов, содержащих этилен- и диэтиленгликолевый фрагмент, по отношению к бактериям S. aureus одинакова и находится на уровне таковой эталона 1а. По отношению к Е. coli несимметричные соединения 8Ь,с уступают симметричным аналогам по времени контакта, тогда как в тестах с бактериями Р. aeruginosa аммоний хлориды 8Ь,с по активности превосходят симметричные аналоги.

Необходимо отметить, что и в этой группе аммоний хлоридов наиболее активными являются соединения, содержащие этиленгликолевый фрагмент между атомом азота и додецильным заместителем.

Существенное усиление бактерицидной активности наблюдается при замене HO-группы в 2-гидроксиэтильном заместителе при атоме азота соединения 2а бензилоксигруппой (соединение 6а). Такой переход 2а 6а сопровождается снижением бактерицидной концентрации в 10 раз по отношению к бактериям S. aureus, активность соединения достигает уровня эталонной, а в тестах с бактериями Е. coli наблюдается двукратное снижение концентрации и времени контакта. Как уже было отмечено, бензилоксиэтильное производное 6а оказалось наиболее эффективным по отношению к бактериям Е. coli и Р. aeruginosa среди изученных соединений.

Структурный ряд АТ-додецил-М,К-диметиламмониоацетата За (соединения За-с, табл. 8). Бетаины За-с являются наименее активными среди изученных соединений: они проявляют слабый бактерицидный эффект по отношению к S. aureus и Е. coli, и не активны по отношению к Р. aeruginosa. Однако и в этом ряду ЧАС введение этиленгликолевого фрагмента между атомом азота и алкильным заместителем в молекуле бетаина За сопровождается увеличением активности (соединение ЗЬ).

Третичные аммониевые соединения (гидрохлориды третичных аминов) (табл. 9). Симметричные третичные аммоний хлориды 9Ь,с с этилен- и диэтиленгликолевым фрагментом между атомом азота и додецильным радикалом по отношению к S. aureus, Е. coli и Р. aeruginosa активнее, чем их jV-додецильмый аналог 9а. При переходе к несимметричным соединениям 10а-с наблюдается сохранение или небольшое усиление бактерицидного эффекта. Лишь в тестах с Е. coli несимметричные гидрохлориды 10b,с уступают симметричным аналогам 9Ь,с.

Сравнение 24 пар аналогичных по структуре симметричных и несимметричных гидрохлоридов 9а-с, 10а-с (табл. 9) и четвертичных аммониевых соединений, содержащих вместо атома водорода бензильный 1а-с, 5а-с и гидроксиэтильный 2а-с, 8а-с 22

Таблица 9. Бактерицидная активность гидрохлоридов третичных аминов 9,10

Меч+ ,.OVDodec .N.

R Н

С1

S. aureus Е. coli Р. aeruginosa

Соединение R n Концентрация, % Время контакта, мин Концентрат«!, % Время контакта, мин Концентрация, % Время контакта, мин

9а Me 0 0.100 30 0.050 30 0.250 >30

9Ь Me 1 0.100 5 0.050 5 0.125 15

9с Me 2 0.100 5 0.050 10 0.125 15

10а Bu 0 0.100 30 0.050 5 0.125 10

10Ь Bu 1 0.250 >30 0.100 15 0.125 10

Юс Bu 2 0.100 5 0.100 30 0.125 15

отношению к наиболее устойчивым бактериям P. aeruginosa случаев.

радикалы (табл. 8), показало, что по отношению к Е. coli в трети случаев активность гидрохлоридов соответствует или превышает таковую четвертичных аммониевых соединений. А по - в более половины

Выводы

1. С целью исследования влияния строения ациклических четвертичных аммониевых соединений на их противомикробную активность, а также поиска новых веществ, обладающих бактерицидными свойствами, синтезирован ряд третичных и четвертичных аммоний хлоридов симметричного и несимметричного строения общей формулы К^^КГ-А-Я4 С1\ где Я'Д2 = Ме,Ме; Ме,Ви; Я3= Н, Боскс, РЬСН2, НОСН2СН2, "ООССН2; Я4== Оос1ес, РЬСН2; А = (СН2СН2О)0.2, СН2СОО.

2. Разработаны удобные межфазные методы синтеза несимметричных вторичных аминов, а также симметричных и несимметричных третичных аминов в гетерогенной системе органическая фаза - водно-щелочная фаза, позволяющей использовать водные растворы щелочи и аминов, а также в системе органическая фаза -твёрдая фаза (смесь безводных ЫаОН-К2СОз):

- трёхстадийный метод получения несимметричных вторичных аминов с использованием защитной Р112Р(0)-группы, все стадии которого осуществляются в межфазных условиях в отсутствии катализатора межфазного переноса без выделения промежуточных продуктов; определены границы применимости этого способа на основе результатов изучения устойчивости первичных и вторичных амидов фосфиновых кислот в щелочных условиях реакции в зависимости от характера заместителей при атомах азота и фосфора; впервые показана высокая лабильность

P-N связи первичных и вторичных амидов дифенилфосфиновой кислоты с 2-гидрокси-этильной группой при атоме азота в щелочных условиях;

- метод межфазного NH-алкилирования вторичных аминов, позволяющий осуществлять синтез симметричных и несимметричных третичных аминов с высоким выходом в укрупнённом масштабе.

3. Исследование бактерицидных свойств синтезированных функционально-замещённых третичных и четвертичных аммониевых соединений по отношению к S. aureus, Е. coli и P. aeruginosa показало, что:

- по уровню активности они не уступают ТУ-бензил-А'-додецил-ЛуУ-диметил-аммоний хлориду (бензалконий хлориду) - наиболее эффективному компоненту известного дезинфицирующего средства Катамина АБ, а в некоторых случаях и превосходят его;

- соединения, содержащие при атоме азота заместитель -CH2CH2O-R в большинстве случаев, являются наиболее активными по отношению ко всем изученным бактериям; самые эффективные аммоний хлориды MejN^CDode^CHjCHjOCHaPh С1" и Me2N+(CH2Ph)CH2CH2ONon СГ по отношению к Е. coli и P. aeruginosa по активности превосходят эталонный бензалконий хлорид;

- среди изомерных ТУ-бензил- и АГ-додецильных аммоний хлоридов Me2(R')N+-А - R2 СГ, где R',R2 = CH2Ph, Dodec и Dodec, CH2Ph; A = (CH2CH20)u, CH2COO, наибольшую активность проявляют ¿V-додецильные изомеры, содержащие бензильный заместитель в функциональнозамещенной группе;

- третичные аммониевые соединения по уровню активности по отношению к Е. coli и P. aeruginosa во многих случаях не только не уступают четвертичным аммоний хлоридам и эталонному бензалконий хлориду, но и превосходят их;

- третичные и четвертичные аммониевые соединения несимметричной структуры являются более активными по отношению к наиболее устойчивым бактериям P. aeruginosa, чем их симметричные аналоги.

4. Разработаны технологичные методы синтеза трёх четвертичных аммониевых продуктов с бактерицидными и поверхностно-активными свойствами общей формулы Me2N+(Alk)R СГ (где Alk = смесь С^-Си). которые были положены в основу технологии их производства:

Аминат БК (R = CH2Ph) - дезинфицирующий компонент препаратов, предотвращающих биозагрязнение оборудования пищевых производств, а также систем открытого и закрытого водоснабжения химических предприятий;

Трацкан АКС (R = СН2СН2ОН) - эффективный антистатический агент в пухо-перовом производстве, а также в технологии полиамидных и полиэфирных волокон и тканей;

Трацкан ABC (R = СН2СОО') - компонент моющих средств на предприятиях текстильной промышленности, прачечных и химчистках.

Разработанные технологии используются для производства указанных продуктов на промышленной площадке ЗАО «ЭКОС-1» в Купавне.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. А.В. Харламов, А.Г. Вендило, Н.А. Бондаренко. Расщепление связи P-N при межфазном алкилировании А-алкиламидов дифенилфосфиновой кислоты. Известия РАН. Серия химическая, 2006, С. 2210-2211 (0.12 п.л., авторский вклад 45%).

2. Н.А. Бондаренко, А.В. Харламов, А.Г. Вендило. Синтез несимметричных диалкиламинов на основе амидов дифенилфосфиновой кислоты. Известия РАН. Серия химическая, 2009, С. 1814-1832 (0.81 п.л., авторский вклад 45%).

Тезисы докладов:

1. A.V. Kharlamov, A.G. Vendilo, N.A. Bondarenko. Alkaline P-N bond phase transfer cleavage of some JV-alkyl- and АГ-phenyldiphosphinic amides. XV International Conference on Chemistry of Phosphorus Compounds (ICCPC-XV). Saint-Petersburg, Russia, 2008, Book of abstracts, P. 122 (0.06 п.л., авторский вклад не распределён).

2. A.V. Kharlamov, A.G. Vendilo, N.A. Bondarenko. Phase transfer alkylation of N-alkyldiethoxyphosphoric- and -diphenylphosphinic amides. XV International Conference on Chemistry of Phosphorus Compounds (ICCPC-XV). Saint-Petersburg, Russia, 2008, Book of abstracts, P. 153 (0.06 п.л., авторский вклад не распределён).

3. A.V. Kharlamov, Т.A. Cherdintseva, A.G. Vendilo, N.A. Bondarenko. Synthesis and bactericidal activity of some tertiary amines hydrochlorides and quaternary ammonium salts. Biologically Active Substances: fundamental and applied problems. Scientific Conference. Novy Svet, AR Crimea, Ukraine, 2009, Ahcwtc p м.п(\

Статьи:

(0.06 пл., авторский вклад не распределён).

Подп. к печ. 03.11.2011 Объем 1.5 п.л. Зак. № 127 Тир. 100 экз.

Типография МГГГУ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОТИВОМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ

АЦИКЛИЧЕСКИХ И ЦИКЛИЧЕСКИХ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ВЛИЯНИЕ ИХ СТРОЕНИЯ НА АКТИВНОСТЬ (литературный обзор).

1.1 Противомикробная активность четвертичных аммониевых соединений.

1.1.1 Алифатические четвертичные аммониевые соединения.

1.1.2 Четвертичные аммониевые соединения на основе азациклогексанов.

1.2 Механизм действия четвертичных аммониевых соединений на бактериальную клетку.

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИЦИДНОЙ

АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ АЦИКЛИЧЕСКИХ ТРЕТИЧНЫХ И ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В настоящее время причиной заболеваемости и смерти большого числа больных, получающих помощь в медицинских учреждениях и, особенно, в отделениях реанимации и интенсивной терапии, являются внутрибольничные или нозокомиальные (от латинского «nosocomium» — больница и греческого «nosokomeo» — ухаживать за больным) инфекции. В зависимости от различных факторов число госпитализированных пациентов, у которых развиваются внутрибольничные инфекции, колеблется по данным мировой статистики от 3 до 5%. Только в России по официальным данным их число ежегодно составляет 40-60 тысяч человек. Однако предполагается, что реальная цифра значительно выше. По результатам исследования Центрального НИИ эпидемиологии число внутрибольничных инфекций в России ежегодно достигает 2 - 2.5 млн. (1.5% населения), а экономический ущерб от них составляет более 5 млрд. рублей. В США такие инфекции являются четвертой по частоте причиной смерти после заболеваний сердечно-сосудистой системы, злокачественных опухолей и инсультов. По данным специалистов Центров по контролю и профилактике заболеваний у 2 млн. пациентов, госпитализированных в стационары США в 1998 г, отмечены внутрибольничные инфекции [1].

Большинство внутрибольничных инфекций имеют бактериальное происхождение, значительно реже их причиной являются' вирусные и грибковые возбудители, а также простейшие микроорганизмы. Как правило, в развитие внутрибольничных инфекций вовлечены бактерии, которые могут содержаться в нормальной микрофлоре кожи человека, например Staphylococcus aureus (стафилококк золотистый) и Staphylococcus epidermidis и др., а также являющиеся частью микрофлоры стационара, такие как Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка), семейство энтеробактерий (Enterobacteriaceae), к которым относится Escherichia coli (кишечная палочка), Acinetobacter spp., Klebsiella pneumoniae и др., отличительной особенностью которых является устойчивость ко многим группам противобакгериальных препаратов широкого спектра действия [2-4].

Несмотря на постоянный поиск новых эффективных противомикробных препаратов для преодоления устойчивости микроорганизмов, число новых антибиотиков, внедряемых в практику, ежегодно сокращается. Большинство новых лекарственных средств слишком дороги для широкого применения, и они не смогут в ближайшем будущем вытеснить старые, при использовании которых и возникают сложности из-за устойчивости микроорганизмов к этим препаратам. Именно это обусловливает трудности в терапии заболеваний, вызываемых перечисленными выше бактериями, предопределяя её низкую эффективность и высокую стоимость.

Одним из наиболее эффективных мероприятий, направленных на уничтожение возбудителей инфекций, является дезинфекция [5,6]. Поскольку больничная среда является одним из главных источников заражения пациентов, большинство возбудителей заболевания передаются путём её непосредственного контакта с пациентом (например, через руки), хотя определенная роль принадлежит передаче через заражённые оборудование или материалы [1]. Поэтому использование дезинфицирующих средств в эффективной гигиене медперсонала, а также санитарной обработке поверхностей и больничного белья играет главную роль в снижении числа внутрибольничных инфекций.

При всём многообразии дезинфицирующих средств количество компонентов, входящих в их состав, весьма ограничено. В состав препаратов входят такие действующие вещества как спирты, перекиси, надкислоты, фенолы, соединения катионного типа, альдегиды, а также вещества выделяющие галогены. У каждого из этих соединений есть определённый спектр противомикробной активности, который и определяет эффективность дезинфицирующего средства. В некоторых случаях сочетание нескольких химических агентов позволяет расширить спектр действия препарата, однако, определяющее действие обеспечивается основным химическим веществом, входящим в данный препарат.

Вот уже более пятидесяти лет четвертичные аммониевые соединения (ЧАС) используются в инфекционном контроле, входят в состав многих продуктов массового потребления и полностью удовлетворяют жестким требованиям, предъявляемым в настоящее время к дезинфицирующим средствам. А именно, они обладают широким спектром противомикробной активности, являются малотоксичными для людей, экологически безопасны, а также безопасны по отношению к обрабатываемым поверхностям.

В последнее время появились публикаций, содержащие данные о формировании менее чувствительных к действию ЧАС штаммов микроорганизмов [7-10] и о взаимосвязи между приобретённой устойчивостью бактерий к действию антибиотиков и потерей чувствительности к действию аммониевых соединений [11-14], которые могут поставить под сомнение эффективность использования дезинфицирующих средств на основе ЧАС. Однако такие сведения носят неоднозначный и противоречивый характер, что обусловлено недостаточным количеством экспериментальных данных, проясняющих механизмы действия ЧАС на бактериальную клетку. Появление этих публикаций привело к увеличению числа исследований процессов, происходящих в бактериальной клетке под воздействием ЧАС, а также изменений, приводящих к потере чувствительности микроорганизма к действию ЧАС. В свою очередь, эти работы связаны с исследованием влияния структуры соединений на их противомикробную активность. К настоящему времени изучено влияние характера заместителей при атоме азота, природа аниона и т.п. Но, как правило, эти данные носят разрозненный характер, и, главным образом, касаются исследования влияния липофильности ЧАС, т.е. длины алкильного заместителя, на их активность.

Целью настоящей работы является систематическое исследование влияния характера функциональнозамещенных групп при атоме азота, а также расположения высшего алкильного и бензильного заместителей относительно друг друга и атома азота в молекуле ЧАС на их бактерицидную активность. Для решения этой задачи синтезирован ряд третичных и четвертичных аммониевых соединений симметричной и несимметричной структуры на основе разработанных удобных межфазных методов получения исходных и промежуточных соединений (несимметричных вторичных аминов, а также симметричных и несимметричных третичных аминов) в гетерогенной системе органическая фаза - водно-щелочная фаза, позволяющей использовать водные растворы щелочи и аминов, а также органическая фаза - смесь безводных КаОН-К2СОз. Перечисленные способы положены в основу разработанной технологии трёх четвертичных аммониевых продуктов, выпускаемых на промышленной площадке ЗАО «ЭКОС-1».

Тестирование синтезированных функциональнозамещенных третичных и четвертичных аммониевых соединений симметричного и несимметричного строения по отношению к S. aureus, Е. coli и Р. aeruginosa показало, что по уровню активности они не уступают А^-бензил-Л^-додецил-ЛУУ-диметиламмоний хлориду -наиболее эффективному компоненту известного дезинфицирующего средства Катамина АБ, а в некоторых случаях и превосходят его.

Результаты диссертационной работы были доложены на XV Международной конференции по химии фосфорорганических соединений (Санкт-Петербург, 2008 г) и Между нар одной научно-практической конференции «Биологически активные вещества: фундаментальные и прикладные вопросы получения и применения» (Новый Свет, Крым, Украина, 2009 г).

Диссертация, построенная по традиционной схеме, состоит из введения, трёх глав, выводов и списка цитируемой литературы.

выводы

1. G целью исследования влияния строения ациклических четвертичных аммониевых соединений на их противомикробную активность, а также поиска новых веществ, обладающих бактерицидными свойствами, синтезирован ряд третичных и четвертичных аммоний хлоридов симметричного и несимметричного строения общей формулы R'R^N^A-R4 С1", где R',R2 = Me,Me; Me,Bu; R3= H, Dodec, PhCH2, HOGH2CH2, -OOGGH2; R4= Dodec, PhGH2; A = (CH2CH2O)0.2, gii2coo.

2. Разработаны удобные межфазные методы синтеза несимметричных вторичных аминов, а таюке симметричных и несимметричных третичных аминов в гетерогенной системе органическая фаза - водно-щелочная фаза, позволяющей использовать водные растворы щелочи и аминов, , а также в системе органическая фаза -твёрдая фаза (смесь безводных Na0H-K2C03):

- трёхстадийный метод получения несимметричных вторичных аминов; с использованием защитной Ph2P(0)-rpynnbi, все стадии которого осуществляются в межфазных условиях в отсутствии катализатора межфазного переноса; без выделения промежуточных продуктов; определены границы применимости этого способа на основе изучения устойчиврсти промежуточных первичных и вторичных амидов фосфиновых кислот в зависимости от характера заместителей при атомах азота и фосфора в щелочных условиях реакции;; впервые показана высокая лабильность- P-N связи первичных и вторичных амидов дифенилфосфиновой кислоты с 2-гидроксиэтильной группой при атоме азота в щелочных условиях;

- метод межфазного NH-алкилирования вторичных аминов; позволяющий осуществлять синтез симметричных и несимметричных третичных аминов с высоким выходом в укрупнённом масштабе. ,

3. Исследование бактерицидных свойств синтезированных функционально-замещённых третичных и четвертичных аммониевых соединений по отношению к S. aureus, Е. coli и Р. aeruginosa показало, что:

- по уровню активности они не уступают 7У-бензил-7У-додецил-А/,А^-ди-метиламмоний хлориду (бензалконий хлориду) - наиболее эффективному компоненту известного дезинфицирующего средства Катамина АБ, а в некоторых случаях и превосходят его;

- соединения, содержащие при атоме азота заместитель -CH2CH20-R в большинстве случаев, являются наиболее активными по отношению ко всем изученным бактериям; самые эффективные аммоний хлориды Me2N+(Dodec)CH2CH2OCH2Ph СГ и Ме2>Г(СН2Р11)СН2СН201Чоп СГ по отношению к Е. coli и Р. aeruginosa по активности превосходят эталонный бензалконий хлорид;

- среди изомерных yV-бензил- и iV-додецильных аммоний хлоридов МезСЯ1)^- А - R2 СГ, где R*,R2 = CH2Ph, Dodec и Dodec, CH2Ph; А = (CH2CH20)I>2, CH2COO, наибольшую активность проявляют iV-додецильные изомеры, содержащие бензильный заместитель в функциональнозамещённой группе;

- третичные аммониевые соединения по уровню активности по отношению к Е. coli и Р. aeruginosa во многих случаях не только не уступают четвертичным аммоний хлоридам и эталонному бензалконий хлориду, но и превосходят их;

- третичные и четвертичные аммониевые соединения несимметричной структуры являются более активными по отношению к наиболее устойчивым бактериям Р. aeruginosa, чем их симметричные аналоги.

4. Разработаны технологичные методы синтеза трёх четвертичных аммониевых продуктов с бактерицидными и-поверхностно-активными свойствами общей формулы Me2N+(Alk)R СГ (где Alk = смесь C12-Ci4), которые были положены в основу технологии их производства:

Аминат БК (R = CH2Ph) - дезинфицирующий компонент препаратов, предотвращающих биозагрязнение оборудования пищевых производств, а также систем открытого и закрытого водоснабжения химических предприятий;

Трацкан АКС (R =' СН2СН2ОН) - эффективный антистатический агент в пухо-перовом производстве, а также в технологии полиамидных и полиэфирных волокон и тканей;

Транкан ABC (R = СН2СОО") - компонент моющих средств на предприятиях текстильной промышленности, прачечных и химчистках.

Разработанные технологии используются для производства указанных продуктов на промышленной площадке ЗАО «ЭКОС-1» в Купавне.

1. Р.С. Козлов. Нозокомиальные инфекции: эпидемиология, патогенез, профилактика, контроль. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия, 2000, 2 (1), с. 16-30.

2. P. Gilbert and L.E. Moore. Cationic antiseptics: diversity of action under a common epithet. J. Appl. Microbiol., 2005, 99 (4), p. 703-715.

3. S.G.B. Amyes and C.G. Gemmell. Antibiotic resistance. J. Med. Microbiol., 1997, 46, p. 436-470.

4. M.A. Guimaraes, A. Tibana, M.P. Nunes, and K.R. Netto dos Santos. Disinfectant and antibiotic activities: a comparative analysis in Brazilian hospital bacterial isolates. Braz. J. Microbiol 2000, 31, p. 193-199.

5. H. Kim, J.-H. Ryu, and L.R. Beuchat. Effectiveness of disinfectants in killing Enterobacter sakazakii in suspension, dried on the surface of stainless steel, and in a biofilm. Appl. Environ. Microbiol., 2007, 73 (4), p. 1256-1265.

6. F.W. Adair, S.G. Geffic, and Justus Gelzer. Resistance of Pseudomonas to quaternary ammonium compounds. I. Growth in benzalkonium chloride solution. Appl. Microbiol., 1969,18 (3), p. 299-302.

7. A.K. Nakashima, A.K. Highsmith, and W J. Martone. Survival of Serratia marcescens in benzalkonium chloride and in multiple-dose medication vials: relationship to epidemic septic arthritis. J. Clin. Microbiol., 1987, 25 (6), p. 10191021.

8. M.S. To, S. Favrin, N. Romanova, and M.W. Griffiths. Postadaptational resistance to benzalkonium chloride and subsequent physicochemical modifications of Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol., 2002, 68 (11), p. 5258-5264.

9. E. Heir, G. Sundheim, and A. L. Hoick. The qacG gene on plasmid pST94 confers resistance to quaternary ammonium compounds in staphylococci isolated from the food industry. J. Appl. Microbiol., 1999, 86 (3), p. 378-388.

10. A.P. Fraise. Susceptibility of antibiotic-resistant cocci to biocides. J. Appl. Microbiol, 2002, 92 (si), p. 158-162.

11. G. Domagk. A new class of disinfectants. Deut. med. Wochschr., 1935, 61, p. 829832.

12. O. Rahn and W.P. Van Eseltine. Quaternary ammonium compounds. Ann. Rev. Microbiol., 1947, l,p. 173-192.

13. P.G. Heineman. Antiseptic properties of alkyl-dimethyl-benzyl-ammonium chloride. J. Am. Pharm. Assoc., \93>1, 26 (8), p. 711-717.

14. C.G. Dunn. Antiseptic and germicidal properties of a mixture of high molecular alkyl dimethyl benzyl ammonium chlorides. Am. J. Epidemiol., 1937, 26 (1), p. 4652.

15. Z. Baker, R.W. Harrison, and B.F. Miller. Action of synthetic detergents on the metabolism of bacteria. J. Exp. Med., 1941, 73 (2), p. 249-271.

16. Z. Baker, R.W. Harrison, and B.F. Miller. The bactericidal action of synthetic detergents. J. Exp. Med., 1941, 74 (6), p. 611-620.

17. E.I. Valko and A.S. Dubois. Correlation between antibacterial power and chemical structure of higher alkyl ammonium ions. J. Bacteriol, 1945, 50 (4), p. 481-490.

18. B.E. Лиманов, A.E. Эпиггейн, М.И. Якушин, М.Ю. Телегин, В.И. Котов, Т.А. Федорова, К.Е. Скворцова. Синтез четвертичных солей аммония на основе ненасыщенных С^-кислот. Хим. фарм. журн., 1977,11 (9), с. 81-86.

19. А.Е. Эпнггейн, В.Е. Лиманов, К.Е. Скворцова. Синтез и бактерицидная активность четвертичных солей iV-ациламинопропиламмония. Хим. фарм. журн., 1981,15(2), с. 28-30.

20. R.S. Shelton, M.G. Van Campen, С.Н. Tilford, Н.С. Lang, L. Nisonger,

21. F.J. Bandelin, and H.L. Rubenkoenig. Quaternary ammonium salts as germicides. I. Non-acylated quaternary ammonium salts derived from aliphatic amines. J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, p. 753-755.

22. J. Pernak and P. Chwala. Synthesis and anti-microbial activities of choline-like quaternary ammonium chlorides. Eur. J. Med. Chem., 2003, 38 (11-12),- p. 10351042.

23. M. Makino, M. Kurose, Y. Sasada, H. Zenda, and S. Ohta. Synthesis of new antirusty disinfectants. Yakugaku Zasshi, 1992,112 (10), p. 712-722.

24. G. Viscardi, P. Quagliotto, C. Barolo, P. Savarino, E. Barni, and E. Fisicaro. Synthesis and surface and antimicrobial properties of novel cationic surfactants. J. Org. Chem., 2000, 65, p. 8197-8203.

25. J. Pernak, J. Kalewska, H. Ksycinska, and J. Cybulski. Synthesis and antimicrobial activities of some pyridinium salts with alkoxymethyl hydrophobic group. Eur. J. Med. Chem., 2001, 36 (11-12), p. 899-907.

26. J. Pernak, J. Rogoza, and I. Mirsska. Synthesis and antimicrobial activities of new pyridinium and benzimidazolium chlorides. Eur. J. Med. Chem., 2001, 36 (4), p. 313-320.

27. H. Kourai, T. Yabuhara, A. Shirai, T. Maeda, and H. Nagamune. Syntheses and antimicrobial activities of a series of new bis-quaternary ammonium compounds. Eur. J. Med. Chem., 2006, 41 (4), p. 437-444.

28. GJ. Baley, G.E. Peck, and G.S. Banker. Bactericidal properties of quaternary ammonium compounds in dispersed systems. J. Pharm. Sci., 1977, 66 (5), p. 696699.

29. A.E. Эпштейн, И.Е. Долгий, B.E. Лиманов, E.K. Скворцова, O.M. Нефёдов. Синтез и бактерицидные свойства четвертичных аммониевых солей из 2-алкилциклопр опил метил бромидов. Изв. АН СССР, Сер. хим., 1978, с. 500503.

30. R.S. Shelton, M.G. Van Campen, С.Н. Tilford, Н.С. Lang, L. Nisonger,

31. F J. Bandelin, and H.L. Rubenkoenig. Quaternary ammonium salts as germicides. II. Acetoxy and carbethoxy derivatives of aliphatic quaternary ammonium salts. J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, p. 755-757.

32. J.L. Darragh and R.D. Stayner. Quaternary ammonium compounds from dodecylbenzene algae control in industrial cooling systems. Ind. Eng. Chem., 1954, 46 (2), p. 254-257.

33. A.J. Krog and C.G. Marshall. Alkyl-dimethyl-benzyl-ammonium chloride for sanitization of eating and drinking utensils. Am. J. Public. Health. Nations Health., 1940, 30 (4), p. 341-348.

34. H. Sturm, E. Konermann, R. Aeschbacher, and R. Gradmann. Quaternary ammonium compounds with bactericidal properties. Ind. Eng. Chem., 1953, 45 (1), p. 186-188.

35. B.E. Лиманов, A.E. Эпштейн, K.E. Скворцова, Л.И. Арефьева,

36. C.E. Глейберман, А.П. Волкова. Синтез и антибактериальное действие поверхностноактивных четвертичных солей аммония, содержащих оксиэтильные радикалы. Хим. фарм. журн., 1976,10 (1), с. 63-66.

37. N. Bodor, J.J. Kaminski, and S.Selk. Soft drugs. 1. Labile quaternary ammonium salts as soft antimicrobials. J. Med. Chem., 1980, 23 (5), p. 469^174.

38. S. Przestalski, J. Sarapuk, H. Kleszczyñska, J. Gabrielska, J. Hladyszowski,

39. Z. Trela, and J. Kuczera. Influence of amphiphilic compounds on membranes. Acta Biochim. Polon., 2000, 47 (3), p. 627-638.

40. T. Loftsson, T. Thorsteinsson, and M. Másson. Marine lipids as building blocks for soft quaternary ammonium compounds and their antibacterial activity. Pharmazie, 2004, 59 (5), p. 360-364.

41. T. Thorsteinsson, M. Másson, K.G. Kristinsson, M.A. Hjálmarsdóttir,

42. H. Hilmarsson, and T. Loftsson. Soft antimicrobial agents: synthesis and activity of labile environmentally friendly long chain quaternary ammonium compounds. J. Med. Chem., 2003, 46 (19), p. 4173-4181.

43. K.L. Meyer, C J. Marasco Jr., S.L. Morris-Natschke, K.S. Ishaq, C. Piantadosi, and L.S. Kucera. In vitro evaluation of phosphocholine and quaternary ammonium containing lipids as novel anti-HIV agents. J. Med. Chem., 1991, 34 (4), p. 1377— 1383.

44. Z. Jia, D. Shen, and W. Xu. Synthesis and antibacterial activities of quaternary ammonium salt of chitosan. Carbohydr. Res., 2001, 333 (1), p. 1-6.

45. R.L. Stedman, S.L. Engel, and I.M. Bilse. Quaternary ammonium derivatives of to-amino acids. A new series of quaternary ammonium compounds. Appl. Environ. Microbiol., 1953, 1, p. 142-145.

46. R. Bessalle, A. Gorea, I. Shalit, J.W. Metzger, C. Dass, D.M. Desiderio, and M. Fridkin. Structure-function studies of amphiphilic antibacterial peptides. J. Med. Chem., 1993, 36 (9), p. 1203-1209.

47. B. Ahlstrom, M. Chelminska-Bertilsson, R.A. Thompson, and L. Edebo. Long-chain alkanoylcholines, a new category of soft antimicrobial agents that are enzymatically degradable. Antimicrob. Agents Chemother., 1995, 39 (1), p. 50-55.

48. Т. Siatra-Papastaikoudi, A. Papadaki-Valiraki, A. Tsantili-Kakoulidou,

49. Tzouvelekis, and A. Mentis. Synthesis, lipophilicity studies and antibacterial properties of some novel quaternary ammonium salts. Chem. Pharm. Bull., 1994, 42 (2), p. 392-394.

50. T. Banno, K. Toshima, K. Kawada, and S. Matsumura. Synthesis and properties of biodegradable and chemically recyclable cationic surfactants containing carbonat linkages. J. Oleo Sci., 2007, 56 (9), p. 493-499.

51. M. Calvani, L. Critelli, G. Gallo, F. Giorgi, G. Gramiccioli, M. Santaniello, N. Scafetta, M.O. Tinti, and F. De Angelis. z-Carnitine esters as «soft», broad-spectrum antimicrobial amphiphiles. J. Med. Chem., 1998, 41 (13), p. 2227-2233.

52. M. Lindstedt, S. Allenmark, R.A. Thompson, and L. Edebo. Antimicrobial activity of betaine esters, quaternary ammonium amphiphiles which spontaneously hydrolyze into nontoxic components. Antimicrob. Agents Chemother., 1990, 34 (10), p. 1949-1954.

53. A.E. Эпштейн, B.E. Лиманов, М.Ю. Телегин, K.E. Скворцова,

54. Т.И. Максимова. Бактерицидные четвертичные аммониевые соли на основе эфиров монохлоруксусной кислоты. Хим. фарм. журн., 1980,14 (5),.с. 23-26.

55. В. Ahlstrom and L. Edebo. Hydrolysis of the soft amphiphilic antimicrobial agent tetradecyl betainate is retarded after binding to and killing Salmonella typhimurium. Microbiology, 1998,144, p. 2497-2504.

56. C.R. Birnie, D. Malamud, and R.L. Schnaare. Antimicrobial evaluation of N-alkyl betaines and iV-alkyl-iV^V-dimethylamine oxides with variations in chain length. Antimicrob. Agents Chemother., 2000, 44 (9), p. 2514-2517.

57. S. Imazato, N. Ebi, Y. Takahashi, T. Kaneko, S. Ebisu, and R.R.B. Russell. Antibacterial activity of bactericide-immobilized filler for resin-based restoratives. Biomaterials, 2003, 24 (20), p. 3605-3609.

58. F. Zhou, J.-H. Zhang, X.-F. Sun, Q.-Q. Wang, and Y.-H. Sun. Preparation and characteristics of a new antibacterial cotton fiber bonding a gemini-type quaternary ammonium salt. J. Fiber Bioengin. Inf., 2008, 1 (2), p. 85-92.

59. A.P. Fraise. Biocide abuse and antimicrobial resistance—a cause for concern? J. Antimicrob. Chemother., 2002, 49 (1), p. 11-12.

60. A.D. Russell. Antibiotic and biocide resistance in bacteria: Introduction. J. Appl. Microbiol., 2002, 92 (si), p. 1S-3S.

61. B. Dizman, M.O. Elasri, and L.J. Mathias. Synthesis and antimicrobial activities of new water-soluble bis-quaternary ammonium methacrylate polymers. J. Appl. Polym. Sci., 2004, 94 (2), p. 635-642.

62. S. Lenoir, C. Pagnoulle, C. Detrembleur, M. Galleni, and R. Jérôme. New antibacterial cationic surfactants prepared by atom transfer radical polymerization. J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem, 2006, 44 (3), p. 1214-1224.

63. Y.-H. Xiao, J.-H. Chen, M. Fang, X.-D. Xing, H. Wang, Y.-J. Wang, and F. Li. Antibacterial effect of three experimental quaternary ammonium salt (QAS) monomers on bacteria associated with oral infection. J. Oral Sci., 2008, 50 (3), p. 323-327.

64. G. Lu, D. Wu, and R. Fu. Studies on the synthesis and antibacterial activities of polymeric quaternary ammonium salts from dimethylaminoethyl methacrylate. React. Fund. Polym., 2007, 67 (4), p. 355-366.

65. M.B. Соловский, Е.Ф. Панарин, T.M. Вершинина, В.А. Кропачев. Синтез и антимикробные свойства моно- и полимерных четвертичных аммониевых солей на основе аминоалкиловых эфиров метакриловой кислоты. Хим. фарм. журн., 1974, 8 (6), с. 20-24.

66. L. Caillier, Е. Taffin de Givenchy, R. Levy, Y. Vandenberghe, S. Géribaldi, and F. Guittard. Synthesis and antimicrobial properties of polymerizable quaternary ammoniums. Eur. J. Med. Chem., 2009, 44 (8), p. 3201-3208.

67. Y. Ohta, Y. Kondo, K. Kawada, T. Teranaka, and N. Yoshino. Synthesis and antibacterial activity of quaternary ammonium salt-type antibacterial agents with a phosphate group. J. Oleo Sci., 2008, 57 (8), p. 445-452.

68. Е.Ф. Панарин, М.В. Соловский, О.Н. Экземпляров. Синтез и антимикробные свойства полимеров, содержащих четвертичные аммониевые группы. Хим. фарм. журн., 1971, 5 (7), с. 24-26.

69. R.S. Shelton, M.G. Van Campen, С.Н. Tilford, Н.С. Lang, L. Nisonger,

70. F.J. Bandelin, and H.L. Rubenkoenig. Quaternary ammonium salts as germicides. III. Quaternary ammonium salts derived from cyclic amines. J. Am. Chem. Soc., 1946, 68, p. 757-759.

71. D.R. Smith, M. Maienthal, and R. Eifert. Quaternary ammonium salts of heterocyclic bases. J. Am. Chem. Soc., 1951, 73, p. 2464-2465.

72. I. Lacko, F. Devinsky, L. Krasnec, and D. Mlynarcik. Antimicrobial activity of quaternary ammonium salts of some saturated heterocycloalkyl amines. Z. Naturforsch., 1979, 34c (5-6), p. 485-486.

73. G.H. Harris, R.S. Shelton, M.G. Van Campen, and E.L. Schumann. Quaternary ammonium salts as germicides. V. Quaternary ammonium salts derived from substituted piperidines. J. Am. Chem. Soc., 1951, 73, p. 3963-3965.

74. E. Wozniak, A. Mozrzymas, A. Czarny, M. Koci^ba, B. Rozycka-Roszak, Z. Dega-Szafran, E. Dulewicz, and M. Petryna. Antimicrobial activity of N-alkoxycarbonylmethyl-iV-alkyl-piperidinium chlorides. Z. Naturforsch., 2004, 59c (11-12), p. 782-786.

75. K. Waisser, R. Dolezal, K. Palat Jr., J. Cizmarik, and J. Kaustova. QSAR study of antimycobacterial activity of quaternary ammonium salts of piperidinylethyl esters of alkoxysubstituted phenylcarbamic acids. Folia Microbiol., 2006, 51 (1), p. 2124.

76. K. Jono, T. Takayama, M. Kuno, and E. Higashide. Effect of alkyl chain length of benzalkonium chloride on the bactericidal activity and binding to organic materials. Chem. Pharm. Bull, 1986, 34, (10), p. 4215-4224.

77. B.E. Лиманов, Т.Б. Крученок, С.Б. Иванов, И.М. Цвирова. Получение и бактерицидная активность солей высших алифатических аминов. Хим. фарм. журн., 1983,17 (6), с. 675-679.

78. В.Е. Лиманов, С.Б. Иванов, Т.Б. Крученок, И.М. Цвирова. Синтез и бактерицидная активность катионных поверхностно-активных веществ, содержащих асимметрический атом азота .Хим. фарм. эюурн., 1984,18 (6), с. 703-706.

79. N.D. Weiner, F. Hart, and G. Zografi. Comparison of antimicrobial effects some quaternary ammonium compounds. J. Parm. Pharmacol., 1965,17 (6), p. 350-355.

80. T. Zhao and G. Sun. Hydrophobicity and antimicrobial activities of quaternary pyridinium salts. J. Appl. Microbiol., 2008,104 (3), p. 824-830.

81. S.P. Denyer and J.-Y. Maillard. Cellular impermeability and uptake of biocides and antibiotics in Gram-negative bacteria. J. Appl. Microbiol., 2002, 92 (si), p. 35S-45S.

82. E.I. Valko and A.S. Dubois. The antibacterial action of surface active cations. J. Bact., 1944, 47 (1), p. 15-25.

83. W.E. Knox, V.H. Auerbach, K. Zarudnaya, and M. Spirtes. The action of cationic detergents on bacteria and bacterial enzymes. J. Bact., 1949, 58 (4), p. 443-452.

84. P.A. Lambert. Cellular impermeability and uptake of biocides and antibiotics in Gram-negative bacteria and mycobacteria. J. Appl. Microbiol., 2002, 92 (si), p. 46S-54S.

85. A.D. Russell. Mechanisms of antimicrobial action of antiseptics and disinfectants: an increasingly important area of investigation. J. Antimicrob. Chemother., 2002, 49, p. 597-599.

86. A.D. Russell. Intraduction of biocides into clinical practice and the impact on antibiotic-resistant bacteria. J. Appl. Microbiol., 2002, 92 (si), p. 121S-135S.

87. W. Khunkitti, D. Lloyd, J.R. Furr, and A.D. Russell. The lethal effects of biquanides on cycts and trophozoites of Acanthamoeba castelanii. J. Appl. Microbiol., 1996, 81 (1), p. 73-77.

88. S.B. Levy. Active efflux, a common mechanism for biocide and antibiotic resistance. J. Appl. Microbiol., 2002, 92 (si), p. 65S-71S.

89. К. Poole. Mechanisms of bacterial biocide and antibiotic resistance. J. Appl. Microbiol., 2002, 92 (si), p. 55S-64S.

90. B.J. Denny, L. Novotny, P.W.J. West, M. Blesova, and J. Zamocka. Antimicrobial activity of a series of l-alkyl-2-(4-pyridil)pypidinium bromides against grampositive and gram-negative bacteria. Med. Princ. Pract., 2005, 14, p. 377-381.

91. U. Tattawasart, J.-Y. Maillard, J.R. Furr, and A.D. Russell. Development of resistance to Chlorhexidine diacetate and cetylpyridinium chloride in Pseudomonas stutzeri and changes in antibiotic susceptibility. J. Hosp. Infect., 1999, 42 (3), p. 219-229.

92. P. Gilbert and A.J. McBain. An evaluation of the potential impact of the increased use of biocides within consumer products upon the prevalence of antibiotic resistance. Clin. Microbiol. Rev., 2003, 16, p. 189-208.

93. R.N. Salvatore, C.H. Yoon, and K. W. Jung. Synthesis of secondary amines. Tetrahedron, 2001, 57, p. 7785-7811.97. См. 96. стр. 7785.98. См. 96. стр. 7786.

94. R.N. Salvatore, A.S. Nagle, and K.W. Jung. Cesium effect: high chemoselectivity in direct N-alkylation of amines. J. Org. Chem., 2002, 67, p. 674-683.

95. B.E. Лиманов, H.B. Мязина. Синтез и очистка вторичных и третичных аминов, содержащих в молекуле высший радикал. Журн. прикл. химии, 1988, 10, с. 2365-2368.

96. О. Westphal and D. Jerchel. Über die umsetzung von höheren 1-chlor-paraffmen mit ammoniak, primären, sekundären und tertiären aminen. Ber. Deutsch. Chem. Ges., 1940, 73B, p. 1002-1011.

97. К. Suga, S. Watanabe, Т. Fujita, and T.P. Pan. N-alkylation of primary and secondary amines by alkyl halides and lithium naphthalene. Bull. Chem. Soc. Jpn., 1969, 42 (12), p. 3606-3608.103. См. 96. стр. 7788.104. См. 96. стр. 7796.

98. A. Robichaud and A.N. Ajjou. First example of direct reductive amination of aldehydes with primary and secondary amines catalyzed by water-soluble transition metal catalysts. Tetrahedron Lett., 2006, 47, p. 3633-3636.

99. M.D. Bhor, M.J. Bhanushali, N.S. Nandurkar, and B.M. Bhanage. Direct reductive amination of carbonyl compounds with primary/secondary amines using recyclable water-soluble Fen/EDTA complex as catalyst. Tetrahedron Lett., 2008, 49 (6), p. 965-969.

100. I.V. Micovic, M.D. Ivanovic, G.M. Roglic, V.D. Kiricojevic, and J.B. Popovic. Preparation of secondary amines by reductive amination with metallic magnesium. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1996, p. 265-269.

101. M.D. Bomann, I.C. Guch, and M. DiMare. A mild, pyridine-borane-based reductive amination protocol. J. Org. Chem. 1995, 60, p. 5995-5996. <.109. M. Tajbakhsh, H. Alinejad, M. Azarpira, M. Hosseinzadeh, H. Sadeghifara, and

102. S. Khaksarc. One-Pot reductive amination of carbonyl compounds and reductive N-alkylation of amines with zirconium borohydride-piperazine complexes under mild conditions. Iran. J. Org. Chem., 2009, 2, p. 88-91.

103. A.B. Панфилов, Ю.Д. Маркович, A.A. Жиров, И.П. Ивашев, А.Т. Кирсанов и В.Б. Кондратьев. Реакции борогидрида натрия в уксусной кислоте: восстановительное аминирование карбонильных соединений. Хим. фарм. журн., 2000, 34 (7), с. 34-35.

104. H.J. Kumpaty, J.S. Williamson, and S. Bhattacharyya. Synthesis of TV-methyl secondary amines. Synth. Commun., 2003,33 (8), p. 1411 1416.

105. H. Kato, I. Shibata, Y. Yasaka, S. Tsunoi, M. Yasudaa, and A. Baba. The reductive amination of aldehydes and ketones by catalytic use of dibutylchlorotin hydride complex. Chem. Commun., 2006, p. 4189—4191.

106. В. Basu, S. Jha, M.M.H. Bhuiyan, and P. Das. A simple protocol for direct reductive amination of aldehydes and ketones using potassium formate and catalytic palladium acetate. Synlett, 2003, p. 555-557.114. См. 96. стр. 7791.

107. M. Prashad, F.G. Kathawala, and T. Scallen. JV-(Arylalkyl)farnesylamines: new potent squalene synthetase inhibitors. J. Med. Chem., 1993, 36 (10), p. 1501-1504.

108. L. Grehn and U. Ragnarsson. Reagent for synthesis of secondary amines by two consecutive N-alkylations and its application to orthogonally protected spermidine. J. Org. Chem., 2002, 67 (18), p. 6557-6559.

109. A. Zwierzak and J. Brylikowska-Piotrowicz. Alkylation of diethyl phosphoramidates a simple route from primary to secondary amines. Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1977,16 (2), p. 107-109.

110. A. Zwierzak and I. Podstawezynska. Phase-transfer catalyzed alkylation of diphenylphosphinic amide a new versatile synthesis of primary and secondary amines. Angew. Chem., Int. Ed. Engl., 1977,16 (2), p. 702-704.

111. F.G. Bordwell. Equlibrium acidities in dimethyl sylfoxide solution. Acc. Chem. Res., 1988, 21, p. 456-463.

112. A. Zwierzak. Phase-transfer-catalysed phosphorylation of amines in an aqueous system. Synthesis, 1975, p. 507-509.

113. Т. Koizumi and P. Haake. Acid-catalyzed and alkaline hydrolyses of phosphinamides. Lability of phosphorus-nitrogen bonds in acid and the mechanisms of reaction. J. Am. Chem. Soc., 1973, 95 (24), p. 8073-8079.

114. E. Slusarska and A. Zwierzak. Phase-transfer-catalysed N-alkylation of diphenylphosphinamide and diphenylphosphinanilide with secondary alkyl bromides. Synthesis, 1980, p. 717-719.

115. E. Slusarska and A. Zwierzak. One-pot phase-transfer-catalysed N-alkylation of diphenylphosphinamide with alcohols in the presence of methanesulfonyl chloride. Synthesis, 1981, p. 155-156.

116. Н.А. Бондаренко, А.В. Харламов, А.Г. Вендило. Синтез несимметричных диалкиламинов на основе амидов дифенилфосфиновой кислоты. Изв. АН, Сер. хим., 2009, с. 1814-1826.126. См. 96. стр. 7792.

117. N. Nikolaides and В. Ganem. New chemistry of amines. 2. A convenient synthesis of phosphotriesters from phosphoramidates. Tetrahedron Lett., 1990, 31 (8), p. 1113-1116.

118. М.И. Кабачник, Т.А. Мастрюкова, Межфазный катализ в фосфорорганической химии. УРСС, Москва, 2002, с. 496.

119. Е.Н. Цветков, А.В. Харитонов. Получение окисей третичных фосфинов и диокисей третичных алкилендифосфинов в двухфазной системе. Журн. общ. химии, 1985,55, с. 2481-2483. :

120. Н.А. Бондаренко, М.В. Рудомино, Е.Н. Цветков. Простой вариант межфазной реакции Михаэлиса-Беккера. Изв. АН СССР, Сер. хим., 1990, с. 1196.

121. Н.А. Бондаренко, А.Н. Яркевич, А.Н. Бовин, Е.Н; Цветков. Карбонат цезия-как основание в реакциях алкилирования РН- и СН-кислот. Изв. АН СССР, Сер. хим., 1991, с. 1933.

122. А.В. Харламов, А.Г. Вендило, Н.А. Бондаренко. Расщепление связи P-N при межфазном алкилировании 7V-ал кил амидов дифенилфосфиновой кислоты. Изв. АН, Сер:хим., 2006, с. 2210-2211.

123. R.D. Cook, C.E. Diebert, W. Schware, P.C. Turley, and P. Haake. Mechanism of nucleophilic displacement at phosphorus in the alkaline hydrolysis of phosphinate esters. J. Am. Chem. Soc., 1973, 95 (24), p. 8088-8096.

124. T.A. Мастрюкова, М.И. Кабачник. Применение уравнения Гамметга с константами оР в химии фосфорорганических соединений. Успехи химии, 1969, 38(10), с. 1-31.

125. Э.С. Петров, Е.Н. Цветков, М.И. Терехова, Р.А. Малеванная, А.И. Шатенштейн, М.И. Кабачник. Равновесная СН-кислотность фосфорорганических соединений. Сообщение III. Эфиры фосфинилуксусных кислот. Изв. АН СССР, Сер. хим., 1916, с. 534-537.

126. Е.Н. Цветков, М.И. Терехова, Э.С. Петров, Р.А. Малеванная, С.П. Месяц, А.И. Шатенштейн, М.И. Кабачник. Равновесная РН-кислотность некоторых фосфорильных и тиофосфорильных РН-кислот в диметилсульфоксиде. Изв. АН СССР, Сер. хим., 1978, с. 1981-1984.

127. W.R. Boon. Respiratory stimulants. Part I. Fully-substituted ureas derived from а,ю -alkylenediamines. J. Chem. Soc., 1947, p. 307-318.

128. A.P.N. Franchimont and H. van Erp. Les produits de réduction de la t, méthylbiltylnitramine et quelques-uns de leurs dérivés. Rec. Trav. Chim. Pays-Bas, 1895,14, p. 317-326.

129. Б.Н. Тютюнников, A.C. Басов, H.K. Петрякова. Синтез диметилалкиламинов. Хим. пром., 1969, 45 (9), с. 667-669.

130. A. Baiker and W. Richarz. Synthesis of cu-phenylalkyldimethylamines from corresponding alcohols. Synth. Commun., 1978, 8 (1), p. 27-31.

131. F. Valot, F. Fache, R. Jacquot, M. Spagnol, and M. Lemaire. Gas-phase selective N-alkylation of amines with alcohols over y-alumina. Tetrahedron Lett., 1999, 40 (19), p. 3689-3692.

132. J.D. Barnhurst. Dipolar ions related to taurine. J. Org. Chem., 1961, 26 (11), p. 4520-4522.

133. T.S. Kim, Т. Kida, Y. Nakatsuji, T. Hirao, and I. Ikeda. Surface-active properties-of novel cationic surfactants with two alkyl chains and two ammonio groups. J. Am. Oil Chem. Soc., 1996, 73 (7), p. 907-911.

134. А.Ф. Бехли, М.Б. Брауде. Синтез нафтамона (алкопара). Мед. Пром. СССР, 1962, 12, с. 7-11.

135. Б.Н. Степаненко, Т.С. Улитина, В;В. Зеленкова. Синтез некоторых солей четвертичных аммониевых оснований. Хим. фарм. журн., 1974, 8(10), с. 2124.

136. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. Химия, Москва, 1969, с. 944.

137. Т. Gibson.- Phase-transfer synthesis of monoalkyl ethers of oligoethylene glycols. J. Org. Chem., 1980; 45 (6), p. 1095-1098.

138. H. Sieger and F. Vogtle. Stoichiometric alkaline earth salt-complexes of oligoethylene glycols. Tetrahedron Lett., 1978-p. 2709^2710:

139. D.G. Lee and V.S. Chang. Oxidation of hydrocarbons. 8. Use of dimethyl polyethylene glycol as a phase transfer agent.for the oxidation of alkenes by potassium permanganate. J. Org. Chem., 1978, 43 (8), p. 1532-1536. .<

140. Б.И.1 Михантьев, В.Б. Михантьев, O.H. Михантьева. Синтез винилнониловых и аллилнониловых эфиров этиленгликоля. Докл. АН Тадж. ССР, 1967,10 (10), с. 39-40.

141. Y. Abe and S. Watanabe. Nonionic surface active reagents. Ill: Synthesis of lauryl, cetyl, oleyl and nonylphenyl ethers of mono-, di-, tri-, tetra- and pentaethyleneglycols. Kogyo Kagaku Zasshi, 1963, 66(12), p. 1842-1845.

142. J'.D. Genzer, C.P. Hiittrer, and G.C. van Wessem. Phenoxy and benzyloxyalkylthiocyanates. J. Am. chem: soc:, 195Г, 73, p. 3159-3162.

143. G.F. Grail, L.E. Tenenbaum, A.Y. Tolstoouhov, C.J. Duca, J.F. Reinhard, F. Loyd, E. Anderson, and J.V. Seudi. Derivatives of dimethylaminoethanol and dimethylaminoethylamin. J. Am. Chem. Soc., 1952, 74 (5), p. 1313-1315.

144. I.G.J de Avellar, K.Godoy, and C. de Magalhäes. New quaternary ammonium salts j derived from cardanol and their use as phase transfer catalyst. J. Bras. Chem. Soc.,2000,11 (1), p. 22-26.

145. A. Hamze, E. Rubi, P. Arnal, M. Boisbrun, C. Carcel, X. Salom-Roig,

146. M. Maynadier, S. Wein,H. Vial, and M. Calas. Mono- and bis-thiazolium salts have potent antimalarial activity. J. Med. Chem., 2005, 48 (10), p. 3639-3643.

147. R.B. Moffett. Quaternary salts of triethylenediamine. J. Med. Chem., 1964, 7 (4), p. 450-453.

148. A. Beckett and R. Woodward. Surface-active betaines: iV-alkyl-AyV-dimethyl-glycines and their critical micelle concentrations. J. Pharm. Pharmacol., 1963,15, p. 422-431.4

149. E. Cherbuliez, S. Colak-Antic, G. Wyss, and J. Rabinowitz. Formation and transformation of esters. LIX. Preparation and cleavage of sulfuric monoesters of amino alcohols. Helv. Chim. Acta, 1965, 48 (4), p. 830-837.

150. Б.Н. Степаненко, В.И. Шумаков, B.B. Зеленкова, Л.Б. Узденикова,

151. A.A. Юдин. Получение хлорида диметилдодецилбензиламмония. Хим. фарм. журн., 1968, 2 (7), с. 38-39.

152. А. Гордон, Р. Форд. Спутник химика, М.: Мир, 1976, с. 541.

153. D.E.Ames, R.E.Bowman. J. Chem. Soc., 1950, p. 406.

154. W. Traube and E. Peiser. Über einige neue Umwandlungen des Äthylendiamins. Ber. Deutsch. Chem. Ges., 1920, 53, p. 1501-1509.

155. H.A. Бондаренко, E.H. Цветков, Е.И. Матросов, М.И. Кабачник. о-Фосфорзамещенные бензойные кислоты. Изв. АН СССР, Сер. хим., 1981, р.1596.

156. И.И. Пацановский, Э.А. Ишмаева, E.H. Сундукова, А.Н. Яркевич,

157. E.H. Цветков. Закономерности поворотной изомерии в метилзамещенных окисях диалкил- и диалрилметилфосфинов. Журн. общ. химии, 1986, 56, р. 567.172.173.174.175.176.177.

158. M. Grayson, С.Е. Farley, С.А. Streuli. Secondary phosphine oxides : The effect of structure on acid strength and rates of cleavage of disulfides. Tetrahedron, 1967, 23 (3), p.1065-1078.

159. H.A. Бондаренко, O.K. Божко, E.H. Цветков. Синтез диокисей несимметричных PJP- диалкил, Р',Р'-дифенилэтилепдифосфинов. Изв. АН, Сер. хим., 1995, с.139-141.

160. G.M. Kosolapoff and J.S. Powell. Determination of association of several organophosphorous acids. J. Chem. Soc., 1950, p. 3535-3538.