Synthesis, Characterization, of Antioxidant Activity Mannich Bases from 2-Benzoxalinones

Yıl 2024, Cilt: 14 Sayı: 4, 2143 - 2152, 15.12.2024

Faika Başoğlu , Eda Becer , Tugba Ercetin , Hayrettin Ozan Gülcan

https://doi.org/10.31466/kfbd.1530450

Öz

This study aimed to synthesize a series of 3-substituted piperazinomethyl derivatives (BzO1-4) via a Mannich reaction and evaluate their antioxidant activities using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity and ferrous ion- chelation capacity assays. The synthesis process involved precise techniques, and the compounds were characterized using elemental analysis, FT-IR, and 1H-NMR spectroscopy. Notably, BzO-1, featuring a 4-methylphenyl substituent, emerged as a novel compound within this series, demonstrating the highest antioxidant activity among the four derivatives tested. A considarable performance of BzO-1 was evident in its ability to neutralize free radicals and ferric ion-chelating capacity indicating its potential as a potent antioxidant agent. The detailed characterization data provided insights into the molecular structures and electronic environments of the synthesized compounds, which were crucial for understanding their antioxidant mechanisms. These findings suggest that the structural modifications in these piperazinomethyl derivatives significantly influence their antioxidant properties, and the novel BzO-1 compound holds promise for further development and application in antioxidant therapy.

Anahtar Kelimeler

Mannich reaction, 1, 3-benzoxazole, antioxidant

2-Benzoksalinonlardan Mannich Bazlarının Sentezi, Karakterizasyonu ve Antioksidan aktivitesi

Öz

Bu çalışma, bir dizi 3-ikameli piperazinometil türevini (BzO1-4) bir Mannich reaksiyonu yoluyla sentezlemeyi ve 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) radikal süpürücü aktivitesi ve demir iyonu şelasyon kapasitesi analizleri kullanarak antioksidan aktivitelerini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Sentez süreci hassas teknikler içermiştir ve bileşikler element analizi, FT-IR ve 1H-NMR spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiştir. Özellikle, 4-metilfenil ikamesi içeren BzO-1, bu seride yeni bir bileşik olarak ortaya çıkmış ve test edilen dört türev arasında en yüksek antioksidan aktiviteyi göstermiştir. BzO-1'in serbest radikalleri nötralize etme, demir iyonlarını şelatlama yeteneğinde önemli bir performansın olduğu ortaya çıkmış ve bu da onun güçlü bir antioksidan ajan olarak potansiyelini göstermiştir. Ayrıntılı karakterizasyon verileri, antioksidan mekanizmalarını anlamak için çok önemli olan sentezlenen bileşiklerin moleküler yapıları ve elektronik ortamları hakkında bilgi sağlamıştır. Bu bulgular, piperazinometil türevlerindeki yapısal değişikliklerin antioksidan özelliklerini önemli ölçüde etkilediğini ve yeni BzO-1 bileşiğinin antioksidan tedavide daha fazla geliştirilme ve uygulama için umut vaat ettiğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Mannich reaction, 1, 3-benzoxazole, antioxidant

Etik Beyan

Yazar bu çalışmanın Araştırma ve Yayın Etiğine uygun olduğunu beyan eder.

Teşekkür

Sentezlerin bir kısmında bize yardımcı olan lisans öğrencilerimiz Sevgi Dudu Karabekir ve Khawla Zouhair'e teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Gatto, G. J., & Strauss, C. J. (2019). Biochemistry (8th ed.). W.H. Freeman and Company. Blois, M.S. (1958). Antioxidant Determinations by the Use of a Stable Free Radical.Nature, 181, 1199–1200.
• Cetinkaya, Y., Göçer, H., Menzek, A., & Gülçin, İ. (2012). Synthesis and antioxidant properties of (3, 4‐dihydroxyphenyl)(2, 3, 4‐trihydroxyphenyl) methanone and its derivatives. Archiv der Pharmazie, 345(4), 323-334.
• Dinis, T. C. P., Madeira, V. M. C., & Almeida, L. M. (1994). Action of phenolic derivatives (acetaminophen, salicylate, and 5-aminosalicylate) as inhibitors of membrane lipid peroxidation and peroxyl radical scavengers. Archives of Biochemistry and Biophysics, 315, 161–169.
• Ercetin, T., Senol, F.S., Orhan, I.E. and Toker, G. (2012). Comparative assessment of antioxidant and cholinesterase inhibitory properties of the marigold extracts from Calendula arvensis L. and Calendula officinalis L. Industrial Crops and Products, 36(1), 203-208.
• Erdik, E. (2015). Organik Kimyada Spektroskopik Yöntemler. Gazi Kitabevi, Ankara.
• Erdogan, M., Kilic, B., Sagkan, R. I., Aksakal, F., Ercetin, T., Gulcan, H. O., & Dogruer, D. S. (2021). Design, synthesis and biological evaluation of new benzoxazolone/benzothiazolone derivatives as multi-target agents against Alzheimer’s disease. European Journal of Medicinal Chemistry, 212, 113124.
• FDA. (2019). Eperisone: Drug information. Retrieved from https://www.fda.gov/drugs
• FDA. (2020). Piroxicam: Drug information. Retrieved from https://www.fda.gov/drugs
• Gibaldi, M. (2016). Drug delivery: Principles and applications (2nd ed.). CRC Press.
• Gökhan, N., Köksal, M., Küpelİ, E., Yeşilada, E., & Erdoğan, H. (2005). Some New Mannich Bases of 5-Methyl-2-Benzoxazolinones With Analgesis and Anti-Inflammatory Activities. Turkish Journal of Chemistry. Retrieved from https://journals.tubitak.gov.tr/chem/vol29/iss4/13.
• Gökhan-Kelekçi, N., Köksal, M., Ünüvar, S., Aktay, G., & Erdoğan, H. (2009). Synthesis and characterization of some new 2 (3H)-benzoxazolones with analgesic and antiinflammatory activities. Journal of enzyme inhibition and medicinal chemistry, 24(1), 29-37.
• Kamal, U. D. D. I. N., Javed, N. M., & Arun, K. U. M. A. R. (2020). Biological potential of benzoxazole derivatives: an updated review. Asian J. Pharm. Clin. Res, 13(8), 28-41.
• Koksal, M., Gokhan, N., Kupeli, E., Yesilada, E., & Erdogan, H. (2007). Analgesic and antiinflammatory activities of some new Mannich bases of 5-nitro-2-benzoxazolinones. Arch Pharm Res, 30(4), 419-424. doi:10.1007/BF02980214.
• Moffat, A. C., Osselton, M. D., Widdop, B., & Watts, J. (2011). Clarke's analysis of drugs and poisons (Vol. 3, p. 533). London: Pharmaceutical press.
• O'Neil, M. J. (Ed.). (2013). The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals. RSC Publishing.
• Özkanlı, F. (2004). Synthesis Of Some New Mannich Bases Of 6-Acyl-5-Chloro-2-Benzoxazolinones. Research Article, 80-90.
• Pobudkowska A, Domańska U. Study of pH-dependent drugs solubility in water. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly. 2014;20(1):115-26
• Sarpong, R. P., F. Reeves, J.. (2023). Mannich Reaction. Photochemistry. Retrieved from https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/mannich-reaction.shtm
• SDBS-Mass. (2023). Retrieved from https://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi art 2017).