Synthesis and biological activity of alkylthio and arylthio derivatives of tert-butylquinone

Abstract

Biological activity of 2-tert-butyl-1,4-benzoquinone (TBQ) and its derivatives, 2-tert-butyl-5-(2-propylthio)-1,4-benzoquinone, 2-tert-butyl-5- -(propylthio)-1,4-benzoquinone, 2-tert-butyl-5,6-(ethylenedithio)-1,4-benzoquinone, 2-tert-butyl-5-(phenylthio)-1,4-benzoquinone and 2-tert-butyl-6-(phenylthio)- 1,4-benzoquinone, were tested for their antioxidant, antibacterial, toxic, cytotoxic and genotoxic potential. Using the DPPH test, all derivatives showed good antioxidant activity, better than ascorbic acid, and the 2-tert- -butyl-5-(propylthio)-1,4-benzoquinone derivative showed the strongest effect. Better antibacterial potential was observed against Gram-positive bacteria in the broth microdilution method in which the 2-tert-butyl-5-(phenylthio)-1,4- -benzoquinone derivative showed the strongest activity (MIC = 15.6 μM). The results of toxicity tests, using the Brine shrimp test, indicated that the derivatives lose their toxic potential compared to TBQ, except for 2-tert-butyl-6- -(phenylthio)-1,4-benzoquinone, which showed a 3 times stronger effect. Cytotoxicity was assessed by the MTT assay in 24 and 72 h treatments in MRC-5, HS 294T and A549 cell lines in threefold decreasing gradient (11, 33 and 100 μM). Modifications potentiate the cytotoxic effect, and the strongest effect was observed with the 2-tert-butyl-5,6-(ethylendithio)-1,4-benzoquinone derivative. In addition, the genotoxic potential was examined in the MRC-5 cell line using the comet assay. All tested derivatives of TBQ showed a genotoxic effect at all applied subtoxic concentrations. In general, the chemical modifications of TBQ enhanced its biological activity.

Испитана је биолошка активност 2-терц-бутил-1,4-бензохинона (TBQ) и његових деривата: 2-терц-бутил-5-(изопропилтио)-1,4-бензохинона, 2-терц-бутил-5-(пропилтио)-1,4-бензохинона, 2-терц-бутил-5,6-(етиленедитио)-1,4-бензохинона, 2-терц-бутил- -5-(фенилтио)-1,4-бензохинона и 2-терц-бутил-6-(фенилтио)-1,4-бензохинона укључујући њихов антиоксидативни, антибактеријски, токсични, цитотоксични и генотоксични потенцијал. Применом DPPH теста, сви деривати су показали добру антиоксидативну активност, бољу од аскорбинске киселине, а најјаче дејство показао је дериват 2-терц-бутил-5-(пропилтио)-1,4-бензохинон. Бољи антимикробни потенцијал је примећен против Грам-позитивних бактерија методом микродилуције у бујону, где је дериват 2-терц-бутил-5-(фенилтио)-1,4-бензохинон показао најјачу активност (MIC = 15,6 μМ). Резултати испитивања токсичности, применом теста на Artemia salina, показују да деривати губе токсични потенцијал у односу на TBQ, осим 2-терц-бутил-6-(фенилтио)- -1,4-бензохинона, који је показао 3 пута јачи ефекат. Цитотоксичност је испитана МТТ тестом у третманима од 24 и 72 h на ћелијским линијама MRC-5, HS 294T и A549 у троструко опадајућем градијенту (11, 33 и 100 μМ). Модификације појачавају цитотоксични ефекат, а најјачи ефекат је примећен код деривата 2-терц-бутил-5,6-(етилендитио)-1,4-бензохинона. Поред тога, генотоксични потенцијал је испитан на ћелијској линији MRC-5 комет тестом. Сви испитивани деривати су показали генотоксични ефекат при свим примењеним субтоксичним концентрацијама. Генерално, хемијске модификације побољшавају биолошку активност 2-терц-бутил-1,4-бензохинона.