Synthesis, biological activity study, docking simulation, and computational investigation of some α- aminophosphonates

Abstract

An efficient method for the synthesis of a series of α-aminophosphonates esters has been developed in a one- pot Kabachnik-Fields reaction of amines (phenylhydrazine, 2-chlorophenyl hydrazine, and 3-chlorophenyl hydrazine) with hydroxynaphthaldehydeand triethylphosphite. The products (M0, M1, and M2) which were obtained with good yields, were then characterized using various physicochemical methods (TLC, FTIR, UV-vis spectroscopy). The DFT calculations at B3LYP 6-31G (d,p) basis set were employed for geometry optimization, stability, and reactivity studies, including HOMO/LUMO, ΔEGAP, dipole moment, electronegativity, electrophilicity. In the molecular docking study, M0, M1, and M2 were investigated for analyzing binding to 6LU7 receptors of COVID-19. The protease (6LU7) showed a high-affinity interaction of the synthesized ligands compared to the standard drug (HCQ) in descending order: M2>M0>M1>HCQ. The antimicrobial activity of all synthesized compounds was screened at dose of (100μg/ml) against a panel of two Gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 29213 and Bacillus subtilis ATCC 6633), two Gram-negative bacteria (Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853) and two fungi (Candida albicans ATCC 10231 and Aspergillus flavus ATCC 46283). Antimicrobial tests showed that the three synthesized compounds exhibited high antibacterial and antifungal activities. Moreover, the antioxidant activity of the three investigated compounds was evaluated by different methods, where a strong activity has been found. The results obtained are very encouraging as regards the use of these molecules in the pharmaceutical field. ============================================================================================================== Une méthode efficace pour la synthèse d’une série d’esters d’α-aminophosphonates a été développée par la réaction de Kabachnik-Fields en une seule étape des amines (phénylhydrazine, 2-chlorophénylhydrazine et 3- chlorophénylhydrazine) avec l’hydroxynaphtaldéhyde et le triéthylphosphite. Les produits (M0, M1 et M2) qui ont été obtenus avec de bons rendements, ont ensuite été caractérisés par diverses méthodes physico-chimiques (CCM, FTIR, UV-vis). Les calculs DFT au niveau de la base B3LYP 6-31G (d,p) ont été utilisés pour l’optimisation de la géométrie, les études de stabilité et de réactivité, y compris HOMO/LUMO, ΔEGAP, moment dipolaire, électronégativité, électrophilicité. Dans l’étude de docking moléculaire, les molécules (M0, M1 et M2) ont été étudiés pour analyser les liaisons au récepteur (6LU7) de COVID-19. La protéase (6LU7) a montré une interaction de haute affinité des ligands synthétisés par rapport au médicament standard (HCQ). L’activité antimicrobienne de tous les composés synthétisés a été criblée à une dose de (100μg/ml) contre deux bactéries Gram-positives (Staphylococcus aureus, ATCC 29213) et Bacillus subtilis, ATCC 6633), deux bactéries Gram-négatives (Escherichia coli ATCC 25922, (Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853) et deux champignons (Candida albicans, ATCC 10231) et (Aspergillus flavus, ATCC 46283). Les tests antimicrobiens ont montré que les trois composés synthétisés présentaient une activité antibactérienne et antifongique élevée. De plus, l’activité antioxydante des trois composés étudiés a été évaluée par différentes méthodes, où une forte activité a été trouvée. Les résultats obtenus sont très encourageants en ce qui concerne l’utilisation de ces molécules dans le domaine pharmaceutiqal