一種含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶衍生物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及抗菌類藥物及其制備方法，具體地說是一種含噁二唑/噻二唑的硫脲 嘧啶衍生物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 細菌性感染是感染性疾病中最常見的類型，如果缺乏及時有效的治療，病情會加 重，甚至引發(fā)死亡。因此，醫(yī)藥界研究了各種類型的抗菌藥，以備臨床選擇用藥。但是，隨著 抗菌藥物及抗生素的大量使用，使得許多微生物對抗菌藥物產(chǎn)生了耐藥性，而耐藥性的問 題已成為目前抗感染臨床治療上最棘手的問題之一。因此，行業(yè)內(nèi)的研發(fā)人員需要不斷地 開發(fā)新的抗菌劑，尤其是那些具有新的藥物靶標的抗菌劑，來緩解致病菌對抗菌劑的耐藥 性的困擾。
[0003] 細菌細胞中，三分之一的蛋白質(zhì)是在合成后被轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)外才發(fā)揮功能的。其 中大多數(shù)蛋白是通過Sec途徑（即分泌途徑secretion pathway)進行跨膜運動的。SecA 是一種ATPase，稱為Sec途徑中的"動力栗"，該酶是Sec途徑中唯一已知的能量轉(zhuǎn)化酶，可 通過水解循環(huán)驅(qū)使蛋白質(zhì)前體穿過細菌內(nèi)膜，它對細菌的生存是必需的，而人體卻并不存 在類似的酶，因此，特異性地抑制SecA ATPase活性的化合物不僅能抑制蛋白的轉(zhuǎn)運和分 泌，從而產(chǎn)生抗菌作用，而且很可能對人體的毒副作用會非常小。近年來，實驗已經(jīng)證實可 以通過抑制水解ATP的動力蛋白SecA而達到抑制細菌生長的目的，但以SecA為靶點研制 的抗菌類化合物卻很少。因此，以SecA為靶標研制更多種類、抗菌活性更強的新藥，以克服 臨床耐藥性的困擾是當前行業(yè)內(nèi)積極探索的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是提供一類含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶衍生物，同時提供該類 衍生物的合成方法以及該類衍生物在制備抗菌制劑中的應(yīng)用，解決現(xiàn)有抗菌藥臨床應(yīng)用存 在耐藥性以及抗菌活性相對較差的問題，以期為臨床治療細菌感染提供更多用藥選擇。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶衍 生物，該衍生物的化學通式如I或II所示：
[0006]
[0007] 其中RpR2、R3均為氫、鹵素或芳香基。
[0008] 本發(fā)明中所述&、R2、R3均為氫、氯、溴、氟或苯基。
[0009] 本發(fā)明中I所述化學通式I中札為氫、R2為氯或Ri、R2均為苯基。
[0010] 本發(fā)明提供的衍生物特別優(yōu)選如下兩種化學結(jié)構(gòu)：
[0011]
[0012] 這兩種化學結(jié)構(gòu)的化合物的抗菌活性很強，對解淀粉菌、沙門氏菌、大腸桿菌以及 痢疾桿菌在24h內(nèi)均有100%的抗菌性能，顯著高于現(xiàn)有技術(shù)中常用抗菌藥的抑菌率。
[0013] 本發(fā)明提供了所述含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶衍生物的制備方法，包括以下步 驟：
[0014] (a)按摩爾比為1:1:1稱取芳香醛、氰基乙酸乙酯和硫脲，溶于無水乙醇溶劑中， 以哌啶為催化劑，90-95°C回流反應(yīng)10_12h，冷卻至室溫，過濾，得固體化合物III ;化合物 III的結(jié)構(gòu)式為：
[0015]
[0016] 其化合物III中R2為氫、鹵素或芳香基；
[0017] (b)將氨基脲溶解于水中，調(diào)溶液至中性，升溫至63_67°C，逐滴加入芳香醛的乙 醇溶液，80°C回流反應(yīng)2h，冷卻至室溫，過濾，得固體化合物IV ;化合物IV的結(jié)構(gòu)式為：
[0018]
[0019] 其化合物IV中&為氫、鹵素或芳香基；
[0020] (c)將所述化合物IV在乙酸/乙酸鈉介質(zhì)中與溴素反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，過濾， 得到固體化合物V ;化合物V的結(jié)構(gòu)式為：
[0021]
[0022] 其化合物V中札為氫、鹵素或芳香基；
[0023] (d)將所述化合物V和對氯甲基苯甲酰氯按摩爾比為1:1混合，以三乙胺為縛酸 劑，在四氫呋喃中反應(yīng)，冷卻，過濾，得固體化合物VI ;化合物VI的結(jié)構(gòu)式：
[0024]
[0025] 其化合物V中&為氫、鹵素或芳香基；
[0026] (e)將所述化合物VI和所述化合物III按1:1混合，以碳酸鉀為催化劑，在乙腈溶 劑中90°C回流反應(yīng)10h，除溶劑，純化，得到如化學通式I所示的含噁二唑的硫脲嘧啶衍生 物；
[0027]
[0028] 其通式中札、R2為氫、鹵素或芳香基；
[0029] (f)將芳香酸與氨基硫脲在三氯氧磷介質(zhì)中反應(yīng)，75_85°C水解反應(yīng)1. 5-2. 5h，冷 卻得固體，將固體加熱溶解后再在ll〇°C回流反應(yīng)4h，冷卻，調(diào)節(jié)pH值至7. 5-8. 5,過濾，得 化合物VII ;其化合物VII的化學結(jié)構(gòu)為：
[0030]
[0031] 其中R3為氫、鹵素或芳香基；
[0032] (g)將所述化合物VII和對氯甲基苯甲酰氯按摩爾比為1:1混合，以三乙胺為縛酸 劑，在四氫呋喃中室溫條件下反應(yīng)，冷卻，過濾，得固體化合物VIII ;其化合物VIII的化學 結(jié)構(gòu)為：
[0033]
[0034] 其中R3為氫、鹵素或芳香基；
[0035] (h)將所述化合物VIII和所述化合物III按1:1混合，以碳酸鉀為催化劑，在乙 腈中90°C回流反應(yīng)10h，除溶劑，純化，得到如化學通式II所示的含噻二唑的硫脲嘧啶衍生 物；其化學通式II的化學結(jié)構(gòu)為：
[0036]
[0037] 其中R2、R3為氫、鹵素或芳香基。
[0038] 其總反應(yīng)通式如下：
[0039]
[0040] 其合成步驟中反應(yīng)條件分別為：a :哌啶、乙醇，回流；b :回流；c :溴、乙酸/乙酸 鈉，室溫；d :四氫呋喃、三乙胺，室溫；e、乙腈、碳酸鉀，回流；f、三氯氧磷，回流。
[0041] 本發(fā)明制備方法中步驟（a)和步驟（b)所述的芳香醛均為苯甲醛、鹵代的苯甲醛 或苯基取代苯甲醛中任意一種。
[0042] 本發(fā)明制備方法中步驟（a)所述的芳香醛優(yōu)選為2, 4-二氯苯甲醛、2, 6-二氯苯甲 醛或?qū)Ρ交郊兹徊襟E（b)所述的芳香醛優(yōu)選為苯甲醛、2, 6-二氯苯甲醛或?qū)Ρ交郊?醛。
[0043] 本發(fā)明制備方法中步驟（a)所述的芳香醛：氰基乙酸乙酯：硫脲：無水乙醇：哌 啶的摩爾體積比為 lOmmol: lOmmol: lOmmol: 100mL: 2mL。
[0044] 本發(fā)明制備方法中所述步驟（a)在過濾后，可以對過濾得到的固體進行純化，其 具體純化步驟為：將過濾得到的固體粗品溶解在lmm〇l/L的NaOH溶液中，用乙酸乙酯洗滌 三次，將水相收集在燒杯中，用lmm〇l/L的HC1溶液調(diào)其pH值為2. 5-3. 5,析出固體，過濾， 將固體烘干，得化合物III的純品。
[0045] 本發(fā)明制備方法中步驟（b)所述氨基脲和芳香醛的摩爾比為1:1。
[0046] 本發(fā)明制備方法中步驟（b)將所述過濾得到的固體進行重結(jié)晶，即：將過濾得到 的固體溶于乙醇中，80°C下重結(jié)晶，得到固體化合物IV純品。
[0047] 本發(fā)明步驟（c)所述的化合物IV和溴素的摩爾體積比為：3mm〇l:0. 6mL，所述乙酸 /乙酸鈉介質(zhì)是指由14mL冰乙酸：6mL無水乙酸鈉組成的反應(yīng)介質(zhì)；所述反應(yīng)在室溫條件 下進行；所述冷卻是指將反應(yīng)液倒入冰水中降溫；所述過濾得到的固體用乙醇重結(jié)晶，其 重結(jié)晶步驟同步驟（b)所述。
[0048] 本發(fā)明制備方法中步驟（d)所述對氯甲基苯甲酰氯：化合物V:三乙胺：四氫呋 喃的摩爾體積比為：lmmol: lmmol: lmL: 7. 5mL〇
[0049] 本發(fā)明制備方法中步驟（e)所述化合物VI:化合物III:碳酸鉀：乙腈的摩爾體 積比為：lmmol: lmmol :3mmol:25mL〇
[0050] 本發(fā)明制備方法中步驟（f)中所述芳香酸為苯甲酸、鹵代苯甲酸或苯基取代苯甲 酸；優(yōu)選地，所述芳香酸為為苯甲酸、2-氯苯甲酸或2, 4-二氯苯甲酸。
[0051] 本發(fā)明制備方法中步驟（f)中所述芳香酸：氨基硫脲：三氯氧磷摩爾比為： 1:1:1. 2 ;所述水解反應(yīng)條件優(yōu)選80°C反應(yīng)2h ;所述冷卻均指將反應(yīng)液倒入冰水中降溫。
[0052] 本發(fā)明制備方法中步驟（g)所述對氯甲基苯甲酰氯：化合物VII:三乙胺：四氫 咲喃的摩爾體積比為：1mm〇1 : lmmol : lmL:7. 5mL〇
[0053] 本發(fā)明制備方法中步驟（h)所述化合物VIII:化合物III:碳酸鉀：乙腈的摩爾 體積比為：lmmol: lmmol :3mmol:25mL〇
[0054] 本發(fā)明合成的化合物為活性成份，可與水、蔗糖、山梨醇糖、果糖等組分組合制備 成口服液體制劑；與賦形劑（乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇糖）、崩解劑（淀粉）、潤滑劑（硬 脂酸、滑石粉）、粘合劑（明膠、聚乙烯醇）等組分組合制備成片劑或膠囊劑。
[0055] 本發(fā)明合成的化合物作為活性成份還可與生理鹽水、葡萄糖溶液或鹽水與葡萄糖 組成的混合載體制備成注射液。
[0056] 通過實驗證明，本發(fā)明制備的衍生物具有抑制解淀粉菌、沙門氏菌、大腸桿菌以及 痢疾桿菌的性能，且部分化合物在24h內(nèi)具有100%的抑菌效果。因此，本發(fā)明提供的化合 物與藥理允許使用的載體均勻混合，按照常規(guī)的制劑方法可以制備成用于抗菌劑的各種形 式的藥物制劑。申請人由此完成了該化合物在制備抗菌藥物制劑中的用途發(fā)明。
[0057]同時，以上化學通式如（I)、（II)所示的含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶衍生物可作 為中間體原料，用于合成具有抗菌活性的化合物，繼而在制備抗菌藥物制劑中得到應(yīng)用，也 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0058] 本發(fā)明在用于臨床時可參考的有效劑量是10~20mg/人/日，每日2~3次。醫(yī) 師也可依據(jù)患者個體差異，擬定服用劑量。
[0059] 本發(fā)明以SecA為抗菌劑設(shè)計的靶點，采用活性基團拼接原理，將帶有特定基團的 嚼二挫/噻二唑引入到硫脲啼啶結(jié)構(gòu)之中，得到一系列被特定基團取代的含嚼二挫/噻二 唑的硫脲嘧啶衍生物。所設(shè)計合成的目標化合物中噁二唑/噻二唑通過酰胺鍵與硫脲嘧啶 連接，兩者拼接后在生物體中與靶點蛋白結(jié)合時會產(chǎn)生更多的氫鍵作用，該作用使得這類 化合物能與靶點蛋白更好結(jié)合從而產(chǎn)生更強的生物活性；同時，發(fā)明人在研發(fā)過程中出乎 意料地發(fā)現(xiàn)，帶有特定基團的噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶的部分化合物具有非常突出的抑 菌效果，在抗菌制劑中具有很高的應(yīng)用價值。
[0060] 本發(fā)明提供的以SecA為靶點的含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶類衍生物作為抗菌 劑是行業(yè)內(nèi)的首次報道，該抑菌活性較現(xiàn)有技術(shù)有顯著提高，其成功研發(fā)，大大擴展了抑菌 藥物的選擇范圍，也可以有效克服細菌耐藥性的弊端。
[0061] 本發(fā)明提供的含噁二唑/噻二唑的硫脲嘧啶衍生物的制備方法操作簡單、操作容 易、易于規(guī)?；a(chǎn)，制備的化合物經(jīng)過試驗驗證，其具有較強的抑菌活性，可在抑菌藥物 制劑中廣泛應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0062] 下面實施例用于進一步詳細說明本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。
[0063] (一）本發(fā)明中化學通式I的具體合成步驟為：
[0064] (1)在250mL燒瓶中加入lOmmol芳香醛、lOmmol氰基乙酸乙酯、lOmmol硫脲，再加 入100mL無水乙醇，溶解后再加入2mL哌啶做催化劑，在90-95°C回流反應(yīng)10-12小時；冷 卻至室溫，產(chǎn)生大量固體，過濾，得到固體粗品，將固體粗品溶解在lmm〇l/L的NaOH溶液中， 用乙酸乙酯洗滌三次，將收集水相在燒杯中，用lmm〇l/L的HC1溶液調(diào)pH值為2. 8-3. 2,析 出大量固體，過濾，烘干（l〇5°C /4h)，得到中間體化合物III ;其化學反應(yīng)過程為：
[0065]
[0066] 其中R2為氫、鹵素或芳香基，優(yōu)選氫、氯、溴、氟或苯基中的一種；
[0067] (2)取250mL燒瓶加入5mmol氨基脲溶，加適量水（25mL)溶解，調(diào)溶液為中性（pH 值為7)，升溫至65°C，逐滴加入含有5mmol芳香醛的乙醇溶液20mL，80°C回流反應(yīng)2h，產(chǎn)生 大量固體，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾得到化合物IV的粗品，該粗品溶于乙醇中，80°C下 重結(jié)晶，得到純品化合物IV ;其化學反應(yīng)過程為：
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