专利名称：含有核酸结合部分的带电荷化合物及其用途的制作方法
相关申请的交叉参考本申请要求获得2000年3月16日提交的美国序列号第90/189,930号的权益，本文将该申请的公开内容纳入作为参考。
利用联邦资助的研发基金进行的发明的权益的声明按照DARPA许可号N65236-1-5427，美国政府在本发明中拥有一定权益。
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背景技术：
许多化合物，不论是天然的还是合成的，都已发现它们可结合于双链核酸，尤其是双链脱氧核糖核酸(“dsDNA”)。这些化合物根据它们的结构，结合于核酸的不同部分。有些结合于大沟上，而其它则与小沟结合。还有其它一些则嵌入邻近的碱基对之间。组合的结合模式也是已知的，其中，化合物与核酸中一个以上位点发生结合相互作用。
为了医学目的，某些结合dsDNA的化合物可用于调节基因的表达。如果某种疾病的特征是基因(如致癌基因)超表达或出现不需要的表达，则可通过使这类化合物与该基因或其启动子位点结合，完全或部分抑制该基因的表达，从而治疗这种疾病。可使用能影响病原体如真菌、细菌和病毒增殖所必需的基因的表达的化合物抵抗这些病原体的感染。
不论其应用如何，这种化合物必须与dsDNA强烈结合，通常可理解为，该化合物以至少106M-1、较佳至少约109M-1的结合常数结合。但是，单独的结合强度并不是功效的决定因素。许多其它的因素也会发挥作用，包括，如细胞摄取、稳定性、毒性、结合特异性等。某种可接受的或者在某方面特征较优的化合物，在另一特征方面可能存在致命的缺陷。因此，仍需要开发新种类的核酸结合化合物，以用于这类用途。
发明概要本发明提供一类新的化合物，以及含有这类化合物的组合物、合成这类化合物的方法、筛选这类化合物以鉴别出那些化合物具有抗感染活性的方法，以及使用这类化合物来预防或抑制感染的方法。
一方面，本发明提供一类带电化合物。这类化合物的成员包含核酸结合部分，它们可由式(I)表示W-Y-[Het]-[NABM] (I)及其盐，较佳是药学上可接受的盐。此外，酯、酰胺、前体药物、异构体或式I的代谢物也在本发明的范围之内。
在本发明中，“NABM”指核酸结合部分，它是“nucleic acid binding moiety”的首个字母的缩写词，尤其是指结合于双链核酸(尤其是dsDNA)的核酸结合部分。NABM包括小分子、蛋白质和核酸。优选的小分子包括聚酰胺，尤其是合成的聚酰胺，优选的核酸包括寡核苷酸。NABM包括插入部分、小沟结合部分、大沟结合部分，以及那些包括组合这些方式进行结合的部分的NABM，如包括小沟结合部分和大沟结合部分的NABM。
在上面的式I中，NABM通过连接基“L”连接于杂芳族部分(“Het”)。L表示一个键，较佳是共价键，或者是连接基团。Het表示除了N-甲基或N-氢吡咯外的杂芳族部分，选自 和 式中，X1、X2和X3中的一个是选自-O-、-S-和-NR3-的环顶点，另两个是选自＝N-和＝CR4-的环顶点。
共价连接于该杂芳族部分[Het]的是具有下式结构的取代基 式中，Y选自O、S、S(O)、SO2、C(R1)2、N(R3)SO2、SO2N(R3)和NR3；W是卤原子或具有下式的基团 式I中的各个R基团具有下述含义各R1独立选自H、F、取代的或未取代的(C1-C6)烷基和取代的或未取代的(C1-C6)杂烷基；如果Y不是NR3，则R2是具有极性基团的部分，如果Y是NR3，则R2是具有极性基团、取代的或未取代的(C1-C1 2)烷基或取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基的部分；每个R3独立选自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基，条件是当Y是NR3时，R2(R1)2C和R3都不含有2-氯乙基或2-羟乙基；各R4独立选自氢、卤原子、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基铵基、羟基、(C1-C8)烷氧基、巯基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亚砜基、(C1-C8)磺酰胺基、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基。
此外，R2、[Het]或[NABM]中至少有一个带有正电荷。
在一组优选的实施方式中，本发明的化合物可由式(Ia)或其盐(优选药学上可接受的盐)，或其酯、酰胺、前体药物、异构体或其代谢物表示 在式Ia中，下标a、b和d独立地表示0、1、2、3、4或5，条件是a、b或d中至少有一个不是0。下标c、e和f独立地是0或1。
在这些实施方式中，R5选自卤原子、OR7和N(R7)2。R6选自氢、卤原子、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基。各R7独立选自氢、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基。各Q独立选自-(CH2)2-、-(CH2)3-，杂芳族环独立选自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃(furan)、异噻唑、噁唑、异噁唑、噻唑、呋咱(furazan)、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩环。较佳的是，Q是噻吩环。杂芳族环Q中的典型的合适的取代基包括Cl、F、CH3和羟基。
本发明的化合物可是未纯化的、基本上纯化的和纯化的形式。这些化合物可与额外的化合物存在，如溶剂、反应剂、或者在化合物合成和纯化期间存在的副产物，也可和使用或制备化合物期间存在的或者在配制或混合化合物的期间添加的额外化合物存在。
另一方面，本发明提供合成本发明化合物的方法。概括地说，这些方法包括，以直接的方式或者通过任选的连接基团L将NABM连接到R2(R1)2C-Y-[Het]上。本发明的各个部分可以是合成的或者是天然的产物。合成的部分可通过溶液方法或固相方法合成。也可一起合成两个或多个部分。
在又一方面，本发明提供含有本发明化合物和一种或多种赋形剂、稀释剂或载体的组合物。这类组合物可以是干燥的制剂，或者是液体制剂。具体使用的组合物将依该化合物的计划用途而定。已发现，本发明的化合物强烈地结合dsDNA。较佳的是，本发明化合物结合dsDNA的结合常数至少约为106M-1，更佳至少约为109M-1，最佳至少约为1010M-1、1011M-1、1012M-1或以上。已发现，一些组合物能有效抑制病原体如真菌和细菌的增殖。
本发明的化合物和组合物的应用包括抗感染方面的用途。这些用途在本质上可以是预防性的或治疗性的。通过使真核类有机体的病原体与足以达到所需效果的量的本发明的化合物接触合，可实现这些用途。根据情况的要求，可体外或体内发生所述接触。这个方面的有效实施方式涉及抑制致病的有机体的增殖。通过将有机体杀死、降低其增殖速率、或者减少或消除该有机体的致病因素，例如，通过抑制致病基因(如编码毒素的基因)的表达，可实现上述抑制作用。可能受到本发明上述预防性和治疗性方法影响的代表性病原体包括真核和原核有机体，以及病毒。优选的靶标是细菌和真菌。
本发明关于治疗的方面涉及作为靶病原体的宿主或媒介物的动物和植物。同样地，本发明也涉及动物健康和医学以及农业方面。
在又一方面中，本发明提供筛选以鉴别具有抗感染活性的本发明的化合物。这些筛选方法包括体外和体内筛选方法，并可包括涉及体外筛选接着进行体内筛选的方法(如基于细胞的筛选)。在任一种形式中，这些方法优选是高通量方法，即一次能筛选约10个以上、较佳约100、1,000或10,000个化合物。在上述每一种描述中，“带电化合物”指在检测或生理条件下带正电的化合物，所述生理条件通常为中性或弱酸性条件(pH值约为5-7)。许多化合物在其中性形式下具有胺成分。然而，本领域熟练的技术人员将理解，在生理pH或通常的检测条件下，这些胺可带正电荷(如，被质子化)。
附图
的简短描述未适用。
发明的详细描述缩写词和定义除非另有说明，术语“烷基”本身或者作为另外的取代基的一部分，指直链或支链或者环状烃基，或者它们的组合，可以是完全饱和的、单未饱和的或多未饱和的，它可包括二价和多价基团，具有指定数量的碳原子(即，C1-C10指1到10个碳)。饱和烃基的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基、环己基、(环己基)甲基、环丙基甲基，诸如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等之类的同系物和异构体。未饱和的烃基是具有一个或多个双键或三键的烃基。未饱和烃基的例子包括乙烯基、2-丙烯基、丁烯基、2-异戊烯基、2-(丁二烯基)、2，4-戊二烯基、3-(1，4-戊二烯基)、乙炔基、1-丙炔基、3-丙炔基、3-丁炔基和高级同系物及异构体。
术语“亚烷基”本身或作为另外的取代基的部分，指从烷衍生得到的二价基团，例子如-CH2-CH2-CH2-CH2-。通常，烷基(或亚烷基)有1-24个碳原子，本发明优选具有10个或以下碳原子的烷基(或亚烷基)。“低级烷基”或“低级亚烷基”是较短的链式烷基或亚烷基，通常具有6个或以下碳原子。
术语“烷氧基”、“烷基氨基”和“烷硫基”(或硫代烷氧基)的含义与它们的常用含义相同，指分别通过氧原子、氨基或硫原子连接于分子的残余部分的烷基。
除非另有说明，术语“杂烷基”本身或者与另外的术语的组合，指稳定的直链或支链基团，或者环状烃基，或者它们的组合，包括指定数量的碳原子和选自O、N、Si和S的一个到三个杂原子，其中，N和S原子可任选地被氧化，N杂原子可任选地被季铵化。杂原子O、N和S可位于杂烷基内部的任何位置。杂原子Si可位于杂烷基的任何位置，包括该烷基连接于分子的残余部分的位置。例子包括-CH2-CH2-O-CH3、-CH2-CH2-NH-CH3、-CH2-CH2-N(CH3)-CH3、-CH2-S-CH2-CH3、-CH2-CH2、-S(O)-CH3、-CH2-CH2-S(O)2-CH3、-CH＝CH-O-CH3、-Si(CH3)3、-CH2-CH＝N-OCH3和-CH＝CH-N(CH3)-CH3。最多有两个杂原子可以是连续的，如，-CH2-NH-OCH3和-CH2-O-Si(CH3)3。类似地，术语“杂亚烷基”本身或者作为另外的取代基的一部分，指从杂烷基衍生得到的二价基团，如-CH2-CH2-S-CH2CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-。对于杂亚烷基，杂原子也可占据链的任一末端或两个末端(如，亚烷基氧基、亚烷基二氧基、亚烷基氨基、亚烷基二氨基等)。另外，对于亚烷基和杂亚烷基连接基团，该连接基团并没有取向上的限制。
除非另有说明，术语“环烷基”和“杂环烷基”本身或者与其它术语的组合，分别表示“烷基”和“杂烷基”的环状形式。此外，对于杂环烷基，杂原子可占据该杂环连接分子的残余部分的位置。环烷基的例子包括环戊基、环己基、1-环己烯基、3-环己烯基、环庚烯基等。杂环烷基的例子包括1-(1，2，5，6-四氢吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-吗啉基、3-吗啉基、四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、四氢噻吩-2-基、四氢噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。
除非另有说明，术语“卤代”或“卤原子”本身或作为另外的取代基的一部分，指氟、氯、溴或碘原子。此外，术语如“卤代烷基”包括单卤代烷基和多卤代烷基。例如，术语“卤代(C1-C4)烷基”包括三氟甲基、2，2，2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
除非另有说明，术语“芳基”指多未饱和的通常是芳族的烃取代基，可为单环的或者稠合在一起或共价连接的多环(最多有3个环)。术语“杂芳基”指含有0-4个选自N、O和S的杂原子的芳基(或芳环)，其中，N和S原子可任选地氧化，N原子可任选地季铵化。杂芳基可通过杂原子连接于分子的残余部分。芳基和杂芳基的非限制性例子包括苯基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、-3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。上述各已知的芳基和杂芳基环系统的取代基选自下述可接受的取代基。
为简便起见，当与其它术语(如芳氧基、芳硫基、芳烷基)组合时，术语“芳基”包括上述两类芳基环和杂芳基环。因此，术语“芳烷基”包括芳基连接于烷基的那些基团(如苄基、苯乙基、吡啶基甲基等)，所述烷基包括那些碳原子被如氧原子取代的烷基〔如苯氧基甲基、2-吡啶基氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等〕。
上述每一个术语(如“烷基”、“杂烷基”、“芳基”和“杂芳基”)包括所给出基团的取代和未取代的形式。各类型基团的优选取代基如下文所述。
烷基和杂烷基(包括常称为亚烷基、链烯基、杂亚烷基、杂链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环链烯基和杂环链烯基)的取代基可以是选自-OR′、＝O、＝N-OR′、-NR′R″、-SR′、-卤原子、-SiR′R″R_、-O(CO)R′、-C(O)R′、-CO2R′、-CONR′R″、-OC(O)NR′R″、-NR″C(O)R′、-NR′-C(O)NR″R_、-NR″C(O)2R′、-NH-C(NH2)＝NH、-NR′C(NH2)＝NH、-NH-C(NH2)＝NR′、-S(O)R′、-S(O)2R′、-S(O)2NR′R″、-CN和-NO2中的各种基团，其数量是0到(2m′+1)个，其中m′是该烷基或杂烷基的碳原子总数。R′、R″和 R″各自独立地指氢、未取代的(C1-C8)烷基和杂烷基、未取代的芳基、被1-3个卤原子取代的芳基、未取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基，或者芳基-(C1-C4)烷基。当R′和R″连接于相同的N原子时，它们可与该N原子组合形成5元、6元或7元环。例如，-NR′R″包括1-吡咯烷基和4-吗啉基。从上述关于取代基的讨论中，本领域熟练的技术人员将理解，术语“烷基”包括诸如卤代烷基(如，-CF3和-CH2CF3)和酰基〔如，-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3等〕之类的基团。较佳的是，取代的烷基和杂烷基具有1-4个取代基，更佳的是，具有1个、2个或3个取代基。例外的是那些全卤代烷基(如五氟乙基等)，这类基团也是优选的，也在本发明的考虑之中。
类似地，芳基和杂芳基的取代基是可以改变的，选自-卤原子、-OR′、-OC(O)R′、-NR′R″、-SR′、-R′、-CN、-NO2、-CO2R、-CONR′R″、-C(O)R′、-OC(O)NR′R″、-NR″C(O)R′、-NR″C(O)2R′、-NR′-C(O)NR″R_、-NH-C(NH2)＝NH、-NH-C(NH2)＝NR′、-S(O)2R′、-S(O)2R′、-S(O)2NR′R″、-N3、-CH(Ph)2、全氟(C1-C4)烷氧基，和全氟(C1-C4)烷基，它们的取代基的数量是从0到芳环系统上所有开放化合价的总数；其中，R′、R″和R_独立选自氢、(C1-C8)烷基和杂烷基、未取代的芳基和杂芳基、(未取代的芳基)-(C1-C4)烷基和(未取代的芳基)氧基-(C1-C4)烷基。
芳基环或杂芳基环邻近原子上的两个取代基可任选地被式-T-C(O)-(CH2)q-U-的取代基代替，其中T和U独立地表示-NH-、-O-、-CH2-或单键，q是0到2的整数。或者，芳基环或杂芳基环的邻近原子上的两个取代基可任选地被式-A-(CH2)r-B-的取代基代替，其中A和B独立表示-CH2-、-O-、-NH-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2NR′-或者单键，r是1到3的整数。由此形成的新环上的一个单键可任选地被双键代替。或者，芳基环或杂芳基环的邻近原子上的两个取代基可任选地被式-(CH2)s-X-(CH2)t-的取代基代替，其中s和t独立地是0到3的整数，X是-O-、-NR′-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-或者-S(O)2NR′-。-NR′-和-S(O)2NR′-中的取代基R′选自氢或未取代的(C1-C6)烷基。
术语“杂原子”在本文中包括氧(O)、氮(N)、硫(S)和硅(Si)。
根据本文所述的化合物上发现的具体取代基，术语“药学上可接受的盐”包括活性化合物的盐，它们由相对无毒的酸或碱制得。当本发明的化合物含有相对酸性的官能度时，通过使这些化合物的中性形式无溶剂或适当的惰性溶剂中与足量的所需的碱接触，而获得碱加成盐(base addition salt)。药学上可接受的碱加成盐的例子包括钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、有机胺盐或镁盐，或类似的盐。当本发明的化合物含有含有相对碱性的官能度时，使这类化合物的中性形式无溶剂或在适当的惰性溶剂中与足量的所需的酸接触，可获得酸加成盐。药学上可接受的酸加成盐的例子包括那些从无机酸衍生得到的盐，和从相对无毒的有机酸衍生得到的盐，所述无机酸包括盐酸、氢溴酸、硝酸、碳酸、一氢碳酸、磷酸、一氢磷酸、二氢磷酸、硫酸、单氢硫酸、氢碘酸或亚磷酸等，所述有机酸包括乙酸、丙酸、异丁酸、马来酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、反丁烯二酸、扁桃酸、邻苯二甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、酒石酸、甲磺酸等。上述盐还包括氨基酸的盐，如精氨酸盐等，以及有机酸如葡糖醛酸或半乳糖醛酸等的盐〔例如，参见Berge，S.M.等人，《药学上的盐》(“Pharmacertical Salts”，Journal ofPharmacertical Science，1977，66，1-19〕。本发明某些特殊的化合物同时含有碱性和酸性官能度，这使得这些化合物可转变成碱加成盐或酸加成盐。
使盐与碱或酸接触，然后通过采用常规的方式分离母体化合物，可再生这些化合物的中性形式。化合物的母体形式与各种盐形式在某些物理特性方面不同，如在极性溶剂中的溶解度，但反过来，对于本发明的目的而言，这些盐则等价于化合物的母体形式。
除了盐形式以外，本发明提供成前体药物形式的化合物。本文所述的化合物的前体药物是在生理条件下易于进行化学变化，从而提供本发明的化合物的那些化合物。此外，可采用化学或生物化学的方法，在离体环境中将前体药物转变成本发明的化合物。例如，当将前体药物与适当的酶或化学试剂放在跨皮贴剂储器(transdermal patch reservoir)中时，它们可被缓慢地转化成本发明的化合物。
本发明某些化合物可以未溶剂化的或溶剂化的形式存在，包括水化的形式。通常，溶剂化形式与未溶剂化形式等价，它包括在本发明的范围之内。本发明某些化合物可以多结晶或无定形的形式存在。通常，对于本发明所考虑的用途，所有的物理形式都是等价的，并都包括在本发明的范围之内。
本发明某些化合物拥有不对称的碳原子(光学中心)或双键；外消旋物、非对映异构体、几何异构体和单独的异构体都包括在本发明的范围之内。
本发明的化合物还可包含构成这类化合物的一种或多种原子的非天然比例的原子同位素。例如，这些化合物可用放射性同位素标记，如氚(3H)、碘-125(125I)或碳-14(14C)。本发明化合物的所有的同位素变体，不论是否是放射性的，都包括在本发明的范围之内。
下面的讨论提及将dsDNA作为核酸，但应理解，本发明并不限于dsDNA，其它核酸，即核糖核酸也可应用。化合物本发明的核酸结合化合物由下式(I)表示(为了方便，下面再显示)W-Y-[Het]-L-[NABM](I)现在将多其进行更详细的描述，尤其是结合其优选实施方式进行描述。
如上面所述，[NABM]是双链核酸结合部分；L是共价键或连接基团；[Het]是除了N-甲基或N-氢吡咯外的杂芳族部分，选自 和 式中，X1、X2和X3中的一个是选自-O-、-S-和-NR3-的环顶点，另两个是选自＝N-和＝CR4-的环顶点。此外，上述五元环中的圆圈指有两个双键存在，该圆圈在一些实施方式中可被除去。
回到式I，字母Y表示O、S、S(O)、SO2、C(R1)2、N(R3)SO2、SO2N(R3)或NR3。字母W表示具有下式的基团的卤原子 各个R基团具有下述含义各R1独立选自H、F、取代的或未取代的(C1-C6)烷基，和取代的或未取代的(C1-C6)杂烷基；如果Y不是NR3，则R2是具有极性基团的部分，如果Y是NR3，则R2是具有极性基团、取代的或未取代的(C1-C12)烷基或取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基的部分；每个R3独立选自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基，条件是当Y是NR3时，R2(R1)2C和R3都不含有2-氯乙基或2-羟乙基；各R4独立选自氢、卤原子、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基铵基、羟基、(C1-C8)烷氧基、巯基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亚砜基、(C1-C8)磺酰胺基、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基。
此外，R2、[Het]或[NABM]中至少有一个带正电荷。在优选的实施方式中，R2、[Het]或[NABM]中至少有两个带正电荷。在又一优选的实施方式中，R2、[Het]或[NABM]中至少有一个带两个或多个正电荷。因此，在特别优选的实施方式中，在R2、杂芳族部分[Het]和NABM之中，至少有两个带正电荷，这样化合物(I)总体带有至少两个正电荷。说R2、Het或NABM带正电荷，并不是指R2(或Het或NABM，视具体情况而定)限制于带一个正电荷，多个正电荷也在考虑之中。此外，带正电的状态是在大约中性的水溶液或基本上是水溶液的条件中(如，可存在少量的有机溶剂)，优选是在生理条件下，即在描述细胞内(如，周质或胞质)或细胞外环境的一组参数条件下。这些参数包括pH、温度、离子组成和强度、缓冲能力等，这些参数将根据各种因素而改变，包括宿主生物(如动物或植物)、传送该化合物的环境，例如，传送到动物的血液中，或者传送到谷物于其上或其中生长或企图生长的土壤中。由胺、脒或胍，或者碱性较弱的基团如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑或苯胺的质子化产生正电荷。根据这些基团的电离常数，可将它们基本上完全质子化或部分质子化。通常，为了方便，可质子化而带正电荷的基团或部分在本文的结构式描述中为它的未质子化形式。
在其它优选的实施方式中，Y是NR3，R3是H或低级烷基。R1优选是氢。R2、R3或R4的适当的(C1-C12)烷基或芳基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、环戊基、环己基、苯基、C6H11CH2、C6H5CH2、C5H9CH2等。在一组优选的实施方式中，C1-C12烷基被至少一个选自下述基团的取代基取代(C1-C4)链烯基、(C1-C4)炔基、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基铵基、羟基、(C1-C8)烷氧基、巯基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亚砜基、(C1-C8)磺酰胺基、(C1-C8)酰基、单或二(C1-C8)N-烷基酰胺基、巯基、(C1-C4)硫醚基、(C1-C4)砜基、(C1-C4)亚砜基、单或二(C1-C8)N烷基磺酰胺基、卤原子、(C3-C7)环脂族基、5元杂环基、6元杂环基或7元杂环基、芳基和杂芳基。在一些实施方式中，可用上述提供的两个、三个或四个官能团取代该(C1-C12)烷基。
回到式I，R2的极性基团可以是带正电荷的基团，如质子化的伯、仲和叔胺基或季铵基。在一些实施方式中，该极性基团将不带正电荷。不带电的极性基团的优选例子包括羟基、氰基、氟、醚、酮、磺酰氨基、砜和酰氨基，虽然也可使用其它合适的极性基团。在此，极性区域是其偶极矩大于C-C或C-H共价键的区域。
对于Y是NR3的那些优选实施方式，R2基团不需含有极性基团。在这些例子中，R2可等于R3——它是部分式R2(CR1)2Y还原成R3(CR1)2NR3，其中两个R3独立地不同。这两个R3可连接，形成环结构，优选是含有4、5、6或7个原子。该环可含有作为环的一部分的杂原子部分，如-NH-、-NMe-、-O-、-N(低级烷基)-、-S-、-SO2-、-SO-等。该环还可含有侧接于其上的侧链。适当的取代基是上面提供的烷基和芳基取代基。
对于NABM为带正电荷的那些实施方式，该正电荷可位于侧接NABM的一侧的部分中(即，侧接内部的杂芳族部分或脂族部分)和/或在远离Het的末端部分。可从碱性氨基酸(如，赖氨酸、组氨酸或精氨酸)或含有一个或多个碱性氨基酸的肽单元衍生获得该带正电荷的部分。较佳的肽构型是其中的脯氨酸将两个碱性氨基酸分开的构型(如Arg-Pro-Arg)。合适的带正电荷部分的例子在Dervan等人的WO 98/37087(1998)和Rothbard等人的WO 98/52614(1998)中公开，本文将这些公开内容纳入作为参考。但是，本领域熟练的技术人员将会明白，NABM不会总是具有正电荷，比如化合物X(下文)。
如上所述，核酸结合部分[NABM]可以是dsDNA插入子、dsDNA小沟结合部分或dsDNA大沟结合部分。应理解，[NABM]称为“小沟结合子(binder)”(或有相同含义的字眼)，并不意味着这个部分专门与小沟结合相互作用；该部分还可与dsDNA的其它部分结合相互作用，例如，通过插入作用与邻近的碱基对作用、与骨架磷酸酯基或者与大沟作用。较佳是小沟结合子，它通常(但不总是)具有拉长的新月形形状，在拓扑学上与小沟的形状互补。该小沟结合子可以是天然化合物的残基，如阿霉素、柔红霉素、刺孢霉素、丝裂霉素、CC-1065、倍癌霉素、偏端霉素和纺锤菌素，或者它们的类似物或衍生物。或者，[NABM]可以是合成的小沟结合子的残基，如戊烷脒、重氮氨苯脒乙酰甘氨酸盐(berenil)、芪脒、DDUG、NSC 101327、SN6999、SN 6136、SN 16814、SN 18071、NSC 57153、Hoechst 33258、Ionen X和甲基绿，或者它们的类似物或衍生物。
在特别优选的实施方式中，所述核酸结合部分是含有N-甲基吡咯甲酰胺(“Py”)单元的合成的聚酰胺单元，它还可任选地含有N-甲基咪唑甲酰胺(“Im”)、N-甲基-3-羟基吡咯甲酰胺(“Hp”)、甘氨酸酰胺、β-丙氨酸酰胺、γ-氨基丁酸酰胺、5-氨基戊酸酰胺和γ-2，4-二氨基丁酸酰胺单元中的一种或多种，这些单元分别由下述结构表示 和 与本文所述类似的一些聚酰胺已显示为小沟结合子，常以高的结合常数结合(如，大于109M-1)。涉及这类聚酰胺的设计和合成的文献包括Baird和Dervan，J.Am.Chem.Soc.，118，6141-6146(1996)和美国申请系列号第08/607,078(1996年2月26日提交)、09/374,702(1999年8月12日提交)、09/372,473(1999年8月11日提交)、09/372,474(1999年8月11日提交)、09/414,611(1999年10月8目提交)和09/479,279〔2000年1月5日提交，题为《涉及使核苷酸碱基对与双链核酸进行特异性相互作用的环状化合物的组合物和方法》(“Compositions and Methods Relating to CyclicCompounds that Undergo Nucleotide Base Pair Specific Interaction with DoubleStranded Nucleic Acids”)〕，本文将这些公开的内容纳入作为参考。还已发现，这类聚酰胺可以两个杂芳族甲酰胺部分与dsDNA结合，肩并肩固定于小沟中，这类肩并肩的杂芳族甲酰胺对识别特异的dsDNA碱基对，产生一组与杂芳族甲酰胺对和所识别的DNA碱基对相关的“配对规则”杂芳族对识别的dsDNA碱基对Im/Py G/CPy/Im C/GPy/Py A/T、T/AHp/Py T/APy/Hp A/T因此，可采用上述配对规则设计以对特殊的碱基对序列的特异性与dsDNA结合的NABM部分。
甘氨酰基或β-丙氨酰基酰胺可用作调节该杂芳族甲酰胺残基与该NABM结合位点的核苷酸碱基对的相对位置的“间隔基”。γ-氨基丁酸酰胺、5-氨基戊酸酰胺或γ-2，4-二氨基丁酸酰胺(或产生基本上等价的结构效果的其它部分)将“发夹”引入聚酰胺中，从而使同一NABM的杂芳族甲酰胺单元肩并肩地相互结合。在如NABM的各端或在其一端和一个内部位置上使用这两个单元，可形成具有其它构象的NABM(如，分别形成环状或“发夹”构象)。γ-2，4-二氨基丁酸的2-氨基提供了串联连接的聚酰胺单元的连接点，并提供了使该NABM具有手性的部分。可用β酰胺取代Py、Hp或等价于Py的杂芳族甲酰胺，形成如β/β对或β/Py对。可采用在前述参考文献中公开的这些和其它分子设计原则来设计本发明NABM的优选例子。
在另外一些实施方式中，核酸结合部分[NABM]包含结构(II) 式中，每个Q1、Q2、……Qm是杂芳族部分或(CH2)p，下标p是1-3的整数(包括本数)；每个Z1、Z2、……Zm是共价键或连接基团；下标m是1-9的整数(包括本数)，更佳是2-4。对于其Q是杂芳族部分的那些实施方式，它优选选自任选取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、异噻唑、噁唑、异噁唑、噻唑、噻吩、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，3，4-噁二唑、1，2，4-噁二唑和噻吩部分。示范性的取代基包括Cl、F、CH3(如N-甲基吡咯或N-甲基咪唑中的CH3)，和羟基(如3-羟基吡咯中的羟基)。
连接基团Z1、Z2……Zm通常是有2-5个骨架原子的二价基团。本发明连接基团的含义中使用的术语“骨架”，指原子所连接的两个基团之间的邻接的键上的原子。例如，可以说由-(C(O)NH-连接的两个杂芳族部分由有两个“骨架”原子的基团所连接(如碳原子和氮原子)。如下面分别阐述的，邻接基团的例子包括酰胺、脒和酯基团，优选酰胺基团 在本发明的其它实施方式中，所述核酸结合部分包含结构(III) 式中，各个n独立地是1-9的整数(包括本数，n优选是2或3)，各个m独立地是0或1(优选1)。
如上所述，杂芳族部分[Het]和NABM由连接基团L连接，该基团可以是共价键或者是具有2-5个骨架原子(优选2个)的二价连接基团。连接基团的例子包括酰胺、脒和酯基团，优选酰胺连接基团。[Het]基团的取代基的例子包括Cl、F、CH3(如N-甲基吡咯或N-甲基咪唑中的CH3)和羟基基(如3-羟基吡咯中的羟基)。
可采用各种合成方法来连接Het和NABM。除了将在下面的实施例中进一步描述的那些方法外，也可采用本领域熟知的其它方法。为了阐述的目的，本文在此引用了几种这样的方法，这些方法中使用偏端霉素残基作为NABM。如Arcamone等人在美国专利第4,738,980号(1988)和第4,766,142号(1988)中所述，可使用环氧化合物使以胺封端的偏端霉素残基烷基化。其它的方法在Lazzari等人的美国专利第5,017,599号(1991)、美国专利第5,049,579号(1991)和美国专利第5,310,752号(1994)以及Animati等人的美国专利第5,670,534号(1997)中提供使酰基化合物与末端为氨基的偏端霉素残基在缩合剂如二环己基碳二亚胺的存在下发生缩合作用，形成酰胺键。Animati等人的美国专利第5,412,976号(1995)公开了羧基亚氨酸盐(carboxyimidate)与以氨基为末端的偏端霉素残基反应，形成脒。本文将前述专利的内容纳入作为参考。
所述杂芳族部分可以是下述任何一种取代的或未取代的形式咪唑；除N-甲基吡咯或N-氢吡咯外的其它吡咯；吡唑；呋喃；异噻唑；噁唑；异噁唑；噻唑；呋咱；1，2，3-噻二唑；1，2，4-噻二唑；1，2，5-噻二唑；1，3，4-噻二唑；1，2，3-三唑；1，2，4-三唑；1，2，4-噁二唑；1，3，4-噁二唑；或者噻吩部分。
较佳的是，Het是异噻唑，如 或 本发明优选的含有异噻唑的化合物由下式(IVa)表示 参考式I，化合物(IVa)中的R1、R2和R4如先前所定义。
本发明特别优选的含有异噻唑的化合物包含下式结构(IVb) 式中，m、n、R1、R2和R4如先前所定义。
在R2(R1)2C-Y-中〔在IVb中更具体地显示为R2(R1)2C-NH〕，R2(当存在时)中的极性基团较佳是一个或多个伯、仲或叔氨基，这些氨基当被质子化时，会使该R2带正电。或者，该极性基团是季铵基。在另一优选基团中，各R1是氢。更佳的是，R2具有与该Y基团分开约2-6个原子的氨基。下面给出这些优选例子中的示范性而非专有性的特殊部分的列表(也显示了Y基团，以指出连接的位置) 在前述的化合物中，当氨基被1个或多个亚甲基(CH2)与Y分开时，可使用高级或低级的同系物，条件是Y和该氨基之间的分离保持在约为2个到约6个原子之间。
在另外一些实施方式中，Y是NR3，其中，R3是烷基或杂烷基，或者，R3任选地连接于R2，形成环状结构。由此形成的环可包含作为其一部分的额外的杂原子部分，如-NH-、-NMe-、-O-、-N(低级烷基)-等，并且，该环可以是取代的或未取代的，如下所述 通常，R2将具有极性基团。对于Y是NR3的那些实施方式，一个极性基团(Y)的存在将使对R2上额外的极性基团的需要减少。在这些例子中，R2可以等于R3——即R3(CR1)2NR3的部分式还原为R2(CR2)2Y，其中两个R3都可独立地改变。
现在，回到由式(Ia)表示的一系列特别优选的化合物，为了方便下文对其进行复述，现在将详细讨论该式所涉及的特殊和/或优选的实施方式。 在式Ia中，各个Q独立选自-(CH2)2-、-(CH2)3-，杂芳族环独立选自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、异噻唑、噁唑、异噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩环。较佳的是，Q是噻吩环。取代基的例子包括Cl、F、CH3(如N-甲基吡咯或N-甲基咪唑中的CH3)和羟基(如3-羟基吡咯中的羟基)。
下标a、b和d各独立表示0、1、2、3、4或5，条件是a、b或d中至少有一个不是0。下标c、e和f各独立表示0或1。
在式Ia的优选实施方式中，R5选自卤素、OR7和N(R7)2。更佳的是，R5选自卤素和N(R7)2。R6选自氢、卤素、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基。当R5或R6中任一个是卤素时，优选Cl和F，Cl是最优选的。各个R7独立选自氢、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的未取代的(C1-C12)杂烷基。R6和R7中的烷基可以是如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、环戊基、苄基或环己基，优选甲基。在一些实施方式中，(C-C12)烷基和杂烷基被官能团取代，如烯烃；炔烃；羟基；伯、仲、或叔胺；季铵；烷氧基；酰基；酰胺；硫羟；硫醚；亚砜；磺胺；卤素；环脂族基团；杂环基团；芳族基团；杂芳族基团等等；以及它们的组合。
在N(R7)2中，一个优选的实施方式是，各个R7是氢。在另一优选的实施方式中，一个R7是氢，另一R7是甲基。
当R5是N(R7)2时，这两个R7可任选地连接，形成取代的未取代的4、5、6或7元环，该环可任选地含有作为该环的一部分的-NH-、-NMe-、-O-或N-低级烷基。这些化合物的示范性实施方式如下述部分式所示 由N(R7)2形成的4、5、6或7元环可以是取代的或未取代的。具体而言，取代基可以是氨基或包含氨基。
R2、R1和Y形成上述式(I)的部分结构 的特殊的优选组合，以及上述式(Ia)中的R5的结构如下 和 式中，r是2、3或4，s是1、2、3、4、5或6。
综上所述，下面公开本发明范围内的优选化合物 在式V中，R5和R7的含义与式Ia先前所提供的含义相同；m是2、3或4，n是0或1。R5和R7中至少有一个是带正电荷的基团。
在式VI中，b是1、2、3或4，f是0或1，R5和R7如先前所定义。R5和R7在至少有一个包含带正电的基团。 采用1H-NMR和质谱法中的至少一种来确定前述化合物的结构。在大多数例子中，1H-NMR和质谱都可以获得。
本发明化合物的药学上可接受的盐包括它们的共轭酸或碱的盐。共轭酸的盐的合适抗衡离子的例子包括氯化物、溴化物、磷酸盐、硫酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、水杨酸盐、延胡索酸盐、抗坏血酸盐、甲磺酸盐、苹果酸盐、柠檬酸盐、乙酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、谷氨酸盐等等，尤其是FDA可接受的那些盐。通过使游离碱形式的化合物与足量的所需的酸接触，可形成共轭酸盐。对于本发明权利要求的目的而言，本发明化合物的共轭酸或碱形式被认为是相当于游离碱形式(或游离酸形式，视情况而定)。
本发明的化合物是有用的，因为它们是强的DNA结合子，常常是毫微级的结合子〔即结合常数(Ka)为109M-1〕，甚或是微微级的结合子(1012M-1的K2)。特别值得注意的是，本发明的一些化合物是具有相对少的杂芳族部分(3-5个)的毫微级结合子，而先前所述的毫微级结合子通常需要较多的杂芳族部分。
此外，已发现本发明的化合物具有抗真菌性(如，酵母、丝状真菌)和/或抗细菌性(如革兰氏阳性、革兰氏阴性需氧菌和厌氧菌)，因此，它们可用于抵抗由这些病原体引起的感染(即预防和/或治疗)。可用本发明化合物来抵抗的其它病原体包括原生动物和病毒。对于人抗感染的应用，本发明的化合物可与药学上可接受的载体一起使用。该组合物可以是干燥的，或者它可以是溶液。治疗可以是反应性的，以抵抗所存在的感染，或者是预防性的，以预防易受感染的有机体的感染。
可以进行治疗的宿主生物体包括真核生物，具体是植物和动物。植物可以是农业上重要的谷物，如小麦、稻米、玉米、大豆、高粱和苜蓿。感兴趣的动物包括哺乳动物，如牛、犬、马、猫、绵羊、猪和灵长类动物(包括人)。
不想被任何具体的理论所束缚，但可认为本发明的化合物通过结合于双链核酸，尤其是双链DNA，从而发挥它们的生物学活性。
如果所需的dsDNA碱基对序列——如对病原体的增殖是关键的基团(或其调节区域，如启动子、增强子)中的序列——是已知的，则可通过理性的设计而实现本发明化合物抗具体病原体的匹配。在这样的情况中，优选使用于以所需程度的特异性结合于靶碱基对序列的核酸结合部分。NABM可以是对靶序列具有已知的特异性的天然dsDNA结合子的残基，或者可以是根据本文上述碱基对识别规则合成的合成dsDNA结合子。或者，可采用筛选的方法实现所述匹配，该方法包括(a)向一组致病的生物体提供本发明的化合物，(b)测定该化合物是否抑制了该组致病的生物体的增殖。可使用具体的靶病原体对化合物库进行筛选，以确定哪一种(些)化合物能有效地抵抗该靶病原体。相反，可使用一种具体的化合物对大量的病原体进行筛选，以确定该化合物能有效抵抗哪一种(些)病原体。
结合下述实施例，可进一步理解本发明的实践，这些实施例是阐述性的，而非限制性的。合成对于具体的化合物，分别描述固相和液相的方法。但是，本领域熟练的技术人员将理解，这些方法在性质上是概括性的，本发明其它的化合物可采用本说明书中提供的变化来合成，这些变化包括对原料、中间物和/或试剂作出适当的替换。固相合成的例子这个部分描述化合物V-s的固相合成，以此为例。 起始点是市售获得的Boc-β-丙氨酸-PAM-树脂(也可参见Dervan等人，美国专利第6,090,947号(2000)〕。该树脂具有Boc保护的β-丙氨酰基残基，此残基通过苯基乙酰氨基甲基(PAM)键连接于聚苯乙烯树脂 Boc-β-丙氨酸-PAM树脂下文将使用几个“速记”标志，以使式子更紧凑。“β”指β-丙氨酰基残基 “PAM”指 Boc指丁基氧基羰基保护基团(t-BuOC＝O)。“Py”指残基 为了举例说明，Boc-β-丙氨酸-PAM树脂表示为 式 表示化合物V-s，Boc-Py2-OH表示 下面的方案A归纳了化合物V-s(在此方案中显示为A-4)的合成途径方案A Boc-Py2OH与β-PAM树脂的偶联。用30mL三氟乙酸(TFA)处理1.25克Boc-β-丙氨酸-PAM树脂(0.88mmol/克，在方案A中为A-1)1小时。在用氯仿、甲醇和乙醚洗涤该树脂后，使其在空气中干燥。
在37℃，用0.49克六氟磷酸2-(1H-苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲鎓(uronium)(“HBTU”，1.3mmol，1.2当量)在2mL DMF和1mL三乙胺(TEA)中的溶液活化0.48克BocPy2OH(1.3mmol，1.2当量)10分钟。然后将所得的溶液加到上述干燥的树脂中，接着加入足量的DMF，将其制成浆液，然后，将该浆液放在37℃3小时，同时振动。加入1mL乙酸酐，然后在室温腺癌处理该树脂30分钟，获得Boc-Py2-β-PAM树脂(方案A中的A-2)。
Boc-Py2-β-PAM树脂的去保护和与4，5-二氯异噻唑-3-羧酸的偶联。过滤得到该树脂，用DMF、氯仿洗涤，然后用100mL TFA处理1小时，然后如先前所述使其干燥，得到去保护的H-Py2-β-PAM树脂。
在室温下，用0.48克HBTU(1.3mmol，1.2当量)在2mL DMF和1mL三乙胺(TEA)的溶液中活化4，5-二氯异噻唑-3-羧酸5分钟。将所得的溶液加到上述干燥的树脂中，接着加入足量的DMF，以制得浆液，然后将该浆液放到37℃3小时，同时振动，获得偶联了树脂的异噻唑中间物，如方案A中所示的A-3。
与3-(二甲基氨基)丙胺的反应——从树脂上去偶联同时在异噻唑环上进行取代。为了产生化合物V-s，并使其从该固相载体上去偶联，在55℃用3mL 3-(二甲基氨基)丙胺(“Dp”)处理中间物A-3 12小时。然后过滤该溶液，用冰乙酸洗涤，用冰乙酸稀释到14mL，采用制备性HPLC纯化，得到化合物V-s(方案A中的A-4)。
与3-(二甲基氨基)丙胺的反应——从树脂上去偶联而勿需在异噻唑环上进行取代。在较温和的条件下用Dp进行处理，得到仅去偶联的、在异噻唑基团中的任一氯上基本上没有取代的产物。由此，在37℃，用1.5mL DMF和1.5mL Dp处理12小时，接着过滤，用冰乙酸洗涤，用冰乙酸稀释到14mL，然后采用制备性HPLC纯化，得到二氯化合物V-cc(方案A中的A-5)。
在下述条件下进行制备性HPLCHamilton PRP-1反相柱，250mm×21.5mm；溶剂A0.5％乙酸；溶剂B乙腈；在180分钟内使B从0％至60％。
冻干纯化的部分，得到5-30mg产物。
化合物V-cc(及其类似物)不仅仅是通过取代异噻唑氯中的一个而合成本发明其它化合物的有用的前体，而且它自身也是好的dsDNA结合子，并具有显著的抗病原体特性。液相合成的例子这个实施例闸述性描述化合物如V-a、V-b和V-c的溶液合成。首先，下面的方案B描述中间化合物B-8(或按照上述速记标志的H-Py3-OH)的合成。
方案B (i)三氯乙酰氯， Et2O (ii)90％硝酸，Ac2O(iii)NaOMe/MeOH (iv)H2(1 atm)，10％Pd/C，EtOAc(v)HCl，Et2O (vi)10％K2CO3(水溶液)，Boc-酐(vii)NaOH，MeOH，H2O，60 C (viii)DCC，HOBt，DMF，TEA(ix)NaOH，MeOH，H2O，60 C(x)HBTU，DMF，TEA(xi)NaOH，MeOH，H2O，60 C(xii)H2N(CH2)3NMe2(xiii)三氟乙酸
4-硝基-2-三氯乙酰基-1-甲基吡咯(B-1)。用3小时的时间，向12升烧瓶中很好搅拌的三氯乙酰氯(1kg，5.5mole)在1.5升乙醚中的溶液中滴加N-甲基吡咯(0.45kg，5.5mole)在1.5升无水乙醚中的溶液。额外搅拌该反应混合物3小时，然后滴加400克碳酸钾在1.5升水中的溶液来终止反应。分离出各层，真空中浓缩醚层，得到黄色晶体状固体2-(三氯乙酰基)吡咯(1.2kg，5.1mole)，该固体足够纯净，勿需进一步纯化即可使用。用1个小时的时间将440mL发烟硝酸加到12升安装机械搅拌的烧瓶中的2-(三氯乙酰基)吡咯(1.2kg，5.1mole)在乙酸酐(6升)中的冷却(-40℃)溶液中，同时维持温度为-40℃。缓慢将该反应混合物温热至室温，并搅拌额外的4小时。将该混合物冷却至-30℃，加入异丙醇(6升)。在-20℃搅拌该溶液30分钟，在此期间形成白色沉淀，放置该溶液15分钟，真空过滤收集所得的沉淀物，获得方案B中表示为B-1的4-硝基-2-三氯乙酰基-1-甲基吡咯(0.8kg，54％得率)。TLC(7∶2的苯/乙酸乙酯)Rf0.7；1H NMR(DMSO-d6)δ8.55(d，1H，J＝1.7Hz)，7.77(d，1H，J＝1.7Hz)，3.98(s，3H)；13C NMR(DMSO-d6)δ173.3、134.7、133.2、121.1、116.9、95.0、51.5；IR(KBr)1694、1516、1423、1314、1183、1113、998、750。FABMS m/e 269.936(C7H5N2O3Cl3的计算值为M+H 269.937)。
4-硝基吡咯-2-羰酸甲酯(B-2)。将NaH(60％分散在油中)(10g，0.25mol)在500mL甲醇中的溶液滴加到装备了机械搅拌器的4升Erlenmeyer烧瓶中的化合物B-1(800克，2.9mol)在2.5升甲醇中的溶液中。室温搅拌该反应混合物2小时，然后加入浓硫酸(25mL)中止反应。然后加热回流反应，使其缓慢冷却至室温，真空过滤收集白色针状4-硝基吡咯-2-羧酸甲酯晶体(方案B中的化合物B-2)，然后真空中干燥，得到450g产物，得率为47％。TLC(乙酸乙酯)Rf0.8；1H NMR(DMSO-d6)δ8.22(d，1H，J＝1.7Hz)，7.22(d，1H，J＝1.6Hz)，3.88(s，3H)，3.75(s，3H)；13CNMR(DMSO-d6)δ37.8、52.2、112.0、123.0、129.9、134.6、160.3；IR(KBr)3148、1718、1541、1425、1317、1226、1195、1116、753。FABMS m/e 184.048(C7H8N2O4的计算值M+H 184.048)。
盐酸4-氨基-1-甲基-吡咯-2-羧酸甲酯(B-3)。将化合物B-2(450g，2.8mol)溶解在乙酸乙酯(8升)中。然后加入40克10％Pd/C在800mL乙酸乙酯中的浆液，在氢的稍微正压的条件下(大约1.1atm)搅拌该混合物48小时。通过Celite过滤除去Pd/C，用1×50mL乙酸乙酯洗涤，然后将该混合物的体积减少到大约500mL。加入7升冷的乙醚，缓慢地将HCl气体吹入该混合物。然后真空过滤收集沉淀的盐酸胺，得到380克(81.6％)的白色粉末盐酸4-氨基-1-吡咯-2-羧酸甲酯(方案B中的化合物B-3)。TLC(乙酸乙酯)Rf(胺)0.6，Rf(盐)0.0。1H NMR(DMSO-d6)δ10.23(brs，3H)，7.24(d，1H，J＝1.9)，6.79(d，1H，J＝2.0)，3.83(s，3H)，3.72(s，3H)；13CNMR(DMSO-d6)δ160.8、124.3、121.2、113.4、112.0、51.8、37.1；IR(KBr)3095、2693、1709、1548、1448、1266、1102、802、751。FABMS m/e 154.075(C7H10N2O3的计算值为154.074)。
4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-羧酸(B-4)。将化合物B-3(340克，1.8mol)溶解在3升烧瓶中的1升10％的碳酸钠水溶液中，该烧瓶装备了机械搅拌器，然后用30分钟的时间加入在500mL二噁烷中成浆状的二叔丁基二碳酸酯(400g，2.0mmol)，同时维持20℃。使该反应进行3小时，然后用TLC进行测定表示反应完成，冷却至5℃2小时，真空收集所得的白色沉淀。将被Boc-酐污染的Boc-吡咯酯溶解在700mL MeOH中，加入700mL 2M NaOH，在60℃加热该溶液6小时。将反应混合物冷却至室温，用乙醚洗涤(4×1000mL)，用10％H2SO4将水层的pH减到约3，然后用乙酸乙酯抽提(4×2000mL)。(用硫酸钠)干燥合并的乙酸乙酯抽提物，并在真空中浓缩，得到褐色泡沫。将该泡沫溶解在500mL DCM中，然后加入2升石油醚，真空中浓缩所得的浆液。再溶解并浓缩该反应产物三次，得到320克(78％得率)白色细粉末4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-羧酸(方案B中的化合物B-4)。TLC(7∶2苯/乙酸乙酯v/v)Rf(酯)0.8，Rf(酸)0.1。(乙酸乙酯)，Rf(酸)0.6，1H NMR(DMSO-d6)δ12.10(s，1H)，9.05(s，1H)，7.02(s，1H)，6.55(s，1H)，3.75(s，3H)，1.41(s，9H)。13C NMR(DMSO-d6)δ162.4、153.2、123.3、120.1、119.2、107.9、78.9、36.6、28.7；IR(KBr)3350、2978、1700、1670、2586、1458、1368、1247、1112、887、779。FABMS m/e 241.119(C11H17N2O4的计算值为M+H 241.119)。
4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基1-甲基吡咯)-2-羧酸(B-5)。将1.2当量的HOBt(27克，0.2mmol)加到化合物B-4(40g，167mmol)在150mLDMF中的溶液中，接着加入1.2当量的DCC(40.4克，0.2mmol)。搅拌该溶液5小时，过滤除去DCU，然后用50mL DMF清洗。加入化合物B-3，接着加入TEA(80mL)，在50℃所得搅拌该反应混合物10小时。然后将该反应混合物滴加到搅拌着的冰水溶液(2L)中，使该溶液在4℃过夜。真空过滤收集所得沉淀，使其过夜干燥，得到4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基-1-甲基咪唑)-2-羧酸乙酯(53g，83％得率)。将该酯溶解在200mL甲醇中，然后加入3MNaOH(200mL)，在50℃搅拌所得的混合物3小时。真空中除去过量的甲醇，加入2M HCl酸化所得的溶液。真空过滤收集所产生的沉淀4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-酰胺基-1-甲基吡咯)-2-羧酸(在方案B中显示为化合物B-5)，然后真空中干燥，得到白色粉末(43g，90％得率)。
4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-羧酸(B-6)。将150mL的DMF加到化合物B-5酸(50g，139mmol)和0.98当量的HBTU(51g)的混合物中接着加入80mL的TEA。溶液在室温搅拌2小时，加入1.1当量B-3(28.9g)，反应混合物在50C搅拌30小时。然后将该反应混合物滴加到搅拌着的冰水溶液(1.2L)中，真空过滤收集所产生的沉淀，然后过夜干燥该沉淀，得到化合物B-6的甲酯(59g，85％得率)。将该酯溶解在200mL甲醇中，然后加入2.5M NaOH(200mL)，在50℃搅拌所得混合物10小时。真空中除去过量的甲醇，加入2M H2SO4酸化所得的溶液。真空过滤收集所产生的沉淀4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-羧酸(方案B中所示的化合物B-6)，并在真空中干燥，得到白色粉末(51g，87％得率)。
化合物B-6与3-(二甲基氨基)丙胺的反应。采用下述方法，用3-(二甲基氨基)丙胺将化合物B-6转化成相应的酰胺(方案B中的化合物B-7)在室温在，用HBTU(34.4克，0.095mmole，0.095当量)在50mL DMF和25mL TEA中的溶液活化化合物B-6(46.8克，0.1mole，1当量)45分钟。加入3-(二甲基氨基)丙胺(12mL，0.12mmol，1.2当量)，37℃搅拌该反应混合物过夜。真空中浓缩含有化合物B-7的产物混合物。
化合物B-7的去保护。将150mL三氟乙酸加到大约30克化合物B-7中。室温搅拌该反应物过夜。真空中浓缩产物化合物B-8，然后加入大约40mL乙酸和200mL水(足量的乙酸，以防止沉淀)，然后用乙醚抽提该溶液三次。采用制备性HPLC纯化化合物B-8(Hamilton PRP-1反相柱，250mm×101.6mm；溶剂A0.5％乙酸，溶剂B乙腈；在180分钟内使B从0％至100％)。
化合物B-8与4，5-二氯异噻唑-3-羧酸的偶联。用3.7克HBTU(9.8mmole，1.14当量)在20mL DMF和10mL三乙胺中的溶液激活2克4，5-二氯异噻唑-3-羧酸(10mmole，1.2当量)。室温搅拌该溶液10分钟。加入固体的化合物B-8(4克，8.5mmole，1当量)，然后加入4mL DMF，以结束该转移。在37℃过夜搅拌所得的溶液。然后在真空中干燥该反应混合物，加入200mL10％乙酸水溶液，采用制备性HPLC纯化所得产物(Hamilton PRP-1反相柱，250mm×101.6mm；溶剂A0.5％乙酸；溶剂B乙腈，在320分钟内使B从0％至60％)。冻干纯化的部分，得到2克产物V-v(3.1mmole，36％得率)。通过使用适当的胺、醇盐或硫醇盐取代C-5上的氯，可将化合物V-v用于各种化合物的合成。在与硫醇盐的反应的例子中，可将所得的硫醚氧化成相应的砜或亚砜。此外，该化合物可具有烷基化活性 化合物V-v的氨解。下述方法一般描述化合物V-v的氨解，得到化合物如V-a、V-b或V-c。将20mg化合物XII溶解在1mL纯的胺中(或者，如果该胺在室温下是固体，则溶解在1克胺与1mL DMF中)。所述胺是分别用于V-a、V-b和V-c的合成的4-(二甲基氨基)丁胺、3-(二甲基氨基)丙胺和2-(二甲基氨基)乙胺。在55℃加热该反应混合物15小时，然后将其冷却至室温。加入乙酸，使总体积为14mL，然后将产物混合物加到制备性HPLC柱上(Hamilton PRP-1反相柱，250mm×21.5mm)。溶剂A0.5％乙酸水溶液；溶剂B乙腈；在180分钟内使溶剂B从0％至60％。
采用质谱法或1H-NMR光谱学确定本发明化合物的结构，或者，在大多数例子中，这两种方法都采用。各例子中的谱带与所给定的结构一致。与dsDNA结合聚酰胺NABM的定量DNA酶I指纹滴定试验表明，相对于T、A和C，异噻唑基团优先与G结合。虽然并不排除其它机制，但有可能是异噻唑环2位上的氮与G的环外胺基上的2位氮产生特殊的氢键。含有聚酰胺的异噻唑的DNA结合亲和力揭示，相对于N-甲基咪唑-2-甲酰胺基与G的可比的相互作用，这种相互作用有可能在能量上是有利的。令人惊讶的是，大量的含有该异噻唑杂环、并且杂环总数不超过4个的聚酰胺的亲和力大于约109M-1。含有该异噻唑基团的聚酰胺可通过各种结合基元结合于DNA，这种结合包括但不限于肩并肩重叠的“2∶1”聚酰胺-DNA-结合、肩并肩突出的2∶1聚酰胺-DNA-结合、发夹式的聚酰胺-DNA-结合以及1∶1的聚酰胺-DNA-结合。对于2∶1的聚酰胺-DNA结合，所述异噻唑基团较佳与5-氨基吡咯-2-羧酸残基或其类似物或者β-丙氨酸残基或其类似物配对。结合研究进一步表明，含有所述异噻唑基团的聚酰胺可结合具有5′-3′N末端到C末端(N-C)的DNA链-聚酰胺取向以及5′-3′C-N DNA链-聚酰胺取向这两种取向的DNA。在C末端和N末端这两个末端上的带正电荷部分的分子最有可能优先结合该5′-3′C-N取向。
用于指纹试验的dsDNA限制性片段的部分核苷酸序列如下5′-CTAGATGCCGCTAAGTACTATGCCGCTAACTACTATGCCGCTAATTACTATGCCGCTAAATACTATGCCGCTAACTAGTATGCCGCTATGCA-3′(SEQID NO1)。
具有被NABM靶向的核苷酸序列的其它DNA分子可易于根据周知的方法合成。
下面的表A给出代表性化合物的结合数据
在含有超过300个不同的6bp位点的限制性片段上筛选化合物V-u、V-c、V-b和V-a。发现这些化合物中的每一种都优先与AGTACT位点结合，其亚毫微摩尔的亲和力为1×1011M-1到3×109M-1。值得注意的是，这些亲和力明显地高于对含有4个杂环的化合物的期望值。对于这些化合物，针对单碱基对错配位点ACTACT、ATTACT和AATACT的特异性测得为200倍到11倍。发现化合物V-t以1×1010M-1的亲和力优先于AGTACT、ACTACT、ATTACT或AATACT而结合TGGTCA位点。这种结合的机制并不确定，但可能涉及“突出的”2∶1结合模式(例如，参见美国专利第6,090,947号)或1∶1结合模式。化合物VI-a和VI-b最有可能采用发夹构象。发现这两种化合物分别以2×1010M-1和1×1011M-1的亚毫微摩尔的亲和力优先与AGTACT结合。这两个DNA结合亲和力高于具有取代异噻唑环的咪唑环比较化合物XII的亲和力的9-30倍。观察到化合物VI-c优先于ACTACT和AGTACT而与ATTACT和ATTACT结合，潜在地可作为单碱基错配。此化合物的最优的靶序列可能是WGWCWW(W＝A或T)。
DNA酶I指纹滴定试验的实施例方案。所有的反应都以400μl的总体积进行。将聚酰胺原液或H2O(用于参比泳道)加到含有3′-32p放射性标记的限制性片段(20,000cpm)的试验缓冲液中，得到的最终溶液条件为10mM Tris·HCl、10mM KCl、10mM MgCl2、5mM CaCl2、pH7.0。使该溶液在22℃平衡至少12小时。向指纹溶液中加入10μl的含有1mM二硫苏糖醇的DNA酶I原液(在适当的浓度，以获得～55％的完整DNA)引发指纹反应，然后在22℃使反应进行7分钟。加入50μl的含有2.25M NaCl、150mM EDTA、23μM碱基对小牛胸腺DNA和0.6mg/ml糖原的溶液，中止该反应，用乙醇沉淀。将反应液再悬浮在1×TBE/80％甲酰胺加样缓冲液中，85℃加热15分钟，使其变性，然后放置在冰上。在8％聚丙烯酰胺疑胶(5％交联，7M脲)上，在1×TBE中，以2000V的电压电泳1.5小时，分离出反应产物。在板状干燥器上干燥凝胶，然后在22℃显示在储藏磷屏幕上。
定量DNA酶I指纹滴定数据的分析。包含指纹位点和在整个滴定过程中DNA酶I的活性不变的参比位点的四方形的背景校正的体积积分产生了位点强度(Isite)和参比强度(IReF)的值。用下面的方程计算这些位点的表观部分占有率(θapp) 式中，Isite°和IReF°分别是没加入聚酰胺的DNA酶I对照泳道的位点强度和参比强度。
通过使用下面修改的Hill方程，使θapp和θFit之间的差异最小化，从而使([L]tOt，θapp)数据与Langmuir结合等温线(方程2，n＝1)拟合θfit=θmin+(θmax-θmin)Kan[L]ntot1+Kan[L]ntot---(2).]]>式中，[Ltot]是总的聚酰胺浓度的情况中，Ka是平衡结合常数，θmin和θmaX分别是由试验测得的当位点未被占据或饱和时的位点饱和值。使用KaleidaGraph软件(v.3.0.1，Abelbeck Software)的非线性最小二乘法拟合程序，以Ka、θmaX和0min为可调节的参数，使该数据拟合。由相关系数评价结合曲线对数据点的拟合优度，以R＞0.97为可接受的拟合的标准。使用从凝胶上得到的所有泳道，除非从视觉上检查到某个数据点相对于邻近的点有明显缺陷。数据用下述方程归一化θnorm=θapp-θminθmax-θmin---(3).]]>生物学活性依其体外抗不同种类的细菌和真菌来筛选本发明化合物。在微滴定平板中进行全国临床实验室标准委员会(NCCLS，National Committee for Clinical LaboratoryStandards)肉汤微稀释试验测定它们的最小抑制浓度(MIC)，如下面的指南中所给出的(1)全国临床实验室标准委员会(NCCLS)M7-A4文件(NCCLS，1997)的指南；(2)全国临床实验室标准委员会(NCCLS)M11-A4文件(NCCLS，1997)的指南；(3)全国临床实验室标准委员会(NCCLS)M27-T文件(NCCLS，1995)的指南和参考方法。对于抗真菌试验，采用Murray，PR.，1995，《临床微生物学手册》(Manualof Clinical Microbioligy，ASM出版社，华盛顿区)中所述的方法。测试各种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌(需氧和厌氧的)以及酵母和丝状真菌。这些生物体包括葡萄球菌属(Staphylococcus spp.)、链球菌属(Streptococcus spp.)、肠球菌属(Enterococcus spp.)、棒状菌属(Corynebacterium spp.)、李斯特菌属(Listeria spp.)、芽胞杆菌属(Bacillus spp.)、微球菌属(Micrococcus spp.)、消化链球菌属(Peptostreptococcus spp.)、梭状芽胞杆菌属(Clostridium spp.)、丙酸杆菌属(Propionibacterium spp.)、大肠杆菌属(Escherichia spp.)、假单胞杆菌(Pseudomonasspp.)、嗜血杆菌属(Haemophilus spp.)、念球菌属(Candida spp.)、隐球菌属(Cryptococcus spp.)、曲霉属(Aspergillus spp.)、毛癣菌属(Trichpophyto spp.)、拟青霉属(Paecilomyces spp.)、酵母属(Saccharomyces spp.)和镰孢属(Fusarium spp.)。此外，评价了针对一些药物抗性微生物的有效性。本发明化合物可有效抵抗的其它一些致病细菌包括不动杆菌属(Acinetobacter spp.)、产碱菌属(Alcaigenes spp.)、弯曲杆菌属(Campylobacter spp.)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter spp.)、肠杆菌属(Enterbacter spp.)、变形菌属(Proteus spp.)、沙门氏菌属(Salmonella spp.)、志贺氏菌属(Shigella spp.)、螺杆菌属(Helicobater spp.)、奈瑟氏球菌属(Neisseria spp.)、弧菌属(Vibro spp.)、拟杆菌属(Bacteroides spp.)、普氏菌属(Prevotella spp.)、枝原体属(Mycoplasma spp.)、分支杆菌属(Mycobacteria spp.)和衣原体属(Clamydia spp.)。
化合物如V-a、V-b、V-c、V-r、V-s、V-q、V-w、V-x/V-y、V-z/V-aa、V-bb和VIII证明了优异的抵抗许多菌种的抗微生物活性(表I、Ia和II)，尤其是抵抗革兰氏阳性菌和真菌。这些化合物的MIC大于等于0.062μg/ml小于128μg/ml。最有效的化合物之一，V-a，它对于大多数测试的菌种的MIC小于8μg/ml，除了革兰氏阴性菌如大肠杆菌和假单胞杆菌外。这些结果表明，这些化合物为广谱抗微生物剂。下面的表Ia和IIa也提供了针对现有技术的抗生素偏端霉素、纺锤菌素和氧氟沙星的比较数据。
如初步筛选中所示，本发明的化合物对抵抗具有常规抗生素抗性的分离物是活性的，这些分离物包括甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、多药物抗性肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、万古霉素抗性屎肠球菌(Enterococcus faecium)和多烯烃抗性白色念球菌(Candida albicans)。
已根据NCCLS指南测定了一些所设计的化合物的最小抗杀细菌浓度(MBC)(Lorian，V.，1996，《实验室医学中的抗生素》(Antibiotics in laboratory medicine)，The Williams&Wilkins Co.，Baltimore，MD)。MIC和MBC之间的差异已被建立为抗生素杀细菌活性的指标。表III中显示的结果表明，化合物V-a和V-b对所有测试的菌种都是杀微生物制剂。
本发明的化合物具有广谱抗革兰氏阳性菌和抗真菌效力。以这些聚酰胺的抗微生物活性的模式为基础，该抗微生物活性应可延伸到表I或II中未列出的其它细菌和真菌种类中。此外，这些化合物具有抵抗那些具有常规抗生素和抗真菌剂抗性的微生物的活性。这些化合物和它们的类似物可在治疗人和动物感染的抗微生物化学治疗中用作全身的和/或局部的制剂。
除了下面的表格中所给出的数据以外，还测试了化合物V-w和V-bb对蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)的抗性，分别得到0.5和8μg/ml的MIC。
ND＝未测
ND＝未测*偏端霉素、纺锤菌素和氧氟沙星的数据是可比的数据
ND＝未测
ND＝未测*偏端霉素、纺锤菌素和氧氟沙星的数据是可比的数据
ND＝未测额外阐述的生物学活性数据列在表IV中
本发明前面详细的描述包括简要地或专门地与本发明的特殊部分或方面相关的章节。应理解，这是出于简洁和方便的目的，特殊的特征可能不仅与所公开的章节相关，还跟更多的章节相关，本文的公开内容包括不同章节中出现的信息的适当组合。类似地，虽然本文各种描述涉及本发明的特殊实施方式，但应理解，当在具体实施方式
的内容中公开特殊的特征时，也可在适当的程度上，在其它的描述或实施方式中与其它特征使用这种特征，或者通常在本发明中使用。
此外，虽然本发明以某些优选的实施方式进行了具体的描述，但是本发明并不受到这些优选实施方式的限制。相反，本发明的范围由附带的权利要求限定。
权利要求
1.一种由式(I)表示的带电荷的化合物及其药学上可接受的盐W-Y-[Het]-L-[NABM](I)式中，[NABM]是双链核酸结合部分；L选自共价键和连接基团；[Het]是除了N-甲基吡咯或N-氢吡咯外的杂芳族部分，选自 和 式中，X1、X2和X3中的一个是选自-O-、-S-和-NR3-的环顶点，其余两个是选自＝N-和＝CR4-的环顶点；Y是O、S、S(O)、SO2、C(R1)2、N(R3)SO2、SO2N(R3)和NR3；W是卤素或具有下式的基团 式中，各R1独立选自H、F、取代的或未取代的(C1-C6)烷基；如果Y不是NR3，则R2是具有极性基团的部分，如果Y是NR3，则R2是具有极性基团、取代的或未取代的(C1-C12)烷基或取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基的部分；各R3独立选自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基，条件是当Y是NR3时，R2(R1)2C和R3都不含有2-氯乙基或2-羟乙基；各R4独立选自氢、卤素、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基铵基、羟基、(C1-C8)烷氧基、巯基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亚砜基、(C1-C8)磺酰胺基、取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基和取代的或未取代的(C1-C12)烷基；条件是R2、[Het]或[NABM]中至少有一个在试验或生理条件下带正电荷。
2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]选自插入部分、小沟结合部分和大沟结合部分。
3.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]结合双链DNA的小沟部分。
4.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述Y是NR3。
5.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，各R1是氢。
6.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R3是取代的(C1-C12)烷基，所述烷基具有选自以下的至少一个取代基(C1-C4)链烯基、(C1-C4)炔基、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基铵基、羟基、(C1-C8)烷氧基、巯基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亚砜基、(C1-C8)磺酰胺基、(C1-C8)酰基、单或二(C1-C8)N-烷基酰胺基、巯基、(C1-C4)硫醚基、(C1-C4)砜基、(C1-C4)亚砜基、单或二(C1-C8)N-烷基磺酰胺基、卤素、(C3-C7)脂环族基、5元杂环基、6元杂环基或7元杂环基、芳基和杂芳基。
7.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，R2、[Het]和[NABM]中至少有两个带正电荷。
8.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述正电荷产生自碱性氮的质子化，该碱性氮选自胺的氮、脒的氮、胍的氮、吡啶的氮、哒嗪的氮、吡嗪的氮、嘧啶的氮、咪唑的氮和苯胺的氮。
9.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸结合部分[NABM]具有至少一个连接于其上的带正电荷的部分，该部分是侧接的基团或远离[Het]的末端基团。
10.如权利要求9所述的化合物，其特征在于，所述带正电荷的部分选自碱性氨基酸残基和含有至少一个碱性氨基酸残基的肽单元。
11.如权利要求10所述的化合物，其特征在于，所述碱性氨基酸残基选自精氨酸、组氨酸和赖氨酸残基。
12.如权利要求10所述的化合物，其特征在于，所述肽单元包含将两个碱性氨基酸残基分开的脯氨酸。
13.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸结合部分不带正电荷。
14.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]选自阿霉素、柔红霉素、安曲霉素、刺孢霉素、丝裂霉素、CC-1065、倍癌霉素、偏端霉素和纺锤菌素，以及它们的类似物和衍生物。
15.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]选自戊烷脒、重氮氨苯脒乙酰甘氨酸盐、芪脒、DDUG、NSC 101327、SN 6999、SN 6136、SN16814、SN 18071、NSC 57153、Hoechst 33258、Ionen X、甲基绿，以及它们的类似物和衍生物。
16.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸结合部分[NABM]包含N-甲基吡咯甲酰胺残基，并任选地含有一种或多种选自以下的残基N-甲基咪唑甲酰胺残基、N-甲基-3-羟基吡咯甲酰胺残基、β-丙氨酸酰胺残基、甘氨酸酰胺残基、5-氨基戊酸酰胺残基、γ-2，4-二氨基丁酸酰胺残基和γ-氨基丁酸酰胺残基。
17.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸结合部分[NABM]包含式(II)的结构 式中，每个Q1、Q2、……Qm独立选自杂芳族部分和(CH2)p，其中下标p是1-3的整数，包括本数；每个Z1、Z2、……Zm独立选自共价键或连接基团；下标m是1-9的整数。
18.如权利要求17所述的化合物，其特征在于，所述Q1、Q2，……，Qm中至少有一个是杂芳族部分。
19.如权利要求18所述的化合物，其特征在于，所述杂芳族部分选自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、异噻唑、噁唑、异噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩部分。
20.如权利要求17所述的化合物，其特征在于，所述Z1、Z2，……，Zm中至少有一个是具有2、3、4或5个骨架原子的连接基团。
21.如权利要求20所述的化合物，其特征在于，每个Z1、Z2，……，Zm是酰胺基。
22.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸结合部分[NABM]包含式(III)的结构 式中，各n独立地是1、2、3、4、5、6、7、8或9，各m独立地是0或1。
23.如权利要求22所述的化合物，其特征在于，各n是2或3，各m是1。
24.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述L包含2、3、4或5个骨架原子。
25.如权利要求24所述的化合物，其特征在于，所述L是酰胺基。
26.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述杂芳族部分[Het]选自取代的或未取代的咪唑、除-甲基吡咯或N-氢吡咯外的吡咯类、吡唑、呋喃、异噻唑、噁唑、异噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩部分。
27.如权利要求1所述的化合物，特征在于，所述杂芳族部分[Het]是由选自下面的结构表示的异噻唑 和 式中，R4的定义如权利要求1。
28.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(IVa)表示 式中，R1、R2和R4的定义如权利要求1。
29.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物包含式(IVb)表示的结构 式中，R1、R2和R4的定义如权利要求1；各n独立是1、2、3、4、5、6、7、8或9；各m独立是0或1。
30.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，结构 选自 和 式中，r是2、3或4，s是1、2、3、4、5或6。
31.式(Ia)的化合物或其药学上可接受的盐， 其特征在于，R5选自卤素、OR7和N(R7)2；R6选自氢、卤素、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基；各个R7独立选自氢、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的未取代的(C1-C12)杂烷基；各Q独立是(CH2)2、(CH2)3，或者是除了N-甲基吡咯基团外的杂芳族基团；每个a、b和d独立地是0、1、2、3、4或5，条件是a、b或d中至少有一个不是0；每个c、e和f独立地是0或1。
32.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述a是1，Q选自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、异噻唑、噁唑、异噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩部分。
33.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述Q是噻吩。
34.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述a是0。
35.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述R6是C1。
36.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述R5和R6都是Cl。
37.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述c和e都是0。
38.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述c是0，所述e是1。
39.如权利要求31所述的化合物，其特征在于，所述各R7是H。
40.如权利要求35所述的化合物，其特征在于，所述R5选自 和 式中，下标r是2-4的整数，下标s是1-6的整数。
41.如权利要求35所述的化合物，其特征在于，所述R5是N(R7)2，两个R7基团互相连接，形成4元、5元、6元或7元环。
42.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(V)表示 式中，R5选自卤素、OR7和N(R7)2；各R7独立选自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基；m是2、3或4；n是0和1；条件是R5和R7中至少有一个是带正电荷的基团。
43.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(VI)表示 式中，R5选自卤素、OR7和N(R7)2；各R7独立选自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)杂烷基；b是1、2、3或4；f是0或1；条件是R5和R7中至少有一个是带正电荷的基团。
44.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(VII)表示
45.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(VIII)表示
46.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(IX)表示
47.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(X)表示
48.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(XI)表示
49.一种组合物，其特征在于，所述组合物包含药学上可接受的载体和抗感染量的权利要求1所述的化合物。
50.一种组合物，其特征在于，所述组合物包含药学上可接受的载体和抗感染量的权利要求31所述的化合物。
51.一种抑制病原体增殖的方法，其特征在于，该方法包括，使真核生物的病原体与抑制增殖量的权利要求1所述的化合物接触。
52.一种抑制病原体增殖的方法，其特征在于，该方法包括，使真核生物的病原体与抑制增殖量的权利要求31所述的化合物接触。
53.如权利要求58所述的方法，其特征在于，所述病原体选自葡萄球菌属、链球菌属、肠球菌属、棒状菌属、李斯特菌属、芽胞杆菌属、微球菌属、消化链球菌属、梭状芽胞杆菌属、丙酸杆菌属、大肠杆菌属、假单胞杆菌、嗜血杆菌属、念球菌属、隐球菌属、曲霉属、毛癣菌属、拟青霉属、酵母属、镰孢属、不动杆菌属、产碱菌属、弯曲杆菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属、变形菌属、沙门氏菌属、志贺氏菌属、螺杆菌属、奈瑟氏球菌属、弧菌属、拟杆菌属、普氏菌属、枝原体属、分支杆菌属和衣原体属。
全文摘要
提供了带电荷的化合物，该化合物包含一个或多个定位的正电荷的区域。还提供了含有这些化合物的组合物、合成这些化合物的方法、筛选这些化合物以鉴别出那些具有抗感染活性的化合物的方法，以及使用这些化合物预防或抑制感染的方法。这些化合物，以及含有它们的组合物，具有多种用途，包括在人和动物医学以及农业中的用途。
文档编号A61K31/7052GK1427839SQ01809034
公开日2003年7月2日 申请日期2001年3月14日 优先权日2000年3月16日
发明者葛依工, M·J·泰勒, E·E·贝尔德, H·E·莫泽, R·W·布林 申请人:根索福特股份有限公司