专利名称：3-甲氧基苯甲酰胺衍生物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及3-甲氧基苯甲酰胺衍生物及其制备方法与应用。
背景技术：
目前人类已经研发多种类型的抗菌药物，应用较多的有青霉素和头孢菌素类、四环素类、氨基糖苷类、大环内酯类、氯霉素类、喹诺酮类、甲氧苄啶和氯霉素等。以上几种抗菌剂的作用机制各不相同。整个20世纪，抗菌药物对于人类的生存和发展起到至关重要的作用。但是近年来，随着抗菌剂在临床上的广泛应用特别是滥用，且一直缺乏正确的指导，细菌的耐药性逐年增加。近年来出现了多种耐药菌，已经对临床上常用的抗生素产生了耐药性。比较常见的耐药菌包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，多重耐药金黄色葡萄球菌(MDRSA)，耐青霉素肺炎链球菌和多重耐药屎肠球菌等。以上几种耐药菌已经严重威胁了人类的生存，更为严峻的是，传统的基于细胞水平的筛选方法已经很难发现新的抗生素，所以，研发抗菌活性强、具有新型抗菌机制的抗菌药物迫在眉睫。令人欣慰的是，随着科技的进步，人们对抗生素作用机制、细菌生长和繁殖机制以及细菌耐药机制的了解不断深入，这为人们建立和应用基于分子水平的筛选模型以发现新型抗生素奠定了基础。细菌的二分裂是细菌繁殖所必须的，在细菌的二分裂过程中，存在多个高度保守的分裂必需蛋白。这些分裂必需蛋白在哺乳动物中不存在，只在细菌中特异性存在。基于以上优势，抑制细菌的二分裂已成为非常有希望的抗菌途径。目前，人们对抑制细菌二分裂的研究主要集中在FtsZ(丝状温度敏感蛋白Z)蛋白上。在所有细菌分裂必须蛋白中，FtsZ 保守性较高，特异性较强，并且在细菌二分裂过程中作为起始蛋白发挥作用，对细菌的二分裂起着至关重要的作用。自从1998年第一次发现以来，人们对FtsZ蛋白作了大量的工作。 目前，FtsZ已经成为最有研发前景的抗菌药物作用靶点之一。迄今已有多种靶向FtsZ的抗菌药物筛选模型建立，多种针对FtsZ的抑制剂已被发现，但是以天然产物居多。目前已发现的靶向FtsZ小分子先导化合物较少，迄今， 3-MBA(3-甲氧基苯甲酰胺)是最符合“成药五元则”的先导化合物，也是公认的最有前途的靶向先导化合物。通过已有的构效关系数据并借助计算机辅助药物设计，现已查明，在 3-MBA与FtsZ蛋白进行结合过程中，3-MBA的苯甲酰胺基团起着关键的靶向作用，苯甲酰胺能够与FtsZ蛋白上一个裂缝结合，这个裂缝位于FtsZ靶点的H7螺旋和碳末端之间，并且毗邻五个氨基酸残基R191，Q192，拟63，V307和T309。另外，3-MBA的C-3-0能够与R191和 Q192两个结合位点形成氢键结合。综上所述，3-MBA的苯甲酰胺基团和C-3-0是活性必须基团，无法进行修饰。但是，3-MBA的C-3-0H是非常有潜力的结构修饰位点，对此位点进行合理的结构修饰有望研发出抗耐药菌活性显著增强并且具有优良药代动力学特性的3-MBA 衍生物。到目前为止，已报道的3-MBA相关专利只有一个(见世界专利WO 2007107758 ；中国专利CN 200780009959. X)，该专利在3-MBA的三位引入一系列苯环和四元、五元等杂环侧链，并测定了衍生物针对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。但是，该专利有很大的局限性。例如，第一该专利虽然在C-3-0H引入了一系列苯环、四元和五元等杂环侧链，但是末端杂环与母核的距离单一，大多数杂环与母核只相隔一个亚甲基，没有探索末端杂环与母核的最佳长度；第二，最新的研究表明，在3-MBA的C-3位侧链与FtsZ靶点结合区域，可能存在潜在的氢键结合位点，这可能是研发具有更高抗菌活性和更广抗菌谱的3-MBA 衍生物的一个重要突破点。但是，专利WO 2007107758重点在三位侧链末端引入一系列的杂环取代，并没有探索可能存在的氢键结合位点。第三，该专利着重描述了化合物的合成过程，在化合物的生物活性评价方面做的工作较少。例如，在进行化合物抗菌活性测定(MIC 测定)时，只针对ATCU9213这一种细菌进行了全面活性测定，没有测定其它致病菌的抗菌活性，无法反映化合物的抗菌谱。更为重要的是，该专利忽略了 FtsZ的一个重要特性，那就是FtsZ在金黄色葡萄球菌中广泛存在并存在较少差异性。
发明内容
针对上述现有技术，针对目前3-MBA衍生物抗菌活性低和成药性较差等问题，并探索3-MBA的C-3位上可能存在的氢键结合位点和C-3位侧链的最佳长度，本发明的课题组借助计算机辅助药物设计(CADD)等手段，设计并合成了一系列预期活性较好的新颖化合物-3-甲氧基苯甲酰胺衍生物，本发明还提供了其制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的3-甲氧基苯甲酰胺衍生物，结构式如下式(I)所示
O. Nll-.
R --. ...Λ-.. R、 ,..丫-.-、::.、.--
ι\::::.....·....(.,、 C .)
，其中，R1为氯或溴；R2和R3独立地为氟或氢；n为1 5的整数。优选的，所述3-甲氧基苯甲酰胺衍生物是指以下化合物1)3-[(2_溴乙基)氧基]苯甲酰胺2) 3-[(3-溴丙基)氧基]苯甲酰胺3) 3-[(4-溴丁基)氧基]苯甲酰胺4) 3-[(5-溴戊基)氧基]苯甲酰胺5)3-[(6_溴己基)氧基]苯甲酰胺6) 3-[(3-氯丙基)氧基]苯甲酰胺7) 3-[(4-氯丁基)氧基]苯甲酰胺8) 3-[(5-氯戊基)氧基]苯甲酰胺9)3-[(6_氯己基)氧基]苯甲酰胺10) 3-[(2-溴乙基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺11)3-[(3_溴丙基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺
1幻3_[(4_溴丁基)氧基]-2，6_ 二氟苯甲酰胺13)3_[(5_溴戊基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺14)3_[(6_溴己基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺15)3-[(3_氯丙基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺16)3-[(5_氯戊基)氧基]-2，6_ 二氟苯甲酰胺17)3-[(4_氯丁基)氧基]-2，6_ 二氟苯甲酰胺。所述3-甲氧基苯甲酰胺衍生物的制备方法，如下(1)当队为溴，&和R3均为氢时，制备方法为将3-羟基苯甲酰胺置于N，N-二甲基甲酰胺或乙腈中，在无水碳酸钾或无水碳酸钠的存在下，加入溴代烷烃J5 65°C反应14 17小时，生成通式(I)的化合物；其中，3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺或乙腈的比例为Immol 11 14mL;3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾或无水碳酸钠的摩尔比为1 1.5 2.0 ;3_羟基苯甲酰胺与溴代烷烃的摩尔比为1 4 5;(2)当队为氯，&和R3均为氢时，制备方法为将3-羟基苯甲酰胺置于N，N-二甲基甲酰胺中，加入催化剂碘化钠和无水碳酸钾，然后加入氯代烷烃，55°C 65°C反应16 18小时，生成通式⑴的化合物；其中，3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为 Immol 2. 5 3. OmL ;3_羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为1 0. 2 0. 3 ;3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 1.8 2.0;3_羟基苯甲酰胺与氯代烷烃的摩尔比为 1 4 5 ；(3)当R1为溴，&和R3均为氟时，制备方法为将2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺置于N，N-二甲基甲酰胺或乙腈中，在无水碳酸钾的存在下，加入溴代烷烃，50 60°C反应 7 10小时，生成通式(I)的化合物；其中，2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol 11 15mL ；2,6- 二氟_3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为 1 2.0 3.0 ;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与溴代烷烃的摩尔比为1 4 5;(4)当R1为氯，&和R3均为氟时，制备方法为将2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺置于N，N-二甲基甲酰胺中，加入催化剂碘化钠和无水碳酸钾，加入氯代烷烃，50 60°C反应 7 10小时，生成通式(I)的化合物；其中，2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol 2.5 3. OmL ;2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为 1 0.2 0.3 ;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 2. 0 3. 0 ;2， 6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与氯代烷烃的摩尔比为1 4 5。优选的，所述步骤(1)中，3-羟基苯甲酰胺与N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)或乙腈的比例为Immol IlmL ;3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾或无水碳酸钠的摩尔比为1 1.5。优选的，所述步骤(1)中，反应溶剂为DMF。优选的，所述步骤O)中，3-羟基苯甲酰胺与N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)的比例为 Immol 2.5mL;3-羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为1 0. 3 ;3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 1.8。优选的，所述步骤(3)中，2，6_二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N_二甲基甲酰胺(DMF) 的比例为Immol IlmL ;2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 3。优选的，所述步骤(3)中，反应溶剂为DMF。优选的，所述步骤⑷中，2，6_二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N_二甲基甲酰胺(DMF)的比例为lmmol 2.5mL;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为1 0. 2 ;2， 6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 3。所述3-羟基苯甲酰胺是由3-羟基苯甲酸制备得到的，在中国专利号为 CN200780009959. X，公开号为101404989A的专利中有提到。所述2，6- 二氟-3-羟基苯甲酰胺可从市场上直接购买得到。所述3-羟基苯甲酰胺是通过以下制备方法得到的(1)将3-羟基苯甲酸转换成3-羟基苯甲酰氯以3-羟基苯甲酸为起始原料，以甲苯为溶剂，加入氯化亚砜，加热回流4. 5 5小时，真空浓缩，生成3-羟基苯甲酰氯；其中， 3-羟基苯甲酸与氯化亚砜的摩尔比为1 1.5 1.9，3-羟基苯甲酸与甲苯的用量比例为 Immol 0. 83 0. 90mL ；(2)将上述制备的3-羟基苯甲酰氯置于无水四氢呋喃中，_5°C -10°C冷却，缓慢逐滴滴加饱和浓氨水，在_5°C -10°C下反应15 25分钟后，使反应液缓慢升高至室温， 在室温下搅拌18h 20h，生成3-羟基苯甲酰胺；其中，3-羟基苯甲酰氯与四氢呋喃的比例为Immol 0. 37 0. 40mL ；3-羟基苯甲酰氯与饱和浓氨水的比例为Immol 0. 37 0. 40mLo所述3-羟基苯甲酰氯、3-羟基苯甲酰胺、2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺的结构式如下式(II)、(III) (IV)所示
权利要求
1.3-甲氧基苯甲酰胺衍生物，其特征在于结构式如下式(I)所示
2.根据权利要求1所述的3-甲氧基苯甲酰胺衍生物，其特征在于所述3-甲氧基苯甲酰胺衍生物具体为以下化合物之一1)3-[(2_溴乙基)氧基]苯甲酰胺2)3-[(3-溴丙基)氧基]苯甲酰胺3)3-[(4-溴丁基)氧基]苯甲酰胺4)3-[(5-溴戊基)氧基]苯甲酰胺5)3-[(6_溴己基)氧基]苯甲酰胺6)3-[(3-氯丙基)氧基]苯甲酰胺7)3-[(4-氯丁基)氧基]苯甲酰胺8)3-[(5-氯戊基)氧基]苯甲酰胺9)3-[(6_氯己基)氧基]苯甲酰胺10)3-[(2_溴乙基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺11)3-[(3_溴丙基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺12)3-[(4_溴丁基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺13)3-[(5_溴戊基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺14)3-[(6_溴己基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺15)3-[(3_氯丙基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺16)3-[(5_氯戊基)氧基]_2，6-二氟苯甲酰胺17)3-[(4_氯丁基)氧基]-2，6-二氟苯甲酰胺。
3.权利要求1或2所述的3-甲氧基苯甲酰胺衍生物的制备方法，其特征在于(1)当队为溴，&和R3均为氢时，制备方法为将3-羟基苯甲酰胺置于N，N-二甲基甲酰胺或乙腈中，在无水碳酸钾或无水碳酸钠的存在下，加入溴代烷烃，^ 65°C反应 14 17小时，生成通式(I)的化合物；其中，3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺或乙腈的比例为Immol 11 14mL;3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾或无水碳酸钠的摩尔比为 1 1.5 2.0 ;3_羟基苯甲酰胺与溴代烷烃的摩尔比为1 4 5;(2)当队为氯，&和R3均为氢时，制备方法为将3-羟基苯甲酰胺置于N，N-二甲基甲酰胺中，加入催化剂碘化钠和无水碳酸钾，然后加入氯代烷烃，55°C 65°C反应16 18小时，生成通式⑴的化合物；其中，3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为 Immol 2. 5 3. OmL ;3_羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为1 0. 2 0. 3 ;3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 1.8 2.0 ;3_羟基苯甲酰胺与氯代烷烃的摩尔比为1 4 5 ；(3)当R1为溴，&和R3均为氟时，制备方法为将2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺置于N， N-二甲基甲酰胺或乙腈中，在无水碳酸钾的存在下，加入溴代烷烃，50 60°C反应7 10 小时，生成通式(I)的化合物；其中，2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol 11 15mL ;2，6_二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 2. O 3. O ;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与溴代烷烃的摩尔比为1 4 5;(4)当札为氯，&和R3均为氟时，制备方法为将2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺置于N， N-二甲基甲酰胺中，加入催化剂碘化钠和无水碳酸钾，加入氯代烷烃，50 60°C反应7 10小时，生成通式(I)的化合物；其中，2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol 2. 5 3. OmL ;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为1 0. 2 0. 3 ;2，6_二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 2.0 3.0;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与氯代烷烃的摩尔比为1 4 5。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中，3-羟基苯甲酰胺与 N，N-二甲基甲酰胺或乙腈的比例为Immol IlmL ;3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾或无水碳酸钠的摩尔比为1 1.5。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤O)中，3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol 2. 5mL ;3_羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为 1 0. 3 ;3_羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 1.8。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤C3)中，2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol IlmL ;2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 3。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中，2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与N，N-二甲基甲酰胺的比例为Immol 2. 5mL ;2，6-二氟-3-羟基苯甲酰胺与碘化钠的摩尔比为1 0.2 ;2，6_ 二氟-3-羟基苯甲酰胺与无水碳酸钾的摩尔比为1 3。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述3-羟基苯甲酰胺是通过以下制备方法得到的将3-羟基苯甲酸转换成3-羟基苯甲酰氯以3-羟基苯甲酸为起始原料，以甲苯为溶剂，加入氯化亚砜，加热回流4. 5 5小时，真空浓缩，生成3-羟基苯甲酰氯；其中， 3-羟基苯甲酸与氯化亚砜的摩尔比为1 1.5 1.9，3-羟基苯甲酸与甲苯的用量比例为 Immol 0. 83 0. 90mL ；将上述制备的3-羟基苯甲酰氯置于无水四氢呋喃中，-5°C -10°C冷却，缓慢逐滴滴加饱和浓氨水，在_5°C -10°C下反应15 25分钟后，使反应液缓慢升高至室温，在室温下搅拌18h 20h，生成3-羟基苯甲酰胺；其中，3-羟基苯甲酰氯与四氢呋喃的比例为 Immol 0. 37 0. 40mL ;3_羟基苯甲酰氯与饱和浓氨水的比例为Immol 0.37 0.40mL。
9.权利要求1或2所述的3-甲氧基苯甲酰胺衍生物在制备抗菌药物中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种3-甲氧基苯甲酰胺衍生物，结构式如下式(I)所示其中，R1为氯或溴；R2和R3独立地为氟或氢；n为1～5的整数。本发明在3-MBA的C-3位引入长度为3到7个原子的疏水性卤代烷烃侧链，探索了在3-MBA的3位引入疏水性侧链的最佳长度，同时在侧链末端引入脂溶性更好的氯原子和溴原子，以期使衍生物的抗菌活性得到增强；为了进一步提高化合物的靶向性和抗菌活性，在3-MBA的C-2和C-6位引入氟原子。经实验证明，本发明的化合物能够特异性抑制多种致病菌甚至耐药菌的活性，例如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血性葡萄球菌、腐生葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、炭疽杆菌等。
文档编号C07C231/12GK102531946SQ201210002070
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者李新, 闫蜜, 马思提, 马淑涛, 齐昀坤 申请人:山东大学