本发明涉及一种吡啶联噻唑类羧酸衍生物的合成方法，属于化学合成技术领域。
背景技术：
含氮杂环结构的化合物在当前医用药及农用药的创制应用中扮演着越来越重要的角色，其中噻唑、吡啶类化合物因为其广泛的生物活性而成为新医药及农药研究的重点和热点。目前在新医用药和农用药的研发和创制中，吡啶、噻唑类的应用越来越广泛，在人体健康治疗和农作物疾病防治过程中发挥越来越重要的作用。吡啶、噻唑类化合物是当前医药和农药研究的热点和重要领域。
文献有关吡啶联二氢噻唑羧酸的制备，Oleg V.Maltsev等报道(Synthesis,2013,2763-2767)3-氰基吡啶、半胱氨酸盐酸盐在碳酸氢钠与氢氧化钠混合碱、甲醇为溶剂室温反应制备；,Hans PeterKrimmer等报道(Chemiker-Zeitung,1987，111,357-61)3-氰基吡啶、半胱氨酸盐酸盐在碳酸钾为碱、甲醇水为溶剂反应合成。文献报道吡啶联噻唑羧酸(WO 2012007500)由硫代烟酰胺与3-溴丙酮酸乙酯在氢氧化纳水溶液中反应来制备；专利WO 2003027085以4-甲基-3-氰基吡啶制备硫代烟酰胺，再与3-溴丙酮酸反应合成吡啶联噻唑羧酸。而由吡啶联二氢噻唑衍生物合成吡啶联噻唑衍生物一般用二氧化锰氧化法(Mark C.Bagley,Journal ofOrganic Chemistry,2005,70,1389-1399)。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种吡啶联噻唑类羧酸衍生物的合成方法。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种吡啶联噻唑类羧酸衍生物的合成方法，先合成吡啶联二氢噻唑类羧酸，再酰氯化，酰氯与胺类化合物或醇反应合成其衍生物。
所述的一种吡啶联噻唑类衍生物的合成方法，所述吡啶联二氢噻唑羧酸的具体合成方法为：将3-氰基-R-吡啶、L-半胱氨酸盐酸盐、碳酸氢钠置于反应容器中，加入无水乙醇，于90℃下加热12小时，直到原料反应完，冷却至室温，旋去无水乙醇得乳白色固体，用水溶解，在冰浴条件下，缓慢加入盐酸溶液，至测定溶液pH＝3-4，析出白色固体，抽滤，再用冰水洗涤2-3次，干燥后得到吡啶联二氢噻唑羧酸。
所述的一种吡啶联噻唑类衍生物的合成方法，所述氰基吡啶类化合物为3-氰基吡啶、4-甲基-3-氰基吡啶、2-氯-3-氰基吡啶。
所述的一种吡啶联噻唑类衍生物的合成方法，所述3-氰基-R-吡啶与L-半胱氨酸盐酸盐的摩尔比为1:1.5-1:2.5。
所述的一种吡啶联噻唑类衍生物的合成方法，取化合物吡啶联二氢噻唑羧酸于反应容器中，加入二氯甲烷作溶剂，在冰浴条件下慢慢滴入二氯亚砜，撤去冰浴，常温下反应18小时，完全反应后蒸去二氯甲烷，得到中间产物A，加入15mL二氯甲烷溶解中间产物A，在零摄氏度下，向反应液里逐滴加入三乙胺，然后再逐滴加入胺类化合物，撤去冰浴，常温下反应16h，直至原料完全消失；向反应体系中加入饱和NaHCO3水溶液来淬灭反应，用二氯甲烷萃取，饱和NaCl溶液洗涤，无水Na2SO4干燥，过滤，蒸去二氯甲烷，用DCM:MeOH＝40:1～10:1或PE:EA＝5:1～3:1，得到吡啶联噻唑类酰胺。
所述的一种吡啶联噻唑类衍生物的合成方法，取化合物吡啶联二氢噻唑羧酸于反应容器中，加入醇类化合物，在冰浴条件下慢慢滴入二氯亚砜，撤去冰浴，加热到80℃，回流4h，反应完全，旋干溶剂，加入饱和NaHCO3溶液，用DCM萃取三次，再用饱和NaCl洗涤，无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，柱层析PE:EA＝2:1,得到吡啶联噻唑类酯。
本发明的有益效果：
本发明的合成方法操作过程简单，无需经过二氢噻唑即可合成噻唑，收率高，合成的吡啶联二氢噻唑羧酸具有良好的抑菌活性，同时吡啶联二氢噻唑羧酸可进一步合成吡啶联噻唑类酰胺和吡啶联噻唑类酯，能够在医药和农用药领域得到很好的应用，为新农药和医药的创造提供了新的思路，具有良好的发展前景。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
吡啶联二氢噻唑羧酸合成反应通式为：
所述吡啶联二氢噻唑羧酸的结构式如下：
称取3-氰基吡啶(10mmol，1.04g)、L-半胱氨酸盐酸盐(15mmol)、碳酸氢钠(60mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入无水乙醇30mL，于90℃下加热12小时，直到原料反应完，冷却至室温，旋去无水乙醇得乳白色固体。用水溶解，在冰浴条件下，缓慢加入盐酸溶液(浓度为2mol/L)，至测定溶液pH＝3-4，反应体系中析出大量的白色固体，抽滤，再用冰水洗涤2-3次，干燥后得到化合物吡啶联二氢噻唑羧酸A1，白色固体，收率为87％。
其化学表征为：1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.95(1H,d,J＝1.8Hz),8.75(1H,dd,J＝1.2Hz,J＝4.8Hz),8.17(1H,d,J＝7.8Hz),7.55(1H,dd,J＝1.8Hz,J＝4.8Hz),5.35(1H,t,J＝9.0Hz),3.81～3.64(2H,m).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):171.5,166.2,152.4,148.5,135.6,128.1,124.0,78.2,35.2.
称取4-甲基-3-氰基吡啶(10mmol，1.04g)、L-半胱氨酸盐酸盐(20mmol)、碳酸氢钠(60mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入无水乙醇30mL，于90℃下加热12小时，直到原料反应完，冷却至室温，旋去无水乙醇得乳白色固体。用水溶解，在冰浴条件下，缓慢加入盐酸溶液(浓度为2mol/L)，至测定溶液pH＝3-4，反应体系中析出大量的白色固体，抽滤，再用冰水洗涤2-3次，干燥后得到化合物吡啶联二氢噻唑羧酸A2，白色固体，收率为91％。
其化学表征为：1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.66(1H,s),8.54(1H,d,J＝4.8Hz),7.40(1H,d,J＝4.8Hz),5.45～5.39(1H,m),3.80～3.65(2H,m),2.51(3H,s).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):171.6,165.8,150.8,149.4,146.2,128.7,126.1,78.8,35.4,19.9
称取2-氯-3-氰基吡啶(10mmol，1.04g)、L-半胱氨酸盐酸盐(25mmol)、碳酸氢钠(60mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入无水乙醇30mL，于90℃下加热12小时，直到原料反应完，冷却至室温，旋去无水乙醇得乳白色固体。用水溶解，在冰浴条件下，缓慢加入盐酸溶液(浓度为2mol/L)，至测定溶液pH＝3-4，反应体系中析出大量的白色固体，抽滤，再用冰水洗涤2-3次，干燥后得到化合物吡啶联二氢噻唑羧酸A3，浅橘黄色粉末状固体，收率为88％。
其化学表征为：1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.54(1H,d,J＝2.4Hz),8.11(1H,d,J＝6.9Hz),7.56～7.52(1H,m),5.32(1H,t,J＝9.0Hz),3.82～3.68(2H,m).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):171.3,165.0,151.3,147.4,139.9,128.7,123.3,78.1,36.3.
实施例2吡啶联噻唑类酰胺合成反应通式为：
所述吡啶联噻唑羧酰胺的结构式如下：
称取化合物吡啶联二氢噻唑羧酸A(0.2mmol)于25mL圆底烧瓶中，加入二氯甲烷(8mL)作溶剂，在冰浴条件下慢慢滴入0.14mL二氯亚砜，撤去冰浴，常温下反应18小时，减压蒸干，加入15mL二氯甲烷溶解，在零摄氏度下，向反应液里逐滴加入三乙胺(2.5eq)，然后用注射器再逐滴加入胺(1.1eq)，撤去冰浴，常温下反应16h，直至原料完全消失。向反应体系中加入20mL饱和NaHCO3水溶液淬灭反应，用3×15mL的二氯甲烷萃取，25mL饱和NaCl溶液洗涤，无水Na2SO4干燥，过滤，蒸去二氯甲烷，用DCM:MeOH＝40:1～10:1或PE:EA＝5:1～3:1，得到目标产物B。
目标产物吡啶联噻唑羧酰胺B1的化学表征如下：黄色油状液体，收率为78％；1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):9.20(1H,d,J＝2.1Hz),8.72～8.68(2H,m),8.23～8.20(1H,m),8.15(1H,s),7.42(1H,dd,J＝3.4Hz,J＝8.1Hz),3.60(2H,q,J＝6.0Hz),2.63～2.55(6H,m),1.84～1.75(2H,m),1.08(6H,t,J＝7.2Hz).13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):164.5,160.8,151.9,151.2,147.7,133.7,129.1,123.8,123.3,52.0,47.1,39.5,26.0,11.7.
目标产物吡啶联噻唑羧酰胺B2的化学表征如下：橙红色色油状液体，收率为74％；1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.88(1H,s),8.54(1H,d,J＝2.1Hz),8.44(1H,s),8.23(1H,s),7.71(1H,d,J＝7.8Hz),7.36(1H,d,J＝7.8Hz),7.10～7.26(4H,m),4.65(2H,t,J＝7.2Hz),3.27(2H,t,J＝7.2Hz),2.61(3H,s).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):164.7,161.4,150.4,150.0,148.0,146.2,136.3,128.98.128.3,127.5,126.1,122.4,122.1,119.4,118.8,111.6,111.3,65.7,24.8,20.8.
目标产物吡啶联噻唑羧酰胺B3的化学表征如下：黄色油状液体，收率为73％，熔程：91.5～93.1℃，1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.58(1H,dd,J＝1.8Hz,J＝7.8Hz),8.44(1H,dd,J＝1.8Hz,J＝4.5Hz),8.32(1H,s),7.83(1H,s),7.39～7.25(6H,m),4.69(2H,d,J＝6.0Hz).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):161.5,160.8,150.3,149.9,148.3,139.2,138.1,128.8,128.1,127.9,127.6,125.6,122.8,43.4.
实施例3吡啶联噻唑类酯合成反应通式为：
所述吡啶联噻唑羧酯的结构式如下：
称取化合物A(0.5mmoL)，于25mL圆底烧瓶中，加入10eq醇溶解，零摄氏度下缓慢滴加0.145mL二氯亚砜，加热到80℃，回流4h，反应完全，旋干溶剂，加入10mL饱和NaHCO3溶液溶液，用3×10Ml DCM萃取三次，再用15mL饱和NaCl洗涤，无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，柱层析PE:EA＝2:1,得到目标化合物C。
目标产物C1的表征如下：白色固体，收率为75％，熔程：114.4～115.9℃；1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):9.19(1H,d,J＝1.8Hz),8.70(1H,dd,J＝0.9Hz,J＝4.5Hz),8.35(1H,dd,J＝1.8Hz,J＝8.1Hz),8.21(1H,s),7.44～7.38(3H,m),6.93～6.90(2H,d,J＝8.4Hz),5.37(2H,s),3.82(3H,s).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):165.4,161.1,159.9,151.5,148.3,148.0,134.2,130.51,128.9,127.9,127.7,123.8,114.0,67.1,55.3
目标产物C2的表征如下：白色粉末状固体，收率为70％，熔程：76.3～76.8℃；1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.78(1H,s),8.43(1H,d,J＝4.8Hz),8.21(1H,s),7.15(1H,d,J＝4.5Hz),4.36(2H,q,J＝6.9Hz),2.51(3H,s),1.33(3H,t,J＝7.2Hz).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):164.6,161.2,150.4,145.0,1478.0,145.9,128.8,128.1,125.9,61.5,20.6,14.3.
目标产物C3的表征如下：白色粉末状固体，收率为82％，熔程：98.8～99.5℃，1H-NMR(300MHz,CDCl3),δ(ppm):8.76(1H,dd,J＝1.8Hz,J＝7.8Hz),8.47(1H,dd,J＝1.8Hz,J＝4.5Hz),8.34(1H,s),7.46(1H,t,J＝1.8Hz),7.41(1H,dd,J＝4.8Hz,J＝8.1Hz),6.54(1H,d,J＝3.3Hz),6.40(1H,t,J＝1.8Hz),5.38(2H,s).
13C-NMR(75MHz,CDCl3),δ(ppm):162.2,160.8,150.4,149.1,148.2,146.6,143.5,139.9,129.7,128.2,122.9,111.4,110.7,58.9.
抑菌活性测定实验
(1)培养基的制作
称取5克氯化钠，10克蛋白胨以及5克酵母抽提物，分别溶解在热水中，加热煮沸(LB固体培养基将琼脂煮化)，定容为1L。将配制好的培养基分装于三角瓶或试管中，放置在灭菌锅中高温灭菌20分钟。
(2)溶剂选择
选取丙酮：水＝10:1(V/V)的混合溶液作为吡啶联二氢噻唑羧酸的溶剂，配制成500ppm的化合物溶液A；
用蒸馏水配制500ppm的硫酸链霉素溶液B；用丙酮：水＝10:1(V/V)的混合溶液作为溶剂对照C。
(3)实验步骤
用溶剂溶解一定量的新化合物配制成500ppm的溶液待用，于LB液体培养基中接种丁香假单胞菌，并置于25℃培养箱中培养24小时。取约0.3ml菌液均匀涂布于LB平皿上，晾干，用滤纸片吸附溶剂、硫酸链霉素溶液和新化合物溶液，分别再将滤纸片放在平皿的三个点上，并置于25℃培养箱中培养24-36小时，观察滤纸片周围无菌圈的大小，平行三次。
实验结果见下表：
可见，吡啶联噻唑羧酸酰胺和吡啶联噻唑羧酸酯对丁香假单胞菌的生长有明显的抑制作用。
吡啶联噻唑类化合物的抗癌活性实验
(1)缓冲液的配置：缓冲溶液a:用盐酸溶液调节50mM Tris和18mM NaCl至该溶液PH＝7.20。缓冲溶液b:5×反应终止液:0.25％溴酚蓝，4.5％SDS和45％甘油。TBE电泳缓冲溶液:将4.5g EDTA，27.5g H3BO3和54g Tris溶于1000mL二次蒸馏水中，得到SXTBE的硼酸体系溶液，使用时需要将溶液稀释5倍，最后得到浓度为89mM的H3BO3溶液，89mM Tris和2mM EDTA(pH＝8.3)。
(2)琼脂糖凝胶电泳实验
在含有等量的DNA的溶液中分别加入不同体积的配合物溶液，混匀，移取20uL的反应终溶液，在365nm长光源下照射一定时间后加入溴酚蓝溶液终止反应。上样至0.8％的琼脂糖凝胶板孔槽里，在TBE中以95V电泳1.2小时。最后在化学荧光成像分析系统下记录分析电泳图片。
(3)Topo II抑制实验
Topo II购买于GE公司，直接使用。反应混合物(20uL)包含10mM Tris-HCl(pH＝7.9)，5.0mM MgC12，50mM KCI，50mM NaCI，15ug/mL BSA，1.0mM ATP，0.1mM EDTA，2Unit Topo II，0.1ug pBR322DNA和一定范围内不同浓度的Ru(II)配合物。在30℃条件下将反应混合物温育15min后，加入4uL×5的反应终止液使反应终止。电泳方法和分析方式同上。将抑制50％的Topo II活性的新化合物的浓度定义为IC50。
新化合物对TopoII的抑制作用结果
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。