一种三唑并苯并噻唑衍生物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及抗菌类药物及其制备方法，具体地说是一种三唑并苯并噻唑衍生物及其制备方法和应用。

背景技术：

目前人们在抗感染临床治疗上发现越来越多的细菌对现有的抗菌药物产生了严重的耐药性，甚至出现了对几乎所有的抗菌药物都有耐药性的“超级细菌”，为了应对日益严峻的细菌耐药性问题，迫切需要开发出新型更加有效的抗菌药物。

含氮杂环化合物具有广泛的生物活性,许多药物结构中都含有这类结构，含噻二唑的化合物具有优良的杀虫、杀菌等药物活性；三唑类化合物具有生物活性好、对人体细胞毒性小等诸多优点,被广泛用作抗病毒、抗菌、抗感染等多种药物，杀菌机制研究表明,三唑类化合物的可以通过唑环氮原子与病原菌体内麦角甾醇的酶系细胞色素p-450的铁结合,干扰酶系活性,阻断麦角甾醇前体羊毛甾醇14α-脱甲基化反应,从而抑制麦角甾醇的合成,引发细胞膜不可修复性损伤,抑制病原菌生长或使其死亡。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种含三唑并苯并噻唑衍生物，同时提供该类衍生物的合成方法以及该类衍生物在制备抗菌制剂中的应用，以期为临床治疗细菌感染提供更多的用药选择。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种三唑并苯并噻唑衍生物，它的化学通式如i所示：

i

其中r1为氢、卤素、烷基；r2为氢、卤素；

优选地，r1为氢、氯、溴、氟、甲基；r2为氢、氯、溴、氟。

以上化学通式如所示的含噻二唑的三唑并苯并噻唑衍生物通过实验验证表明，其具有良好的抗菌活性，故可以在制备抗菌药物制剂中得以应用；同时，也可作为中间体原料，用于合成具有抗菌活性的化合物，继而在制备抗菌药物制剂中得到应用。

本发明同时提供了所述硫脲嘧啶衍生物的制备方法，包括以下步骤：

（a）以2-氨基苯并噻唑1、水合肼为原料，在盐酸作用下，在乙二醇溶剂中，回流反应，得中间体化合物2-肼基苯并噻唑2；所述2-氨基苯并噻唑与水合肼的摩尔比为1:4；化合物2的结构式为：

2

化合物2中r1为氢、卤素、甲基；

（b）2-肼基苯并噻唑2与对氯甲基苯甲酰氯3在三氯氧磷作用下反应，反应结束后，将反应溶液倒入冰水中有固体析出，过滤，干燥后经柱色谱分离得到中间体4，所述2-肼基苯并噻唑2对氯甲基苯甲酰氯的摩尔比为1:1.1；化合物4的结构式为：

4

（c）将芳香酰肼5和适量koh溶于乙醇中，常温下向其中滴加cs2的乙醇溶液，析出浅黄色固体，过滤，干燥得到中间体6，所述的芳香酰肼5、koh、cs2的摩尔比为1:1.5:1.5；化合物6的结构式为：

6

化合物6中r2为氢、卤素；

（d）将中间体6放入浓硫酸中，在0~5℃条件下反应，反应完成后将反应液倒入碎冰水中，析出黄色固体，过滤水洗后将其放入naoh溶液中，过滤掉不溶杂质后用盐酸调溶液ph值为5左右，产生沉淀，过滤后用乙醇进行重结晶得到2-巯基噻二唑衍生物7。化合物7的结构式为：

7

（e）将化合物4和化合物7在k2co3催化下在乙腈中反应得到化合物i，所述的化合物4、化合物7与k2co3的摩尔比为1:1.1:3；化合物i的结构式为：

i

其中r1为氢、卤素、甲基；r2为氢、卤素。

其总反应通式及化合物i的合成步骤如下：

本发明步骤（a）所述的2-氨基苯并噻唑衍生物中的r1为氢、卤素原子、烷基。

优选地，本发明步骤（a）所述的2-氨基苯并噻唑衍生物中的r1为h,4-cl,4-ch3。

本发明步骤（c）所述的芳基酰肼中的r2为氢、卤素原子。

优选地，本发明步骤（c）所述的芳基酰肼为苯甲酰肼、2-氯苯甲酰肼、2,4-二氯苯甲酰肼。

本发明化合物与药理允许使用的载体均匀混合，按照常规的制剂方法可以制备成用于抗菌剂的各种形式的药物制剂。

如本发明合成的化合物为活性成份，可与水、蔗糖、山梨醇糖、果糖等组分组合制备成口服液体制剂；与赋形剂（乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇糖）、崩解剂（淀粉）、润滑剂（硬脂酸、滑石粉）、粘合剂（明胶、聚乙烯醇）等组分组合制备成片剂或胶囊剂。

本发明合成的化合物作为活性成份还可与生理盐水、葡萄糖溶液或盐水与葡萄糖组成的混合载体制备成注射液。

本发明在用于临床时可参考的有效剂量是10～20mg/人/日，每日2～3次。医师也可依据患者个体差异，拟定服用剂量。

本发明以氨基苯并噻唑和芳基酰肼化合物为起始原料，将氨基苯并噻唑与水合肼反应得到化合物2，进一步与对氯甲基苯甲酰氯在三氯氧磷作用下反应得到化合物4，芳基酰肼化合物5在乙醇/koh介质中与cs2反应得到化合物6，化合物4和化合物6在碳酸钾催化作用下在乙腈溶剂中反应，成功合成了目标产物。本发明采用活性基团拼接法，将噻二唑药效团引入到三唑并苯并噻唑结构之中，得到一系列被特定基团取代的含噻二唑的三唑并噻二唑衍生物。同时考虑到噻二唑与三唑并噻二唑结构中都含有多个s，n等杂原子，在生物体中与靶点蛋白结合时有望产生强的氢键作用，使化合物发挥更好的生物活性。试验结果表明该类化合物具有很好的抗菌活性。本发明提供的含噻二唑的三唑并噻二唑衍生物作为抗菌剂是行业内的首次报道，该抑菌剂活性成分的成功研发，大大扩展了抑菌药物的选择范围，为新型抗菌药物的研发提供了新的思路。

本发明提供的含噻二唑的三唑并噻二唑衍生物的制备方法操作简单、操作容易、易于规模化生产，制备的化合物i经过试验验证，其具有较强的抑菌活性，可以在抑菌药物制剂中广泛应用。

具体实施方式

下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

（1）在100ml烧瓶中加入3ml85%水合肼（40mmol）,然后在冰水浴条件下边搅拌边滴加2ml浓盐酸（20mmol）。滴加完毕后加入2-氨基苯并噻唑衍生物（10mmol）与15ml乙二醇，回流反应10小时，反应结束后，冷却，析出固体，过滤，水洗，用乙醇重结晶得到化合物2（白色晶体）。其化学反应过程为：

其中r1为氢、卤素、烷基，优选氢、氯、溴、氟、甲基中的一种；

（2）取100ml干燥烧瓶，加入化合物2（2mmol）、对氯甲基苯甲酰氯3（2.1mmol）及三氯氧磷（11ml），搅拌下加热回流反应8小时，反应结束后，冷却，再将反应液倒入冰水中，析出固体，过滤，干燥得到中间体化合物4；其化学反应过程为：

（3）在100ml烧瓶中加入10mmol化合物5,15mmolkoh和30ml乙醇，充分搅拌至澄清，在室温下缓慢滴加15mmolcs2和10ml乙醇的混合溶液，滴加完毕后继续反应2小时，出现大量黄色固体，过滤，干燥得到中间体化合物6；其化学反应过程为：

其中r2为氢、卤素，优选氢、氯、溴、氟中的一种；

（4）在100ml烧瓶加入20ml浓硫酸，保持温度在0~5℃条件下将步骤（3）所得化合物6分批加入，保温反应至均相，反应结束后将反应液倒入冰水中，有大量黄色固体析出，抽滤，水洗，所得固体溶于5%naoh溶液中，过滤掉不溶物，将滤液调ph为5~6，过滤，乙醇重结晶得到中间体化合物7；其化学反应过程为：

（5）取干燥的100ml烧瓶，加入0.5mmol化合物4与0.5mmol化合物7及1.5mmolk2co3，再加入25ml乙腈，电磁搅拌，回流反应，tlc监测反应，反应结束后，旋蒸溶剂得粗品，用水洗涤，抽虑，干燥，柱色谱纯化（乙酸乙酯），得到目标产物；其化学反应过程为：

当所述原料为2-氨基苯并噻唑，即r1为h，所述芳基酰肼为苯甲酰肼，即r2为h时，按照以上制备方法得到终产物化合物ia，命名为：3-(4-(((5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ia结构如下：

经检测，化合物a3-(4-(((5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑：浅黄色固体,收率58.3%，m.p.211.5~212.8℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.45(d,j=7.8hz,2h,arh),8.06(d,j=8.4hz,2h,arh),7.98(d,j=7.2hz,1h,arh),7.90(d,j=4.2hz,1h,arh),7.58(m,2h,arh),7.49(m,2h,arh),7.42(m,1h,arh),7.33(d,j=7.2hz,2h,arh),4.42(s,2h,ch2);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:38.6,121.3,121.6,121.8,124.5,125.3,124.6,125.3,125.8,125.9,128.3,129.5,130.9,133.3,132.9,137.3,137.2,150.4,164.2,174.2;ms(esi)m/z:456.1([m-h]⁺).

实施例2

当所述原料为2-氨基苯并噻唑，即r1为h，所述芳基酰肼为2-氯苯甲酰肼，即r2为2-氯时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物ib，命名为：3-(4-(((5-(2-氯苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ib结构如下：

经检测，化合物b:浅黄色固体,收率55.2%,m.p.214.2~216.3℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.48(d,j=7.8hz,2h,arh),8.07(d,j=8.4hz,2h,arh),7.94(d,j=7.2hz,1h,arh),7.56(m,2h,arh),7.52(m,2h,arh),7.44(m,1h,arh),7.36(d,j=7.2hz,2h,arh),4.40(s,2h,ch2);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:38.3,121.6,121.7,123.5,124.3,124.8,125.9,128.3,128.6,128.9,129.5,130.9,133.3,132.9,137.3,137.8,150.4,161.2,164.2,174.2;ms(esi)m/z:491.1([m-h]⁺).

实施例3

当所述原料为2-氨基苯并噻唑，即r1为h，所述芳基酰肼为2,4-二氯苯甲酰肼，即r2为2,4-二氯时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物ic，命名为：3-(4-(((5-(2,4-二氯苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ic结构如下：

经检测，化合物c：浅黄色固体,收率53.4%,m.p.225.0~227.3℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.50(d,j=7.2hz,2h,arh),8.01(d,j=7.8hz,2h,arh),7.95(d,j=7.2hz,1h,arh),7.58(m,1h,arh),7.50(m,2h,arh),7.45(m,1h,arh),7.41(d,j=7.2hz,2h,arh),4.43(s,2h,ch2);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:38.1,120.7,121.3,122.5,124.7,125.5,125.9,128.1,128.6,129.2,129.5,131.9,133.3,137.2,137.9,150.2,162.2,163.2,172.2;ms(esi)m/z:525.4([m-h]⁺).

实施例4

当所述原料为2-氨基-4-甲基苯并噻唑，即r1为4-甲基，所述芳基酰肼为苯甲酰肼，即r2为h时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物id，命名为：5-甲基-3-(4-(((5-(2,4-二氯苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物id结构如下：

经检测，化合物d：浅黄色固体,收率59.1%,m.p.211.0~213.3℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.43(d,j=7.8hz,2h,arh),7.98(d,j=7.2hz,2h,arh),7.83(d,j=7.2hz,1h,arh),7.53(m,2h,arh),7.44(m,1h,arh),7.45(m,2h,arh),7.35(d,j=7.2hz,1h,arh),7.29(d,j=7.8hz,2h,arh),4.45(s,2h,ch2),1.93(s,2h,ch3);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:15.9,38.4,121.7,123.5,124.9,125.6,126.9,128.1,129.3,129.8,131.7,134.5,136.2,138.9,151.2,162.3,165.2,171.2;ms(esi)m/z:470.6([m-h]⁺).

实施例5

当所述原料为2-氨基-4-甲基苯并噻唑，即r1为4-甲基，所述芳基酰肼为2-氯苯甲酰肼，即r2为2-氯时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物ie，命名为：3-(4-(((5-(2-氯苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)-5-甲基苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ie结构如下：

经检测，化合物e：浅黄色固体,收率50.5%,m.p.215.5~218.3℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.50(d,j=7.8hz,2h,arh),7.88(d,j=7.2hz,1h,arh),7.73(d,j=7.2hz,1h,arh),7.56(m,1h,arh),7.44(m,1h,arh),7.42(m,2h,arh),7.35(m,2h,arh),7.27(d,j=7.8hz,1h,arh),4.46(s,2h,ch2),1.92(s,2h,ch3);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:15.7,38.3,120.5,122.3,124.2,125.5,126.5,128.5,129.3,129.9,131.3,133.5,135.2,138.4,150.2,161.3,165.5,170.2;ms(esi)m/z:505.1([m-h]⁺).

实施例6

当所述原料为2-氨基-4-甲基苯并噻唑，即r1为4-甲基，所述芳基酰肼为2,4-二氯苯甲酰肼，即r2为2,4-二氯时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物if，命名为：3-(4-(((5-(2,4-二氯苯基)-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)-5-甲基苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物if结构如下：

经检测，化合物f：浅黄色固体,收率45.5%,m.p.220.5~224.3℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.48(d,j=7.8hz,2h,arh),7.92(d,j=7.2hz,1h,arh),7.73(d,j=7.2hz,1h,arh),7.56(m,1h,arh),7.44(m,1h,arh),7.42(m,2h,arh),7.35(m,2h,arh),4.46(s,2h,ch2),1.92(s,2h,ch3);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:15.7,38.3,120.5,122.3,124.2,125.5,126.5,128.5,129.3,129.9,131.3,133.5,135.2,138.4,150.2,161.3,165.5,170.2;ms(esi)m/z:539.4([m-h]⁺).

实施例7

当所述原料为2-氨基-4-氯苯并噻唑，即r1为4-氯，所述芳基酰肼为苯甲酰肼，即r2为氢时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物ig，命名为：3-(4-(((5-苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)-5-氯苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ig结构如下：

经检测，化合物g：浅黄色固体,收率55.1%,m.p.210.5~213.1℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.44(d,j=7.2hz,2h,arh),8.01(d,j=7.8hz,2h,arh),7.85(d,j=7.2hz,1h,arh),7.55(m,1h,arh),7.51(m,2h,arh),7.46(m,1h,arh),7.41(m,1h,arh),7.26(d,j=7.2hz,2h,arh),4.43(s,2h,ch2);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:38.5,120.6,121.6,123.2,125.6,126.3,127.5,129.1,129.8,131.4,133.4,135.4,137.4,151.2,160.3,163.5,170.5;ms(esi)m/z:491.1([m-h]⁺).

实施例8

当所述原料为2-氨基-4-氯苯并噻唑，即r1为4-氯，所述芳基酰肼为2-氯苯甲酰肼，即r2为2-氯时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物ih，命名为：3-(4-(((5-(2-氯)苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)-5-氯苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ih结构如下：

经检测，化合物h：浅黄色固体,收率50.1%,m.p.217.5~219.1℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.50(d,j=7.8hz,2h,arh),7.87(d,j=7.8hz,1h,arh),7.75(d,j=8.4hz,1h,arh),7.58(d,j=7.8hz,2h,arh),7.53(d,j=7.2hz,1h,arh),7.45(m,1h,arh),7.38(m,1h,arh),7.33(m,1h,arh),7.27(d,j=7.8hz,1h,arh),4.45(s,2h,ch2);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:38.6,121.1,122.4,123.3,125.3,126.7,127.4,129.4,129.9,130.4,133.5,136.4,137.5,151.5,160.1,163.2,170.3;ms(esi)m/z:525.3([m-h]⁺).

实施例9

当所述原料为2-氨基-4-氯苯并噻唑，即r1为4-氯，所述芳基酰肼为2,4-二氯苯甲酰肼，即r2为2-氯时，按照实施例1的制备方法得到终产物化合物ii，命名为：3-(4-(((5-(2,4-3二氯)苯基-1,3,4-噻二唑-2-基)硫基)甲基)苯基)-5-氯苯并[4,5]噻唑[2,3-c][1,2,4]三唑；化合物ii结构如下：

经检测，化合物i：浅黄色固体,收率46.1%,m.p.225.5~228.1℃;¹hnmr(dmso-d6,600mhz)δ:8.51(d,j=8.4hz,2h,arh),7.91(d,j=7.8hz,1h,arh),7.77(s,1h,arh),7.68(d,j=7.8hz,1h,arh),7.58(d,j=7.2hz,1h,arh),7.48(m,1h,arh),7.42(d,j=7.8hz,1h,arh),7.28(d,j=7.8hz,2h,arh),4.46(s,2h,ch2);¹³cnmr(dmso-d6,150mhz)δ:38.4,121.4,122.6,123.4,125.1,125.7,126.1,128.4,129.3,130.3,133.1,136.1,137.7,151.1,160.2,161.2,170.1;ms(esi)m/z:559.9([m-h]⁺).

实施例10本发明所制备的衍生物抑菌活性检测

实验方法：

（1）供试致病菌：1株革兰氏阴性菌：大肠杆菌；3株革兰氏阳性菌：金黄色葡萄球菌、沙门氏杆菌和枯草芽孢杆菌。

（2）样品与培养基的配制：供试样品的配制（50μg/ml）：取0.1mg药品，加入300μldmso溶解，随后加入1.7ml蒸馏水，摇匀。

na培养基：蛋白胨1g，牛肉膏3g，琼脂20g，nacl5g，蒸馏水1000ml；

nb培养基：na培养基的液体形式，即na培养基中去除琼脂；

pda培养基：土豆去皮200g，置于900ml水中煮沸20-30min，四层滤布过滤。滤液中加入葡萄糖10-20g，琼脂20g，搅拌熔化，定容到1000ml，调ph为6.7，分装，灭菌。

（3）细菌抑菌率测定（平板菌落计数法）

①药物平板的制备：精确称取实施例1-9制备的化合物，以等质量的诺氟沙星为对比，用少量dmso溶解后，加入不同的培养基中至药物终浓度为25μg/ml混匀后倒平板，凝固后备用；

②病原菌菌悬液的制备：在超净工作台中，取病原菌斜面一支，加入10ml无菌水，用灭菌竹签轻轻刮取培养基表面的菌苔，打散，漩涡振荡器振荡均匀，制成菌悬液。

③病原菌菌悬液的梯度稀释：取菌悬液1ml加入到9ml无菌水中，震荡均匀制成10^-1稀释液。再吸取1ml10^-1稀释液加入到9ml无菌水中，震荡均匀制成10^-2稀释液；以此类推，制备系列梯度菌悬液。

④菌落计数：各吸取10^-6或10^-7梯度菌悬液70μl，分别加入到药物平板和不加药的na培养基平板(对照)上，用灭菌三角刮涂布均匀，做好标识，置于37℃恒温培养箱中培养24h；24h后，进行菌落计数。每组设置三次平行试验，结果取三次测试的平均值。

抑菌率=（对照组菌落数-药物平板菌落数）/对照组菌落数*100%

表1.25μg/ml浓度下各化合物的抑菌率

由表1可见，本发明化合物对供试细菌（大肠杆菌、沙门氏菌、金葡菌、枯草芽孢杆菌）具有较强的抑制活性，有些化合物与阳性对照诺氟沙星的活性相当。尤其是化合物结构中r1为2-氯以及r2为2,4-二氯时对细菌具有较高的抑制活性，如化合物f、i的抗菌活性明显高于a、d，表明氯原子的引入，有利于提高此类三唑并苯并噻唑衍生物的抗菌活性，以上构效关系的分析，对于后续高活性的抗菌剂的设计、合成具有重要的意义。

实施例11

取实施例9制备的化合物i7mg，乳糖55mg，马铃薯粉25mg，聚乙烯醇3mg，硬脂酸镁2mg，制备成口服片剂。

同理，以实施例1-9任意一种制备的化合物与药理允许使用的载体均匀混合，按照常规的制剂方法可以制备成用于抗菌剂的各种形式的药物制剂。

本发明列举的实施例旨在阐明含三唑并苯并噻唑衍生物的制备方法以及该类化合物对细菌的抑制活性，实施例不单是说明它本身所述的具体的化合物的合成方法及抗菌活性，同时也可以用来说明改变原料的种类和数量，合成其同系物和类似物，而不对本发明的范围构成任何限制。