具有抗菌活性的查尔酮阳离子抗菌肽模拟物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于药物化学技术领域，公开了具有抗菌活性的查尔酮阳离子抗菌肽模拟 物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 抗菌肽是广泛存在于自然界生物中的一类多肽物质，作为生物机体的第1道防线 能够抵抗病原体的侵害，抗菌肽具有抗细菌、真菌、病毒，抑杀癌细胞等多种生物活性，且不 易产生抗药性。随着越来越多的抗生素耐药微生物的出现，使得抗菌肽在医药行业和食品 添加剂等领域有良好的应用前景，这些特性使抗菌肽最有希望代替传统抗生素。因此，合成 具有较好抗菌活性又不容易产生耐药性的抗菌肽化合物迫在眉睫。
[0003] 抗菌肽区别于传统抗生素的独特作用机理，使其不易产生耐药性，是一类极具潜 力的肽类抗生素。天然抗菌肽的抗菌活性很好，但是具有溶血性，为解决这个缺点，药物化 学家合成了一系列的抗菌肽模拟物，这些模拟物的抗菌活性很好，对哺乳动物细胞溶血性 较小。细菌耐药性不断增加，因此，合成在哺乳动物细胞中选择性的作用于细菌细胞的抗菌 药十分重要。由于细菌的细胞膜带负电荷，将其作为抗菌药的靶标，设计合成出一系列阳离 子抗菌肽模拟物，被证明具有较好的抗菌活性。其中，抗菌肽模拟物聚合涂料可以用来抗细 菌和真菌，使细菌和真菌几乎完全失活。在使用的最普通的阳离子抗菌药中，具有季氨基团 的阳离子聚合物在抗菌涂料方面有较好的应用前景。
[0004] 根据文献报道，查耳酮具有抗菌活性，其结构里的α，β_不饱和羰基与细菌内的亲 核基团，如蛋白质中的疏基进行共辄加成而致使细菌死亡。Tomar等人合成了具有哌嗪和2， 5-二氯噻吩核的两个系列的查尔酮类似物，它们对所有的受试菌株的MIC 5Q值在2.22-100μ g/mL范围内（参考文献Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters 2007，17,5321-5324)〇 Kromann等人合成了一系列侧链为胺基的查尔酮衍生物，其对MRSA的MIC为2μΜ(参考文献 Journal of Medicinal Chemistry 2005,48,2667_2677)。这些查尔酮衍生物的抗菌活性 引起作者的关注，数据显示这些化合物的抗菌活性几乎全部比对照组药性强。这也表明该 类衍生物很可能成为新的抗菌药物替代品。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一系列抗菌谱广、毒性小的新型查尔酮阳离子抗菌肽模拟 物，有利于新抗菌药物研发。另一目的在于提供其制备方法。
[0006] 为实现本发明目的，技术方案如下：
[0007] 该化合物具有如下结构通式I或II:
[0008]
[0009] R为C6-14烷基。优选C6-14正烷基。具体选如下化合物：
[0010] (l)6a:R =正己烷；
[0011] (2)6b:R =正庚烷；
[0012] (3)6c:R =正辛烷；
[0013] (4)6d:R =正壬烷；
[0014] (5)6e:R =正葵烷；
[0015] (6)6f:R =正 ^-一烷；
[0016] (7)6g:R =正十二烷
[0017] (8)6h:R =正十四烧；
[0018]
[0019] X为卤素、硝基、甲氧基或羟基，在苯环上单取代或双取代。具体选如下化合物：
[0020] (9)6i：X = 2-Br
[0021] (l〇)6j：X = 3-Br
[0022] (ll)6k：X = 4-Br
[0023] (12)61 :X = 3-N〇2
[0024] (13)6m：X = 4-N〇2
[0025] (14)6n：X = 3-OH
[0026] (15)6o：X = 4-F
[0027] (16)6p：X = 4-0CH3
[0028] (17)6q：X = 4-Cl
[0029] (18)6r：X = 3,4-Cl
[0030] 还涉及以下化合物：
[0031 (20)
[0032] 合成本发明阳离子抗菌肽模拟物(6a_6t)路线如下：
[0033]
[0034] (a) :NaOH/EtOH，RT. (b) :RNH2，NaBH(0Ac)3inl，2-Dichloroethane over nkight， RT.(c):Boc-Lys(Boc)-〇H，DIPEA，HBTU in DMF/CHCl3(5:2)，RT，24h(d):CH3⑶Cl in CH30H，0°C-RT，24h
[0035] 具体通过如下步骤实现：
[0036] (a)、溶剂中化合物1和化合物2在碱的催化作用下发生羟醛缩合反应得到化合物 3;所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾，氢氧化锂、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸氢钠中的一种； 所用溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、异丙醇和水其中之一或其中任意两 种或三种的混合物；
[0037] (b)、溶剂中化合物3与C6-14烷基胺在还原剂的作用下，氮气保护室温下发生还原 胺化反应得到化合物4;所用还原剂是三乙酰氧基硼氢化钠、硼氢化钠，氰基硼氢化钠中的 一种;所用溶剂是二氯甲烷、氯仿、1，2_二氯乙烷中的一种或任意两种或三种的混合物； [0038] (c)、在混合溶剂中，化合物4与双Boc保护的赖氨酸在催化剂条件下发生反应生成 化合物5;所用催化剂为0-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸酯（HBTU)、二环己基碳二亚胺 (DCC)、甲烷磺酰氯(MSC1)、对甲苯磺酰氯(TsCl)、对硝基苯磺酰氯(NsCl)、二异丙基碳二亚 胺(DIC)、l-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDCI)中的一种或任意两种或三种的混合 物;所用混合溶剂是N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、氯仿、1，2，_二氯甲烷的任 意两种混合溶剂；
[0039] (d)、溶剂中，化合物5在催化剂作用下脱去Boc保护基得到目标化合物，所用催化 剂是乙酰氯、干燥氯化氢其气体中的一种，所用溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇的 一种。
[0040] 本发明通过四步反应，简单、快速得到目标产物，所得新型阳离子抗菌肽模拟物对 革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌标准株ATCC 29213和粪肠球菌ATCC29212以及革兰氏阴性的 大肠埃希菌标准株ATCC 25922和铜绿假单胞菌标准株ATCC 27853均表现好的抑菌作用，大 部分化合物的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)均能达到1~8yg/ mL，并且大部分化合物同时对MRSA、VRE、以及产NDM-1型金属酶和KPC型丝氨酸酶的CRE表现 出与敏感菌株同等甚至更好抑菌效果。大部分化合物对阳性菌的抑菌效果与阳性对照药物 利奈唑胺相当或者更好；化合物6c~6f、6i~6 j、6〇~6r对金黄色葡萄球菌标准株ATCC 29213表现出与阳性对照药万古霉素同等的抑菌效果（1~2yg/mL)，并且化合物6d、6e、6o对 革兰氏阴性菌大肠杆菌(25922)表现出与阳性对照药多粘菌素同等的抑菌效果(2yg/mL)， 化合物6c~6f、6i~6q、6s(4~8yg/mL)对铜绿假单胞菌表现出与阳性对照药美罗培南(8μ g/mL)同等甚至更好的抑菌效果。体外红细胞毒性试验HC 5Q结果表明该系列化合物呈现对红 细胞较小的毒性。因此本发明提供的一系列抗菌谱广、低毒性的查尔酮阳离子模拟肽模拟 物，有望作为新的抗菌候选药物进行深入的研究，并对解决目前全球面临耐药菌日益严重 的问题有重要意义。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用 于限制本发明要求保护的范围。
[0042] 合成化合物表征使用的仪器:NMR谱使用瑞典Bruker DPX-400型超导核磁共振仪 测定，TMS为内标;高分辨质谱使用Wat er s-Mi cromas s公司Q-Tof质谱仪测定。
[0043]实施例1化合物6a的制备 [0044] (1)双Boc保护L-赖氨酸的制备：
[0045]取L-赖氨酸（5g，34.2mmol)和氢氧化钠（4. lg，102.61mmol)加入250mL单口 瓶内， 加入100mL水，冰水浴下搅拌，体系成浅棕黄色澄清；将二碳酸二叔丁酯（Boc20)(17.92g， 82.09mmol)溶于50mL四氢咲喃溶液中，然后滴加（ld/s)入反应体系;滴加完毕后，将体系转 入室温下继续反应24小时。反应时间过后停止反应，减压旋蒸除去体系四氢呋喃，然后体系 用乙醚洗(50ml X2)除去体系中有机杂质；继而用1M硫酸溶液调节体系pH至4,然后用二氯 甲烧萃取(50mL X 3)，合并有机相，饱和氯化钠洗(50mL X 1)，最后用无水硫酸钠干燥、抽滤、 浓缩、真空干燥得到黄色泡沫状固体7.5g，收率63%。
[0046] (2)化合物6a的制备
[0047] 取氢氧化钠(832mg，20.8mmol)于500mL单口圆底烧瓶中，加入100mL水室温磁力搅 拌下溶解;然后将化合物1(苯乙酮）（2.00g，16.6mmo 1)和化合物2 (对苯二甲醛）（2.28g， 17.Ommol)加入250mL锥形瓶内，加入100mL乙醇超声至该体系基本澄清，然后将该澄清溶液 恒压滴加（ld/s)到上述已经搅拌氢氧化钠溶液的单口瓶内，滴加完毕后室温下继续反应， 此时体系乳白色混池。约6h后，TLC检测(PE: EA= 1:1)显示反应完全。停止反应，将反应体系 倒入约50mL冰水中，立即析出大量黄色固体，抽滤，滤饼水洗至中性，真空干燥，得到黄色固 体化合物3(3.59g)，收率为91 %。
[0048] 取上述化合物3(250mg，1 · 06mmol)和三乙酰氧基硼氢化钠（292mg，1 · 38mmol)于 25mL单口圆底烧瓶中；然后加入5mLl ,2-二氯乙烧，最后加入正己胺（182μ1，1.38mmol)，氮 气保护下室温搅拌;搅拌过夜后，次日TLC(PE:EA=1:2)检测，显示反应完全，饱和碳酸氢钠 淬灭反应并调节pH至8~9。然后体系用二氯甲烷萃洗（15mLX3)，合并有机相，有机相用水 洗（15mLX 1)，最后饱和氯化钠溶液洗（15mLX 1)，最终的有机相用无水硫酸钠干燥、抽滤、 浓缩。柱层析(PE:EA = 3:1，0.5%三乙胺)纯化得到中间体化合物4，收率约为58%。
[0049] 取双Boc保护的L-赖氨酸（202mg，0.583mmol)加入25mL单口瓶，然后加入5mL DMF/ 211^(：!1(：13(5:2)冰水浴下搅拌，继而加入1^二异丙基乙胺（244以1^，1.4111111〇1)和冊1'1] (221mg，0.583mmol)，该混合体系冰水浴下搅拌5分钟后加入化合物4( 150mg，0.467mmol)， 然后继续冰水浴下搅拌半个小时后转入室温下反应24小时。反应时间过后，TLC (PE: PA = 1: 1)监测反应，显示原料不存在。然后旋蒸蒸去体系中的氯仿，之后加入15mL乙酸乙酯；该体 系用0.5M硫酸氢钾溶液洗（10mL X 3)，合并有机相，水洗（10mL X 3)、饱和氯化钠溶液洗 (10mL X 1)，最终有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩。柱层析(PE: EA = 3:1)纯化得到中间 体油状化合物5,收率约85 %。
[0050] 将化合物5(200mg，0.308mmol)溶于5mL甲醇中，塞上翻口橡胶塞冰水浴下搅拌，然 后注射器向上述体系中加入乙酰氯（132yL，1.85mm〇l)，加毕后体系转入室温下继续反应24 小时。反应时间到后，TLC(PE:EA=1:1)监测反应，显示化合物5不存在，停止反应，浓缩蒸干 体系中的溶剂。真空隔膜栗将体系抽真空得到黄色泡沫状固体，向装有固体的瓶内加入适 量无水乙醚，刮下固体清洗、抽滤、真空干燥得到黄色固体目标化合物6a，收率89 %。
[0051 ] 产物为黄色固体，收率为89 %。
[0052] ΧΗ NMR(400MHz,D2〇)57.69(dd,J = 11.9,8.0Hz,2H),7.49-7.39(m,2H),7.39-7.22 (m,5H),7.08(dd J=19.0,7.8Hz,2H),4.55-4.23(m,3H),3.24-3.00(m,2H),2.