利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物及其制法和用途
【专利摘要】一类利奈唑胺-腺苷型化合物，它们具有如下结构通式：它们对多种病菌有较好的抑制和杀灭作用，且部分化合物比阳性对照青霉素G，卡拉霉素，酮康唑和利奈唑胺有更高抑菌活性，可用于制备抗感染药物，本发明公开了其制法和生物活性。
【专利说明】利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物及其制法和用途
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一类利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物的制法以及它们在制备抗 菌药物中的应用。 技术背景
[0002] 自从20世纪40年代青霉素应用于临床以来，抗生素挽救了无数人的生命，青霉 素也因此成为20世纪人类最伟大的发现之一，并开创了抗生素研究的新纪元，涌现了头孢 菌素、氟喹诺酮、大环内酯、氨基糖苷等多种类型的抗生素。然而由于抗生素的广泛使用以 及滥用，细菌的耐药问题日益突出，研究表明细菌耐药性对临床上使用的几乎所有抗菌药 物都构成了威胁，如20世纪80年代末至90年代，革兰氏阴性杆菌如肺炎克雷伯菌和大 肠埃希菌产生的超广谱β-内酰胺酶（ESBLs)，可水解包括氧亚氨基抗生素（头孢他啶、 头孢噻肟、氨曲南等）在内的大多数β-内酰胺类抗菌药物，从而获得了对β-内酰胺类 抗菌药物的耐药性。更严重的是产生ESBLs的菌株往往为多重耐药株，对许多其他抗生 素也具有耐药性。多药耐药菌的出现，特别是甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌（MRSA)、万 古霉素耐药的肠球菌（VRE)、多药耐药的革兰氏阴性菌（MDR-GNB)等，使人类健康面临了 巨大的威胁，有数据表明，MRSA导致的死亡率比HIV的还要高。新型抗菌药物在临床上 应用是缓解这一危机的有力手段，然而，目前抗菌药物的研发正在呈萎缩态势，20世纪90 年代有18家大型制药公司致力于抗菌药物的研究与开发，到2010年仅剩4家还在坚持 (AstraZeneca,Novartis,GSK和Sanofi-Aventis)，遗憾的是其中的AstraZeneca也于 2013 年宣布中止抗菌药物的研究与开发项目。新型抗菌药物的需求与供给的矛盾因耐药菌蔓延 而日益尖锐，对抗耐药菌已成为临床医学上的一个重大和刻不容缓的世界性难题，如不采 取有效措施，我们将陷入重返"抗生素前时代"的危机。
[0003] 靶点突变是细菌对某种药物产生耐药性的主要途径，单靶点突变的几率是 KT7-KT9之间，这一发现表明，若某一药物能作用于多个靶点，那么细菌需要同时在这几个 靶点发生突变，才有可能通过靶点突变的途径对这一药物产生耐药性，然而几个靶点同时 突变的几率几乎为零，因此多靶点药物是对抗耐药菌有力的武器。基于这一思路，本发明 在对靶点结构进行深入分析的基础上，考虑配体分子与靶点结构的互补关系，借助计算机 辅助药物设计的方法，设计并合成出了能同时作用于酪氨酰t-RNA合成酶（TyrRS)和核糖 体50S亚基的利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物，从两条不同的途径分别阻断细菌生命 活动中最关键的过程--蛋白质的合成，从而对敏感菌和耐药菌产生高效的抑制和杀灭作 用。目前尚无以TyrRS和核糖体50S亚基为靶点的双靶点抗菌化合物出现。实验表明，这 些结构新颖的抗菌化合物不仅抗耐药菌效果突出而且安全性好。
【发明内容】
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] -类利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物，它们具有如下结构通式：
[0006]
[0007] 式I中：
【权利要求】
1. 一类利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物，它们具有如下结构通式：
R4=H、Me 或 Et。
2. -种制备上述利奈唑胺-腺苷型多靶点抗菌化合物的方法，它包括下列步骤： 步骤1 :将0?)-5-邻苯二甲酰亚胺甲基-2-噁唑烷酮（III)和碳酸钾加入到甲苯中，每 g III用甲苯5-18mL，溶解后，室温反应0. 5-6h，然后再加入2-1^-3-1?2-5-氟-4-(4'-叔 丁氧羰基哌嗪基）溴苯（II)和氯化亚铜，物质的量之比：11:111:碳酸钾：氯化亚铜 =1:1: (2-7) : (0. 1-0. 9)，当溶液逐渐浑浊时，加入化合物III用量的5%-10%的苄基三乙基 氯化铵，升温至回流反应15-24h，反应完毕，蒸去甲苯，加水，二氯甲烷萃取，有机相用饱和 碳酸氢钠、饱和氯化钠洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩，硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚-AcOEt，石 油醚与六。(^的体积比为20:1-8:1，得〇?)-〇￥-(2，-1?1-3，-1?2-5，-氟-4，-(4，，-叔 丁氧羰基哌嗪基））苯基-2-氧代-5-噁唑烷基）甲基邻苯二甲酰亚胺（IV); 步骤2:将⑷-〇V-(2，-#-3，-R2-5，-氟-4，-(4'，-叔丁氧羰基哌嗪基））苯 基-2-氧代-5-噁唑烷基）甲基邻苯二甲酰亚胺（IV)加入到甲醇中，每g IV用甲醇7-30mL， 溶解后，加入质量分数为80%的水合肼，物质的量之比：IV:无水肼=1: (5-8)，升温至50°C， 在氮气保护下反应3-15h，反应完毕，浓缩，将浓缩物溶于水，用二氯甲烷萃取，饱和氯化钠 洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩，用甲苯溶解浓缩物，加入乙酸酐，滴加完毕后，室温反应2-10h， 反应完毕，抽滤，滤渣用甲醇洗涤，得0?) 叔丁氧甲酰基-4- (4- (5-(乙酰胺甲基）-2-氧 代噁唑烷-3-基氟苯基）哌嗪（V)，将化合物（V)溶于二氯甲烷中，每g V用二氯甲烷6-20mL，待溶解后，加入80%三氟乙酸水溶液，物质的量之比：V:三氟乙酸 =1: (2-7)，室温反应4-14h，反应结束后，在冰浴下用饱和碳酸氢钠溶液中和，二氯甲烷萃取 3次，浓缩，硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚-AcOEt，石油醚与AcOEt的体积比为15:1-3:1，得 〇?) -4- (4- (5-(乙酰胺甲基）-2-氧代噁唑烷-3-基）氟苯基）哌嗪（VI); 步骤3:将2-R4-8-R3-2'，3'-异丙叉腺苷（VII)和邻苯二甲酰亚胺溶于THF中，每 g VII用THF 6-15mL，溶解后滴入偶氮二甲酸二异丙酯（DIAD)，物质的量之比：VII:PPh3:邻苯二甲酰亚胺：DIAD=I: (1. 5-3) : (1. 5-5) : (2-8)，滴加完毕于室温下反应7-24h，反应 完毕，浓缩，用含5%-10%的无水肼的乙醇溶解，物质的量之比：VII:无水肼=1: (3-8)， 回流30min，冷却至室温，过滤，用乙醇淋洗滤渣，滤液浓缩，硅胶柱层析，洗脱剂为石油 醚-AcOEt，石油醚与AcOEt的体积比为15:1-2:1，得白色固体2-R4-8-R3-5 ^ -氨甲 基-2'，3'-异丙叉腺苷（VIII); 步骤4:将2-R4-8-R3-5'-氨甲基-2' ,3'-异丙叉腺苷（VIII)加入到DMF中， 每g VIII用DMF 8-18mL，溶解后加入三乙胺和溴乙酸乙酯，物质的量之比：VIII:三 乙胺：溴乙酸乙酯=1: (5-8) : (2-3)，在氮气保护下反应8-22h，反应完毕，加入3倍 DMF体积的蒸馏水，用AcOEt萃取3次，饱和食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩，得 至Ij -2- (((3a/?，4/?，67?，6a/P) -6- (6-氨基-2-R4-8-R3-9V-嘌呤-9-基）-2, 2-二甲基四氢呋 喃[3, 4-d][l，3]二氧杂环戊烷-4-基）甲氨基）乙酸乙酯（IX)，将化合物（IX)溶于溶于 THF中，每g IX用THF 8-15mL，待溶解后，加入10%氢氧化钠水溶液，物质的量之比：IX:氢 氧化钠=1: (1. 5-3),室温反应5-26h,反应结束后,加入稀盐酸中和,用AcOEt萃取3次,浓 缩，硅胶柱层析，洗脱剂为1%醋酸的石油醚-AcOEt,石油醚与AcOEt的体积比为8:1-1: 2， 得 2- (((3a/?，4/?，67?，6a/P) -6- (6-氨基-2-R4-8-R3-9V-嘌呤-9-基）-2, 2-二甲基四氢呋喃 [3,4-(1][1，3]二氧杂环戊烷-4-基）甲氨基）乙酸《); 步骤 5 :将 2- (((3a/?，4/?，67?，6a/P) -6- (6-氨基-2-R4-8-R3-ay-嘌呤-9-基）-2, 2-二甲 基四氢呋喃[3, 4-d][l，3]二氧杂环戊烷-4-基）甲氨基）乙酸（X)和⑵-4-(4-(5-(乙 酰胺甲基）-2-氧代噁唑烷-3-基）氟苯基）哌嗪（VI)加入二氯甲烷中，每g X用二氯甲烷5-20mL，待溶解后加入TBTU和三乙胺，物质的量之比为：X:IV:TBTU:三乙胺 =1: (1. 2-2) : (1. 5-3) : (2-8)，室温回流5-17h，反应完毕后，浓缩，柱层析，洗脱剂为含0. 1% 醋酸的氯仿-甲醇，氯仿与甲醇的体积比为80:1-40:1，得#-((⑶-3- (4- (4- (2- (((3a/?，4/P ，67?，6a/P) -6- (6-氨基-2-R4-8-R3-9"_ 嘌呤-9-基）-2, 2-二甲基四氢呋喃[3, 4-d] [ 1，3]二 氧杂环戊烷-4-基）甲氨基）乙酰基）哌嗪-1-基）-2-1^-3-1?2-5-氟-苯基）-2-氧代噁 唑烷-5-基）甲基）乙酰胺（XI); 步骤 6 :将 #-((⑶-3- (4- (4- (2- (((3a/?，4/?，67?，6a/P) -6- (6-氨基-2-R4-8-R3-9"_ 嘌 呤-9-基）-2, 2-二甲基四氢呋喃[3, 4-d] [1，3]二氧杂环戊烷-4-基）甲氨基）乙酰基） 哌嗪-1-基）-2-1^-3-1?2-5-氟-苯基）-2-氧代噁唑烷-5-基）甲基）乙酰胺（XI)溶于二 氯甲烷中，每g XII用二氯甲烷8-30mL，待溶解后，加入80%三氟乙酸，物质的量之比：XII: 三氟乙酸=1: (1. 5-3)，室温反应7-18h，完毕后，用饱和碳酸氢钠溶液中和，乙酸乙酯萃取3 次，饱和食盐水洗涤，无水MgSO4干燥，浓缩，硅胶柱层析，洗脱剂为氯仿-甲醇，氯仿与甲醇 的体积比为60:1-20:1，得利奈唑胺-腺苷型化合物（I); 其中所述的R1、R2、R3和R4的定义与上述的定义相同。
3. 权利要求1所述的一类利奈唑胺_腺苷型化合物在制备抗菌药物中的应用，所述化 合物能同时作用于核糖体50S亚基和酪氨酰tRNA合成酶。
4. 权利要求1所述的一类利奈唑胺-腺苷型化合物在制备抗感染药物中的应用。
【文档编号】A61P31/04GK104341475SQ201410534207
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】肖竹平, 魏伟, 欧阳辉, 朱娜 申请人:吉首大学