专利名称：4''-O-(反式-β-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一类具有多级抗菌机制的4 " -0-(反式-￠-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物。
背景技术：
大环内酯类抗生素作为一类天然和半合成的抗生素，不仅疗效确切，而且在临床用药时极少出现青霉素类药物的过敏性反应，因而在呼吸道和软组织感染性疾病的治疗中具有十分重要的地位。上世纪80、90年代，为改善红霉素A (erythromycin A, EMA)的药代动力学，研究工作者通过与EMA酸降解密切相关位点(C-6、C-8、C-9、C-11、C-12)的结构修饰开发了克拉霉素、氟红霉素、罗红霉素、阿奇霉素(azithromycin, AZM)和地红霉素等第二代大环内酯类抗生素。其中，AZM的抗革兰氏阴性菌活性最强，且药代动力学性质最突出口服吸收好、生物膜穿透性强、体内分布广、组织浓度高、消除半衰期长。然而近年来，由于抗生素的滥用，细菌的耐药现象空前泛滥。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、万古霉素耐药肠球菌、多药耐药肺炎链球菌、多重抗药性结核杆菌的传播严重制约了细菌感染性疾病临床治疗方案的选择，对于免疫功能缺陷患者，甚至可能导致治疗的失败。因此，新型抗耐药菌抗生素的发现是当今新药研究、开发领域的热点。目前，寻找大环内酯类抗生素的新结合位点、基于新结合位点进行大环内酯母核的结构修饰是新型大环内酯类抗生素研究、开发的主要思路，围绕这一思路进行的新药研究不乏显著的成果。在酮内酯类化合物中，泰利霉素已上市，喹红霉素在欧洲和美国已处于III期临床研究阶段；在桥环内酯衍生物中，EDP-420已处于II期临床研究阶段。作用机制表明，它们可通过与环氨甲酸酯结构的氮原子和C-6，11-0桥连接的芳杂环与23SrRNA II区35发夹结构的A752结合位点的二级作用产生抗耐药菌活性。然而，与AZM相比，泰利霉素、喹红霉素和EDP-420均未呈现更强的抗革兰氏阴性菌活性，且对组成型大环内酯-林可酰胺-链阳菌素B (CMLSb)耐药菌活性较差。本课题组长期致力于大环内酯4"_芳烷基氨基甲酸酯临床候选药物的研究与开发。研究表明该类衍生物可通过C-3克拉定糖的4"-氨基甲酸酯侧链结构与氯霉素结合区域，即肽酰转移酶活性中心(PTC)区域的二级作用获得抗耐药菌，特别是抗大环内酯-林可酰胺-链阳菌素B (MLSb)耐药菌活性。目前，已报道的大环内酯4〃-芳烷基氨基甲酸酯衍生物(见美国专利 US6025350、US20080249033 ;世界专利 W02004101589、W02005108413、W0200605094U W02006050942, TO2006050943、W02008014221 ;中国专利CN1980945 等)在抗耐药菌方面均有较好表现。因而，针对PTC区域设计新型大环内酯类抗生素以解决临床上日益泛滥的细菌耐药性具有良好的前景。本课题组以往的研究表明4 "-芳烷基氨甲酸酯衍生物的抗耐药菌活性与C-4 "氧原子至C-4 "侧链末端芳香基团之间的原子数目有关，当两者之间的原子数目为6时可能有利于末端的芳香基团与PTC区域的二级作用；适当增加C-4 "侧链酰胺基团的数目可通过影响化合物与作用位点的氢键结合而增强这类衍生物的抗菌活性。此外，由于AZM在上市大环内酯药物中抗革兰氏阴性菌活性最强且药代动力学性质最突出，本申请中，我们以AZM为母核设计合成了 A系列4"-0_ (反式-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基-阿奇霉素11，12-环碳酸酯衍生物。这类衍生物与AZM相比具有二级作用机制，它们不仅具有上述可赋予化合物优良抗菌活性的结构特征，而且其C-4 "侧链为相对刚性的结构，这有利于增强该结构片段与PTC区域的二级作用。A系列化合物体外抗菌活性的测定结果表明C-4"侧链的引入可以显著增强AZM的抗耐药菌活性。随后，我们从A系列化合物中选取抗耐药菌活性较好的化合物对其进行进一步的结构改造，得到B - E系列C-4〃、ll位修饰的AZM衍生物。这类衍生物在C-4"结构片段作用于PTC区域的同时，11-芳烷基氨甲酸酯侧链可与II区A752位点结合，具有三级作用机
制，因而可以获得更强的抗菌活性。这类C-4"、ll位修饰衍生物体外抗菌活性的测定结果表明，与A系列化合物相比，C-Il侧链的引入可以显著增强化合物的抗敏感菌和耐药菌活性。在此基础上，我们进一步探索了不同的C-4 "侧链的末端基团和11-芳烷基氨甲酸酯侧链对于化合物抗菌活性的影响，找到了化合物抗敏感化脓性链球菌和mefA型耐药肺炎链球菌活性的最优C-4"侧链末端基团，并在4种C-Il侧链中找到了最优化的侧链结构。在A - E系列衍生物中，大多数化合物对于mefA型外排泵耐药肺炎链球菌的活性较突出(MIC在0. 015,0. 5 u g/mL之间)，活性最好的化合物(MIC=O. 015 u g/mL)分别是EMA, AZM抗菌活性的512和256倍；某些化合物不仅呈现出显著的抗ermB即MLSB型耐药肺炎链球菌活性(MIC=O. 25或0. 5 ii g/mL)—是EMA、AZM抗菌活性的256 - 512倍，而且对于ermB + mefA型耐药肺炎链球菌的抗菌活性是EMA、AZM抗菌活性的256倍。因而通过C-4"、ll两个位点的结构改造赋予化合物多级抗菌机制，有望获得抗耐药菌活性更为显著的大环内酯先导物。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一类具有多级抗菌机制的4 " -0-(反式-3 -芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物，及其制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的4 " -0-(反式-P -芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物，具有通式(I)或的结构
权利要求
1.4”-0_ (反式-P -芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物，具有通式(I)或(II)的结构
2.根据权利要求I所述的4" -0-(反式-￠-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物，其特征在于所述R2代表苯基、2-呋喃基、2-噻吩基、4-氟苯基、2-氟苯基、4-氯苯基、4-漠苯基、4-氛基苯基、4-硝基苯基、2_甲氧基苯基、3，4- _■甲氧基苯基或3，4, 5- 二甲氧基苯基；R3代表苄基、4-甲氧基苄基、^ -苯乙基或4-甲氧基。
3.根据权利要求I所述的4" -0-(反式-￠-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物，其特征在于所述具有通式(I)的结构的化合物是下列之一 Al) 4 " -0-(反式-￠-苯基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素11，12-环碳酸酯；A2)4 " -0-[反式-￠- (2-呋喃)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酷；A3) 4 " -0-[反式-￠- (2-噻吩)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酷；A4)4 " -0-[反式-￠- (4-氟苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酷；A5)4 " -0-[反式-￠- (2-氟苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酷；A6)4 " -0-[反式-￠- (4-氯苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酷； A7)4 " -O-[反式-￠- (4-溴苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酷； A8)4 " -0-[反式-￠- (4-氰基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酯； A9)4 " -0-[反式-￠- (4-硝基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-阿奇霉素11，12-环碳酸酯； A10)4 " -0-[反式-￠-(2-甲氧基苯基)烯丙酰胺]氨基甲酰基-阿奇霉素11，12-环碳酸酯； All) 4 " -0-[反式-￠- (3，4-二甲氧基苯基)烯丙酰胺]氨基甲酰基-阿奇霉素.11，12-环碳酸酯； A12)4 " -0-[反式-￠- (3，4，5-三甲氧基苯基)烯丙酰胺]氨基甲酰基-阿奇霉素.11，12-环碳酸酯； 所述具有通式(II)的结构的化合物是下列之一 Bl)4 " -0-(反式-￠-苯基烯丙酰胺氨甲酰基)-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B2)4 " -0-[反式-￠- (2-呋喃)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B3)4 " -0-[反式-￠- (2-噻吩)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B4)4 " -0-[反式-￠- (4-氯苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B5)4 " -0-[反式-￠- (4-溴苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B6)4 " -0-[反式-￠- (4-硝基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B7)4 " -0-[反式-￠- (2-甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B8)4 " -0-[反式-￠- (3，4-二甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； B9)4 " -0-[反式-￠- (3，4，5-三甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-苄基氨甲酰基阿奇霉素； Cl) 4 " -0-(反式-苯基烯丙酰胺氨甲酰基)-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； C2)4 " -0-[反式-￠- (2-呋喃)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； C3)4 " -0-[反式-￠- (2-噻吩)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； C4)4 " -0-[反式-￠- (4-氯苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素；C5)4 " -O-[反式-￠- (4-溴苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； C6)4 " -0-[反式-￠- (4-硝基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； C7)4 " -0-[反式-￠- (2-甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； CS) 4 " -0-[反式-￠- (3，4-二甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (￠-苯乙基)氨甲酰基阿奇霉素； Dl) 4 " -0-(反式-￠-苯基烯丙酰胺氨甲酰基)-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素；D2)4 " -0-[反式-￠- (2-呋喃)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； D3)4 " -0-[反式-￠- (2-噻吩)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； D4)4 " -0-[反式-￠- (4-氯苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； D5)4 " -0-[反式-￠- (4-溴苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； D6)4 " -0-[反式-￠- (4-硝基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； D7)4 " -0-[反式-￠- (2-甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； D8)4 " -0-[反式-￠- (3，4-二甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0- (4-甲氧基苄基)氨甲酰基阿奇霉素； El) 4 " -0-(反式-￠-苯基烯丙酰胺氨甲酰基)-11-0-[4_甲氧基(￠-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； E2)4 " -0-[反式-￠- (2-呋喃)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-[4-甲氧基(￠-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； E3)4 " -0-[反式-￠- (2-噻吩)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-[4-甲氧基(￠-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； E4)4 " -0-[反式-￠- (4-氯苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-ll-0-[4-甲氧基(￠-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； E5)4 " -0-[反式-￠- (4-溴苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-ll-0-[4-甲氧基(￠-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； E6)4 " -0-[反式-￠-(4-硝基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-[4-甲氧基(￠-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； E7)4 " -0-[反式-￠- (2-甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-ll-0-[4-甲氧基(3-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素； ES) 4 " -0-[反式-￠- (3，4-二甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-[4-甲氧基(@-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素；E9)4 " -O-[反式-￠- (3，4，5-三甲氧基苯基)烯丙酰胺氨基甲酰基]-11-0-[4-甲氧基(P-苯乙基)]氨甲酰基阿奇霉素。
4.权利要求I 3中任一项所述的4" -0-(反式-￠-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物的制备方法，其特征在于 所述具有通式(I)的结构的化合物的制备方法为步骤如下 (1)对阿奇霉素的C-2’位上的羟基进行酰化保护在无机或有机碱类存在下，以丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃或二氯甲烷作为溶剂，加入酰化试剂，在0 40°C的温度下反应3 24h，生成具有通式2的化合物； (2)将通式2的化合物在惰性溶剂中，在无机或有机碱存在下，与N，N'-羰基二咪唑于0 110°C反应2 96h，生成具有通式3的化合物，通式2的化合物与⑶I的摩尔比为I: I 1:6 ; (3)将得到的通式3的化合物与水合肼在溶剂下于0 65°C反应0 6h，生成通式4的化合物； (4)将反式R2-0-芳基烯丙酸加催化剂在四氢呋喃中于-30 15°C逐滴加入草酰氯，滴加完毕后继续反应10 150min，生成相应的酰氯； (5)将通式4的化合物和无机碱用溶剂溶解后，于-40 45°C逐滴加入用四氢呋喃溶解的酰氯；滴加完毕后继续在相同温度下反应I 8h，通过蒸出溶剂、碱洗、萃取并分离有机层处理反应；将处理后得到的无色至淡黄色残留固体用低级醇溶解，于20 75V反应4 25h，得通式I的衍生物； 所述具有通式(II)的结构的化合物的制备方法为步骤如下 将具有通式I的衍生物采用相应的芳香伯胺溶解，在有机碱的催化作用下在0 60°C的温度下反应24 120h，生成具有通式II的衍生物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中，反应结束之后，对反应体系进行如下处理在碱介质中，在pH8. 0 10. 0下萃取，通过分离有机层并蒸干溶剂来分离得到产物；或者萃取之后，再通过丙酮-水重结晶或使用体积比为15:1的二氯甲烷-甲醇系统的硅胶柱层析进行纯化，得通式2的化合物。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中，反应结束之后，对反应体系进行如下处理通过丙酮-水重结晶或使用体积比为15:1的二氯甲烷-甲醇系统的硅胶柱层析进行纯化，得通式3的化合物。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中，溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈、或乙腈-水；通式3的化合物与水合肼的摩尔比为1:1.5 ;通式3的化合物与反应溶剂的用量比为lmmol :6mL ;在室温条件下反应0. 5h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中，无机碱为碳酸氢钠，通式4的化合物在0°C下与酰氯反应2h ;处理反应后得到的无色至淡黄色残留固体用甲醇溶解，在55°C下搅拌反应12h。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述具有通式(II)的结构的化合物的制备方法中，具有通式I的衍生物与芳香伯胺的用量比为lmmol:4mL ;有机碱为吡啶盐酸盐，具有通式I的衍生物与吡啶盐酸盐的摩尔用量比为1:3。
10.权利要求I 3中任一项所述的4" -0-(反式-P -芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物在制备治疗细菌感染性疾病的药物中 的应用。
全文摘要
本发明公开了一类具有多级抗菌机制的4＂-O-(反式-β-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基阿奇霉素衍生物，具有通式(I)或(II)的结构抗菌活性的测定结果表明目标化合物对各种类型的耐药菌均表现出明显增强的活性。C-4＂侧链末端分别为2-呋喃基团和2-噻吩基团时对于化合物的抗敏感化脓性链球菌和mefA型耐药肺炎链球菌的活性最为有利；C-11侧链为对甲氧基苄基氨基甲酸酯时对于化合物的抗耐药菌活性最为有利；具有三级抗菌机制的4"-O-(反式-β-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基-11-O-芳基氨甲酰基阿奇霉素衍生物的抗菌活性优于相应的具有二级抗菌机制的4"-O-(反式-β-芳基烯丙酰胺)氨基甲酰基-阿奇霉素11,12-环碳酸酯衍生物。
文档编号C07H1/00GK102718816SQ201210240489
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者丛超, 李新, 马思提, 马晓东, 马淑涛 申请人:山东大学