一种具有抗菌活性的R-2-取代-3-硝基-2H-色烯衍生物及其制备方法和应用与流程

文档序号:15222033发布日期:2018-08-21 17:35阅读:158来源:国知局

本发明属于药物合成领域,特别涉及一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物及其制备方法和应用。



背景技术:

抗生素是目前使用最广泛的抗菌药物。然而,随着抗生素类药物的广泛应用以至于滥用,导致各种多重耐药菌株和超级细菌的出现,对人类的健康和生存存在潜在的威胁。因此,具有良好抑菌活性、且不易产生耐药性的抗菌新药的研发不仅迫在眉睫,而且还具有重要的科研意义,有助于解决细菌耐药性危机。

2h-色烯是许多天然产物、药物分子以及生物活性物质的重要组成部分。据报道2h-色烯具有显著的抗菌,抗氧化,抗炎,抗真菌和抗肿瘤的活性。另外,这种优良的骨架也被用作染料合成中的光致变色材料和合成中间体。其中,2h-色烯衍生物的抗菌活性研究有大量的研究报道,例如,从刺桐根中分离得到的2h-色烯类化合物赤藓素1和2有较好的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的活性,赤藓素1的最低抑菌活性达到了12.5μg/ml,2的最低抑菌活性达到了1.56μg/ml;从胡椒科属植物pipercf.cumanensekunth中提取的cumanensic酸,对镰刀菌表现出较强的抑制活性(mic=1μg/ml);(+)-calanolidea是从一些热带的植物海棠木中分离得到的,对复制型的结核分枝杆菌有较好的效果(mic=3.1μg/ml);合成的化合物3中含有2h-色烯骨架,对复制型结核分枝杆菌的mic值小于0.1μg/ml,对非复制型结核分枝杆菌的mic值为0.2μg/ml;含有2h-色烯骨架的iclaprim,是一种新型的选择性二氢叶酸抑制剂,对酿脓链球菌的抑制效果最佳,其mic值达到了0.03μg/ml;胡椒属苯甲酸衍生物gaudichaudianic酸对支孢样支孢霉菌和球形枝孢霉菌也有较好的抗真菌效果,其mic值为10μg/ml;从peperomiavillipetiola中提取出的4对支孢样支孢霉菌和球形枝孢霉菌也有较强的活性,其mic值为5μg/ml。

3-硝基-2h-色烯类衍生物作为2h-色烯中的重要一员,也表现出广泛的生物活性,如抗肿瘤,抗炎,抗氧化及抗菌活性。但是目前对3-硝基-2h-色烯的抗菌活性研究仅有一个实例,即6,8-二溴-3-硝基-2h-色烯对金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制活性。此外,3-硝基-2h-色烯类衍生物可以作为一些重要的手性色烯的合成中间体,这可以增加它们在天然产物合成或药物化学中的重要性。在过去的几十年中,已经开发了一些优良的方法来获得光学纯的3-硝基-2h-色烯衍生物包括oxa-michael-henry串联反应,动态动力学拆分以及rauhut-currier反应。然而,上述方法总是存在一些不可避免的缺陷,例如中等对映选择性,低回收率或需要修饰的特殊底物,因此发展有机小分子催化的3-硝基-2h-色烯衍生物的不对称合成新方法,及其抗菌活性研究在细菌感染性疾病的治疗中具有重要的意义。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的之一在于提供一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物;本发明的目的之二在于提供一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物的制备方法;发明的目的之三在于提供一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物的应用。

为实现上述发明目的,本发明提供如下技术方案:

1、一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物(i),化学结构通式如下:

式i中r1为h,6-甲氧基,7-甲氧基,6-溴,6-氯,6-氟,萘环,6,8-二叔丁基,7-二乙基氨基,6,8-二氯,6-甲基,5-氯,7-氯,8-氯,8-溴,8-氟,8-烯丙基或者6,8-二溴;r2为甲基或者乙基。

2、一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物的制备方法,其特征在于,所述制备方法如下:室温(25℃)条件下向封管中加入水杨醛衍生物(ii)、硝基甲烷、takemoto催化剂以及溶剂三氟甲苯,室温下搅拌60-72h,tlc检测反应情况;反应结束后用分离得到r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物,制备过程如图1所示。

优选的,所述r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物的对映选择性ee值是用高效液相色谱hplc仪通过与相应的外消旋体(iii)对照而测定;用手性ib,od-h,as-h,ad-h柱hplc分析。

优选的,所述外消旋体iii的制备方法如下:室温条件下向封管中加入水杨醛衍生物ii、硝基甲烷、催化剂以及溶剂三氟甲苯,室温下搅拌60-72h,tlc检测反应情况;反应结束后用硅胶柱分离得到外消旋体的化合物,所述催化剂由奎宁与奎宁丁,奎宁与奎宁丁的摩尔比为1:1。

优选的,所述水杨醛衍生物的结构通式如下:

式ii中r1,r2定义与权利要求1通式i中的定义相同。

优选的,所述分离采用硅胶柱层析分离法,洗脱剂为石油醚与乙酸乙酯的混合溶液,石油醚与乙酸乙酯的体积比为20:1。

3、一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物在制备手性抗菌剂方面的应用。

本发明的有益效果在于:一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物具有手性中心,属于r构型手性化合物;制备方法简单,采用“一锅法”有机催化的henry-michael-dehydration串联反应制得,不对称合成得到的有效单一构型产物与外消旋体抗菌活性比较,排除了另一种无效构型的影响,可以减少抗菌药物的用量,r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物具备优异的光学活性以及良好的杀菌性能,在制备手性抗菌剂药物方面具有极好的潜在应用价值。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图:

图1为一种具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物的制备过程。

具体实施方式

下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1:(r)-2-(3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-1的制备:

在室温下,向封管中加入3-(2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-1(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到15.0mg黄色油状液体,产率为27%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.23,制备得到(r)-2-(3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-1,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.85(s,1h),7.38(td,j=8.2,1.6hz,1h),7.29(dd,j=7.6,1.6hz,1h),7.04(td,j=7.5,1.1hz,1h),6.94(d,j=8.2hz,1h),6.04(dd,j=9.4,3.6hz,1h),4.18(qd,j=7.1,4.1hz,2h),2.85(dd,j=15.1,9.4hz,1h),2.71(dd,j=15.1,3.6hz,1h),1.26(d,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.99,152.92,140.92,134.57,130.59,129.48,123.09,117.94,117.74,69.93,61.31,38.01,14.27。

hrms(esi):c13h13nnao5[m+na]+计算出的精确分子量286.0686,实测值286.0686。

hplc(chiralpakib,正己烷/异丙醇=98/2,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=16.822min,tr(major)=21.915min,ee=91%。

实施例2:(r)-2-(6-甲氧基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-2的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-甲酰基-4-甲氧基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-2(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到31.5mg黄色油状液体,产率为27%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.3,制备得到化合物i-2,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.80(s,1h),6.95(dd,j=8.9,2.9hz,1h),6.89-6.84(m,1h),6.79(d,j=2.9hz,1h),5.98(dd,j=9.5,3.6hz,1h),4.23-4.13(m,2h),3.79(s,3h),2.83(dd,j=15.0,9.5hz,1h),2.66(dd,j=15.0,3.6hz,1h),1.26(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.02,155.26,146.71,141.60,129.40,120.94,118.59,113.88,69.83,61.25,55.99,37.56,14.27。

hrms(esi):c14h15nnao6[m+na]+计算出的精确分子量316.0792,实测值316.0804。

hplc(chiralpakas-h,正己烷/异丙醇=90/10,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=21.624min,tr(major)=23.680min,ee=93%。

实施例3:(r)-2-(7-甲氧基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-3的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-甲酰基-5-甲氧基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-3(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到14.3mg黄色油状液体,产率为12%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.25,制备得到化合物i-3,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.85(s,1h),7.20(d,j=8.5hz,1h),6.60(dd,j=8.5,2.4hz,1h),6.47(d,j=2.4hz,1h),6.04(dd,j=9.5,3.4hz,1h),4.20(dtq,j=10.8,6.8,3.7hz,2h),3.83(s,3h),2.84(dd,j=15.2,9.5hz,1h),2.70(dd,j=15.2,3.4hz,1h),1.28(t,j=7.2hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.11,165.40,155.04,131.89,129.95,111.06,110.34,102.71,70.27,61.26,55.88,38.01,14.32。

hrms(esi):c14h15nnao6[m+na]+计算出的精确分子量316.0792,实测值316.0791。hplc(chiralpakas-h,正己烷/异丙醇=85/15,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(major)=18.585min,tr(minor)=26.894min,ee=93%。

实施例4:(r)-2-(6-溴-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-4的制备

在室温下,向封管中加入3-(4-溴-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-4(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到27.2mg黄色油状液体,产率为20%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.26,制备得到化合物i-4,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.76(s,1h),7.50-7.38(m,2h),6.84(d,j=8.6hz,1h),6.03(dd,j=9.4,3.5hz,1h),4.18(qq,j=7.0,3.6hz,2h),2.90-2.64(m,2h),1.31-1.20(m,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.72,151.87,141.82,136.95,132.53,127.99,119.71,119.44,115.08,70.13,61.41,38.02,14.26。

hrms(esi):c13h12brnnao5[m+na]+计算出的精确分子量363.9791,实测值363.9794。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速0.7ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=29.699min,tr(major)=33.496min,ee=91%。

实施例5:(r)-2-(6-氯-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-5的制备

在室温下,向封管中加入3-(4-氯-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-5(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌65h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到20.5mg黄色油状液体,产率为17%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.24,制备得到化合物i-5,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.77(d,j=0.7hz,1h),7.32(dd,j=8.7,2.5hz,1h),7.28(d,j=2.5hz,1h),6.94-6.85(m,1h),6.03(dd,j=9.4,3.6hz,1h),4.18(qd,j=7.2,3.2hz,2h),2.84(dd,j=15.2,9.3hz,1h),2.71(dd,j=15.2,3.6hz,1h),1.26(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.73,151.35,141.91,134.06,129.58,128.11,128.06,119.19,119.06,70.14,61.41,37.99,14.27。

hrms(esi):c13h12clnnao5[m+na]+计算出的精确分子量320.0296,实测值320.0300。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=17.209min,tr(major)=19.420min,ee=91%。

实施例6:(r)-2-(6-氟-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-6的制备

在室温下,向封管中加入3-(4-氟-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-6(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌60h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到21.7mg黄色油状液体,产率为19%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.23,制备得到化合物i-6,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.78(s,1h),7.09(ddd,j=8.9,8.0,3.0hz,1h),7.01(dd,j=7.7,3.0hz,1h),6.94-6.88(m,1h),6.02(dd,j=9.4,3.6hz,1h),4.18(qd,j=7.1,3.0hz,2h),2.85(dd,j=15.1,9.4hz,1h),2.70(dd,j=15.2,3.6hz,1h),1.27(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.81,159.29,156.88,148.81,148.78,142.17,128.36,128.33,121.20,120.96,119.01,118.93,118.80,118.72,116.10,115.86,70.02,61.39,37.77,14.28。

hrms(esi):c13h12fnnao5[m+na]+计算出的精确分子量304.0592,实测值304.0586。

hplc(chiralpakod-h,正己烷/异丙醇=90/10,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(major)=10.190min,tr(minor)=12.227min,ee=90%.

实施例7:(r)-2-(2-硝基-3h-苯并色烯)乙酸乙酯i-7的制备

在室温下,向封管中加入3-(1-甲酰基-2-萘氧基)丙烯酸乙酯ii-7(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到11.7mg黄色油状液体,产率为10%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.32,制备得到化合物i-7,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=8.58(s,1h),8.01(d,j=8.4hz,1h),7.90(d,j=8.9hz,1h),7.82(d,j=8.1hz,1h),7.68-7.59(m,1h),7.47(ddd,j=8.1,7.0,1.0hz,1h),7.13(d,j=8.9hz,1h),6.20(dd,j=9.5,3.7hz,1h),4.18(qq,j=7.5,3.6hz,2h),2.93(dd,j=15.0,9.5hz,1h),2.73(dd,j=15.1,3.7hz,1h),1.26(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.96,153.02,138.65,135.72,130.99,129.84,129.24,128.82,125.85,125.39,121.30,118.08,111.25,70.07,61.32,37.47,14.28。

hrms(esi):c17h15nnao5[m+na]+计算出的精确分子量336.0842,实测值336.0831。

hplc(chiralpakas-h,正己烷/异丙醇=90/10,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(major)=15.212min,tr(minor)=17.598min,ee=81%。

实施例8:(r)-2-(6,8-二叔丁基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-8的制备

在室温下,向封管中加入3-(2,4-二叔丁基-6-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-8(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌70h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到23.8mg黄色油状液体,产率为16%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.62,制备得到化合物i-8,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.84(s,1h),7.44(s,1h),7.12(s,1h),6.21(dd,j=9.0,3.3hz,1h),4.12(q,j=7.1hz,2h),2.92(dd,j=16.0,9.0hz,1h),2.66(dd,j=16.1,3.3hz,1h),1.34(s,9h),1.30(s,9h),1.22(t,j=7.2hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.39,149.28,145.07,139.61,138.47,130.85,129.79,125.59,117.90,69.66,61.30,37.41,35.05,34.51,31.43,29.82,14.16。

hrms(esi):c21h29nnao5[m+na]+计算出的精确分子量398.1938,实测值398.1940。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=99/1,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(major)=16.504min,tr(minor)=21.014min,ee=93%。

实施例9:(r)-2-(7-二乙基氨基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-9的制备

在室温下,向封管中加入3-(5-(二乙基氨基)-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-9(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到14.9mg黄色油状液体,产率为11%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.61,制备得到化合物i-9,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.84(s,1h),7.08(d,j=8.8hz,1h),6.34(td,j=9.2,2.5hz,1h),6.14(d,j=2.3hz,1h),6.02(dd,j=9.7,3.3hz,1h),4.20(dt,j=12.8,7.0hz,3h),3.39(qd,j=7.3,2.9hz,4h),3.34-3.27(m,1h),2.86-2.78(m,1h),2.69(dd,j=15.2,3.3hz,1h),1.27(t,j=7.1hz,4h),1.20(t,j=7.1hz,6h),1.14(td,j=7.0,4.8hz,2h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.58,155.65,153.51,134.11,132.58,131.28,107.12,106.55,98.79,70.51,61.06,45.03,37.84,14.34,12.75。

hrms(esi):c17h23n2o5[m+h]+计算出的精确分子量335.1601,实测值335.1594。

hplc(chiralpakod-h,正己烷/异丙醇=90/10,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=15.923min,tr(major)=21.696min,ee=90%。

实施例10:(r)-2-(6,8二氯-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-10的制备

在室温下,向封管中加入3-(2,4-二氯-6-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-10(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到13.3mg黄色油状液体,产率为10%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.33,制备得到化合物i-10,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.76(s,1h),7.43(d,j=2.4hz,1h),7.21(d,j=2.4hz,1h),6.14(dd,j=9.1,4.0hz,1h),4.19(q,j=7.2hz,2h),2.87-2.72(m,2h),1.27(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.34,147.33142.63,133.94,128.03,127.98,127.51,124.09,120.16,70.96,61.64,38.24,14.27。

hrms(esi):c13h12cl2no5[m+h]+计算出的精确分子量332.0087,实测值332.0091。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=90/10,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=10.608min,tr(major)=13.873min,ee=84%。

实施例11:(r)-2-(6-甲基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-11的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-甲酰基-4-甲基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-11(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到32.8mg黄色油状液体,产率为30%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.33,制备得到化合物i-11,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.81(s,1h),7.18(d,j=6.8hz,1h),7.08(s,1h),6.84(d,j=8.3hz,1h),6.01(dd,j=9.5,3.5hz,1h),4.18(qd,j=7.2,4.2hz,2h),2.83(dd,j=15.1,9.5hz,1h),2.68(dd,j=15.1,3.5hz,1h),2.30(s,3h),1.26(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.06,150.77,140.98,135.38,132.64,130.63,129.63,117.78,117.50,69.88,61.27,37.83,20.53,14.28。

hrms(esi):c14h15nnao5[m+na]+计算出的精确分子量300.0842,实测值300.0835。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=90/10,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=10.261min,tr(major)=12.053min,ee=92%。

实施例12:(r)-2-(5-氯-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-12的制备

在室温下,向封管中加入3-(3-氯-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-12(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌36h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到7.9mg黄色油状液体,产率为13%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.33,制备得到化合物i-12,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.84(s,1h),7.44(d,j=9.5hz,1h),7.21(d,j=7.6hz,1h),7.00(t,j=7.8hz,1h),6.15(dd,j=9.3,3.9hz,1h),4.19(q,j=7.1hz,2h),2.89-2.71(m,2h),1.27(t,j=7.2hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.79,134.94,129.02,128.91,123.59,123.48,119.61,70.99,61.75,38.49,14.47。

hrms(esi):c13h13clno5[m+h]+计算出的精确分子量298.0477,实测值298.0483。

hplc(chiralpakas-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=11.115min,tr(major)=14.674min,ee=51%。

实施例13:(r)-2-(7-氯-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-13的制备

在室温下,向封管中加入3-(5-氯-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-13(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到20.0mg黄色油状液体,产率为17%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.35,制备得到化合物i-13,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.82(d,j=0.8hz,1h),7.23(d,j=8.2hz,1h),7.03(dd,j=8.2,2.0hz,1h),6.97(dd,j=1.9,0.8hz,1h),6.04(dd,j=9.3,3.5hz,1h),4.19(qd,j=7.2,2.4hz,2h),2.84(dd,j=15.3,9.3hz,1h),2.72(dd,j=15.3,3.5hz,1h),1.27(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.74,153.48,140.80,140.18,131.15,128.54,123.64,118.20,116.49,70.26,61.44,38.13,14.26。

hrms(esi):c13h12clnnao5[m+na]+计算出的精确分子量320.0296,实测值320.0299。

hplc(chiralpakas-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=19.618min,tr(major)=21.455min,ee=90%。

实施例14:(r)-2-(8-溴-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-14的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-溴-6-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-14(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到13.9mg黄色油状液体,产率为10%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.35,制备得到化合物i-14,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.83(s,1h),7.60(dd,j=8.0,1.5hz,1h),7.25(d,j=1.5hz,1h),6.94(t,j=7.8hz,1h),6.16(dd,j=9.4,3.8hz,1h),4.20(q,j=7.2hz,2h),2.84(dd,j=15.1,9.4hz,1h),2.75(dd,j=15.1,3.8hz,1h),1.29(t,j=7.2hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.56,149.71,141.69,137.73,129.59,128.75,123.92,119.31,111.94,70.92,61.59,38.26,14.32。

hrms(esi):c13h13brno5[m+h]+计算出的精确分子量341.9972,实测值341.9972.

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=33.686min,tr(major)=35.572min,ee=90%。

实施例15:(r)-2-(8-氟-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-15的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-氟-6-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-15(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到14.3mg黄色油状液体,产率为12%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.25,制备得到化合物i-15,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.86(d,j=1.6hz,1h),7.19(ddd,j=10.0,8.2,1.6hz,1h),7.10(dt,j=7.7,1.3hz,1h),6.99(td,j=8.0,4.4hz,1h),6.10(dd,j=9.3,3.8hz,1h),4.18(qd,j=7.2,4.8hz,2h),2.86(dd,j=15.0,9.2hz,1h),2.75(dd,j=15.0,3.8hz,1h),1.26(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.61,153.08,150.09,141.85,140.65,140.54,128.56,128.53,125.59,125.55,123.02,122.95,121.28,121.10,120.30,120.28,70.32,61.51,38.18,14.18。

hrms(esi):c13h12fnnao5[m+na]+计算出的精确分子量304.0592,实测值304.0601。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=15.008min,tr(major)=16.050min,ee=90%。

实施例16:(r)-2-(8-烯丙基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-16的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-烯丙基-6-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-16(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到35.3mg黄色油状液体,产率为29%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.37,制备得到化合物i-16,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.85(s,1h),7.27-7.23(m,1h),7.17(dd,j=7.6,1.6hz,1h),6.99(t,j=7.6hz,1h),6.10(dd,j=9.6,3.4hz,1h),5.90(ddt,j=16.8,10.2,6.6hz,1h),5.12-4.95(m,2h),4.18(qq,j=7.5,3.6hz,2h),3.31(d,j=6.5hz,2h),2.82(dd,j=15.2,9.6hz,1h),2.69(dd,j=15.2,3.4hz,1h),1.27(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.03,150.44,140.73,135.82,135.25,129.83,129.42,128.80,122.84,117.78,116.41,70.04,61.31,37.91,33.49,14.28。

hrms(esi):c16h17nnao5[m+na]+计算出的精确分子量326.0999,实测值326.0995。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(major)=9.031min,tr(minor)=10.168min,ee=93%。

实施例17:(r)-2-(6,8-溴-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-17的制备

在室温下,向封管中加入3-(2,4-二溴-6-甲酰基苯氧基)丙烯酸乙酯ii-17(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到16.8mg黄色油状液体,产率为10%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.31,制备得到化合物i-17,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.75(s,1h),7.72(d,j=2.2hz,1h),7.38(d,j=2.2hz,1h),6.15(dd,j=9.2,4.0hz,1h),4.19(dq,j=10.9,7.1hz,2h),2.88-2.71(m,2h),1.28(t,j=7.1hz,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=168.32,148.87,141.83,139.40,131.64,127.46,120.50,115.12,112.79,77.36,71.07,61.67,38.22,14.31。

hrms(esi):c13h12br2no5[m+h]+计算出的精确分子量419.9077,实测值419.9078。

hplc(chiralpakad-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=16.782min,tr(major)=20.492min,ee=84%。

实施例18:(r)-2-(3-硝基-2h-色烯)乙酸甲酯i-18的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-甲酰基苯氧基)丙烯酸甲酯ii-18(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到25.6mg黄色油状液体,产率为26%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.28,制备得到化合物i-18,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.86(d,j=0.7hz,1h),7.38(ddd,j=8.2,7.4,1.6hz,1h),7.30(dd,j=7.6,1.7hz,1h),7.04(td,j=7.5,1.1hz,1h),6.95(dt,j=8.2,1.0hz,1h),6.04(dd,j=9.5,3.5hz,1h),3.72(s,3h),2.87(dd,j=15.2,9.5hz,1h),2.72(dd,j=15.2,3.5hz,1h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.42,152.84,140.83,134.60,130.60,129.51,123.13,117.91,117.76,69.86,52.28,37.71。

hrms(esi):c12h11nnao5[m+na]+计算出的精确分子量272.0529,实测值272.0542。

hplc(chiralpakod-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=365nm,t=30℃):tr(minor)=15.872min,tr(major)=21.625min,ee=90%。

实施例19:(r)-2-(6-甲基-3-硝基-2h-色烯)乙酸甲酯i-19的制备

在室温下,向封管中加入3-(2-甲酰基-4-甲基苯氧基)丙烯酸甲酯ii-19(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到26.2mg黄色油状液体,产率为25%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.25,制备得到化合物i-19,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.81(d,j=0.7hz,1h),7.18(ddd,j=8.3,2.2,0.8hz,1h),7.12-7.06(m,1h),6.84(d,j=8.3hz,1h),6.01(dd,j=9.6,3.5hz,1h),3.72(s,3h),2.85(dd,j=15.2,9.6hz,1h),2.69(dd,j=15.2,3.5hz,1h),2.30(s,3h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.50,150.69,140.86,135.43,132.69,130.64,129.69,117.73,117.53,69.80,52.26,37.52,20.54。

hrms(esi):c13h13nnao5[m+na]+计算出的精确分子量286.0686,实测值286.0689。

hplc(chiralpakod-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(minor)=tr(major)=15.467min,16.699min,ee=93%。

实施例20:(r)-2-(6-溴-3-硝基-2h-色烯)乙酸甲酯i-20的制备

在室温下,向封管中加入3-(4-溴-2-甲酰基苯氧基)丙烯酸甲酯ii-20(0.2mmol,1.0equiv),硝基甲烷(1mmol,5equiv)和催化剂(0.01mmol,0.1equiv)以及phcf3(0.5ml)。反应混合物在室温下搅拌72h,tlc检测反应情况。反应完后通过硅胶柱层析纯化粗产物,用石油醚/乙酸乙酯(20:1)洗脱,得到28.5mg黄色油状液体,产率为22%。用石油醚/乙酸乙酯=10/1的混合溶液作为展开剂,rf=0.23,制备得到化合物i-20,其化学结构式如下:

1hnmr(400mhz,cdcl3):δ(ppm)=7.77(s,1h),7.49-7.41(m,2h),6.85(dd,j=8.7,0.7hz,1h),6.04(dd,j=9.4,3.5hz,1h),3.72(s,3h),2.86(dd,j=15.3,9.4hz,1h),2.72(dd,j=15.3,3.5hz,1h)。

13cnmr(100mhz,cdcl3):δ=169.18,151.80,141.72,137.00,132.55,128.07,119.67,119.49,115.14,70.05,52.38,37.72。

hrms(esi):c12h10brnnao5[m+na]+计算出的精确分子量349.9635,实测值349.9635。

hplc(chiralpakod-h,正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min,λ=254nm,t=30℃):tr(major)=20.177min,tr(minor)=23.544min,ee=90%。

对比实施例:对比产物外消旋体iii-1~iii-20的制备

制备方法参照实施例1,将其中的催化剂替换为奎宁和奎宁丁的混合物(奎宁:奎宁丁=1:1),分别催化相应的实施例1~20的反应物ii-1~ii-20得到外消旋体的产物iii-1~iii-20。

实施例1~20中具有抗菌活性的r-2-取代-3-硝基-2h-色烯衍生物的制备过程如图1所示。

体外抗菌试验方法:

实验菌株:金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureusatcc29213),枯草芽孢杆菌(bacillussubtilisatcc6633),蜡状芽孢杆菌(bacilluscereusatcc14579),表皮葡萄球菌(staphylococcusepidermidisatcc14990)均接种于西南大学药学院微生物实验室,大肠杆菌(escherichiacoliatcc11105)和沙门氏菌(salmonellaatcc14028)均购于重庆市药检所。

阳性对照药物:万古霉素盐酸盐、环丙沙星盐酸盐、盐酸土霉素、硫酸链霉素

培养基的配置:

lb液体培养基:取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10gnacl粉末溶于800ml超纯水中,充分搅拌溶解。再滴加3m的naoh调节ph至7.4。然后加去离子水到培养基中定容至1l。最后在121℃,1×105pa条件下湿热灭菌20min,置于4℃冰箱保存备用。

lb固体培养基:取10g胰蛋白胨、5g酵母提取物和10gnacl粉末溶于950ml超纯水中,充分搅拌溶解。用3m的naoh调节ph值到7.4,再加去离子水到培养基中定容至1l。然后再加入15g琼脂粉。最后在121℃,1×105pa条件下湿热灭菌20min,待冷却至50~60℃时,倒制平板,置于4℃冰箱保存备用。

细菌的培养:在超净台上用灭菌过的接种针挑取待测菌种金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、表皮葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌接种于已灭菌过的lb液体培养基中,在37℃恒温振荡器中培养过夜。培养之后用紫外分光光度计测量细菌溶液在600nm处的吸光度值,为使其在0.2~0.8之间,对细菌的浓度进行调整,最后确定为将培养好的细菌溶液用lb液体培养基稀释至105cfu/ml。

mic值的测定:将待测样品和阳性对照药物溶于dmso溶液中,配成浓度为2.56mg/ml的溶液。然后分别取20ul加到96孔板各行第一个孔内,然后再加180ul的lb液体培养基于96孔板各行第一个孔内,后面各行加100ul的lb液体培养基,混匀后,用微量移液枪依次对各列的a~f孔进行二倍稀释,获得一系列浓度为128~4μg/ml的样品溶液。然后将配置好的105cfu/ml浓度的菌悬液100ul接种于于a~g孔,h孔不加菌悬液,保持每孔的最终体积为200ul。然后将96孔板置于37℃恒温培养箱中,恒温培养24h。之后用酶标仪在600nm处测定各孔的吸光度,根据各孔的吸光度值来判断药物的mic值,如果f孔澄清,则该行中样品的浓度需要继续稀释按同法确定其准确的mic值。每个样品及阳性对照药物设置3组平行实验。

mbc值的测定:吸取在mic实验中具有最小mic值孔中的溶液10ul,稀释100倍,然后用接种环蘸取溶液涂抹于lb固体培养基上,并将琼脂平板在37℃恒温培养箱中培养24h。观察细菌的生长情况,没有细菌菌落的浓度被视为相应化合物的mbc值。

表1r-3-硝基-2h-色烯衍生物的抗菌活性

备注:(ambc/(μg/ml))

从表1可以看出,实施例中20个r-3-硝基-2h-色烯衍生物具有不同程度的抗菌活性。大多数3-硝基-2h-色烯类衍生物对抗革兰氏阳性菌的活性优于革兰氏阴性菌。与硫酸链霉素的活性相比,大多数r型产物对金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、表皮葡萄球菌以及沙门氏菌具有较高的抗菌活性。从实验结果来看,大多数r型产物的抗菌活性普遍优于其外消旋体(表1,i-1,i-2,i-3,i-7,i-9,i-12,i-14,i-15,i-17,i-18,i-19,i-20),但是部分外消旋产物的抗菌活性比r型产物好(表1,iii-4,iii-5,iii-6,iii-11,iii-13,iii-16)。其中,(r)-2-(6,8-二叔丁基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-8对所有菌株表现出较差的抗菌活性,这是由于叔丁基空间位阻较大,难于和靶点结合发挥抗菌作用。此外,r型二取代卤素产物比大多数r型单取代产物具有更高的抗菌活性(表1,i-10和i-17)。(r)-2-(6,8-二溴-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-17对金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌显示出最佳的杀菌活性,mbc值可达到4μg/ml。另外,该r-3-硝基-2h-色烯衍生物i-17也表现出对表皮葡萄球菌良好的抑制活性,其mbc值为8μg/ml。(r)-2-(6-甲氧基-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯化合物i-2,(r)-2-(6-氯-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-5,(r)-2-(6,8-二氯-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-10显示出一般的抑制活性,对沙门氏菌的mic值为16μg/ml。而对于r2基团的改变,r型产物的抗菌活性也有所不同(表4-1,i-19,i-20)。但所有3-硝基-2h-色烯衍生物对大肠杆菌都没有明显的抗菌活性。实验结果表明,手性中心的绝对构型和芳香环的取代基及其位置影响着3-硝基-2h-色烯产物的抗菌活性。在这些结果中,(r)-2-(6,8-二溴-3-硝基-2h-色烯)乙酸乙酯i-17表现出较好的体外抗菌活性,有成为手性抗菌剂的巨大潜力。

本发明得到的r构型手性产物的抗菌活性明显优于相应的外消旋化合物。通过不对称合成得到的有效单一构型产物与外消旋体抗菌活性比较,排除了另一种无效构型的影响,可以减少抗菌药物的用量。证明此方法合成的手性抗菌化合物可以为抗菌药物的研究提供一种新思路,该不对称串联反应策略的进一步开发改进具有实际的应用价值。

最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

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