一种含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物、其制备方法及用途与流程

本发明涉及含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物、其制备方法及用途，属于药物化学领域

背景技术：

自1962年奈啶酸(jmedpharmchem1962，5：1063-1065)问世以来，经过40多年的发展，喹诺酮类药物已发展成为仅次于头孢菌素的抗菌药物，有近20个品种广泛应用于临床。

非那沙星(finafloxacin)为ph激活氟喹诺酮，由拜耳公司创制，许可给merlion制药公司和爱尔康公司开发。merlion制药公司开发非那沙星用于治疗酸性环境相关的严重细菌性感染，包括：泌尿道感染(urinarytractinfections,utis)和幽门螺杆菌感染。在微酸性环境(ph5.0～6.0)，非那沙星具有最佳疗效，而其它氟喹诺酮在此环境下失去活性。非那沙星高度选择作用于细菌ⅱ型拓扑异构酶，包括：dna螺旋酶和dna拓扑异构酶ⅳ。外用非那沙星混悬滴耳液由爱尔康公司(现为诺华公司的一个部门)开发，于2014年12月17日在美国获得fda批准用于治疗由铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌敏感菌引起的急性外耳炎(个体年龄≥1岁)，2015年1月，诺华公司报道，不打算商业化非那沙星混悬滴耳液。2016年3月，非那沙星混悬滴耳液在加拿大也获得批准，商品名：xtoro。非那沙星口服剂和静脉注射剂用于治疗复杂uti和肾盂肾炎的ⅱ期临床试验在德国和波兰进行，非那沙星口服剂用于治疗非复杂性uti临床试验在德国和新加坡进行。非那沙星口服剂作为联合用药方案中的一部分治疗幽门螺杆菌感染的ⅱ期临床试验在德国进行。ⅰ期临床试验已在瑞士、英国和美国完成，重点研究了非那沙星的安全性、药代动力学和在尿液、肺组织中的杀菌活性。

温度敏感型原位凝胶是一种高分子聚合物材料，其在贮存期间呈液态，一定条件下滴入眼内后形成半固体状态的凝胶，适合作为眼部给药系统的载体，使药物在眼部的滞留时间延长，延缓药物释放，提高生物利用度。但作为凝胶基质的泊洛沙姆用量较多，一般为10-40％(重量百分比)，如果减少泊洛沙姆用量时，胶凝温度上升且不能胶凝成型；并且经过泪液稀释后失去胶凝能力，同时会因为温度较低对敏感组织刺激使人体产生不适。

因此，需要开发一种能够减少泊洛沙姆用量的具有优异抗菌活性的含硅氧烷的氟喹诺酮化合物并用于温敏型原位凝胶中。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种下面通式i的制备含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物：其中r为c1-c8的烷氧基。所述烷氧基为：甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基；

本发明的第二目的在于提供一种下面通式i含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物的制备方法；

本发明的第三目的在于含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物在制备抗菌药物中的应用；

本发明的第四目的在于提供一种温度敏感型原位凝胶组合物及其制备方法。

本发明中，更优选的化合物i可为如下任一结构：

本发明还提供了上述式i化合物的合成方法，包括如下步骤：

1)称取一定量化合物1，碳酸钾与氯三烷氧基硅烷2，以乙腈作为溶剂，80℃油浴加热，搅拌回流反应12h；向反应体系加入适量去离子水溶解，用ch2cl2萃取，合并有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸，用ch2cl2/ch3oh进行柱层析纯化，得白色油状物，为化合物ii；

2)称取一定量化合物ii，溶于甲醇中，加入碳酸氢钠，滴加化合物4所示化合物溶于二氯甲烷的溶液，升温回流4h，降温，加50ml水，分出有机相；将有机相蒸干，得到化合物i，

反应合成路线如下：

其中，化合物1可以采用任何公知的方法获得，例如，可参考：“非那沙星合成图解”，李强等，worldnotesonantibiotics，第36卷第5期，第228-231页，2015年；化合物4可参考：“非那沙星合成图解”，李强等，worldnotesonantibiotics，第36卷第5期，第228-231页，2015年；cn101522662a,公开日：2009年09月02日。

本发明还提供了以上述式i结构的化合物为有效成分的抗菌组合物，可将该化合物与可药用的辅料如赋形剂、稀释剂等混合制成片剂、胶囊、颗粒剂、散剂或凝胶等剂型。

上述抗菌组合物即药物制剂可通过常规方法制备。所述的辅料可包括赋形剂如乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露糖醇和山梨糖醇；玉米淀粉、土豆淀粉、糊精和羧甲基淀粉；结晶纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钠；阿拉伯胶；右旋糖酐；偏硅酸镁铝；磷酸钙；碳酸钙；粘合剂如明胶、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇；崩解剂如羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮；润滑剂如滑石粉、硬脂酸钙、硬脂酸镁、鲸蜡、硼酸、苯甲酸钠、亮氨酸；稳定剂如对羟基本甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯等；矫味剂如常用的甜味剂、酸味剂和香料等，稀释剂和注射液用溶剂如水、乙醇和甘油等；温敏凝胶基质如泊洛沙姆407和泊洛沙姆188等。

进一步优选为制备成温度敏感型原位凝胶组合物。

所述温度敏感型原位凝胶组合物，包括以重量百分比计的以下原料：权利要求1-2任一项所述的含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物0.1～1％、温敏凝胶基质0.1％～5％、渗透促进剂0.1-5％、ph调节剂0.1-5％、其余为水；所述温敏凝胶基质为泊洛沙姆；所述渗透促进剂为聚乙二醇；所述ph调节剂为氢氧化钠。

与现有技术相比，本发明的含硅氧烷基的氟喹诺酮化合物是一类结构新颖的喹诺酮类化合物，并且具有高效的抗菌活性，合成方法操作简单易合成，得到化合物能制成温度敏感型原位凝胶组合物，其组成物中泊洛沙姆用量大大减少，胶凝温度上升时，能够形成凝胶；在与模拟泪液稀释后胶凝能力并未明显减弱，凝胶温度接近人体体表温度，对敏感组织无刺激。

附图说明

图1为通式i化合物；

图2为化合物i1的核磁图谱；

图3为化合物i2的核磁图谱；

图4为化合物i3的核磁图谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但不限定本发明的保护范围。

实施例1：ii1的合成

称取一定量0.05mol化合物1，3.2g碳酸钾与0.045mol氯三甲氧基硅烷，500ml乙腈作为溶剂，80℃油浴加热，搅拌回流反应12h；向反应体系加入适量去离子水溶解，用ch2cl2萃取，合并有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸，用ch2cl2/ch3oh进行柱层析纯化，得白色油状物3.65g，收率32.7％；esi-hrms(m/z)[m+h]⁺:c9h20n2o4si:249.12。

实施例2：化合物i1

称取0.01mol化合物ii1，溶于250ml甲醇中，加入1g碳酸氢钠，滴加入含有0.01mol化合物4的200ml二氯甲烷溶液，升温回流4h，降温，加50ml水，分出有机相；将有机相蒸干，得到白色固体1.48g，收率27.14％；esi-hrms(m/z)[m+h]⁺:c24h27fn4o8si:547.18；¹hnmr(500mhz,chloroform)δ8.34(s,1h),8.14(s,1h),4.24(s,1h),3.94(s,1h),3.72–3.47(m,11h),3.33(dd,j＝20.4,5.4hz,4h),3.08(d,j＝25.0hz,2h),2.92(s,2h),1.39–1.20(m,2h),1.11–0.84(m,2h)。

实施例3：ii2的合成

称取0.05mol化合物1，3.3g碳酸钾与0.045mol氯三乙氧基硅烷，500乙腈作为溶剂，80℃油浴加热，搅拌回流反应12h；向反应体系加入适量去离子水溶解，用ch2cl2萃取，合并有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸，用ch2cl2/ch3oh进行柱层析纯化，得白色油状物4.12g，收率31.57％；esi-hrms(m/z)[m+h]⁺:c12h26n2o4si:291.17。

实施例4：化合物i2的合成

称取0.01mol化合物ii2，溶于250ml甲醇中，加入1g碳酸氢钠，滴加入含有0.01mol化合物4的200ml二氯甲烷溶液，升温回流4h，降温，加50ml水，分出有机相；将有机相蒸干，得到白色固体1.06g，收率18.05％；esi-hrms(m/z)[m+h]⁺:c27h33fn4o8si:589.21；¹hnmr(500mhz,chloroform)δ8.33(s,1h),8.12(s,1h),4.22(s,1h),4.00–3.78(m,6h),3.64(d,j＝3.3hz,2h),3.52(d,j＝19.7hz,2h),3.41–3.22(m,3h),3.08(d,j＝25.0hz,2h),2.92(s,2h),1.44–1.17(m,11h),1.09–0.79(m,2h)。

实施例5：ii3的合成

称取0.05mol化合物1，3.2g碳酸钾与0.045mol氯三丙氧基硅烷，500乙腈作为溶剂，80℃油浴加热，搅拌回流反应12h；向反应体系加入适量去离子水溶解，用ch2cl2萃取，合并有机相并用无水硫酸镁干燥，过滤，旋蒸，用ch2cl2/ch3oh进行柱层析纯化，得白色油状物3.15g,收率21.08％；esi-hrms(m/z)[m+na]⁺:c15h32n2o4si:332.21。

实施例6：化合物i3的合成

称取0.01mol化合物ii2，溶于250ml甲醇中，加入1g碳酸氢钠，滴加入含有0.01mol化合物4的200ml二氯甲烷溶液，升温回流4h，降温，加50ml水，分出有机相；将有机相蒸干，得到白色油状物1.17g，收率18.59％；esi-hrms(m/z)[m+h]⁺:c30h39fn4o8si:631.25；¹hnmr(500mhz,chloroform)δ8.39(s,1h),8.12(s,1h),4.20(s,1h),4.09(s,1h),3.82–3.78(m,7h),3.64(s,1h),3.54(s,1h),3.49–3.29(m,4h),3.13–3.04(m,4h),2.92(s,1h),1.71–1.67(m,2h),1.31–1.27(m,2h),1.08–1.02(m,13h)。

实施例7：化合物mic测定

1.实验方法：采用nccl的标准平板二倍稀释法对化合物进行最小抑菌浓度(mic)测定，判断化合物的抗菌活性及选择性。

2.测试样品：对照药非那沙星；试验样品i1-3。

3.测试菌株：

枯草芽孢杆菌168(b.subtilis168)

金黄色葡萄球菌usa300(s.aureususa300)

大肠杆菌dh5a(e.colidh5a)

铜绿假单胞菌pao1(p.aerμginosapao1)

鲍曼不动杆菌atcc19606(a.baumanniiatcc19606)

4.实验步骤：

测试菌接种在普通营养肉汤中(10ml/管)，将上述接种菌置于摄氏37℃孵育18h，次日稀释成10⁶/cuf作为实验用菌浓度。在灭菌的96孔板中加入lb培养液(每孔100μl)。设3孔为健康细菌对照，3孔为空白对照，3孔为加入0.4ml的dmso的溶剂对照，在剩余的孔中从低浓度到高浓度依次加入浓度为50mm溶于dmso的化合物溶液(重复3孔)；使各孔中化合物的浓度分别为(0.39，0.78，1.56，3.13，6.25，12.5，25，50，100，200)μmol/l；然后在每孔中加入当日在lb培养液新鲜生长，吸光度为0.6-1.0之间的菌液5μl。微孔板加盖并用胶纸密封，使用平板读取器(bmglabtechfluostaroptima)于37℃孵育18h，并使96孔板在7mm距离上下震荡，每10分钟静止并在600nm读取吸光度，并计算最小抑菌浓度(mic/μmol/l)。

5.测试结果见下表1：

表1.本发明的新化合物i1-3的mic(μmol/l)

6.结果与讨论

所测大部分化合物对所测的5种菌株均有较好的抗菌活性：

(1)化合物i1-3对耐药菌s.aureususa300具有较好的抑菌作用。i1与i3的抗菌活性强于非那沙星3倍；

(2)化合物i1-3对耐药菌p.aerμginosapao1具有较好的抑菌作用，i3的抗菌活性与非那沙星相似。

综上所述，上述方法制备的本发明式i结构的化合物具有抗菌作用，可用于制备抗菌药物。

实施例8温敏型原位凝胶组合物

1.制备方法：

化合物i1温度敏感型原位凝胶组合物，包括以重量百分比计的以下原料：化合物为i1为1％、泊洛沙姆407为4％、聚乙二醇1％，naoh为5％，其余为水。

对比实验：

非那沙星温度敏感型原位凝胶组合物，包括以重量百分比计的以下原料：非那沙星为1％、泊洛沙姆407为4％、聚乙二醇1％，naoh为5％，其余为水。

2.本发明凝胶相关温度及其粘度的测定：

采用试管倒置法和磁力搅拌法测定胶凝温度。将盛有5ml溶液的西林瓶放入4℃冰箱里，一段时间后取出，放入磁力搅拌子，插入精密度为0.1℃的温度计，注意使水银球完全浸没在凝胶溶液中，使水浴液面高于西林瓶中凝胶溶液。开启磁力搅拌器，从4℃开始升温，保持升温速率约1℃/1-2min。待搅拌子不再转动且180°倒置西林瓶10s内不流动的温度即为该溶液的胶凝温度。每个样品溶液测定3次，取平均值。与模拟泪液(stf)按40∶7比例稀释混合后同上法测定胶凝温度。

粘度：参照黏度测定法(中国药典2015年版第四部通则0633第三法)进行测定。结果见下表2。

表2.本发明凝胶的胶凝温度(n＝3)及其粘度

而对比实验中的非那沙星温度敏感型原位凝胶组合物，未能观察到凝胶现象。

从上述实验可以发现本发明的硅氧烷氟喹诺酮化合物能制成温度敏感型原位凝胶组合物，其组合物中泊洛沙姆用量大大减少，但胶凝能力并减弱，在与模拟泪液稀释后胶凝能力并未明显减弱；减少了对敏感组织的刺激。原因分析：可能在此过程中硅氧烷发生了水解形成聚硅氧烷，与泊洛沙姆相互作用形成凝胶。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。