一类甲硝唑衍生物尿素酶抑制剂及其合成和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一类甲硝唑衍生物尿素酶抑制剂的制法以及它们在制备抗胃炎、胃溃 疡药物中的应用。 技术背景
[0002] 幽门螺旋杆菌(Helicobacterpylori)会引发胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡、胃萎 缩、肠上皮化生、胃癌、胃淋巴瘤等多种疾病。1994年世界卫生组织和国际癌症研究中心将 H.pylori列为第一类致癌因子。据统计，世界人口大约有一半感染了H.pylori，在发展中国 家中感染率高达80-90%。我国的感染率为60%左右。胃炎患者的H.pylori检出率为80-90%，消化性溃疡患者更高，达95%以上。超过90%的十二指肠溃疡和80%左右的胃溃疡是 H.pylori所致。根除H.pylori是治疗上述疾病以及防止复发的前提。目前根除H.pylori最 常用的是三联法:一种质子栗抑制剂(奥美拉唑或兰索拉唑)和两种抗生素(阿莫西林、氧氟 沙星或甲硝唑）。但是，奥美拉唑有明显的副作用：除会引起腹痛、呕吐、胀气等副作用外，还 会引起肝重量增大等;还有诱发胃类癌、引起肾衰等危险。此外H.pylori对所用的抗生素容 易产生耐药性，因此，这一方法的有效率正逐年下降。众所周知，胃内是一个强酸环境，幽门 螺旋杆菌能在胃内存活的最主要原因是它的尿素酶活性。尿素酶水解尿素释放出来的氨能 提高pH值，并且最新研究显示，受体结构中尿素分子是幽门螺旋杆菌感知和避免胃酸环境 的关键因素。因此尿素酶的作用为H.pylori营造了一个适宜的微环境。其他一些病菌，如普 通变形杆菌（Proteusvulgaris)、奇异变形杆菌（Proteusmirabilis)、解脲脲原体 (Ureaplasmaurealyticum)等，当它们感染尿路系统后，因为尿素酶的作用引起尿的pH升 高，导致磷酸铵镁等物质的沉淀，进而发展成尿路结石。具有尿素酶活性的病原菌要么靠尿 素酶水解尿素产生氨为自身的生命活动提供氮源，要么利用氨的碱性为其生存提供一个适 宜的微环境。故阻断了尿素酶活性，就能有效的杀灭这类病菌。因此，尿素酶抑制剂必将成 为治疗这类疾病的一线药物。但现有的尿素酶抑制剂存在一些不足，比如乙酰氧肟酸由于 活性低，用量大，导致了一些副作用，而高活性的磷酸二酰胺类尿素酶抑制剂在酸性环境中 不稳定，阻碍了其在临床上的应用。因此新型高效低毒尿素酶抑制剂的筛选是开发这类药 物的关键。
[0003]利用计算机模拟技术，基于骨架迀越原理，设计并合成了具有I所示结构的新型尿 素酶抑制剂。试验表明，有些化合物对尿素酶表现出了优良的抑制活性。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于设计并合成一系列甲硝唑衍生物尿素酶抑制剂（I)，在深入研 究构效关系的基础上，发现了活性更高、毒副作用更低的新型尿素酶抑制剂，并提供甲硝唑 衍生物系列化合物的制法。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007]-类甲硝唑衍生物系列化合物(I)，它们具有如下结构通式：
[0008]
[0009] 式I中X和Y的定义如下：
[0010] X= 0、NH、SY=SH、0H、NH2。 f
[0011] -种制备上述甲硝唑衍生物系列化合物(I)的方法，其特征是它包括下列步骤：
[0012] 将甲硝唑-2'-XH(II)与三乙胺溶于THF，每克II用THF6~12mL，在冰浴下滴入氯 乙酰氯，物质的量之比：I:氯乙酰氯:三乙胺=1: (1.5~2): (2~6)，室温反应5~24h，蒸去THF，加入5~10倍HY，室温搅拌0.5~2h，加入2~5倍于反应液体积的蒸馏水，用AcOEt萃取， 无水MgS〇4干燥，蒸去溶剂，用硅胶柱纯化，洗脱剂体积比:AcOEt:石油醚=1: 2~1:10，得到 甲硝唑衍生物（I);
[0013]
[0014]其中所述的X和Y的定义与上述式(I)中的定义相同。
[0015]本发明所述的甲硝唑衍生物系列化合物对尿素酶有较好的抑制活性，其中有些比 阳性对照乙酰氧肟酸的活性更好。因此可以用于制备抗胃炎、胃溃疡或抗尿路结石的药物。
【具体实施方式】
[0016]通过以下实施例进一步详细说明本发明，但应注意本发明的范围并不受这些实施 例的任何限制。
[0017] 实施例1:2 ' _(羟基乙酰氧基）甲硝唑（1)的制备
[0018]将34.2g甲硝唑、23mL氯乙酰氯、5mL三乙胺和50mL无水THF，室温反应12h，蒸干 THF，加入30mL蒸馏水，室温反应lh，用AcOEt萃取，无水MgS〇4干燥，蒸去溶剂，硅胶柱层析纯 化，洗脱剂体积比：AcOEt:石油醚=1:4,得白色固体2'-(羟基乙酰氧基）甲硝唑20g，产率 44%，熔点：114~116°C;E頂Sm/z:228[M+]JHNMR(400MHz，DMS0，S):7.81(s，lH)，4.44~ 4.56(m，6H)，3.65(s，lH)，2.51(s，3H)〇
[0019] 实施例2:
[0020] 按实施例1相似的方法，用不同的取代形式的苯甲醛为原料，合成了表1所列的甲 硝唑衍生物系列化合物1~27。
[0021 ]表1通式I中甲硝唑衍生物系列化合物的X、Y基团
[0022]
[0024] 注:初始原料均购自于aldrich公司
[0025]实施例3:化合物的抑酶活性
[0026] 往96孔板中加入25yLJackbean(刀豆)尿素酶(4U)和25yL(lmM)被测化合物的溶 液，在37°C下培育2h，然后加入含有100mM尿素和100mM的磷酸缓冲液55yL，在30°C下培育 15min，加入45yL酚试剂（含苯酚1%与含硝普钠0.005%的混合溶液）和7(^1^碱试剂（含 NaOHO. 5 %与0.1 %活性氯的NaOCl的混合溶液），在室温下放置50min后，用酶标仪测定 620nm下的0D值，百分抑制率按下式计算：
[0027]
[0028]所有的试验都在pH为7.8的溶液中进行（0.01Μ的K2HPO4，1 mM的EDTA，0.01Μ的 LiCl)，活性的高低以半抑制率IC5Q来表示，IC5Q越小，此化合物的活性越高，结果见表2。
[0029]结果表明：本发明所述的部分甲硝唑衍生物系列化合物对尿素酶有较好的抑制活 性，一些比阳性对照乙酰氧肟酸的活性更高。
[0030]表2甲硝唑衍生物系列化合物刀豆尿素酶的抑制作用（IC50)
[0031]
[0033] 结果表明，化合物12、13、17、20、22、23、26对刀豆尿素酶有显著的抑制作用，且抑 制作用较乙酰氧肟酸更高，活性最好的达到乙酰氧肟酸的170倍。
[0034]本发明的上述实施例表明：在合成的甲硝唑衍生物系列化合物中，一部分的尿素 酶抑制作用高于阳性对照物乙酰氧肟酸，对大鼠的急毒实验表明，化合物12、17、20的剂量 达到5g/kg(此剂量为药典规定的无毒剂量)时，没有发现大鼠有中毒迹象，因此在正常剂量 下，它们作为药物应用是安全的。
[0035]化合物1~27的熔点、质谱及氢谱数据：
[0036] 2'-(羟基乙酰氧基）甲硝唑（1):
[0037]Mp114~116°C;EmS111/^:228^+1?NMR(400MHz，DMS0，S):7.81(s，lH)，4.44~ 4.56(m，6H)，3.65(s，lH)，2.51(s，3H)〇
[0038] 2'-(氨基乙酰氧基）甲硝唑(2):
[0039]Mp121~122°C;EmS111/^:227^+1?NMR(400MHz，DMS0，S):7.81(s，lH)，4.44~ 4.56(m，4H)，4.26(s，2H)，3.65(s，lH)，2.51(s，3H)，1.53(s，2H)。
[0040] 2'-(巯基乙酰氧基）甲硝唑（3):
[0041]Mp132~134°C;EmS111/^:244^+1?NMR(400MHz，DMS0，S):7.81(s，lH)，4.44~ 4.56(m，4H)，3.52(s，2H)，2.51(s，3H)，1.49~1.53(s，lH)。
[0042] 2'-(羟基乙酰胺基）甲硝唑(4):
[0043]Mp165~167°C;EMS111/^:227^+1?匪R(400MHz，DMS0，S):8.03(s，lH)，7.81 (s，lH)，4.56(m，2H)，4.42(s，2H)，3.65~3.68(m，3H)，2.51(s，3H)。
[0044] 2'-(氨基乙酰胺基）甲硝唑（5):
[0045] Mp168~169°C;EMS 匪R(400MHz，DMS0，S):8.03(s，lH)，7.81 (s，lH)，4.56(m，2H)，3.68~3.80(m，3H)，2.51(s，3H)，1.53(s，2H)。
[0046] 2'-(巯基乙酰胺基）甲硝唑(6):
[0047] Mp 124~126°C;EmS 匪R(400MHz，DMS0，S):8.03(s，lH)，7.81 (s，lH)，4.56(m，2H)，3.68(m，2H)，3.45(s，2H)，2.51(s，3H)，1.49~1.53(