苯并呋喃-7-烷基胺类化合物及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种苯并呋喃-7-烷基胺类化合物及其制备方法和用途，属于药物化 学和药物治疗学领域。
【背景技术】
[0002] 金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,SA)是世界范围内导致医疗保健相关 感染最常见的病原体，从发现至今，SA的感染几乎遍及全球。作为革兰氏阳性菌的代表，它 是引起人类化脓感染中最常见的病原菌，可直接导致局部化脓感染、肺炎、伪膜性肠炎、心 包炎、脑膜炎、败血症、脓毒症等全身感染。SA的感染可分医院获得性感染和社区获得性感 染，后者的发现更增加了这种致病菌潜在的生物危害性和引起感染爆发的可能性。目前不 仅发现了耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（Methici 11 in-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)，还出现了极高耐药性(XDR)和完全耐药性(TDR)的MRSA;甚至出现了万古霉 素中度耐药的金黄色葡萄球菌（Vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus, VISA)、糖肽类抗生素中度耐药的金黄色葡萄球菌（Glycopeptide-intermediate Staphylococcus aureus，GISA)和万古霉素耐药金黄色葡萄球菌（Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus JRSAhMRSA自1961年进化出来后以惊人的速度在世界范围蔓延， 已经跨越两大洲。2011年，美国有超过8万人患MRSA感染，11285人死于相关疾病(National Action Plan For Combating Antibiotic-Resistant Bacteria,2015，US)。有报道将MRSA 感染、艾滋病和乙型肝炎被列为世界三大感染性疾病，严重威胁着人类的健康，已经引起全 球医学界的高度重视。
[0003] 在MRSA面前，人类一直保留有目前认为最有效的"杀手锎"，也就是一种名为"万古 霉素"的抗生素。万古霉素的副作用很强，有严重致聋性及肾毒性，在临床上很少使用。但现 在，当其他抗生素对病原菌都无效时，万古霉素被重新启用。然而，2002年在美国出现了对 万古霉素高度耐药的金黄色葡萄球菌(VRSA)，它的出现使金黄色葡萄球菌的感染再次成为 非常棘手的临床问题。
[0004] 随着生命科学及医学的发展，人们发现病原菌包括金黄色葡萄球菌具有致病性是 因为它们通过产生各种各样的毒力因子(Virulence factor)以帮助细菌的定植、粘附、细 胞毒性、免疫逃避等从而使得细菌成功地实施了感染。目前，临床上使用的抗生素的作用机 制并不是针对细菌致病性的环节，而是通过直接抑制病原菌最基本的生命活动来抑制细菌 的生长或者直接杀死细菌，由此引发的细菌对抗生素耐药性已经成为抗生素临床应用的瓶 颈问题。正是由于各种耐药细菌的出现和蔓延，抗细菌毒力的药物（Anti-virulence drugs)正在成为新型抗细菌感染药物研究所关注的热点。目前抗细菌毒力的药物主要通过 5种途径发挥作用：（1)遏制目标菌的毒素表达；（2)阻断细菌之间的群体感应；（3)抑制毒素 分泌和传递；（4)阻断细菌黏附的各个环节；（5)抑制细菌免疫逃避。任何一种具有上述5种 效果之一的药物都可以降低细菌的致病性，有效地预防和治疗多种感染疾病。
[0005] 需要强调的是，由于抗细菌毒力的药物并不直接影响菌体的存亡，而是消减细菌 的致病性或解除其武装，帮助人体的免疫系统有效地清除细菌，药物对细菌的选择性压力 较小。科学家们预测它能有效降低细菌耐药性的产生、传播和流行，而且对人体的正常菌群 (Normal flora)具有较少的影响，可以与其它传统抗生素协同使用，弥补现行传统抗生素 的不足之处。另一方面，抗细菌毒力的药物对已经产生耐药的菌株可能有效，因为无论对抗 生素耐药的菌株还是敏感菌株而言，它们在致病性的分子机理方面，一般来说是类似的。
[0006] 2005年，美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)Victor Nizet教授发现金黄色葡萄球 菌的金黄色色素(Staphyloxanthin)具有帮助金黄色葡萄球菌逃避人体先天免疫系统产生 的活性氧的杀害能力，是决定细菌致病能力的一个关键因子。美国伊利诺大学香槟校区 Eric Oldfield教授等成功发现一个已知的胆固醇合成抑制剂BPH-652能抑制金黄色葡萄 球菌内金黄色色素的形成，从而消减金黄色葡萄球菌在小鼠体内的致病能力。也有一些研 究报道，金黄色色素可以增加细菌对油酸的抵抗能力，在小鼠皮下感染模型实验中，不能产 生色素的突变株引发的脓肿区域较野生型菌株明显减少，暗示色素能够通过提高细菌抗氧 化的能力从而增加细菌的毒力。因而，金黄色色素是决定金黄色葡萄球菌致病能力的一个 关键因子。这些已有的研究初步证实抑制金黄色葡萄球菌的毒力因子金黄色色素合成是新 的、有效的的抗菌药物策略。
[0007] 中国是世界上滥用抗生素最为严重的国家之一，由此造成的细菌耐药性问题尤为 突出，临床分离的一些细菌对某些抗生素的耐药性已居世界首位。面对严峻的细菌抗生素 耐药性，我们亟需发现新型的抗菌药物作用靶点和新型的抗细菌感染药物。因此，研究开发 抗金黄色色素合成的抗菌药物具有重要的现实意义和科学价值。
【发明内容】
[0008] 本发明的发明人设计、并合成了一种具有全新结构的苯并呋喃-7-烷基胺类化合 物。经测试表明：本发明的大部分化合物对金黄色色素合成有强效的抑制活性（以金黄色色 素合成过程中关键的酶CrtN为作用靶标），其中某些化合物对耐药菌（S. aureus USA400MW2，USA300LAC，Mu50)色素抑制活性极强，在体外显著地增强过氧化氢杀伤和增强 人血液杀伤。在体内对于敏感菌株(S.aureus Newman)和两株耐药菌株(S.aureus USA400 MW2，Mu50)感染的动物模型中，可显著降低细菌在小鼠内脏（肾，心和肝）中定植，为今后进 一步设计开发新型抗细菌感染药物奠定了结构基础。
[0009] 本发明一个目的在于，提供一种结构新颖的苯并呋喃-7-烷基胺类化合物。
[0010] 本发明所述的苯并呋喃-7-烷基胺类化合物，为式I所示化合物、或其在药学上可 接受的盐，
[0011]
[0012] 式I中，R1为氢（H)或&~(：3直链或支链烷基，R2为&~〇5脂烃基或取代的&~C 6脂烃 基，η为1~3的整数；
[0013] 其中，所述取代的Cl~C6脂烃基的取代基选自：3~6元的环烃基或含氧(0)杂环基， 取代的3~6元的环烃基或萘基中一种；
[0014] 所述取代的3~6元的环烃基的取代基选自：(^~〇4直链或支链烷基，含氟的&~(：3 直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，卤素(F、C1、Br或I，下同），苯基，硝基(N02)或 (R3为&~(：3直链或支链烷基）中一种或二种，取代基个数为1或2。
[0015] 本发明另一个目的在于，揭示了上述苯并呋喃-7-烷基胺类化合物(式I所示化合 物、或其在药学上可接受的盐）的一种用途，即式I所示化合物或其在药学上可接受的盐在 制备金黄色葡萄球菌金黄色色素合成抑制剂类抗菌药物中的应用。或，
[0016]式I所示化合物、或其在药学上可接受的盐在制备金黄色色素合成过程中的关键 酶Cr tN的抑制剂中的应用。
【附图说明】
[0017] 图1.为本发明化合物Ia-6抑制金黄色色素合成的最终相片；
[0018] 其中，从左至右Ia-6的浓度依次为50μΜ，10μΜ，5μΜ，2·5μΜ，1·25μΜ，0·625μΜ， 0.3125μΜ，0μΜ。
[0019]图2.为本发明化合物Ic-1抑制金黄色色素合成的最终相片；
[0020]其中，从左至右le-ι的浓度依次为50μΜ，10μΜ，5μΜ，2·5μΜ，1·25μΜ，0·625μΜ， 0.3125μΜ，0μΜ。
[0021 ] 图3.为化合物Ia-6对耐药菌USA400MW2(A)、USA300LAC(B)和Mu50(C)金黄色色素 合成的抑制活性数据（IC5Q，nM);
[0022] 图4.为化合物Ia-6对增强Ne碰an(A，survival 36.2%vs 1.2%)，USA400MW2(B, survival 11.7%vs 0.6%), USA300LAC(C, survival 14.2%vs 0.7%)和 Mu50(D, survival 25.3%vs 4.3%)过氧化氢杀伤实验结果。
[0023] 图5.为化合物Ia-6对增强Ne碰an(A,survival 26.7%vs 0.8%)，USA400MW2(B, survival 10.2%vs 1.3%), USA300LAC(C, survival 12.1%vs 1.2%)和 Mu50(D, survival 16.1 %vs 3.0%)人血液杀伤实验结果。
[0024] 图6.为本发明化合物Ia-6降低金黄色葡萄球菌Newman在小鼠肾脏和心脏内的存 活率结果。
[0025] 图7.为本发明化合物Ia-6降低金黄色葡萄球菌USA400MW2在小鼠肝脏和肾脏内的 存活率结果。
[0026]图8.为本发明化合物Ia-6降低金黄色葡萄球菌Mu50在小鼠肝脏和肾脏内的存活 率结果。
【具体实施方式】
[0027]在本发明一个优选的技术方案中，R2为脂烃基或取代的&~C6脂烃基；
[0028] 所述取代的&~〇5脂烃基的取代基选自：3~6元环烷基，取代的3~6元环烷基，5~ 6元芳环基或含氧(0)芳杂环基，取代的5~6元芳环基或含氧(0)芳杂环基或萘基中一种；
[0029] 所述取代的3~6元环烷基的取代基为苯基，
[0030] 所述取代的5~6元芳环基或含氧(0)芳杂环基的取代基选自：直链或支链烷 基，含氟的&~(：3直链或支链烷基，&~(：3直链或支链烷氧基，卤素，硝基(no2)或为 &~(：3直链或支链烷基）中一种。
[0031 ]在进一步的优选技术方案中，R2为α~〇5脂烃基或取代的&~C6脂烃基；
[0032] 所述取代的&~C6脂烃基的取代基选自：环戊基，环己基，苯基取代的环丙基，呋喃 基，苯基，取代苯基或萘基中一种；
[0033] 所述取代苯基的取代基选自：&~(：4直链或支链烷基（如甲基、乙基或叔丁基等）， 全氟的&~(： 3直链或支链烷基(如三氟甲基、五氟乙基或七氟丙基等直链或支链烷 氧基(如甲氧基、乙氧基或丙氧基等），卤素，硝基(Ν〇2)或(R3为甲基、乙基或丙基）中一 种。
[0034] 在更进一步的优选技术方案中，R2为下列基团中一种：
[0035]
[0036] 本发明还提供一种合成式I所示化合物的方法，以合成η为1的化合物为例，其合成 策略如下：
[0037]
[0038] 具体包括如下步骤：
[0039] 1)将2-碘苯酚溶于Ν，Ν-二甲基甲酰胺中，加入氢化钠至无气泡产生，加入2-溴-1， 1- 二乙氧基乙烷，于90°C下搅拌反应过夜。冷却至室温，向反应体系中加入水，用乙酸乙酯 萃取三次，饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩，残余物经柱层析分离，得到1-(2，2-二乙氧基乙氧基)-2-碘苯（中间体II);
[0040] 2)将中间体II和多聚磷酸加入甲苯中，加热回流过夜。反应结束后，趁热将反应体 系倒入饱和的氢氧化钠水溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥， 过滤，浓缩，残余物经柱层析分离，得到7-碘代苯并呋喃（中间体III);
[0041 ] 3)将中间体III，氰化亚铜加入到N，N-二甲基甲酰胺中，加热回流10~20小时。冷 却至室温，向体系中加入浓氨水，用乙酸乙酯萃取三次，饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥，过 滤，浓缩，残余物经柱层析分离，得到苯并呋喃-7-甲腈(中间体IV);
[0042] 4)将中间体IV的无水四氢呋喃溶液在零下78°C、氮气保护下缓慢滴加到氢化铝锂 的无水四氢咲喃混悬液中，滴加完毕后20°C~30°C反应过夜，向反应体系中依次加入水， 15 %氢氧化钠水溶液，水淬灭反应，直接在反应体系中加入无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得 (苯并呋喃-7-基）甲胺（中间体V);
[0043] 5)将中间体V溶于四氢呋喃中，加入氢氧化钠搅拌5~10分钟，冰浴下缓慢加入二 碳酸二叔丁酯的四氢呋喃溶液。〇°C~30°C搅拌反应1~3小时。过滤，浓缩，残余物经柱层析 分离，得到N-[(苯并呋喃-7-基)亚甲基]-氨基甲酸叔丁酯（中间体VI);
[0044] 6)将中间体VI的无水四氢呋喃溶液在0°C、氮气保护下缓慢滴加到氢化铝锂的无 水四氢呋喃混悬液中，滴加完毕后加热回流反应1 〇~2 0小时，向反应体系中依次加入水， 15 %氢氧化钠水溶液，水淬灭反应，直接在反应体系中加入无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩得 N-[(苯并呋喃-7-基)亚甲基]-甲胺（中间体VII);
[0045] 7)将(E)-2_取代-3-取代-丙烯醛溶于甲醇中，冰浴下分批加入硼氢化钠，室温反 应10~30分钟。浓缩，残余物中加入水，用乙酸乙酯萃取三次，饱和食盐水洗，无水硫酸镁干 燥，过滤，浓缩得(E)-2-取代-3-取代-丙烯醇（中间体VIII);
[0046] 8)将中间体VIII溶于无水乙醚中，氮气保护冰浴下，加入三溴化磷，20~30°C反应 10~20小时，将反应体系倒入冰的饱和碳酸氢钠溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，饱和食盐水 洗，无水硫酸镁干燥，过滤，30°C浓缩得(E)-2-取代-3-取代-丙烯溴（中间体IX);
[0047] 9)将中间体VII，中间体IX，碳酸钾加入到N，N-二甲基甲酰胺中，20°C~30°C反应 10~20小时，向反应体系中加入水，用乙酸乙酯萃取三次，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥， 过滤，浓缩，残余物经柱层析分离，得到化合物(E)-N-甲基-N-[(苯并呋喃-7-基)亚甲基]_ 2- 取代-3_取代-丙-2-稀-1-胺（目标物Ια)。
[0048] 或
[0049] 合成中间体VII的步骤(即步骤1)~6))与前文所述相同；
[0050] 7)将取代羧酸，二氯亚砜加入到乙醇溶液中，加热回流1~3小时。反应结束