新型锌离子螯合剂及其制备和在抗革兰氏阴性菌感染中的应用
【技术领域】：
[0001] 本发明属于医药技术领域，设及含有憐酸基、棚酸基、娃酸基和=氣乙酷基等锋离 子馨合基团的化合物及其制备和在抗革兰氏阴性菌感染中的应用。
【背景技术】：
[0002] 随着抗生素的广泛和不合理的应用，耐药菌的广泛出现并不断富集，导致耐药菌 的感染性问题又一次成为严重威胁全球人类健康的疾病之一。造成感染的细菌可W分为革 兰阴性菌和阳性菌，其中阴性菌的感染率明显高于阳性菌。根据中国细菌耐药性监测网 (CHI肥T)2005-2014年连续耐药监测结果，我国大型教学型医院临床分离致病菌中，革兰阴 性菌的比例明显高于阳性菌（二者比例约为7:3)，而且阴性菌所占比例呈上升趋势[胡付 品，朱德妹，汪复.2014年中国CHI肥T细菌耐药性监测（J).中国感染与化疗杂志，2015，15 (5) :401-410]。2009年，Vincent等在JAMA报道的全球ICU病房感染数据同样也表明，世界范 围内革兰阴性菌感染率明显高于阳性菌。因此，控制耐药革兰氏阴性菌的感染刻不容缓。
[0003] 革兰氏阴性菌具有一层独特的外膜结构，是阻碍抗生素进入细菌的天然屏障，运 是导致多种抗生素对革兰阴性菌疗效较差的重要原因之一。因此，相对于革兰氏阳性菌，革 兰氏阴性菌的感染更难治疗。目前对耐药革兰氏阴性菌感染有效药物很少，所W针对革兰 氏阴性菌寻找新的特效药物具有重要意义。
[0004] 革兰氏阴性菌的外膜主要由脂多糖化PS)构成，在外膜和内膜之间存在肤聚糖 (PGN)，两者都是抗原，感染后容易引起系统性免疫反应。脂多糖由S部分构成:0-型抗原、 核屯、多糖和类脂Adipid A)。类脂Adipid A)是革兰氏阴性菌外膜脂多糖化PS)的膜结合 区域，是外膜能够正确组装的结构基础，同时它也是保护细菌抵御外部因子(如抗生素和去 污剂）的重要构成部分。它也是强有力的内毒素，可越过肠黏膜屏障入血，引起致死性败血 性休克，是革兰氏阴性菌感染致病的重要原因 （Wyckoff TJ0，Raetz CRHJackman JE.Antibacterial and anti-inflammatory agents that target endotoxin.Trends Microbioll998;6:154-9)。因此，类脂A是革兰氏阴性菌耐药和致病的重要因素，有效抑制 它的生物合成，有可能控制革兰氏阴性菌感染问题。
[0005] 类脂A是革兰氏阴性菌通过9种特定的酶在细胞质和细胞壁内膜表面合成的。其中 类脂A合成第二步中的UDP-3-0(R-3-^基肉豆違酷基）-N-乙酷葡萄糖胺脱乙酷基酶 (LpxC),是催化其合成过程中的第一个非可逆反应的关键酶，对其作用调控引起人们广泛 关注。大肠杆菌中无论是LpxC酶缺失或过表达，还是引入该酶的抑制剂，都会导致大肠杆菌 的死亡。另外，LpxC在革兰氏阴性菌中高度保守，并且在结构和序列上与各种哺乳动物蛋白 都不存在同源性。因此，针对此祀点开发的高特异性抑制剂具有低脱祀和低毒性的特点。由 于LpxC是控制革兰氏阴性菌感染的新祀标，不存在已有的耐药性，所W其抑制剂对于临床 上耐药革兰氏阴性菌同样有效。
[0006] 目前，针对LpxC运一祀标已有多种特异性抑制剂的报道。由于LpxC是一种锋离子 金属酶，文献报道的运些抑制剂都包含一个同锋离子馨合的异径朽酸基团和一个疏水性酶 识别区，其代表性化合物见图1。运些抑制剂中研究最为深入的是ACHAOGEN公司开发的 ACHN-975,该化合物已经进入临床研究，无论对于敏感型还是耐药型铜绿假单胞菌的抗菌 活性，它都要明显优于妥布霉素、环丙沙星、头抱他晚、亚胺培南和粘菌素等临床上常用的 一、二线抗菌药物（Developing Novel Antibacterials to Treat Multi-drug Resistant Gram-negative Bacterial Infections.Achaogen,13th Needham Healthcare Conference April 8,2014)。然而该化合物由于存在局部注射耐受性问题被从临床试验撤 回。CHIR-090在酶水平的ICso值和ACHN-975相当。
[0007]由于LpxC是一种锋离子金属酶，文献报道的运些抑制剂都包含一个锋离子馨合区 和疏水性酶识别区。已有的小分子同LpxC共晶表明，锋离子馨合基团是该类抑制剂的药效 团，是酶抑制活性必需片段;在锋离子络合基团存在下，可W对疏水性片段进行一定的替 换，该片段和LpxC酶之间主要是疏水作用和JT-JT堆积作用，所W用疏水性片段对其进行替换 仍保持较好的14)^巧巧制活性。
[000引作为锋离子馨合基团的径朽酸基团在人体内易被葡萄糖巧化或者横酸化等代谢 途径失活，并且容易被水解为径胺而产生毒性。本发明设及的含有憐酸基、棚酸基、娃酸基 和S氣乙酷基等新型锋离子馨合基团的化合物，不具有潜在的毒性，是良好的制剂， 具有用于开发为治疗革兰氏阴性菌感染药物的潜力。
【发明内容】
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[0009] 本发明所解决的技术问题之一是，提供一类含有憐酸基、棚酸基、娃酸基和=氣乙 酷基等锋离子馨合基团的化合物。
[0010] 祈冰合巧锭南早熬会甚闭化合物的结构如式I所示：
[0011]
[0012] 式I中
[0013] 化为憐酸基、棚酸基、娃酸基和=氣乙酷基；
[0014] R2为少于4个碳原子的烷基，少于4个碳原子的径烷基；
[0015] X = N,0；
[0016] Y =幾基，亚甲基；
[0017] A为烘基，二烘基；
[0018] B为6个碳原子W下(含6个碳原子)的饱和、不饱和烧控，氨原子。
[0019] W上化、化、X、Y、A、B之间可W任意组合。
[0020] 本发明所解决的技术问题之二是，提供式I所示化合物的制备方法。
[0021：
[0022] 式I所示化合物可W通过式II和式III所示化合物经缩合反应制得，所使用的缩合 剂为 HATU、皿 TU、EDC、DCC、DIC、Py BOP和巧AOP;所使用的碱为TEA、DIEA 和 DMAP;
[0023] 式II所示化合物可W通过金属催化的偶联反应制得；
[0024] 式HI所示化合物可W通过还原、漠代、消除和加成等反应制得。
[0025] 本发明所解决的技术问题之=是，提供式I所示化合物的用途。
[0026] 本发明所提供的含有憐酸基、棚酸基、娃酸基和=氣乙酷基等锋离子馨合基团化 合物的用途包括W下方面的应用：
[0027] 1)制备Lp此抑制剂中的应用；
[002引2)制备抗革兰阴性菌药物中的用途。
[0029] 本发明所解决的技术问题之四是，提供式I所示化合物组合物的用途。
[0030] 本发明所提供的含有憐酸基、棚酸基、娃酸基和=氣乙酷基等锋离子馨合基团化 合物组合物的用途包括W下方面的应用：
[0031] 1)制备Lp此抑制剂中的应用；
[0032] 2)制备抗革兰阴性菌药物中的用途。
[0033] 所述抗革兰氏阴性菌药物包括但不限于抗绿假单胞菌、耐碳青霉締类肠杆菌科细 菌(CRE)、鲍曼不动杆菌和嗜麦芽窄食单胞菌的药物。
【附图说明】：
[0034] 图1.文献报道的代表性的Lp此抑制剂
[0035] 图2.化合物11的制备路线
[0036] 图3.化合物15的制备
[0037] 图4.化合物20的制备
[0038] 图5.化合物23的制备
【具体实施方式】：
[0039] 实验中，薄层分析用薄层硅胶板检测(青岛海洋化工，GF254,0.5mm);柱层析所用 硅胶化60)为购买自青岛海洋化工，柱层析所用到的石油酸沸程为60-90°C;实验中所用试 剂除有特殊说明外均为购自北京偶合试剂有限公司，为分析纯或化学纯，未经进一步处理。 各化合物进行生物活性测试之前都采用HPLC进行纯度分析，分析中均使用色谱纯有机溶剂 和屈臣氏纯净水。
[0040] 《实施例1》含憐酸基代表化合物11的制备
[0041] 化合物11的制备路线见图2,具体操作如W下所述：
[0042] *(4S,5R)-methyl 5-methy；L-2-〇xooxazolidine-4-ca;rbo巧Iate(I)的制备
[0043] 将3g心苏氨酸甲醋盐酸盐溶于20mL四氨巧喃，加入S光气3.5g，回流1小时后，蒸 除溶剂，柱层析(硅胶，石油酸/丙酬=1:1)，得油状固体1.6g，收率为85.1% dESI-MS: [M+H ]+:160.1。
[0044] *(4R,5R)-4-化y化oxymethyl)-5-methyloxazolidin-2-one(2)的制备
[0045] 将化合物l(1.87g)溶于乙醇中，加入棚氨化钢0.45g，0°C揽拌5分钟，室溫揽拌1小 时。蒸除溶剂后硅胶柱层析（二氯甲烧/甲醇= 25:1)，得油状固体1.28g，收率为82.7%。 ESI-MS: [M+H] + : 132.6〇*(4S,5R)-4-(b;romomethyl)-5-methylo