CN102858755A - 1，2，4-三唑衍生物及其抗分枝杆菌活性 - Google Patents
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Abstract
本发明提供选自式I的炔丙基化1，2，3三唑类的抗结核化合物，其中X是硫(S)或砜(A)，n、m独立地表示整数0或1，条件是当‘n’是1，‘m’是1时；R1是氢；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基；卤素；或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基；R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z是任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，所述杂环可以被以下基团取代：芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；条件是当‘m’是1，并且‘n’是0时；R1选自由以下各项组成的组：氢，卤素，任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基；R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳基烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z选自由以下各项组成的组：卤素，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6直链或支链烷基，其中所述杂环还可以被卤素、烷基、芳烷基取代。
Description
发明领域
本发明涉及通式I的1，2，4-三唑衍生物并且属于炔丙基化的1，2，4-三唑硫醇(1，2，4-triazolethiol)、烯丙基化1，2，4-三唑硫醇及它们的砜的结构类，以及对应的1，2，3-三唑衍生物，以对休眠的致病性结核杆菌(tuberculi bacilli)选择性地起作用。
通式I
其中，
X是硫(S)或砜
n、m独立地表示整数0或1，
条件是当‘n’是1，‘m’是1时；R1是氢；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基；卤素；或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基；R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z是任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，所述杂环可以被以下基团取代：芳烷基、直链或支链烯基、取代烯基、炔基、取代炔基、烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；
条件是当‘m’是1，并且‘n’是0时；R1选自由以下各项组成的组：氢，卤素；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基，R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z选自由以下各项组成的组：卤素，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6直链或支链烷基，其中该杂环还可以被卤素、烷基、芳烷基取代。
本发明还涉及通式I的1，2，4-三唑衍生物并且代表性化合物是：
式1 式2
其中R1，R2，R3，X，Z，n和m与上述相同。
本发明还涉及通式I的1，2，4-三唑衍生物，其可用于选择性地杀死休眠的致病性结核杆菌。
发明背景
结核病(TB)由结核分枝杆菌(Mycobacterium Tuberculosis)引起并且仍然是世界范围内死亡率的主要原因。治疗是复杂的，其通过以高剂量长期给药少数抗结核药如利福平(Rifampicin)、异烟肼(Isoniazid)、乙胺丁醇(Ethambutol)和吡嗪酰胺(Pyrazinamide)，这增强药物副作用，并且经常导致形成多药物抗性株并因此导致较差的TB患者顺应性。此外，该疾病经常攻击免疫改变的个体。TB连同真菌病是最常见并发症并且是AIDS患者死亡的原因。抗结核治疗失败还与居民从较高TB发病率的区域迁移到具有有利流行病环境的区域有关。因此，发现目前的TB治疗在消除潜在TB感染方面是不令人满意地有效的。
已知三唑类的抗真菌、抗病毒和植物生长调节活性，但是它们的抗分枝杆菌潜能仅在近几年才显得重要。已知氟康唑(Fluconazole)和戊唑醇(tebuconazole)它们的抗分枝杆菌活性，但是具有非特异性和较高MIC值。此外，它们对于休眠的结核杆菌不是有效的。
此外，发现吡咯(azole)抗真菌衍生物如氟康唑、己唑醇(hexacoazole)，其是N1取代的1，2，4-三唑化合物，是麦角固醇生物合成抑制剂。
关于结核病药物的开发有大量可获得的非专利文献，如以下所引用的：
可以参考Alireza Foroumadi等的文章“Arch Pharm Res Vol 27，No 5，502-506，2004”，该文章公开了两个系列的2-(5-硝基-2-呋喃基)-和2-(1-甲基-5-硝基-1H-咪唑-2-基)-5-丙基，烯丙基和炔丙基)硫基-1，3，4-噻二唑类和2-(5-硝基-2-呋喃基)-和2-(1-甲基-5-硝基-1H-咪唑-2-基)-5-(硝基苄基)硫基-1，3，4-噻二唑衍生物，其针对结核分枝杆菌被评价。使用BACTEC 460放射性测量系统，在BACTEC 12B培养基中，在针对结核分枝杆菌H37Rv的初筛(MIC＞＞6.25μg/mL)中，化合物2-(1-甲基-5-硝基-1H-咪唑-2-基)-5-(正丙基)硫基-1，3，4-噻二唑，2-(5-硝基-2-呋喃基)-5-(2-丙炔基)硫基-1，3，4-噻二唑、2-(5-硝基-2-呋喃基)-5-(2-硝基苄基)硫基-1，3，4-噻二唑、2-(5-硝基-2-呋喃基)-5-(3-硝基苄基)硫基-1，3，4-噻二唑、2-(5-硝基-2 呋喃基)-5-(4-硝基苄基)硫基-1，3，4-噻二唑显示出显著的抑制作用(90％)。
可以参考Gulhan Turan等的杂志“Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry，Volume 22，Issue 4 August 2007，pages 511-516”，其中公开了另一个研究，其中通过4-氨基-4H-1，2，4-三唑-3-硫醇与各种醛反应而合成了一系列4-亚芳基氨基-4H-1，2，4-三唑-3-硫醇衍生物，并且使用BACTEC 460放射性测量系统和BACTEC 12B培养基评价了其对于结核分枝杆菌H37Rv(ATCC 27294)的抗结核活性。化合物在6.25μg/mL显示具有87％抑制的活性。
在另一篇文章中，合成了一系列N-{4-[(4-氨基-5-硫烷基-4H-1，2，4-三唑-3-基)甲基]-1，3-噻唑-2-基}-2-取代的酰胺衍生物并且通过MABA测定方法评价了它们对于结核分枝杆菌H37Rv菌株的初步体外抗结核活性。
化合物如N-(5-{[((1E)-1-氮杂-2-苯基乙烯基)氨基甲酰基]甲硫基}-3-{[2-(乙酰基氨基)(1，3-噻唑-4-基])甲基}(1，2，4-三唑-4-基))-乙酰胺、N-{4-[(5-{[((1E)-1-氮杂-2-苯基乙烯基)氨基甲酰基]甲硫基}-4-乙酰基氨基(1，2，4-三唑-3-基))甲基](1，3-噻唑-2-基)}-2-氯乙酰胺和N-(5-{[((1E)-1-氮杂-2-苯基乙烯基)氨基甲酰基]甲硫基}-3-{[2-(苯基氨基)(1，3-噻唑-4-基])甲基}(1，2，4-三唑-4-基))-乙酰胺在12.5μg/mL显示超过94％的抑制。[Mahendra Shiradkar等，General Papers，ARKIVOC 2006(xiv)141-154]。
已经通过3/4-硝基苯基叠氮化物与5-芳基-3-氰基甲基吡唑的碱催化缩合合成的一系列5-氨基-4-(5-芳基吡唑-3-基)-1-(3/4-硝基苯基)-1，2，3-三唑类作为潜在的抗侵袭和抗分枝杆菌药被Ajay Kumar等在Indian Journalof Chemistry Sect.B Organic Chemistry including Medicinal Chemistry VOL.42B NUMBER 8 August 2003 Paper 1950中公开。
可以参考Chaudhary PM，Chavan SR，Kavitha M的DOI10.1002/mrc.2307的文章“Structural elucidation of propargylated products of3-substituted-1，2，4-triazole-5-thiols by NMR techniques(通过NMR技术的3-取代-1，2，4-三唑-5-硫醇的炔丙基化产物的结构说明)在MagneticResonance Chemistry，2008 Dec；46(12)：1168-74中”，该文章公开了源自N1/N2取代的单S-炔丙基和S，N-二炔丙基区域异构体的合成和表征以研究它们的生物学活性。
可以参考等的杂志“European Journal of MedicinalChemistry Volume 43，Issue 2，February 2008，Pages 381-392”，其公开了5-[(4-氨基苯氧基)甲基]-4-烷基/芳基-2，4-二氢-3H-1，2，4-三唑-3-基硫酮和N-烷基/芳基-N’-{4-[(4-烷基/芳基-5-硫代-4，5-二氢-1H-1，2，4-三唑-3-基)甲氧基]苯基}硫脲的杂环衍生物。
以上化合物对于结核分枝杆菌H37Rv显示79％的抑制，其中R1是CH2CH＝CH2，R2是C6H5，X是-O-CH2-。
可以参考B Shivarama Holla、B Veerendra、M K Shivananda和NSucheta Kumari的杂志“Indian Journal of Chemistry Sect.B OrganicChemistry including Medicinal Chemistry VOL.42B No.8 August 2003Paper 2010”，其公开了Schiff碱和来源于双-1，2，4-三唑的双-三唑并噻二唑的合成和抗菌活性。
可以参考L.I.Vereshchagin等的文章“UDC 547.791’796.07”，该文章公开了多种对应的1-和2-炔丙基吡咯类，其可以通过5-取代四唑和具有不同程度取代的1，2，3-三唑的炔丙基化获得。这些具有二至五个未缩合吡咯环的的系统的聚吡咯结构通过1-和2-炔丙基吡咯类与有机叠氮化物、二叠氮化物和吡咯类反应，以及通过氧化二聚化而合成。证实该未缩合的多氮杂环化合物显示出杀虫活性。
仍然需要开发抗结核化合物以克服现有技术体现出的在结核病药物发现计划中遇到的局限性。
因此，本发明的发明人感到需要开发新的吡咯衍生物，其能够完全抑制休眠结核杆菌如牛分枝杆菌BCG(Mycobacterium bovis BCG)和结核分枝杆菌的生长。
发明目的
本发明的主要目的是提供通式I的1，2，4-三唑衍生物。
本发明的另一个目的是提供具体地属于炔丙基化1，2，4-三唑硫醇及其砜的结构类的1，2，4-三唑衍生物和对应的1，2，3-三唑衍生物以选择性地杀死致病性结核分枝杆菌。
本发明的另一个目的是提供用于制备有效用于对抗休眠结核杆菌(牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Ra)的式I和II的1，2，4-三唑衍生物的方法。
附图简述
图I是显示化合物4f对牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Ra的生长的剂量响应效应的曲线图。
图II是显示化合物4f在需氧阶段的MIC对结核分枝杆菌H37Ra的生存力的作用的图。
方案1表示用于制备化合物2-7和11的流程图。
方案2表示用于制备化合物8-10的流程图。
发明概述
因此，本发明提供通式I的化合物，
通式I
其中，
X是硫(S)或砜
n、m独立地表示整数0或1，
条件是当‘n’是1，‘m’是1时；R1是氢；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基；卤素；或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基；R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z是任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；
条件是当‘m’是1，并且‘n’是0时；R1选自由以下各项组成的组：氢，卤素；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基，R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z选自由以下各项组成的组：卤素，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6直链或支链烷基，其中该杂环还可以被卤素、烷基、芳烷基取代。
在本发明的一个实施方案中，代表性化合物包括：
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3f；
3-(烯丙基硫基)-5-甲基-1H-1，2，4-三唑4b；
3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑4c；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑4e；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑4f；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-1H-1，2，4-三唑5a；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑5e；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑5f；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-1H-1，2，4-三唑6a；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑6e；
5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7a；
3-叔丁基-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7c；
3-(4-硝基苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7d；
3-(4-甲氧基苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7e；
3-(4-氯代苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7f；
1-烯丙基-3-叔丁基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑8a；
1-烯丙基-5-叔丁基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑8b；
5-(烯丙基硫基)-3-叔丁基-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑8c；
3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑8d；
3，5-二溴-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑11a
1-烯丙基-5-甲基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑10b；
1-烯丙基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑9b；
1-烯丙基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑9a
在本发明的另一个实施方案中，代表性化合物的结构式是：
在本发明的另一个实施方案中，所述化合物是抗结核的并且对牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Ra的活跃生长杆菌以及休眠杆菌是活性的。
在本发明的另一个实施方案中，提供一种用于制备通式I的化合物的方法并且所述方法包括以下步骤：
i.使5-取代的1，2，4-三唑-3-硫醇与炔丙基溴在K2CO3存在下在25至30℃范围内的温度反应，以得到S-单炔丙基化和N，S-二炔丙基化产物；
ii.氧化S-单炔丙基化的化合物以得到式7a-f的砜衍生物；
iii.备选地，在Cu(I)催化剂存在下，在25至30℃范围内的温度下用苄基叠氮处理所有的所述S-单炔丙基化和NS-二炔丙基化1，2，4-三唑硫醇的末端炔基，从而形成式1a-1c、2a-2c、2e、2f、3a-3f的1，2，3-三唑衍生物。
发明详述
本发明提供作为通式I的抗结核化合物的1，2，4三唑衍生物
通式I
其中，
X是硫(S)或砜
n、m独立地表示整数0或1，
条件是当‘n’是1，‘m’是1时；R1是氢；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基；卤素；或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基；R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z是任选被含一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；
条件是当‘m’是1，并且‘n’是0时；R1选自由以下各项组成的组：氢，卤素；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基，R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，该杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z选自由以下各项组成的组：卤素，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6直链或支链烷基，其中该杂环还可以被卤素、烷基、芳烷基取代。
本发明提供通式I的化合物，其中通式I的代表性化合物是：
式1 式2
其中R1、R2、R3、X、Z、n和m如上所述。
本发明描述了用于制备如方案1中所示的式I和II的化合物的方法，其中R＝R1，其中R1如上所述。
因此，用于制备式I和II的通用方法包括以下步骤：
(a)使5-取代的1，2，4-三唑-3-硫醇与炔丙基溴在K2CO3存在下在室温反应，以得到S-单炔丙基化和N，S-二炔丙基化产物；和
(b)氧化S-单炔丙基化化合物以得到砜衍生物(7a-f))。
(c)备选地，在Cu(I)催化剂存在下，在室温用苄基叠氮处理所有的S-单炔丙基化和NS-二炔丙基化1，2，4-三唑硫醇的末端炔基，从而形成1，2，3-三唑衍生物1a-1c、2a-2c、2e、2f、3a-3f。
通过急骤柱色谱法来纯化所述炔丙基化衍生物。
如方案2所示，对这些硫醇进行烯丙基化以生成各种区域异构体，测试这些区域异构体的抗结核活性。
使用方案1和方案2中所示的方法来合成总计50种衍生物(表1)。
通过如下表1中所示的体外实验观察本发明化合物的抗结核活性。
在体外培养条件下，在低于100μg/ml的浓度下观察针对休眠杆菌的抗分枝杆菌活性。
表1三唑衍生物对于牛分枝杆菌BCG的体外抗分枝杆菌活性。
代表性化合物的化学名称为：
4-苄基-1-[(1H-1，2，4-三唑-3-基硫基)甲基]-1H-1，2，3-三唑-甲烷(1∶1)1a；
4-苄基-1-{[(5-甲基-1H-1，2，4-三唑-3-基)硫基]甲基}-1H-1，2，3-三唑-甲烷(1∶1)1b；
4-苄基-1-{[(5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑-3-基)硫基]甲基}-1H-1，2，3-三唑-甲烷(1∶1)1c；
4-苄基-1-{[(5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑-3-基)硫基]甲基}-1H-1，2，3-三唑-甲烷(1∶1)2c；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-5-甲基-1H-1，2，4-三唑-3-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑2b；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑-3-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑2a；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑-3-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑2e；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑-3-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑2f；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3a；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-甲基-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3b；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-叔丁基--1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3c；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-(4-硝基苯基)-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3d；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3e；
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3f；
3-烯丙基硫基-1H 1，2，4三唑4a；
3-(烯丙基硫基)-5-甲基-1H-1，2，4-三唑4b；
3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑4c；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-硝基苯基)-1H-1，2，4-三唑4d；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑4e；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑4f；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-1H-1，2，4-三唑5a；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-甲基-1H-1，2，4-三唑5b；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑5c；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-硝基苯基)-1H-1，2，4-三唑5d；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑5e；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑5f；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-1H-1，2，4-三唑6a；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-甲基-1H-1，2，4-三唑6b；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-叔丁基-1H-1，2，4-三唑6c；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-(4-硝基苯基)-1H-1，2，4-三唑6d；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑6e；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑6f；
5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7a；
3-甲基-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7b；
3-叔丁基-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7c；
3-(4-硝基苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7d；
3-(4-甲氧基苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7e；
3-(4-氯代苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7f；
1-烯丙基-3-叔丁基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑8a；
1-烯丙基-5-叔丁基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑8b；
5-(烯丙基硫基)-3-叔丁基-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑8c；
3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑8d；
1-烯丙基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑9a；
1-烯丙基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑9b；
1-烯丙基-3-甲基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑10a；
1-烯丙基-5-甲基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑10b；
3，5-二溴-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑11a；
1-烯丙基-3，5-二溴-1H-1，2，4-三唑11b；
3，5-二溴-1-(2-甲基烯丙基)-1H-1，2，4-三唑11c；
1-苄基-4-((3，5-二溴-1H-1，2，4-三唑-1-基)甲基)-1H-1，2，3-三唑11d。
本发明的三唑衍生物可以有利地用于治疗由牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Ra引起的病理症状或疾病。在此筛选方案中，硝酸还原酶活性被用来表示休眠期，而培养物在620nm的吸光度被用来表示杆菌的活跃期。式4f的化合物[5-(4-氯代苯基)-{3-(丙-3-烯-基硫羟)}-S-2H-1，2，4三唑]对于牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌的杆菌的活跃期以及休眠期都是有效的。
本发明涉及药物组合物，其包含与如上所限定的式I和II的活性成分或其药用盐，单独地或作为其盐连同药用赋形剂。根据本发明的药物组合物可以是固体形式，例如，粉末、颗粒、片剂、胶囊，或者可以以液体形式存在，如溶液、乳液、混悬液等或者作为注射用组合物。本发明还提供用于治疗上述疾病的方法。根据本发明，可以使用对于治疗有效的任意量、任意形式的药物组合物以及任意给药途径来给予所述式I和II的三唑衍生物以及包含它们的药物组合物。如本领域技术人员所知的，在以所需剂量与适当的药用载体一起配制后，本发明的药物组合物可以通过将活性药物成分递送到其能够对患者施加治疗效果的身体部位的任何手段给药。
实施例
通过举例说明的方式给出以下实施例，因此其不应当被解释为限制本发明的范围。
化学
使用的所有溶剂根据文献程序纯化。在预涂有E.merk的60F 254板上进行薄层色谱法并且通过使用碘和UV灯作为检测器而使斑点可见。在Shimadzu FTIR-8400光谱仪上记录IR谱(在作为溶液的氯仿和作为细腐殖质的努约尔(nujol)中)。在Brucker AC 200光谱仪上记录NMR谱。报告的化学位移参照作为标准的内部四甲基硅烷。所有熔点都未校正并且使用Buchi B-540熔点设备来确定。在Applied Biosystems，API-Q*Pulsar上记录质谱。在Smart-Apex X射线衍射仪上记录X射线(谱图)。
化学品、培养基和菌株
除非另有说明，所有化学品购买自Sigma(美国)。Dubos肉汤基础、Dubos白蛋白补充物购买自Difco(美国)。最小基本培养基，胎牛血清(Fetalbovine serum)和胎牛血清(Fetal calf serum)购买自GIBCO(美国)。对氨基苯磺酸(sulphanilic acid)和萘基乙二胺二盐酸(NEDD)购买自Merck(印度)。牛分枝杆菌BCG(ATCC 35745)和耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)(ATCC 607)获自AstraZeneca(印度)，而结核分枝杆菌H37Ra(ATCC 25177)获自MTCC(印度)。大肠杆菌DH5α获自NCIM(印度)。THP-1细胞系获自国家细胞库(National cell repository)，NCCS(印度)。分枝杆菌菌株的亚培养在Dubos白蛋白琼脂斜面或平板中常规地进行。液体接种物在Dubos吐温白蛋白肉汤培养基中制备，在转速为150rpm温度为37℃的振荡培养器中培养。
实施例1
三唑1c的制备
将3-(叔丁基)-5-(丙-2-炔基硫基)1H-1，2，4-三唑(700mg)放入叔丁醇(7ml)和水(3ml)混合物中。向此溶液中加入苄基叠氮(572mg)，然后加入CuSO4(24mg)和抗坏血酸钠(40mg)。将此反应混合物在室温搅拌5小时。通过TLC检查反应完成。除去叔丁醇并且利用乙酸乙酯萃取剩余的混合物。乙酸乙酯层用水和盐水洗涤，最后用Na2SO4干燥并浓缩以获得固体产物。通过柱色谱法纯化该产物而获得1c(1.1gm)。
实施例2
双三唑2c的制备
将5-(叔丁基)-1-(丙-2-炔基)3-(丙-2-炔基硫基)1H-1，2，4-三唑(237mg)放入叔丁醇(7ml)和水(3ml)的混合物中。向此溶液中加入苄基叠氮(310mg)，然后加入CuSO4(48mg)和抗坏血酸钠(80mg)。将此反应混合物在室温搅拌5小时。通过TLC检查反应完成。除去叔丁醇并且利用乙酸乙酯萃取剩余的混合物。乙酸乙酯层用水和盐水洗涤，最后用Na2SO4干燥并浓缩从而获得固体产物。通过柱色谱法纯化该产物以获得2c(450mg)。
实施例3
双三唑3c的制备
将3-(叔丁基)-1-(丙-2-炔基)5-(丙-2-炔基硫基)1H-1，2，4-三唑(237mg)放入叔丁醇(7ml)和水(3ml)混合物中。向此溶液中加入苄基叠氮(310mg)，然后加入CuSO4(48mg)和抗坏血酸钠(80mg)。将此反应混合物在室温搅拌5小时。通过TLC检查反应完成。除去叔丁醇并且利用乙酸乙酯萃取剩余的混合物。乙酸乙酯层用水和盐水洗涤，最后用Na2SO4干燥并浓缩以获得固体产物。通过柱色谱法纯化该产物而获得3c(420mg)。
实施例4
烯丙基衍生物4e、5e和6e的制备
将3-对甲氧基苯基-1，2，4-三唑-5-硫醇(1gm)和K2CO3(1.46gm)放入DMF(10ml)中。向此溶液中逐滴加入烯丙基溴(1.28gm)。然后将反应混合物再搅拌4小时。通过TLC检查反应完成。除去DMF并用乙酸乙酯萃取剩余物，有机层相继用水和盐水洗涤，进一步用无水Na2SO4干燥并浓缩以获得产物，如通过TLC可见的，该产物是3种化合物的混合物，通过柱色谱法进一步分离而获得6e(0.700gm)、5e(0.23gm)和4e(0.085gm)。
实施例5
砜7e的制备
将3-(4-甲氧基苯基)-5-丙-2-炔基硫基)1H-1，2，4-三唑(300mg)溶解在50％的丙酮水溶液并冷却至0℃。向此溶液中加入Oxone(过硫酸氢钾制剂)(1.01gm)并将反应混合物在室温搅拌2小时。通过添加NaHCO3水溶液将该反应混合物中和至pH-7，通过加入偏亚硫酸氢钠来猝灭。反应混合物用乙酸乙酯萃取，有机层相继用水和盐水洗涤，进一步用无水Na2SO4干燥并浓缩而获得砜7e(250mg)。
实施例6
初筛结果
使用新开发的基于全细胞的测定，首先针对牛分枝杆菌BCG筛选以上合成的50种三唑衍生物。此测定可以鉴别活跃期及休眠期抑制剂分子的抑制剂。在初筛中，施用100ug/ml的化合物浓度以选择对于牛分枝杆菌BCG显示生物学活性的目标分子。在50种不同的三唑衍生物中，仅25种对活跃杆菌的生长显示超过60％的抑制(表1)。对这些目标物进一步进行二次筛选以确认它们的活性并选择在最低浓度显示最大抑制的分子。随后，对于相同需氧生长的牛分枝杆菌BCG施用100至1μg/ml的浓度，监测所有这25种活性物的剂量响应效应。
实施例7
用于抗分枝杆菌活性的化合物的生物学筛选
使用可以鉴别活跃以及休眠结核杆菌的抑制剂的方案来筛选化合物。在此筛选方案中，硝酸还原酶活性被用来表示休眠期，而培养物在620nm的吸光度被用来表示杆菌的活跃期。将2.5μl(微升)在DMSO中的化合物溶液无菌地转移至消毒96孔板的单个孔。将含约105个细胞/ml、补充有40mM NaNO3的247.5μl牛分枝杆菌BCG培养物无菌地转移至各个孔以使总体积达到250μl并用密封物覆盖该板。在各个孔中保留125μl的空间以使顶部空间与培养物体积比准确地为0.5。在密封后，将这些培养板在培养器中在37℃培养。培养8天后，在620nm读取培养物OD。然后，从每孔中取出80μl培养物并通过使用多通道移液器将其转移至单独的96孔板。在该板的每个孔中加入80μl的1％对氨基苯磺酸溶液和80μl的0.1％NEDD溶液并在室温培养15分钟至呈现粉红色。在Spectramax 384plus(Molecular Devices Inc.USA)中在540nm读取颜色以测量NR活性。通过使用公式1和2来计算在所述化合物存在下的需氧和休眠期的抑制。
实施例8
对于休眠杆菌的抗分枝杆菌活性
活跃期抑制剂也可以是休眠期抑制剂，不能从以上使用的测定鉴别。这可以通过在休眠的试管培养模型中加入活跃期抑制剂来鉴别。在接种8天后当培养物已达到休眠期时通过注射器将化合物添加到培养物中。然后在化合物存在下将其再培养4天，并且通过将培养物平板接种并确定CFU/ml来检查对生存力的作用。
实施例9
对于主动复制杆菌的抗结核活性的确定
通过以下方式进行所述化合物对于生长的牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Ra杆菌的抑制活性：在好氧条件下在含50ml培养基的100ml烧瓶中培养细胞，以150rpm在37℃(Thermo electron型号481)下摇晃8天时间。化合物在接种时加入并且在接种8天后当其到达静止期时，通过在620nm读取吸光度以及通过确定CFU/ml(菌落形成单位)来检测生长。产生约为0或更低的差异吸光度(A620)的药物的最低浓度被定义为MIC。为了确定最小抑菌浓度，将具有适当系列稀释度的100μl培养物铺展在Dubos琼脂(1.5％)板上进行鉴别，以监测在90％加湿培养器内于37℃培养21天后的菌落数以发现抑制剂的作用。结果被表示为相对于空白对照的log值的减少。参见表1。
实施例10
对于缺氧诱导的休眠杆菌的抗结核活性的确定
通过使用Wayne的0.5HSR(顶部空间比)模型来考察所述化合物对于休眠杆菌的抑制活性。Wayne的缺氧模型是基于由分枝杆菌细胞对氧的逐渐耗尽而达到非复制休眠期。简言之，将含约105个细胞/ml的17.5ml牛分枝杆菌BCG的稀释培养物转移至20x125mm试管。然后用橡胶隔片密封培养物试管并在37℃下在磁力搅拌台上借助以100rpm旋转的8mm磁珠，温和搅拌8天时间。在Wayne培养系统中通过恒定的CFU/ml以及通过亚甲基蓝(1.5μg/ml)染料的脱色来确认达到细胞缺氧非复制休眠期。一旦所有细胞达到非复制期，则通过使用具有24号针头的Hamilton注射器添加170μl具有100XMIC水平的需氧培养物的化合物溶液并且再培养4天。然后将具有系列稀释度的100μl培养物样品铺展在Dubos琼脂平板上，并在第21天计数菌落以考察化合物对休眠期的作用。结果被表示为相对于空白对照的log值的减少。参见表1。
发明的优点
●本发明提供显示抗结核活性的新化合物。
●所提供的新化合物可以对其他活性进行评价。
●本发明的化合物可用于分枝杆菌的活跃期以及休眠期。
●所述化合物可以用于配制各种药物剂型。
Claims (5)
1.通式I的化合物，
通式I
其中，
X是硫(S)或砜
n、m独立地表示整数0或1，
条件是当‘n’是1，‘m’是1时；R1是氢；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基；卤素；或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基；R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，所述杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z是任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，所述杂环可以被以下基团取代：芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；
条件是当‘m’是1，并且‘n’是0时；R1选自由以下各项组成的组：氢，卤素；任选被芳基取代的C1-C6直链或支链烷基或任选被-OCH3、卤素和硝基取代的芳基，R2和R3选自由以下各项组成的组：氢，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的5至6个环原子的杂环取代的C1-C6烷基，所述杂环可以被以下基团取代：烷基，芳烷基，直链或支链烯基，取代烯基，炔基，取代炔基，或者烯丙基或炔丙基，其由1至6个碳原子组成；Z选自由以下各项组成的组：卤素，任选被含有一至三个选自氧、硫、氮的杂原子的1至6个环原子的杂环取代的C1-C6直链或支链烷基，其中所述杂环还可以被卤素、烷基、芳烷基取代。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中代表性化合物包括：
1-苄基-4-((1-((1-苄基-1H-1，2，3-三唑-4-基)甲基)-3-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑-5-基硫基)甲基)-1H-1，2，3-三唑3f；
3-(烯丙基硫基)-5-甲基-1H-1，2，4-三唑4b；
3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1H-1，2，4-三唑4c；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑4e；
3-(烯丙基硫基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑4f；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-1H-1，2，4-三唑5a；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑5e；
1-烯丙基-3-(烯丙基硫基)-5-(4-氯代苯基)-1H-1，2，4-三唑5f；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-1H-1，2，4-三唑6a；
1-烯丙基-5-(烯丙基硫基)-3-(4-甲氧基苯基)-1H-1，2，4-三唑6e；
5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7a；
3-叔丁基-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7c；
3-(4-硝基苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7d；
3-(4-甲氧基苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7e；
3-(4-氯代苯基)-5-(丙-2-炔基磺酰基)-1H-1，2，4-三唑7f；
1-烯丙基-3-叔丁基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑8a；
1-烯丙基-5-叔丁基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑8b；
5-(烯丙基硫基)-3-叔丁基-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑8c；
3-(烯丙基硫基)-5-叔丁基-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑8d；
1-烯丙基-5-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑9a；
1-烯丙基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑9b；
1-烯丙基-5-甲基-3-(丙-2-炔基硫基)-1H-1，2，4-三唑10b；
3，5-二溴-1-(丙-2-炔基)-1H-1，2，4-三唑11a。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中代表性化合物的结构式是：
4.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物是抗结核的并且对于牛分枝杆菌BCG和结核分枝杆菌H37Ra的活跃生长杆菌以及休眠杆菌是活性的。
5.一种用于制备根据权利要求1所述的通式1的化合物的方法，并且所述方法包括以下步骤：
i.使5-取代的1，2，4-三唑-3-硫醇与炔丙基溴在K2CO3存在下在25-30℃范围内的温度反应，以得到S-单炔丙基化和N，S-二炔丙基化产物；
ii氧化S-单炔丙基化化合物以得到式7a-f的砜衍生物；
iii.备选地，在Cu(I)催化剂存在下，在25-30℃范围内的温度下用苄基叠氮处理所有的所述S-单炔丙基化和N，S-二炔丙基化1，2，4-三唑硫醇的末端炔基，从而形成式1a-1c、2a-2c、2e、2f、3a-3f的1，2，3-三唑衍生物。
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