CN105143202A - 具有杀精子活性的二硫代羧酸酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及作为杀精子剂的式I的化合物的合成及其生物学评价，及其药学上可接受酸盐。本发明提供双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(当n＝0)和烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(当n＝0、1、2或3)，如附图的图1所示。这些化合物因其杀精子活性被发现是有用的。

Description

具有杀精子活性的二硫代羧酸酯及其制备方法
发明领域
本发明涉及二硫代羧酸酯(Carbodithioates)及其制备方法。本发明特别地涉及具有杀精子活性的式(I)的二硫代羧酸酯，其在极低浓度下杀死精子/完全固定精子，并且在最小有效浓度(MEC)下对于乳酸杆菌和HeLa细胞是高度安全的。
本发明涉及新的二硫代羧酸酯，其非常精确地靶向人类精子而在杀精子浓度下不会影响HeLa(人子宫颈细胞系)和乳酸杆菌(正常阴道菌群)的生存力，因此具有避孕用途。本发明进一步涉及式(I)的二硫代羧酸酯，其在体外以极低浓度在～30秒内非常快速地不可逆地固定正常人类精子长达24小时，所述浓度对于HeLa和乳酸杆菌是无毒的。
发明背景
良好的生殖健康确保每个孩子都是所期望的并且每次分娩都是安全的。尽管不期望的妊娠通常以流产终结(ChemicalandEngineeringNews,2012,90,35-38)，但是现今它们仍然占全球70亿人群的～3。这表明可用的避孕方法没能提供许多未被满足的需要。因此，全球迫切需要开发安全的、自我给药的且易于使用的避孕药。包含杀精子剂的阴道避孕药是“女性-控制的”，且使用不需要配偶同意，由此可以有效地控制不想要的出生/流产的泛滥。
在女性阴道中射精后不久使精子失活是一种当代试验的避孕方法，并且早已使用杀精子剂。所使用的不同的阴道乳膏、糊剂、栓剂及其它阴道插入物具有不确定的质量、可疑的来源、和不确定的功效。MargaretSanger和她的追随者处于领先，直到FDA参与且开始制定其安全性和功效的要求。然而，在五十年代，开发了现代杀精子剂(Eur.J.Contracept.Reprod.HealthCare2002,7,173–177)，迄今为止其作为OTC产品可获得。在独立避孕制剂如阴道凝胶剂、乳膏、膜剂、泡沫等或在浸渍海绵或含药避孕套中，这些杀精子剂的大部分包含作为活性成分的强洗涤剂，主要是壬苯醇醚-9(N-9)。N-9通过其高效的表面活性剂作用破坏精子膜(DrugDiscov.Ther.2008,2,200)，从而漏出细胞内容物和杀死细胞而起作用。一些其它表面活性剂杀精子剂如苯扎氯铵和胆酸钠用于某些避孕海绵中，前者在加拿大也可呈栓剂获得。从Sapindusmukorosii萃取的表面活性剂植物皂苷也用于杀精乳膏剂中，在印度以商品名Consap销售(www.cdriindia.org)。
最广泛使用的杀精子剂N-9具有良好的杀精子功效，但是当反复施用时其洗涤作用引起阴道损伤，且增加性传播感染(包括HIV)传播的风险(JAMA2000,284,949；JAMA2002,287,1117)。WHO和US-FDA已经发布警告，强制要求在所有N-9产品上打印提示N-9作为易感使用者的阴道避孕药具有不适用性(Fed.Regist.2007,72,71769-71785)。因此，迫切需要研究开发高效的非洗涤剂和非表面活性剂杀精子剂来代替阴道制剂中的N-9。
在精子膜上存在的巯基和二硫基(Maan&Maan.MaleReproductiveFunctionandSemen；Springer:Berlin,1981.ChapterX,p288)可以为杀精子作用的靶点，因为与这些基团的相互作用不会破坏细胞膜，但是可以影响精子细胞的结构/功能性变化。根据一项估计，人类精子包含比红细胞约多五倍的硫醇，并且虽然所有精子硫醇都可用于反应，但是仅仅15％的红细胞硫醇对于反应是开放的(Biol.Reprod.1976,14,632-640)。此外，具有不能游动的精子的不育性弱精症(asthenozoospermic)男性比具有能游动的精子的精子正常(normozoospermic)男性在精子上具有更少的硫醇数(J.Reprod.Fertil.1994,101,435-443)。因此，硫醇药剂在阴道中可以非常特异性地靶向生殖(精子)细胞，而不会影响体(身体)细胞。巯基和二硫基的互变在精子成熟、活动性和能量代谢中起重要作用(Mol.Hum.Reprod.1997,3,203；Biochem.Biophys.Res.Commun.1998,247,716)。在小鼠生精细胞-特定1型己糖激酶同工酶中二硫键的裂解与己糖激酶活性的提高和精子活动性的开始有关(Biol.Reprod.2008,79,537-545)。因此，巯基结合剂可以灭活/固定精子细胞以用于避孕，如N-乙基马来酰亚胺(J.Biol.Chem.1968,243,3357)、烯丙酰苯(Eur.J.Med.Chem.2002,37,855)、喹啉(Contraception2003,67,403)和多种其它硫醇药剂(Mol.Pharmacol.2009,76,113-124)所示例的。
我们一直努力设计和合成非洗涤剂杀精子剂(Bioorg.Med.Chem.Lett.2006,16,2509-2512；Bioorg.Med.Chem.2006,14,6593-6600；Bioorg.Med.Chem.2007,15,6642-6648；Eur.J.Med.Chem.2008,43,2247-2256；Eur.J.Med.Chem.2010,45,817-24；Bioorg.Med.Chem.Lett.2011,21,176–181；Antimicrob.AgentsChemother.2011,55,4343-4351；ACS-Med.Chem.Lett.2012,3,83-87；Org.Lett.2011,13,2330-2333)，导致发现了二硫化物酯(HumanReprod.2007,22,708)，其是第一代硫醇相互作用杀精子剂，在固定人类精子方面比N-9更有效数倍(IndianPat.2011,IN255815)。这些非洗涤剂分子具有基于对人类精子不利作用的机制，其与N-9的非特异性表面活性剂作用形成鲜明的对照。因此，这些杀精子剂在杀精子浓度下使阴道菌群(乳酸杆菌)和上皮免受伤害(spared)(HumanReprod.2007,22,708；HumanReprod.2009,24,590；HumanReprod.2010,25,1156)。因此，得出结论，二硫代氨基甲酸酯基和二硫连接通过在作用位点(即精子细胞)提供游离巯基增强了杀精子活性。本发明涉及我们的下一代杀精子剂，其中我们尝试设计了提供两个巯基结合种类的分子，即二硫代氨基甲酸(Antimicrob.AgentsChemother.2011,55,4343-4351)，以多倍地增强杀精子活性。因此，双(取代的氨基硫代羰基)二硫化物演变为在一个分子骨架中具有两个二硫代氨基甲酸酯部分，这些分子的活性和安全性优于第一代分子。
本发明涉及作为杀精子剂的新的双(取代的氨基硫代羰基)二硫化物。一些结构相关的双(取代的氨基硫代羰基)二硫化物已经被报道在橡胶工业中具有显著的用途。例如，双(二烷基氨基硫代羰基)二硫化物已经用于制备弹性橡胶(WO2009025675A1)、在橡胶工业中用作硫化剂(US2004164456A1)和作为在橡胶中表现出期望性质的活性剂(WO2010006442A1)。双(4-甲基哌嗪基硫代羰基)二硫化物已证实了优于聚异戊二烯的改善的胶乳稳定剂(US2003161975A1)。然而，也记载了一些生物学活性，如发现双(4-甲基哌嗪基硫代羰基)二硫化物具有甘油单酯脂肪酶抑制活性(J.Med.Chem.2009,52,7310-7314)和双(4-乙基哌嗪基硫代羰基)二硫化物已经用作抗真菌剂(US2004157837A1)。发现双(二乙基氨基硫代羰基)二硫化物(双硫仑)具有治疗酒精中毒的用途(Am.J.Med.1990,88,647–55)和作为聚异戊二烯弹性体的用途(US2009272384A1)。然而，迄今没有报道双(取代的氨基硫代羰基)二硫化物用作杀精子/精子固定剂。
发明目的
本发明的主要目的是提供二硫代羧酸酯，其可以比临床使用的表面活性剂N-9更加有效地和特异性地靶向(且不可逆地固定)人类精子，用于阴道避孕。
本发明的另一个目的是提供制备二硫代羧酸酯化合物的方法。
本发明的仍然另一个目的是提供用作杀精子剂的化合物。
本发明的进一步的目的是提供用作杀精子剂的化合物，对于阴道/子宫颈菌群(乳酸杆菌)和上皮(HeLa细胞)具有高安全性。
本发明的再一个目的是提供式I的化合物的药学上可接受的盐。
本发明的甚至进一步的目的是提供包含治疗有效量的式I的化合物的药物组合物。
其他目的是提供以选自阴道栓、泡沫片剂、阴道泡沫或加入到润滑的避孕套中的物理形式制备的药物组合物。
发明简述
因此，本发明提供具有式I的化合物及其药学上可接受的盐，
其中n＝0，且R选自：C4-C16烷基、卤素取代的C4-C16烷基、氨基取代的C4-C16烷基、羟基取代的C4-C16烷基、硝基取代的C4-C16烷基、三氟甲基取代的C4-C16烷基、环胺取代的C2-C16烷基、硫代羟基取代的C4-C16烷基、烷氧基取代的C4-C16烷基、硫代烷氧基取代的C4-C16烷基、氰基取代的C4-C16烷基、氰基烷基取代的C4-C16烷基、取代的环烷基取代的C4-C16烷基、芳基取代的C4-C16烷基、杂芳基取代的C4-C16烷基、亚烷基取代的C4-C16烷基、烷氧基亚烷基取代的C4-C16烷基、卤代亚烷基取代的C4-C16烷基和卤代烷氧基取代的C4-C16烷基；
其中n＝1、2或3，且R选自：C1-C16烷基、卤素取代的C1-C16烷基、氨基取代的C1-C16烷基、羟基取代的C1-C16烷基、硝基取代的C1-C16烷基、三氟甲基取代的C1-C16烷基、环胺取代的C1-C16烷基、硫代羟基取代的C1-C16烷基、烷氧基取代的C1-C16烷基、硫代烷氧基取代的C1-C16烷基、氰基取代的C1-C16烷基、氰基烷基取代的C1-C16烷基、取代的环烷基取代的C1-C16烷基、芳基取代的C1-C16烷基、杂芳基取代的C1-C16烷基、亚烷基取代的C1-C16烷基、烷氧基亚烷基取代的C1-C16烷基、卤代亚烷基取代的C1-C16烷基和卤代烷氧基取代的C1-C16烷基；
其中n＝0、1、2或3，且R选自：环烷基、乙酰基、酰基、烷氧基羰基、芳基、杂芳基、羰基、或硫代羰基和甲苯磺酰基或甲磺酰基；
其中环烷基选自C3-C7环烷基、烷基取代的环烷基、芳基取代的环烷基、卤素取代的环烷基、环烷基取代的环烷基、卤代环烷基取代的环烷基、氨基取代的环烷基、羟基取代的环烷基、硝基取代的环烷基、三氟甲基取代的环烷基、环胺取代的环烷基、硫代羟基取代的环烷基、烷氧基取代的环烷基、氰基取代的环烷基、氰基烷基取代的环烷基、硫代烷氧基取代的环烷基、卤代烷氧基取代的环烷基、杂芳基取代的环烷基、亚烷基取代的环烷基、烷氧基亚烷基取代的环烷基、卤代亚烷基取代的环烷基和具有与环烷基中相同的取代模式的含杂原子(N、O、S)的环烷基；
其中乙酰基选自：芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、氨基芳基取代的乙酰基、羟基芳基取代的乙酰基、硝基芳基取代的乙酰基、硫代羟基芳基取代的乙酰基、三氟甲基芳基取代的乙酰基、烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、杂芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、芳烷基芳基取代的乙酰基、氰基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、氰基烷基芳基取代的乙酰基、硫代烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、卤素取代的乙酰基、三卤素取代的乙酰基、二卤素取代的乙酰基、烷基取代的乙酰基、羟基取代的乙酰基、硫代羟基取代的乙酰基、硝基取代的乙酰基、烷氧基取代的乙酰基、氰基取代的乙酰基、卤代烷氧基取代的乙酰基、硫代烷氧基取代的乙酰基和卤代硫代烷氧基取代的乙酰基；
其中酰基选自：芳基取代的酰基、芳基取代的酰基、卤代芳基取代的酰基、氨基芳基取代的酰基、羟基芳基取代的的酰基、硫代羟基芳基取代的的酰基、硝基芳基取代的酰基、三氟甲基芳基取代的酰基、烷氧基芳基取代的酰基、硫代烷氧基芳基取代的酰基、杂芳基取代的的酰基、芳烷基取代的的酰基、芳烷基芳基取代的酰基、氰基芳基取代的酰基、卤素取代的酰基、烷基取代的酰基、羟基取代的酰基、硫代羟基取代的酰基、硝基取代的酰基、烷氧基取代的酰基、卤代烷氧基取代的酰基、硫代烷氧基取代的酰基、卤代硫代烷氧基取代的酰基和氰基取代的酰基；
其中烷氧基羰基选自：芳基取代的烷氧基羰基、卤代芳基取代的烷氧基羰基、氨基芳基取代的烷氧基羰基、羟基芳基取代的烷氧基羰基、硫代羟基芳基取代的烷氧基羰基、硝基芳基取代的烷氧基羰基、三氟甲基芳基取代的烷氧基羰基、烷氧基芳基取代的烷氧基羰基、硫代烷氧基芳基取代的烷氧基羰基、杂芳基取代的烷氧基羰基、烷基芳基取代的烷氧基羰基、芳烷基芳基取代的烷氧基羰基、氰基芳基取代的烷氧基羰基、卤素取代的烷氧基羰基、烷基取代的烷氧基羰基、羟基取代的烷氧基羰基、硫代羟基取代的烷氧基羰基、硝基取代的烷氧基羰基、烷氧基取代的烷氧基羰基、卤代烷氧基取代的烷氧基羰基、硫代烷氧基取代的烷氧基羰基、卤代硫代烷氧基取代的烷氧基羰基和氰基取代的烷氧基羰基；
其中芳基选自：卤素取代的芳基、烷基取代的芳基、芳基取代的芳基、环烷基取代的芳基、卤代环烷基取代的芳基、氨基取代的芳基、羟基取代的芳基、硝基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、环胺取代的芳基、硫代羟基取代的芳基、烷氧基取代的芳基、氰基取代的芳基、氰基烷基取代的芳基、硫代烷氧基取代的芳基、卤代烷氧基取代的芳基、杂芳基取代的的芳基、亚烷基取代的芳基、烷氧基亚烷基取代的芳基或卤代亚烷基取代的芳基；
其中杂芳基选自：卤素取代的杂芳基、烷基取代的杂芳基、芳基取代的杂芳基、环烷基取代的杂芳基、卤代环烷基取代的杂芳基、氨基取代的杂芳基、羟基取代的杂芳基、硝基取代的杂芳基、三氟甲基取代的杂芳基、环胺取代的杂芳基、硫代羟基取代的杂芳基、烷氧基取代的杂芳基、氰基取代的杂芳基、氰基烷基取代的杂芳基、硫代烷氧基取代的杂芳基、卤代烷氧基取代的杂芳基、杂芳基取代的杂芳基、亚烷基取代的杂芳基、烷氧基亚烷基取代的杂芳基和卤代亚烷基取代的杂芳基；
其中羰基或硫代羰基选自：芳基取代的羰基、卤代芳基取代的羰基、氨基芳基取代的羰基、羟基芳基取代的的羰基、硫代羟基芳基取代的的羰基、硝基芳基取代的羰基、三氟甲基芳基取代的羰基、烷氧基芳基取代的羰基、硫代烷氧基芳基取代的羰基、杂芳基取代的的羰基、烷基芳基取代的羰基、芳烷基芳基取代的羰基、氰基芳基取代的羰基、卤素取代的羰基、氨基取代的羰基、羟基取代的羰基、硫代羟基取代的羰基、硝基取代的羰基、烷氧基取代的羰基、卤代烷氧基取代的羰基、硫代烷氧基取代的羰基、卤代硫代烷氧基取代的羰基和氰基取代的羰基、烷基硫代羰硫基(alkylthiocarbonothioyl)、芳基硫代羰硫基(arylthiocarbonothioyl)；
其中甲苯磺酰基或甲磺酰基选自芳基取代的甲苯磺酰基、卤代芳基取代的甲苯磺酰基、氨基芳基取代的甲苯磺酰基、羟基芳基取代的甲苯磺酰基、硫代羟基芳基取代的甲苯磺酰基、硝基芳基取代的甲苯磺酰基、三氟甲基芳基取代的甲苯磺酰基、烷氧基芳基取代的甲苯磺酰基、硫代烷氧基芳基取代的甲苯磺酰基、杂芳基取代的甲苯磺酰基、芳烷基取代的甲苯磺酰基、芳烷基芳基取代的甲苯磺酰基、氰基芳基取代的甲苯磺酰基、卤素取代的甲苯磺酰基、氨基取代的甲苯磺酰基、羟基取代的甲苯磺酰基、硫代羟基取代的甲苯磺酰基、硝基取代的甲苯磺酰基、烷氧基取代的甲苯磺酰基、卤代烷氧基取代的甲苯磺酰基、硫代烷氧基取代的甲苯磺酰基、卤代硫代烷氧基取代的甲苯磺酰基和氰基取代的甲苯磺酰基、芳基取代的甲磺酰基、卤代芳基取代的甲磺酰基、氨基芳基取代的甲磺酰基、羟基芳基取代的甲磺酰基、硫代羟基芳基取代的甲磺酰基、硝基芳基取代的甲磺酰基、三氟甲基芳基取代的甲磺酰基、烷氧基芳基取代的甲磺酰基、硫代烷氧基芳基取代的甲磺酰基、杂芳基取代的甲磺酰基、芳烷基取代的甲磺酰基、芳烷基芳基取代的甲磺酰基、氰基芳基取代的甲磺酰基、卤素取代的甲磺酰基、氨基取代的甲磺酰基、羟基取代的甲磺酰基、硫代羟基取代的甲磺酰基、硝基取代的甲磺酰基、烷氧基取代的甲磺酰基、卤代烷氧基取代的甲磺酰基、硫代烷氧基取代的甲磺酰基、卤代硫代烷氧基取代的甲磺酰基和氰基取代的甲磺酰基。
在本发明的一个实施方案中，其中式I的化合物的药学上可接受的盐是通过使(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸或盐酸与式I的化合物反应获得的。
在本发明的另一个实施方案中，其中式I的化合物用作杀精子剂。
在本发明的仍然另一个实施方案中，其中所述化合物显示出体外和体内杀精子活性，对阴道菌群(乳酸杆菌)和上皮(HeLa细胞)具有高安全性。
在本发明的仍然另一个实施方案中，其中代表性的化合物为
在本发明的仍然另一个实施方案中，其中所述化合物在(0.001-1％)范围的最小有效浓度(MEC)下显示出体外杀精子活性。在本发明的一个实施方案中，其中在兔子模型中所述化合物显示出体内避孕活性。
在本发明的一个实施方案中，其中所述化合物-8以在盐水中10-50mg的阴道剂量降低～40-80％的受孕率，并且以在胶冻(jelly)中10-20mg的阴道剂量降低～35-65％的受孕率。
在本发明的一个实施方案中，其中所述化合物在112->1000μg/ml(IC50)下显示出对于HeLa细胞系的细胞毒性作用。
因此，本发明提供一种制备式I的化合物的方法，其中所述方法包括下述步骤：
I.在溶剂和三乙胺的存在下，将烷基化试剂慢慢地加入哌嗪溶液中，得到式III的单取代的哌嗪，
II.在金属氢氧化物和溶剂的存在下，将二硫化碳滴加到从步骤(I)得到的式III的单取代的哌嗪的混合物中，接着搅拌得到反应混合物，浓缩并且用甲醇醚重结晶所述反应混合物，得到式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐，
其中M+＝Na+、K+、Li+
其中R＝C1-C16、烷基、取代的烷基、环烷基、乙酰基、酰基、烷氧基羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、苄基、取代的苄基、烷酰基、苯甲酰基、甲苯磺酰基、取代的甲苯磺酰基、甲磺酰基、取代的甲磺酰基、磺酰基、取代的磺酰基、烷基硫代羰硫基、芳基硫代羰硫基
中间体的结构式
III.在HCl和溶剂的存在下，使从步骤II得到的式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与亚硝酸钠反应，以合成式I的化合物1-21或
IV.或者，在溶剂的存在下，用二卤代烷处理从步骤II得到的式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐，以合成式I的化合物22-32；
V.通过用(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸或盐酸处理式I的化合物，将式I化合物转化成其药学上可接受的盐。
在本发明的另一个实施方案中，步骤(I)中使用的烷基化试剂为烷基卤化物。
在本发明的一个实施方案中，步骤(I)中使用的溶剂选自氯仿或二氯甲烷，并且步骤(II)中使用的溶剂为乙酸乙酯。
在本发明的一个实施方案中，在步骤(I)中烷基化试剂和哌嗪溶液之间的反应进行3-8小时的时期。
在本发明的一个实施方案中，步骤(II)中使用的金属氢氧化物为氢氧化钠。
在本发明的一个实施方案中，在步骤(II)中二硫化碳和单取代的哌嗪之间的反应在0-5℃的温度下进行。
在本发明的一个实施方案中，其中步骤(III)中的反应是在25-35℃的温度下，在HCl的存在下，通过使式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与亚硝酸钠反应进行0.25-0.5小时的时期，得到化合物1-21。
在本发明的一个实施方案中，其中步骤(IV)中的反应是在25-35℃的温度下，通过使式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与二卤代烷反应进行12-15小时的时期，得到化合物22-32。
在本发明的一个实施方案中，其中步骤(III)中使用的溶剂为水，并且步骤(IV)中使用的溶剂为乙腈。
在本发明的一个实施方案中，其中所述药学上可接受的盐是通过使式(I)的化合物与相应的酸反应制备的，所述相应的酸选自(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸或盐酸。
在本发明的一个实施方案中，式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐选自锂盐、钠盐和钾盐。
本发明还提供药物组合物，包含治疗有效量的式I的化合物与用于阴道递送的药学上可接受载体和浓度为1-2％的添加剂的组合。
在本发明的一个实施方案中，其中所使用的添加剂选自胶冻(jelly)、凝胶(gel)、乳膏、泡沫、泡沫片剂、栓剂和阴道膜等。
缩写
％:百分比
δ:化学位移(百万分率)
Anal:分析
Aq.:水性
Bs:宽的单峰
℃:摄氏度
Cacld:计算的
CDCl3:氚代氯仿
CHCl3:氯仿
CH3CN:乙腈
Conc.:浓度
d:双重峰
dd:双重双重峰
DMSO:二甲亚砜
DSE:二硫化物酯
ESIMS:电喷雾电离质谱
EtOAc:乙酸乙酯
EtOH:乙醇
FDA:食品和药物管理局
FTIR:傅里叶变换-红外线
g:克
h:小时
HPLC:高效液相色谱
Hz:赫兹
IC50:50％的抑制浓度
IR:红外
J:耦合常数
KBr:溴化钾
KI:碘化钾
K2CO3:碳酸钾
m:多重峰
Me:甲基
MeOH:甲醇
MHz:兆赫
Mg:毫克
min:分钟
mL:毫升
mmol:毫摩尔
mp:熔点
MS:质谱
m/z:质荷比
Na2SO4:硫酸钠
μg:微克
μL:微升
NMR:核磁共振
N-9:壬苯醇醚-9
pH:溶解的氢离子(H+)的活性的对数
ppm:百万分率
q:四重峰
Rf:保留因子
rt:室温
SAR:构效关系
SSRI:选择性血清素重吸收抑制剂
STD:性传播性疾病
STI:性传播性感染
WHO:世界卫生组织
TLC:薄层色谱
TMS:四甲硅烷
v/v:体积对体积
wt:重量
附图说明
图1：制备所述化合物的一般方案。
图2：实施例8、9、10对壬苯醇醚-9的选择性杀精子活性。
发明详述
本发明涉及新的作为杀精子剂的式I的二硫代羧酸酯及其药学上可接受酸盐的合成和生物活性。本发明进一步提供双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(当n＝0时)和烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(当n＝1、2或3时)，如附图的图1所示。测试这些化合物的杀精子活性，发现其对于该用途非常有用。
图1：双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物和烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)的结构其中n＝0，且R选自：C4-C16烷基、卤素取代的C4-C16烷基、氨基取代的C4-C16烷基、羟基取代的C4-C16烷基、硝基取代的C4-C16烷基、三氟甲基取代的C4-C16烷基、环胺取代的C2-C16烷基、硫代羟基取代的C4-C16烷基、烷氧基取代的C4-C16烷基、硫代烷氧基取代的C4-C16烷基、氰基取代的C4-C16烷基、氰基烷基取代的C4-C16烷基、取代的环烷基取代的C4-C16烷基、芳基取代的C4-C16烷基、杂芳基取代的C4-C16烷基、亚烷基取代的C4-C16烷基、烷氧基亚烷基取代的C4-C16烷基、卤代亚烷基取代的C4-C16烷基和卤代烷氧基取代的C4-C16烷基。
其中n＝1、2或3，且R选自C1-C16烷基、卤素取代的C1-C16烷基、氨基取代的C1-C16烷基、羟基取代的C1-C16烷基、硝基取代的C1-C16烷基、三氟甲基取代的C1-C16烷基、环胺取代的C1-C16烷基、硫代羟基取代的C1-C16烷基、烷氧基取代的C1-C16烷基、硫代烷氧基取代的C1-C16烷基、氰基取代的C1-C16烷基、氰基烷基取代的C1-C16烷基、取代的环烷基取代的C1-C16烷基、芳基取代的C1-C16烷基、杂芳基取代的C1-C16烷基、亚烷基取代的C1-C16烷基、烷氧基亚烷基取代的C1-C16烷基、卤代亚烷基取代的C1-C16烷基和卤代烷氧基取代的C1-C16烷基。
其中n＝0、1、2或3，且R选自：环烷基、乙酰基、酰基、烷氧基羰基、芳基、杂芳基、苄基、羰基或硫代羰基和甲苯磺酰基，或甲磺酰基。
其中环烷基选自：C3-C7环烷基、烷基取代的环烷基、芳基取代的环烷基、卤素取代的环烷基、环烷基取代的环烷基、卤代环烷基取代的环烷基、烷基取代的环烷基、羟基取代的环烷基、硝基取代的环烷基、三氟甲基取代的环烷基、环胺取代的环烷基、硫代羟基取代的环烷基、烷氧基取代的环烷基、氰基取代的环烷基、氰基烷基取代的环烷基、硫代烷氧基取代的环烷基、卤代烷氧基取代的环烷基、杂芳基取代的环烷基、亚烷基取代的环烷基、烷氧基亚烷基取代的环烷基、卤代亚烷基取代的环烷基和具有与环烷基中相同的取代模式的含杂原子(N、O、S)的环烷基。
其中乙酰基选自：芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、氨基芳基取代的乙酰基、羟基芳基取代的乙酰基、硝基芳基取代的乙酰基、硫代羟基芳基取代的乙酰基、三氟甲基芳基取代的乙酰基、烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、杂芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、芳烷基芳基取代的乙酰基、氰基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、氰基烷基芳基取代的乙酰基、硫代烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、卤素取代的乙酰基、三卤素取代的乙酰基、二卤素取代的乙酰基、烷基取代的乙酰基、羟基取代的乙酰基、硫代羟基取代的乙酰基、硝基取代的乙酰基、烷氧基取代的乙酰基、氰基取代的乙酰基、卤代烷氧基取代的乙酰基、硫代烷氧基取代的乙酰基和卤代硫代烷氧基取代的乙酰基。
其中酰基选自：芳基取代的酰基、芳基取代的酰基、卤代芳基取代的酰基、氨基芳基取代的酰基、羟基芳基取代的的酰基、硫代羟基芳基取代的的酰基、硝基芳基取代的酰基、三氟甲基芳基取代的酰基、烷氧基芳基取代的酰基、硫代烷氧基芳基取代的酰基、杂芳基取代的的酰基、芳烷基取代的的酰基、芳烷基芳基取代的酰基、氰基芳基取代的酰基、卤素取代的酰基、氨基取代的酰基、羟基取代的酰基、硫代羟基取代的酰基、硝基取代的酰基、烷氧基取代的酰基、卤代烷氧基取代的酰基、硫代烷氧基取代的酰基、卤代硫代烷氧基取代的酰基和氰基取代的酰基。
其中烷氧基羰基选自：烷氧基羰基、芳基取代的烷氧基羰基、卤代芳基取代的烷氧基羰基、氨基芳基取代的烷氧基羰基、羟基芳基取代的烷氧基羰基、硫代羟基芳基取代的烷氧基羰基、硝基芳基取代的烷氧基羰基、三氟甲基芳基取代的烷氧基羰基、烷氧基芳基取代的烷氧基羰基、硫代烷氧基芳基取代的烷氧基羰基、杂芳基取代的烷氧基羰基、烷基芳基取代的烷氧基羰基、芳烷基芳基取代的烷氧基羰基、氰基芳基取代的烷氧基羰基、卤素取代的烷氧基羰基、氨基取代的烷氧基羰基、羟基取代的烷氧基羰基、硫代羟基取代的烷氧基羰基、硝基取代的烷氧基羰基、烷氧基取代的烷氧基羰基、卤代烷氧基取代的烷氧基羰基、硫代烷氧基取代的烷氧基羰基、卤代硫代烷氧基取代的烷氧基羰基和氰基取代的烷氧基羰基。
其中芳基选自：卤素取代的芳基、烷基取代的芳基、芳基取代的芳基、环烷基取代的芳基、卤代环烷基取代的芳基、氨基取代的芳基、羟基取代的芳基、硝基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、环胺取代的芳基、硫代羟基取代的芳基、烷氧基取代的芳基、氰基取代的芳基、氰基烷基取代的芳基、硫代烷氧基取代的芳基、卤代烷氧基取代的芳基、杂芳基取代的的芳基、亚烷基取代的芳基、烷氧基亚烷基取代的芳基和卤代亚烷基取代的芳基。
其中杂芳基选自：卤素取代的杂芳基、烷基取代的杂芳基、芳基取代的杂芳基、环烷基取代的杂芳基、卤代环烷基取代的杂芳基、氨基取代的杂芳基、羟基取代的杂芳基、硝基取代的杂芳基、三氟甲基取代的杂芳基、环胺取代的杂芳基、硫代羟基取代的杂芳基、烷氧基取代的杂芳基、氰基取代的杂芳基、氰基烷基取代的杂芳基、硫代烷氧基取代的杂芳基、卤代烷氧基取代的杂芳基、杂芳基取代的杂芳基、亚烷基取代的杂芳基、烷氧基亚烷基取代的杂芳基和卤代亚烷基取代的杂芳基。
其中苄基选自：卤素取代的苄基、烷基取代的苄基、芳基取代的苄基、环烷基取代的苄基、卤代环烷基取代的苄基、氨基取代的苄基、羟基取代的苄基、硝基取代的苄基、三氟甲基取代的苄基、环胺取代的苄基、硫代羟基取代的苄基、烷氧基取代的苄基、氰基取代的苄基、氰基烷基取代的苄基、硫代烷氧基取代的苄基、卤代烷氧基取代的苄基、杂芳基取代的苄基、亚烷基取代的苄基、烷氧基亚烷基取代的苄基和卤代亚烷基取代的苄基。
其中羰基或硫代羰基选自：芳基取代的羰基、卤代芳基取代的羰基、氨基芳基取代的羰基、羟基芳基取代的的羰基、硫代羟基芳基取代的的羰基、硝基芳基取代的羰基、三氟甲基芳基取代的羰基、烷氧基芳基取代的羰基、硫代烷氧基芳基取代的羰基、杂芳基取代的羰基、烷基芳基取代的羰基、芳烷基芳基取代的羰基、氰基芳基取代的羰基、卤素取代的羰基、氨基取代的羰基、羟基取代的羰基、硫代羟基取代的羰基、硝基取代的羰基、烷氧基取代的羰基、卤代烷氧基取代的羰基、硫代烷氧基取代的羰基、卤代硫代烷氧基取代的羰基和氰基取代的羰基。
其中甲苯磺酰基或甲磺酰基选自芳基取代的-甲苯磺酰基、卤代芳基取代的甲苯磺酰基、氨基芳基取代的甲苯磺酰基、羟基芳基取代的甲苯磺酰基、硫代羟基芳基取代的甲苯磺酰基、硝基芳基取代的甲苯磺酰基、三氟甲基芳基取代的甲苯磺酰基、烷氧基芳基取代的羰基、硫代烷氧基芳基取代的羰基、杂芳基取代的的羰基、芳烷基取代的的羰基、芳烷基芳基取代的羰基、氰基芳基取代的羰基、卤素取代的羰基、氨基取代的甲苯磺酰基、羟基取代的甲苯磺酰基、硫代羟基取代的甲苯磺酰基、硝基取代的甲苯磺酰基、烷氧基取代的甲苯磺酰基、卤代烷氧基取代的甲苯磺酰基、硫代烷氧基取代的甲苯磺酰基、卤代硫代烷氧基取代的甲苯磺酰基和氰基取代的甲苯磺酰基、芳基取代的甲磺酰基、卤代芳基取代的甲磺酰基、氨基芳基取代的甲磺酰基、羟基芳基取代的甲磺酰基、硫代羟基芳基取代的甲磺酰基、硝基芳基取代的甲磺酰基、三氟甲基芳基取代的甲磺酰基、烷氧基芳基取代的甲磺酰基、硫代烷氧基芳基取代的甲磺酰基、杂芳基取代的甲磺酰基、芳烷基取代的甲磺酰基、芳烷基芳基取代的甲磺酰基、氰基芳基取代的甲磺酰基、卤素取代的甲磺酰基、氨基取代的甲磺酰基、羟基取代的甲磺酰基、硫代羟基取代的甲磺酰基、硝基取代的甲磺酰基、烷氧基取代的甲磺酰基、卤代烷氧基取代的甲磺酰基、硫代烷氧基取代的甲磺酰基、卤代硫代烷氧基取代的甲磺酰基和氰基取代的甲磺酰基。
术语的定义：
说明书和权利要求书中用于描述本发明所使用的各种术语的定义如下。
为了避免混淆，应当认为说明“C4-C16”指具有4、5、6、7或16个碳原子的碳基。在说明书中，“C”指碳原子，“N”指氮原子，“S”指硫原子且“O”指氧原子。
在实例中，其中n＝0指两个基团直接键合而没有任何连接基碳链，并且n＝1、2或3指连接基碳链的长度包含1、2或3个碳原子。
在说明书中，“C3-C7环烷基”指包含3、4、5、6或7个碳原子而没有任何杂原子的环碳链，并且包括单环、二环或三环饱和的碳环以及稠环体系。包含杂原子的环烷基指具有一个、两个或多个杂原子的环链。
在说明书中，术语“烷基”包括直链和/或支链烷基。
在说明书中，术语“亚烷基”包括直链和/或支链的双官能饱和烃烷基。
在说明书中，术语“芳基”指具有至少一个不饱和芳香环的任选取代的单环、二环或三环烃环体系。
术语“杂芳基”是指具有至少一个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的任选取代的单环、二环或三环芳香环体系。
术语“卤素”指基团氟、氯、溴或碘。
在该说明书中，术语“芳烷基”指包含任选地烷基取代基的特定芳基本身。
在该说明书中，术语“亚烷基芳基”、“亚烷基杂芳基”和“亚烷基环烷基”指分别经由烷基键合至芳基、杂芳基和环烷基的取代基。
因此，本发明涉及作为高效杀精子剂的式(I)的化合物的合成及其生物学评价。
其中R为C4-C16(当n＝0时)烷基，C1-C16(当n＝1、2或3时)烷基、取代的烷基、环烷基、乙酰基、酰基、烷氧基羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、苄基、取代的苄基、烷酰基、苯甲酰基、甲苯磺酰基、取代的甲苯磺酰基、甲磺酰基、取代的甲磺酰基、磺酰基、取代的磺酰基、烷基硫代羰硫基、芳基硫代羰硫基以及n为0、1、2或3个碳原子的链，用于构效关系。
在一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐是通过Tripathi等人(ActaPharm.1996,46,169-176)报道的方法制备的。在0-5℃下，向在乙酸乙酯中的N-取代的哌嗪(1.0mol)和氢氧化钠(1.0mol,溶于最少的水中)的混合物中滴加二硫化碳。将反应混合物进一步搅拌一小时，浓缩并用甲醇醚重结晶。
在另一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐选自钠盐、钾盐和锂盐。
在仍然另一个实施方案中，N-取代的哌嗪选自4-吡啶-2-基、4-(2-甲氧基苯基)、4-(4-氟苯基)、4-(2-吗啉基乙基)、4-十六烷基、4-金刚烷基、4-辛基、4-丁基、4-氰基丙基、4-烯丙基、4-嘧啶-2-基、4-乙酰基、4-乙氧基羰基、4-甲苯磺酰基、4-甲基磺酰基、4-异丁氧基羰基、4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)、4-苯甲酰基、4-苯基、4-(取代的苯基)或其取代的产物。
在仍然另一个实施方案中，最终产物双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I，其中n＝0)是使用CocoN.Kapanda等人(J.Med.Chem.2009,52,7310-7314)报道的方法合成的，其中搅拌N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸(15.8mmol)的碱金属盐和水(15mL)的混合物10分钟。向该溶液中加入在1mL的甲醇中的亚硝酸钠(15.8mmol)，并且在冷却(0-5℃)和搅拌下，滴加浓HCl(3mL)。收集沉淀的产物，并由乙醇结晶，得到期望的化合物。
在仍然另一个实施方案中，游离碱双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I)的水溶性盐是通过与选自(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸或盐酸的相应酸反应获得的。
本发明的方法描述在附图的方案1(其中n＝0)中，包括下述步骤：
1.N-取代的哌嗪是在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的。通过缓慢加入烷基卤化物至7-10％使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离[实施例8-10]。通过柱色谱，使用在氯仿中的甲醇作为洗脱液，纯化剩余的N-取代的哌嗪[实施例4-7、12-21]。
2.然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。该步骤中原样使用在步骤1中得到的产物[实施例4-10、12-21]或市售可获得的N-取代的哌嗪[实施例1-3、11]，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，单取代的哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。
3.使用常规方法合成的如图1所示的最终产物双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I)。
4.游离碱双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I，其中n＝0)的水溶性盐是通过其与相应酸反应获得的。
根据式I的化合物(表1，其中n＝1、2或3)的合成可以通过如方案1所示的一般方法进行。
在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的N-取代的哌嗪。然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。在室温下，在三乙胺和CH3CN的存在下，使用相应二卤代烷将N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与不同的碳链进一步缩合。在室温下，搅拌N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的钠盐(11.16mmol)和二碘甲烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并在Na2SO4上干燥合并的有机层，过滤并浓缩。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱(100-200目)纯化粗产物，得到附图的通式结构I(其中n＝1、2、3)的期望的化合物烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(22-32)。
最后，通过常规方法将I(其中n＝1、2、3)转化在其盐。所述盐可以是(dl)酒石酸盐、(d)酒石酸盐、(l)酒石酸盐、柠檬酸盐、草酸盐、抗坏血酸盐、乙酸盐、乳酸盐或盐酸盐。
在一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐是通过Tripathi等人报道的方法(ActaPharm.1996,46,169-176)制备的。在0-5℃下，向在乙酸乙酯中的N-取代的哌嗪(1.0mol)和氢氧化钠(1.0mol,溶于最少的水中)的混合物中滴加二硫化碳。将反应混合物进一步搅拌一小时，浓缩并用甲醇醚重结晶。在另一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐选自钠盐、钾盐和锂盐。
在仍然另一个实施方案中，在室温下，在三乙胺和CH3CN的存在下，使用相应二卤代烷将N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与不同的碳链进一步缩合。
在仍然另一个实施方案中，游离碱烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(I，其中n＝1、2或3)的水溶性盐是通过与相应酸比如(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸或盐酸反应获得的。
本发明的方法描述在附图的方案1(其中n＝1、2、3)显示的步骤中，包括下述步骤：
1.N-取代的哌嗪是在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的。通过缓慢加入烷基卤化物至7-10％使可能形成的二取代的产物[实施例24-32]最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。
2.然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。该步骤中原样使用在步骤1中得到的产物[实施例24-32]或市售可获得的N-取代的哌嗪[实施例22、23]，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，单取代的哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。
3.在室温下，在三乙胺和CH3CN的存在下，使用相应二卤代烷将N-取代的哌嗪的碱金属盐与不同的碳链进一步缩合，得到最终产物烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(I，其中n＝1、2或3)。
4.游离碱烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(I，其中n＝1、2或3)的水溶性盐是通过其与相应酸反应获得的。
合成方法∶
如方案1所示，通过一般方法合成根据本发明的化合物，特别是根据式I的化合物(表1，其中n＝0)。
在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的N-取代的哌嗪。然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。在0-5℃下，搅拌N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的钠盐(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在0-5℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。获得无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体的纯产物双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I，1-21)(其中n＝0)。
最后，通过常规方法将I(其中n＝0)转化成其盐。所述盐可以是(dl)-酒石酸盐(实施例1-21)、(d)酒石酸盐(实施例8)、(l)酒石酸盐(实施例8)、柠檬酸盐(实施例8)、草酸盐(实施例8)、抗坏血酸盐(实施例8)、乙酸盐(实施例8)、乳酸盐(实施例8)(实施例8)、苹果酸盐(实施例8)、扁桃酸盐(实施例8)或盐酸盐(实施例8)。
在一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐是通过Tripathi等人(ActaPharm.1996,46,169-176)报道的方法制备的。在0-5℃下，向在乙酸乙酯中的N-取代的哌嗪(1.0mol)和氢氧化钠(1.0mol,溶于最少的水中)的混合物中滴加二硫化碳。将反应混合物进一步搅拌一小时，浓缩并用甲醇醚重结晶。
在另一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐选自钠盐、钾盐和锂盐。
在仍然另一个实施方案中，N-取代的哌嗪选自4-吡啶-2-基、4-(2-甲氧基苯基)、4-(4-氟代苯基)、4-(2-吗琳基乙基)、4-十六烷基、4-金刚烷基、4-辛基、4-丁基、4-氰基丙基、4-烯丙基、4-嘧啶-2-基、4-乙酰基、4-乙氧基羰基、4-甲苯磺酰基、4-甲基磺酰基、4-异丁氧基羰基、4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)、4-苯甲酰基、4-苯基、4-(取代的苯基)或其取代的产物。
在仍然另一个实施方案中，最终产物双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I，其中n＝0)是使用CocoN.Kapanda等人(J.Med.Chem.2009,52,7310-7314)报道的方法合成的，其中搅拌N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸(15.8mmol)的碱金属盐和水(15mL)的混合物10分钟。向该溶液中加入在1mL的甲醇中的亚硝酸钠(15.8mmol)，并且在冷却(0-5℃)和搅拌下，滴加浓HCl(3mL)。收集沉淀的产物，并由乙醇结晶，得到期望的化合物。
在仍然另一个实施方案中，游离碱双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I，n＝0)的水溶性盐是使用包含C1-C4碳原子的脂肪醇作为溶剂，通过与相应酸比如(dl)-酒石酸(实施例1-21)、(d)-酒石酸(实施例8)、(l)-酒石酸(实施例8)、柠檬酸(实施例8)、草酸(实施例8)、抗坏血酸(实施例8)、乙酸(实施例8)、乳酸(实施例8)、丙二酸(实施例8)、苹果酸(实施例8)、扁桃酸(实施例8)或盐酸(实施例8)反应获得的。本发明的方法是根据附图的方案1所示的方案描绘的，其包括下述步骤：:
1.N-取代的哌嗪是在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的。通过缓慢加入烷基卤化物至7-10％使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离[实施例8-10]。通过柱色谱，使用在氯仿中的甲醇作为洗脱液，纯化剩余的N-取代的哌嗪[实施例4-7、12-21]。
2.然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。该步骤中原样使用在步骤1中得到的产物[实施例4-10、12-21]或市售可获得的N-取代的哌嗪[实施例1-3、11]，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，单取代的哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。
3.使用常规方法合成的如图1所示的最终产物双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I)。
4.游离碱双(4-取代的-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(I，其中n＝0)的水溶性盐是通过使其与相应酸比如(dl)-酒石酸(实施例1-21)、(d)-酒石酸(实施例8)、(l)-酒石酸(实施例8)、柠檬酸(实施例8)、草酸(实施例8)、抗坏血酸(实施例8)、乙酸(实施例8)、乳酸(实施例8)、丙二酸(实施例8)、苹果酸(实施例8)、扁桃酸(实施例8)或盐酸(实施例8)反应获得的。
如下述方案1所示，通过一般方法合成根据本发明的化合物，特别是根据式I的化合物(表1，其中n＝1、2或3)。
在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的N-取代的哌嗪。然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。在室温下，在三乙胺和CH3CN的存在下，使用相应二卤代烷将N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与不同的碳链进一步缩合。在室温下，搅拌N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的钠盐(11.16mmol)和二碘甲烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并在Na2SO4上干燥合并的有机层，过滤并浓缩。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱(100-200目)纯化粗产物，得到附图的通式结构I(其中n＝1、2、3)的期望的化合物烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(22-32)。
最后，通过常规方法将I(其中n＝1、2、3)转化在其盐。所述盐可以是(dl)酒石酸盐(实施例22-32)、(d)酒石酸盐、(l)酒石酸盐、柠檬酸盐、草酸盐、抗坏血酸盐、乙酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、扁桃酸盐或盐酸盐。
在一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐是通过Tripathi等人(ActaPharm.1996,46,169-176)报道的方法制备的。在0-5℃下，向在乙酸乙酯中的N-取代的哌嗪(1.0mol)和氢氧化钠(1.0mol,溶于最少的水中)的混合物中滴加二硫化碳。将反应混合物进一步搅拌一小时，浓缩并用甲醇醚重结晶。在另一个实施方案中，N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐选自钠盐、钾盐和锂盐。
在仍然另一个实施方案中，在室温下，在三乙胺和CH3CN的存在下，使用相应二卤代烷将N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与不同的碳链进一步缩合。在仍然另一个实施方案中，游离碱烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(I，其中n＝1、2或3)的水溶性盐是通过与相应酸比如(dl)-酒石酸(实施例22-32)、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸或盐酸反应获得的。
本发明的方法描述在附图的方案1(其中n＝1、2、3)中，并且包括下述步骤：
1.N-取代的哌嗪是在三乙胺和合适的溶剂的存在下，通过卤素取代的试剂与哌嗪反应制备的。通过缓慢加入烷基卤化物至7-10％使可能形成的二取代的产物[实施例24-32]最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。
2.然后，使用常规方法获得N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐。该步骤中原样使用在步骤1中得到的产物[实施例24-32]或市售可获得的N-取代的哌嗪[实施例22、23]，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，单取代的哌嗪)进行。二取代的哌嗪，如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。
3.在室温下，在CH3CN中的三乙胺的存在下，使用相应二卤代烷将N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与不同的碳链进一步缩合，得到最终产物烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(I，其中n＝1、2或3)。
4.游离碱烷烃-1,n-二基双(4-取代的哌嗪-1-二硫代羧酸酯)(I，其中n＝1、2或3)的水溶性盐是通过使其与选自相应酸反应获得的，所述相应酸选自(dl)-酒石酸(实施例22-32)、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸或盐酸。
通常，所有试剂和溶剂是商业级的，使用而无需进一步纯化。所有化学品和溶剂都是购自Sigma-Aldrich/MerckIndiaLtd.。通过在预包衣的硅胶板(Aldrich)上的薄层色谱(TLC)按常规监测反应进程。经Merck硅胶(100-200目)进行柱色谱。
表1∶通式I的各种合成实施例
实施例∶
本发明经由示例性的实施例描述，并且不应当解释为将本发明的范围限制到相应结构式图。实施例1∶
双(4-吡啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物1):
4-(吡啶-2-基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将市售可获得的1-(吡啶-2-基)哌嗪(3.0mmol)置于在乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度在5℃，在5℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(吡啶-2-基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-吡啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(1):
根据方案1，步骤3∶在2℃下，搅拌4-(吡啶-2-基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点168–170℃)的纯产物双(4-吡啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(1)。IR(KBr)(cm-1):2944,1657,1561,1474；1HNMR(300MHz,CDCl3):8.20–8.14(2H,m)；7.57–7.48(2H,m)；6.72–6.68(4H,m)；4.42(8H,bs),3.79(8Hbs)；13C(75MHz,CDCl3):
188.3(C＝S),56.0,50.0,25.7,23.3；ESI-MS:(m/z)477(MH+)；C20H24N6S4的计算值：C,50.39；H,5.07；N,17.63；实测值：C,50.55；H,5.32；N,17.41。
双(4-吡啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(1).酒石酸氢盐∶
将双(4-吡啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(1,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(10mL)中的dl-酒石酸(1mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双(4-吡啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(1)的酒石酸氢盐。
实施例2:
双[4-(2-甲氧基苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(最终化合物2):
4-(2-甲氧基苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将市售可获得的1-(2-甲氧基苯基)哌嗪(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度在4℃，在4℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(2-甲氧基苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双[4-(2-甲氧基苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(2):
根据方案1，步骤3∶在0℃下，搅拌4-(2-甲氧基苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在0℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点125–127℃)的纯产物双[4-(2-甲氧基苯基]-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(2)。IR(KBr)(cm-1):2998,1592,1474,1429；1HNMR(300MHz,CDCl3):7.08–6.89(8H,m),4.48(8Hm),3.89(8H,s),3.24(8H,m)；13C(75MHz,CDCl3):193.6(C＝S),152.3,139.9,123.9,121.1,118.6,111.5,55.5,50.4；ESI-MS:(m/z)535(MH+)；C24H30N4O2S4的计算值：90；H,5.65；N,10.48；实测值：C,53.08；H,5.52；N,10.39。
双[4-(2-甲氧基苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(2).酒石酸氢盐∶
将[双[4-(2-甲氧基苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(2,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(10mL)中的dl-酒石酸(1mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-(2-甲氧基苯基]-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(2)的酒石酸氢盐。
实施例3:
双[4-(4-氟苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(最终化合物3):
4-(4-氟苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将市售可获得的1-(4-氟苯基)哌嗪(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度在1℃，在1℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(4-氟苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双[4-(4-氟苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(3):
根据方案1，步骤3∶在3℃下，搅拌4-(4-氟苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在3℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点140–142℃)的纯产物双[4-(4-氟苯基]-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(3)。IR(KBr)(cm-1):2924,1586,1474,1429；1HNMR(300MHz,CDCl3):7.04–6.90(8H,m),4.47(8H,m),3.32(8H,m)；13C(75MHz,CDCl3):193.9(C＝S),159.5,147.0,118.8,118.6,116.1,115.8,50.3；ESI-MS:(m/z)511(MH+)；C22H24F2N4S4的计算值：C,51.74；H,4.74；10.97；实测值：C,51.59；H,4.85；N,10.87。
双[4-(4-氟苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(3).酒石酸氢盐:
将双[4-(4-氟苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(3,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(10mL)中的dl-酒石酸(1mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-(4-氟苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(3)的酒石酸氢盐。
实施例4:
双[4-(2-吗琳基乙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(最终化合物4):
1-(2-吗琳基乙基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中在1小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中的4-(2-氯乙基)吗啉(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流两小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过柱色谱，使用氯仿-甲醇作为洗脱液，得到期望的产物1-(2-吗琳基乙基)哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-(2-吗琳基乙基)哌嗪。
4-(2-吗琳基乙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将市售可获得的1-(2-吗琳基乙基)哌嗪(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度在5℃，在5℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(2-吗琳基乙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双[4-(2-吗琳基乙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(4):
根据方案1，步骤3∶在2℃下，搅拌4-(2-吗琳基乙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(1.7mmol)、亚硝酸钠(1.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(0.5mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点110–112℃)的纯产物双[4-(2-吗琳基乙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(4)。IR(KBr)(cm-1):2955,1589,1471,1430；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.28(8H,bs),3.73–3.70(8Hm),2.67–2.48(24H,m)；13C(75MHz,CDCl3):193.6(C＝S),67.0,56.4,56.3,55.4,55.0,54.2,53.3,53.0,51.5；ESI-MS:(m/z)549(MH+)；C22H40N6O2S4的计算值：C,48.14；H,7.35；N,15.31；实测值：C,48.42；H,7.21；N,15.42。
双[4-(2-吗琳基乙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(4).酒石酸氢盐∶
将双[4-(2-吗琳基乙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(4,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-(2-吗琳基乙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(4)的酒石酸氢盐。
实施例5∶
双(4-十六烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物5):
1-十六烷基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在3小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中1-溴十六烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流三小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过柱色谱，使用氯仿-甲醇作为洗脱液，得到期望的产物1-十六烷基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-十六烷基哌嗪。
4-十六烷基哌嗪-1-二硫代羧酸钠：
根据方案1，步骤2∶将1-十六烷基哌嗪(3.0mmol)置于在乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度在5℃，在5℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-十六烷基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-十六烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(5):
根据方案1，步骤3∶在2℃下，搅拌4-十六烷基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(1.7mmol)、亚硝酸钠(1.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(0.5mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点95–98℃)的纯产物双[4-十六烷基-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(5)。IR(KBr)(cm-1):2926,1586,1471,1430；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.44–4.30(8H,m),2.60–2.50(8Hm),2.40–2.36(4H,m),1.49(4H,m),1.26(52H,m),0.89(6H,t,J＝7.2Hz)；13C(75MHz,CDCl3):193.4(C＝S),58.1,52.7,31.9,29.7,29.6,29.5,294,27.4,26.8,22.7,14.1；ESI-MS:(m/z)772(MH+)；C42H82N4S4的计算值：C,65.40；H,10.71；N,7.26；实测值：C,65.55；H,10.61；N,7.19。
双(4-十六烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(5).酒石酸氢盐∶
将双(4-十六烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(5,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-十六烷基-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(5)的酒石酸氢盐。
实施例6∶
双(4-金刚烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物6):
1-金刚烷基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在5小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中1-溴金刚烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流五小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过柱色谱，使用氯仿-甲醇作为洗脱液，得到期望的产物1-金刚烷基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-金刚烷基哌嗪。
4-金刚烷基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-金刚烷基哌嗪(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度在4℃，在4℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-金刚烷基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-金刚烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(6):
根据方案1，步骤3∶在3℃下，搅拌4-金刚烷基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(1.7mmol)、亚硝酸钠(1.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(0.5mL)，并在3℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点125–127℃)的纯产物双(4-金刚烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(6)。IR(KBr)(cm-1):2927,1590,1433,1374；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.27(4H,bs),2.57(4Hbs),2.38–2.33(2H,m),1.66–1.46(4H,m),1.24(28H,bs),0.86–0.84(4H,m)；ESI-MS:(m/z)591(MH+)；C30H46N4S4的计算值：C,60.97；H,7.85；N,9.48；实测值：C,61.15；H,8.10；N,9.25。
双(4-金刚烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(6).酒石酸氢盐∶
将双(4-金刚烷基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(6,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-金刚烷基-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(6)的酒石酸氢盐。
实施例7:
双(4-辛基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物7):
1-辛基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在5小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中1-溴辛烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流五小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过柱色谱，使用氯仿-甲醇作为洗脱液，得到期望的产物1-辛基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-辛基哌嗪。
4-辛基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-辛基哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol,30％)，同时保持温度在4℃，在4℃下于搅拌下进一步滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，进一步搅拌该反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-辛基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-辛基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(7):
根据方案1，步骤3∶在2℃下，搅拌4-辛基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.4mmol)、亚硝酸钠(2.4mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(10mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点93–95℃)的纯产物双(4-辛基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(7)。IR(KBr)(cm-1):2930,1585,1471,1430；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.29(8H,bs),2.60(8Hbs),2.38(4H,t,J＝7.3Hz),1.50(4H,bs),1.29(20H,bs),0.89(6H,t,J＝6.9Hz)；13C(75MHz,CDCl3):193.4(C＝S),58.2,52.8,31.9,29.6,29.3,27.5,26.9,22.7,14.2；ESI-MS:(m/z)548(MH+)；C26H50N4S4的计算值：C,57.09；H,9.21；N,10.24；实测值：C,57.39；H,9.12；N,10.10。
双(4-辛基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(7).酒石酸氢盐：
将双(4-辛基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(7,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-辛基-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(7)的酒石酸氢盐。实施例8:
双(4-丁基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物8):
1-丁基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(500mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(500mmol)，然后在7-8小时之内慢慢地加入溶于氯仿(75mL)中1-溴丁烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流三小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过缓慢地加入烷基卤化物至7％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。
4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-丁基哌嗪哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-丁基哌嗪(～108mmol)置于乙酸乙酯(150ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(135mmol，30％)，同时保持温度1℃，在1℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(50mL)中的二硫化碳(190mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物10小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-丁基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(8):
根据方案1，步骤3∶在0℃，搅拌4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(21mmol)、亚硝酸钠(21mmol,溶于5mL的甲醇中)和蒸馏水(100mL)的混合物5分钟。然后，滴加5％HCl(42mmol)，并在0℃下搅拌反应混合物两小时。用氯仿(50mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(20mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到浅黄色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈浅黄色晶体(熔点105–108℃)的纯产物双(4-丁基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(8)。IR(KBr)(cm-1):2957,1586,1473,1430；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.27(8H,bs),2.63(8Hbs),2.39(4H,t,J＝7.2Hz),1.54–1.26(8H,m),0.95(6H,t,J＝7.2Hz)；13C(75MHz,CDCl3):193.4(C＝S),57.8,53.3,52.8,51.8,29.0,20.6,14.0；ESI-MS:(m/z)435(MH+)；C18H34N4S4的计算值：C,49.73；H,7.88；N,12.89；实测值：C,49.53；H,7.98；N,12.80。通过使用在C-18柱上的甲醇-水体系得到HPLC纯度99.6％(保留时间14.57分钟)。
双(4-丁基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(8).酒石酸氢盐：
将双(4-丁基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(8,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(1.0mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-丁基-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(8)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。类似地，使用包含C1-C4碳原子的脂肪醇作为溶剂，制备(d)-酒石酸(吸湿性的)、(l)-酒石酸(吸湿性的)、柠檬酸(吸湿性的)、草酸(吸湿性的)、抗坏血酸(吸湿性的)、乙酸(吸湿性的)、乳酸(吸湿性的)、丙二酸(吸湿性的)、苹果酸(吸湿性的)、扁桃酸(吸湿性的)或盐酸的盐(吸湿性的)。
实施例9:
双[4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(最终化合物9):
1-(3-氰基丙基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中3-溴丙腈(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至8％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-(3-氰基丙基)哌嗪。
4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-(3-氰基丙基)哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-(3-氰基丙基)哌嗪(～5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠(6.2mmol,30％)，同时保持温度在3℃，在3℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物之一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双[4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(9):
根据方案1，步骤3∶在3℃下，搅拌4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代氨基羧酸钠(5.4mmol)、亚硝酸钠(5.4mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(20mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1.6mL)，并在3℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到浅黄色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈浅黄色晶体(熔点108–110℃)的纯产物双[4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(9)。IR(KBr)(cm-1):2951,1585,1473,1429；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.30(8H,bs),2.63–2.44(16H,m),1.85(4H,t,J＝6.8Hz)；13C(75MHz,CDCl3):193.6(C＝S),119.6,55.7,52.6,22.6,15.0；ESI-MS:(m/z)457(MH+)；C18H28N6S4的计算值：C,47.34；H,6.18；N,18.40；实测值：C,47.15；H,6.37；N,18.26。
双[4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(9).酒石酸氢盐：
将双[4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(9,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(1.0mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-(3-氰基丙基]-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(9)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例10:
双(4-烯丙基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物10):
1-烯丙基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于二氯甲烷中。在室温下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于二氯甲烷(10mL)中3-溴丙-1-烯(6.7mmol)。在室温下，再搅拌该反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至7％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-烯丙基哌嗪。
4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-烯丙基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-烯丙基哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20ml)中；向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol；30％)；同时保持温度4℃，在4℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物1.5小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-烯丙基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(10):
根据方案1，步骤3∶在2℃，搅拌4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(5.4mmol)、亚硝酸钠(5.4mmol,溶于2mL的甲醇中)和蒸馏水(20mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1.6mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到浅黄色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈浅黄色晶体(熔点105–107℃)的纯产物双(4-烯丙基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(10)。IR(KBr)(cm-1):2919,1588,1471,1425；1HNMR(300MHz,CDCl3):5.92–5.78(2H,m),5.25–5.18(4H,m),4.30(8H,bs),3.06(4H,d,J＝6.5Hz),2.63–2.60(8H,m)；13C(75MHz,CDCl3):193.6(C＝S),134.2,118.9,61.1,54.0,52.6,51.3；ESI-MS:(m/z)403(MH+)；C16H26N4S4的计算值：C,47.72；H,6.51；N,13.91；实测值：C,47.96；H,6.21；N,13.74。
双(4-烯丙基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(10).酒石酸氢盐：
将双(4-烯丙基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(10,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(1.0mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双(4-烯丙基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(10)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例11:
双(4-嘧啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物11):
4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将市售可获得的1-(嘧啶-2-基)哌嗪(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol，30％)，同时保持温度3℃，在3℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物之一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-嘧啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(11):
根据方案1，步骤3∶在0℃下，搅拌4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在0℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点125–127℃)的纯产物双(4-嘧啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(11)。IR(KBr)(cm-1):2991,2861,1586,1552,1481,1420,1352,1221；1HNMR(300MHz,CDCl3):8.35(4H,d,J＝4.7Hz),6.60–6.57(2H,m),4.39(8H,bs),4.05(8H,m)；ESI-MS:(m/z)479(MH+)；C18H22N8S4的计算值：C,45.16；H,4.63；N,23.41；实测值：C,45.29；H,4.42；N,23.24。
双(4-嘧啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(11).酒石酸氢盐：
将双(4-嘧啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(11,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(10mL)中的dl-酒石酸(1mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双(4-嘧啶-2-基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(11)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例12:
双(4-乙氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物12):
1-(乙氧基羰基)哌嗪:
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，同时保持温度1℃，然后在1℃于搅拌下，在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中氯代甲酸乙酯(6.7mmol)，同时保持反应条件无水。在室温下，再搅拌该反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过使用氯仿-甲醇作为洗脱液的柱色谱，得到期望产物1-乙酰基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-(乙氧基羰基)哌嗪。
4-(乙氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-(乙氧基羰基)哌嗪(2.5mmol)置于乙酸乙酯(10mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.1mmol，30％)，同时保持温度5℃，在5℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.1mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物2小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(乙氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-乙氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(12):
根据方案1，步骤3∶在4℃下，搅拌4-(乙氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(10mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在4℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到白色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈白色晶体(熔点126–128℃)的纯产物双(4-乙氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(12)。IR(KBr)(cm-1):2978,2901,1686,1479,1418,1282,1162,1126；1HNMR(300MHz,CDCl3):5.92–4.29(8H,bs),4.22–4.15(4H,q,J＝7.1Hz),3.70–3.67(8H,m),1.29(6H,t,J＝7.1Hz)；13C(75MHz,CDCl3):194.0(C＝S),155.3(C＝O),62.0,52.0,43.3,14.7；ESI-MS:m/z467(MH+)；C16H26N4O4S4的计算值：C,41.18；H,5.62；N,12.01；实测值：C,41.34；H,5.41；N,12.32。
实施例13:
双(4-甲苯磺酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物13):
1-甲苯磺酰基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，同时保持温度1℃。在1℃于搅拌下，在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中甲苯磺酰氯(6.7mmol)，同时保持反应条件无水。在室温下，再搅拌该反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过使用氯仿-甲醇作为洗脱液的柱色谱，得到期望产物1-乙酰基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-甲苯磺酰基哌嗪。
4-甲苯磺酰基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-甲苯磺酰基哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度2℃，在2℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-甲苯磺酰基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-甲苯磺酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(13):
根据方案1，步骤3∶在2℃，搅拌4-甲苯磺酰基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(10mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到白色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈白色晶体(熔点140–142℃)的纯产物双(4-甲苯磺酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(13)。IR(KBr)(cm-1):2969,1742,1530,1364,1263,1HNMR(300MHz,CDCl3):7.65–7.61(4H,m),7.36–7.27(m,4H,),4.38–4.33(5H,m),3.93–3.89(2H,m),3.27–2.98(10H,m),2.44(6H,s)；ESI-MS:m/z653(M++Na)；C24H30N4O4S6的计算值：C,45.69；H,4.79；N,8.88；实测值：C,45.58；H,4.95；N,8.70。
实施例14:
双(4-甲基磺酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物14):
1-(甲基磺酰基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，同时保持温度2℃。在2℃于搅拌下，在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中甲磺酰氯(6.7mmol)，同时保持反应条件无水。在室温下，再搅拌反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过使用氯仿-甲醇作为洗脱液的柱色谱，得到期望产物1-乙酰基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-(甲基磺酰基)哌嗪。
4-(甲基磺酰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-(甲基磺酰基)哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度5℃，在5℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(甲基磺酰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-甲基磺酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(14):
根据方案1，步骤3∶在3℃下，搅拌4-(甲基磺酰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(10mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在3℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到白色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈白色晶体(熔点138–140℃)的纯产物双(4-甲基磺酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(14)。IR(KBr)(cm-1):2969,1742,1530,1364,1263,1HNMR(300MHz,CDCl3):4.41(4H,t,J＝5.20Hz),3.96(4H,t,J＝5.4Hz),3.50(4H,t,J＝5.16Hz),3.24(4H,t,J＝5.3Hz),2.84(6Hs)；ESI-MS:m/z479(MH+)；C12H22N4O4S6的计算值：C,30.11；H,4.63；N,11.70；实测值：C,30.40；H,4.90；N,11.52。
实施例15:
双(4-异丁氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物15):
1-(异丁氧基羰基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，同时保持温度0℃。在0℃于搅拌下，在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中氯代甲酸异丁酯(6.7mmol)，同时保持反应条件无水。在室温下，再搅拌反应混合物1小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过使用氯仿-甲醇作为洗脱液的柱色谱得到期望的产物1-乙酰基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-(异丁氧基羰基)哌嗪。
4-(异丁氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-(异丁氧基羰基)哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度2℃，在2℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(异丁氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-异丁氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(15):
根据方案1，步骤3∶在3℃下，搅拌4-(异丁氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(10mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在3℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的固体。用蒸馏水(5×2mL)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到白色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈白色晶体(熔点130–132℃)的纯产物双(4-异丁氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(15)。IR(KBr)(cm-1):2927,2866,1639,1455,1412；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.30(8H,bs),3.92(4H,d,J＝6.63Hz),3.70(8H,bs),2.03-1.89(2H,m),0.95(12H,d,J＝6.72Hz)；ESI-MS:m/z523(MH+)；C20H34N4O4S4的计算值：C,45.95；H,6.56；N,10.72；实测值：C,46.12；H,6.65；N,10.85。
实施例16:
双[4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(最终化合物16):
1-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于乙腈中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于乙腈(10mL)中1-氯-4-硝基-2-(三氟甲基)苯(6.7mmol)。将该反应混合物再回流1小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到黄色粗物质。将粗物质溶于乙酸乙酯(20mL)中，并用水(10mL×2)洗涤。在减压下浓缩有机层，得到黄色油状物。通过使用氯仿-甲醇作为洗脱液的柱色谱得到期望产物1-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪。得到呈黄色稠油状物的化合物1-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪。
4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度0℃，在0℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到黄色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈黄色粉末的4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双[4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(16):
根据方案1，步骤3∶在4℃下，搅拌4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(5.4mmol)、亚硝酸钠(5.4mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(20mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1.6mL)，并在4℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。用蒸馏水(5mL×2)洗涤合并的有机层，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到浅黄色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈黄色固体(熔点146–148℃)的纯双[4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(16)。IR(KBr)(cm-1):2925,2854,1535,1468,1425,1327,1221；1HNMR(300MHz,CDCl3):8.14(2H,d,J＝1.41Hz),7.75(2H,dd,J＝8.64,1.78Hz),7.22(2H,d,J＝8.6Hz),4.49(8H,bs),3.38(8H,t,J＝4.90Hz)；ESI-MS:m/z701(MH+)；C24H22F6N6O4S4的计算值：C,41.14；H,3.16；N,11.99；实测值：C,41.37；H,3.19；N,12.15。
双[4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(16).酒石酸氢盐：
将双[4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(16,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-(4-硝基-2-(三氟甲基)苯基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(16)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例17:
双(4-苯甲酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物17):
1-苯甲酰基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，同时保持温度1℃。在1℃于搅拌下，在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中苯甲酰氯(6.7mmol)，同时保持反应条件无水。在室温下，再搅拌反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过使用氯仿-甲醇作为洗脱液的柱色谱，得到期望产物1-苯甲酰基哌嗪。得到呈无色油状物的化合物1-苯甲酰基哌嗪。
4-苯甲酰基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-苯甲酰基哌嗪(5.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度2℃，在2℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-苯甲酰基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-苯甲酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(17):
根据方案1，步骤3∶在3℃，搅拌4-苯甲酰基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol,溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(10mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在3℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到白色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈白色晶体(熔点150–152℃)的纯产物双(4-苯甲酰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(17)；IR(KBr)(cm-1):2969,1742,1530,1364,1263,1HNMR(300MHz,CDCl3):7.44–7.42(10H,m),3.85–3.70(16H,m)；ESI-MS:m/z531(MH+)；C24H26N4O2S4的计算值：C,54.31；H,4.94；N,10.56；实测值：C,54.12；H,5.15；N,10.69.
实施例18:
双[4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基(carbonothioyl))-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(最终化合物18)
4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将2-(哌啶-1-基)乙基哌嗪-1-二硫代羧酸酯(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol,30％)，同时保持温度2℃，在2℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物1小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双[4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(18):
根据方案1，步骤3∶在4℃下，搅拌4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在4℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点182–184℃)的纯产物双[4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(18)。IR(KBr)(cm-1)；2928,2817,1642,1472,1429,1218；1HNMR(300MHz,CDCl3)4.41-4.40(16H,m),3.51(4H,t,J＝7.3Hz),2.66(4H,t,J＝7.3Hz),2.48(8H,bs),1.59-1.58(8H,m),1.45-1.38(4H,m)；ESI-MSm/z:697(MH+)；C26H44N6S8的计算值：C,44.79；H,6.36；N,12.05；实测值：C,44.54；H,6.42；N,12.17.
双[4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(18).酒石酸氢盐：
将双[4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(18,0.5mmol)溶于无水乙醇(20mL)中。加入溶于无水乙醇(10mL)中的dl-酒石酸(1mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到双[4-((2-(哌啶-1-基)乙基硫代)羰硫基)-1-哌嗪基硫代羰基]二硫化物(18)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例19:
双(4-苄基硫代羰硫基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物19):
4-(苄基硫代羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将苄基哌嗪-1-二硫代羧酸酯(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol，30％)，同时保持温度5℃，在5℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(苄基硫代羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-苄基硫代羰硫基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(19):
根据方案1，步骤3∶在0℃下，搅拌4-(苄基硫代羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在0℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点135–137℃)的纯产物双(4-苄基硫代羰硫基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(19)。IR(KBr)(cm-1)；2926,2856,1649,1561,1458,1412,1215；1HNMR(300MHz,CDCl3)7.40-7.26(10H,m),4.59(4H,s),4.40-4.38(16H,m)；ESI-MSm/z:655(MH+)；C26H30N4S8的计算值：C,47.67；H,4.62；N,8.55；实测值：C,47.87；H,4.76；N,8.69。
实施例20:
双(4-丁基硫代羰硫基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物20):
4-(丁基硫代羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将丁基哌嗪-1-二硫代羧酸酯(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol，30％)，同时保持温度3℃，在3℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(3mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(丁基硫代羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-丁基硫代羰硫基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(20):
根据方案1，步骤3∶在0℃下，搅拌4-(丁基硫代羰硫基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在0℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点172–174℃)的纯产物双(4-丁基硫代羰硫基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(20)。IR(KBr)(cm-1)；2927,2865,1639,1455,1412,1216；1HNMR(300MHz,CDCl3)4.41-4.39(16H,m),3.34(4H,t,J＝7.4Hz),1.76-1.66(4H,m),1.52-1.40(4H,m),0.96(6H,t,J＝7.3Hz)；13CNMR(75MHz,CDCl3)196.8,194.0,48.8,37.2,30.6,22.2,13.8；ESI-MSm/z:587(MH+)；C20H34N4S8的计算值：C,40.92；H,5.84；N,9.54；实测值：C,41.12；H,5.97；N,9.65。
实施例21:
双(4-叔-丁氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(最终化合物21)
4-(叔-丁氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将叔-丁基哌嗪-1-羧酸酯(3.0mmol)置于乙酸乙酯(20mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(3.8mmol，30％)，同时保持温度4℃，在4℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(3.8mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(叔-丁氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
双(4-叔-丁氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(21):
根据方案1，步骤3∶在2℃下，搅拌4-(叔-丁氧基羰基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(2.7mmol)、亚硝酸钠(2.7mmol，溶于1mL的甲醇中)和蒸馏水(5mL)的混合物5分钟。然后，滴加浓HCl(1mL)，并在2℃下搅拌反应混合物10分钟。用氯仿(10mL×2)萃取分离的白色固体。将合并的有机层用蒸馏水(5mL×2)洗涤，并经硫酸钠干燥。过滤出硫酸钠，并在减压下浓缩滤液。得到无色固体。在用乙醇-氯仿混合物重结晶之后，得到呈无色晶体(熔点163–165℃)的纯产物双(4-叔-丁氧基羰基-1-哌嗪基硫代羰基)二硫化物(21)。IR(KBr)(cm-1)；2976,2925,1690,1467,1419,1228；1HNMR(300MHz,CDCl3)；4.27(8H,bs),3.65-3.62(8H,m),1.49(18H,s)；13CNMR(75MHz,CDCl3)193.9,154.4,80.8,52.3,43.2,28.4；ESI-MSm/z:523(MH+)；C20H34N4O4S4的计算值：C,45.95；H,6.56；N,10.72；实测值：C,45.81；H,6.65；N,10.79。
实施例22:
4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(最终化合物22):
4-甲基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-甲基哌嗪(1.0mmol)置于乙酸乙酯(30mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(12.4mmol，30％)，同时保持温度1℃，在1℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(10mL)中的二硫化碳(12.4mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-甲基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(22):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-甲基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,2-二溴乙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点150–152℃)的4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(22)。IR(KBr)(cm-1):2931,2854,1630；1HNMR(300MHz,CDCl3):4.35(4H,bs),3.96(4H,bs),3.68(4H,s),2.48–2.52(8H,m),2.33(6H,s)；ESI-MS:(m/z)379(MH+)；13CNMR(75MHz,CDCl3):196.3(C＝S),54.5,51.2,50.0,45.7,35.8；C14H26N4S4的计算值：C,44.41；H,6.92；N,14.80；实测值：C,44.26；H,7.16；N,14.72。
4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(22).酒石酸氢盐：
将4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(22,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(22)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例23:
4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(最终化合物23):
4-甲基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶将1-甲基哌嗪(10.0mmol)置于乙酸乙酯(30mL)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(12.4mmol，30％)，同时保持温度5℃，在5℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(10mL)中的二硫化碳(12.4mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-甲基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(23):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-甲基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,3-二溴丙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点120–122℃)的4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(23)。IR(KBr)(cm- 1):2927,2853,1654；1HNMR(300MHz,CDCl3):3.98–4.32(8H,m),3.43(4H,t,J＝7.2Hz),2.47–2.50(8H,m),2.32(6H,s),2.09–2.19(2H,m)；ESI-MS:(m/z)393(MH+)；C15H28N4S4的计算值：C,45.88；H,7.19；N,14.27；实测值：C,45.67；H,7.21；N,14.47。
4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(23).酒石酸氢盐：
将4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(23,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-甲基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(23)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例24:
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(最终化合物24
1-烯丙基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(26.8mmol)溶于氯仿中。在室温下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(26.8mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于二氯甲烷(15mL)中3-溴丙-1-烯(13.4mmol)。在室温下，搅拌反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至9％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-烯丙基哌嗪。
4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-烯丙基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-烯丙基哌嗪(～10mmol)置于乙酸乙酯(25ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(12.4mmol，30％)，同时保持温度2℃，在2℃下滴加溶于乙酸乙酯(10mL)中的二硫化碳(12.4mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(24):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和二碘甲烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点125–127℃)的4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(24)。IR(KBr)(cm-1):2908,2804,1646；1HNMR(300MHz,CDCl3):5.79–5.88(2H,m),5.43(2H,s),5.18–5.24(4H,m),4.34(4H,bs),3.89(4H,m),3.03(4H,d,J＝6.5Hz),2.53(8H,bs,)；13CNMR(75MHz,CDCl3):195.8(C＝S),134.2,118.8,61.2,52.4,51.6,50.1,45.7；ESI-MS:(m/z)417(MH+)；C17H28N4S4的计算值：C,49.00；H,6.77；N,13.45；实测值：C,49.25；H,6.67；N,13.59。
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(24).酒石酸氢盐：
将4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(24,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(24)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。实施例25:
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(最终化合物25):
1-烯丙基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(26.8mmol)溶于氯仿(30mL)中。在室温下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(26.8mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于二氯甲烷(15mL)中3-溴丙-1-烯(13.4mmol)。在室温下，搅拌反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至8％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-烯丙基哌嗪。
4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-烯丙基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-烯丙基哌嗪(～10mmol)置于乙酸乙酯(25ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(12.4mmol，30％)，同时保持温度3℃，在3℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(10mL)中的二硫化碳(12.4mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(25):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,2-二溴乙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点140–142℃)的4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(27)。IR(KBr)(cm-1):2925,2856,1659；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):
5.78–5.87(2H,m),5.16–5.22(4H,m),3.89–4.37(8H,m),3.64(4H,s),3.02(4H,d,J＝6.4Hz),2.53(8H,bs)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):
196.2(C＝S),134.7,118.9,61.5,52.7,51.0,35.9；ESI-MS:(m/z)431(MH+)；C18H30N4S4的计算值：C,50.19；H,7.02；N,13.01；实测值：C,50.28；H,7.32；N,13.30。
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(25).酒石酸氢盐：
将4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(25，0.25mmol)溶于无水乙醇(10ml)中。加入溶于无水乙醇(5ml)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(25)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例26:
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(最终化合物26):
1-烯丙基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(26.8mmol)溶于氯仿(30mL)中。在室温下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(26.8mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于二氯甲烷(15mL)中3-溴丙-1-烯(13.4mmol)。在室温下，搅拌反应混合物一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至7％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-烯丙基哌嗪。
4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-烯丙基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-烯丙基哌嗪(～10mmol)置于乙酸乙酯(25ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(12.4mmol，30％)，同时保持温度3℃，在3℃于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(10mL)中的二硫化碳(12.4mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(26):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-烯丙基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,3-二溴丙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点108–110℃)的4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(26)。；IR(KBr)(cm-1):2923,2807,1632；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):
5.78–5.89(2H,m),5.18–5.24(4H,m),3.97–4.33(8H,m),3.42(4H,tJ＝7.2Hz),3.03(4H,d,J＝6.5Hz),2.51–2.54(8H,m),2.09–2.18(2H,m)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):196.4(C＝S),134.6,118.6,61.3,52.5,51.0,50.0,35.9,28.2；ESI-MS:(m/z)445(MH+)；C19H32N4S4的计算值：C,51.31；H,7.25；N,12.60；实测值：C,51.28；H,7.37；N,12.73。
4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(26).酒石酸氢盐：
将4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(26,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-烯丙基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(26)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例27:
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(最终化合物27):
1-丁基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在1小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中1-溴丁烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至8％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-丁基哌嗪。
4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-丁基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-丁基哌嗪(～5.0mmol)置于乙酸乙酯(20ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度4℃，在4℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(27):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和二碘甲烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点116–118℃)的4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(27)。IR(KBr)(cm- 1):2933,2847,1642；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):5.39(2H,s),3.89–4.30(8H,m),2.50(8H,bs),2.32–2.37(4H,m),1.30–1.49(8H,m),0.93(6H,t,J＝7.2Hz)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):195.6(C＝S),58.0,52.8,51.5,50.2,45.7,29.1,20.8,14.2；ESI-MS:(m/z)449(MH+)；C19H36N4S4的计算值：C,50.85；H,8.09；N,12.48；实测值：C,50.74；H,8.21；N,12.29。
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(27).酒石酸氢盐：
将4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(27,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(27)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。实施例28:
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(最终化合物28):
1-丁基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在1小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中1-溴丁烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至8％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-丁基哌嗪。
4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-丁基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-丁基哌嗪(～5.0mmol)收集在乙酸乙酯(20ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度1℃，在1℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(28):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,2-二溴乙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点120–122℃)的4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(28)。IR(KBr)(cm-1):2927,2821,1639；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):
3.97–4.29(8H,m),3.64(4H,s),2.49–2.52(8H,m),2.33–2.38(4H,m),1.31–1.50(8H,m),0.93(6H,t,J＝7.2Hz)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):195.9(C＝S),58.0,52.8,51.3,50.3,35.8,29.2,20.8,14.3；ESI-MS:(m/z)463(MH+)；C20H38N4S4的计算值：C,51.90；H,8.28；N,12.11；实测值：C,52.11；H,8.39；N,12.23。
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(28).酒石酸氢盐：
将4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(28,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(28)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例29:
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(最终化合物29):
1-丁基哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在1小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中1-溴丁烷(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至10％使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-丁基哌嗪。
4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-丁基哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-丁基哌嗪(～5.0mmol)置于乙酸乙酯(20ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度2℃，在2℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，再搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(29):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-丁基哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,3-二溴丙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩该反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点80–82℃)的4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(29)。IR(KBr)(cm-1):2926,2816,1643；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):
3.98–4.29(8H,m),3.41(4H,t,J＝7.1Hz),2.49–2.52(8H,m),2.33–2.38(4H,m),2.08–2.17(2H,m),1.31–1.50(8H,m),0.93(6H,t,J＝7.2Hz)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):196.4(C＝S),58.0,52.9,50.6,36.0,29.2,28.3,20.8,14.3；ESI-MS:(m/z)477(MH+)；C21H40N4S4的计算值：C,52.90；H,8.46；N,11.75；实测值：C,52.78；H,8.31；N,11.55。
4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(29).酒石酸氢盐：
将4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(29,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-丁基-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(29)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例30:
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(最终化合物30):
1-(3-氰基丙基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(30mL)中3-溴丙腈(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至8％使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-(3-氰基丙基)哌嗪。
4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-(3-氰基丙基)哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-(3-氰基丙基)哌嗪(～5.0mmol)置于乙酸乙酯(20ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度3℃，在3℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物之一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(30):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和二碘甲烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点130–132℃)的4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(30)。IR(KBr)(cm-1):2944,2822,2246,1647；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):5.37(2H,s),3.91–4.29(8H,m),2.42–2.53(16H,m),1.79–1.88(4H,m)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):195.8(C＝S),119.1,55.9,52.6,50.0,45.7,22.8,15.0；ESI-MS:(m/z)471(MH+)；AC19H30N6S4的计算值：C,48.48；H,6.42；N,17.85；实测值：C,48.59；H,6.32；N,17.62。
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(30).酒石酸氢盐：
将4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(30,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚甲基酯(30)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例31:
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(最终化合物31):
1-(3-氰基丙基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(10mL)中3-溴丙腈(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至8％，使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-(3-氰基丙基)哌嗪。
4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-(3-氰基丙基)哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-(3-氰基丙基)哌嗪(～5.0mmol)置于乙酸乙酯(20ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，50％)，同时保持温度5℃，在5℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物之一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(31):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,2-二溴乙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点152–154℃)的4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(31)。IR(KBr)(cm-1):2929,2814,2248,1632；1HNMR(300MHz,CDCl3):3.97–4.33(8H,m),3.68(4H,s),2.44–2.55(16H,m),1.80–1.89(4H,m)；13CNMR(75MHz,CDCl3):196.3(C＝S),119.6,55.8,52.5,50.2,35.8,22.7,15.0；ESI-MS:(m/z)485(MH+)；C20H32N6S4的计算值：C,49.55；H,6.65；N,17.34；实测值：C,49.75；H,6.39；N,17.19。
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(31).酒石酸氢盐：
将4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(31,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚乙基酯(31)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
实施例32:
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(最终化合物32):
1-(3-氰基丙基)哌嗪∶
根据方案1，步骤1∶将市售可获得的无水哌嗪(13.4mmol)溶于氯仿中。在回流下，于搅拌下，向该溶液中加入三乙胺(13.4mmol)，然后在2小时之内慢慢地加入溶于氯仿(30mL)中3-溴丙腈(6.7mmol)。将反应混合物进一步回流一小时。反应结束，并在减压下蒸发溶剂，得到粗物质。通过慢慢地加入烷基卤化物至7％使可能形成的二取代的产物最少化。不需要通过柱色谱纯化单取代的哌嗪，因为产物可以原样用于下一步中。因此，避免了不经济的柱色谱分离。得到呈无色油状物的化合物1-(3-氰基丙基)哌嗪。
4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠
根据方案1，步骤2∶在步骤1中得到的产物原样用于该步骤中，因为反应仅仅用游离的NH基团(即，1-(3-氰基丙基)哌嗪)进行。二取代的哌嗪如果存在的话，在处理期间用有机溶剂洗去。将1-(3-氰基丙基)哌嗪(～5.0mmol)置于乙酸乙酯(20ml)中，向其中加入氢氧化钠水溶液(6.2mmol，30％)，同时保持温度2℃，在2℃下于搅拌下滴加溶于乙酸乙酯(5mL)中的二硫化碳(6.2mmol)。在室温下，进一步搅拌反应混合物一小时，得到白色固体。蒸馏出溶剂，并通过甲醇醚重结晶粗物质，得到呈白色粉末的4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠。
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(32):
根据方案1，步骤3∶在室温下，搅拌4-(3-氰基丙基)哌嗪-1-二硫代羧酸钠(11.2mmol)和1,3-二溴丙烷(3.72mmol)在CH3CN(20mL)中的混合物过夜。在减压下，浓缩反应混合物，用水(10mL)处理粗产物，并用EtOAc(10mL×3)萃取。用水(5mL×3)洗涤EtOAc层，并经硫酸钠干燥合并的有机层，过滤出，并在减压下浓缩滤液。通过使用MeOH/CHCl3作为洗脱液的柱色谱纯化粗产物，得到呈白色固体(熔点118–120℃)的4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(32)。IR(KBr)(cm-1):2942,2823,2248,1646；1HNMR(300MHz,CDCl3+CCl4):4.06–4.35(8H,m),3.40(4H,t,J＝7.1Hz),2.42–2.55(16H,m),2.07–2.17(2H,m),1.80–1.89(4H,m)；13CNMR(75MHz,CDCl3+CCl4):196.5(C＝S),119.1,55.9,52.6,50.7,35.9,28.2,22.8,15.0；ESI-MS:(m/z)499(MH+)；C21H34N6S4的计算值：C,50.57；H,6.87；N,16.85；实测值：C,50.72；H,6.99；N,16.75。
4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(32).酒石酸氢盐：
将4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基基酯(32,0.25mmol)溶于无水乙醇(10mL)中。加入溶于无水乙醇(5mL)中的dl-酒石酸(0.5mmol)，并在室温下搅拌得到的溶液四小时。在减压下，浓缩得到的澄清溶液，并在高真空干燥器中干燥，得到4-(3-氰基丙基)-1-哌嗪二硫代羧酸1,1′-亚丙基酯(32)的酒石酸氢盐(吸湿性的)。
生物测定∶
杀精子活性(体外)∶人精液样品是从年轻健康的志愿者获得的，通过自慰直接收集在无菌小瓶中。通过如以前详述的改进的Sander-Cramer测定(Hum.Reprod.2009,24,590-601)来测定最小有效(杀精子)浓度(MEC)。简而言之，将试验化合物溶于最小体积的DMSO中，并用生理盐水(在蒸馏水中0.85％NaCl)稀释，以制备10.0mg/mL(1.0％)溶液，将其用盐水进一步系列稀释至0.0005％。用从1.0％开始直到达到最少有效浓度(MEC)的每种化合物溶液进行杀精子试验。为此目的，将0.05ml液化的人精液加入到0.25ml的试验溶液中，并以低速涡旋10秒。将一滴混合物立即置于显微镜载玻片上，用盖玻片盖住，并在相差显微镜下以五个视野立即检查。如果在37℃下，在20-50秒中100％的精子变成完全不能游动且在用1.0ml的KrebRinger碳酸氢盐缓冲液稀释之后再保持不能游动30分钟，则结果评价为阳性。在来自不同供体的三个不同精液样品中测定MEC。将在30-60秒内能够杀死所有三个精液样品中100％精液的化合物的最小浓度表示为最小有效浓度(MEC)(表2)。
表2∶合成化合物的杀精子活性(体外)
*以酒石酸氢盐进行试验
杀精子活性(体内)∶
在兔子模型中，测试了最有希望的化合物之一(表2，实施例8；HPLC纯度＞99％，柱RPC-18，流动相甲醇/水，UV检测器254和272nm，保留时间14.57分钟)的体内避孕功效。选择该化合物是基于其制备容易且经济，以及分子结构的稳定性。通过插入连接塑料注射器的15cm长导管，给予年轻的成年雌性Belgian兔阴道内滴注化合物(溶于盐水中)。滴入了在2.0-5.0ml盐水或1-2％胶冻(JohnsonandJohnsonLimited,India)中的阴道剂量0、10、15、20或50mg的试验化合物。在滴注后10分钟，使处理过的兔子与能生育的雄兔交配一次。通过阴道涂片中存在精子再次确认交配。然后，将交配过的兔子饲养在单独的笼中，使其完成30-35天的妊娠期。记录受孕个数和在妊娠完成时一窝产仔数(表3)。
表3∶实施例8的体内杀精子活性
剂量(mg) 载体 受孕个数 平均一窝产仔数
0 盐水(2.0ml) 6/6 7.8
10 盐水(2.0ml) 1/6 0.66
15 盐水(2.0ml) 4/7 2.57
20 盐水(5.0ml) 2/5 1.8
50 盐水(5.0ml) 2/7 0.85
10 胶冻(2.0ml) 5/8 2.5
15 胶冻(2.0ml) 3/8 2.0
20 胶冻(2.0ml) 3/6 1.83
化合物与乳酸杆菌(正常阴道菌群)的相容性：詹氏乳杆菌(Lactobacillusjensenii)[ATCC25258,62G菌株]的孢子购自ATCC,USA，并且在37℃下培养于包含0.132％乙酸的6％RogosaSL肉汤培养基(HiMedia,India)中。通过之前公布的方法(略微改进)(HumanReprod.2009,24,590-601)测定3种最有希望的试验化合物(实施例8、9、10)对詹氏乳杆菌生长的作用。简而言之，在煮沸2-3分钟的Milli-Q水中制备RogosaSL肉汤培养基，并分布在48-孔板(200μL/孔)中。将试验化合物的系列稀释液加入到各试验孔中，和将载体加入到对照孔中，一式三份，并将～1000cfu的詹氏乳杆菌接种到每个孔中。在包含5％CO2的湿润气氛中，在37℃下培养各板24小时。在实验结束时，将培养物充分混合，并将来自每个孔的100μL体积转移到96孔板的相应孔中，并通过在微板读数器中测量在610nm下的浊度(OD)估计乳酸杆菌数。结果在图2中给出。
化合物对人子宫颈(HELA)细胞的细胞毒性∶
我们使用HeLa细胞单层作为子宫颈阴道上皮的体外模型(Parasitol.Res.2004,93,332–337)，以测试3种最有希望的新化合物(实施例8、9、10)的细胞毒性。将购自NationalCentreforCellSciences(NCCS),Pune,India的HeLa细胞培养在补充有胎牛血清(10％)和抗生素(100U/ml青霉素/链霉素混合物)的Dulbecco's修饰的Eagle's培养基(DMEM,Sigma-Aldrich)中。通过胰蛋白酶(在磷酸缓冲盐水(PBS)中0.25％，pH7.4)裂解80–90％融合的细胞，并且每24h间隔改变培养基。在5％CO2/95％空气气氛中，在37℃下，将培养物保持在CO2培养箱中。采用MTT(3-[4,5-二甲基噻唑-2-基]-2,5-二苯基四唑鎓溴化物)为基础的细胞存活测试，来评价新化合物对于人子宫颈细胞系(HeLa)的细胞毒性(Biol.Reprod.1999,60,1419–1428)。在5％CO2/95％空气气氛中，在37℃下，在5％CO2/95％空气气氛中，在培养基(含有10％FCS的DMEM)中培养以5.0X104/孔的密度接种在96孔板中的细胞24小时。在24小时之后，在各试验孔中，用包含试验化合物稀释液的新培养基代替培养基，和在对照孔中用载体代替培养基。在再培养24小时之后，向各孔中加入5μl的MTT溶液(在PBS中5mg/mL，pH7.4)。将活细胞内形成的甲臜(formazan)晶体溶解在DMSO中，并在微板读数器(Microquant,Bio-Tek,USA)中在540nm下记录OD。结果在图2中给出。
结果∶
在已被体外测试其杀精子作用的所合成的化合物(1-32)中，我们鉴别了二十六种化合物(1、2、4-12、14、16、17、18-28)，其在1-0.001％(w/v，MEC)的浓度范围内具有活性。七种化合物(1、2、5、6、11、14、20)在1.0％(MEC)下显示杀精子作用，十种化合物(18、19、21-28)在0.5％下显示杀精子作用，三种化合物(7、12、16)在0.1％下显示杀精子作用，一种化合物(4)在0.005％下显示杀精子作用，并且三种化合物(8、9、10)在0.001％下显示杀精子作用。壬苯醇醚-9(N-9)，市售的杀精子剂，在MEC～0.015％下显示杀精子活性。一种有希望的化合物(8)比N-9显示出更高的功效，在兔子模型中测试其体内避孕活性。用化合物-8处理的兔子的受孕率被显著抑制，在盐水中10-50mg阴道剂量的(8)下显著抑制～40-80％，并且在胶冻中10-20mg阴道剂量的(8)下显著抑制～35-65％。直到50mg的阴道剂量，受孕率也没有被100％抑制，抑制生育力的严格浓度依赖性趋势不明显。由于在交配之后精子的极高的授精剂量和多次排卵(Contraception1998,58,51-60)，兔子的生育力远超人类，具有～100％妊娠率(在人类中～30％)；在兔子试验中，即使基于强洗涤剂的阴道产品也不能显示100％的避孕功效。已经报道了在OTC阴道乳膏剂中25mg的N-9适度地减少兔子的生育率30％(Contraception1976,13,479-488)。然而，大多数活性化合物(实施例8、9、10)具有良好的安全限度，因为在体外，它们针对HeLa和乳酸杆菌的IC50值比它们针对人类精液的杀精子MEC高得多。这与杀死HeLa和乳酸杆菌比杀死精液更有效的壬苯醇醚-9形成鲜明的对照(图2)。

Claims (22)

1.具有式I的化合物及其药学上可接受的盐，
其中n＝0，且R选自：C4-C16烷基、卤素取代的C4-C16烷基、氨基取代的C4-C16烷基、羟基取代的C4-C16烷基、硝基取代的C4-C16烷基、三氟甲基取代的C4-C16烷基、环胺取代的C2-C16烷基、硫代羟基取代的C4-C16烷基、烷氧基取代的C4-C16烷基、硫代烷氧基取代的C4-C16烷基、氰基取代的C4-C16烷基、氰基烷基取代的C4-C16烷基、取代的环烷基取代的C4-C16烷基、芳基取代的C4-C16烷基、杂芳基取代的C4-C16烷基、亚烷基取代的C4-C16烷基、烷氧基亚烷基取代的C4-C16烷基、卤代亚烷基取代的C4-C16烷基和卤代烷氧基取代的C4-C16烷基；
其中n＝1、2或3，且R选自C1-C16烷基、卤素取代的C1-C16烷基、氨基取代的C1-C16烷基、羟基取代的C1-C16烷基、硝基取代的C1-C16烷基、三氟甲基取代的C1-C16烷基、环胺取代的C1-C16烷基、硫代羟基取代的C1-C16烷基、烷氧基取代的C1-C16烷基、硫代烷氧基取代的C1-C16烷基、氰基取代的C1-C16烷基、氰基烷基取代的C1-C16烷基、取代的环烷基取代的C1-C16烷基、芳基取代的C1-C16烷基、杂芳基取代的C1-C16烷基、亚烷基取代的C1-C16烷基、烷氧基亚烷基取代的C1-C16烷基、卤代亚烷基取代的C1-C16烷基和卤代烷氧基取代的C1-C16烷基；
其中n＝0、1、2或3，且R选自环烷基、乙酰基、酰基、烷氧基羰基、芳基、杂芳基、羰基、或硫代羰基和甲苯磺酰基或甲磺酰基；
其中环烷基选自：C3-C7环烷基、烷基取代的环烷基、芳基取代的环烷基、卤素取代的环烷基、环烷基取代的环烷基、卤代环烷基取代的环烷基、氨基取代的环烷基、羟基取代的环烷基、硝基取代的环烷基、三氟甲基取代的环烷基、环胺取代的环烷基、硫代羟基取代的环烷基、烷氧基取代的环烷基、氰基取代的环烷基、氰基烷基取代的环烷基、硫代烷氧基取代的环烷基、卤代烷氧基取代的环烷基、杂芳基取代的环烷基、亚烷基取代的环烷基、烷氧基亚烷基取代的环烷基、卤代亚烷基取代的环烷基和具有与环烷基中相同的取代模式的含杂原子(N、O、S)的环烷基；
其中乙酰基选自：芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、氨基芳基取代的乙酰基、羟基芳基取代的乙酰基、硝基芳基取代的乙酰基、硫代羟基芳基取代的乙酰基、三氟甲基芳基取代的乙酰基、烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、杂芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、芳烷基芳基取代的乙酰基、氰基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、氰基烷基芳基取代的乙酰基、硫代烷氧基芳基取代的乙酰基、卤代芳基取代的乙酰基、卤素取代的乙酰基、三卤素取代的乙酰基、二卤素取代的乙酰基、氨基取代的乙酰基、羟基取代的乙酰基、硫代羟基取代的乙酰基、硝基取代的乙酰基、烷氧基取代的乙酰基、氰基取代的乙酰基、卤代烷氧基取代的乙酰基、硫代烷氧基取代的乙酰基和卤代硫代烷氧基取代的乙酰基；
其中酰基选自：芳基取代的酰基、芳基取代的酰基、卤代芳基取代的酰基、氨基芳基取代的酰基、羟基芳基取代的的酰基、硫代羟基芳基取代的的酰基、硝基芳基取代的酰基、三氟甲基芳基取代的酰基、烷氧基芳基取代的酰基、硫代烷氧基芳基取代的酰基、杂芳基取代的的酰基、芳烷基取代的的酰基、芳烷基芳基取代的酰基、氰基芳基取代的酰基、卤素取代的酰基、氨基取代的酰基、羟基取代的酰基、硫代羟基取代的酰基、硝基取代的酰基、烷氧基取代的酰基、卤代烷氧基取代的酰基、硫代烷氧基取代的酰基、卤代硫代烷氧基取代的酰基和氰基取代的酰基；
其中烷氧基羰基选自：芳基取代的烷氧基羰基、卤代芳基取代的烷氧基羰基、氨基芳基取代的烷氧基羰基、羟基芳基取代的烷氧基羰基、硫代羟基芳基取代的烷氧基羰基、硝基芳基取代的烷氧基羰基、三氟甲基芳基取代的烷氧基羰基、烷氧基芳基取代的烷氧基羰基、硫代烷氧基芳基取代的烷氧基羰基、杂芳基取代的烷氧基羰基、烷基芳基取代的烷氧基羰基、芳烷基芳基取代的烷氧基羰基、氰基芳基取代的烷氧基羰基、卤素取代的烷氧基羰基、氨基取代的烷氧基羰基、羟基取代的烷氧基羰基、硫代羟基取代的烷氧基羰基、硝基取代的烷氧基羰基、烷氧基取代的烷氧基羰基、卤代烷氧基取代的烷氧基羰基、硫代烷氧基取代的烷氧基羰基、卤代硫代烷氧基取代的烷氧基羰基和氰基取代的烷氧基羰基；
其中芳基选自：卤素取代的芳基、烷基取代的芳基、芳基取代的芳基、环烷基取代的芳基、卤代环烷基取代的芳基、氨基取代的芳基、羟基取代的芳基、硝基取代的芳基、三氟甲基取代的芳基、环胺取代的芳基、硫代羟基取代的芳基、烷氧基取代的芳基、氰基取代的芳基、氰基烷基取代的芳基、硫代烷氧基取代的芳基、卤代烷氧基取代的芳基、杂芳基取代的的芳基、亚烷基取代的芳基、烷氧基亚烷基取代的芳基和卤代亚烷基取代的芳基；
其中杂芳基选自：卤素取代的杂芳基、烷基取代的杂芳基、芳基取代的杂芳基、环烷基取代的杂芳基、卤代环烷基取代的杂芳基、氨基取代的杂芳基、羟基取代的杂芳基、硝基取代的杂芳基、三氟甲基取代的杂芳基、环胺取代的杂芳基、硫代羟基取代的杂芳基、烷氧基取代的杂芳基、氰基取代的杂芳基、氰基烷基取代的杂芳基、硫代烷氧基取代的杂芳基、卤代烷氧基取代的杂芳基、杂芳基取代的杂芳基、亚烷基取代的杂芳基、烷氧基亚烷基取代的杂芳基和卤代亚烷基取代的杂芳基；
其中羰基或硫代羰基选自：芳基取代的羰基、卤代芳基取代的羰基、氨基芳基取代的羰基、羟基芳基取代的的羰基、硫代羟基芳基取代的的羰基、硝基芳基取代的羰基、三氟甲基芳基取代的羰基、烷氧基芳基取代的羰基、硫代烷氧基芳基取代的羰基、杂芳基取代的羰基、烷基芳基取代的羰基、芳烷基芳基取代的羰基、氰基芳基取代的羰基、卤素取代的羰基、氨基取代的羰基、羟基取代的羰基、硫代羟基取代的羰基、硝基取代的羰基、烷氧基取代的羰基、卤代烷氧基取代的羰基、硫代烷氧基取代的羰基、卤代硫代烷氧基取代的羰基和氰基取代的羰基、烷基硫代羰硫基、芳基硫代羰硫基；
其中甲苯磺酰基或甲磺酰基选自芳基取代的甲苯磺酰基、卤代芳基取代的甲苯磺酰基、氨基芳基取代的甲苯磺酰基、羟基芳基取代的甲苯磺酰基、硫代羟基芳基取代的甲苯磺酰基、硝基芳基取代的甲苯磺酰基、三氟甲基芳基取代的甲苯磺酰基、烷氧基芳基取代的甲苯磺酰基、硫代烷氧基芳基取代的甲苯磺酰基、杂芳基取代的甲苯磺酰基、芳烷基取代的甲苯磺酰基、芳烷基芳基取代的甲苯磺酰基、氰基芳基取代的甲苯磺酰基、卤素取代的甲苯磺酰基、氨基取代的甲苯磺酰基、羟基取代的甲苯磺酰基、硫代羟基取代的甲苯磺酰基、硝基取代的甲苯磺酰基、烷氧基取代的甲苯磺酰基、卤代烷氧基取代的甲苯磺酰基、硫代烷氧基取代的甲苯磺酰基、卤代硫代烷氧基取代的甲苯磺酰基和氰基取代的甲苯磺酰基、芳基取代的甲磺酰基、卤代芳基取代的甲磺酰基、氨基芳基取代的甲磺酰基、羟基芳基取代的甲磺酰基、硫代羟基芳基取代的甲磺酰基、硝基芳基取代的甲磺酰基、三氟甲基芳基取代的甲磺酰基、烷氧基芳基取代的甲磺酰基、硫代烷氧基芳基取代的甲磺酰基、杂芳基取代的甲磺酰基、芳烷基取代的甲磺酰基、芳烷基芳基取代的甲磺酰基、氰基芳基取代的甲磺酰基、卤素取代的甲磺酰基、氨基取代的甲磺酰基、羟基取代的甲磺酰基、硫代羟基取代的甲磺酰基、硝基取代的甲磺酰基、烷氧基取代的甲磺酰基、卤代烷氧基取代的甲磺酰基、硫代烷氧基取代的甲磺酰基、卤代硫代烷氧基取代的甲磺酰基和氰基取代的甲磺酰基。
2.如权利要求1所述的化合物，其中所述药学上可接受的盐是通过用式I的化合物处理(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸或盐酸而获得。
3.如权利要求1所述的化合物，用作杀精子剂。
4.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物显示出体外和体内杀精子活性，对阴道菌群(乳酸杆菌)和上皮(Hela细胞)具有高安全性。
5.如权利要求1所述的化合物，其中代表性的化合物为：
6.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物在0.001-1％范围的最小有效浓度(MEC)下显示出体外杀精子活性。
7.如权利要求1所述的化合物，其中在兔子模型中所述化合物显示出体内避孕活性。
8.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物8以在盐水中10-50mg的阴道剂量降低受孕率～40-80％，并且以在胶冻中10-20mg的阴道剂量降低受孕率～35-65％。
9.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物在112->1000μg/ml(IC50)下显示出针对Hela细胞系的细胞毒性作用。
10.一种用于制备如权利要求1所述的式(I)的化合物的方法，其中所述方法包括下述步骤：
I.在溶剂和三乙胺的存在下，将烷基化试剂慢慢地加入哌嗪溶液中，得到式III的单取代的哌嗪，
II.在金属氢氧化物和溶剂的存在下，将二硫化碳滴加到从步骤(I)得到的式III的单取代的哌嗪的混合物中，接着搅拌得到反应混合物，浓缩并且用甲醇醚重结晶所述反应混合物，得到式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐，
其中M+＝Na+、K+、Li+
其中R＝C1-C16、烷基、取代的烷基、环烷基、乙酰基、酰基、烷氧基羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、苄基、取代的苄基、烷酰基、苯甲酰基、甲苯磺酰基、取代的甲苯磺酰基、甲磺酰基、取代的甲磺酰基、磺酰基、取代的磺酰基、烷基硫代羰硫基、芳基硫代羰硫基
中间体的结构式
III.在HCl和溶剂的存在下，使从步骤(II)得到的式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与亚硝酸钠反应，以合成式I的化合物1-21，或
IV.或者，在溶剂的存在下，用二卤代烷处理从步骤(II)得到的式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐，以合成式I的化合物22-32；
V.通过用(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸或盐酸处理式I的化合物，将式I化合物转化成其药学上可接受的盐。
11.如权利要求10所述的方法，其中步骤(I)中使用的烷基化试剂为烷基卤化物。
12.如权利要求10所述的方法，其中步骤(I)中使用的溶剂选自氯仿或二氯甲烷，并且在步骤(II)中，所述溶剂为乙酸乙酯。
13.如权利要求10所述的方法，其中在步骤(I)中烷基化试剂和哌嗪溶液之间的反应进行3-8小时的时期。
14.如权利要求10所述的方法，其中步骤(II)中使用的金属氢氧化物为氢氧化钠。
15.如权利要求10所述的方法，其中在步骤(II)中二硫化碳和单取代的哌嗪之间的反应是在0-5℃的温度下进行。
16.如权利要求10所述的方法，其中在步骤(III)中式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸与亚硝酸钠之间的反应是在25-35℃的温度下进行0.25-0.5小时的时期，得到化合物1-21。
17.如权利要求10所述的方法，其中步骤IV中的反应是通过在25-35℃的温度下使式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐与二卤代烷反应12-15小时的时期，得到化合物22-32。
18.如权利要求10所述的方法，其中步骤(III)中使用的溶剂为水，并且步骤(IV)中使用的溶剂为乙腈。
19.如权利要求10所述的方法，其中所述药学上可接受的盐是通过使式(I)的化合物与选自(dl)-酒石酸、(d)-酒石酸、(l)-酒石酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、乙酸、乳酸、丙二酸、苹果酸、扁桃酸和盐酸的相应酸反应制备的。
20.如权利要求10所述的方法，其中式(IV)的N-取代的哌嗪二硫代氨基甲酸的碱金属盐选自锂盐、钠盐和钾盐。
21.药物组合物，包含治疗有效量的如权利要求1所述的化合物与用于阴道递送的药学上可接受载体和浓度为1-2％的添加剂的组合。
22.如权利要求21所述的组合物，其中所使用的添加剂选自胶冻、凝胶、乳膏、泡沫、泡沫片剂、栓剂和阴道膜。
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