CN106008538A - 一种双小檗碱衍生物和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双小檗碱衍生物和用途。所述的双小檗碱衍生物具有如下结构：

Description

一种双小檗碱衍生物和用途
技术领域
本发明属于药物领域，具体涉及一种用于治疗细菌感染的双小檗碱衍生物和用途，特别是涉及双小檗碱衍生物在制备抗菌药物中的应用。
背景技术
细菌感染是指致病菌或者条件致病菌侵入血液循环中生长繁殖后，产生毒素和其它代谢产物所引起的急性全身性感染，临床上以寒战、高热、关节痛为病理特征。近年来由于抗生素的滥用，临床上出现了许多耐药细菌，从2012年1-12月收集到各医院临床分离菌共72397株，金葡菌和凝固酶阴性葡萄球菌(MRSA和MRCNS)中甲氧西林耐药株的检出率为47.9％和77.1％，而甲氧西林耐药株对β-内酰胺类抗生素和其它测试抗菌药物的耐药率显著高于甲氧西林敏感株，总耐药率为4.4％-6.3％[1]。因此，所以人们迫切需要新的抗菌药物和新的替代疗法。
小檗碱又名黄连素，可以从黄连、黄柏等植物的根茎中提取得到。研究发现小檗碱分子可以穿透磷脂双分子层和金葡菌的细胞膜，是一种穿透性阳离子和多药耐药泵作用物。小檗碱及其衍生物可用于治疗细菌感染[2]、病毒感染[3]、眼结膜炎、肿瘤[4]和调节脂代谢[5]等。
尽管小檗碱及其衍生物应用广泛，但是由于存在溶解性差和生物利用度低等问题，导致其很难被有效地输送至细胞内和病患部位，目前市场上的各种片剂胶囊等制剂方法均不能有效的克服小檗碱这些问题。因此，对小檗碱及其衍生物进行深加工和综合利用已经成为小檗碱研究和开发中十分活跃的领域。
本发明选择2-吡啶甲醛作为连接基团，将两分子小檗碱轭合，从而得到一个新型的双小檗碱衍生物。实验证明，双小檗碱衍生物具有良好的脂水分布系数和抗菌活性：①改善脂水分布系数。由于小檗碱自身是带正电的分子，其水溶性和脂溶性均不好，利用2-吡啶甲醛将两分子小檗碱相连成为双小檗碱分子后，会具有很强的结构对称性，增强了其疏水性，并且其亲水性也得到了一定改善。②增加水溶性。2-吡啶甲醛将两分子小檗碱拼合得到的双小檗碱衍生物，由于吡啶基团的引入其水溶性有明显提高。③因为双小檗碱分子对细菌DNA具有很强的结合能力[6]，所以由2-吡啶甲醛连接所得到的双小檗碱衍生物具有很强的靶向性。
参考文献
[1]张辉，张小江，徐英春，等.2012年中国CHINET不动杆菌属细菌耐药性监测[J].中国感染与化疗杂志，2014,13(5)：392-397.
[2]李波，朱维良，陈凯先.小檗碱及其衍生物的研究进展[J].药学学报，2008,43(8)：773-787.
[3]Bodiwala H S,Sabde S,Mitra D,et al.Synthesis of 9-substitutedderivatives of berberine as anti-HIV agents[J].Eur J Med Chem,2011,46(4):1045-1049.
[4]Lo C Y,Hsu L C,Chen M S,et al.Synthesis and anticancer activity ofa novel series of 9-O-substituted berberine derivatives:a lipophilicsubstitute role[J].Bioorg Med Chem Lett,2013,23(1):305-309.
[5]Shi A,Huang L,Lu C,et al.Synthesis,biological evaluation andmolecular modeling of novel triazole-containing berberine derivatives asacetylcholinesterase andβ-amyloid aggregation inhibitors[J].Bioorg Med Chem,2011,19(7):2298-2305.
[6]Chen W H,Pang J Y,Qin Y,et al.Synthesis of linked berberine dimersand their remarkably enhanced DNA-binding affinities[J].Bioorg Med Chem Lett,2005,15(10):2689-2692.
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有水溶性好、靶向性强、抗菌活性高的双小檗碱衍生物。
本发明的第二个目的是提供一种双小檗碱衍生物作为抗菌药物的用途。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
一种双小檗碱衍生物具有下述结构：
其中，
一种双小檗碱衍生物在制备抗菌药物中的应用。
本发明所涉及的双小檗碱衍生物在生理条件下带有阳离子电荷，具有抗菌谱广，生物相容性好，水溶性好、靶向性强、毒性低的特点，且制备方法简单易行，产率高，在抗菌方面有显著地疗效。
附图说明
图1为本发明实施例1小檗红碱的合成路线。
图2为本发明实施例1小檗红碱的高分辨质谱图。
图3为本发明实施例2中双小檗碱衍生物的合成路线。
图4为本发明实施例2中双小檗碱衍生物的高分辨质谱图。
图5为本发明实施例3中双小檗碱衍生物的合成路线。
图6为本发明实施例4中双小檗碱衍生物的合成路线。
图7为本发明实施例5中双小檗碱衍生物的合成路线。
图8为本发明实施例6中双小檗碱衍生物的合成路线。
图9为本发明实施例7中双小檗碱衍生物的合成路线。
图10为本发明实施例8中双小檗碱衍生物的合成路线。
图11为本发明实施例9中双小檗碱衍生物的合成路线。
图12为本发明实施例10中双小檗碱衍生物的合成路线。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好的理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围：
实施例1 小檗红碱的合成
将10g盐酸小檗碱置于反应瓶中，在真空条件下升温至190℃，反应20分钟，冷却至室温，得到深红色固体粉末小檗红碱9g，产率93.92％(合成路线见图1，表征图谱见图2)。
实施例2
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入2-吡啶甲醛147μL，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物388mg，产率78.45％(合成路线见图3，表征图谱见图4)。
实施例3
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入2-咪唑甲醛112mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物374mg，产率66.72％。
实施例4
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入4-咪唑甲醛112mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物374mg，产率66.72％。
实施例5
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入1,2,4-三氮唑-4-甲醛113mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物374mg，产率61.01％。
实施例6
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入5-苯基-2-吡啶甲醛214mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物385mg，产率53.92％。
实施例7
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入5-(2-吡啶基)-2-吡啶甲醛215mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物385mg，产率53.85％。
实施例8
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入5-(4-吡啶基)-2-吡啶甲醛215mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物386mg，产率53.99％。
实施例9
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入5-吡啶基-3-氧-2-吡啶甲醛234mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物398mg，产率54.22％。
实施例10
取500mg小檗红碱，溶解于10mL无水冰醋酸，加入5-苄基-2-吡啶甲醛230mg，110℃反应8小时。反应完全后，硅胶柱层析分离得到双小檗碱衍生物398mg，产率54.52％。
实施例11双小檗碱衍生物抗菌活性的研究
按照本发明实施例2-10的方法制备的双小檗碱衍生物的体外抗菌药效学评价，包括如下步骤：
(1)实验菌株
本实验选用耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、铜绿假单胞菌(P.aeru)ATCC27853和大肠埃希菌(E.coli)ATCC25922作为筛选对象，均由北京304医院提供。
(2)实验方法
菌悬液配制：以无菌操作法，取3种冻干标准菌种恢复常温后，用平板划线法，分别在3个LB固体培养基平板上划直线，37℃培养18h，再按照液体培养基接种法，以接种环分别蘸取菌，移种于3支含5ml LB液体培养基的摇菌管中，180rpm摇床35℃培养16h，将菌液稀释成1×106CFU/mL备用。
药液配制：取本发明实施例2-10制备的双小檗碱衍生物溶于二甲亚砜，配成10mM的药物储备液，-20℃保存，实验前用LB液体培养基按二倍稀释法将药物配制成500,250,125,62.50,31.25,15.62,7.81,3.91,1.95,0.98,0.49μM。
接种：吸取500μl药液分别放在一系列试管中，每个试管中放入稀释好的菌液(106CFU/mL)500μL(空白组为1000μL LB液体培养基，生长对照组为500μL LB液体培养基加500μL菌悬液)，混匀后在暗箱中进行培养24h，24h后取出，进行观察菌液的浑浊程度，第一个出现浑浊降低的药物浓度为最小抑菌浓度(MIC)。再将每个菌液进行涂板，暗箱中孵育24h，观察每个培养皿中菌落生长情况，第一个培养皿上没有菌落生成的药物浓度即为最低杀菌浓度(MBC)。
(3)实验结果
体外抑菌实验结果见表1
表1双小檗碱衍生物的最小抑菌浓度和最低杀菌浓度(μM)
实验结果表明，本发明的双小檗碱衍生物具有较好的抗菌活性，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的最小抑菌浓度分别在1.95μM，0.98μM，具备很好的抗菌药物开发前景。

Claims (2)

1.一种双小檗碱衍生物，其特征是具有下述结构：
其中，R＝
2.权利要求1所述的双小檗碱衍生物在制备抗菌药物中的应用。
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