CN106467519B - 一种水溶性三唑化合物 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种式(I)的水溶性三唑化合物及其药学上可接受的水合物及异构体，取代基的定义与说明书中定义相同。本发明是在目前临床上广泛使用的具有高效广谱抗菌作用的化合物伏立康唑的基础上引入新的基团，形成稳定的具有双亲性质的化合物，有效提高了化合物在水中的溶解性及稳定性，具有安全低毒，抗菌作用好，化合物的合成简单易操作，合成出的产品纯度高，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种水溶性三唑化合物及其制备方法。
背景技术
近年来，由于临床上广谱抗生素的大量使用，造成人体细菌和真菌的正常菌丛共生关系破坏，使得菌群失调；此外，癌症放疗、化疗药物、皮质激素和免疫抑制剂的大量使用，以及艾滋病的流传，使深部真菌感染率急剧上升。深部真菌感染正日益发展为一种常见病、多发病，已成为癌症及免疫缺陷症疾病患者死亡的主要原因之一。因此，抗真菌药物的开发及临床应用日益受到重视。其中，三唑类抗真菌药物是目前市场最大，品种最多，对其机理研究得最为深入的一类药物，其作用机制是通过抑制真菌细胞色素P450依赖性羊毛甾醇14a去甲基化酶，从而抑制羊毛甾醇转化成麦角甾醇，导致真菌细胞膜上麦角甾醇的缺失，进而破坏真菌细胞的完整性导致细胞死亡。代表药物有氟康唑(Fluconazole)、伊曲康唑(Itraconazole)、伏立康唑(Voriconazole)、泊沙康唑(Posaconazole)和瑞氟康唑(Ravuconazole)。
目前三唑类抗真菌药物具有肝肾毒性等缺陷，以及在长期大量使用过程中耐药性问题日益突显，因而迫切需要开发新一代低毒、高效的三唑类抗真菌药物。伏立康唑是由美国辉瑞公司研发上市的第二代三唑类抗真菌新药，因其广谱抗菌效力强，安全性好特点，使得其应用广泛。由于伏立康唑具有低的水溶性(pH＝7时为0.61mg/ml；pH＝3时为0.2mg/ml)且在水中不稳定(无活性对映体是由逆羟醛缩合反应的水解产物的组合形成)，特别是在碱性条件下发生降解，使得其难以开发具有长期保存特性的水溶性制剂。鉴于以上存在的问题，增加其水溶性对于提高该药物制剂的稳定性，降低药品毒性是有意义的。目前增溶方法比较常见的是通过在药物结构中引入糖基、磷酸盐及其衍生物或采用羟丙基β-环糊精包裹的方法实现的。如欧洲专利EP0440372公开了具有环糊精衍生物的共制剂，国际专利WO91/11172公开了一种磺烷基醚环糊精衍生物，均是提高其在水中溶解性，但由于静脉注射使用伏立康唑时，由于环糊精在肾脏的积累而对肾功能产生毒副作用。
专利WO97/28169、CN103304600、CN103524560和CN104211731分别公开了伏立康唑磷酸盐、磷酸酯水合物、磷酸酯钠水合物及其磷酸酯的前药，由于制备磷酸酯反应条件苛刻，需在氮气保护下经与二苄基二异丙基氨基磷酸酯反应、间氯过氧苯甲酸氧化成磷酸酯后，再经催化氢解反应制得，该反应二苄基二异丙基氨基磷酸酯反应原料难得，且价格昂贵，整个反应时间长，综合成本高，不利于工业化生产。
发明内容
针对目前现有三唑类抗真菌药物存在水溶性、药物稳定性不佳及水溶性化合物难以合成问题，本发明的目的旨在提供一种在水中溶解性好、稳定、低毒以及药效好的水溶性三唑化合物及其药学上可接受的盐。
本发明的目的还在于提供上述水溶性三唑化合物的合成方法。
本发明提供一种如通式(Ⅰ)所示的水溶性三唑化合物及其异构体或水合物：
其中，
m-代表阴离子，选自Cl-、Br-或I-，优选地，m-为Cl-。
Q代表的结构如下所示：
其中，
Z代表NH or O-R2，
Y代表O原子或者NH，
R2为亚烷基，亚烷基的碳原子个数为1～4的任意整数，亚烷基优选亚甲基，
n代表1、2或3。
下面给出了本发明的化合物的举例性的、非限制性的具体实例：
本发明提供了式I的制备方法，但不仅限于下述方法：
其中，基团X代表N-R1或者O-R2，R1为胺基保护基，优选Boc保护基，R2为亚烷基，亚烷基的碳原子个数为1～4的任意整数，亚烷基优选亚甲基；
Y代表O原子或者NH。
以化合物(III)为原料，二氯甲烷作为反应溶剂，加入吡啶，室温下与氯甲酸氯甲酯反应，经萃取浓缩处理，得到化合物(II)。将化合物(II)与碘化钾、伏立康唑和乙腈混合，回流下反应，经过萃取，酸化，结晶和阴离子树酯交换处理步骤，最终得到目标化合物(Ⅰ)。
本发明制备得到化合物的纯度较好，参照中国药典方法对水溶性检测(pH＝7时为>200mg/ml；pH＝3时为>100mg/ml)，均显示出优异的水溶性，稳定性较好。
含有本发明化合物的药物组合物，该药物组合物包含治疗有效量的游离形式或可药用盐形式的符合通式(Ⅰ)的化合物作为活性成分；一种或多种药用载体物质和/或稀释剂。
本发明是治疗和/或预防哺乳动物中的真菌感染的方法，其包括施用足以进行此类治疗或预防的抗真菌有效量的以化合物(Ⅰ)活性物质。该方法可以采用选自口服胶囊、口服溶液、局部用溶液以及静脉悬剂的工具。
“药用组合物”指的是在此描述的一种或多种化合物或者它们的药学上可接受的盐和前药与其它的化学成分，例如药学上可接受的载体和赋形剂的混合物。药用组合物的目的是促进化合物对生物体的给药。
“水合物”是指本发明的符合通式(Ⅰ)特征的化合物与水相互作用过程中形成的固态结晶物质。
“异构体”指本发明的符合通式(Ⅰ)特征的化合物有旋光的时，与式(Ⅰ)分子结构呈实物与镜像关系的物质。
本发明的化合物具有较好的抑制真菌活性的能力，可应用于制备预防和/或治疗真菌感染疾病。
本发明在目前临床上广泛使用的具有高效广谱抗菌作用的化合物伏立康唑的基础上引入新的基团，形成稳定的具有双亲性质的化合物，有效提高了化合物在水中的溶解性及稳定性，具有安全低毒，抗菌作用好，化合物的合成简单易操作，合成出的产品纯度高，适于工业化生产。
附图说明
图1为化合物3的核磁氢谱，溶剂为氘代DMSO
图2为化合物3的核磁碳谱，溶剂为氘代DMSO
图3为化合物3的核磁二维(roesy)图谱，溶剂为氘代DMSO
具体实施方式
为便于理解，以下将通过具体的实施例对本发明进行详细地描述。需要特别指出的是，具体实施例仅是为了说明，显然本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本发明范围内对本发明做出各种修正。
实施例1化合物3的合成
化学反应式：
操作步骤：
在500mL反应瓶中，加入20g化合物a和200mL二氯甲烷，搅拌，再加入12.8g吡啶。然后于10～20℃间滴加17.7g氯甲酸氯甲酯，滴毕，升温至20～25℃反应24h。向反应液中加入100mL水，搅拌分层，有机层再用水80mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到27.4g油状物，即为化合物1，收率87％。
在1L反应瓶中，加入27.4g化合物1、23.4g碘化钾和410mL乙腈，搅拌，再加入37.8g化合物X(伏立康唑)，升温至回流反应15h。停止反应，冷却至20～25℃，滤去不溶物，滤液减压浓缩干，得浓缩物。向里加入550mL二氯甲烷，搅拌溶解，二氯甲烷相用水200mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到64.5g固体。向上述固体中加入320mL甲醇，搅拌下加入1mol/L HCl水溶液140mL，然后升温至50～55℃反应20h。停止反应，用1mol/L NaOH水溶液调其PH值至7.5左右，将体系减压浓缩至干，得浓缩物。向里加入130mL甲醇搅拌升温至60～65℃搅拌15分钟，热滤，滤液再转入反应瓶中，于60～65℃下缓慢向里滴入390mL甲基叔丁基醚，滴完，冷却至10～15℃搅拌析晶15小时。过滤，滤饼用100mL甲醇/甲基叔丁基醚(1/3)混合溶液淋洗，40℃真空干燥20小时，得到类白色固体45.5g，即为化合物2，收率70％。
将45.5g化合物2溶于230mL纯化水中，通过氯型阴离子交换树酯进行离子交换，收集产品溶液，于55℃下减压浓缩至干，得固体，再于40℃真空干燥20小时，得到类白色固体33.4g，即为化合物3，收率87％，HPLC检测纯度99.5％。
1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ10.13(s,1H)，9.12-9.11(m,1H)，9.10(s,1H)，8.92-8.91(m,1H)，7.83-7.81(m,1H)，7.74(s,2H)，7.33-7.24(m,2H)，7.02-6.99(m,1H)，6.32(s,1H)，6.15-6.08(m,2H)，5.02(d,J＝14.15Hz,1H)，4.68(d,J＝14.15Hz,1H)，3.97(q,J＝7.00Hz,1H)，3.29-3.25(m,2H)，2.92-2.90(m,2H)，1.18(d,J＝7.00Hz,3H)；
13C-NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ162.06(dd,J＝12.62,246.12Hz)，158.53(dd,J＝12.25,195.38Hz)，156.16(d,J＝262.38Hz)，156.01(d,J＝11.75Hz)，154.34，153.88(d,J＝7.62Hz)，145.22(d,J＝22.25Hz)，144.47，143.95，130.22(dd,J＝5.25,9.25Hz)，123.12(dd,J＝3.37,12.38Hz)，111.18(dd,J＝2.38,21.25Hz)，104.12(t,J＝26.88Hz)，75.95(d,J＝4.75Hz)，68.64，57.94(d,J＝5.50Hz)，39.77，38.33，37.94，13.51
MS(ESI+)：466.5
ROESY：δ6.15-6.08(2H,m)分别与δ10.13(1H,s)、δ9.10(1H,s)存在远程相关关系，而与δ5.02(1H,d)、δ4.68(1H,d)不存在远程相关关系。
实施例2化合物6的合成
化学反应式：
操作步骤：
在250mL反应瓶中，加入10g化合物b和100mL二氯甲烷，搅拌，再加入13.7g吡啶。然后于10～20℃间滴加18.9g氯甲酸氯甲酯，滴毕，升温至20～25℃反应24h。向反应液中加入50mL水，搅拌分层，有机层再用水30mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到18.9g油状物，即为化合物4，收率84％。
在500mL反应瓶中，加入18.9化合物4、24.3g碘化钾和285mL乙腈，搅拌，再加入39.3g化合物X(伏立康唑)，升温至回流反应15h。停止反应，冷却至20～25℃，滤去不溶物，滤液减压浓缩干，得浓缩物。向里加入400mL二氯甲烷，搅拌溶解，二氯甲烷相用水150mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到57.5g固体。向里加入170mL甲醇搅拌升温至60～65℃搅拌溶解，于60～65℃下缓慢向里滴入510mL甲基叔丁基醚，滴完，冷却至10～15℃搅拌析晶20小时。过滤，滤饼用100mL甲醇/甲基叔丁基醚(1/3)混合溶液淋洗，40℃真空干燥24小时，得到类白色固体43.3g，即为化合物5，收率63％。
将43.3g化合物5溶于210mL纯化水中，通过氯型阴离子交换树酯进行离子交换，收集产品溶液，于55℃下减压浓缩至干，得固体，再于40℃真空干燥24小时，得到白色固体32.4g，即为化合物6，收率88％，HPLC检测纯度99.6％。。
1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ10.12-10.10(m,1H)，9.13-9.12(m,1H)，9.10(s,1H)，8.94-8.93(m,1H)，7.88-7.84(m,1H)，7.32-7.26(m,2H)，7.01-6.96(m,1H)，6.34(s,1H)，6.08-6.04(m,2H)，5.00(d,J＝23.40Hz,1H)，4.65(d,J＝23.40Hz,1H)，3.98(q,J＝11.25Hz,1H)，3.36-3.32(m,2H)，3.23(s,3H)，3.19-3.16(m,2H)，1.17(d,J＝11.25Hz,1H)；
13C-NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ162.13(dd,J＝22.50,410.00Hz)，158.59(dd,J＝20.00,408.75Hz)，156.29(d,J＝411.25Hz)，156.04(d,J＝18.75Hz)，154.25，153.00(d,J＝12.50Hz)，145.29(d,J＝37.50Hz)，144.59，144.04，130.19(dd,J＝11.25,16.25Hz)，123.22(dd,J＝5.00,20.00Hz)，111.24(d,J＝31.25Hz)，104.23(t,J＝37.5Hz)，76.01(d,J＝7.5Hz)，70.10，68.52，57.81，40.06，39.78，38.48，13.51MS(ESI+)：481.7
实施例3化合物9的合成
化学反应式：
操作步骤：
在500mL反应瓶中，加入20g化合物c和200mL二氯甲烷，搅拌，再加入14.7g吡啶。然后于10～20℃间滴加17.6g氯甲酸氯甲酯，滴毕，升温至20～25℃反应24h。向反应液中加入100mL水，搅拌分层，有机层再用水80mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到26.8g油状物，即为化合物7，收率85％。
在1L反应瓶中，加入26.8g化合物7、22.8g碘化钾和400mL乙腈，搅拌，再加入36.8g化合物X(伏立康唑)，升温至回流反应15h。停止反应，冷却至20～25℃，滤去不溶物，滤液减压浓缩干，得浓缩物。向里加入550mL二氯甲烷，搅拌溶解，二氯甲烷相用水200mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到62.3g固体。向上述固体中加入300mL甲醇，搅拌下加入1mol/L HCl水溶液134mL，然后升温至50～55℃反应20h。停止反应，用1mol/L NaOH水溶液调其PH值至7.5左右，将体系减压浓缩至干，得浓缩物。向里加入120mL甲醇搅拌升温至60～65℃搅拌15分钟，热滤，滤液再转入反应瓶中，于60～65℃下缓慢向里滴入360mL甲基叔丁基醚，滴完，冷却至10～15℃搅拌析晶18小时。过滤，滤饼用80mL甲醇/甲基叔丁基醚(1/3)混合溶液淋洗，40℃真空干燥20小时，得到类白色固体39g，即为化合物8，收率62％。
将39g化合物8溶于200mL纯化水中，通过氯型阴离子交换树酯进行离子交换，收集产品溶液，于55℃下减压浓缩至干，得固体，再于40℃真空干燥20小时，得到类白色固体28.7g，即为化合物9，收率87％，HPLC检测纯度99.6％。MS(ESI+)：467.8
实施例4化合物12的合成
化学反应式：
操作步骤：
在500mL反应瓶中，加入20g化合物d和200mL二氯甲烷，搅拌，再加入5.3g吡啶。然后于10～20℃间滴加6.3g氯甲酸氯甲酯，滴毕，升温至20～25℃反应24h。向反应液中加入100mL水，搅拌分层，有机层再用水80mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到19.3g油状物，即为化合物10，收率80％。
在1L反应瓶中，加入19.3g化合物10、7.7g碘化钾和300mL乙腈，搅拌，再加入12.5g化合物X(伏立康唑)，升温至回流反应15h。停止反应，冷却至20～25℃，滤去不溶物，滤液减压浓缩干，得浓缩物。向里加入400mL二氯甲烷，搅拌溶解，二氯甲烷相用水150mL×2洗涤，收集有机层，经无水硫酸钠干燥后，减压浓缩至干，得到29.8g固体。向上述固体中加入150mL甲醇，搅拌下加入1mol/L HCl水溶液120mL，然后升温至50～55℃反应24h。停止反应，用1mol/L NaOH水溶液调其PH值至7.5左右，将体系减压浓缩至干，得浓缩物。向里加入50mL甲醇搅拌升温至60～65℃搅拌15分钟，热滤，滤液再转入反应瓶中，于60～65℃下缓慢向里滴入150mL甲基叔丁基醚，滴完，冷却至10～15℃搅拌析晶18小时。过滤，滤饼用30mL甲醇/甲基叔丁基醚(1/3)混合溶液淋洗，40℃真空干燥20小时，得到类白色固体15.8g，即为化合物11，收率65％。
将15.8g化合物2溶于80mL纯化水中，通过氯型阴离子交换树酯进行离子交换，收集产品溶液，于55℃下减压浓缩至干，得固体，再于40℃真空干燥20小时，得到类白色固体12.2g，即为化合物12，收率89％，HPLC检测纯度99.7％。。
1H-NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ10.06(s,1H)，9.26-9.23(m,1H)，9.08(s,1H)，8.86-8.81(m,1H)，7.79-7.68(m,5H)，7.46-7.38(m,2H)，7.13-7.07(m,1H)，6.33(s,1H)，6.21-6.17(m,2H)，5.08(d,J＝16.45Hz,1H)，4.74(d,J＝16.45Hz,1H)，3.01(q,J＝8.96Hz,1H)，3.27-3.24(m,2H)，2.78-2.36(m,10H)，1.21(d,J＝8.96Hz,3H)；
13C-NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ162.21(dd,J＝23.11,186.32Hz)，158.42(dd,J＝16.23,211.63Hz)，156.86(d,J＝276.52Hz)，155.98(d,J＝20.23Hz)，153.93，153.76(d,J＝10.32Hz)，149.93(d,J＝24.51Hz)，145.86，143.82，130.28(dd,J＝6.53,10.01Hz)，121.43(dd,J＝3.86,11.05Hz)，111.28(dd,J＝3.01,23.12Hz)，104.91(t,J＝25.43Hz)，80.11(d,J＝5.12Hz)，77.23，58.25(d,J＝6.59Hz)，49.12，49.03，42.39，39.67，39.15，38.23，37.15，13.67；
MS(ESI+)：552.7
实施例5.体外活性试验
按照琼脂稀释法测试下表所列的生物体：制备每种微生物的悬液，含105个菌落形成单位(cfu)/mL。将实施例1～4中的活性物质化合物溶解在数滴DMSO中然后用乙醇-水(1/1，v/v)稀释，制备500μg/mL的储液。在Kimmig′s琼脂(KA，Merck)-0.5％甘油的培养基中进行琼脂稀释法[R.A.Fromtling，G.K.Abruzzo and A.Ruiz，Mycopathologia，106(1989)163-166]。用10μL真菌接种物接种含药物的系列稀释(25至0.01μg/mL)的Kimmig′s琼脂板，并在25℃温育酵母数天以及温育丝状真菌多达5天。温育之后，测定GMMIC(几何平均最小抑制浓度μg/mL)。
表1
体外研究证实，针对多种真菌病原体，本发明的化合物与伏立康唑相比具有有利的抗菌活性。
Claims (5)
1.一种如通式(Ⅰ)所示的水溶性三唑化合物：
其中，
m-代表阴离子，选自Cl-、Br-或I-，Q代表的结构如下所示：
其中，
Z代表NH，
Y代表NH，
n代表1、2或3。
2.如权利要求1所示的水溶性三唑化合物，其特征在于m-为Cl-。
3.如权利要求1所示的水溶性三唑化合物，其特征在于选自如下化合物：
。
4.一种药物组合物，包含治疗有效量的符合权利要求1所述通式(Ⅰ)的化合物或其可药用的盐作为活性成分及一种或多种药用载体物质和/或稀释剂。
5.如权利要求4的药物组合物，其为制备预防和/或治疗真菌感染疾病的药物。
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2015
- 2015-08-17 CN CN201510502867.1A patent/CN106467519B/zh active Active
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