CN106699726A - 一种硫色满酮衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硫色满酮衍生物，同时本发明还公开了该衍生物的制备方法及其应用。通过实验证明，本发明提供的化合物具有抗菌谱广、专一性高和无抗药性的特点，其抗菌活性水平较高，而且其所含有的硫色满酮环具有较高脂溶性，可以改善目前NMT抑制剂对细胞膜穿透力不足的问题，将其用于制备成由白色念珠菌、新生隐球菌、黑曲霉菌、总状毛霉菌、石膏样小孢子菌和絮状表皮癣菌等致病菌引起的真菌病的抗菌药物制剂将具有巨大的潜在经济效益和社会价值。

Description

一种硫色满酮衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及抗真菌类药物及其制备方法，具体地说是一种硫色满酮衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

真菌是一种与宿主细胞有相似结构和生理代谢过程的真核细胞生物。按照真菌引起的感染部位不同，分为浅部真菌感染和深部真菌感染。浅部真菌感染主要是由各种癣菌引起，如手足癣、头癣、体癣等，其目前主要以灰黄霉素、制霉菌素、酮康唑等作为治疗药物。深部真菌感染危害大，甚至危及生命，其主要的致病真菌包括白色念珠菌、新型隐球菌、曲霉菌、毛霉菌等。正常情况下，这些真菌在机体内不引起疾病的，但在长期大量使用广谱抗生素、激素和免疫抑制剂等的情况下有可能引发疾病。近年来，真菌疾病的发病率和严重程度逐渐增加，特别是免疫功能低下的患者。真菌病在医学界有相当大的警示，像癣和念珠菌病等皮肤真菌感染，虽然很少致命，但在世界范围很普遍和常见，给广大患者的生活造成很大痛苦和不便，尤其是在免疫力低下的患者中，致病真菌如白色念珠菌、新生隐球菌和曲霉菌引起了相当大的发病率和死亡率。

目前，行业内的研发人员已经针对真菌感染研制了一些抗生素，但是由于抗真菌药物的大量使用甚至滥用使得真菌耐药性快速增加，这对人类的健康已经造成了严重不良的影响，也对抗真菌药物的研发提出了严峻的考验。与此同时，由于真菌的生物特性，一般抗真菌药物在破坏真菌细胞的同时，会损伤宿主细胞，再加上耐药菌株的不断出现，使得真菌感染疾病的治疗陷于两难之境。而市面上现有的药物普遍存在毒副作用大、抗菌谱窄、易复发以及耐药性等问题。因此，这就需要我们继续开发和探求更多安全、高效、广谱的新型抗真菌活性药物。

研发抗真菌药物的关键和前提条件是新的抗真菌机理或是抗真菌靶点，而新靶点也是新药研发的难点。N-肉豆蔻酰基转移酶(N-Myristoyltransferase,NMT)是一种细胞溶质单体酶，它催化将肉豆蔻酰基从肉豆蔻酰CoA转移至某些真核细胞蛋白或病毒蛋白N端的甘氨酸上，形成N-肉豆蔻酰化蛋白。蛋白质的N-肉豆蔻酰基化反应是不可逆的蛋白质修饰反应，蛋白质N端肉豆蔻酰基化后会导致亲脂性增强，从而引发多种可逆的蛋白质-细胞膜和蛋白质-蛋白质相互作用。大量临床研究证明NMT是白色念珠菌、新型隐球菌等临床重要致病真菌生存所必需的酶。到目前为止，行业内还没有发现关于特异性作用于致病真菌N-肉豆蔻酰基转移酶靶点的相关药物制剂的研究报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种硫色满酮衍生物及其制备方法，同时提供该类衍生物在制备抗真菌药物制剂中的应用，以期成为治疗真菌疾病的药物活性成分，为药物活性更高、缓减耐药性提供更多临床用药选择。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种硫色满酮衍生物，该衍生物的化学通式如I所示：

其中Ar选自芳环基中的一种；优选为

R选自或乙烯基中一种；

m为0、2、3。

本发明还提供了硫色满酮衍生物的制备方法，包括以下步骤：

(a)将对羟基苯硫酚、β-氯丙酸按摩尔比为1:1.2溶于碱性水溶液中，80℃下反应2-3h，TLC跟踪反应至完全，冷却至室温，用浓盐酸调节pH值为1-2，大量白色沉淀析出，静置过夜，抽滤，滤饼用水洗涤，用乙醇水溶液重结晶，干燥，得3-对羟基苯基-3-硫代丙酸；其化学反应过程如下：

(b)按质量体积比为1g:4mL将所述3-对羟基苯基-3-硫代丙酸溶于浓硫酸中，室温放置冰解，有大量固体析出，抽滤后用乙醇水溶液重结晶，得6-羟基硫色满酮；其化学反应方程式如下：

(c)将所述6-羟基硫色满酮、按摩尔比为1:1.2溶于碱性醇溶液中，在25-30℃下反应2-3h，TLC跟踪反应，当原料点或荧光消失时停止反应，冰箱中放置过夜，抽滤，滤饼用质量比浓度为95％的乙醇溶液重结晶，得3-取代次苄基-6-羟基硫色满酮；

其中Ar为

其中Base为KOH、NaOH、哌啶、K₂CO₃、Na₂CO₃中一种；

(d)将3-取代次苄基-6-羟基硫色满酮、氢氧化钾按摩尔比为1:1.2:1.5溶于1、4-二氧六环溶剂中，70℃反应6-7h，TLC监测反应至完毕，后用硅胶柱纯化，得3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮；

其中m为2或3；

Ar为

(e)将3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮、胺、碱按摩尔比1:1.2:1.5在1，4-二氧六环溶剂中，85-90℃反应5-12h，TLC跟踪反应，当产物点不再变化时停止反应；减压蒸馏除去溶剂，将得到的固体用硅胶柱纯化，即得目标产物；

所述胺为中的一种；

其中R为或乙烯基中的一种；

Ar为

m为0、2或3。

本发明所提供的制备方法中步骤(a)所述碱性水溶液为以KOH、NaOH、哌啶、K₂CO₃或Na₂CO₃中的任意一种为溶质，以水为溶剂得到的碱性水溶液，其pH值为10-12。

本发明所提供的制备方法中步骤(b)所述浓硫酸的质量比浓度为98％。

本发明所提供的制备方法中步骤(c)所述碱性醇溶液为以KOH、NaOH、哌啶、K₂CO₃或Na₂CO₃中的任意一种为溶质，以乙醇为溶剂得到的碱性醇溶液；所述溶质和溶剂的摩尔体积比为1mol:2mL。

本发明提供的硫色满酮衍生物，通过实验证明其对真菌具有较强的抗性，所述真菌为新生隐球菌(Cryptococcus neoformans)、白色念珠菌(Canidia albicans)、絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum)、总状毛霉(Mucor racemosus)、石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum)或黑曲霉菌(Aspergillus niger)，因此，其可作为抗真菌药物中的活性成分，在制备抗真菌药物制剂中得到应用。

本发明提供的化合物与药理允许使用的载体均匀混合，按照常规的制剂方法可以制备成用于抗真菌的各种形式的药物制剂。

如本发明合成的化合物为活性成份，可与水、蔗糖、山梨醇糖、果糖等组分组合制备成口服液体制剂；与赋形剂(乳糖、葡萄糖、蔗糖、甘露醇糖)、崩解剂(淀粉)、润滑剂(硬脂酸、滑石粉)、粘合剂(明胶、聚乙烯醇)等组分组合制备成片剂或胶囊剂。

本发明合成的化合物作为活性成份还可与生理盐水、葡萄糖溶液或盐水与葡萄糖组成的混合载体制备成注射液。

本发明在用于临床时可参考的有效剂量是30～60mg/人/日，每日2～3次。医师也可依据患者个体差异，拟定服用剂量。

本发明根据对N-肉豆蔻酰基转移酶(N-Myristoyltransferase,NMT)活性腔的结合位点分析，设计了一类结构新颖的硫色满酮衍生物，为抗真菌药物的发展提供一个新的方向和新的研究路径，同时经过体外抗真菌活性研究表明，这些化合物可对多种致病真菌，包括白色念珠菌、新生隐球菌、絮状表皮癣菌、总状毛霉菌、石膏样小孢子菌、黑曲霉菌等具有较强的抑制作用，因此可以作为抗真菌药物制剂中的主要活性成分来推广应用。本发明公开的药物化合物的成功研制，将大大扩展了治疗真菌感染疾病的药物选择，缓减现有药物产生耐药性的问题。

本发明提供的化合物具有抗菌谱广、专一性高和无抗药性等特点，其抗菌活性(最佳MIC＝0.5μg/mL)达到了较高水平，而且本发明提供的化合物所含有的硫色满酮环具有较高脂溶性，改善了目前NMT抑制剂对细胞膜穿透力不足的问题，将其用于制备成由白色念珠菌、新生隐球菌、黑曲霉菌、总状毛霉菌、石膏样小孢子菌和絮状表皮癣菌等致病菌引起的真菌病的抗菌药物制剂将具有巨大的潜在经济效益和社会价值。此外，本发明研究了特定的制备方法，该方法工艺简单，操作容易，产率高，适于大规模工业生产及应用。

具体实施方式

下面实施例用于进一步详细说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

(1)将0.2mol的对羟基苯硫酚、0.24mol的β-氯丙酸溶于30mL碱性水溶液(pH值为12的KOH水溶液)中，80℃反应2.5h，TLC跟踪反应至完全，冷却至室温，用浓盐酸(质量比浓度为36％)调节反应液的pH值为2，析出大量白色沉淀，静置过夜，抽滤，滤饼用水洗涤，用50mL乙醇水溶液(V_乙醇:V_水＝1:1)重结晶，40℃真空干燥过夜，得3-对羟基苯基-3-硫代丙酸；其化学反应过程如下：

(2)将10g的3-对羟基苯基-3-硫代丙酸溶于40mL浓硫酸(质量比浓度为98％)中，室温放置冰解，有大量固体析出，抽滤后用20mL乙醇水溶液(V_乙醇:V_水＝1:1)重结晶，得6-羟基硫色满酮；产率85％；其化学反应过程如下：

(3)将0.01mol的6-羟基硫色满酮、0.012mol的0.015mol的氢氧化钾溶于20mL的乙醇中，在30℃下反应2h，TLC跟踪反应，当原料点或荧光消失时停止反应，冰箱过夜，抽滤，滤饼，用质量比浓度为95％乙醇重结晶，过滤，得到固体3-取代次苄基-6-羟基硫色满酮；产率为70-90％；其化学反应过程如下：

其中Ar为

(4)将5mmol的3-取代次苄基-6-羟基硫色满酮、6mmol的7.5mmol的氢氧化钾溶于20mL的1、4-二氧六环溶剂中，70℃反应7h，TLC监测反应至完毕，后用硅胶柱(V_石油醚：V_乙酸乙酯＝5:1)纯化，得3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮；产率40-60％；其化学反应过程如下：

其中m为2或3；

Ar为

(5)将1mmol的3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮、1.2mmol的胺、1.5mmol的氢氧化钾溶于8mL的1，4-二氧六环溶剂中，85℃反应8h，TLC跟踪反应，当产物点不再变化时停止反应；反应物冷却至室温后减压蒸馏除去溶剂，将得到的固体用硅胶柱(V_乙酸乙酯：V_丙酮＝4:1)纯化，即得目标产物3-取代芳亚基-6-取代烷氧基-硫色满-4-酮；产率30-60％；化学反应过程为：

所述胺为中的一种；

其中R为中一种；

Ar为

m为2或3；

通过实施例1的方法得到了表1中的化合物1-25以及化合物27-46。

实施例2

步骤(1)-(4)同实施例1，中m为2，步骤(5)为：将1mmol的3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮、1.2mmol的苯甲胺、1.5mmol的氢氧化钾溶于8mL的1，4-二氧六环溶剂中，90℃反应12h，TLC跟踪反应，当产物点不再变化时停止反应；反应物冷却至室温后减压蒸馏除去溶剂，将得到的固体用硅胶柱(V_乙酸乙酯：V_丙酮＝4:1)纯化，即得表1中化合物26；其产率为50％，在研究过程中发现当实施例1的第(5)步的反应条件为90℃反应9-12个小时时，原本为副产物的化合物26即成为主产物。

第(5)步的化学反应式为：

通过实施例1和实施例2的方法制备的化合物及检测其理化常数如表1所示。

表1本发明制备的化合物及其理化常数

实施例3本发明制备的化合物的抗真菌活性检测试验

为了探索所合成化合物的体外抗真菌活性，本实验分别测定了白色念珠菌(Canidia albicans，C.a)，新生隐球菌(Cryptococcus neoformans，C.n)，黑曲霉菌(Aspergillus niger，A.n)总状毛霉(Mucor racemosus，M.r)，石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum，M.g)和絮状表皮癣菌(Epidermophyton floccosum，E.f)等6种真菌的抗菌活性。受试真菌均来自于中国医学科学院菌种保藏中心。

本实验采用微量稀释法对6种受试真菌进行抗真菌活性测试，实施例1制备的46个目标化合物8mg先用625μL的二甲基亚砜(DMSO)溶解，取50μL此溶液用2.5mL1640培养液稀释，然后加入到已灭过菌的质量比浓度为1％的葡萄糖蛋白胨琼脂培养基中，并将样品浓度分别配制为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、0.0625、0.03125μg·mL^-1。之后接种供试菌(接种量：C.a、C.n、A.n、M.r为1×10²个，M.g、E.f为1×10³个)每种菌同时作一个空白对照，置恒温烘箱中培养7天。以两性霉素B(Amphotericin B)和氟康唑(Fluconazole)为阳性对照，检测MIC值，以无菌生长的最低浓度为最小抑菌浓度(MIC值)。

检测结果如表2所示。

表2本发明制备的化合物抗真菌性能

表中Fcz＝氟康唑；AmB＝两性霉素B。

由表2可知，化合物2对白色念珠菌和新生隐球菌表现出了极强的抑菌活性(MIC＝0.5μg/mL、1μg/mL)，化合物5、12和14对石膏小孢子菌、化合物15对新生隐球菌、化合物23和30对絮状表皮癣菌表现出了较强的抗菌活性(MIC＝2μg/mL)，还有大约三分之一的化合物对这几种菌均有较明显的抑菌活性(MIC＝4-16μg/mL)。这些化合物总体抑菌活性超过了氟康唑的水平，少数几个更是达到甚至超过了两性霉素B的抑菌水平。通过结构可以看出，次苄基芳环上无取代基和带非卤素的亲脂性取代基能提高化合物的抗真菌活性。连接苯环和胺之间的碳链，碳数为3时活性大于碳数为4时的活性。

目前临床广泛应用的氮唑类抗真菌药物(氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑等)是以羊毛甾醇14-去甲基化酶为靶点的，其对哺乳动物的CYP450酶系统有较强的抑制作用，易发生药物之间的相互作用和肝毒性。本发明所制备的化合物是利用计算机辅助药物技术设计的针对真菌的NMT酶的抗真菌药物，其克服了目前苯并呋喃、苯并噻唑等经典NMT酶抑制剂透膜性不足的缺陷。本发明所述化合物也表达出了与经典NMT抑制剂同等或更强的抑制真菌的活性，总体抑菌活性超过了氟康唑的水平，有的更是达到甚至超过了两性霉素B的抑菌水平。

对比例1

(1)将0.2mol的对羟基苯硫酚、0.24mol的β-氯丙酸溶于30mL碱性水溶液(pH值为12的KOH水溶液)中反应2.5h，TLC跟踪反应至完全，冷却至室温，用浓盐酸(质量比浓度为37％)调节反应液的pH值为2，析出大量白色沉淀，静置过夜，抽滤，滤饼用水洗涤，用50mL乙醇水溶液(V_乙醇:V_水＝1:1)重结晶，40℃干燥过夜，得3-对羟基苯基-3-硫代丙酸；

(2)将10g的3-对羟基苯基-3-硫代丙酸溶于40mL浓硫酸(质量比浓度为98％)中，室温放置冰解，有大量固体析出，抽滤后用20mL乙醇水溶液(V_乙醇:V_水＝1:1)重结晶，得6-羟基硫色满酮；产率85％；其化学反应过程如下：

(3)将6mmol(m为2或3)、6-羟基硫色满酮5mmol、KOH7.5mmol摩尔溶于20mL的1，4-二氧六环溶剂中，70℃反应9小时，TLC跟踪反应，反应完全后减压蒸馏除去溶剂，用硅胶柱(V_石油醚：V_乙酸乙酯＝5:1)纯化，得到淡黄色结晶6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮(其产率30％)或6-(4-溴丁氧基)硫色满-4-酮(产率20％)；

(4)将6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮或6-(4-溴丁氧基)硫色满-4-酮、胺、KOH以摩尔比为1:1.2:1.5溶于8mL的1，4-二氧六环溶剂中70℃反应7小时，TLC跟踪反应，当产物点不再变化时停止反应；减压蒸馏除去溶剂，硅胶柱纯化后得到中间产物，产率均低于20％；所述胺为中的一种；

(5)将第(4)得到的中间产物1mmol、1.2mmol、KOH1.5mmol溶于8mL的乙醇溶液中85℃反应2h，所述Ar为 TLC跟踪反应，反应结束后减压蒸馏除去溶剂；加入20mL乙酸乙酯和10mL的水使其固体溶解，用浓盐酸调pH值为1-2，分出有机层，减压蒸馏除去溶剂后得到粗产物固体，重结晶，过滤，得到终产物，得到的部分产物的产率均低于10％，产物2、3、6、7、17、18、25、26、28、29无法通过该方法得到。

本发明列举的实施例旨在阐明硫色满酮衍生物的制备方法以及该类化合物对六类真菌的抑制作用，实施例不单是说明它本身所述的具体的化合物的合成方法及抗真菌活性，同时也可以用来说明改变原料的种类和数量，合成其同系物和类似物，而不对本发明的范围构成任何限制。

Claims (7)

1.一种硫色满酮衍生物，其特征在于，该衍生物的化学通式如I所示：

其中Ar选自芳环基中的一种；

R为或乙烯基中的一种；

m为0、2或3。

2.根据权利要求1所述的硫色满酮衍生物，其特征在于，所述Ar为 中的任意一种。

3.一种硫色满酮衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将对羟基苯硫酚、β-氯丙酸按摩尔比为1:1.2溶于碱性水溶液中，80℃反应2-3h，TLC跟踪反应至完全，冷却至室温，用浓盐酸调节pH值为1-2，大量白色沉淀析出，静置过夜，抽滤，滤饼用水洗涤，用乙醇水溶液重结晶，干燥，得3-对羟基苯基-3-硫代丙酸；

(b)按质量体积比为1g:4mL将所述3-对羟基苯基-3-硫代丙酸溶于浓硫酸中，室温放置冰解，有大量固体析出，抽滤后用乙醇水溶液重结晶，得6-羟基硫色满酮；

(c)将所述6-羟基硫色满酮、取代芳醛按摩尔比为1:1.2溶于碱性醇溶液中，在25-30℃下反应2-3h，TLC跟踪反应，当原料点或荧光消失时停止反应，冰箱中放置过夜，抽滤，滤饼用乙醇溶液重结晶，得3-取代次苄基-6-羟基硫色满酮；

(d)将3-取代次苄基-6-羟基硫色满酮、氢氧化钾按摩尔比为1:1.2:1.5溶于1、4-二氧六环溶剂中，70℃反应6-7h，TLC监测反应至完毕，后用硅胶柱纯化，得3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮；所述m为2或3；

(e)将3-次苄基-6-(3-溴丙氧基)硫色满-4-酮、胺、碱按摩尔比1:1.2:1.5溶于1，4-二氧六环溶剂中，85-90℃反应5-12h，TLC跟踪反应，当产物点不再变化时停止反应；减压蒸馏除去溶剂，将得到的固体用硅胶柱纯化，即得目标产物。

4.根据权利要求3所述的硫色满酮衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(c)所述的取代芳醛为所述Ar为或中的任意一种。

5.根据权利要求3或4所述的硫色满酮衍生物的制备方法，其特征在于，步骤(e)中的胺为中的一种。

6.一种权利要求1所述的硫色满酮衍生物在制备抗真菌药物制剂中的应用。

7.根据权利要求6所述的硫色满酮衍生物在制备抗真菌药物制剂中的应用，其特征在于，所述真菌是指新生隐球菌、白色念珠菌、絮状表皮癣菌、总状毛霉、石膏样小孢子菌或黑曲霉菌中的一种或几种。