CN112543635A - 硝基咪唑制剂 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及硝基咪唑和相关化合物和衍生物，其制剂以及它们在预防和/或治疗动物感染病中的用途。具体地，本公开涉及5‑硝基咪唑和相关化合物和衍生物，其制剂以及它们在预防和/或治疗动物感染病包括细菌，病毒，寄生虫或真菌感染中的用途。更具体地，本发明涉及甲硝唑和相关化合物和衍生物，其制剂以及它们在预防和/或治疗梭菌属(Clostridium)种类导致的感染病中的用途。最优选地，硝基咪唑为与小檗碱或小檗碱类生物碱联合施用的甲硝唑，两者的协同作用重量比为1:1或1:2。
Description
技术领域
本发明涉及硝基咪唑和相关化合物，其制剂以及它们在预防和/或治疗动物感染病(infectious disease)中的用途。具体地，本发明涉及5-硝基咪唑和相关化合物，其制剂以及它们在预防和/或治疗动物感染病包括细菌，病毒，寄生虫或真菌感染中的用途。更具体地，本发明涉及甲硝唑和相关化合物和衍生物，其制剂以及它们在预防和/或治疗梭菌属(Clostridium)种类导致的感染中的用途。
在本公开的上下文中，不同出版物以其第一作者和出版年份引用。这些出版物的完整引用(按在本申请中出现的顺序)在紧随权利要求之前的参考文献部分中提供。
背景
数十年来，抗生素的使用一直是全球动物生产中的一个主题。据估计，全世界每年使用约63,000吨抗生素来饲养家畜，例如牛，鸡和猪，这大约是全球医生为抗击人类感染而开出的抗生素的两倍，目前的趋势表明，世界范围内动物对抗生素的消耗将在未来20年内增长三分之二。
抗微生物药物抗性(resistance)(AMR)是一个自然过程，其中微生物进化为能够抵抗抗生素药物的作用，从而使其失效。随着时间的流逝，这导致抗生素变得效力降低，在极端情况下，最终变得无用。AMR日益成为一个问题，其原因在于发现新抗生素的速度已大大降低，并且因此新药的数量非常有限。同时，抗生素的使用呈指数增长，增加了抗性的发展。
抗生素的过度使用会通过促进动物中抗生素抗性细菌的选择而促进抗生素抗性基因的传播。此外，动物产生的废料可能含有抗生素残留，导致它们在环境中的传播更加广泛。这些是密集化畜牧方法的主要问题，其使用导致的问题主要是发达国家的问题而不是发展中国家的问题。
抗微生物药物抗性威胁有效预防和治疗由细菌，寄生虫，病毒和真菌导致的不断增加的感染范围。食物生产动物中抗生素的广泛使用和过度使用导致出现了污染食物的抗生素抗性细菌，然后导致出现了依次可发展出抗生素抗性感染的消费者。图1描绘了AMR从食物生产动物到人类的传播。
人们担心的是，食物生产动物中的过度使用抗生素导致抗性细菌向人类的传播，然后人类中过度使用抗生素会依次导致“超级细菌”，这种细菌对几类抗生素都有抗性。据估计，超级细菌每年在中国和美国已造成超过320,000例死亡，到2050年，死亡人数预计将超过1000万，并给世界造成了超过100万亿美元的损失。
对现有抗微生物药物有抗性的全球感染负担正以惊人的速度增长。例如，β-内酰胺类抗生素和氟喹诺酮类的使用可导致继发感染和进一步的并发症，例如艰难梭菌(Clostridium difficile)(CD)的过度生长。CD是一种细菌，可导致从腹泻到威胁生命的结肠炎症的范围内的症状。CD流行病学在Martin et al.2016中讨论。
CD疾病通常在长期护理机构中影响老年人，通常发生在使用抗生素药物治疗后。但是，研究表明，在传统上不被认为具有高风险的人群中，例如没有抗生素使用史或未曾接触过卫生保健设施的年轻且健康的个体中，CD感染率正在上升。在美国，每年约有五十万人由于CD毒素的释放而生病，并且近年来，随着抗微生物药物抗性的上升，CD感染变得更加频繁，严重且难以治疗。具有讽刺意味的是，CD治疗中面临的另一个困难在于复发率。多达20％的具有CD的人会再次生病。复发两次或更多次后，进一步的复发率提高到65％。
与由相同细菌的非抗性菌株感染的患者相比，由抗性细菌导致的感染患者处于增加的更坏的临床后果和死亡风险中，并且消耗更多的卫生保健资源。重要的是开发新的抗微生物疗法以抗击人类和动物健康面临的全球抗性问题。
本说明书中所包括的对比文件，行为，材料，装置，物品等的任何讨论均不应被视为承认任何或所有这些事项构成现有技术基础的组成部分或为本领域每个所附权利要求的优先权日之前存在的与本公开相关的公知常识。
概述
本公开涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，其中所述方法包括对所述哺乳动物施用硝基咪唑。
本公开基于如下发现：硝基咪唑和小檗碱类生物碱的组合可以用于预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病。令人惊奇地，已经发现硝基咪唑显示与小檗碱类生物碱在预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病中的协同作用。在这方面，已经发现，与单独的甲硝唑和硫酸小檗碱相比，施用甲硝唑与硫酸小檗碱的组合在预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病方面显著地提高了功效。
因此，本公开涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，其中所述方法包括对所述哺乳动物施用硝基咪唑，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及包含硝基咪唑和一种或多种活性剂的组合物，其适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病。
本公开还涉及包含协同作用有效量的硝基咪唑和一种或多种活性剂的组合物，其适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病。
本公开还涉及包含硝基咪唑和小檗碱类生物碱的组合物。
本公开还涉及包含协同作用有效量的硝基咪唑和小檗碱类生物碱的组合物。
本公开还涉及包含硝基咪唑的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。
本公开还涉及包含如本文所述的组合物的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。
本公开还涉及包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。
本公开还涉及给药方案，其包括施用硝基咪唑1至6周并且以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量使用。
本公开还涉及给药方案，其包括施用如本文所述的组合物1至6周，并且以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量使用。
本公开还涉及给药方案，其包括施用如本文所述的协同作用组合物1至6周，并且以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量使用。
本公开还涉及给药方案，其包括施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料；
将上述动物饲料以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用1至6周。
本公开还涉及给药方案，其包括施用如本文所述的组合物1至6周，并且以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量使用，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及给药方案，其包括施用如本文所述的协同作用组合物1至6周，并且以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量使用，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及给药方案，其包括施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料；
将上述动物饲料以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用1至6周，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的组合物。
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的协同作用组合物。
本公开还涉及用于预防或治疗由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的组合物。
本公开还涉及用于预防或治疗由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的协同作用组合物。
本公开还涉及用于预防或治疗由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的动物饲料。
本公开还涉及用于预防或治疗由哺乳动物由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括向哺乳动物施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用硝基咪唑的步骤，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用本文所述的组合物的步骤，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用本文所述的协同作用组合物的步骤，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用如下动物饲料的步骤：
包含硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料；
其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括向哺乳动物施用硝基咪唑的步骤。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括施用如本文所述的组合物的步骤。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括施用如本文所述的协同作用组合物的步骤。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括以下步骤：向哺乳动物施用如本文所述的动物饲料。
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料。
本公开还涉及硝基咪唑在制备如下产品中的用途：药剂；动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗；动物饲料添加剂，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗；或为哺乳动物配制的饲料添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在制备如下产品中的用途：药剂；动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗；动物饲料添加剂，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗；或为哺乳动物配制的饲料添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备如下产品中的用途：药剂；动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗；动物饲料添加剂，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗；或为哺乳动物配制的饲料添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑在制备药剂中的用途，所述药剂用于：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在制备药剂中的用途，所述药剂用于：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备药剂中的用途，所述药剂用于：
(i)控制，预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率。
本公开还涉及硝基咪唑在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途。
本公开还涉及硝基咪唑在预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途。
本公开还涉及硝基咪唑，其用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病。
本公开还涉及硝基咪唑，其用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康。
本公开还涉及硝基咪唑，其用于降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂，其用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病。
本公开还涉及硝基咪唑和任意一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂，其用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康。
本公开还涉及硝基咪唑和任意一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂，其用于降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱，其用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱，其用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱，其用于降低食物生产动物中饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
定义
除非另有明确定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语均应具有本领域普通技术人员通常理解的相同含义(例如，化学，生物化学，制剂科学，食品和营养科学，动物科学和畜牧业，细胞培养和分子生物学)。此外，除非上下文另外要求，否则单数术语应包括复数，并且复数术语应包括单数。因此，如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”，“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。因此，除非上下文另外明确指出，否则术语“哺乳动物”是指“一种或多种哺乳动物”。
如本文所用，术语“约”是指指定数值的+/-10％范围。
如本文所用的术语“可接受的赋形剂”是指可以安全地用于施用的固体或液体填充剂，载体，稀释剂或包囊物质。根据特定的施用途径的不同，可以使用本领域众所周知的多种载体。这些载体或赋形剂可以选自糖，淀粉，纤维素及其衍生物，麦芽(malt)，明胶，滑石粉，硫酸钙，植物油，合成油，多元醇(可以用于辅助硝基咪唑增溶，如，例如美国专利8,658,678中所讨论的)，藻酸，磷酸盐缓冲溶液，乳化剂，等渗盐水和无热原的水。赋形剂在例如Remington：The Science and Practice of Pharmacy，2005Remington：The Scienceand Practice of Pharmacy，2005或Handbook of Pharmaceutical Excipients，2009中进行了讨论。用于兽医应用的赋形剂在例如Merck Veterinary Manual(在线www.merckvetmanual.com)或CRC Handbook of Food，Drug and Cosmetic Excipients，2005中讨论。
如本文所用的术语“可接受的盐”是指对于全身施用在毒理学上安全的盐。可接受的盐，包括可接受的酸性/阴离子或碱性/阳离子在以下中有描述：Gould，1986；S.M.Bergeet al.，1977；和Stahl和Wermuth(Eds.)(2011)。当然，本发明的酸性或碱性化合物的可接受的盐可以通过常规方法制备(例如使游离酸与所需成盐的碱反应或使游离碱与所需成盐的酸反应)。
酸性化合物的可接受的盐包括具有阳离子的盐，并且可以选自碱金属或碱土金属的盐，包括钠，锂，钾，钙，镁等，以及无毒的铵，季铵和胺阳离子，包括但不限于铵，四甲基铵，四乙基铵，甲胺，二甲胺，三甲胺，三乙胺，乙胺，三乙醇胺等，以及与有机碱形成的盐。适合的有机碱包括N-甲基-D-葡糖胺，精氨酸，苄星青霉素，二乙醇胺，乙醇胺，普鲁卡因和氨丁三醇。
碱性化合物的可接受的盐包括具有阴离子的盐，并且可以选自有机酸或无机酸。适合的阴离子包括乙酸根，酰基硫酸根，酰基磺酸根，己二酸根，抗坏血酸根，苯甲酸根，苯磺酸根，溴化物(bromide)，樟脑磺酸根，癸酸根，己酸根，辛酸根，氯化物(chloride)，柠檬酸根，辛丁酯磺酸根(docusate)，乙二磺酸根(edisylate)，丙酸酯月桂基硫酸根(estolate)，甲酸根，富马酸根，葡庚糖酸根(gluceptate)，葡萄糖酸根，葡糖醛酸根，马尿酸根，海克酸根，氢溴酸根，盐酸根，碘化物(iodide)，羟乙基磺酸根(isethionate)，乳酸根，乳糖酸根，月桂酸根，苹果酸根，马来酸根，甲磺酸根，甲基溴化物，甲基硫酸根，萘磺酸根，硝酸根，辛酸根，油酸根，双羟萘酸根，磷酸根，聚半乳糖醛酸根，水杨酸根，硬脂酸根，琥珀酸根，硫酸根，磺酸根，磺基水杨酸根，单宁酸根，酒石酸根，对苯二甲酸根，甲苯磺酸根，三乙基碘化物(triethiodide)等。
咪唑如硝基咪唑就其作为碱或酸的能力而言是两性的。硝基咪唑的可接受盐的一个例子是当用作酸时为硝基咪唑根合钠(sodium nitroimidazolate)(钠为阳离子；硝基咪唑根为阴离子)。硝基咪唑的可接受盐的一个例子是当用作碱时为咪唑鎓盐酸盐氯化物盐(硝基咪唑鎓为阳离子；氯化物为阴离子)。
小檗碱为带正电荷的季铵阳离子。小檗碱的可接受的盐包括但不限于氯化物，半硫酸盐和碘化物盐。
本发明还关注硝基咪唑盐作为可接受的盐。例如，小檗碱的可接受的盐为硝基咪唑根合小檗碱(berberine nitroimidazolate)，反之亦然，硝基咪唑的可接受的盐为硝基咪唑根合小檗碱，其中小檗碱为阳离子，而硝基咪唑根为阴离子。将会认识到，硝基咪唑根合小檗碱可以展示出小檗碱铵阳离子具有的生物活性和硝基咪唑根抗衡阴离子具有的生物活性的组合。
如本文所用，“可接受的溶剂”是出于本公开内容的目的可能不干扰溶质的生物学活性的溶剂。合适的溶剂的例子包括但不限于水，乙醇和乙酸，甘油，液体聚乙二醇及其混合物。特定的溶剂是水。术语“溶剂合物”是指由溶质(例如，小檗碱类生物碱)和溶剂形成的可变化学计量的复合物。特别的是，所使用的溶剂是本文所定义的“可接受的溶剂”。当水是溶剂时，该分子称为水合物。
如本文所用，术语“动物饲料”是指适合或预期供动物消耗/摄取的任意化合物，制剂或混合物。如本文所用，术语“饲料添加剂”是指由于多种原因而添加到饲料中的物质。可以将饲料添加剂添加到饲料中以补充饲料。在这种情况下，饲料添加剂可以称作“饲料补充剂”。应当理解，补充饲料包括但不限于增强饲料的消化率，完成饲料的营养价值，改善或维持接受者的健康，例如改善或维持免疫防御或改善或维持胃肠道健康。可以将饲料添加剂添加到饲料中，以改善饲料的贮存期限。在这方面，饲料添加剂可以用作防腐剂以避免饲料变质。饲料添加剂或饲料补充剂在本文中也可以视为饲料。
如本文所用，术语“抗微生物活性”在本文中定义为杀死或抑制微生物生长的活性，所述微生物包括但不限于细菌，病毒，寄生虫和真菌。当展示出抗生物素活性的物质可以用于预防和/或治疗感染病时，还应当认识到，展示出抗微生物活性的物质可以用作防腐剂以避免食物变质。
如本文所用，“IRP001”是指小檗碱，如本文所述，其是具有抗微生物活性的异喹啉植物天然产物。术语“IRP001”和“小檗碱”在本文可互换使用。如本文所用，“IRP001氯化物”或“IRP001 Cl”表示小檗碱的氯化物盐；而“IRP001硫酸盐”是小檗碱的半硫酸盐。因此，应当理解，术语“IRP001硫酸盐”，“硫酸小檗碱”，“IRP001半硫酸盐和“小檗碱半硫酸盐”在本文中是等同的。小檗碱季铵阳离子以及氯化物和半硫酸盐的分子结构如图2所示。
如本文所用，术语“小檗碱类生物碱(类)”是指小檗碱和相关化合物及其衍生物，它们共有与小檗碱相似结构和特征并且适合于本公开的组合物/动物饲料/动物饲料添加剂/给药方案/方法/用途的化合物。如本文所述，小檗碱为异喹啉季铵生物碱和具有抗微生物活性的天然植物产物。
小檗碱类生物碱包括，但不限于原小檗碱。小檗碱类生物碱的非限制性实例为：小檗碱，小檗红碱(berberrubine)，异种荷包牡丹碱，四氢巴马亭，药根碱，13-羟基小檗碱氯化物，康尼碱氯化物，7,8-二氢-13-甲基小檗碱，黄藤素(巴马亭)和13-苄基小檗碱及其可接受的盐。
小檗碱类生物碱类可以不同的异构体或不同的异构体形式存在，例如各种互变异构体或互变异构体形式。将理解的是，术语“小檗碱类生物碱(类)”涵盖彼此分离的不同异构体形式以及混合物。
小檗碱类生物碱类也可以以各种无定形形式和结晶形式(即多晶型物)存在。还应理解，术语“小檗碱类生物碱(类)”涵盖彼此分离的不同无定形和结晶形式以及混合物。
如本文所用，术语“小檗碱类生物碱(类)”包括可接受的盐，溶剂合物，所述盐的溶剂合物及其前药。
因此，可以理解，如果允许，则涉及的“小檗碱类生物碱(类)”包括所有的彼此分离的衍生物，异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，溶剂合物，可接受的盐，所述盐的溶剂合物及其前药和混合物。
如本文所用，术语“包含”或变化形式，例如“含有”或“包括”可以理解为隐含地包括所述要素，整体或步骤或要素，整体或步骤组，但不排除任何其他要素，整体或步骤或要素，整体或步骤组。
如本文所用，术语“组合物”预期包括包含特定量的指定成分的产品，以及直接或间接得自指定量的指定成分的组合的任意产品。
如本文所用，术语“衍生物”包括从母体化合物产生的化合物。本文中，涉及的衍生物还包括涉及的代谢物。衍生物可以得自例如母体化合物的官能化，取代，氧化还原操作，不饱和和/或环并入。
应当认识到，术语“硝基咪唑”用于代表基于硝基咪唑杂环的一组抗生素化合物(Edwards 1993)。硝基咪唑本身为更大的硝基杂环抗生素家族的组成部分，其中包括硝基噻唑，硝基呋喃和硝基噻吩。硝基杂环抗生素可被视为前药，即可通过减少目标微生物的活化以产生生物活性种类：有毒，寿命短的自由基中间体。微生物特异性部分是由于哺乳动物与微生物之间氧化还原电位的差异所致。
本公开涉及2-，4-和5-硝基咪唑。特别地，本公开涉及5-硝基咪唑，且更具体地为甲硝唑。
表1描绘本公开的硝基咪唑化合物的通式即式(I)和如下通式：本公开的2-，4-和5-硝基咪唑化合物的式(Ia)，式(Ib)和式(Ic)。
表1本公开的硝基咪唑
对于式(I)，n为0，1或2；且R独立地为氢或如本文所定义的取代基。
对于式(Ia)至(Ic)：R1为咪唑环的N1原子上的取代基；R2为咪唑环的C2原子上的取代基；R4为咪唑环的C4原子上的取代基；且R5为咪唑环的C5原子上的取代基。
对于式(Ia)，R1，R4和R5各自独立地为氢或如本文所定义的取代基。对于式(Ib)，R1，R2和R5各自独立地为氢或如本文所定义的取代基。对于式(Ic)，R1，R2和R4各自独立地为氢或如本文所定义的取代基。
应当理解，可以通过从天然来源(例如天然植物来源或土壤)中分离，通过改变生物合成途径，通过化学合成和/或化学衍生得到一定范围的硝基咪唑。衍生物可以从硝基咪唑杂环的官能化和/或取代中生成。衍生还可以包括将其他各种尺寸的环结构结合到硝基咪唑杂环中(以下称作“环并入”)。取代基也可以衍生化，即通过官能化，氧化还原操作，即氧化或还原以及不饱和来衍生。除了官能化，氧化还原操作和不饱和外，取代基还可以通过环并入衍生化。
硝基咪唑可以不同的异构体或不同的异构体形式存在，例如各种互变异构体或互变异构体形式。可以理解，术语“硝基咪唑”等，例如“5-硝基咪唑”，“4-硝基咪唑”和“2-硝基咪唑”包括彼此分离以及组合的硝基咪唑的不同异构体形式。
硝基咪唑也可以以各种无定形和结晶形式(即多晶型物)存在。将理解的是，术语“硝基咪唑”涵盖彼此分离以及组合的不同无定形和结晶形式。
因此，应理解，提及“硝基咪唑”在允许的情况下包括硝基咪唑的所有衍生物，异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，以及可接受的盐及其溶剂合物及其前药。例如，可以理解，在允许的情况下，对硝基咪唑“甲硝唑”的提及包括甲硝唑的所有衍生物，异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，以及甲硝唑的可接受的盐及其溶剂合物及其药。
本文所用的术语“动物受试者”或术语“动物”是指任何哺乳动物。因此，本公开涉及作为哺乳动物的“动物受试者”/“动物”。哺乳动物可以是人类。哺乳动物可以是非人类，例如马，狗，猫，绵羊，牛，猪或灵长类动物。术语“受试者”，“个体”和“患者”在本文可互换使用。
如本文所用，术语“食物生产动物”是指为生产供另一种动物(例如人)消耗而饲养的哺乳动物。应当理解，术语“食物生产动物”包括例如猪。
将理解的是，术语“异构体”是指结构或构造异构体，互变异构体，区域异构体，几何异构体或立体异构体，包括对映异构体或非对映异构体。此外，外消旋体应理解为包含一对对映异构体的等摩尔混合物。
将理解的是，术语“前药”是指化合物的非活性形式，其在体内转化为活性形式。适合的前药包括化合物活性形式的酯，醚，N-氧化物，膦酸酯等。当所需的活性形式的化合物具有化学或物理性质从而使其施用困难或无效时，前药是有用的。例如，期望的活性形式可能溶解性差或输送性差，或者血浆半衰期不期望地短且由此生物利用度低。如上所述，硝基杂环抗生素例如硝基咪唑可以被视为前药，因为它们在体内被还原以产生生物活性物质。尽管如此，但是本公开涵盖了硝基咪唑的前药。例如，硝基咪唑的R1取代基的适当变化可以通过减少经氧化导致的代谢降解来改善这些化合物的药代动力学特性(参见Kapoor etal.2003)。在这方面，易被代谢氧化的甲硝唑R1 1-(2-羟乙基)取代基的替代已导致开发了其他临床上有用的抗生素化合物，例如替硝唑，帕硝唑，奥硝唑，塞尼达唑，卡硝唑和替硝唑(参见表2和图7)。表2和图7还描述了甲硝唑甲基醚，醋酸甲硝唑和苯甲酸甲硝唑。关于前药的进一步讨论可以在Stella，V.J.et al.1985中找到。
本公开还预期其中“前药”由两种活性剂形成。例如，小檗碱类生物碱或适合的衍生物可以是具有硝基咪唑的酯“前药”中的酸伴侣，或者适合的衍生物是酯“前药”中的醇伴侣。将认识到，这样的“前药”可以展示出小檗碱类生物碱具有的生物活性和硝基咪唑具有的生物活性的组合。本公开进一步关注小檗碱类生物碱和硝基咪唑杂化分子，例如，Zhanget al.2013；Fang et al.2001；CN106749227A和CN102516242B中公开的杂化分子。这些化合物和与这些化合物有关的主题在此引入作为参考。因此，术语“硝基咪唑”包括，但不限于以上参考文献中公开的化合物。还应理解，在允许的情况下，本文所用的术语“硝基咪唑”还涵盖上述参考文献中公开的化合物的所有衍生物，异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，可接受的盐，其溶剂合物及其前药。
如本文所用，小檗碱的“安全”残留水平是导致疾病，特别是癌症的不显著风险的水平。如本文所用，术语“无残留物”是指食物生产动物的可食用组织中残留的任何残留物，其含量如此之低，以至于对消费者而言，其无明显致癌风险。更具体地，将无明显致癌风险定义为每百万分之一的风险增加。
如本文所用，术语“任选取代的”是指所涉及的残基(radical)，基团(group)或部分(moiety)是“取代的”或“未取代的”。术语“取代的”是指残基，基团或部分可以具有一个或多个取代基，或具有一个或多个取代基存在。因此，术语“未取代的”是指相应的残基，基团或部分不带有取代基。
当残基，基团或部分具有多个取代基，并且指定了各种取代基的选择时，所述取代基彼此独立地选择并且不需要相同。当残基，基团或部分为取代的基团时，残基，基团或部分上的至少一个氢原子被取代基替代。在氧代取代基(＝O)的情况下，两个氢原子被替代。
如本文所用，术语“取代的”，“取代基”和“多个取代基”涵盖有机化合物的所有允许的取代基。本公开并不预期以任何方式受到有机化合物的允许的取代基的限制。代表性的允许的取代基包括，但不限于：烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基(carboxy)或羧基(carboxyl)(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基(carboxamido)，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯(carbamate)或氨基甲酸酯(urethane)，硫代氨基甲酸酯(thiocarbamate)或硫代氨基甲酸酯(thiourethane)，脲，硫脲，胍基，羟基(hydroxy)或羟基(hydroxyl)(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚(sulfide)，磺酸，磺酰基，亚砜，磺酰氨基及其允许的组合，包括，但不限于烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基(thioalkyl)，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被取代，且其中进一步的取代基自身任选地进一步被取代。
在某些实施方案中，术语“取代基”包括，但不限于：烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基和芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被例如如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
取代基也可以衍生化，即通过官能化，氧化还原操纵即氧化或还原和不饱和来衍生。除了官能化，氧化还原操纵和不饱和以外，取代基还可以通过环并入(下文称作“环并入”)衍生化。
如本文所用，术语“取代的”是指所指基团的碳骨架被取代，然而，术语“取代的”还包括在位于碳骨架上的杂原子如氮上取代的可能性。因此，术语“取代的”是指碳骨架上的一个或多个氢原子被所示的一个或多个基团取代。当发生一个以上取代时，它们可以位于相同，相邻或较远的碳原子上，即位于间隔0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10或10个以上的碳原子上。出于本公开的目的，杂原子例如氮可以具有氢取代基和/或本文描述的满足杂原子的化合价的有机化合物的任何允许的取代基。
如本文所用，“烷基”是指直链饱和脂族烃链或支链饱和脂族烃链。烷基基团可包含1至25个碳原子。术语“C1-10烷基”是指含有1至10个碳原子的烷基基团。代表性的饱和直链烷基包括甲基，乙基，正丙基，正丁基，正戊基，正己基等；而饱和的支链烷基包括异丙基，仲丁基，异丁基，叔丁基，异戊基等。“烷基”基团可以是取代的或未取代的。在这方面，本文所用的术语“卤代烷基”是指被一个或多个卤素即F，Cl，Br或I中的一个或多个取代的“烷基”。“卤代烷基”的实例为-CF3。
如本文所用，“环烷基”是指环状饱和脂族烃。代表性的“环烷基”包括环丙基，环丁基，环戊基，环己基等。术语“C1-10环烷基”是指包含1至10个碳原子的环烷基基团。“环烷基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“氧杂烷基”是指包含氧原子的烷基基团，即烷基基团包含种类-O-。术语“C1-10氧杂烷基”是指包含1至10个碳原子并且还包含氧原子的烷基基团，即烷基基团在链内包含种类-O-。“氧杂烷基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“环氧杂烷基”是指包含氧原子的环烷基基团，即环烷基基团包含种类-O-。术语“C1-10环氧杂烷基”是指包含1至10个碳原子并且还包含氧原子的环烷基基团，即环烷基在链内包含种类-O-。“环氧杂烷基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“烯基”是指在相邻碳原子之间包含双键的如上述所定义的烷基。烯基基团可以包含1至25个碳原子。术语“C1-10烯基”是指包含1至10个碳原子的烯基基团，其中C1烯基表示亚甲基取代基与带有所述亚甲基取代基的碳原子之间的双键。烯基包括顺式和反式异构体。代表性的直链和支链烯基包括乙烯基，丙烯基，1-丁烯基，2-丁烯基，异丁烯基，1-戊烯基，2-戊烯基，3-甲基-1-丁烯基，2-甲基-2-丁烯基，2,3-二甲基-2-丁烯基等。“烯基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，“环烯基”是指环状饱和脂族烃。代表性的“环烯基”包括环戊烯基和环己烯基等。术语“C1-10环烯基”是指包含1至10个碳原子的环烯基基团。“环烯基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“氧杂烯基”是指包含氧原子的如上述所定义的烯基，即烯基基团在链内包含种类-O-。术语“C1-10氧杂烯基”是指包含1至10个碳原子并且还包含氧原子的烯基基团，即烯基基团在链内包含种类-O-。“氧杂烯基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“环氧杂烯基”是指包含氧原子的如上述所定义的环烯基，即环烯基基团在链内包含种类-O-。术语“C1-10环氧杂烯基”是指包含1至10个碳原子并且还包含氧原子的环烯基基团，即环烯基基团在链内包含种类-O-。“环氧杂烯基”可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“二烯基”是指包含两个双键的如上述所定义的烷基基团，其中一个双键位于作为结构-C＝C-C＝C-中的第一对相邻碳原子之间，而另一个双键位于作为结构-C＝C-C＝C-中的第二对相邻碳原子之间。如本文所用，术语“二烯基”还指如上述所定义的烷基，其中一个碳原子与其两个相邻碳原子中的每一个具有两个双键，如在结构-C＝C＝C-C-中。如本文所用，二烯基可以包含1至25个碳原子。术语“C3-10二烯基”是指包含3-10个碳原子和两个双键的二烯基。“二烯基”可以是取代的或未取代的。
按照上述，如本文所用，术语“C3二烯基”表示例如在如下结构中的丙二烯基：
此外，如本文所用，术语“C3二烯基”表示，例如这样的部分，其中在丙烯取代基与带有所述丙烯取代基的碳原子之间存在双键，例如如下结构：
二烯基包括顺式和/或反式异构体，即二烯基可以包括：顺式:顺式；反式:反式；顺式:反式或反式:顺式双键。
如本文所用，术语“环二烯基”是指包含两个双键的如上述所定义的环烷基基团，其中一个双键位于第一对相邻碳原子之间，而另一个双键位于第二对相邻碳原子之间，如在结构-C＝C-C＝C-中。如本文所用，“环二烯基”还指如上述所定义的环烷基基团，其中一个碳原子与其两个相邻碳原子中的每一个具有两个双键，如在结构-C＝C＝C-C-中。“环二烯基”可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“氧杂二烯基”是指如上述所定义的二烯基基团，其包含氧原子，即二烯基基团包含种类-O-。术语“C1-10氧杂二烯基”是指包含1至10个碳原子并且还包含氧原子的氧杂二烯基基团，即氧杂二烯基基团包含种类-O-。“氧杂二烯基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“环氧杂二烯基”是指如上述所定义的环二烯基基团，其包含氧原子，即环二烯基基团包含种类-O-。术语“C1-10环氧杂二烯基”是指包含1至10个碳原子并且还包含氧原子的环氧杂二烯基基团，即环氧杂二烯基基团包含种类-O-。“环氧杂二烯基”残基可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“炔基”是指还包含至少一个相邻碳之间的三键的如上述所定义的烷基或烯基。炔基基团可以包含2至25个碳原子。代表性的直链和支链炔基包括乙炔基，丙炔基，1-丁炔基，2-丁炔基，1-戊炔基，2-戊炔基，3-甲基-1-丁炔基等。“炔基”残基可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“芳基”是指单环或多环不饱和芳族烃残基。芳基残基可以具有3至22个碳原子，其可以任选地被取代。术语“芳基”还包括这样的系统，其中芳族环为双环或多环饱和，部分不饱和和/或芳族系统的组成部分，例如，其中芳族环与另一个芳族环或如本文定义的环烷基，杂芳基或杂环基通过芳族环的任意期望和可能的环成员稠合。与本公开的硝基咪唑键合可以通过芳基残基的任意可能的环成员进行。适合的芳基残基的非限制性实例为苯基，联苯基，萘基，1-萘基，2-萘基，联萘基，1,2,3,4-四氢萘基，二氢苊基(acenaphthyl)，蒽基，甘菊环基，苯并芴基(benzfluoryl)，苯并菲基，
基(chrysyl)，茚满基，茚基，芴基(fluoryl)，芴基(fluorenyl)，苉基和芘基。“芳基”残基可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“杂芳基”是指具有至少一个杂原子的不饱和芳族烃(hydrogen)残基。杂芳基基团可以具有例如1，2，3，4，5或6个环，其可以为稠合的或双环。在某些实施方案中，“杂芳基”是指包含5个成员的芳族单环环系(5-元杂芳基)，其中至少一个成员为N原子(5-元含氮杂芳基)；O原子(5-元含氧杂芳基)；或S原子(5-元含硫杂芳基)。
这类5-元杂芳基基团可以包含另外的O，N或S原子。例如，5-元杂芳基基团可以包含1，2或3个另外的N原子。因此，在某些实施方案中，“杂芳基”可以为5-元杂芳基基团，其包含：两个氮原子；或一个N原子和一个O原子；或一个N原子和一个S原子。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为5-元杂芳基基团，其包含：两个氧原子；或一个O原子和一个S原子。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为包含两个硫原子的5-元杂芳基基团。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为包含三个氮原子的5-元杂芳基基团。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为包含四个氮原子的5-元杂芳基基团。
在某些实施方案中，“杂芳基”是指包含6个成员的芳族单环(6-元杂芳基)，其中至少一个成员为N原子(5-元含氮杂芳基)；O原子(6-元含氧杂芳基)；或S原子(6-元含硫杂芳基)。
这类6-元杂芳基可以包含另外的O，N或S原子。例如，6-元杂芳基基团可以包含1，2或3个另外的N原子。因此，在某些实施方案中，“杂芳基”可以为6-元杂芳基基团，其包含：两个氮原子；或一个N原子和一个O原子；或一个N原子和一个S原子。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为6-元杂芳基基团，其包含：两个氧原子；或一个O原子和一个S原子。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为包含两个硫原子的6-元杂芳基基团。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为包含三个氮原子的6-元杂芳基基团。在某些实施方案中，“杂芳基”可以为包含四个氮原子的6-元杂芳基基团。
在某些实施方案中，“杂芳基”是指：包含9个成员的芳族双环或稠合环，其中至少一个成员为N，O或S原子，且其任选地包含1，2或3个另外的N原子；或包含10个成员的芳族双环，其中至少一个成员为N，O或S原子。例如，包含10个成员的芳族双环为这样的双环，其中1，2或3个成员为N原子。
作为非限制性实例，适合的杂芳基包括呋喃基，吡啶基，嘧啶基，邻苯二甲酰亚氨基，酞嗪基，噻吩基，吡咯基，咪唑基，吡唑基，噻唑基，异噻唑基，噁唑基，噁二唑基，吡喃酮基，吡嗪基，四唑基，萘硫酚基，苯并呋喃基，异苯并呋喃基，吲哚基，羟吲哚基，异吲哚基，吲唑基，二氢吲哚基，氮杂吲哚基，异吲唑基，香豆素基，异香豆素基，喹啉基，异喹啉基，噌啉基，喹唑啉基，吡啶并吡啶基，苯并噁嗪基，喹喔啉基，色烯基，异色烯基，色满基，异色满基，咔啉基，噻唑基，异噁唑基，异噁唑酮基，异噻唑基，三唑基，噁二唑基，噻二唑基，萘啶基，三嗪基，嘌呤基，吡啶并嘧啶基，蝶啶基，苯并二噁庚因基和哒嗪基。“杂芳基”残基可以“任选地被取代”，即“杂芳基”残基可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“杂环基”是指具有至少三个成员的饱和或部分不饱和环，其中至少一个成员为杂原子，例如N，O或S，且其任选地包含一个另外的杂原子，例如另外的O原子或另外的N原子。因此，术语“杂环基”涵盖具有四个成员的饱和或部分不饱和环，其中至少一个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个另外的O原子或一个或两个另外的N原子；具有五个成员的饱和或部分不饱和环，其中至少一个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个另外的O原子或一个，两个或三个另外的N原子；具有六个成员的饱和或部分不饱和环，其中至少一个，两个或三个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个另外的O原子或一个，两个或三个另外的N原子；具有七个成员的饱和或部分不饱和环，其中至少一个，两个或三个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个另外的O原子或一个，两个或三个另外的N原子；具有八个成员的饱和或部分不饱和环，其中至少一个，两个或三个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个另外的O原子或一个，两个或三个另外的N原子；具有九个成员的饱和或部分不饱和双环，其中至少一个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个，两个或三个另外的N原子；或具有十个成员的饱和或部分不饱和双环，其中至少一个，两个或三个成员为N，O或S原子，且其任选地包含一个另外的O原子或一个，两个或三个另外的N原子。作为非限制性实例，适合的杂环基基团包括吡咯啉基，吡咯烷基，二氧戊环基，四氢呋喃基，吗啉基，咪唑啉基，咪唑烷基，吡唑烷基，哌啶基，吡喃基，二氢吡喃基，苯并吡喃基，四氢吡喃基，噻喃基，四氢噻喃基和哌嗪基。“杂环基”残基可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“卤代”是指卤素。特别地，术语“卤素”是指氟，氯，溴和碘中的任意一个。
如本文所用，术语“杂原子”是指非碳或氢的原子。杂原子的实例为N，O，S和P和Si。特别地，术语“杂原子”是指N，O和S中的任意一个。
如本文所用，术语“烷芳基”是指具有烷基取代基的芳基基团。结合通过芳基基团进行。这类基团的烷基和芳基部分如本文所定义。烷芳基的非限制性实例包括甲苯基，二甲苯基，丁基苯基，2,4,6-三甲苯基，乙基甲苯基，甲基茚满基，甲基萘基，甲基四氢萘基，乙基萘基，二甲基萘基，丙基萘基，丁基萘基，甲基芴基和甲基
基。“烷芳基”基团可以是取代的或未取代的。
如本文所用，术语“芳烷基”是指具有芳基取代基的烷基基团。结合通过烷基基团进行。这类基团的芳基和烷基如本文所定义。芳烷基的非限制性实例包括苄基，甲基苄基，乙基苄基，二甲基苄基，二乙基苄基，甲基乙基苄基，甲氧基苄基，氯苄基，二氯苄基，三氯苄基，苯乙基，苯基丙基，二苯基丙基，苯基丁基，联苯基甲基，氟苄基，二氟苄基，三氟苄基，苯基甲苯基甲基，三氟甲基苄基，双(三氟甲基)苄基，丙基苄基，甲苯基甲基，氟苯乙基，芴基甲基，甲氧基苯乙基，二甲氧基苄基，二氯苯乙基，苯基乙基苄基，异丙基苄基，二苯基甲基，丙基苄基，丁基苄基，二甲基乙基苄基，苯基戊基，四甲基苄基，苯基己基，二丙基苄基，三乙基苄基，环己基苄基，萘基甲基，二苯基乙基，三苯基甲基和六甲基苄基。
如本文所用，术语“杂环基烷基”是指具有杂环基取代基的烷基基团。结合通过烷基基团进行。这类基团的杂环基和烷基部分应根据本文提供的杂环基和烷基的定义理解。作为非限制性实例，适合的杂环基烷基基团包括被一个或多个杂环基取代的甲基，乙基，丙基，丁基，戊基和己基，所述杂环基包括吡咯烷基，四氢呋喃基，吗啉基，哌啶基和哌嗪基。
术语“芳基氨基”是指具有芳基取代基的胺基团。结合通过胺基团进行。这类基团具有所示数量的碳原子。这类基团的芳基部分在芳基定义方面可以如本文所定义的被取代。作为非限制性实例，适合的芳基氨基基团包括苯基氨基，联苯基氨基，甲基苯基氨基，甲氧基苯基氨基，甲苯基氨基和氯苯基氨基。
如本文所用，术语“烷氧基(alkoxy)”或“烷氧基(alkoxyl)”是指包含至少一个O原子的如上所定义的基团烷基，其中所述至少一个氧原子位于烷氧基基团与其余有机化合物连接的位置上。作为非限制性实例，适合的烷氧基基团包括例如甲氧基(-O-CH3)，乙氧基(-O-CH2-CH3)，丙氧基(-O-CH2-CH2-CH3(直链烷基)或-O-CH-(CH3)2(支链烷基))和-O-CH2-CH2-O-CH3。烷氧基可以是取代的或未取代的。在这方面，本文所用的术语“卤代烷氧基”是指被一个或多个卤素即F，Cl，Br或I的一个或多个取代的“烷氧基”。“卤代烷氧基”的实例为-OCF3。
如本文所用，术语“芳基氧基”是指包含至少一个O原子的如上定义的基团芳基，其中至少一个氧原子位于芳基氧基基团与有机化合物的其余部分连接的位置上。作为非限制性实例，适合的芳基氧基基团包括例如苯氧基，甲苯基氧基和二甲苯基氧基。芳基氧基可以是取代的或未取代的。
其他“化合物”基团的定义易于由本领域技术人员基于其组成部分的在先定义和常用的命名规则理解。
关于结构符号，应理解
是指单键或双键。
如本文所用，术语“治疗”，“医治”，“处理”等是指疾病，障碍或病症的控制，治愈或改善，或疾病，障碍或病症的进展速度的降低，或防御或抑制症状或副作用，降低症状或副作用发展的严重程度，和/或减少动物受试者遭受的症状或副作用的数量或类型，这是与不施用包含本发明的化合物的药物组合物相比。术语“治疗”包括用于姑息环境(palliativesetting)。
如本文所用的术语“预防”，“防止”等旨在涵盖用于延迟或减慢疾病，障碍或病症，或其症状或副作用的发展的治疗。
关于“预防”和“治疗”，如本文所用，术语“有效量”是指当施用于动物时达到期望效果的量。例如，本文公开的组合物的有效量是预防或治疗猪中的感染病的量。确切总有效量取决于治疗的目的和其他因素，包括动物受试者(例如牛与猪)，施用途径，体重和疾病，障碍或病症的严重程度。
在整个说明书中，本发明的各个方面，要素和实施方案可以以范围格式呈现。为了方便起见，包括了范围格式，并且不应将其解释为对本发明范围的不灵活的限制。因此，除非特别指出，否则对范围的描述应被视为已明确公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对范围从1至5的描述应被视为已明确公开了从1至3，从1至4，从1至5，从2至4，从2至5，从3至5等的子范围，以及在所述范围内的单个和部分数字(例如1，2，3，4，5，5.5和6)，除非在上下文中需要整数或从中隐含整数。这适用于任何所公开范围的广度。在需要特定值的地方，这些将在说明书中指出。
附图简述
图1描绘AMR从食物生产动物传播到人类。图取自https://www.cdc.gov/foodsafety/challenges/from-farm-to-table.html。
图2描绘小檗碱季铵有阳离子，盐酸小檗和碱半硫酸小檗碱的分子结构。
图3描绘黄藤素(巴马亭)和盐酸巴马亭以及具有名称的本公开的其他代表性的化合物的分子结构。
图4描绘具有名称的本公开的其他代表性的化合物的分子结构。
图5描绘2-硝基咪唑的通式和代表性的实例。显示了参比分子结构和化合物名称。
图6描绘4-硝基咪唑的通式和代表性的实例。显示了参比分子结构和化合物名称/类型。
图7描绘5-硝基咪唑的通式式(Ic)和5-硝基咪唑的代表性的实例，其中R1取代基可变(R2为甲基；R4为H)。显示了参比分子结构和化合物名称。
图8描绘5-硝基咪唑的通式式(Ic)和5-硝基咪唑的代表性的实例，其中R1羟基乙基取代基在2-位上可变(R2为甲基；R4为H)。显示了参比分子结构和化合物名称。
图9描绘5-硝基咪唑的通式式(Ic)和5-硝基咪唑的代表性的实例，其中R2取代基在2-位上可变(R1为Me；R4为H)。显示了参比分子结构和化合物名称。
图10描绘5-硝基咪唑的通式式(Ic)和5-硝基咪唑的代表性的实例，其中R1，R2和R4位均被取代(参比结构A1-A5)。
图11至13描绘来自实施例1研究的菌落计数实验。
图11显示单独的硫酸小檗碱以128μg/mL的浓度对艰难梭菌(C.difficile)的活性。
图12显示单独的甲硝唑以0.25μg/mL的浓度对艰难梭菌的活性。
图13显示硫酸小檗碱(128μg/mL)和甲硝唑(0.25μg/mL)共同对艰难梭菌的活性。
图14为描绘表6中所示的存活结果的棒形示意图。
下面描述本公开的特定实施方案。可以理解，这些实施方案为说明性的而非限制性的。
发明详述
用于预防和/或治疗感染病的方法
本公开涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，其中所述方法包括对所述哺乳动物施用硝基咪唑。
动物受试者
本公开涉及为哺乳动物的动物受试者。优选地，所述哺乳动物为人类。所述哺乳动物优选为非人类。非人类哺乳动物优选为马，狗，猫，绵羊，牛，猪或灵长类动物。优选地，非人类哺乳动物为食物生产动物。该食品生产动物优选为猪。所述哺乳动物优选为马，狗，猫，绵羊，牛，猪或灵长类动物。
硝基咪唑化合物
为便于参比，本公开的硝基咪唑具有下表1中所示的式(I)。
对于式(I)，n为0，1或2；且R独立地选自氢和如本文所定义的取代基。
此外，应理解，本公开的硝基咪唑涵盖式(I)的化合物，其异构体形式，可接受的盐，溶剂合物和前药。
本公开的硝基咪唑化合物可通过环中硝基的取代位置分为亚组。亚组为5-硝基咪唑化合物；4-硝基咪唑化合物；和2-硝基咪唑化合物。这些亚组在结构上相关，并共有相似的特征和类似的生物活性。为了便于参比，这些亚组的通式在表1和以下示出。
2-硝基咪唑化合物
优选地，硝基咪唑为2-硝基咪唑。优选地，硝基咪唑为式(Ia)的2-硝基咪唑：
其中R1，R4和R5各自独立地为氢或如本文所定义的取代基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基、杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，卤素，硝基，-CN，C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基和芳烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，卤素，硝基，-CN，C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基和芳烷基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，R1，R4和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，杂环基基团进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN,-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，如果允许，R1，R4和R5连接至咪唑的任意另一个杂环原子，以便形成环结构。该环结构优选地被取代。优选地，该环结构被衍生化。
2-硝基咪唑优选选自：氮霉素，米索硝唑，苄硝唑(benzindazole)，其可接受的盐及其前药。优选地，2-硝基咪唑选自：氮霉素，米索硝唑和苄硝唑。
4-硝基咪唑化合物
优选地，硝基咪唑为4-硝基咪唑。优选地，硝基咪唑为式(Ib)的4-硝基咪唑：
其中R1，R2和R5各自独立地不存在或为如本文所定义的取代基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基、杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，卤素，硝基，-CN，C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基和芳烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，卤素，硝基，-CN，C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基和芳烷基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，R1，R2和R5各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN,-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，杂环基基团进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN,-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，如果允许，R1，R2和R5连接至咪唑杂环的任意另一个原子，以便形成环结构。该环结构优选地被取代。优选地，该环结构被衍生化。
4-硝基咪唑优选选自：异甲硝唑，硫唑嘌呤，4-nitromegazol，CGI-17341，PA-824，其可接受的盐及其前药。优选地，4-硝基咪唑选自：异甲硝唑，硫唑嘌呤，4-nitromegazol，CGI-17341和PA-824。
异甲硝唑为甲硝唑(其为5-硝基咪唑)的4-硝基异构体。硫唑嘌呤为1,5-二取代的-4-硝基咪唑的实例，其中R1为Me；且R5为杂芳硫基，其中杂芳硫基R5取代基为嘌呤硫代取代基。1,2-二取代的-4-硝基咪唑的实例为4-nitromegazol，其中R1为Me；且R2为(氨基)杂芳基，其中(氨基)杂芳基为2-氨基-1,3,4-噻二唑基。CGI-I17341和PA-824为双环4-硝基咪唑的实例，其中R1取代基连接至咪唑环的C-2原子，以形成环结构，其被乙基烷基取代(CGI-I17341)或为取代的芳基甲氧基(PA-824)。本公开还关注1,2,5-三取代的-4-硝基咪唑。
异甲硝唑，硫唑嘌呤，4-nitromegazol，CGI-I17341和PA-824和代表性的1,2,5-三取代的-4-硝基咪唑的分子结构如图6中所示。
5-硝基咪唑化合物
优选地，硝基咪唑为5-硝基咪唑。优选地，硝基咪唑为式(Ic)的5-硝基咪唑：
其中R1，R2和R4各自独立地不存在或为如本文所定义的取代基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂环基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，卤素，硝基，-CN，C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基和芳烷基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，芳硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，卤素，硝基，-CN，C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基和芳烷基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，芳基，杂芳基和杂环基。
优选地，R1，R2和R4各自独立地选自：氢，烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳烷氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，杂环硫基，烷基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，基团烷基，环烷基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，二硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷硫基脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，巯基烷基或硫代烷基，烷硫基，烷基磺酰基中的任意一个进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，杂环基基团进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，杂环基，卤素，硝基，-CN,-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry，-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基和杂环基。
优选地，R1，R2和R4连接至咪唑杂环的任意另一个原子，以便形成环结构。该环结构优选地被取代。优选地，该环结构被衍生化。
5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑(impronidazole)，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole，特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。优选地，5-硝基咪唑选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为表2中所示的式(Ici)，其中R1取代基可变；R2为甲基；且R4为H。
表2 1-位上可变的代表性的5-硝基咪唑
| 化合物 | N | X |
| 甲硝唑(Mtz) | 2 | OH |
| Mtz甲基醚 | 2 | OMe |
| 醋酸Mtz | 2 | OC(＝O)Me |
| 苯甲酸Mtz | 2 | O(C＝O)Ph |
| 班硝唑 | 2 | O(＝O)NH<sub>2</sub> |
| 卡硝唑 | 2 | NHC(＝S)OMe |
| 地美硝唑 | 1 | H |
| 尼莫唑 | 2 | 吗啉基 |
| 帕硝唑 | 2 | 吡啶-4-基 |
| 特硝唑 | 3 | OH |
| 替硝唑 | 2 | SO<sub>2</sub>Et |
表2中所示的化合物的分子结构如图7中所示。
因此，5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑，甲硝唑甲基醚，醋酸甲硝唑，班硝唑；卡硝唑；地美硝唑；尼莫唑；帕硝唑；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为，其中R1羟乙基取代基在2位上可变；R2为甲基；且R4为H。5-硝基咪唑优选为塞克硝唑或奥硝唑。塞克硝唑或奥硝唑的分子结构如图8中所示。
优选地，5-硝基咪唑为，其中R2取代基可变；R1为Me；且R4为H。
5-硝基咪唑优选选自：异丙硝唑，罗硝唑，“MF”硝基咪唑，“MCA”硝基咪唑，非昔硝唑，阿扎硝唑，sulphimidazole，5-nitromegazol。这些化合物的分子结构如图9中所示。
优选地，5-硝基咪唑为，其中R1，R2和R4位均被取代且均可变。代表性的1,2,4-三取代的-5-硝基咪唑的分子结构如图10中所示。
5-硝基咪唑化合物的另外实例公开在Kapoor et al.2003；Upcroft et al.2006，Miyamoto et al.2013；Mital 2009；Kim et al.2009；Mathias 2017中。这些化合物和涉及这些化合物的主题的公开内容通过引用并入本文。因此，术语5-硝基咪唑包括，但不限于上述参考文献中公开的化合物。还可以理解，如本文所用，如果允许，术语“5-硝基咪唑”还涵盖上述参考文献中公开的化合物的所有异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，可接受的盐，其溶剂合物及其前药。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。
其中梭菌属为病原体的感染病
优选地，所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。所述感染病优选由来自梭菌属的抗生素抗性细菌菌株导致。优选地，所述细菌为艰难梭菌。所述感染病优选为腹泻，且所述动物为人。优选地，所述感染病为结肠炎，且所述动物为人。
硝基咪唑制剂的施用
优选地，所述方法进一步包括共同施用一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂。用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂(抗感染剂)的适合的非限制性实例选自：β-内酰胺类，大环内酯类，喹诺酮类，四环素类，磺酰胺类，氨基糖苷类，糖肽类，林可霉素和多粘菌素类。β-内酰胺类的代表性实例选自青霉素，头孢菌素和碳青霉烯。
例如，在Goodman&Gilman’s 2005，特别是在第VII节：Chemotherapy ofParasitic Infections，第1021-1093页；和第VIII节：Chemotherapy of MicrobialDisease，第1095-1314页中描述了用于预防和/或治疗感染病的活性剂或药物。应理解，本公开涵盖用于预防和/或治疗动物感染病的方法，所述方法包括共同施用一种或多种适合于预防和/或治疗感染病的活性剂，其异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，可接受的盐，前药或其溶剂合物，或它们的组合。
因此，本公开的化合物可以单独地作为单一药剂或作为组合施用(即，其中向受试者施用一种或多种化合物)。该应用可以另外牵涉一种或多种其他物质的施用，预防和/或治疗。可以通过同时，依次或分开施用预防和/或治疗的各个成分来实现这种联合治疗。
这种组合的各个成分可以在疗法过程中的不同时间分开施用，或者以分开或单一的组合形式同时施用。因此，本公开应理解为包含所有同时或交替进行预防和/或治疗这样的方案，并且术语“施用”应据此解释。
可以理解，本公开的化合物与其他药剂的组合的范围主要包括与用于预防和/或治疗感染病的任何药剂或组合物的任何组合。预防和/或治疗感染病的药剂或药物在例如Goodman和Gilman’s中有所描述。应当理解，本公开涵盖包括适合于预防和/或治疗感染病的活性剂或药物异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，溶剂合物，可接受的盐，所述盐的溶剂合物或其前药或其组合的组合。
优选地，适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的一种或多种活性剂为一种或多种抗微生物化合物。一种或多种另外的化合物为小檗碱类生物碱。优选地，小檗碱类生物碱选自盐酸小檗碱，碘化小檗碱或硫酸小檗碱。小檗碱类生物碱优选地为盐酸小檗碱。优选地，小檗碱类生物碱为碘化小檗碱。小檗碱类生物碱优选地为硫酸小檗碱。
可以理解，在本文中提及的抗微生物化合物(例如小檗碱类生物碱)在允许的情况下涵盖其所有异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，可接受的盐，溶剂合物和及其药。
优选地，将硝基咪唑和小檗碱类生物碱一起施用。施用优选通过哺乳动物的水进行。优选地，施用优选通过哺乳动物的饲料进行。所述饲料优选为捣碎，颗粒，碎屑或丸粒的形式。优选地，所述饲料为捣碎的形式。所述饲料优选为颗粒形式。优选地，所述饲料为碎屑的形式。所述饲料优选为丸粒形式。
施用于受试者的硝基咪唑的剂量可以为约5至100mg/kg体重；约10至95mg/kg体重；约15至约90mg/kg体重；约20至约85mg/kg体重；约25至约80mg/kg体重；约30至约75mg/kg体重；约35至约70mg/kg体重；约40至约65mg/kg体重；约45至约60mg/kg体重；或约50至约55mg/kg体重。施用于受试者的硝基咪唑的剂量可以为5mg/kg体重，10mg/kg体重，15mg/kg体重，20mg/kg体重，25mg/kg体重，30mg/kg体重，35mg/kg体重，40mg/kg体重，45mg/kg体重，50mg/kg体重，55mg/kg体重，60mg/kg体重，65mg/kg体重，70mg/kg体重，75mg/kg体重，80mg/kg体重，85mg/kg体重，90mg/kg体重或100mg/kg体重。在一个优选的实例中，施用于受试者的硝基咪唑的剂量为25mg/kg体重(参见实施例2的小鼠研究)。
施用于受试者的小檗碱类生物碱的剂量可以为约5至100mg/kg体重；约10至95mg/kg体重；约15至约90mg/kg体重；约20至约85mg/kg体重；约25至约80mg/kg体重；约30至约75mg/kg体重；约35至约70mg/kg体重；约40至约65mg/kg体重；约45至约60mg/kg体重；或约50至约55mg/kg体重。施用于受试者的小檗碱类生物碱的剂量可以为5mg/kg体重，10mg/kg体重，15mg/kg体重，20mg/kg体重，25mg/kg体重，30mg/kg体重，35mg/kg体重，40mg/kg体重，45mg/kg体重，50mg/kg体重，55mg/kg体重，60mg/kg体重，65mg/kg体重，70mg/kg体重，75mg/kg体重，80mg/kg体重，85mg/kg体重，90mg/kg体重或100mg/kg体重。在一个优选的实例中，施用于受试者的小檗碱类生物碱的剂量为25mg/kg体重。在另一个优选的实例中，施用于受试者的小檗碱类生物碱的剂量为50mg/kg体重(参见实施例2的小鼠研究)。
优选地，硝基咪唑和小檗碱类生物碱的施用比例为约1:10至10:1的剂量(mg活性剂/kg哺乳动物体重)。硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例优选为约：1:10；1:9；1:8；1:7；1:6；1:5；1:4；1:3；1:2；1:1；2:1；3:1；4:1；5:1；6:1；7:1；8:1；9:1和10:1。优选地，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:1。硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例优选为约1:2。
优选地，硝基咪唑与小檗碱类生物碱之间存在协同作用。
优选地，所述方法还包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
硝基咪唑组合物，动物饲料和动物饲料添加剂
本公开关注将硝基咪唑作为单一试剂或与其他活性成分(即组合的组合物)组合而包含在组合物中。可以配制所述组合物以施用于动物受试者。本公开还关注在预期由动物摄入的动物饲料中包含硝基咪唑或硝基咪唑组合物。可以配制本公开的硝基咪唑化合物或硝基咪唑组合物以用于动物饲料中的施用。可以将本公开的硝基咪唑化合物或硝基咪唑组合物配制成饲料添加剂。本公开还关注动物饲料，例如硝基咪唑饲料添加剂。本公开的硝基咪唑化合物，组合物，动物饲料或动物饲料添加剂可用于各种方法，给药方案和用途。在这方面，硝基咪唑化合物，组合物，动物饲料或动物饲料添加剂可以改善或维持动物健康；改善或维持胃肠道健康；改善生长性能；改善体重；降低饲料转化率(FCR)；或改善饲料质量和产量(例如，食物生产动物的肉质和产量)。
硝基咪唑组合物
本公开还涉及包含硝基咪唑的组合物。本公开还涉及包含硝基咪唑和一种或多种活性剂的组合物，所述活性剂适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病。
本公开还涉及组合物，其包含协同作用有效量的硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂。
优选地，所述一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂为一种或多种抗微生物化合物。
优选地，所述一种或多种抗微生物化合物选自：小檗碱类生物碱，槟榔碱，黄芩苷，黄芩黄素，白头翁素，苦参碱，氧化苦参碱，穿心莲内酯和云杉新苷。
当在相同的组合物/制剂中组合时，应当理解，硝基咪唑和一种或多种用于预防和/或治疗感染病的药物为适合的并且彼此相容，且与制剂的其他成分相容，且可以配制用于施用。当单独配制时，它们可以以任何便利的制剂形式提供，以本领域中此类化合物已知的方式方便地提供。应当理解，考虑到所述制剂的类型，该制剂可以包括本文公开的其他试剂和本领域常规的试剂。
将理解的是，本公开的硝基咪唑化合物与其他活性剂的组合的范围主要包括硝基咪唑与任何用于预防和/或治疗感染病的活性剂或组合物的任何组合。如上所述，例如在Goodman和Gilman’s中描述了用于治疗感染病的活性剂或药物。
甲硝唑
甲硝唑被视为典型的5-硝基咪唑抗生素。它通过化学合成生产，并且为一种乳白色固体/晶体。它易溶于水和乙醇。它被视为有效和安全的，但对其的抗性正在发生。甲硝唑的分子结构如图7所示。参照The Merck Index 2006，第6157页-第6159页，甲硝唑也称作2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇。分子式为C6H9N3O3，且分子量为171.15。
将理解的是，本发明的硝基咪唑化合物与其他活性剂的组合的范围包括甲硝唑与任何用于预防和/或治疗感染病的活性剂或组合物的任何组合。用于预防和/或治疗感染病的活性剂或药物描述在例如如上所述的Goodman和Gilman’s中。这类活性剂的实例包括抗微生物剂。代表性的抗微生物剂描述如下。应当理解，本发明涵盖这些试剂的异构体形式，外消旋体，无定形或结晶形式，可接受的盐，溶剂合物，前药和组合。
小檗碱
小檗碱是从黄连(Rhizoma coptidis)，黄柏(Phellodendri chinensis)皮层和其他草药中提取的异喹啉生物碱。根据中国药典，黄连，黄柏和黄檗(Phellodendronamurense)和三颗针(Berberidis radix)的小檗碱含量分别为5.5％，3.0％，0.6％和0.6％。黄连(汉语拼音为Huanglian)属于毛茛科(Ranunculaceae)，并且包括三个主要的黄连属的种：味连(Coptis chinensis，汉语拼音为Weilian)，雅连(Coptis deltoidea，汉语拼音为Yalian)和云连(Coptis teeta，汉语拼音为Yunlian)。黄连在秋季被收获，除去纤维状根后切成薄片。那些具有嫩黄色的部分和非常苦的味道的黄连被认为是优质的。小檗碱(和本文公开的其他小檗碱类生物碱类)的苦味使得掩蔽味道/适口性成为配制用于施用给动物受试者的小檗碱类生物碱类时要考虑的重要问题。
小檗碱是黄色粉末。氯化物盐微溶于冷水，但易溶于沸水。它实际上不溶于冷乙醇。半硫酸盐可溶于约30份水，微溶于乙醇。小檗碱是一种季铵阳离子，分子式为C20H18NO4 +，分子量为336.36。图2描绘了小檗碱铵阳离子，小檗碱氯化物盐和小檗碱半硫酸盐的分子结构。
小檗碱可以肠内施用可接受的任何形式施用。用于肠内施用的适合的非限制性形式包括片剂，胶囊，糊剂，颗粒剂，可咀嚼的薄片(chewable wafer)，凝胶剂，口服液，注射液，含药水和含药饲料(medicated feed)以及栓剂。然而，对于经济利益重要的食物生产动物，小檗碱的优选施用方法是通过颗粒形式的饲料添加剂或含药饲料。也可以通过将水与小檗碱的适合溶液或悬浮液混合，通过动物受试者的饮用水来施用小檗碱。
本公开还预期提供可以添加到食物和水中的颗粒剂和液体制剂，其使得本文公开的制剂对例如食物生产动物受试者更可口。例如，可口的小檗碱类生物碱制剂可包含小檗碱和适于形成粒状产品的可接受的赋形剂。适于形成粒状产品的可接受的赋形剂是例如玉米淀粉或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。在一个实例中，液体制剂是液体浓缩物。
也有许多化合物具有与小檗碱相似的结构和特性，包括原小檗碱，小檗红碱，异种荷包牡丹碱，四氢巴马亭，药根碱，13-羟基小檗碱氯化物，康尼碱氯化物，7,8-二氢-13-甲基小檗碱，黄藤素(巴马亭)和13-苄基小檗碱。这些原小檗碱与小檗碱一起适合于本公开的组合物/饲料/饲料添加剂/给药方案/方法/用途，并且在本文中称作“小檗碱类生物碱类”。
黄藤素(巴马亭)
黄藤素或巴马亭是从黄藤(Fibauera recisa Pierre)提取的苦味生物碱。根据中国药典的规定，黄藤由不少于2.0％的黄藤素组成。另一个来源是黄连，味连(Coptischinensis Franch)，雅连和家黄连(Coptis teeta Wall)的根茎。黄连由不少于1.5％的黄藤素组成。
盐酸巴马亭为黄色固体，溶于热水，微溶于水，微溶于乙醇。其熔点为196-198℃。其分子式为C21H22NO4Cl，分子量为387.86。图3列出了巴马亭季铵阳离子的分子结构和氯化物盐的结构。
槟榔碱
槟榔为从传统中药焦槟榔(Semen arecae)，槟榔(Areca catechu L.)的种子中提取的主要生物碱成分。根据中国药典，焦槟榔中槟榔碱的含量不少于0.2％。焦槟榔主要在中国海南省生产，然而，槟榔在云南南部，福建，广西，台湾南部和其他地区产生。
槟榔碱是一种无味的油状无色液体，沸点为209℃。它与水和乙醇混合会产生溶液。其分子式为C8H13NO2，分子量为155.19。它的氢溴酸盐(C8H14BrNO2，MW＝236.11)具有170-175℃的熔点，并且易溶于水和乙醇。槟榔碱和氢溴酸槟榔碱的分子结构如图3所示。
黄芩苷和黄芩黄素
黄芩苷是传统中药黄芩根(Scutellaria Root)(黄芩(Scutellaria baicalensisGeorgi)的根)中发现的主要类黄酮成分。根据中国药典，黄芩根中黄芩苷的含量为9.0％。黄芩根主要在中国东北，河北，山西，河南，山西，内蒙古省等生产，尽管黄芩根可以在中国北方的大多数省份种植。
黄芩苷为淡黄色粉末，味苦。它易溶于N,N-二甲基甲酰胺，且可溶于碱性溶液，如碳酸氢钠，碳酸钠，氢氧化钠(但是黄芩苷在碱性环境中不稳定)。它几乎不溶于水。其分子式为C21H18O11，分子量为446.36。黄芩苷及其苷元黄芩黄素的分子结构如图3所示。
白头翁素
白头翁素是毛茛科植物铁脚威灵仙(Clematis chinensis osbeck)，棉团铁线莲(Clematis ssp Hexapetala Pall)和东北铁线莲(Clematis manshurica rupr)的干燥根。干燥的根和根茎称为铁线莲根茎(Clematidis radix et rhizome)，根据中国药典的规定，其含有4.6％的B1白头翁糖苷。铁线莲根茎产于江苏，浙江，江西，安徽和其他省份，其中棉团铁线莲(Clematis Hexapetala)的生产主要在东北和山东，而东北铁线莲(ManshuricaRupr lotus)的生产主要在东北。其他来源包括毛茛(Ranunculus japnicus thunb)，石龙芮(R Sceleratus L)，打破碗花花(Anemone hupehensis lem)和白头翁(Pulsatillachinesis)的干燥根。
白头翁素是苦味的白色粉末。它的熔点为约158℃，微溶于冷水，溶于热水，并溶于热乙醇。其分子式为C10H8O4，分子量为192.16。
白头翁素的分子结构如图4所示。
苦参碱和氧化苦参碱
苦参碱及其N-氧化物衍生物氧化苦参碱是从豆科植物(Fabaeceae)和植物槐属(Sophora)(浅黄色苦参(Sophora flavescens var.Flavescens))的干燥根和果实中提取的生物碱。根据中国药典2010，从槐属(Sophora)提取的苦参碱含量不得少于1.2％。
苦参碱是苦味的白色无味粉末。分子式为C15H25N2)，分子量为249。类似地，氧化苦参碱为苦味的白色粉末。分子式为C15H24N2O2，分子量为264。苦参碱和氧化苦参碱的分子结构如图3所示。
穿心莲内酯
穿心莲内酯是由穿心莲(Andrographis paniculata)植物生产的半日花烷型二萜(labdane diterpenoid)。根据中国药典，穿心莲由不得少于0.8％的活性物质组成。
穿心莲内酯是一种无色粉末，具有结晶外观，味苦。它溶于沸腾的乙醇，在环境温度下难溶于乙醇，几乎不溶于水。它的熔点为224-230℃，熔化后分解。其分子式为C20H30O5，并且具有350.44的分子量。穿心莲内酯的分子结构如图4所示。
本公开关注包含两种抗微生物化合物的组合物，即双重化合物组合物。因此，本公开还涉及包含硝基咪唑和小檗碱类生物碱的组合物。
通过将不同量的小檗碱类生物碱和硝基咪唑混合在一起来制备用于治疗猪的感染病的双重化合物组合物的实例。所述组合物可以进一步与市售饲料混合以得到制备的饲料。按照所述方法，例如可以得到1kg制备的饲料。
应当理解，活性剂的总有效量或剂量以及组合物中各单独活性剂的比例取决于预防和/或治疗的目的或其他因素，包括动物受试者(例如人与猪)，施用途径，体重和疾病严重程度。因此，可以增加或减少活性剂的总有效量和各活性剂的比例以适合上述目的或因素。
用于治疗猪的感染病的双重化合物组合物的实例可以包含：
·高量的小檗碱类生物碱和低量的硝基咪唑；或
·高量的小檗碱类生物碱和中等量的硝基咪唑。
用于治疗猪的感染病的双重化合物组合物的另一个实例可以包含：
·中等量的小檗碱类生物碱和低量的硝基咪唑；
·中等量的小檗碱类生物碱和中等量的硝基咪唑；或
·中等量的小檗碱类生物碱和高量的硝基咪唑。
用于治疗猪的感染病的双重化合物组合物的另一个实例可以包含：
·低量的小檗碱类生物碱和低量的硝基咪唑；
·低量的小檗碱类生物碱和中等量的硝基咪唑；或
·低量的小檗碱类生物碱和高量的硝基咪唑。
饲料中包含小檗碱类生物碱和硝基咪唑的双重化合物组合的剂量可以从低剂量到中等剂量再到高剂量变化。
在一个实例中，低剂量包括在1kg制备的组合物/饲料中小檗碱类生物碱(约0.03g，约0.003％)和硝基咪唑(约0.0015g，约0.00015％)，其中活性成分的总剂量为约0.0315g(约0.00315％)。在本实例中，小檗碱类生物碱和硝基咪唑为约0.03g:0.0015g的小檗碱类生物碱:硝基咪唑的比例的形式，即约20:1。反之，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:20。
在一个实例中，中等剂量包含1kg制备的组合物/饲料中小檗碱类生物碱(约0.3g，约0.003％)和硝基咪唑(约0.015g，约0.0015％)，其中活性成分的总剂量为约0.315g(约0.0315％)。在本实例中，小檗碱类生物碱和硝基咪唑为约0.3g:0.015g的小檗碱类生物碱:硝基咪唑的比例的形式，即约20:1。反之，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:20。
在一个实例中，高剂量包含1kg制备的组合物/饲料中小檗碱类生物碱(约1g，约0.1％)和硝基咪唑(约0.045g，约0.0045％)，其中活性成分的总剂量为约1.045g(约0.1045％)。在本实例中，小檗碱类生物碱和硝基咪唑为约1g:0.045g的小檗碱类生物碱:硝基咪唑的比例的形式，即约22:1。反之，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:22。
在另一个实例中，低剂量包含1kg制备的组合物/饲料中小檗碱类生物碱(约0.05g，约0.005％)和硝基咪唑(约0.003g，约0.0003％)，其中活性成分的总剂量为约0.053g(约0.0053％)。在本实例中，小檗碱类生物碱和硝基咪唑为约0.05g:0.003g的小檗碱类生物碱:硝基咪唑的比例的形式，即约17:1。反之，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:17。
在另一个实例中，中等剂量包含1kg制备的组合物/饲料中小檗碱类生物碱(约0.5g，约0.005％)和硝基咪唑(约0.03g，约0.003％)，其中活性成分的总剂量为约0.53g(约0.053％)。在本实例中，小檗碱类生物碱和硝基咪唑为约0.5g:0.03g的小檗碱类生物碱:硝基咪唑的比例的形式，即约17:1。反之，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:17。
在另一个实例中，高剂量包含1kg制备的组合物/饲料中小檗碱类生物碱(1.5g，0.15％)和硝基咪唑(0.9g，0.09％)，其中活性成分的总剂量为约2.4g(0.24％)。在本实例中，小檗碱类生物碱和硝基咪唑为约1.5g:0.9g的小檗碱类生物碱:硝基咪唑的比例的形式，即约2:1重量。反之，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:2重量。
优选地，硝基咪唑和小檗碱类生物碱的比例为约1:25至25:1重量。优选地，硝基咪唑和小檗碱类生物碱的比例为约1:10至约10:1重量。硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例优选为约：1:10；1:9；1:8；1:7；1:6；1:5；1:4；1:3；1:2；1:1；1:2；1:3；1:4；1:5；1:6；1:7；1:8；1:9和1:10。优选地，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:1。硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例优选为约1:2。
当用于预防和/或治疗哺乳动物中的感染病时，本公开还涵盖了本文所述的组合物。优选地，所述感染病为由来自梭菌属的细菌导致。所述感染病优选由来自梭菌属的抗生素抗性细菌菌株导致。优选地，所述细菌为艰难梭菌。
优选地，硝基咪唑为2-硝基咪唑。2-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ia)的2-硝基咪唑。优选地，2-硝基咪唑选自：氮霉素，米索硝唑，苄硝唑，其可接受的盐及其前药。2-硝基咪唑优选选自：氮霉素，米索硝唑和苄硝唑。
优选地，硝基咪唑为4-硝基咪唑。4-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ib)的4-硝基咪唑。优选地，4-硝基咪唑选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑，PA-824，其可接受的盐及其前药。4-硝基咪唑优选选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑和PA-824。
优选地，硝基咪唑为5-硝基咪唑。5-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ic)的5-硝基咪唑。优选地，5-硝基咪唑选自：甲硝唑；阿扎硝唑；班硝唑；卡硝唑；地美硝唑；非昔硝唑；异丙硝唑；“MCA”硝基咪唑；megazol；“MF”硝基咪唑；尼莫唑；奥硝唑；帕硝唑；罗硝唑；塞克硝唑；sulphimidazole；特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑；阿扎硝唑；班硝唑；卡硝唑；地美硝唑；非昔硝唑；异丙硝唑；“MCA”硝基咪唑；megazol；“MF”硝基咪唑；尼莫唑；奥硝唑；帕硝唑；罗硝唑；塞克硝唑；sulphimidazole；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。
优选地，小檗碱类生物碱选自盐酸小檗碱，碘化小檗碱或硫酸小檗碱。小檗碱类生物碱优选为硫酸小檗碱。
优选地，本文所述的组合物还包含一种或多种可接受的赋形剂。所述一种或多种可接受的赋形剂优选为一种或多种媒介物或一种或多种可接受的添加剂。优选地，所述一种或多种添加剂选自：缓冲剂，增溶剂，胶凝剂，粘度增强剂，防腐剂，油，抗氧化剂，乳化剂，泡沫形成剂，等渗剂，推进剂气体，增稠剂及其组合。所述组合物优选进一步包含可以掩盖抗微生物剂的异味以改善适口性的赋形剂。例如，已知甲硝唑具有金属味。在这方面，所述组合物优选进一步包含掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
本公开的组合物还可包含其他成分。所述组合物还可包含作为非限制性实例的下文列出的成分。可以添加：粘合剂，例如树胶，阿拉伯胶，玉米淀粉或明胶；赋形剂，例如可用作稀释剂的磷酸二钙；崩解剂，例如玉米淀粉，马铃薯淀粉，藻酸等；润滑剂，例如硬脂酸镁；甜味剂，例如蔗糖，乳糖或糖精等；以及液体载体。各种其他成分可以作为涂层存在，否则以其他方式改变兽用组合物的物理形式。兽用组合物可包含作为防腐剂的对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丙酯，染料和矫味剂，例如樱桃或橙香精。有关适合于制药应用的添加剂和赋形剂的信息，参见Remington：The Science and Practice of Pharmacy，2005或Handbook of Pharmaceutical Excipients，2009。有关兽医学上适用的添加剂和赋形剂的信息，例如，可以在Merck Veterinary Manual(online at www.merckvetmanual.com)或CRC Handbook of Food，Drug and Cosmetic Excipients，2005中找到。优选地，成分是政府批准的(例如FDA批准的)或GRAS物质。
根据动物受试者的不同，可以将本公开的组合物配制为通过任何适合的途径施用。例如通过口服(包括口含或舌下)，直肠，鼻，局部(包括口含，舌下或经皮)，阴道或肠胃外(包括皮下，肌内，静脉内或皮内)途径。因此，本发明的组合物可以配制成固体：例如，片剂，胶囊剂，散剂，颗粒剂，锭剂，霜剂；或液体制剂，例如口服或无菌肠胃外溶液剂或混悬剂，乳剂(包括微乳剂)，装有这种液体制剂或凝胶的糖浆，酏剂或填充液体制剂的胶囊或凝胶。可以将制剂制备成适合于口服施用的肠溶衣颗粒剂，片剂或胶囊剂和延迟释放制剂。制剂可以通过药学领域已知的任何方法来制备，例如通过将活性成分或活性成分的组合与赋形剂赋形剂混合。
提出了用于动物饲料或动物饮用水中的组合物。因此，组合物的施用可以通过动物的饲料进行。饲料可以为捣碎，颗粒，碎屑或小丸的形式。在一个实例中，通过经动物饲料混合的颗粒进行施用。组合物的施用可以通过动物的饮用水进行。在一个实例中，将所述组合物溶于饮用水中以便施用。在一个实例中，所述组合物可以作为悬浮液添加到饮用水中用于施用。
当将本公开的硝基咪唑化合物与针对相同疾病，障碍或病症的第二活性剂组合使用时，该化合物的剂量可以与单独使用该化合物时的剂量不同；第二活性剂的剂量可以与单独使用第二种活性剂时不同；或者化合物的剂量可以与单独使用化合物时不同，并且第二种活性剂的剂量可以与单独使用第二种活性剂时不同。在一个实例中，当将本公开的化合物与针对相同疾病，障碍或病症的第二活性剂组合使用时，该化合物的剂量低于单独使用该化合物时的剂量。在一个实例中，第二活性剂的剂量低于单独使用第二种活性剂的剂量。在一个实例中，该化合物的剂量低于单独使用该化合物时的剂量，而第二活性剂的剂量低于单独使用该第二活性剂的剂量。
本公开还涉及包含协同作用有效量的硝基咪唑和小檗碱类生物碱的组合物。
动物饲料和动物饲料添加剂
本公开还涉及包含硝基咪唑的动物饲料，其中动物饲料用于哺乳动物消耗。优选地，动物饲料还包含适合于哺乳动物消耗的动物食料。所述哺乳动物优选为猪。
本公开还涉及包含硝基咪唑的动物饲料添加剂，其中所述动物饲料添加剂用于哺乳动物消耗。本公开还涉及为哺乳动物配制的包含硝基咪唑的饲料添加剂。
应当理解，饲料或饲料添加剂的制备可以使用常规方法来完成。饲料配方的指导例如由联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the UnitedNations)(www.fao.org)提供。将认识到，饲料的配方取决于动物受试者。例如，用于单胃哺乳动物例如猪的动物饲料典型地包含浓缩物以及添加剂，例如补充剂，而反刍哺乳动物的动物饲料(例如牛)通常包含饲料(包括粗饲料和青贮饲料)，并且还可以包含浓缩物和补充剂。
应当理解，饲料或饲料添加剂中硝咪唑的确切有效量取决于预防和/或治疗的目的或取决于其他因素，包括动物受试者(例如人与猪)，施用途径，体重和疾病严重程度。因此，可以增加或减少所制备的饲料或饲料添加剂中的硝基咪唑的量以适合上述目的或因素。在包含多于一种活性剂的组合饲料或饲料添加剂中，应当理解，活性剂的总有效量和各活性剂的比例可以变化以适合上述目的或因素。
动物饲料和动物饲料添加剂可包括各种成分，例如维生素，矿物质(例如钙，磷，微量元素，例如锌，硒和铬，钠)，酶(例如改善营养物消化率的植酸酶)，精油，直接饲喂微生物(以维持胃肠道微生物群的平衡和健康)，有机酸，氨基酸(例如甲硫氨酸，赖氨酸和苏氨酸)，它们可以充当补充剂并可以以预混合物形式提供。
其他成分包括如上所述的用于本公开明的组合物的辅助成分和赋形剂，包括：粘合剂，抗氧化剂，防腐剂，着色剂，色素和染料，矫味剂(例如甜味剂)，它们可用于掩蔽饲料的苦味以改善饲料适口性，媒介物，稀释剂，乳化剂和助悬剂，引诱剂和药物，包括生长促进剂，免疫刺激剂，激素和抗微生物剂。另外，选择赋形剂是因为它们适合于制备饲料形式，例如，捣碎物，颗粒，碎屑，丸粒，粉末和舔块。例如，玉米淀粉或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)适合于形成颗粒状饲料产品。联合国粮食及农业组织(www.fao.org)和其他资源，例如MerckVeterinary Manual(在线www.merckvetmanual.com)和CRC Handbook of Food，Drug andCosmetic Excipients，2005也提供了有关动物饲料，动物饲料添加剂和赋形剂的指导原则。
硝基咪唑在制备的饲料中的有效量或剂量可以为约0.001g/kg至约2g/kg(即约0.0001％w/w至约0.2％w/w)。
硝基咪唑在制备的饲料中的有效量或剂量的实例为：约0.001g/kg(约0.0001％w/w)，约0.003g/kg(约0.0003％w/w)，约0.01g/kg(约0.001％w/w)，约0.03g/kg(约0.003％w/w)，约0.1g/kg(约0.01％w/w)，约0.3g/kg(约0.03％w/w)，约1.0g/kg(约0.1％w/w)或约2g/kg(约0.2％w/w)。
优选地，硝基咪唑为2-硝基咪唑。2-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ia)的2-硝基咪唑。优选地，2-硝基咪唑选自：氮霉素，米索硝唑，苄硝唑，其可接受的盐及其前药。2-硝基咪唑优选选自：氮霉素，米索硝唑和苄硝唑。
优选地，硝基咪唑为4-硝基咪唑。4-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ib)的4-硝基咪唑。优选地，4-硝基咪唑选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑，PA-824，其可接受的盐及其前药。4-硝基咪唑优选选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑和PA-824。
优选地，硝基咪唑为5-硝基咪唑。5-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ic)的5-硝基咪唑。优选地，5-硝基咪唑选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole，特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。
本公开还涉及包含如本文所述的组合物的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。本公开还涉及包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。优选地，所述动物饲料进一步包含适合于哺乳动物消耗的动物食料。
本公开还涉及包含如本文所述的组合物的动物饲料添加剂，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。本公开还涉及包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料添加剂，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。本公开还涉及包含如本文所述的组合物的为哺乳动物配制的饲料添加剂。本公开还涉及包含如本文所述的协同作用组合物的为哺乳动物配制的饲料添加剂。
饲料中组合物的量可以为约0.01g/kg至约10g/kg(即约0.001％至约1％w/w)；约0.003％至约1％w/w；约0.01％至约1％w/w；约0.03％至约1％w/w；约0.1％至约1％w/w；约0.3％至约1％w/w。组合物中的实例量可以为：约0.01g/kg(约0.001％)；约0.03g/kg(约0.003％)；约0.1g/kg(约0.01％)；约0.3g/kg(约0.03％)；约1g/kg(约0.1％)；约3g/kg(约0.3％)；约10g/kg(约1％)。食物中组合物的另外的实例量可以为：约0.031g/kg(约0.0031％)；约0.06g/kg(约0.006％)；约0.11g/kg(约0.011％)；约0.1503g/kg(约0.015％)。
饲料优选为捣碎，颗粒，碎屑，丸粒形式或水性形式。优选地，所述饲料为捣碎形式。所述饲料优选为碎屑的形式。优选地，所述饲料为丸粒形式。所述饲料优选为水性形式。
给药剂量方案
本公开还涉及给药方案，其包括以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用硝基咪唑1至6周。
优选地，硝基咪唑为2-硝基咪唑。2-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ia)的2-硝基咪唑。优选地，2-硝基咪唑选自：氮霉素，米索硝唑，苄硝唑，其可接受的盐及其前药。2-硝基咪唑优选选自：氮霉素，米索硝唑和苄硝唑。
优选地，硝基咪唑为4-硝基咪唑。4-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ib)的4-硝基咪唑。优选地，4-硝基咪唑选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑，PA-824，其可接受的盐及其前药。4-硝基咪唑优选选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑和PA-824。
优选地，硝基咪唑为5-硝基咪唑。5-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ic)的5-硝基咪唑。优选地，5-硝基咪唑选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole，特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。
优选地，给药方案还包含共同施用一种或多种用于预防和/或治疗感染病的活性剂。所述一种或多种活性剂优选为一种或多种抗微生物化合物。优选地，所述一种或多种抗微生物化合物为小檗碱类生物碱。该给药方案优选进一步包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。优选地，所述感染病为由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及给药方案，其包括以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用如本文所述的组合物1至6周。
本公开还涉及给药方案，其包括以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用如本文所述的协同作用组合物1至6周。
本公开还涉及给药方案，其包括施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料；
将它们以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用1至6周。
本公开还涉及给药方案，其包括以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用权利要求27或权利要求29至31中任一项或权利要求33至54中任一项的组合物1至6周，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及给药方案，其包括以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用权利要求28至30中任一项或权利要求32至54中任一项的协同作用组合物1至6周，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及给药方案，其包括施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料；
将它们以有效预防和/或治疗哺乳动物的感染病的量施用1至6周，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
优选地，在本文公开的给药方案中，将硝基咪唑或组合物或动物饲料施用1，2，3，4，5或6周。优选地，将硝基咪唑或组合物或动物饲料施用1至6周；或2至5周；或3至4周。
用于施用组合物，动物饲料和动物饲料添加剂的方法
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的组合物。
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的协同作用组合物。
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，所述方法包括施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料。
本公开还涉及用于预防或治疗由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的组合物。
本公开还涉及用于预防或治疗由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括施用如本文所述的协同作用组合物。
本公开还涉及用于预防或治疗由哺乳动物由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括施用：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料。
在公开通过施用本文所述的组合物或动物饲料来预防和/或治疗由梭菌属细菌导致的感染病的给药方案和方法中，所述感染病优选为感染性肠病。优选地，所述感染病由来自梭菌属的抗生素抗性细菌菌株导致。所述细菌优选为艰难梭菌。所述感染病优选为腹泻，且所述动物为人。优选地，所述感染病为结肠炎，且所述动物为人。
降低饲料转化率的方法
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用硝基咪唑的步骤，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用本文所述的组合物的步骤，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用本文所述的协同作用组合物的步骤，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于降低食物生产动物中饲料转化率的方法，其中所述方法包括向食物生产动物施用如下物质的步骤：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；或
包含如本文所述的组合物的动物饲料；或
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料；
其中所述食物生产动物为哺乳动物。
优选地，所述食物生产动物为无疾病的。所述食物生产动物优选为患病的。优选地，所述食物生产动物为猪。
改善和维持胃肠道健康的方法
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括向哺乳动物施用硝基咪唑的步骤。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括向哺乳动物施用本文所述的组合物的步骤。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括向哺乳动物施用本文所述的协同作用组合物的步骤。
本公开还涉及用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的方法，其中所述方法包括向哺乳动物施用如下物质的步骤：
包含如本文所述的硝基咪唑的动物饲料；
包含如本文所述的组合物的动物饲料；
包含如本文所述的协同作用组合物的动物饲料。
在用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康的上述方法的任意一种中，所述哺乳动物为人或猪。优选地，所述哺乳动物为人。所述哺乳动物优选为猪。
在上述用于降低饲料转化率的方法的任意一种或上述用于改善或维持胃肠道健康的方法的任意一种中，硝基咪唑优选为2-硝基咪唑。2-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ia)的2-硝基咪唑。优选地，2-硝基咪唑选自：氮霉素，米索硝唑，苄硝唑，其可接受的盐及其前药。2-硝基咪唑优选选自：氮霉素，米索硝唑和苄硝唑。
优选地，硝基咪唑为4-硝基咪唑。4-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ib)的4-硝基咪唑。优选地，4-硝基咪唑选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑，PA-824，其可接受的盐及其前药。4-硝基咪唑优选选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑和PA-824。
优选地，硝基咪唑为5-硝基咪唑。5-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ic)的5-硝基咪唑。优选地，5-硝基咪唑选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole，特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。
用途
本公开还涉及硝基咪唑在制备如下产品中的用途：药剂；动物饲料，其中动物饲料用于哺乳动物消耗；动物饲料添加剂，其中动物是用于哺乳动物消耗；或为哺乳动物配制的饲料添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在制备如下产品中的用途；动物饲料，其中动物饲料用于哺乳动物消耗；动物饲料添加剂，其中动物是用于哺乳动物消耗；或为哺乳动物配制的饲料添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备如下产品中的用途：药剂；动物饲料，其中动物饲料用于哺乳动物消耗；动物饲料添加剂，其中动物是用于哺乳动物消耗；或为哺乳动物配制的饲料添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑在制备药剂中的用途，所述药剂用于：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑在制备如下产品中的用途：动物饲料；动物饲料添加剂；或为哺乳动物配制的饲料添加剂，它们用于：
(i)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；或
(ii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在制备药剂中的用途，所述药剂用于：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种抗微生物化合物在制备如下产品中的用途：动物饲料；动物饲料添加剂；或为哺乳动物配制的饲料添加剂，它们用于：
(i)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；或
(ii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备药剂中的用途，所述药剂用于：
(i)控制，预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备如下产品中的用途：动物饲料；动物饲料添加剂；或为哺乳动物配制的饲料添加剂，它们用于：
(i)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；或
(ii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种抗微生物化合物在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在如下情形中的用途：
(i)预防和/或治疗哺乳动物的感染病，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致；
或
(ii)改善或维持哺乳动物的胃肠道健康；
或
(iii)降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途。优选地，所述感染病为感染性肠病。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗动物感染病的活性剂在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途。优选地，所述感染病为感染性肠病。所述一种或多种活性剂优选为一种或多种抗微生物化合物。所述一种或多种另外的抗微生物化合物优选为小檗碱类生物碱。优选地，该用途还包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途。优选地，所述感染病为感染性肠病。
本公开还涉及硝基咪唑在预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途。优选地，所述感染病为感染性肠病。优选地，所述用途还包含共同施用一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂。所述一种或多种活性剂优选为一种或多种抗微生物化合物。所述一种或多种另外的抗微生物化合物优选为小檗碱类生物碱。优选地，该用途还包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗动物感染病的活性剂在预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途。优选地，所述感染病为感染性肠病。所述一种或多种活性剂优选为一种或多种抗微生物化合物。所述一种或多种另外的抗微生物化合物优选为小檗碱类生物碱。优选地，该用途还包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱在预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途。优选地，所述感染病为感染性肠病。优选地，所述用途还包含共同施用一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物中感染病的活性剂。所述一种或多种活性剂优选为一种或多种抗微生物化合物。所述一种或多种另外的抗微生物化合物优选为小檗碱类生物碱。优选地，该用途还包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
优选地，硝基咪唑和小檗碱类生物碱的比例为约1:10至约10:1。硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例优选为约：1:10；1:9；1:8；1:7；1:6；1:5；1:4；1:3；1:2；1:1；2:1；3:1；4:1；5:1；6:1；7:1；8:1；9:1和10:1。优选地，硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:1。硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例优选为约1:2。优选地，在硝基咪唑与小檗碱类生物碱之间存在协同作用。
在上述用途的任意一种中，硝基咪唑优选为2-硝基咪唑。2-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ia)的2-硝基咪唑。优选地，2-硝基咪唑选自：氮霉素，米索硝唑，苄硝唑，其可接受的盐及其前药。2-硝基咪唑优选选自：氮霉素，米索硝唑和苄硝唑。
优选地，硝基咪唑为4-硝基咪唑。4-硝基咪唑优选如本文所述的式(Ib)的4-硝基咪唑。优选地，4-硝基咪唑选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑，PA-824，其可接受的盐及其前药。4-硝基咪唑优选选自：硫唑嘌呤，CGI-17341，异甲硝唑和PA-824。
优选地，硝基咪唑为5-硝基咪唑。5-硝基咪唑优选为如本文所述的式(Ic)的5-硝基咪唑。优选地，5-硝基咪唑选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole，特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。5-硝基咪唑优选选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole；特硝唑和替硝唑。
优选地，5-硝基咪唑为甲硝唑。
优选地，所述感染病由来自梭菌属的抗生素抗性细菌导致。所述细菌优选为艰难梭菌。优选地，所述感染病为腹泻，且所述动物为人。所述感染病优选为结肠炎，并且所述动物为人。
优选地，小檗碱类生物碱选自盐酸小檗碱，碘化小檗碱或硫酸小檗碱。小檗碱类生物碱优选为盐酸小檗碱。优选地，小檗碱类生物碱为碘化小檗碱。小檗碱类生物碱优选为硫酸小檗碱。
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的硝基咪唑。优选地，所述感染病为感染性肠病。所述感染病优选由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及硝基咪唑，其用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康。
本公开还涉及硝基咪唑，其用于降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂，其用于哺乳动物的感染病。优选地，所述感染病为感染性肠病。所述感染病优选由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂，其用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康。
本公开还涉及硝基咪唑和一种或多种适合于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的活性剂，其用于降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
本公开还涉及用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的硝基咪唑和小檗碱类生物碱。优选地，所述感染病为感染性肠病。所述感染病优选由来自梭菌属的细菌导致。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱，用于改善或维持哺乳动物的胃肠道健康。
本公开还涉及硝基咪唑和小檗碱类生物碱，用于降低食物生产动物中的饲料转化率，其中所述食物生产动物为哺乳动物。
饲料安全性和残留水平
出于安全原因，对人和动物药品和动物饲料添加剂进行严格管理。在澳大利亚，治疗产品管理局(Therapeutic Goods Administration)(TGA)负责管理供人类使用的治疗产品，而澳大利亚农药和兽药管理局(Australian Pesticides and Veterinary MedicinesAuthority)(APMVA)负责对农药和兽药进行评估和注册。在美国，食品药品监督管理局(Food and Drug Administration)(FDA)负责批准受联邦食品，药物和化妆品法(FD&C法案)管制的人和动物药品以及饲料添加剂。
FD&C法案要求证明预期用于食物生产动物的化合物是安全的，并且由暴露于这些化合物的动物生产的食品显示为安全食用。否则，可能会禁止使用这些化合物。如果可以通过规定的检查方法确定在合理确定的实践使用条件下，在食物生产动物生产的食品中没有发现该化合物的不安全残留物，则该化合物不受禁止。
特别地，除非满足某些特定条件(所谓的“己烯雌酚(DES)限制条款(Diethylstilbestrol(DES)Proviso)”)，否则法规(21CFR第500部分，E子部分-对食物生产动物中使用的致癌化合物的规定(21CFR Part500,Subpart E–Regulation ofcarcinogenic compounds used in food-producing animals))禁止在食物生产动物中使用任何被发现会导致人或动物致癌的化合物。根据DES的规定，如果可以通过在实践中要遵循的合理确定的使用条件下规定的检查方法确定在由食物生产动物生产的食品中不会发现该化合物“残留”，则禁止使用可疑的致癌化合物。
为了示例，尽管小檗碱类生物碱的安全性已得到证实，例如，它们以高剂量(例如，小檗碱每天为应用销售一次或两次，剂量高达400mg盐酸小檗碱/胶囊)和高剂量频率广泛用作人类的膳食补充剂已有多年，但是尽管小檗碱本身具有抗癌活性，但他们仍怀疑它们是致癌物(Ma et al.2017)。因此，如果FDA决定将小檗碱作为致癌化合物进行监管，则美国法规禁止在食物生产动物中使用小檗碱，除非适用“无残留物”DES条款。
术语“无残留物”是指食物生产动物的可食用组织中残留的任何残留物，其含量如此之低以至于对消费者而言，其致癌风险都不显著。更具体地，将癌症的风险微不足道定义为风险增加1百万分之一。如本文所用，抗微生物剂，例如小檗碱的“安全”残留水平对疾病，尤其是癌症的风险微不足道。
尽管小檗碱具有记录的安全性，但美国政府(国家毒理学研究中心(NationalCentre for Toxicological Research))委托进行，毒理学研究，该研究在高剂量慢性啮齿动物研究中发现了潜在的致癌性。[Toxicology and Carcinogenesis Studies ofGoldenseal Root Powder(Hydrastis canadensis)in F344/N Rats and B6C3F1 Mice(Feed Studies).National Toxicology Program Technical Report Series 2010(562)，pp 1-188.Research Triangle Park，NC：National Toxicology Program]。
因此，要获得GRAS状态，考虑到该肉的典型终生消费量，有必要估算出可接受的食物生产动物的肉中的小檗碱残留量。这确保了食物生产动物的肉导致的癌症风险低于百万分之一。用于评估GRAS状态的IVP成分例如小檗碱类生物碱，例如小檗碱的残留水平可以通过依赖于该成分的质量分析的实验来确定(例如，在WO2018/176079中所示，其公开内容通过引用并入本文)。
使用LC-MS/MS确定动物组织中小檗碱类生物碱残留水平的实例方案如下：
处理后，将动物的肌肉组织样本以及来自肝脏和肾脏的组织样本取作动物。将已知重量的组织(约1g)在2mL水中匀化。离心样品，并取出已知体积的上清液用于通过LC-MS/MS分析小檗碱，得到肌肉，肝脏或肾脏组织中小檗碱的残留水平(每克组织中的ng小檗碱)。
此外，可以进行“残留研究”，以通过在整个生产周期内通过饲喂饲料处理的动物中的标记组织残留物进行定量来确定以最大标记剂量率施用的天然存在的IVP的残留物消耗曲线。将根据SOP和良好的科学实践进行组织残留耗竭研究。因此，当对哺乳动物口服施用时，残留物研究可以确定IVP的组织残留物。该研究调查了本公开的组合饲料化合物，即包含硝基咪唑和小檗碱的饲料是否安全并且适合于GRAS状态。
概述
例如，动物接受添加到其饲料中的标称剂量的硝基咪唑和小檗碱类生物碱(例如甲硝唑和盐酸小檗碱)，或接受不含添加剂的常规饲料(对照组)。当进行组织采集和分析时，治疗会持续指定的时间期限。给选定的一组动物饲喂至组织采集，或者饲喂常规饲料超过组织采集，以检查特定清除期后的残留物。可以采集肌肉组织和/或来自器官的组织。器官可以为肝脏，肾脏或皮肤。例如，采集肌肉组织，肝脏和/或肾脏组织。也可以收集皮肤组织。从组织中提取IRP001氯化物。使用LC-MS/MS测定法确定IRP001氯化物的残留质量。在每次测定过程中，均对该测定进行了充分验证，并且具有准确性，并评估了检测限(LLOD)和定量(LLOQ)。
分析方法
下文概括了用于通过LC-MS/MS进行组织提取和小檗碱测定的测定方法的详细信息。首先从简单的溶液中校准小檗碱的含量，且随后验证组织提取后的含量测定方法。以四氢棕榈碱为内标，通过LC-MS/MS测定小檗碱。
组织样品的制备
1.取样约1g组织并称重到M-管中。将组织储存在-20℃的冰箱中，直到准备均化为止。
2.对于每克组织，将2个体积的MilliQ水添加到试管中。
3.将M-管连接至GentleMACS匀化器，并运行3次程序方法RNA_01_01(60秒)，以确保组织完全匀化。
4.将组织匀化物以200μL等分试样分配到Eppendorf管中。
5.向组织匀化物的每个200μL等分试样中，加入10μL内标溶液，然后加入600μL100％甲醇。将样品在最大设置下涡旋3x 10秒，且然后以10,000rpm离心3分钟。
6.将100μL上清液转移到LC小瓶中进行分析。
方法验证
1.验证了所述方法的选择性，线性，LLOQ，准确度，精密度，回收率，稳定性和基质效应。
2.通过制备掺有高达500ng/g浓度的单个分析物的样品进行选择性评估，每个样品重复5次。将峰值信号与校准标样(掺有分析物的标样)进行比较，以确保没有干扰。
3.为了评估LLOQ，以6次重复制备5ng/g和10ng/g的标准品。LLOQ在校准曲线的最低浓度下确定，其精密度和准确度均≤20％。
4.为了表明准确性和精密度，制备4种浓度水平，分别为20，50，100和500ng/g(每个重复5次)。将准确度表示为相对于标称浓度的偏差(％)，将精密度表示为重复样品的相对标准偏差(RSD)。
5.为了评估回收率，通过提取空白组织且然后加入分析物溶液以得到至多500ng/g浓度水平的不同浓度(每个重复5次)制备基质回收样品。通过提取样品的平均峰面积与基质回收样品的平均峰面积的比例定义回收率。
6.为了评估台式稳定性，分别制备分别为20，50，100和500ng/g的4种浓度水平，每个5次重复，在提取前将其在室温下放置30分钟。将平均峰面积与新制备的标准品的平均峰面积进行比较。
7.为了评估基质效应(ME)，制备了在纯溶液中的分别为20，50，100和500ng/g的4种浓度水平，每个重复5次。将ME定义为回收样品的平均峰面积与纯净标准样品的平均峰面积的比例。
实例LC-MS测定条件如表3中所示。
表3 LC-MS测定条件
本公开关注在治疗期后，哺乳动物组织中存在低水平的小檗碱类生物碱的残留。本公开还关注在治疗期之后在哺乳动物的组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。本公开还关注在治疗期和清除期后，哺乳动物组织中存在低水平的小檗碱类生物碱的残留。本公开还预期在治疗期和清除期后在哺乳动物的组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。
如本文所用，饲料化合物(例如小檗碱)的“安全”残留量水平对疾病(尤其是癌症)的风险没有显著影响。
在一个实例中，在治疗期之后，哺乳动物的肌肉组织中的小檗碱类生物碱的残留水平较低。在另一个实例中，治疗期后，哺乳动物肌肉组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。
在一个实例中，在治疗期和清除期后，哺乳动物的肌肉组织中小檗碱类生物碱的残留水平较低。在另一个实例中，治疗期和清除期后，哺乳动物肌肉组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。
在一个实例中，在治疗期之后，哺乳动物的肌肉组织和哺乳动物的器官组织中的小檗碱类生物碱的残留水平较低。在另一个实例中，治疗期后，哺乳动物的肌肉组织和哺乳动物器官的组织中存在安全的小檗碱类生物碱残留水平。
在一个实例中，在治疗期之后，哺乳动物的肝脏和肌肉组织中的小檗碱类生物碱的残留水平较低。在另一个实例中，治疗期后，动物肝脏和肌肉组织中的小檗碱类生物碱存在安全残留水平。
在一个实例中，在治疗期和清除期后，哺乳动物的肌肉组织和哺乳动物的器官组织中的小檗碱类生物碱的残留水平较低。在治疗期和清除期后，动物的肌肉组织和器官组织中的小檗碱类生物碱存在安全残留水平。
在一个实例中，在治疗期和清除期后，哺乳动物的肝脏和肌肉组织中小檗碱类生物碱的残留水平较低。在另一个实例中，治疗期和一段冲洗期后，动物肝脏和肌肉组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。
在一个实例中，在治疗期后，哺乳动物器官组织中的小檗碱类生物碱的残留水平较低。在一个实例中，治疗期后，哺乳动物器官组织中的小檗碱类生物碱存在安全残留水平。在另一个实例中，治疗期和冲洗期后，哺乳动物器官组织中的小檗碱类生物碱残留量较低。在另一个实例中，经过治疗期和冲洗期后，哺乳动物器官组织中存在安全的小檗碱类生物碱残留水平。
在另一个实例中，治疗期后，哺乳动物肝脏组织中小檗碱类生物碱的残留水平较低。在另一个实例中，治疗期后，哺乳动物肝组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。在另一个实例中，治疗期和清除期后，哺乳动物肝组织中小檗碱类生物碱的残留量较低。在另一个实例中，治疗期和清除期后，哺乳动物肝组织中存在小檗碱类生物碱的安全残留水平。
IVP的安全性可以通过监测哺乳动物受试者是否存在任何不良反应或不良作用例如行为改变例如发病率或突发事件来确定。IVP的安全性还可以通过对器官组织例如胃肠道组织(例如十二指肠，空肠，回肠，结肠或其任何组合)，肝组织，肾脏组织或皮肤组织或其任何组合的组织学研究来确定。组织学研究可以包括组织中的病变的分析，其可以包含病变的半定量评分，以给出例如病变指数或累积病理指数。IVP的安全性还可以通过血液学研究，血液和/或血清化学研究来确定。
可以针对以下研究进行预防或治疗动物感染病的制剂，剂量和方案的开发，这些研究基于实例公开的方案确定梭菌属毒素和孢子形成(对于毒素ELISA：Kyne et al.2001，其涉及Kyne et al.2000和Warny et al.1994；孢子形成：Merrigan et al.2010，其涉及Sambol et al.2002)。
梭菌属毒素方案
针对艰难梭菌毒素A，毒素B或非毒素抗原的系列血清IgA，IgG和IgM浓度的ELISA测定
根据Kyne et al.2000的实例方案，将粪便标本和直肠拭子在厌氧条件下于选择性(环丝氨酸，头孢西丁，果糖)肉汤培养基中培养72小时。
通过在固体培养基上对标本进行传代培养，检查菌落形态，革兰氏染色以及使用基于酶活性的快速鉴定系统，可以对艰难梭菌进行推定鉴定(Rapid-Ana，InnovativeDiagnostics，Atlanta)。
使用组织培养细胞毒素测定法评估过滤器灭菌的粪便上清液中的细胞毒素活性。为了证实细胞毒素作用是由艰难梭菌毒素导致，根据制造商的说明(Techlab，Blacksburg，Va.)，将粪便滤液与针对艰难梭菌毒素的中和抗体混合。给粪便滤液的等分试样补充蛋白酶抑制剂(完全蛋白酶抑制剂，Boehringer Mann-hein，Mannheim，Germany)，并且用于抗体测试。
从菌株VPI 10463(美国典型培养物保藏中心(American Type CultureCollection)43255)的培养物的上清液中纯化毒素A和毒素B。由两种艰难梭菌的非产毒菌株的超声处理物制备非毒素抗原(美国典型培养物保藏中心43597和43593)。
针对艰难梭菌毒素A，毒素B和非毒素抗原制剂的抗体水平通过酶联免疫吸附测定(ELISA)使用商购试剂盒测定。
IgA，IgG和抗毒素A的ELISA测定
根据Warny et al.1994的实例方案，在4℃下用2个体积的磷酸盐缓冲盐水(PBS)稀释1个体积的粪便样品。将悬浮液剧烈涡旋，并测量粪便匀化物的体积以计算原始粪便体积。在4℃以1,000X g离心20min后，给上清液补充2mM蛋白酶抑制剂苯基甲基磺酰氟，并以12,000X g离心15min。通过ELISA测定上清液中的IgA浓度。
如通过ELISA测定的IgA浓度
在4℃用针对人α-链(Dako，Glostrup，Denmark)的家兔免疫球蛋白以在PBS中1/1,000的溶液包被微量滴定板(Maxisorb；Nunc，Roskilde，Denmark)过夜。将板用含0.05％(vol/vol)Tween 20(PBST)和1％牛血清白蛋白(PBST-BSA)的PBS饱和。在1％PBST-BSA中将粪便匀化物的2-倍稀释液在室温下温育1h。为了检测结合的IgA，将辣根过氧化物酶标记的家兔抗-人IgA(Dako)在PBST-BSA中稀释1/1,000，并将该混合物在室温下温育1h。在温育步骤之间，将板用PBST洗涤3次。柠檬酸盐-磷酸盐缓冲液中的2,2'-联氮基-双(3-乙基-苯并噻唑啉磺酸盐-6)(Sigma)的二铵盐用作底物。在室温下温育30min后，用微量平板读出器(Bio-Rad)测量415nm的光密度(OD415)。将纯化的初乳sigA的连续2-倍稀释液用作标准品，并且将结果以每原始粪便体积中的重量(以微克/毫升计)表示。
如通过ELISA测定的IgG浓度
用对人γ链(Dako)的家兔免疫球蛋白以在PBS中1/1,000的浓度包被微量滴定板(Polysorb；Nunc以)。将粪便上清液在1％PBST-BSA中的4-倍稀释液在室温下孵育1h。为了检测结合的IgG，将辣根过氧化物酶标记的家兔抗-人IgG(Dako)在PBST-BSA中稀释1/1,000。将血清对照的系列2-倍稀释液(Ortho Diagnostic System，Beerse，Belgium)在10个正常粪便上清液汇集物中稀释，并用作标准品。OD与用PBST-BSA作为稀释剂得到的OD相似。结果以每原始粪便体积中的重量(以微克/毫升计)表示。
抗毒素A的ELISA测定
用毒素A包被微量滴定板(Polysorb；Nunc)。将血清样品在PBST-BSA中按照1/100稀释，并在室温下温育1h。在测试前，将粪便上清液在PBST-BSA中以每ml 10μg IgA校准，并在4℃下温育过夜。用辣根过氧化物酶标记的家兔抗-人IgA或IgG(Dako)(在PBST-BSA中稀释1/1,000)检测血清和肠抗体。辣根过氧化物酶标记的家兔抗-人分泌成分(Dako)用于测定在PBST-BSA中稀释1/200稀释的粪便分泌抗毒素。从CDAD患者得到对特定IgG和IgA呈阳性的对照血清以及对IgA，slgA和IgG呈阳性的粪便样品。将所有对照物与递增浓度的毒素A一起过夜温育诱导OD值呈剂量依赖性降低。将当样品被PBST-BSA取代时观察到的平均OD定义为背景水平。在所有测定中，将OD值是背景OD值的5倍的样品报告为阳性。通过使用高度阳性血清对照的系列稀释液的OD值，特定血清抗体滴度以任意单位(AU)表示。5AU的值作为截止水平任意设置。将10μg IgA/ml的粪便抗体滴度表示为测试OD415除以背景OD415(ODt/ODb)，且然后将该值乘以(粪便总IgA浓度x 10-1)以表示每毫升粪便中的比活性。所有样品均一式三份和两次测定测试。在所有测定中，测定内变异系数均小于5％。将上升确定为大于对照的变化系数2倍的差异。
孢子形成方案
为了评估孢子在整个生长周期中的积累，使用了差别孢子铺板和显微镜方法。如上所述，在接种脑心浸液(BHI)肉汤后的8，20，28和48h，通过离心净化每种菌株的1-mL样品，并将沉淀物用PBS洗涤，在65℃加热震荡15min(杀死营养细胞)，连续稀释，然后在1％牛磺胆酸盐(一种孢子发芽剂)果糖琼脂(TFA)平板上铺板以计数孢子(Sambol et al.2002)。将平板厌氧温育48h，然后计数CFU，并且将数据表示为每毫升起始培养物中的总孢子数。为了进行显微镜检查，将10μL的48-小时培养样品涂布于显微镜载玻片上，然后在85℃下烘干5min，然后进行革兰氏染色。应将孢子定义为所有完全形成的折射体，无论是游离的还是附着在母细胞材料上的。对于每种菌株，在油浸下以X100放大倍数拍摄并计数10个不同的视野。计数所有视野中的孢子，并且将数据表示为每个视野中的平均孢子数和在指数期结束时的最大总营养细胞计数中得到的孢子百分比(在OD600为1.03时为3.0 108CFU/ml)。
实施例
梭菌属
对现有抗微生物药物耐药的感染正以惊人的速度增长。例如，使用β-内酰胺类抗生素和氟喹诺酮类药物可导致继发感染和进一步的并发症，例如艰难梭菌(CD)的过度生长。CD为细菌，其可能导致从腹泻到威胁生命的结肠炎症的症状。CD流行病学如图2所示(摘自Martin et al.2016)。来自CD的疾病最常见通常在长期护理机构中影响老年人，且典型地发生在使用抗生素药物后。然而，研究表明，在传统上不被认为具有高风险的人群中，例如没有抗生素使用史或未曾接触过卫生保健设施的年轻健康的人群中，CD感染率正在上升。在美国，每年约有50万人因释放CD毒素而生病，并且近年来，随着抗微生物抗性的上升，CD感染变得更加频繁，严重且难以治疗。具有讽刺意味的是，CD的标准治疗方法是另一种抗生素：甲硝唑用于轻度至中度感染；万古霉素用于更严重的感染。但是，高达20％的CD患者会再次生病。重复两次或更多次后，再次复发的比率增加至65％。尽管使用甲硝唑的抗微生物疗法常是有效的，但抗性和且由此的治疗失败率正在上升[Miyamoto et al.2013]。在幽门螺杆菌(H.pylori)，T.vaginalis和G.duodenalis中观察到抗性[Upworth et al.2006；Miyamoto et al.2013]。
实施例1
抗微生物选择性
对艰难梭菌的6种菌株测试11种天然化合物，甲硝唑和阳性对照万古霉素，如表4中所示。
表4.用于实施例1的艰难梭菌菌株
| 菌株 | 核糖体分型 | 其他信息 |
| M7404 | 027 | 流行病分离物，加拿大2005 |
| R20291 | 027 | 流行病分离物，英国2006 |
| CD72 | 014 | 澳大利亚医院分离物，2007 |
| CD90 | 002 | 澳大利亚医院分离物，2008 |
| 630 | 012 | 历史分离物，参比菌株，瑞士1982 |
| VPI10463 | 087 | 历史分离物，参比菌株，高毒素生产者 |
测试的11种天然化合物或组合为：
1.盐酸小檗碱
2.硫酸小檗碱
3.槟榔碱
4.白头翁素
5.苦参碱
6.氧化苦参碱
7.穿心莲内酯
8.巴马亭
9.硫酸小檗碱+穿心莲内酯
10.盐酸小檗碱+穿心莲内酯
11.黄芩苷
所述天然化合物，甲硝唑和万古霉素得自商品来源，例如Sigma-Aldrich。
结果
(1)硫酸小檗碱vs.6种菌株
MIC范围：256～1024μg/mL
MBC范围：256～1024μg/mL
(2)盐酸小檗碱vs.6种菌株
MIC范围：256～1024μg/mL
MBC范围：256～1024μg/mL
(3)巴马亭vs.CD72&CD90
MIC范围：512～1024μg/mL
MBC范围：512～1024μg/mL
(4)其他化合物vs.M7404
MIC>1024μg/mL
(5)甲硝唑vs.6种菌株
MIC范围：0.25～1μg/mL
MBC范围：0.25～2μg/mL
(6)万古霉素vs.6种菌株
MIC范围：0.5～2μg/mL
MBC范围：≥1μg/mL
抗生素组合的棋盘测定
按照Magi et al.2015中举出的实验方案和协同作用计算对艰难梭菌的6种菌株测试如下3种组合。
·小檗碱+甲硝唑
·小檗碱+万古霉素
·甲硝唑+万古霉素
根据Magi et al.2015所述，使用如下等式计算协同作用：
∑FIC＝FICA+FICB＝MICA(组合)/MICA(单独)+MICB(组合)/MICB(单独)
当∑FIC≤0.5时，观察到协同作用。
结果如下表5(第一次重复试验)和表6(第二次重复试验)中所示。
表5重复试验1：小檗碱+甲硝唑
MICBerb(单独)＝1024
MICMet(单独)＝1
MICBerb(组合)，MICMet(组合)：256，0.5；128，0.5；256，0.25
∑FIC＝0.75；0.625；0.5，因此∑FIC＝0.5。
表6重复试验2：小檗碱+甲硝唑
MICBerb(单独)＝512
MICMet(单独)＝2
MICBerb(组合)，MICMet(组合)：256，0.5；128，0.5；256，0.25
∑FIC＝0.75；0.5；0.625，因此∑FIC＝0.5。
两次重复实验均显示出如∑FIC值和图11至图13中细胞菌落实验结果的比较所表明的协同作用。在这些实验中，已证明将硫酸小檗碱与甲硝唑(128μg/mL的硫酸小檗碱和0.25μg/mL的甲硝唑组合)与单独使用甲硝唑相比(即甲硝唑浓度为0.25μg/mL时单独使用)，可显著降低预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病所需的甲硝唑剂量。这种令人惊讶的剂量降低有可能降低在梭菌属中产生的甲硝唑抗性的风险。
反之，与单独使用小檗碱相比(单独使用128μg/mL的硫酸小檗碱)，甲硝唑与小檗碱的联合施用具有降低预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病所需的小檗碱剂量的惊人效果。该发现表明甲硝唑与小檗碱具有协同作用。
实施例2
体内小鼠试验
研究设计:
在包含卡那霉素(0.4mg/ml)，庆大霉素(0.035mg/ml)，粘菌素(850U/ml)，甲硝唑(0.215mg/ml)，万古霉素(0.045mg/ml)和头孢克洛(0.3mg/ml)的饮用水中，对5，6周的雄性C57BL6/J小鼠组进行抗生素混合物预处理7天，然后单独使用头孢克洛3天。这些抗生素破坏了驻留的微生物群，并诱发了对艰难梭菌细菌的易感性。在感染当天，停止抗生素预处理，并在通过口管饲喂105孢子/小鼠剂量的核糖体分型027艰难梭菌菌株(M7404)感染之前，给小鼠换成普通饮用水。感染后8小时，给小鼠口服施用100ul的相应处理剂，然后立即将处理剂添加到饮用水中。每天新鲜补充处理。每天两次监测小鼠的感染迹象，并通过微生物技术分析粪便样品中艰难梭菌孢子的存在。当小鼠达到道德终点时，以人道方式处死，包括急性体重减轻10％(在最初的24小时内)或慢性体重减轻15％。
治疗组(1至7):
·未治疗(接受净水)
·甲硝唑(Met，50mg/kg)
·甲硝唑(Met，25mg/kg)
·小檗碱(Berb，50mg/kg)
·小檗碱(Berb，25mg/kg)
·甲硝唑(25mg/kg)和小檗碱(50mg/kg)
·甲硝唑(25mg/kg)和小檗碱(25mg/kg)
结果如表7中所示。
表7小鼠体内试验结果
表7中所示结果的示意图如图14中所示。结果概括：
·给小鼠施用的甲硝唑的剂量没有高到足以导致小鼠存活，与未治疗的小鼠相比，施用25mg/kg或50mg/kg甲硝唑的小鼠之间的存活率无统计学差异。
·以25mg/kg或50mg/kg施用的小檗碱无法增加小鼠的存活时间
·重要的是，与单独的甲硝唑相比，小檗碱与甲硝唑的组合可显著增加小鼠的存活时间并延缓疾病的发生。与接受单独的25mg/kg甲硝唑的小鼠相比，接受甲硝唑(25mg/kg)和小檗碱(50mg/kg)组合的小鼠显示出明显的暴发性疾病延缓(p＝0.0349)。类似地，与接受单独的25mg/kg甲硝唑的小鼠相比，接受甲硝唑(25mg/kg)和小檗碱(25mg/kg)组合的小鼠显示出暴发性疾病显著延迟(p＝0.017)。注意，有1/5的来自甲硝唑(50mg/kg)组和甲硝唑(25mg/kg)和小檗碱(50mg/kg)组的小鼠存活至实验结束(第4天)。这两组小鼠的确体重减轻(因此处于病态)，但却没有达到15％的体重减轻，因此不必被人道地处死。
概括地，已发现与单独使用甲硝唑和硫酸小檗碱相比，甲硝唑与硫酸小檗碱的联合施用令人意外地并且显著地增加了在预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病中的功效。
该结果令人惊讶地证明，硝基咪唑抗生素与小檗碱类生物碱的组合在预防和/或治疗由梭菌属导致的感染病方面具有协同作用。
结果表明，甲硝唑和小檗碱的剂量可以进一步优化，以保护小鼠免受艰难梭菌疾病的侵害并实现整体存活。
本领域技术人员将认识到，在不脱离如广泛描述的本发明的范围的情况下，可以对如具体实施方案中所示的本发明进行多种变化和/或修改。因此，本实施方案在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。
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Claims (43)
1.用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的方法，其中所述方法包括对所述哺乳动物施用硝基咪唑，其中所述感染病由来自梭菌属(Clostridium)的细菌导致。
2.权利要求1的方法，其中所述硝基咪唑为5-硝基咪唑。
3.权利要求2的方法，其中所述5-硝基咪唑具有式(Ic):
其中R1，R2和R4各自独立地选自：H，烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，卤素，硝基，氰基(-CN)，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基和芳基磺酰基，
其中基团烷基，环烷基，氧杂烷基，环氧杂烷基，烯基，环烯基，氧杂烯基，环氧杂烯基，二烯基，环二烯基，氧杂二烯基，环氧杂二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，羧基或羧基(-C(＝O)OH)，烷基羰基，芳基羰基，酰氨基，甲酰氨基，氨基，氨基甲酸，氨基甲酸酯或氨基甲酸酯，硫代氨基甲酸酯或硫代氨基甲酸酯，脲，硫脲，胍基，羟基或羟基(-OH)，氧代(＝O)，巯基或硫羟基(-SH)，硫醚，磺酸，磺酰基，亚砜，亚磺酰氨基，磺酰氨基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤代烷基，卤代烷氧基，硝基烷基，(氰基)烷基，羧基烷基，(烷基羰基)烷基，(芳基羰基)烷基，(酰氨基)烷基，(甲酰氨基)烷基，(氨基)烷基，(氨基甲酸)烷基，(氨基甲酸酯)烷基，(硫代氨基甲酸酯)烷基，烷基脲，烷基硫脲，烷基胍基，羟基烷基，烷氧基，芳基氧基，烷氧基烷基，(烷基氨基)烷基，(二烷基氨基)烷基，(环烷基氨基)烷基，(卤代烷氧基)烷基，(氨基)芳基(氨基)杂芳基，(氨基)杂环基，烷基氨基，二烷基氨基，羟基烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，杂芳基氨基，杂环基氨基，杂芳基氧基，芳烷基氧基，巯基烷基或硫代烷基，烷基硫基，芳基硫基，杂环基硫基，杂芳基硫基，烷基磺酰基，芳基磺酰基中的任意一个任选地进一步被如下的任意一个或多个取代：烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基，杂环基烷基，卤素，硝基，-CN，-C(＝O)ORx，-C(＝O)Rx，-C(＝O)NRxRy，-ORx，-NRxRY，-NRxC(＝O)Ry，-NRxC(＝O)ORy，-NRxC(＝S)ORy，-NRxC(＝O)NRyRz，-NRxC(＝S)NRyRz，-NRvC(＝NRx)NRyRz，-OH，＝O，-SH，-SOqRx，RxSO2Ry,-SOqNRxRy和-NRxSOqRy，其中q为0，1，2或3，Rv，Rx，Ry和Rz相同或不同且各自独立地选自氢，烷基，环烷基，烯基，环烯基，二烯基，环二烯基，炔基，芳基，杂芳基，杂环基，烷芳基，芳烷基，杂芳烷基，烷基杂环基和杂环基烷基。
4.权利要求2或权利要求3的方法，其中5-硝基咪唑选自：甲硝唑；阿扎硝唑；班硝唑；卡硝唑；地美硝唑；非昔硝唑；异丙硝唑；“MCA”硝基咪唑；5-nitromegazol；“MF”硝基咪唑；尼莫唑；奥硝唑；帕硝唑；罗硝唑；塞克硝唑；sulphimidazole；特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。
5.权利要求2至4中任一项的方法，其中所述5-硝基咪唑为甲硝唑。
6.权利要求1至5中任一项的方法，其中所述感染病由来自梭菌属的抗生素抗性菌株导致。
7.权利要求1至6中任一项的方法，其中所述细菌为艰难梭菌(C.difficile)。
8.权利要求1至7中任一项的方法，其中所述哺乳动物为猪。
9.权利要求1至7中任一项的方法，其中所述哺乳动物为人。
10.权利要求9的方法，其中所述感染病为腹泻，且所述哺乳动物为人。
11.权利要求9的方法，其中所述感染病为结肠炎，且所述哺乳动物为人。
12.上述权利要求中任一项的方法，其中所述方法还包括共同施用小檗碱类生物碱或其可接受的盐。
13.权利要求1至12中任一项的方法，包括施用协同有效量的硝基咪唑和小檗碱类生物碱。
14.权利要求12或权利要求13的方法，其中以约1:10至约10:1剂量(mg活性剂/kg哺乳动物体重)的比例施用硝基咪唑和小檗碱类生物碱。
15.权利要求14的方法，其中硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约：1:10；1:9；1:8；1:7；1:6；1:5；1:4；1:3；1:2；1:1；2:1；3:1；4:1；5:1；6:1；7:1；8:1；9:1和10:1。
16.权利要求14或权利要求15的方法，其中硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:1或约1:2。
17.权利要求12至16中任一项的方法，还包括施用掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
18.组合物，包含硝基咪唑和小檗碱类生物碱。
19.组合物，包含协同有效量的硝基咪唑和小檗碱类生物碱。
20.权利要求18或权利要求19的组合物，其中所述硝基咪唑为5-硝基咪唑。
21.权利要求20的组合物，其中所述5-硝基咪唑为如权利要求3中所定义的式(Ic)的5-硝基咪唑。
22.权利要求20或权利要求21的组合物，其中所述5-硝基咪唑选自：甲硝唑；阿扎硝唑；班硝唑；卡硝唑；地美硝唑；非昔硝唑；异丙硝唑；“MCA”硝基咪唑；megazol；“MF”硝基咪唑；尼莫唑；奥硝唑；帕硝唑；罗硝唑；塞克硝唑；sulphimidazole；特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。
23.权利要求20至22中任一项的组合物，其中所述5-硝基咪唑为甲硝唑或其可接受的盐或其前药。
24.权利要求18至23中任一项的组合物，其中所述硝基咪唑与小檗碱类生物碱的比例为约1:10至约10:1重量。
25.权利要求24的组合物，其中硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约：1:10；1:9；1:8；1:7；1:6；1:5；1:4；1:3；1:2；1:1；2:1；3:1；4:1；5:1；6:1；7:1；8:1；9:1和10:1。
26.权利要求24或权利要求25的组合物，其中硝基咪唑:小檗碱类生物碱的比例为约1:1或约1:2。
27.权利要求12至17中任一项的方法或权利要求18至26中任一项的组合物，其中所述小檗碱类生物碱选自盐酸小檗碱，碘化小檗碱或硫酸小檗碱。
28.权利要求27的方法或组合物，其中所述小檗碱类生物碱为硫酸小檗碱。
29.权利要求18至28中任一项的组合物，其中所述组合物还包含掩蔽小檗碱类生物碱的苦味的添加剂。
30.包含硝基咪唑的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。
31.权利要求30的动物饲料，还包含适合于哺乳动物消耗的动物食料。
32.权利要求30或权利要求31的动物饲料，其中所述哺乳动物为猪。
33.权利要求30至32中任一项的动物饲料，其中所述硝基咪唑的量为动物饲料的0.0001％w/w至0.2％w/w。
34.权利要求30至33中任一项的动物饲料，其中所述硝基咪唑为5-硝基咪唑。
35.权利要求34的动物饲料，其中所述5-硝基咪唑为如权利要求3中所定义的式(Ic)的5-硝基咪唑。
36.权利要求34或权利要求35的动物饲料，其中所述5-硝基咪唑选自：甲硝唑，阿扎硝唑，班硝唑，卡硝唑，地美硝唑，非昔硝唑，异丙硝唑，“MCA”硝基咪唑，megazol，“MF”硝基咪唑，尼莫唑，奥硝唑，帕硝唑，罗硝唑，塞克硝唑，sulphimidazole，特硝唑，替硝唑，其可接受的盐及其前药。
37.权利要求34至36中任一项的动物饲料，其中所述5-硝基咪唑为甲硝唑或其可接受的盐或其前药。
38.包含权利要求18至29中任一项的组合物的动物饲料，其中所述动物饲料用于哺乳动物消耗。
39.权利要求38的动物饲料，还包含适合于哺乳动物消耗的动物食料。
40.权利要求38或权利要求39的动物饲料，其中所述组合物的量为动物饲料的0.001至1％w/w。
41.用于预防和/或治疗哺乳动物由来自梭菌属的细菌导致的感染病的方法，所述方法包括对所述哺乳动物施用权利要求18至29中任一项的组合物或权利要求30至40中任一项的动物饲料。
42.硝基咪唑和/或小檗碱类生物碱在制备用于预防和/或治疗哺乳动物的感染病的药剂中的用途，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
43.硝基咪唑和/或小檗碱类生物碱在预防和/或治疗哺乳动物的感染病中的用途，其中所述感染病由来自梭菌属的细菌导致。
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