CN113056199A - 三取代双胍化合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

新颖的三取代双胍化合物是通过使双氰胺钠与三官能伯胺反应，然后与苯胺反应来制备的。该三取代双胍化合物为有效的杀微生物剂，可用作消毒剂。就抗菌谱的宽度和即时有效性而言，该新颖的化合物具有与广泛使用的氯己定相当的杀生活性。该新颖的三取代双胍化合物还可用于清洁伤口、预防牙菌斑、治疗口腔酵母菌感染和防止导尿管阻塞。这些新颖的化合物具有优异的水溶性和生物利用度，并具有有效的抗菌活性，特别是对鲍氏不动杆菌和克雷伯肺炎杆菌。

Description

三取代双胍化合物及其用途
技术领域
本发明涉及新颖的三取代双胍化合物。该三取代双胍通过使双氰胺钠与三官能伯胺进行缩合，然后与取代的苯胺盐酸盐反应来制备。可选地，该三取代双胍也可以通过使取代的苯胺盐酸盐与双氰胺钠进行缩合，然后与三官能伯胺反应来制备。优选的三官能伯胺包括：丙烷-1,2,3-三胺、戊烷-1,3,5-三胺、N1,N1-双(2-氨基乙基)-乙烷-1,2-二胺、N2,N4,N6-三(6-氨基己基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基丙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基丁基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基庚基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基戊基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺。
该三取代双胍化合物显示出比广泛使用的氯己定更高的杀生效力，尤其是对铜绿假单胞菌，这可能是由于微生物的更好的表面覆盖。与已知的双-双胍化合物相比，该三取代双胍化合物显示出更高的分子量，并且具有更高的杀生效力。与广泛使用的氯己定相比，该三取代双胍化合物具有能够在没有额外的盐的情况下提高其溶解度的氨基。较高分子量的三取代双胍化合物对眼睛和皮肤都是安全的，并且对隐形眼镜的吸附性较低，适用于眼科和化妆品用途。
背景技术
杀微生物剂是一种化学物质，其可以对任何有害生物体进行阻止，使其无害化或对其发挥控制效果。杀微生物剂常用于医药、农业、林业和工业。
新的有用的杀微生物剂的开发需要考虑许多要素，例如以下：需要控制的生物体的类型；杀微生物剂的部署方式；制备和运送杀微生物剂的成本；环境或清理问题；等等。根据预期的潜在用途，主要考虑可能包括其对目标生物体的效力以及其生物相容性，例如，对可能与之接触的人或动物没有毒性。杀微生物剂可以具有广谱或窄谱的活性。
当前许多有机杀微生物剂具有两种官能团组分，亲水/极性部分和疏水/油性部分。广谱杀微生物剂可能需要更高的疏水性元素，以便穿透生物膜并实现其全部效力。杀微生物剂中的疏水性可通过将长链烃或芳基结合到分子结构中来实现。然而，在药物领域中使用的当前有机杀微生物剂专注于改善生物相容性以减少对人体组织的毒性。
发现具有理想的亲水性和疏水性间平衡的杀微生物剂对其使用领域是重要且极具挑战性的。
本发明涉及氯己定，但与1954年开发的作为消毒剂的双-双胍化合物的氯己定不同。氯己定对广泛的普通细菌均表现出消毒或杀菌活性，并且由于其快速效应和低毒性而被广泛使用。特别是，它用作在水中具有高溶解度的葡萄糖酸盐，用于在医院中消毒手和手指、要在其上进行手术的身体皮肤，以及医疗器械，特别是手术器械。
然而，氯己定的缺点是它对一些革兰氏阴性细菌，特别是绿脓杆菌(Pyocyaneusbacilli)，典型的是铜绿假单胞菌(Pyoudoeuas bacilli)，效果较低。此外，最近已经报道了对这种消毒剂有抗性的绿脓杆菌菌株和洋葱假单胞菌菌株在医疗机构中是一个问题。当氯己定以常规浓度施用于黏膜时，有时会引起休克症状。因此，现在禁止将其施用于结膜以外的黏膜。
在这些情况下，一直在寻找氯己定的替代品，该替代品保留了氯己定的抗菌广谱，并具有优于氯己定的杀菌作用和中间适用性。因此，存在用于医药用途的新颖的氯己定型消毒剂的需求，该氯己定型消毒剂能够以足够低的浓度使用，以安全地适用于黏膜，并具有改善的杀菌活性，特别是对于对氯己定不再有效的绿脓杆菌菌株，并且适合用作外科手术的局部消毒剂。
例如，美国专利No.5,420,350公开了一种新颖的双-双胍化合物，其苯基通过用三氟甲氧基取代氯基而具有不同的取代基，该双-双胍化合物增强了其抗菌效果，特别是对铜绿假单胞菌。
US 2012/0148530公开了基于聚双胍的化合物，用于治疗或预防病毒感染。公开了用于聚双胍化合物的若干封端修饰。
WO 2012/047,630公开了预防、抑制细菌感染，HIV感染的组合物和方法，包括衍生自二胺、三胺或多胺的“无取代的末端双胍”。
US2014/0073631公开了具有抗病毒和抗微生物活性的胍和双胍衍生物。该衍生物由具有末端胍基或双胍基的线性或分支主链组成，该末端胍基或双胍基与由抗菌剂、抗生素、喹诺酮或氮杂喹诺酮组成的基团相连。
US 2,368,647公开了光敏照相材料，包括二、三或聚“无取代的末端双胍”。
美国专利No.8,440,212，美国专利No.7,951,387，美国专利No.6,503,952，美国专利No.6,303,557，美国专利No.6,010,687，美国专利No.5,922,693，美国专利No.5,885,562，美国专利No.5,668,084，美国专利No.5,529,713，美国专利No.5,470,875，美国专利No.5,356,555和美国专利No.5,141,803公开了由聚六亚甲基双胍组成的组合物，用于抗微生物、伤口敷料、清洁和除臭剂用途。
然而，已知聚六亚甲基双胍对眼组织有刺激性。所有现有技术都涉及三无取代的双胍化合物和双-双胍，但是没有公开三取代双胍化合物。仍然存在对具有有用的抗微生物活性、无刺激性、低毒性、与其接触的材料和组织有相容性的杀微生物剂的需求。
发明内容
本发明涉及三取代双胍化合物。特别地，本发明涉及新颖的三取代双胍化合物，其具有连接到三点Linker的三个取代的双胍基，以形成二维化合物，用于微生物的最大表面覆盖，从而增强抗微生物效力。本发明还涉及这些化合物作为杀微生物剂在产业中的用途，特别是在药物、化妆品和镜片护理产品中的用途。特别地，本发明涉及这些新化合物作为用于眼科、耳科、化妆品或鼻科组合物的防腐剂以及作为用于隐形眼镜护理产品的消毒剂的用途。
本发明的化合物通过引入额外的双胍基而不同于现有化合物。不希望被以下理论束缚：认为三取代的双胍基可以用二维构型通过最大表面覆盖来提高抗微生物效力，并且通过最小化对隐形眼镜的摄取和释放来提高眼睛舒适性。根据以下详细描述和权利要求书，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
本发明的新颖的杀微生物剂包含具有下式的三个取代的双胍基的化合物：
式1
Figure BDA0003055430870000041
其中，Linker表示具有3个或更多个双胍基连接点的连接基团；R1、R2、R3独立地表示相同或不同的烷基、芳基或杂环基，可选地被卤素、O-R4、N-R5R6、R7取代；R4、R5、R6、R7独立地表示相同或不同的烷基或芳基，可选地被卤素、O-烷基取代。
本发明的优选的杀微生物剂包括下式的三取代双胍化合物：
式2
Figure BDA0003055430870000042
其中，Linker表示具有3个或更多个双胍基连接点的连接基团；X、Y、Z独立地表示相同或不同的烷基、O-烷基、芳基、或O-芳基，可选地被卤素、O-R4、N-R5R6、R7取代；R4、R5、R6、R7独立地表示相同或不同的烷基或芳基，可选地被卤素、O-烷基取代；Linker表示以下结构的连接基团：
Linker
Figure BDA0003055430870000051
本发明的优选的杀微生物剂包括下式的三取代双胍化合物：
式3
Figure BDA0003055430870000052
式4
Figure BDA0003055430870000053
其中，X、Y、Z独立地表示相同或不同的烷基、O-烷基、芳基、或O-芳基，可选地被卤素、O-R4、N-R5R6、R7取代；R4、R5、R6、R7独立地表示相同或不同的烷基或芳基，可选地被卤素、O-烷基取代。
本发明的优选的支化单元列举于但不限于以下实施例；
实施例1
Figure BDA0003055430870000061
实施例2
Figure BDA0003055430870000062
实施例3
Figure BDA0003055430870000063
本发明的杀微生物剂具有广谱的抗微生物活性，并且可以用于包括化妆品和眼用溶液在内的许多应用中。本发明的眼用溶液可以配制成各种组合物，特别是作为隐形眼镜护理产品中的消毒剂和作为化妆品、眼科、鼻科或耳科组合物中的防腐剂，并且特别适用于眼科组合物，例如人工泪液或局部眼科药物制剂。可以由式(I)的化合物保存的组合物种类包括：眼科药物组合物，如以下所述的那些；耳科药物组合物，如用于治疗耳朵的细菌感染或发炎的局部组合物；皮肤科学组合物，如抗炎组合物，以及洗发剂和其它化妆品组合物；以及各种其它类型的药物组合物。通常，本发明的三取代双胍以约0.00001至1.0％重量/体积百分比(w/v％)的浓度存在于组合物中。如果用作消毒剂，三取代双胍优选以约0.0005至0.5w/v％的浓度存在；如果用作防腐剂，三取代双胍以约0.00005至0.05w/v％的浓度存在。优选地，如果用作消毒剂，三取代双胍以约0.001至0.05w/v％的浓度存在，并且如果用作消毒剂，三取代双胍以约0.0001至0.01w/v％的浓度存在。
本发明的组合物可另外含有其它组分，例如缓冲剂、张力调节剂、螯合剂、表面活性剂、增溶剂、活性药物制剂、防腐剂、pH调节剂和载体。
例如，在隐形眼镜和眼用溶液的情况下，添加各种试剂以增强与眼睛的相容性。为避免刺痛或刺激，使溶液的张力和pH在生理学范围内(例如张力为200-350mOsmole，pH为6.5-8.5)是非常重要的。为此，经常加入各种缓冲剂和渗透剂。最简单的渗透剂是氯化钠，因为它是人泪液中的主要溶质。此外，还可加入丙二醇、乳果糖、山梨醇、甘露醇或其它渗透剂以替代部分或全部氯化钠。此外，可以使用各种缓冲液系统，如柠檬酸盐、磷酸盐(Na2HPO4、NaH2PO4和KH2PO4的合适的混合物)、硼酸盐(硼酸、硼酸钠、四硼酸钾、偏硼酸钾和混合物)、碳酸氢盐、氨丁三醇以及其它合适的含氮缓冲液(例如ACES、BES、BICINE、BIS-Tris、BIS-Tris丙烷、HEPES、HEPPS、咪唑、MES、MOPS、PIPES、TAPS、TES、三(羟甲基)甲基甘氨酸)来确保约pH 6.5至8.5的生理学pH。硼酸盐和多元醇系统也可使用至本发明的组合物，用于提供缓冲作用，用于增强抗微生物活性，或用于同时提供缓冲作用和增强抗微生物活性，或提供其它有用的性质。可以使用的硼酸盐和多元醇系统包括美国专利No.6,849,253、No.6,503,497、No.6,365,636、No.6,143,799、No.5,811,466、No.5,505,953和No.5,342,620中所述的那些；在此通过引用将各自全部内容并入到本说明书中。
可用于本发明组合物中的硼酸盐包括硼酸和其它药学上可接受的盐，例如硼酸钠(硼砂)和硼酸钾。如本文所使用的，术语“硼酸盐”是指硼酸盐以及偏硼酸盐的所有药学上合适的形式。硼酸盐是眼科制剂中的常规赋形剂，这是由于其在生理pH下的良好缓冲能力和众所周知的安全性以及与广泛的药物和防腐剂的相容性。
除上述式(1、2、3和4)的化合物外，本发明的组合物还可包含一种或多种附加抗微生物剂。本发明相对于可以使用的附加抗微生物剂的类型不受限制。优选的杀微生物剂包括：聚六亚甲基双胍聚合物(“PHMB”)、聚季铵盐-1，以及美国专利No.6,664,294中描述的氨基双胍，在此通过引用将其全部内容并入到本说明书中。
酰胺基胺，氨基醇和硼酸盐/多元醇复合物也可利用以增强本文所述的组合物的抗微生物活性。优选的酰胺基胺为肉豆蔻酰胺丙基二甲胺(“MAPDA”)和美国专利No.5,631,005(Dassanayake等人)中描述的相关化合物。优选的氨基醇为2-氨基-2-甲基-1-丙醇(“AMP”)和美国专利NO.6,319,464(Asgharian)中描述的其它氨基醇。'005和'464专利的全部内容在此通过引用并入到本说明书中。
以下各路线进一步说明了本发明的某些实施方案。提供这些实施例以有助于理解本发明，而不应将其理解为对本发明的限制。
路线1
Figure BDA0003055430870000091
路线2
Figure BDA0003055430870000101
使用现有技术中公开的合成方法制备式1、2、3和4的化合物。
化合物1(USD-18)：双氰胺钠与N1,N1-双(2-氨基乙基)-乙烷-1,2-二胺(三(2-氨基乙基)胺)和浓HCl在乙醇中于80-130℃反应8-24小时，纯化后，得到中间体——三((N3-氰基-N1-胍基)乙基)胺。LCMS 248(M+1)。三((N3-氰基-N1-胍基)乙基)胺与4-氯苯胺盐酸盐在乙醇中于80-150℃反应2-8小时，得到白色沉淀，对其纯化后以获得所需的化合物(白色固体)。NMR(CD3OD/D2O)□□7.10(d，J＝6Hz，6H)，7.01(d，J＝6Hz，6H)4.91(bs，3H)，2.73(bs，6H)，2.08(bs，6H)。□
化合物2(USD-19)：使用以上相同的步骤和4-三氟甲基苯胺盐酸盐，制备所需的化合物2(灰白色固体)。NMR(DMSO/D2O)d 7.41(bd，6H)，7.30(d，J＝6Hz，6H)，3.25(bs，6H)，2.55(bs，6H)。
化合物3(USD-39)：使用与制备化合物1相同的步骤和N1,N1-双(3-氨基丙基)-1,3-二胺，制得所需的化合物3(灰白色固体)。
化合物4(USD-40)：使用以上相同的步骤和4-三氟甲基苯胺盐酸盐，制得所需的化合物4(灰白色固体)。
化合物5(USD-42)：使用与制备化合物1相同的步骤和N1,N1-双(2-氨基乙基)-丙烷-1,3-二胺，制得所需的化合物5(灰白色固体)。
化合物6(USD-45)：使用以上相同的步骤和4-三氟甲基苯胺盐酸盐，制得所需的化合物6(灰白色固体)。
Figure BDA0003055430870000111
USD-18 X＝Cl l，m，n＝0
USD-19 X＝CF3 l，m，n＝0
USD-39 X＝Cl l，m，n＝1
USD-40 X＝CF3 l，m，n＝1
USD-42 X＝Cl l，m＝0，n＝1
USD-45 X＝CF3 l，m＝0，n＝1
化合物7(USD-20)：这是对照化合物(氯己定二盐酸盐，CHX)，购自Sigma-Aldrich。
Figure BDA0003055430870000112
USD-20氯己定(CHX)
使用以下方案对7种细菌菌株进行了抗菌效果测试。
方案：在96孔聚苯乙烯板中，在脑心浸液(BHI)肉汤培养基(含有乙酸/BSA或不含乙酸/BSA*)中，使用连续稀释法(0.19mg/ml-100mg/L)加入化合物(USD-18，19，39，40，42，45和20)。除了对照之外，将细菌(大肠杆菌或铜绿假单胞菌或金黄色葡萄球菌或粘质沙雷氏菌或克雷伯肺炎杆菌或鲍氏不动杆菌或白色念珠菌)加入到所有孔中，并在37℃下孵育24小时。在600nm处读取吸光度。
计算MIC90作为观察到-90％生长抑制的浓度。对于每种化合物和细菌，N＝4重复。
Figure BDA0003055430870000121
。

Claims (14)

1.一种杀微生物剂溶液，包含具有下式的三个取代的双胍基的化合物：
式1
Figure FDA0003055430860000011
其中，Linker表示具有3个或更多个双胍基连接点的连接基团，并且
R1、R2、R3独立地表示相同或不同的烷基、芳基或杂环基，可选地被卤素、O-R4、N-R5R6、R7取代；
R4、R5、R6、R7独立地表示相同或不同的烷基或芳基，可选地被卤素、O-烷基取代；
Cl-表示抗衡离子，包括氯离子、溴离子、碘离子、乙酸根或葡萄糖酸根。
2.根据权利要求1所述的杀微生物剂溶液，包含具有下式的三个取代的双胍基的化合物：
式2
Figure FDA0003055430860000012
其中，Linker表示具有3个或更多个双胍基连接点的连接基团；
X、Y、Z独立地表示相同或不同的烷基、O-烷基、芳基、或O-芳基，可选地被卤素、O-R4、N-R5R6、R7取代；
R4、R5、R6、R7独立地表示相同或不同的烷基或芳基，可选地被卤素、O-烷基取代；并且
所述Linker表示以下结构的连接基团：
Linker
Figure FDA0003055430860000021
其中，Cl-表示抗衡离子，包括氯离子、溴离子、碘离子、乙酸根或葡萄糖酸根。
3.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，其中，所述化合物具有下式的三个取代的双胍基：
式3
Figure FDA0003055430860000022
式4
Figure FDA0003055430860000031
其中，X、Y、Z独立地表示相同或不同的烷基、O-烷基、芳基，或O-芳基，可选地被卤素、O-R4、N-R5R6、R7取代；
R4、R5、R6、R7独立地表示相同或不同的烷基或芳基，可选地被卤素、O-烷基取代；并且
Cl-表示抗衡离子，包括氯离子、溴离子、碘离子、乙酸根或葡萄糖酸根。
4.根据权利要求1所述的杀微生物剂溶液，包含用于药物组合物的防腐有效量的化合物。
5.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，包含用于药物组合物的防腐有效量的化合物。
6.根据权利要求1所述的杀微生物剂溶液，包含用于镜片护理组合物的消毒有效量的化合物。
7.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，包含用于镜片护理组合物的消毒有效量的化合物。
8.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，其中，所述组合物可以包含一种或多种其它抗微生物剂，例如，但不限于：聚六亚甲基双胍聚合物(“PHMB”)、聚季铵盐-1、肉豆蔻酰胺丙基二甲胺(Aldox)，以及氨基双胍。
9.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，其中，所述眼用溶液中的化合物的浓度范围为0.0001至5.0w/v％。
10.根据权利要求1所述的杀微生物剂溶液，包含用于漱口水组合物的防腐有效量的化合物。
11.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，包含用于漱口水组合物的防腐有效量的化合物。
12.一种制备根据权利要求2所述的化合物的方法，其通过以下过程进行：
a)双氰胺钠与三官能伯胺进行缩合，
b)与苯胺盐酸盐反应，
其中，三官能伯胺选自由以下组成的组：丙烷-1,2,3-三胺、戊烷-1,3,5-三胺、N1,N1-双(2-氨基乙基)-乙烷-1,2-二胺、N2,N4,N6-三(6-氨基己基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基丙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基丁基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基庚基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基戊基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺。
13.一种制备根据权利要求2所述的化合物的方法，其通过以下过程进行：
a)双氰胺钠与苯胺盐酸盐进行缩合，
b)与三官能伯胺和酸反应，
其中，三官能伯胺选自由以下组成的组：丙烷-1,2,3-三胺、戊烷-1,3,5-三胺，N1,N1-双(2-氨基乙基)-乙烷-1,2-二胺、N2,N4,N6-三(6-氨基己基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基丙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基丁基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基庚基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、N2,N4,N6-三(6-氨基戊基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺。
14.根据权利要求2所述的杀微生物剂溶液，包含包括至少一种以下化学物质的化合物：
式5
Figure FDA0003055430860000051
式6
Figure FDA0003055430860000052
式7
Figure FDA0003055430860000053
式8
Figure FDA0003055430860000061
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