CN113683546A - 一种烃基吡咯醛衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烃基吡咯醛衍生物及其制备方法和应用，其结构式为
Figure DDA0003182793290000011
本发明对结核分枝杆菌H37Rv具有较好的抑制效果，且对正常细胞的毒性都较低，可以作为治疗肺结核的新型候选药物。

Description

一种烃基吡咯醛衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种烃基吡咯醛衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
结核病是由结核分支杆菌感染引起的慢性传染病。结核分支杆菌可能侵入人体全身各种器官，但主要侵犯肺脏，称为肺结核病。结核病是青年人容易发生的一种慢性和缓发的传染病。潜伏期4-8周。其中80％发生在肺部，其他部位(颈淋巴、脑膜、腹膜、肠、皮肤、骨骼)也可继发感染。人与人之间呼吸道传播是本病传染的主要方式。传染源是接触排菌的肺结核患者。除少数发病急促外，临床上多呈慢性过程。常有低热、乏力等全身症状和咳嗽、咯血等呼吸系统表现。
结核分支杆菌属于放线菌目，分枝杆菌科的分枝杆菌属，为有致病力的耐酸菌，专性需氧，抗酸染色阳性，无鞭毛，有菌毛，有微荚膜但不形成芽孢，其细菌壁既没有革兰阳性菌的磷壁酸，也没有革兰阴性菌的脂多糖。主要分为人、牛、鸟、鼠等型。对人有致病性的主要是人型菌，牛型菌少有感染。结核分支杆菌对药物的耐药性，可由菌群中先天耐药菌发展而形成，也可由于在人体中单独使用一种抗结核药而较快产生对该药的耐药性，即获得耐药菌。耐药菌会造成结核病治疗上的困难，影响疗效。
随着医药技术的发展，结核病的发病率曾一度呈下降趋势，但随着环境污染和艾滋病的传播，近年来全球结核病的发病，特别是耐药菌引起的发病呈增高趋势，严重威胁人类的健康。
发明内容
本发明在于克服现有技术缺陷，提供一种烃基吡咯醛衍生物及其制备方法和应用。
本发明的另一目的在于提供上述烃基吡咯醛衍生物的应用。
本发明的再一目的在于提供上述烃基吡咯醛衍生物的制备方法。
本发明的技术方案之一为：
一种烃基吡咯醛衍生物，其结构式为
Figure BDA0003182793270000011
其中，
n＝1-22，
R1为H、甲基、乙基、丙基、异丙基、-C6H11、-OC6H5或-OCH2C6H5。
上述烃基吡咯醛衍生物及其盐在制备抗肺结核药物中的应用。
上述烃基吡咯醛衍生物的制备方法，包括以α-吡咯酸酯
Figure BDA0003182793270000021
和烷基卤
Figure BDA0003182793270000022
为原料，以PdCl2(MeCN)2为催化剂，以无水DMA为反应溶剂，在氩气保护下，于120℃微波反应37h后，经纯化制得
Figure BDA0003182793270000023
上述X为Cl、I或Br。
本发明的技术方案之二为：
一种烃基吡咯醛衍生物，其结构式为
Figure BDA0003182793270000024
Figure BDA0003182793270000025
其中，n＝1-22，
R2为H、甲基、乙基、丙基、异丙基或
Figure BDA0003182793270000026
R3为H、甲基、乙基、丙基或异丙基。
上述烃基吡咯醛衍生物及其盐在制备抗肺结核药物中的应用。
上述烃基吡咯醛衍生物的制备方法之一，包括以
Figure BDA0003182793270000027
和肼类化合物H2N-NH-R2为原料，以无水DMA为反应溶剂，在氩气保护下，于110℃微波加压反应72h后，经纯化制得
Figure BDA0003182793270000028
其中，R1为H、甲基、乙基、丙基、异丙基、-C6H11、-OC6H5或-OCH2C6H5。
上述烃基吡咯醛衍生物的制备方法之二，包括如下步骤：
(1)以
Figure BDA0003182793270000031
和肼类化合物H2N-NH-R2为原料，以无水DMA为反应溶剂，在氩气保护下，于110℃微波加压反应72h后，经纯化制得
Figure BDA0003182793270000032
其中，R1为H、甲基、乙基、丙基、异丙基、-C6H11、-OC6H5或-OCH2C6H5；
(2)以
Figure BDA0003182793270000033
和磺酸卤代苯
Figure BDA0003182793270000034
为原料，以吡啶为反应溶剂，于常温下搅拌反应3h后，经纯化制得
Figure BDA0003182793270000035
本发明的技术方案之三为：
一种烃基吡咯醛衍生物，其结构式为
Figure BDA0003182793270000036
上述烃基吡咯醛衍生物及其盐在制备抗肺结核药物中的应用。
上述烃基吡咯醛衍生物的制备方法，包括以
Figure BDA0003182793270000037
蒙脱土散和无水碳酸钠为原料，以乙二醇为反应溶剂，先于60℃反应1h，再于180℃反应30min，最后经纯化制得
Figure BDA0003182793270000038
其中，R3为H、甲基、乙基、丙基或异丙基。
本发明的有益效果是：本发明对结核分枝杆菌H37Rv和耐药菌19-4均具有较好的抑制效果，且对正常细胞的毒性都较低，可以作为治疗肺结核的新型候选药物。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的4-十二烷基吡咯酸甲酯的表征图谱。
图2为本发明实施例2制得的4-十二烷基吡咯酰肼的表征图谱。
图3为本发明实施例3制得的4-十二烷基吡咯对甲苯磺酰肼的表征图谱。
图4为本发明实施例4制得的4-十二烷基吡咯醛的表征图谱。
图5为本发明实施例8制得的4-十四烷基吡咯醛的表征图谱。
图6为本发明实施例7制得的4-十四烷基吡咯对甲苯磺酰肼的表征图谱。
图7为本发明实施例6制得的4-十四烷基吡咯酰肼的表征图谱。
图8为本发明实施例5制得的4-十四烷基吡咯酸甲酯的表征图谱。
图9为本发明实施例9中结核分枝杆菌耐药菌株19-4在不同浓度的4-十二烷基吡咯酰肼存在下的生长曲线图，其中，4-十二烷基吡咯酰肼在50μg/mL浓度下对耐药菌株19-4有明显的抑制作用。
图10为本发明实施例9中结核分枝杆菌H37Rv在不同浓度的4-十二烷基吡咯酸甲酯存在下的生长曲线图，其中，4-十二烷基吡咯酸甲酯在50μg/mL浓度下对H37Rv完全抑制。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1 4-十二烷基吡咯酸甲酯的制备
本实施例制备的4-十二烷基吡咯酸甲酯的结构式为：
Figure BDA0003182793270000041
在20mL微波反应管中分别加入0.25g(2mmol)α-吡咯酸甲酯(V)、0.831mL(4.06mmol)十二烷基氯(IV1)和0.6g(6mmol)KHCO3，0.38g(4mmol)降冰片烯，0.05g(0.2mmol)PdCl2(MeCN)2，以及10mL无水二甲基乙酰胺(DMA)作为溶剂；充氩气保护后封口密闭。设定微波合成参数：温度90℃反应时长：22h，微波功率：中等；预搅拌30min，反应结束后，待自然冷却，反应体系用石油醚1∶3萃取两次，饱和氯化钠水洗两次，加入无水硫酸钠除水后减压旋蒸除去溶剂得粗品。环己烷∶乙酸乙酯＝70∶160∶1为洗脱剂梯度洗脱，用柱层析色谱分离产物，得如图1所示的黄色油状产物0.47g，产率81.0.％。ESI-MS m/z 294.30[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.85(t，3H，CH2-CH3)，1.12-1.34(m，20H，-(CH2)10-CH3)，2.18(m，2H，CH-CH2-(CH2)10-CH3)，2.93(s，3H，O-CH3)，5.89(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.68(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)
实施例2 4-十二烷基吡咯酰肼的制备
本实施例制备的4-十二烷基吡咯酰肼的结构式为：
Figure BDA0003182793270000051
在20mL微波反应管中分别加入0.545(1.86mmol)4-十二烷基吡咯酸甲酯(I 1)、5mL(4.06mmol)水合肼(VI)以及10mL溶剂无水乙醇，充氩气保护后封口密闭。设定微波合成参数：温度100℃反应时长：69h，微波功率：中等；预搅拌30min，反应结束后，待自然冷却，减压旋蒸除去溶剂得粗品。二氯甲烷∶甲醇＝100∶1为洗脱剂洗脱，用柱层析色谱分离产物，得如图2所示的白色结晶产物0.37g，产率67.3.％。ESI-MS m/z294.20[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.85(t，3H，CH2-CH3)，1.24(m，20H，-(CH2)10-CH3)，1.59(m，2H，CH-CH2-(CH2)10-CH3)，4.25(d，2H，O＝C-NH-NH2)，5.75(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.60(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)，9.05(S，1H，C-NH-C)，11.12(s，1H，C-NH-NH2)
实施例3 4-十二烷基吡咯对甲苯磺酰肼的制备
本实施例制备的4-十二烷基吡咯对甲苯磺酰肼的结构式为：
Figure BDA0003182793270000052
在100mL带搅拌器的圆底烧瓶中分别加入0.293(1mmol)4-十二烷基吡咯酰肼(II)、0.21g(1.1mmol)对甲苯磺酰氯(VII)和3mL吡啶，在常温无水条件下剧烈搅拌回流1h，倾入碎冰结束反应，乙酸乙酯1∶1萃取三次，，加入无水硫酸钠除水后减压旋蒸除去溶剂得粗品。以石油醚∶丙酮30∶1为洗脱剂用柱层析色谱分离产物，得如图3所示的黄色油状液体产物0.421g，产率94.1％。ESI-MS m/z 448.25[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.85(t，3H，CH2-CH3)，1.27(m，16H，-(CH2)8-CH2-CH3)，1.22-1.34(m，4H，CH2-CH2-(CH2)8-CH2-CH3)，2.43(s，3H，ph-CH3)，2.45(m，2H，CH2-CH2-(CH2)8-CH2-CH3)，3.51(d，2H，O＝C-NH-NH)，5.77(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.74(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)，7.31(d，2H，o-Ar-H)，7.70(d，2H，n-Ar-H)，9.7(d，1H，O＝C-NH-NH2)，9.91(s，1H，C-NH-C)
实施例4 4-十二烷基吡咯醛的制备
本实施例制备的4-十二烷基吡咯醛的结构式为：
Figure BDA0003182793270000061
在100mL带搅拌器的圆底烧瓶中，分别加入0.1341g(0.3mmol)实施例3制得的4-十二烷基吡咯对甲苯磺酰肼(III)、0.3498g(0.33mmol)Na2CO3和蒙脱土散100mg，以及溶剂乙二醇3mL。45℃水浴，剧烈搅拌5min后转165℃油浴，剧烈搅拌10min；倾入碎冰结束反应，乙酸乙酯1∶1萃取三次，，加入无水硫酸钠除水后减压旋蒸除去溶剂得粗品。以石油醚/乙酸乙酯20∶1为洗脱剂用柱层析色谱分离产物，得如图4所示的黄色油状液体产物0.054g，产率68.3％。ESI-MS m/z 264.20[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.84(t，3H，CH2-CH3)，1.12-1.36(m，20H，-(CH2)10-CH3)，1.55(m，2H，CH-CH2-(CH2)10-CH3)，，6.03(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.88(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)，9.29(s，1H，C-NH-C)，11.82(s，1H，O＝C＝H).
实施例5 4-十四烷基吡咯酸甲酯的制备
本实施例制备的4-十四烷基吡咯酸甲酯的结构式为：
Figure BDA0003182793270000062
在20mL微波反应管中分别加入0.25g(2mmol)α-吡咯酸甲酯(V)、0.93mL(4.06mmol)十四烷基氯(IV1)和0.6g(6mmol)KHCO3，0.38g(4mmol)降冰片烯，0.05g(0.2mmol)PdCl2(MeCN)2，以及10mL无水二甲基乙酰胺(DMA)作为溶剂；充氩气保护后封口密闭。设定微波合成参数：温度120℃，反应时长：37h，微波功率：中等；预搅拌30min，反应结束后，待自然冷却，反应体系用石油醚1∶3萃取两次，饱和氯化钠水洗两次，加入无水硫酸钠除水后减压旋蒸除去溶剂得粗品。环己烷∶乙酸乙酯＝70∶160∶1为洗脱剂梯度洗脱，用柱层析色谱分离产物，得如图8所示的黄色油状产物0.57g，产率71.2％。ESI-MSm/z 322.40[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.85(t，3H，CH2-CH3)，1.12-1.34(m，22H，-(CH2)12-CH3)，1.62(m，2H，pyrrol-CH2-(CH2)12-CH3)，3.75(s，3H，O-CH3)，5.8(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.68(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)
实施例6 4-十二烷基吡咯酰肼的制备
本实施例制备的4-十二烷基吡咯酰肼的结构式为：
Figure BDA0003182793270000071
在20mL微波反应管中分别加入0.598(1.86mmol)4-十四烷基吡咯酸甲酯(I1)、5mL(4.06mmol)水合肼(VI)以及10mL溶剂无水乙醇，充氩气保护后封口密闭。设定微波合成参数：温度110℃反应时长：72h，微波功率：中等；预搅拌30min，反应结束后，待自然冷却，减压旋蒸除去溶剂得粗品。二氯甲烷∶甲醇＝100∶1为洗脱剂洗脱，用柱层析色谱分离产物，得如图7所示的白色结晶产物0.260g，产率43.5.％。ESI-MS m/z322.40[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.85(t，3H，CH2-CH3)，1.23(m，20H，-(CH2)10-CH3)，1.65(m，2H，CH-CH2-(CH2)10-CH3)，6.00(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.75(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)，8.65(S，1H，C-NH-C).
实施例7 4-十四烷基吡咯对甲苯磺酰肼的制备
本实施例制备的4-十四烷基吡咯对甲苯磺酰肼的结构式为：
Figure BDA0003182793270000072
在100mL带搅拌器的圆底烧瓶中分别加入0.321(1mmol)4-十四烷基吡咯酰肼(II)、0.21g(1.1mmol)对甲苯磺酰氯(VII)和3mL吡啶，在常温无水条件下剧烈搅拌回流1h，倾入碎冰结束反应，乙酸乙酯1∶1萃取三次，，加入无水硫酸钠除水后减压旋蒸除去溶剂得粗品。以石油醚∶丙酮30∶1为洗脱剂用柱层析色谱分离产物，得如图6所示的黄色油状液体产物0.438g，产率92.7％。ESI-MS m/z 474.30[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.75(t，3H，CH2-CH3)，1.22-1.34(m，20H，-(CH2)10-CH2-CH3)，1.41(m，4H，CH2-CH2-(CH2)10-CH2-CH3)，2.43(s，3H，ph-CH3)，2.45(m，2H，CH2-CH2-(CH2)8-CH2-CH3)，3.24(d，2H，O＝C-NH-NH)，5.75(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.6(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)，7.20(d，2H，o-Ar-H)，7.65(d，2H，n-Ar-H)，9.7(d，1H，O＝C-NH-NH2)，9.91(s，1H，C-NH-C)
实施例8 4-十四烷基吡咯醛的制备
本实施例制备的4-十四烷基吡咯醛的结构式为：
Figure BDA0003182793270000081
在100mL带搅拌器的圆底烧瓶中，分别加入0.142g(0.3mmol)实施例7制得的4-十四烷基吡咯对甲苯磺酰肼(III)、0.3498g(0.33mmol)Na2CO3和蒙脱土散100mg，以及溶剂乙二醇3mL。45℃水浴，剧烈搅拌5min后转165℃油浴，剧烈搅拌10min；倾入碎冰结束反应，乙酸乙酯1∶1萃取三次，，加入无水硫酸钠除水后减压旋蒸除去溶剂得粗品。以石油醚/乙酸乙酯20∶1为洗脱剂用柱层析色谱分离产物，得如图5所示的黄色油状液体产物0.062g，产率71％。ESI-MS m/z 292.40[M]+.(DMSO-d，500Hz)0.81(t，3H，CH2-CH3)，1.20-1.25(m，20H，-(CH2)10-CH3)，1.57(m，2H，CH-CH2-(CH2)10-CH3)，2.56(m，2H，3.23(d，2H，Pyrrol-CH2-CH2-CH2-(CH2)10-CH3)，5.99(d，1H，C-C＝CH-CH＝C-C＝O)，.6.85(d，1H，C＝CH-CH＝C-C＝O)，9.17(s，1H，C-NH-C).
实施例9
本实施例严格按照《结核病诊断实验室检验规程》(2015年版)以及XJK/ZH jh03结核实验室生物安全操作规程规范操作评价了实施例1、2、5、7和8制得产物的抗结核活性。测定结果如表1和表2所示。
从初筛结果(浊度法，表1)可以看出，吡咯醛烷烃化合物的抑菌效果较好，对H37Rv的MIC在1-250μg/mL范围内。为明确化合物的活性，进一步采用了生长曲线法评价化合物的抗肺结核分支杆菌活性。结果显示，4-十二烷基吡咯酸甲酯、4-十二烷基吡咯酰肼和14-十四烷基吡咯对甲苯磺酰肼对结核分枝杆菌H37Rv的抑菌效果较好(如下表1、图9至图10所示)，其中4-十二烷基吡咯酸甲酯在50μg/mL浓度下对H37Rv完全抑制，4-十二烷基吡咯酰肼和14-十四烷基吡咯对甲苯磺酰肼(3a-14)对结核分枝杆菌耐药菌株19-4的抑菌效果较好。
表1吡咯醛烷烃化合物抗结核杆菌活性初筛结果
Figure BDA0003182793270000082
Figure BDA0003182793270000091
为明确4-十二烷基吡咯酸甲酯和4-十二烷基吡咯酰肼的毒性，对这两个化合物在HeLA细胞上的细胞毒活性进行了测定(表2)，结果显示两个化合物的细胞毒性较低，以4-十二烷基吡咯酸甲酯的毒性最低。
表2 4-十二烷基吡咯酸甲酯和4-十二烷基吡咯酰肼对HeLA细胞的抑制活性
Figure BDA0003182793270000092
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种烃基吡咯醛衍生物，其特征在于：其结构式为
Figure FDA0003182793260000011
其中，
n＝1-22，
R1为H、甲基、乙基、丙基、异丙基、-C6H11、-OC6H5或-OCH2C6H5。
2.权利要求1所述的烃基吡咯醛衍生物及其盐在制备抗肺结核药物中的应用。
3.权利要求1所述的烃基吡咯醛衍生物的制备方法，其特征在于：包括以α-吡咯酸酯
Figure FDA0003182793260000012
和烷基卤
Figure FDA0003182793260000013
为原料，以PdCl2(MeCN)2为催化剂，以无水DMA为反应溶剂，在氩气保护下，于120℃微波反应37h后，经纯化制得
Figure FDA0003182793260000014
上述X为Cl、I或Br。
4.一种烃基吡咯醛衍生物，其特征在于：其结构式为
Figure FDA0003182793260000015
Figure FDA0003182793260000016
其中，n＝1-22，
R2为H、甲基、乙基、丙基、异丙基或
Figure FDA0003182793260000017
R3为H、甲基、乙基、丙基或异丙基。
5.权利要求4所述的烃基吡咯醛衍生物及其盐在制备抗肺结核药物中的应用。
6.权利要求4所述的烃基吡咯醛衍生物的制备方法，其特征在于：包括以
Figure FDA0003182793260000018
和肼类化合物H2N-NH-R2为原料，以无水DMA为反应溶剂，在氩气保护下，于110℃微波加压反应72h后，经纯化制得
Figure FDA0003182793260000019
其中，R1为H、甲基、乙基、丙基、异丙基、-C6H11、-OC6H5或-OCH2C6H5。
7.权利要求4所述的烃基吡咯醛衍生物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)以
Figure FDA0003182793260000021
和肼类化合物H2N-NH-R2为原料，以无水DMA为反应溶剂，在氩气保护下，于110℃微波加压反应72h后，经纯化制得
Figure FDA0003182793260000022
其中，R1为H、甲基、乙基、丙基、异丙基、-C6H11、-OC6H5或-OCH2C6H5；
(2)以
Figure FDA0003182793260000023
和磺酸卤代苯
Figure FDA0003182793260000024
为原料，以吡啶为反应溶剂，于常温下搅拌反应3h后，经纯化制得
Figure FDA0003182793260000025
8.一种烃基吡咯醛衍生物，其特征在于：其结构式为
Figure FDA0003182793260000026
9.权利要求8所述的烃基吡咯醛衍生物及其盐在制备抗肺结核药物中的应用。
10.权利要求8所述的烃基吡咯醛衍生物的制备方法，其特征在于：包括以
Figure FDA0003182793260000027
蒙脱土散和无水碳酸钠为原料，以乙二醇为反应溶剂，先于60℃反应1h，再于180℃反应30min，最后经纯化制得
Figure FDA0003182793260000028
其中，R3为H、甲基、乙基、丙基或异丙基。
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