CN116731006A - 噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用。所述的噻唑氨基胍类化合物的结构式如式(IV)所示。本发明通过在噻唑环的C2位引入亲脂性侧链和C5位引入亲水性氨基胍，设计合成了一系列全新结构的噻唑氨基胍类化合物，其制备方法为：以醛类化合物(I)和2‑氨基‑4‑甲基‑5‑乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(II)，第一步产物(II)与三乙酰氧基硼氢化钠反应，制得第二步产物(III)，第二步产物(III)与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物(IV)。该噻唑氨基胍类化合物呈现出抗菌活性，尤其是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有很好的抗菌活性，可作为抗菌候选化合物。

Description

噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用
技术领域：
本发明属于抗菌技术领域，涉及一种抗菌药物或工业杀菌剂，具体涉及一种新结构的噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用。
背景技术：
细菌感染是一种常见疾病，在工业上也是一种常见的物料或产品的变质源头。严重威胁着人类的健康和工业生产。尽管目前医药上和工业上有几个种类的杀菌药或剂可用，但随着这些药剂的长使用历史，微生物的自求生能力促使其产生了一定的耐药性。发现新的靶标和全新结构的杀菌剂变成该领域研究的重要课题。2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)是工业上广泛使用的一类广谱、高效杀菌剂，其结构特点在于五元内同时含有氮、硫杂原子和环上带有酮基，通过同分异构处理和衍生构建结构全新的噻唑氨基胍类化合物，有可能产生全新结构的杀菌剂。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种结构新颖、对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌活性的噻唑氨基胍类化合物或其盐。
所述的噻唑氨基胍类化合物的结构式如式(IV)所示：
其中，R选自
优选，所述的R选自
本发明的第二个目的是提供一种上述的结构式如式(IV)所示的噻唑氨基胍类化合物的制备方法，该制备方法以醛类化合物(I)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(II)，第一步产物(II)与三乙酰氧基硼氢化钠反应，制得第二步产物(III)，第二步产物(III)与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物(IV)，所述的噻唑氨基胍类化合物的合成反应式为：
；
其中，R选自
优选，所述的R选自
进一步优选，包括以下步骤：第一步：以醛类化合物(I)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(II)；第二步：将第一步产物(II)、三乙酰氧基硼氢化钠、二氯甲烷、乙酸加入反应器中，搅拌反应，得到第二步产物(III)；第三步：将第二步产物(III)、氨基胍盐酸盐、氯化锂、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到上述的结构式如式(IV)所示的噻唑氨基胍类化合物。
本发明的制备方法，其总收率可在43％～58％。
优选，第一步所述的醛类化合物和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑的物质的量的比为1:1；第二步所述的第一步产物(II)、三乙酰氧基硼氢化钠和乙酸的物质的量的比为1:1.5:1；第三步所述的第二步产物(III)、氨基胍盐酸盐和氯化锂的物质的量的比为1:1.3:0.4；第三步所述的搅拌反应为70℃下搅拌反应。
优选，所述的醛类化合物选自[2,2'-二噻吩]-5-甲醛、4-(对氟基苯基)苯甲醛或4-(对三氟甲基苯基)苯甲醛。
本发明的第三个目的是提供上述的结构式如式(IV)所示的噻唑氨基胍类化合物或其盐在制备抗菌药剂中的应用。
优选，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。
本发明的第四个目的是提供一种抗菌药剂，该抗菌药剂含有上述的结构式如式(IV)所示的噻唑氨基胍类化合物或其盐作为活性成分。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明根据现代药物设计理论及有机合成实验技术，对2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)进行改造，设计合成了一系列全新结构的噻唑氨基胍类化合物，并进行了抗菌活性研究。研究结果表明：这类结构新颖的噻唑氨基胍类化合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌活性，在治疗细菌感染的疾病或工业微生物危害中具有较大的应用价值。一些目标物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌作用，优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)，可作为抗菌候选化合物研究。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
；
其中，所述的R选自
实施例1
2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVa)的制备步骤：
将10mmol的[2,2'-二噻吩]-5-甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60mL乙醇加入150mL烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物IIa，即2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
将5mmol的第一步产物IIa、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20mL二氯甲烷、5mmol的乙酸加入100mL烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物IIIa，即2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率80％。
将2mmol的第二步产物IIIa、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50mL乙醇加入100mL烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(IVa)，收率80％，总收率58％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6,δ):10.97(s,1H,guanidine),7.84(s,3H,guanidine),7.60(d,J＝5Hz,1H,2-thiophene),7.51(d,J＝5Hz,1H,2-thiophene),7.44(d,J＝5Hz,1H,2-thiophene),6.87(m,2H,2-thiophene),6.79(s,1H,sec amine),4.59(s,2H,methylene),2.49(s,3H,methyl),2.33(s,3H,methyl)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+calcd for C16H19N6S3,391.0833；found 391.0851。
实施例2
2-(4-(对氟基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVb)的制备步骤：
将10mmol的4-(对氟基苯基)苯甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60mL乙醇加入150mL烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物IIb，即2-(4-(对氟基苯基)苄基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
将5mmol的第一步产物IIb、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20mL二氯甲烷、5mmol的乙酸加入100mL烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物IIIb，即2-(4-(对氟基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率80％。
将2mmol的第二步产物IIIb、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50mL乙醇加入100mL烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(IVb)，收率60％，总收率43％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6,δ):10.97(s,1H,guanidine),7.84(s,3H,guanidine),7.79–7.73(m,6H,phenyl),7.33(t,J＝8.8Hz,2H,phenyl),6.79(s,1H,sec amine),4.35(s,2H,methylene),2.49(s,3H,methyl),2.38(s,3H,methyl)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+calcd forC20H22FN6S,397.1610；found 397.1622。
实施例3
2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVc)的制备步骤：
将10mmol的4-(对三氟甲基苯基)苯甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60mL乙醇加入150mL烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物IIc，即2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
将5mmol的第一步产物IIc、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20mL乙醇加入100mL烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物IIIc，即2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率70％。
将2mmol的第二步产物IIIc、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50mL乙醇加入100mL烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(IVc)，收率70％，总收率44％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6,δ):10.97(s,1H,guanidine),7.84(s,3H,guanidine),7.96(d,J＝8.2Hz,2H,phenyl),7.86–7.83(m,6H,phenyl),6.79(s,1H,sec amine),4.35(s,2H,methylene),2.49(s,3H,methyl),2.38(s,3H,methyl)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+calcd forC21H22F3N6S,447.1578；found 397.1622。
实施例4
2-((2,4-二氟基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVd)的制备步骤：
将10mmol的2,4-二氟苯甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60mL乙醇加入150mL烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物IId，即2-((2,4-二氟基)苄基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
将5mmol的第一步产物IId、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20mL乙醇加入100mL烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物IIId，即2-((2,4-二氟基)苄基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率70％。
将2mmol的第二步产物IIId、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50mL乙醇加入100mL烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(IVd)，收率70％，总收率44％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6,δ):10.97(s,1H,guanidine),7.84(s,3H,guanidine),7.24(d,J＝7.5Hz,1H,phenyl),6.96(t,J＝8.0Hz,1H,phenyl),6.79(s,1H,sec amine),6.71(t,J＝8.0Hz,1H,phenyl),4.35(s,2H,methylene),2.49(s,3H,methyl),2.38(s,3H,methyl)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+calcd for C14H17F2N6S,339.1203；found 339.1221。
实施例5
目标化合物的抗菌活性测试：
以2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)为对照药剂，采用微量稀释法测定目标物的MIC，测定目标化合物(实施例1-4制备的噻唑氨基胍类化合物)对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)、大肠杆菌(Escherichia coli ATCC 8739)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027)的抗菌活性。
微量稀释法实验步骤如下：
在96孔板的第1列加入200μL浓度为256μg/mL的待测样(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及实施例1-4制备的噻唑氨基胍类化合物)，第2-12列分别加入100μL MH肉汤，然后从第1列取100μL加入到第2列混合，再从第2列取100μL加入到第3列混合，依次类推，最后从第10列取100μL加入到第11列混合后取出100μL多余的液体丢弃。取100μL浓度为106cfu/mL的菌液加入第1-11列每孔中，取100μL浓度为106cfu/mL的菌液加入第12列前四孔中，取100μLMH肉汤加入第12列后四孔中，最终每孔的体积都为200μL，第1-11列待测样浓度依次为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.12μg/mL，第12列前四孔为加菌不加药(阳性生长对照)，第12列后四孔为不加菌不加药(无菌对照)。每个待测样做三个重复。将96孔板在37℃烘箱中培养24小时后，用酶标仪测OD600值，OD600值接近无菌对照的孔的浓度为最低抑菌浓度MIC。
结果显示：
(1)2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MIC分别为16μg/mL、16μg/mL、16μg/mL。
(2)2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVa)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MIC分别为2μg/mL、4μg/mL、4μg/mL，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。
(3)2-(4-(对氟基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVb)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MIC分别为2μg/mL、4μg/mL、8μg/mL，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。
(4)2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVc)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MIC分别为4μg/mL、4μg/mL、8μg/mL，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)。
(5)2-((2,4-二氟基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(IVd)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的MIC分别为8μg/mL、16μg/mL、32μg/mL，对金黄色葡萄球菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)，对大肠杆菌的抑菌作用与对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)相当。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.噻唑氨基胍类化合物或其盐，所述的噻唑氨基胍类化合物的结构式如式(IV)所示：
所述的R选自
2.根据权利要求1所述的噻唑氨基胍类化合物，其特征在于，所述的R选自
3.一种权利要求1所述的噻唑氨基胍类化合物的制备方法，其特征在于，以醛类化合物(I)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(II)，第一步产物(II)与三乙酰氧基硼氢化钠反应，制得第二步产物(III)，第二步产物(III)与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物噻唑氨基胍类化合物(IV)；
所述的噻唑氨基胍类化合物的合成反应式为：
；
其中，所述的R选自
4.根据权利要求3所述的噻唑氨基胍类化合物的制备方法，其特征在于，所述的R选自
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：以醛类化合物(I)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(II)；第二步：将第一步产物(II)、三乙酰氧基硼氢化钠、二氯甲烷、乙酸加入反应器中，搅拌反应，得到第二步产物(III)；第三步：将第二步产物(III)、氨基胍盐酸盐、氯化锂、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到噻唑氨基胍类化合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第一步所述的醛类化合物和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑的物质的量的比为1:1；第二步所述的第一步产物(II)、三乙酰氧基硼氢化钠和乙酸的物质的量的比为1:1.5:1；第三步所述的第二步产物(III)、氨基胍盐酸盐和氯化锂的物质的量的比为1:1.3:0.4；第三步所述的搅拌反应为70℃下搅拌反应。
7.权利要求1所述的噻唑氨基胍类化合物或其盐在制备抗菌药剂中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。
9.一种抗菌药剂，其特征在于，含有权利要求1所述的噻唑氨基胍类化合物或其盐作为活性成分。
10.根据权利要求9所述的抗菌药剂，其特征在于，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。
CN202310707067.8A 2023-06-15 2023-06-15 噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用 Active CN116731006B (zh)

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