以FtsZ為靶點(diǎn)的3-芳烷氧基-2,6-二氟苯甲酰胺衍生物的設(shè)計(jì)、合成與抗菌活性研究.pdf

1、細(xì)菌感染一直嚴(yán)重威脅著人類的健康。抗生素自從第二次世界大戰(zhàn)以來，就一直被廣泛地用于細(xì)菌感染性疾病的治療。然而，由于抗生素的濫用導(dǎo)致了世界范圍內(nèi)細(xì)菌耐藥性的出現(xiàn)和流行。許多臨床上本來起作用的抗生素失效，這為細(xì)菌感染性疾病的治療帶來了巨大的困難。因此，開發(fā)具有新作用機(jī)制的抗菌藥物迫在眉睫。因?yàn)榧?xì)菌細(xì)胞分裂蛋白FtsZ在細(xì)胞分裂中發(fā)揮的重要作用，它被認(rèn)為是一個(gè)非常有潛力的抗菌藥物靶點(diǎn)。近年來以FtsZ為靶點(diǎn)的抗菌藥物的研究開發(fā)受到了廣泛關(guān)注。

2、
　　 目前，F(xiàn)tsZ抑制劑中的苯甲酰胺類衍生物是研究的熱點(diǎn)。這一類化合物作用于FtsZ蛋白中C端區(qū)域和螺旋H7之間的疏水性口袋簡(jiǎn)稱PC位點(diǎn)。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)2，6-二氟-3-羥基苯甲酰胺（2，6-difluoro-3-hydroxybenzamide，DHBA）的3位羥基進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造是獲得FtsZ抑制劑的有效策略之一?；诖耍菊撐囊訢HBA為關(guān)鍵中間體，保留其能與PC位點(diǎn)形成關(guān)鍵疏水作用和氫鍵作用的2，6-二氟-苯甲酰胺結(jié)構(gòu)

3、片段，在其3位酚羥基上引入不同的烷基和芳烷基側(cè)鏈，設(shè)計(jì)合成了A2F、B2F、C2F和D2F四個(gè)系列共42個(gè)目標(biāo)化合物。
　　 本論文以姜黃素(curcumin，CUR)為陽性對(duì)照化合物，采用微量稀釋法對(duì)A2F-D2F所有目標(biāo)化合物以及關(guān)鍵中間體DHBA的抗菌活性和靶向活性進(jìn)行了測(cè)定?？咕钚院桶邢蚧钚钥偨Y(jié)如下:
　　 1.抗菌活性:
　　 1)A2F-D2F系列中的絕大多數(shù)目標(biāo)化合物對(duì)枯草芽孢桿菌的抗菌活性優(yōu)于D

4、HBA，對(duì)敏感肺炎鏈球菌和敏感化膿性鏈球菌的抗菌活性優(yōu)于DHBA和CUR。A2F-C2F系列中的絕大多數(shù)目標(biāo)化合物對(duì)三種金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌的抗菌活性優(yōu)于DHBA和CUR。
　　 2)所有目標(biāo)化合物中，化合物A2F5和B2F9對(duì)敏感金黃色葡萄球菌的抗菌活性最顯著，MIC均為1.0μg/mL，分別是DHBA和CUR的1024倍和2048倍。此外，化合物B2F4、B2F7、C2F5和C2F10也具有較強(qiáng)的抗敏感金黃

5、色葡萄球菌活性（MIC在2.0-4.0μg/mL之間）。
　　 3)所有目標(biāo)化合物中，化合物A2F5、B2F4和C2F5對(duì)枯草芽孢桿菌的抗菌活性最顯著（MIC分別為0.25、0.50和0.50μg/mL），分別是DHBA的4096倍、2048倍和2048倍。此外，化合物B2F2-B2F3、B2F7、B2F9和C2F10也具有較強(qiáng)的抗枯草芽孢桿菌的活性(MIC在1-4μg/mL之間)。
　　 2.靶向活性:
　　

6、1)A2F-C2F系列中的絕大多數(shù)目標(biāo)化合物對(duì)敏感金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的細(xì)胞分裂抑制活性優(yōu)于DHBA和CUR，對(duì)枯草芽孢桿菌的細(xì)胞分裂抑制活性優(yōu)于DHBA。所有D2F系列目標(biāo)化合物對(duì)大腸桿菌的細(xì)胞分裂抑制活性與DHBA和CUR的相當(dāng)，少數(shù)D2F系列目標(biāo)化合物對(duì)敏感金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌無靶向活性。
　　 2)所有目標(biāo)化合物中，化合物A2F5對(duì)敏感金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的細(xì)胞分裂抑制活性最顯著，最小細(xì)胞分裂抑制濃度

7、分別為0.25和0.125μg/mL?；衔顱2F4對(duì)敏感金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的細(xì)胞分裂抑制活性也較為突出，最小細(xì)胞分裂抑制濃度分別為0.50和0.25μg/mL。此外，化合物A2F4、B2F2、B2F7-B2F9、C2F5和C2F10對(duì)敏感金黃色葡萄球菌也具有較強(qiáng)的細(xì)胞分裂抑制活性（最小細(xì)胞分裂抑制濃度在1-4μg/mL之間），化合物A2F4、B2F2、B2F3、B2F5、B2F7-B2F8和C2F10對(duì)枯草芽孢桿菌的最小細(xì)胞

8、分裂抑制濃度在1-2μg/mL之間，同樣表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)胞分裂抑制活性。
　　 通過對(duì)目標(biāo)化合物的MIC和最小細(xì)胞分裂抑制濃度進(jìn)行分析，我們總結(jié)出如下構(gòu)效關(guān)系:
　　 1)在DHBA的3位引入帶支鏈的烷烴側(cè)鏈，活性優(yōu)于引入環(huán)烷烴和帶酯基的烷烴側(cè)鏈，并且，在8個(gè)碳的支鏈烷烴側(cè)鏈范圍內(nèi)，隨著引入烷烴側(cè)鏈長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，對(duì)革蘭氏陽性菌的抗菌活性和靶向活性也隨之增強(qiáng)。而在烷烴側(cè)鏈的末端引入的鹵素原子的類型不同，對(duì)化合物的抗菌活性和靶向

9、活性幾乎無影響。
　　 2)在DHBA的3位引入芐基側(cè)鏈，能夠增強(qiáng)抗菌活性和靶向活性，而且，芐基的間位引入氯原子、甲基等取代基優(yōu)于鄰位或?qū)ξ灰臌u素原子、甲基、硝基等取代基。
　　 3)在DHBA的3位末端引入1H-苯并咪唑結(jié)構(gòu)，抗菌活性和靶向活性均不理想。1H-苯并咪唑結(jié)構(gòu)與3位酚羥基的氧原子之間碳鏈長(zhǎng)度的改變和在1H-苯并咪唑結(jié)構(gòu)中的6位上引入硝基均對(duì)抗菌活性和靶向活性影響不大。
　　 綜上所述，本文針對(duì)Ft

10、sZ的PC位點(diǎn)設(shè)計(jì)合成了A2F-D2F四個(gè)系列，共計(jì)42個(gè)3-芳烷氧基-2，6-二氟苯甲酰胺衍生物，其結(jié)構(gòu)通過MS、1HNMR和IR等光譜分析方法進(jìn)行了確認(rèn)。在此基礎(chǔ)上，我們采用微量稀釋法對(duì)所有目標(biāo)化合物的抗菌活性和靶向活性進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)，得到了若干個(gè)活性較突出的FtsZ抑制劑。同時(shí)，還根據(jù)活性結(jié)果對(duì)這四個(gè)系列的目標(biāo)化合物進(jìn)行了構(gòu)效關(guān)系和分子對(duì)接分析。通過本論文的研究，為苯甲酰胺類FtsZ抑制劑構(gòu)效關(guān)系的進(jìn)一步研究提供了重要的理論指導(dǎo)，