新型磺胺類衍生物的設(shè)計(jì)合成及其抗微生物活性研究.pdf

1、對(duì)氨基苯磺酰胺結(jié)構(gòu)的磺胺類藥物是第一類人工合成的抗菌藥，用于臨床八十余年。該類藥物在細(xì)菌二氫葉酸的生物合成中競(jìng)爭(zhēng)性地與對(duì)氨基苯甲酸和酶結(jié)合，影響核酸前體物的合成，達(dá)到抑制細(xì)菌生長(zhǎng)和繁殖的效果。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)含有對(duì)氨基苯磺酰胺的磺胺類化合物不僅具有很強(qiáng)的抗細(xì)菌能力，而且修飾后的衍生物還有抗真菌、消炎鎮(zhèn)痛、抗癌、抗糖尿病、抗寄生蟲和抗癲癇以及利尿等多種生物活性，已有用于臨床的眾多磺胺類藥物，如消炎鎮(zhèn)痛藥環(huán)氧化酶抑制劑塞來(lái)昔布、抗癲癇藥

2、舒噻嗪和利尿藥呋塞米以及治療局部燒傷感染的金屬超分子藥物磺胺嘧啶銀等。因此開拓磺胺類化合物的其它醫(yī)藥應(yīng)用成為異常活躍研究領(lǐng)域。與此同時(shí)，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)能和多種生物體內(nèi)的酶和受體等作用靶點(diǎn)發(fā)生相互作用，并且能夠調(diào)節(jié)和改善活性分子的物理化學(xué)性質(zhì)和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的唑類化合物，如咪唑、三唑、四唑以及苯環(huán)稠合的苯并咪唑等含氮芳雜環(huán)的相關(guān)研究也備受關(guān)注。相關(guān)研究工作眾多，且已取得豐碩的科研成果。鑒于此，綜合磺胺類化合物在國(guó)內(nèi)外抗菌領(lǐng)域的研究與開發(fā)現(xiàn)

3、狀，設(shè)計(jì)合成了新型苯并咪唑類磺胺類似物和新型的磺胺三唑類衍生物，運(yùn)用核磁共振、紅外光譜和高分辨質(zhì)譜等現(xiàn)代方法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征；并對(duì)系列的新化合物進(jìn)行了體外抗菌活性及初步的構(gòu)效關(guān)系研究，運(yùn)用紫外、熒光等波譜手段研究了高活性分子與DNA的相互作用，考查了人血清白蛋白（HSA）對(duì)強(qiáng)活性分子的運(yùn)輸能力。主要工作總結(jié)如下：
　?。?）、新型苯并咪唑類磺胺類似物的制備：以乙酰苯胺為原料與氯磺酸在冰浴中投料，80 oC油浴中反應(yīng)高產(chǎn)率得到化合物

4、II-2，然后將其與亞硫酸鈉和碳酸氫鈉（摩爾比為1:1）在80 oC水中反應(yīng)得到化合物II-3。中間體II-3與氯甲基苯并咪唑在丙酮和水的等比溶劑中由四丁基碘化胺催化得到II-4，然后再分別與一系列的鹵代氯芐和烷基溴化物以及咔唑的烷基溴化物在碳酸鉀的乙腈溶液中生成化合物II-5a–h、II-6a–i及II-7。最后，這些化合物在乙醇回流堿性條件下經(jīng)脫保護(hù)得到目標(biāo)的苯并咪唑類磺胺類似物II-8a–h、II-9a–i及II-10。
　

5、?。?）、新型磺胺三唑類衍生物的制備：以乙酰苯胺為原料與氯磺酸在冰浴中投料，80 oC油浴中反應(yīng)高產(chǎn)率得到化合物III-2，再在冰水混合液中氨解合成兩種方法的起始原料對(duì)乙酰氨基苯磺酰胺III-3。第一條路線：化合物III-3與一系列的鹵代氯芐反應(yīng)合成了磺胺仲胺類化合物 III-4a–e，后者經(jīng)過(guò) N-烷基化合成了磺胺叔胺類化合物 III-5a–e，然后再與1,2,4-三唑反應(yīng)合成了含唑環(huán)的磺胺類化合物III-6a–e；第二條路線：將化合

6、物 III-3與二碳酸二叔丁酯以4-二甲氨基吡啶為催化劑在三乙胺的二氯甲烷溶液中得到單保護(hù)的仲胺類化合物 III-8和叔胺類產(chǎn)物III-9，化合物III-8與二溴乙烷取代反應(yīng)得III-10，再同1,2,4-三唑反應(yīng)合成含唑環(huán)且脫掉BOC保護(hù)基的磺胺類化合物III-11和未脫掉氨基保護(hù)基的產(chǎn)物III-12，脫掉保護(hù)的仲胺化合物再與系列鹵代氯芐反應(yīng)得到III-6f–g，最后將合成的磺胺類化合物 III-6a–g和 III-11水解脫去乙?；?/p>

7、合成了叔胺類1,2,4-三唑類磺胺化合物III-7a–e和III-13。
　?。?）、所有的新化合物均經(jīng)IR、NMR、MS和/或HRMS等波譜手段證實(shí)。
　?。?）、研究了系列 II和 III中所有新化合物的體外抗細(xì)菌、抗真菌活性。結(jié)果表明，所合成的一些新化合物可有效抑制被測(cè)微生物的生長(zhǎng)，部分目標(biāo)化合物顯示出與參考藥物氯霉素、諾氟沙星、氟康唑相當(dāng)或更優(yōu)的抑制能力。其中，新型苯并咪唑類磺胺類似物II-5c和II-5g對(duì)所有試驗(yàn)

8、細(xì)菌株都顯示出優(yōu)良的抑制活性，其最小抑制濃度（MIC）在4–64μg/mL的范圍內(nèi)。特別是，含對(duì)氟芐基的化合物II-5c在抑制革蘭氏陽(yáng)性菌中MRSA（MIC=2μg/mL）和金黃色葡萄球菌（MIC=4μg/mL）中顯示出很好的效果，與參考藥物氯霉素相當(dāng)；含2,4-二氯芐基的化合物II-5g，對(duì)革蘭氏陰性菌中的傷寒桿菌的抑制效果是氯霉素的8倍，其MIC為4μg/mL。對(duì)于真菌中產(chǎn)朊假絲酵母，脫掉氨基保護(hù)的化合物II-8g，它表現(xiàn)出了在所有

9、合成的化合物中最高的抗性(MIC=2μg/mL)，抑制效果是臨床藥物氟康唑的8倍。此外，新型叔胺類1,2,4-三唑類磺胺化合物中，含鄰氯芐氯的化合物III-7c對(duì)MRSA和枯草桿菌以及大腸桿菌（DH52和JM109）最優(yōu)抗菌活性，MIC=8–64μg/mL，其活性是參考藥物氯霉素的2–4倍，對(duì)真菌中的白色念球菌的抑制活性與氟康唑相當(dāng)。
　　（5）、初步構(gòu)效關(guān)系研究表明，系列II中烷基鏈的鏈長(zhǎng)和芐鹵上取代基的類型、數(shù)量和取代位置；系

10、列III中芐鹵上取代基的類型、數(shù)量和取代位置對(duì)兩系列磺胺衍生物的抗微生物能力有重要影響。此外，引入苯并咪唑和1,2,4-三唑片段均有利于生物活性的改善。
　　（6）、紫外吸收光譜法研究表明，系列II中化合物II-5c和II-5g可有效地以插入小牛胸腺DNA中形成絡(luò)合物，阻礙DNA的復(fù)制，從而發(fā)揮抗菌活性。另外，它們還可以通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合HSA（human serum albumin）形成絡(luò)合物；系列III中化合物III-7c仍可通

11、過(guò)很強(qiáng)的相互作用力，有效地與小牛胸腺DNA中形成絡(luò)合物III-7c–DNA，抑制DNA的復(fù)制，從而發(fā)揮抗菌活性；
　?。?）、癌細(xì)胞毒性研究中，在對(duì)普通人體細(xì)胞安全濃度下，化合物II-5c和II-5g能夠很好地抑制人體肝癌細(xì)胞系Hep2；然而化合物III-7c則能很好地抑制人乳腺癌細(xì)胞系MCF7，同時(shí)通過(guò)研究了化合物III-7c細(xì)胞間活性氧的生成，化合物III-7c在不同濃度下，產(chǎn)生的活性氧越多抗癌細(xì)胞活性越強(qiáng)。兩類磺胺衍生物均隨

12、著化合物濃度的升高，抑制活性增強(qiáng)；
　　（8）、分子對(duì)接表明，化合物II-5g的磺酰氨基的氮原子和氧原子與DNA六聚體雙鏈體的復(fù)合物形成兩個(gè)穩(wěn)固的氫鍵；另外，化合物 III-7c也能通過(guò)磺酰氨基的氧原子與人體細(xì)胞色素P450的氨基酸殘基Ala317形成穩(wěn)定的氫鍵。均體現(xiàn)了磺酰氨基片斷對(duì)提高生物活性的必要性；
　?。?）、計(jì)算化學(xué)表明，兩個(gè)系列的活性化合物II-5c、II-5g和III-7c中磺酰氨基片斷具有較大的共軛體系，且