用作交替氧化酶或細(xì)胞色素bc1復(fù)合物的化合物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供用于抑制微生物交替氧化酶(AOX)和/或細(xì)胞色素bc1復(fù)合物的化合物。本發(fā)明延及所述抑制劑在用于治療微生物感染，包括真菌感染的農(nóng)用化學(xué)品和藥物中的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用作交替氧化酶或細(xì)胞色素 bc1復(fù)合物的化合物

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交替氧化酶（AOX)，尤其涉及交替氧化酶的抑制劑。本發(fā)明還涉及細(xì)胞 色素 bcl復(fù)合物的抑制劑。本發(fā)明尤其關(guān)注交替氧化酶和細(xì)胞色素 bcl復(fù)合物兩者的雙重 抑制劑。本發(fā)明擴(kuò)展到該類(lèi)抑制劑在農(nóng)用化學(xué)品和藥物中的應(yīng)用，用于治療微生物感染，包 括真菌感染，以及農(nóng)用化學(xué)品和藥物組合物本身。

【背景技術(shù)】
[0002] 殺真菌劑長(zhǎng)期被用來(lái)控制作物損失。最成功的一類(lèi)農(nóng)用殺真菌劑是一組特定的 抑制劑，其特異性地靶向線粒體呼吸鏈。線粒體是細(xì)胞的動(dòng)力室，因此，抑制使生物體的 能量守恒的過(guò)程對(duì)它們的生存能力具有重大的影響。在過(guò)去的十年中，被稱為嗜球果傘素 (Strobilurin)的抑制劑，其祀向關(guān)鍵的呼吸鏈成分泛醌的氧化，已經(jīng)提高了植物疾病控制 的標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)圖1)。嗜球果傘素通過(guò)結(jié)合到復(fù)合物III (bcl復(fù)合物，其對(duì)于真菌的呼吸必不 可少）的泛醌結(jié)合位點(diǎn)，抑制真菌呼吸和ATP合成。
[0003] 嗜球果傘素迅速成為最為重要且成功的農(nóng)業(yè)殺真菌劑之一，其占據(jù)超過(guò)20%的全 球殺真菌劑市場(chǎng)。從其應(yīng)用開(kāi)始，由于其針對(duì)多種農(nóng)業(yè)上重要的真菌疾病的廣泛效力，這類(lèi) 抑制劑對(duì)植物疾病控制程序變得至關(guān)重要。它們已在多個(gè)國(guó)家注冊(cè)用于包括谷類(lèi)、草坪草、 葡萄藤和多種蔬菜以及觀賞植物的農(nóng)作物。
[0004] 然而不幸的是，這些內(nèi)吸性殺真菌劑的明顯優(yōu)勢(shì)之一，即其高特異性的作用模式 被證實(shí)是顯著的劣勢(shì)，因?yàn)榭焖侔l(fā)展的針對(duì)這些殺真菌劑的抗性和隨之發(fā)生的控制失敗已 日益成為問(wèn)題。
[0005] 在大多數(shù)情況下，抗性被認(rèn)為是由于嗜球果傘素靶位點(diǎn)，即線粒體基因組編碼的 脫血紅素細(xì)胞色素 b的修飾。然而近些年中，日益增多的證據(jù)表明，抗性可能由其他機(jī)制產(chǎn) 生，例如交替氧化酶（AOX)的表達(dá)。AOX是線粒體末端氧化酶，當(dāng)其參與時(shí)，繞過(guò)Qo (外醌， quinone-outside)位點(diǎn)，增加質(zhì)膜外流性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對(duì)殺真菌劑的抗性。外流性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通 過(guò)防止毒性化合物在真菌細(xì)胞中累積到毒性濃度，使得真菌在暴漏于毒性化合物時(shí)存活。 盡管有細(xì)胞色素 b突變和外流性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抗性增加的一些實(shí)驗(yàn)證據(jù)，但植物病原真菌的殺 真菌劑抗性的可能原因是由于交替氧化酶（AOX)的表達(dá)增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] AOX是終端線粒體呼吸鏈復(fù)合物，其在泛醌水平由主要呼吸鏈分支而來(lái)，因此 如圖1所示繞過(guò)bcl復(fù)合物和細(xì)胞色素 C氧化酶。AOX不僅與植物真菌病原體相關(guān)， 因?yàn)槠溥€存在于人寄生蟲(chóng)中，包括非洲昏睡病病因的錐蟲(chóng)以及腸道寄生蟲(chóng)小隱孢子蟲(chóng) (Cryptosporidium parvum)和人芽囊原蟲(chóng)（Blastocystis hominis) 〇
[0007] 在植物和真菌中，AOX的表達(dá)在氧化應(yīng)激條件下，例如當(dāng)主要呼吸途徑被抑制時(shí)誘 發(fā)?，F(xiàn)存的AOX抑制劑包括水楊氧肟酸和沒(méi)食子酸辛酯。然而，這兩類(lèi)抑制劑均不是細(xì)胞 內(nèi)AOX的有效或特異性靶標(biāo)，因此不適于農(nóng)用化學(xué)品（即農(nóng)作物）或藥物應(yīng)用。
[0008] 因此有必要設(shè)計(jì)更特異而有效的AOX抑制劑，從而生產(chǎn)用于農(nóng)用化學(xué)品或抗寄生 蟲(chóng)藥物的改進(jìn)的殺真菌劑。
[0009] 發(fā)明人闡明了植物斑龍芋（Sauromatum guttatum)中的交替氧化酶（AOX)的分子 結(jié)構(gòu)和催化機(jī)制，并證實(shí)了這些信息如何與該蛋白的生理角色相關(guān)。很明顯，這些基礎(chǔ)知識(shí) 具有極大的工業(yè)相關(guān)性，并使得能進(jìn)行AOX抑制劑化合物的合理設(shè)計(jì)，所述AOX抑制劑化合 物能用于靶向線粒體呼吸的植物病原殺真菌劑和抗寄生蟲(chóng)藥物。
[0010] 因此，根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供式I的交替氧化酶（AOX)抑制劑：
[0011]
[0012][式 I]

【權(quán)利要求】
1. 化合物用于抑制微生物交替氧化酶（AOX)和/或細(xì)胞色素 bCl復(fù)合物的應(yīng)用，其中 所述化合物由式I所示：
其中R1選自具有1-4個(gè)C原子的氰基、烷基、烯基、氨基；這些基團(tuán)任選地 被F、0、NH2或CN單取代或多取代，并且其中一或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)任選地 被-0-、-NH-、-CO-、-C00-或-0C0-在任何情況下彼此相互獨(dú)立地替換； R2是氫或羥基或具有1-3個(gè)C原子的烷氧基； R3是具有4-20個(gè)C原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其任選地被C1-C4烷基單取代或多 取代； R4是氫或羥基或具有1-3個(gè)C原子的烷氧基； R5是鹵素；以及 R6是H或C1-C4烷基； 條件是R2和R4中至少一個(gè)是具有羥基或1-3個(gè)C原子的烷氧基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求 1 的應(yīng)用，其中 R1 選自 CHO、CH20H、CN、CH3、C (0) NH2、C (0) NHCH3、C (0) CH3、CF2CH3' CH2CH3' CH2OAc' COOH 和 COOCH3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其中R2是短鏈烷基，例如甲基、乙基或丙基。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的應(yīng)用，其中R2是羥基。
5. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R3是具有6-15個(gè)C原子、8-12個(gè)C原子或8-10 個(gè)C原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其任選地被C1-C4烷基單取代或多取代。
6. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R3是具有6-15個(gè)C原子的支鏈雙烯，其被至少 一個(gè)、優(yōu)選兩個(gè)甲基取代。
7. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R4是甲基、乙基或丙基。
8. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R4是羥基。
9. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R5是氯、溴、氟或碘。
10. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R5是氯。
11. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R6是甲基、乙基或丙基。
12. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R4是甲基。
13. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中： R1 選自 CHO、CH20H、CN、CH3、C (0) NH2、C (0) NHCH3、C (0) CH3、CF2CH3' CH2CH3' CH2OAc' COOH 和COOCH3 ;并且其中 R2是羥基； R3是具有4-20個(gè)C原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其任選地被C1-C4烷基單取代或多 取代； R4是羥基； R5是氯原子；以及 R6是11或C1-C4烷基。
14. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中： R1 選自 CHO、CH2OH、CN、CH3、C (O) NH2、C (O) NHCH3、C (O) CH3、CF2CH3' CH2CH3' CH2OAc' COOH 和COOCH3 ;并且其中 R2是羥基； R3是具有6-15個(gè)C原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其任選地被C1-C2烷基單取代或多 取代； R4是羥基； R5是氯原子；以及 R6是11或C1-C4烷基。
15. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中： R1 選自 CHO、CH20H、CN、CH3、C (0) NH2、C (0) NHCH3、C (0) CH3、CF2CH3' CH2CH3' CH2OAc' COOH 和COOCH3 ;并且其中 R2是羥基； R3是具有8-10個(gè)C原子的烯烴鏈，并且被至少一個(gè)甲基、優(yōu)選兩個(gè)甲基取代； R4是羥基； R5是氯原子；以及 R6是甲基。
16. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中R1不是CHO基團(tuán)。
17. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中所述化合物抑制真菌、細(xì)菌或原生生物的AOX 和/或細(xì)胞色素!^^復(fù)合物。
18. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中所述化合物抑制真菌的AOX和/或細(xì)胞色素 bq復(fù)合物。
19. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中所述化合物抑制細(xì)胞色素 bCl復(fù)合物的Qo或 Qi結(jié)合位點(diǎn)。
20. 根據(jù)任意前述權(quán)利要求的應(yīng)用，其中所述化合物抑制細(xì)胞色素 bCl復(fù)合物的Qo和 Qi結(jié)合位點(diǎn)。
21. 權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定的化合物，用于抑制微生物的交替氧化酶（AOX)和/ 或細(xì)胞色素 bCl復(fù)合物。
22. 權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定的化合物作為農(nóng)用化學(xué)品的應(yīng)用。
23. 農(nóng)用化學(xué)品組合物，其包含權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定的化合物。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的農(nóng)用化學(xué)品組合物的應(yīng)用，用于治療由選自以下組的生物體 引起的農(nóng)用化學(xué)品疾病或感染：白錯(cuò)鞘孢菌（Chalara fraxinea)、小麥殼針孢（Septoria tritici)、葉鞘腐病禾頂囊殼（Gaeumannomyces graminis var titici)、稻癌病菌 (Magnaporthe grisea)、稻癌病菌曲霉（Magnaporthe oryzae)、立枯絲核菌（Rhizoctonia solani)、葡萄抱菌（Botrytis cinerea)、山核桃黑星病菌（Fusicladium effusum)、山核桃 黑星病菌（Cladosporium caryigenum)和山核桃黑星病菌（Fusicladosporium effusum)、 長(zhǎng)山核桃（Carya illinoinensis)、山蘿花單囊殼（Podosphaera fusca)、雪霉微座孢 (Microdochium nivale)、小托菌 majus (Microdochium majus)、真菌病原體穎枯殼針抱 (Septoria nodorum)、塔普斯梭狀芽胞桿菌（Tapesia acuformis)和綠僵菌（Metarhizium anisopliae)〇
25. 權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定的化合物，用于治療或診斷。
26. 權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定的化合物，用于治療微生物感染。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26的化合物，其中所述化合物用于治療微生物感染，例如革蘭 氏陽(yáng)性或革蘭氏陰性細(xì)菌感染。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25或26的化合物，其中所述化合物用于治療真菌感染。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28的化合物，其中所述化合物用于治療與人病原體相關(guān)的疾病，例 如腸道疾病、利什曼病、念珠菌病或與隱形眼鏡使用相關(guān)的疾病。
30. 抗微生物組合物，其包含權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定的化合物，以及藥物學(xué)可接 受的載體。
31. 制備根據(jù)權(quán)利要求30的抗微生物組合物的方法，所述方法包含使治療有效量的根 據(jù)權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)的化合物與藥物學(xué)可接受的載體接觸。
32. 式I的微生物交替氧化酶（AOX)和/或細(xì)胞色素 bCl復(fù)合物抑制劑：
其中R1選自具有1-4個(gè)C原子的氰基、烷基、烯基、氨基；其任選地被F、 0、NH2或CN單取代或多取代，并且其中一或多個(gè)不相鄰的CH2基團(tuán)任選地 被-0-、-NH-、-CO-、-COO-或-OCO-在任何情況下彼此相互獨(dú)立地替換； R2是氫或羥基或具有1-3個(gè)C原子的烷氧基； R3是具有4-20個(gè)C原子的直鏈或支鏈烷基或烯基，其任選地被C1-C4烷基單取代或多 取代； R4是氫或羥基或具有1-3個(gè)C原子的烷氧基； R5是鹵素；以及 R6是H或C1-C4烷基； 條件是R2和R4中至少一個(gè)是羥基或具有1-3個(gè)C原子的烷氧基。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32的抑制劑，其中所述抑制劑如權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所限定。
【文檔編號(hào)】A01N35/04GK104334518SQ201380027565
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】安東尼·倫諾克斯·摩爾, 瑪麗·蘇珊·阿爾伯里, 盧克·愛(ài)德華·揚(yáng), 凱瑟琳·艾略特 申請(qǐng)人:薩塞克斯大學(xué)