苯并呋喃-7-烷基胺類化合物及其用圖
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種苯并呋喃-7-烷基胺類化合物及其制備方法和用途，屬于藥物化 學和藥物治療學領域。
【背景技術】
[0002] 金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,SA)是世界范圍內(nèi)導致醫(yī)療保健相關 感染最常見的病原體，從發(fā)現(xiàn)至今，SA的感染幾乎遍及全球。作為革蘭氏陽性菌的代表，它 是引起人類化膿感染中最常見的病原菌，可直接導致局部化膿感染、肺炎、偽膜性腸炎、心 包炎、腦膜炎、敗血癥、膿毒癥等全身感染。SA的感染可分醫(yī)院獲得性感染和社區(qū)獲得性感 染，后者的發(fā)現(xiàn)更增加了這種致病菌潛在的生物危害性和引起感染爆發(fā)的可能性。目前不 僅發(fā)現(xiàn)了耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌（Methici 11 in-resistant Staphylococcus aureus，MRSA)，還出現(xiàn)了極高耐藥性(XDR)和完全耐藥性(TDR)的MRSA;甚至出現(xiàn)了萬古霉 素中度耐藥的金黃色葡萄球菌（Vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus, VISA)、糖肽類抗生素中度耐藥的金黃色葡萄球菌（Glycopeptide-intermediate Staphylococcus aureus，GISA)和萬古霉素耐藥金黃色葡萄球菌（Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus JRSAhMRSA自1961年進化出來后以驚人的速度在世界范圍蔓延， 已經(jīng)跨越兩大洲。2011年，美國有超過8萬人患MRSA感染，11285人死于相關疾病(National Action Plan For Combating Antibiotic-Resistant Bacteria,2015，US)。有報道將MRSA 感染、艾滋病和乙型肝炎被列為世界三大感染性疾病，嚴重威脅著人類的健康，已經(jīng)引起全 球醫(yī)學界的高度重視。
[0003] 在MRSA面前，人類一直保留有目前認為最有效的"殺手锎"，也就是一種名為"萬古 霉素"的抗生素。萬古霉素的副作用很強，有嚴重致聾性及腎毒性，在臨床上很少使用。但現(xiàn) 在，當其他抗生素對病原菌都無效時，萬古霉素被重新啟用。然而，2002年在美國出現(xiàn)了對 萬古霉素高度耐藥的金黃色葡萄球菌(VRSA)，它的出現(xiàn)使金黃色葡萄球菌的感染再次成為 非常棘手的臨床問題。
[0004] 隨著生命科學及醫(yī)學的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)病原菌包括金黃色葡萄球菌具有致病性是 因為它們通過產(chǎn)生各種各樣的毒力因子(Virulence factor)以幫助細菌的定植、粘附、細 胞毒性、免疫逃避等從而使得細菌成功地實施了感染。目前，臨床上使用的抗生素的作用機 制并不是針對細菌致病性的環(huán)節(jié)，而是通過直接抑制病原菌最基本的生命活動來抑制細菌 的生長或者直接殺死細菌，由此引發(fā)的細菌對抗生素耐藥性已經(jīng)成為抗生素臨床應用的瓶 頸問題。正是由于各種耐藥細菌的出現(xiàn)和蔓延，抗細菌毒力的藥物（Anti-virulence drugs)正在成為新型抗細菌感染藥物研究所關注的熱點。目前抗細菌毒力的藥物主要通過 5種途徑發(fā)揮作用：（1)遏制目標菌的毒素表達；（2)阻斷細菌之間的群體感應；（3)抑制毒素 分泌和傳遞；（4)阻斷細菌黏附的各個環(huán)節(jié)；（5)抑制細菌免疫逃避。任何一種具有上述5種 效果之一的藥物都可以降低細菌的致病性，有效地預防和治療多種感染疾病。
[0005] 需要強調(diào)的是，由于抗細菌毒力的藥物并不直接影響菌體的存亡，而是消減細菌 的致病性或解除其武裝，幫助人體的免疫系統(tǒng)有效地清除細菌，藥物對細菌的選擇性壓力 較小?？茖W家們預測它能有效降低細菌耐藥性的產(chǎn)生、傳播和流行，而且對人體的正常菌群 (Normal flora)具有較少的影響，可以與其它傳統(tǒng)抗生素協(xié)同使用，彌補現(xiàn)行傳統(tǒng)抗生素 的不足之處。另一方面，抗細菌毒力的藥物對已經(jīng)產(chǎn)生耐藥的菌株可能有效，因為無論對抗 生素耐藥的菌株還是敏感菌株而言，它們在致病性的分子機理方面，一般來說是類似的。
[0006] 2005年，美國加州大學圣地亞哥分校(UCSD)Victor Nizet教授發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球 菌的金黃色色素(Staphyloxanthin)具有幫助金黃色葡萄球菌逃避人體先天免疫系統(tǒng)產(chǎn)生 的活性氧的殺害能力，是決定細菌致病能力的一個關鍵因子。美國伊利諾大學香檳校區(qū) Eric Oldfield教授等成功發(fā)現(xiàn)一個已知的膽固醇合成抑制劑BPH-652能抑制金黃色葡萄 球菌內(nèi)金黃色色素的形成，從而消減金黃色葡萄球菌在小鼠體內(nèi)的致病能力。也有一些研 究報道，金黃色色素可以增加細菌對油酸的抵抗能力，在小鼠皮下感染模型實驗中，不能產(chǎn) 生色素的突變株引發(fā)的膿腫區(qū)域較野生型菌株明顯減少，暗示色素能夠通過提高細菌抗氧 化的能力從而增加細菌的毒力。因而，金黃色色素是決定金黃色葡萄球菌致病能力的一個 關鍵因子。這些已有的研究初步證實抑制金黃色葡萄球菌的毒力因子金黃色色素合成是新 的、有效的的抗菌藥物策略。
[0007] 中國是世界上濫用抗生素最為嚴重的國家之一，由此造成的細菌耐藥性問題尤為 突出，臨床分離的一些細菌對某些抗生素的耐藥性已居世界首位。面對嚴峻的細菌抗生素 耐藥性，我們亟需發(fā)現(xiàn)新型的抗菌藥物作用靶點和新型的抗細菌感染藥物。因此，研究開發(fā) 抗金黃色色素合成的抗菌藥物具有重要的現(xiàn)實意義和科學價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的發(fā)明人設計、并合成了一種具有全新結構的苯并呋喃-7-烷基胺類化合 物。經(jīng)測試表明：本發(fā)明的大部分化合物對金黃色色素合成有強效的抑制活性（以金黃色色 素合成過程中關鍵的酶CrtN為作用靶標），其中某些化合物對耐藥菌（S. aureus USA400MW2，USA300LAC，Mu50)色素抑制活性極強，在體外顯著地增強過氧化氫殺傷和增強 人血液殺傷。在體內(nèi)對于敏感菌株(S.aureus Newman)和兩株耐藥菌株(S.aureus USA400 MW2，Mu50)感染的動物模型中，可顯著降低細菌在小鼠內(nèi)臟（腎，心和肝）中定植，為今后進 一步設計開發(fā)新型抗細菌感染藥物奠定了結構基礎。
[0009] 本發(fā)明一個目的在于，提供一種結構新穎的苯并呋喃-7-烷基胺類化合物。
[0010] 本發(fā)明所述的苯并呋喃-7-烷基胺類化合物，為式I所示化合物、或其在藥學上可 接受的鹽，
[0011]
[0012] 式I中，R1為氫（H)或&~(：3直鏈或支鏈烷基，R2為&~〇5脂烴基或取代的&~C 6脂烴 基，η為1~3的整數(shù)；
[0013] 其中，所述取代的Cl~C6脂烴基的取代基選自：3~6元的環(huán)烴基或含氧(0)雜環(huán)基， 取代的3~6元的環(huán)烴基或萘基中一種；
[0014] 所述取代的3~6元的環(huán)烴基的取代基選自：(^~〇4直鏈或支鏈烷基，含氟的&~(：3 直鏈或支鏈烷基，直鏈或支鏈烷氧基，鹵素(F、C1、Br或I，下同），苯基，硝基(N02)或 (R3為&~(：3直鏈或支鏈烷基）中一種或二種，取代基個數(shù)為1或2。
[0015] 本發(fā)明另一個目的在于，揭示了上述苯并呋喃-7-烷基胺類化合物(式I所示化合 物、或其在藥學上可接受的鹽）的一種用途，即式I所示化合物或其在藥學上可接受的鹽在 制備金黃色葡萄球菌金黃色色素合成抑制劑類抗菌藥物中的應用?；?，
[0016]式I所示化合物、或其在藥學上可接受的鹽在制備金黃色色素合成過程中的關鍵 酶Cr tN的抑制劑中的應用。
【附圖說明】
[0017] 圖1.為本發(fā)明化合物Ia-6抑制金黃色色素合成的最終相片；
[0018] 其中，從左至右Ia-6的濃度依次為50μΜ，10μΜ，5μΜ，2·5μΜ，1·25μΜ，0·625μΜ， 0.3125μΜ，0μΜ。
[0019]圖2.為本發(fā)明化合物Ic-1抑制金黃色色素合成的最終相片；
[0020]其中，從左至右le-ι的濃度依次為50μΜ，10μΜ，5μΜ，2·5μΜ，1·25μΜ，0·625μΜ， 0.3125μΜ，0μΜ。
[0021 ] 圖3.為化合物Ia-6對耐藥菌USA400MW2(A)、USA300LAC(B)和Mu50(C)金黃色色素 合成的抑制活性數(shù)據(jù)（IC5Q，nM);
[0022] 圖4.為化合物Ia-6對增強Ne碰an(A，survival 36.2%vs 1.2%)，USA400MW2(B, survival 11.7%vs 0.6%), USA300LAC(C, survival 14.2%vs 0.7%)和 Mu50(D, survival 25.3%vs 4.3%)過氧化氫殺傷實驗結果。
[0023] 圖5.為化合物Ia-6對增強Ne碰an(A,survival 26.7%vs 0.8%)，USA400MW2(B, survival 10.2%vs 1.3%), USA300LAC(C, survival 12.1%vs 1.2%)和 Mu50(D, survival 16.1 %vs 3.0%)人血液殺傷實驗結果。
[0024] 圖6.為本發(fā)明化合物Ia-6降低金黃色葡萄球菌Newman在小鼠腎臟和心臟內(nèi)的存 活率結果。
[0025] 圖7.為本發(fā)明化合物Ia-6降低金黃色葡萄球菌USA400MW2在小鼠肝臟和腎臟內(nèi)的 存活率結果。
[0026]圖8.為本發(fā)明化合物Ia-6降低金黃色葡萄球菌Mu50在小鼠肝臟和腎臟內(nèi)的存活 率結果。
【具體實施方式】
[0027]在本發(fā)明一個優(yōu)選的技術方案中，R2為脂烴基或取代的&~C6脂烴基；
[0028] 所述取代的&~〇5脂烴基的取代基選自：3~6元環(huán)烷基，取代的3~6元環(huán)烷基，5~ 6元芳環(huán)基或含氧(0)芳雜環(huán)基，取代的5~6元芳環(huán)基或含氧(0)芳雜環(huán)基或萘基中一種；
[0029] 所述取代的3~6元環(huán)烷基的取代基為苯基，
[0030] 所述取代的5~6元芳環(huán)基或含氧(0)芳雜環(huán)基的取代基選自：直鏈或支鏈烷 基，含氟的&~(：3直鏈或支鏈烷基，&~(：3直鏈或支鏈烷氧基，鹵素，硝基(no2)或為 &~(：3直鏈或支鏈烷基）中一種。
[0031 ]在進一步的優(yōu)選技術方案中，R2為α~〇5脂烴基或取代的&~C6脂烴基；
[0032] 所述取代的&~C6脂烴基的取代基選自：環(huán)戊基，環(huán)己基，苯基取代的環(huán)丙基，呋喃 基，苯基，取代苯基或萘基中一種；
[0033] 所述取代苯基的取代基選自：&~(：4直鏈或支鏈烷基（如甲基、乙基或叔丁基等）， 全氟的&~(： 3直鏈或支鏈烷基(如三氟甲基、五氟乙基或七氟丙基等直鏈或支鏈烷 氧基(如甲氧基、乙氧基或丙氧基等），鹵素，硝基(Ν〇2)或(R3為甲基、乙基或丙基）中一 種。
[0034] 在更進一步的優(yōu)選技術方案中，R2為下列基團中一種：
[0035]
[0036] 本發(fā)明還提供一種合成式I所示化合物的方法，以合成η為1的化合物為例，其合成 策略如下：
[0037]
[0038] 具體包括如下步驟：
[0039] 1)將2-碘苯酚溶于Ν，Ν-二甲基甲酰胺中，加入氫化鈉至無氣泡產(chǎn)生，加入2-溴-1， 1- 二乙氧基乙烷，于90°C下攪拌反應過夜。冷卻至室溫，向反應體系中加入水，用乙酸乙酯 萃取三次，飽和食鹽水洗，無水硫酸鎂干燥，過濾，濃縮，殘余物經(jīng)柱層析分離，得到1-(2，2-二乙氧基乙氧基)-2-碘苯（中間體II);
[0040] 2)將中間體II和多聚磷酸加入甲苯中，加熱回流過夜。反應結束后，趁熱將反應體 系倒入飽和的氫氧化鈉水溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水洗，無水硫酸鎂干燥， 過濾，濃縮，殘余物經(jīng)柱層析分離，得到7-碘代苯并呋喃（中間體III);
[0041 ] 3)將中間體III，氰化亞銅加入到N，N-二甲基甲酰胺中，加熱回流10~20小時。冷 卻至室溫，向體系中加入濃氨水，用乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水洗，無水硫酸鎂干燥，過 濾，濃縮，殘余物經(jīng)柱層析分離，得到苯并呋喃-7-甲腈(中間體IV);
[0042] 4)將中間體IV的無水四氫呋喃溶液在零下78°C、氮氣保護下緩慢滴加到氫化鋁鋰 的無水四氫咲喃混懸液中，滴加完畢后20°C~30°C反應過夜，向反應體系中依次加入水， 15 %氫氧化鈉水溶液，水淬滅反應，直接在反應體系中加入無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮得 (苯并呋喃-7-基）甲胺（中間體V);
[0043] 5)將中間體V溶于四氫呋喃中，加入氫氧化鈉攪拌5~10分鐘，冰浴下緩慢加入二 碳酸二叔丁酯的四氫呋喃溶液。〇°C~30°C攪拌反應1~3小時。過濾，濃縮，殘余物經(jīng)柱層析 分離，得到N-[(苯并呋喃-7-基)亞甲基]-氨基甲酸叔丁酯（中間體VI);
[0044] 6)將中間體VI的無水四氫呋喃溶液在0°C、氮氣保護下緩慢滴加到氫化鋁鋰的無 水四氫呋喃混懸液中，滴加完畢后加熱回流反應1 〇~2 0小時，向反應體系中依次加入水， 15 %氫氧化鈉水溶液，水淬滅反應，直接在反應體系中加入無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮得 N-[(苯并呋喃-7-基)亞甲基]-甲胺（中間體VII);
[0045] 7)將(E)-2_取代-3-取代-丙烯醛溶于甲醇中，冰浴下分批加入硼氫化鈉，室溫反 應10~30分鐘。濃縮，殘余物中加入水，用乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水洗，無水硫酸鎂干 燥，過濾，濃縮得(E)-2-取代-3-取代-丙烯醇（中間體VIII);
[0046] 8)將中間體VIII溶于無水乙醚中，氮氣保護冰浴下，加入三溴化磷，20~30°C反應 10~20小時，將反應體系倒入冰的飽和碳酸氫鈉溶液中，用乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水 洗，無水硫酸鎂干燥，過濾，30°C濃縮得(E)-2-取代-3-取代-丙烯溴（中間體IX);
[0047] 9)將中間體VII，中間體IX，碳酸鉀加入到N，N-二甲基甲酰胺中，20°C~30°C反應 10~20小時，向反應體系中加入水，用乙酸乙酯萃取三次，飽和食鹽水洗，無水硫酸鈉干燥， 過濾，濃縮，殘余物經(jīng)柱層析分離，得到化合物(E)-N-甲基-N-[(苯并呋喃-7-基)亞甲基]_ 2- 取代-3_取代-丙-2-稀-1-胺（目標物Ια)。
[0048] 或
[0049] 合成中間體VII的步驟(即步驟1)~6))與前文所述相同；
[0050] 7)將取代羧酸，二氯亞砜加入到乙醇溶液中，加熱回流1~3小時。反應結束