闫永正,柴晓云,邹 燕,俞世冲,吴秋业(第二军医大学药学院有机化学教研室,上海 200433)
近年来由于临床上广谱抗生素、化疗药物、免疫抑制剂的大量使用,以及艾滋病的流行,深部真菌感染率急剧上升[1,2]。三唑类药物是近年来临床应用最为广泛的一类新型抗真菌药物,代表药物氟康唑是治疗局部和深部真菌感染的一线药物。但由于氮唑类抗真菌药物在各类患者中长期大量地使用,使真菌的耐药性问题变得日益突出,临床上迫切需要广谱、高效、低毒、选择性好的新型抗真菌药物。
为进一步探索三唑类抗真菌化合物的构效关系,本文根据氮唑类化合物的抗真菌作用机制及前期构效关系研究结果[3,4],以氟康唑为先导化合物,并保留基本药效团三唑环、叔醇羟基和2,4-二氟苯基结构。引入异丙基,其有利的空间构型能增强药物与靶酶活性位点Tyr 118、Met 306、Leu 376和Ala 114等残基的疏水相互作用,提高抗真菌活性。前期研究中[3,4],发现苄基侧链有利于提高抗真菌活性,因此设想通过引入4位羧酸酯取代的苄基侧链结构,改变苄基侧链的长度改变目标化合物的理化性质,考察目标化合物的抗真菌活性。笔者设计合成了14个未见文献报道的1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-(2,4-二氟苯基)-3-取代-2-丙醇类化合物,目标化合物的合成路线如图1。
熔点用Yamato model MP-21熔点测定仪(温度未经校正)测定;质谱用安捷伦1100型质谱仪测定;核磁共振氢谱Varian Inova-400型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标)测定。所用试剂均为市售分析纯。
图1 目标化合物的合成路线
2.1 对溴甲基苯甲酸甲酯Ⅲ的制备 取甲基苯甲酸甲酯5.0 g,加入四氯化碳30 ml,搅拌加热回流,光照,加入少量过氧化苯甲酰,然后分批加入N-溴代琥珀酰亚胺 6.3 g,回流 4 h,冷却,过滤,蒸干,得淡黄色针状晶体7.0 g,mp 61 ~62 ℃(文献[5]:58 ~59℃)。其它Ⅲ类化合物同法合成。
2.2 1-[-(2,4-二氟苯基)-2,3-环氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲烷磺酸盐Ⅳ的合成 参照文献[6]方法合成,收率57.3%,mp 131~133 ℃(文献[6]:128~129 ℃)。
2.3 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-异丙基)-2-醇Ⅴ的合成 1-[-(2,4-二氟苯基)-2,3-环氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲烷磺酸盐Ⅳ 21.0 g,环丙胺 10 ml,三乙胺 20 ml,在乙醇300 ml中搅拌加热回流8 h,反应完蒸除溶剂,用乙酸乙酯200 ml萃取,水100 ml×2洗,无水硫酸钠干燥,蒸除乙酸乙酯,得到油状产物14.1 g,收率80.8%。
2.4 目标化合物1-14的合成 取化合物Ⅴ0.3 g(1.0 mmo1)溶于乙腈30 ml中,加人对溴甲基苯甲酸甲酯1.0 mmol以及碳酸钾1.0 g,于室温搅拌反应24 h。反应结束后,过滤,浓缩滤液,用乙酸乙酯提取(60 ml×3)。合并提取液,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩,柱色谱分离(展开剂为氯仿-甲醇,体积比80∶1,得目标化合物1。其它目标化合物均按此法合成,其结构、产率、熔点、MS和1H NMR数据见表1。
表1 化合物的收率、熔点、质谱及核磁数据
体外抑菌实验8种实验真菌菌株:白色念珠菌(Candida albicans,C.alb)ATCC76615、近平滑念珠菌(Candida parapsilosis,C.par)、热带念珠菌(Candida tropicalis,C.tro)、新生隐球菌(Cryptococcus neoformans,C.neo)ATCC32609;红色毛癣菌(Trichophyton rubrum,T.rub)、石膏样小孢子菌(Microsporum gypseum,M.gyp);紧密着色真菌(Fonsecaea compacta,F.com);薰烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus,A.fum)。对照药物:氟康唑(fluconazole,FCZ)、伊曲康唑(itraconazole,ICZ)、特比萘酚(terbinafine,TRB)和两性霉素 B(amphotericin B,AMB)。
采用美国NCCLS推荐的标准化抗真菌敏感性实验方法[7]测试其体外抗真菌活性,以目标化合物抑制所选真菌80%生长率的浓度作为判断终点(MIC80)。当药物的MIC80值超过测定浓度范围时,按以下方法进行统计:MIC80值高于最高浓度64 μg/ml时,计为“>64 μg/ml”;MIC80值为最低浓度或在最低浓度以下时,不作区别,均计为“≤0.000 24 μg/ml”。体外抑菌活性测试数据见表2。
表2 目标化合物的体外抗真菌活性[MIC80(μg/ml)]
活性测试结果表明,本课题所设计合成的14个目标化合物对所选真菌均表现出了一定的抑菌活性,其中化合物(1)和(2)对除薰烟曲霉菌外的7种菌都表现出了较好的抑菌活性,明显优于对照药氟康唑、两性霉素B,与伊曲康唑、特比萘酚相当,有进一步研究开发的价值。分析目标化合物的结构与抑菌活性结果,可以初步得到以下构效关系:4位羧酸酯取代的苄基侧链结构的引入对目标化合物的抗菌活性有一定的影响,酯侧链越短,抑菌活性越好,且4位为苯环取代的酯侧链结构的引入并没有较好的抑菌作用,表明抑菌活性与空间立体化学有关,羧酸酯侧链越长,影响了与靶酶之间的结合,从而影响了抑菌活性。由于化合物数量有限,该类化合物抗真菌活性与侧链取代基之间的构效关系还有待进一步研究。
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