新型三唑二氧戊环类化合物的合成、晶体结构及抗真菌活性

任晓慧，陈 新，刘 嘉，郑灿辉，任雪琴，吴 兵，王如锋，周有骏(.武汉工业学院生物与制药工程学院，湖北武汉43003;.第二军医大学药学院，上海00433)

近年来，深部真菌感染日趋严重，其发病率和死亡率呈上升趋势，严重威胁人类的健康和生命。氮唑类化合物是目前临床上应用最广泛的抗真菌药物［1］，如氟康唑、伊曲康唑等为临床治疗真菌感染的首选药。然而现有氮唑类抗真菌药物存在严重的耐药性和肝肾毒性等［2］问题，使该类药物的临床治疗受到限制。因此，临床上迫切需要开发低毒、高效、广谱的抗深部真菌感染药物。

氮唑类抗真菌药物按结构主要分为三唑醇类和三唑二氧戊环类。本文根据氮唑类药物的构效关系［3，4］，设计合成了一类新型的三唑二氧戊环类化合物:2-取代苯乙烯基-4-(2，4-二氟苯基)-4-(1H-1，2，4-三唑-1-基)甲基-1，3-二氧戊环类化合物的几何异构体6Ka和6Kb。经1H NMR、MS确证结构，采用X-射线单晶衍射确证其立体构型。并考察不同的立体异构体6Ka和6Kb对5种常见致病菌的体外抗真菌活性。化合物6Ka和6Kb的合成路线如下:

以间二氟苯为起始原料，经Friedel-Crafts反应、与三氮唑缩合、环氧化，得到中间体1-［2-(2，4-二氟苯基)-2，3-环氧丙基］-1H-1，2，4-三唑甲磺酸盐，将环氧化物甲烷磺酸盐酸性水解得到2-(2，4-二氟苯基)-3-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-1，2-丙二醇，然后与反式对氟肉桂醛缩合脱水得到化合物6Ka和6Kb，见图1。

图1 目标化合物的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器与试剂 Bruker APEX-II CCD型X-射线单晶衍射仪;核磁共振氢谱用Bruker AC-300P型仪器测定，TMS为内标，CDCl3为溶剂;质谱以 Hewlett.Packard 5988型质谱仪测定，EI源，70 eV直接进样;熔点用RK-Z型熔点仪测定，温度未校正。所用试剂皆为分析纯。

1.2 合成部分

1.2.1 1-［2-(2，4-二氟苯基)-2，3-环氧丙基］-1H-1，2，4-三唑甲磺酸盐(4)的合成 按参考文献［5］制备，收率49.7%，mp 131～132℃。

1.2.2 2-(2，4-二氟苯基)-3-(1H-1，2，4-三唑-1-基)-1，2-丙二醇(5)的合成 按参考文献［6］制备，收率87%，mp 128～129℃。

1.2.3 (E)-2-(4-氟苯乙烯基)-4-(2，4-二氟苯基)-4-(1H-1，2，4-三唑-1-基)甲基-1，3-二氧戊环(6Ka和6Kb)的合成 取1.53 g(6.0 mmol)化合物5加入3 ml无水DMF溶解，加入6.0 mmol对氟肉桂醛、少量对甲苯磺酸一水合物和100 ml经分子筛干燥过的甲苯，135℃加热回流搅拌24 h并不断除去反应中产生的水，反应完蒸除溶剂，残留物加入150 ml乙酸乙酯，分别用50 ml水、50 ml饱和食盐水洗3次，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩，残留物用柱层析分离，以乙酸乙酯-石油醚为洗脱剂，先洗脱下来的为6Ka，后洗脱下来的为6Kb。6Ka和6Kb用正己烷和乙酸乙酯结晶，得到晶体6Ka和6Kb。6Ka为白色固体，收率36.2% ～54.3%，6Kb为淡黄色固体，收率15.5% ～29.3%。6Ka和6Kb的熔点、MS和1HNMR数据见表1。

2 6Ka和6Kb晶体结构测定与结果

将6Ka(0.25 mm×0.20 mm×0.12 mm)或6Kb(0.12 mm ×0.08 mm ×0.04 mm)单晶置于衍射仪上，采用石墨单色化的CuKα射线(λ=1.541 78 Å)以φ-ω扫描方式在296(2)K收集衍射数据。其中6Ka在4.20°≤θ≤64.98 °(h:-9 ～9，k:-9 ～11，l:-24～24)收集9 914个强反射数据，其中独立衍射点3 001个［Rint=0.060 1］;6Kb在3.90°≤θ≤5 9.99°(h:-15 ～15，k:-8 ～8，l:-20 ～20)收集6 626个强反射数据，其中独立衍射点2 451个［Rint=0.359 5］。强度数据进行了经验吸收校正和LP校正。6Ka和6Kb的晶体结构解析采用直接法，结构解析和计算使用SHELXS-97和SHELXL-97程序完成，氢原子坐标经差值 Fourier合成得到，非氢原子坐标由直接法得到。氢原子采用各向同性热参数修正，其它原子采用各向异性热参数修正。晶体结构用全矩阵最小二乘法修正。

表1 6Ka和6Kb的熔点、质谱及核磁数据

分子结构解析表明，6 Ka的组成为C20H16F3N3O2，分子量为 387.36，属单斜晶系，P2(1)/c空间群，晶体参数 a=8.360 4(3)Å，b=10.162 4(3)Å，c=21.080 1(6)Å，α =90°，β=91.495(2)°，γ =90°，V=1 790.39(10)Å3，Z=4，Dc=1.437 g/cm3，μ =0.990 mm-1，F(000)=800，最终偏离因子 R=0.052 1，wR=0.155 2。6Kb的组成为C20H16F3N3O2，分子量为387.36，属单斜晶系，P2(1)/n空间群，晶体参数a=13.383(5)Å，b=7.448(3)Å，c=18.559(8)Å，α =90°，β =95.393(19)°，γ =90°，V=1 841.8(13)Å3，Z=4，Dc=1.397 g/cm3，μ =0.962 mm-1，F(000)=800，最终偏离因子 R=0.123 8，wR=0.341 5。根据［7～9］三氮唑环与 4-氟苯乙烯基在1，3-二氧戊环同侧的为顺式构型，在异侧的为反式构型，我们得出6Ka为顺式-2R，4R和顺式-2S，4S的外消旋体，而6Kb为反式-2S，4R和反式-2R，4S的外消旋体。

6Ka和6Kb的分子结构见图2，主要晶体学数据列于表2。

图2 6Ka和6Kb的分子结构图

表2 6Ka和6Kb的部分晶体学参数

3 抗真菌活性实验

3.1 对照药物与受试菌株 对照药物:氟康唑(FCZ，辉瑞制药有限公司)、伊曲康唑(ICZ，Sigma公司)、两性霉素B(AMB)。

受试菌株:白假丝酵母菌(Candida albicans，C.alb)、热带假丝酵母菌(Candida tropicalis，C.tro)、近平滑假丝酵母菌(Candida parapsilosis，C.par)、新生隐球菌(Cryptococcus neoformans，C.neo)均由第二军医大学药学院新药研究中心真菌菌种库提供。

3.2 6Ka和6Kb的体外抗真菌活性测试 采用美国临床实验室标准化协会［10，11］文件所推荐的微量液基稀释法检测待筛选化合物的体外抗真菌活性，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值为最低浓度或以下时，不作区别均计为“≤0.000 24 μg/ml”，结果见表 3。

体外抗真菌活性表明，化合物6Kb对5种致病菌的活性均高于化合物6 Ka。6 Ka和6 Kb对白假丝酵母菌Y0109和SC5314及热带假丝酵母菌的抑制作用均高于对照药伊曲康唑、两性霉素B和氟康唑。其中6 Kb对白假丝酵母菌Y0109和SC5314及热带假丝酵母菌的活性是伊曲康唑的16倍。6 Kb对近平滑假丝酵母菌的活性高于对照药或与对照药相当。6 Ka和6 Kb对新生隐球菌的活性高于氟康唑和两性霉素B。

表3 6Ka和6Kb的体外抗真菌活性(MIC80，μg/ml)

4 结论

合成了(E)1-［4-(2，4-二氟苯基)-2-［2-(4-氟苯基)-乙烯基］-［1，3］二氧戊环-4-甲基］-1H-［1，2，4］三氮唑化合物的几何异构体6 Ka和6 Kb，测定其晶体结构，并考察了其体外抗真菌活性。结果表明，6 Ka和6 Kb对于5种测试真菌均具有很强的抑菌活性，且该类化合物的反式构型的抗真菌活性优于其顺式构型。研究结果为深入开展该类抗真菌化合物的设计研究打下扎实的基础。

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