新型三唑类衍生物的合成及抗真菌活性研究

·论著·

新型三唑类衍生物的合成及抗真菌活性研究

汤淏1，黄鲁1，张治强2，苏华1，吴茂诚2，任海祥1，王曙东1*

(1.南京军区南京总医院制剂科，南京 210002；2.第二军医大学药学院有机化学教研室，上海 200433)

[摘要]目的：研究具有萘苄结构的三唑类化合物的抗真菌活性。方法：设计合成了10个三唑类新化合物，其结构通过1H-NMR、MS确证，选择8种真菌为实验菌株，进行体外抑菌活性测试。结果：所有化合物对所选真菌均表现出了一定的抑菌活性，部分化合物对白念珠菌的MIC80值<0.125 μg/ml，是伏立康唑活性的16倍。结论：引入萘环和烷基侧链的目标化合物都具有抗真菌活性。

[关键词]三唑类衍生物；化学合成；抗真菌活性

[中图分类号]R914.5,R978.5[文献标志码]A

DOI：10.5428/pcar20150208

基金项目国家自然科学基金 (20972188)

作者简介汤淏(男)，硕士，主管药师.

[收稿日期]2014-11-04

Synthesis and antifungal activities of novel triazole derivatives

TANG Hao1,HUANG Lu1,ZHANG ZhiQiang2,SU Hua1,WU MaoCheng2,REN HaiXiang1,WANG ShuDong1*(1.Department of Pharmaceutics,Nanjing General Hospital of Nanjing Military Region,Nanjing 210002,China;2.Department of Organic Chemistry,School of Pharmacy,Second Military Medical University,Shanghai 200433,China)

ABSTRACT[]Objective：To synthesize a new series of triazole compounds with naphthalene benzyl side chain and evaluate their antifungal activities. Methods： Ten compounds were synthesized and identified by 1H-NMR,MS spectra. The in vitro antifungal activities of all the compounds were evaluated against eight human pathogenic fungi. Results： All of the compounds exhibited potent antifungal activities,some compounds showed high activities against Candida albicans with the MIC80 values of less than 0.125 μg/ml,which was 16 times higher than that of voriconazole. Conclusion： The target compounds with naphthalene and alkane substituents showed potent antifungal activities.

[KEY WORDS]triazole derivatives;chemical synthesis；antifungal activities

[Pharm Care Res，2015，15(2)：111-114]

E-mail：tang_hao0518@sina.com

*通信作者(Corresponding author)：王曙东，E-mail：857241135@qq.com

真菌感染是临床上的常见病和多发病。近年来，随着抗生素的滥用、免疫抑制剂的大量应用，器官移植和创伤性诊疗措施的广泛开展，侵袭性真菌感染菌种更加多样，发病率和病死率呈显著上升趋势。抗真菌药物的研究不论对药物研发工作者还是医务工作者都是一个迫切的任务[1]。以氟康唑为代表的三氮唑类药物是临床应用最为广泛的抗真菌药物，其他的还有酮康唑、伏立康唑和伊曲康唑等。由于氟康唑的耐药性，酮康唑、伊曲康唑的毒性较大，限制了氮唑类抗真菌药物在临床的应用，临床上急需高效低毒的抗真菌药物，因此设计合成新型三唑类化合物成为抗真菌药物研究的热点。

氟康唑有很好的体内抗真菌活性，毒性低，副作用少，但是耐药性比较严重[2]。在前期研究工作的基础上，本研究以氟康唑为先导化合物，根据氮唑类化合物抗真菌作用机制和构效关系，在目标化合物的设计上保留了氟康唑的基本药效基团二氟苯基、三唑环和叔醇结构[3,4]，考虑到特比萘芬的抗真菌活性，根据药物设计的拼合原理，在侧链引入疏水性较大的萘环，并在氮原子上引入不同的取代烷基，考察烃基的变化和侧链疏水基团对抗真菌活性的影响，以期找到活性更好的抗真菌化合物。

1材料

Broker Spectrospin AC-P 300型核磁共振仪 (美国布鲁克光谱仪器公司)，以CDC13为溶剂，四甲基硅烷 (TMS)为内标；SHB-ШA三用紫外分析仪 (上海豫康科教仪器设备有限公司)； Agilent 1100系列液相质谱联用仪(安捷伦科技有限公司)；Yamato model MP-21型熔点测定仪 (日本Yamato公司)，温度未经校正；Heidolph LABOROTA 4000旋转蒸发仪 (德国Heidolph集团)；ZF78循环水式多用真空泵(上海豫康科教仪器设备有限公司)；薄层色谱硅胶板和柱层析硅胶 (烟台江友公司)；所有试剂均为市售分析纯或化学纯。

2合成

2.1合成路线本研究共设计合成了10个未见文献报道的化合物，目标化合物的合成路线如图1、图2所示。

图1　关键中间体4的合成路线 Figure 1　Synthetic route of the key intermediate 4 反应条件a：氯乙酰氯、三氯化铝,室温,5 h；b：甲苯、碳酸氢钠、1,2,4-三氮唑,回流,8 h;c:甲苯、氢氧化钠、三甲基碘化亚砜、十六烷基三甲基溴化铵，60 ℃,4 h;d:甲烷磺酸,0 ℃,1.5 h

图2　目标化合物的合成路线 Figure 2　Synthetic route of the target compounds 反应条件 a:N-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳,光照,6 h,产率90%；b：R取代胺、三乙胺、甲醇,回流,6 h,产率80%；c：碳酸钾、乙腈、化合物6,室温,6～7 h,产率60%～70%

2.21-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-环氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸盐(化合物4)的制备该化合物按照文献[5]制备。

2.31-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-正丙基氨基)-2-醇(化合物7)的制备在装有回流装置磁力搅拌的500 ml茄型瓶中，加入2.2项制得的化合物21 g，再加入缚酸剂三乙胺20 ml，正丙胺10 ml，最后加入乙醇300 ml溶解，加热回流6～8 h。薄层层析 (TLC) 监测，反应完毕。减压蒸除溶剂，用乙酸乙酯200 ml萃取，200 ml水洗涤2次，无水硫酸钠干燥，过滤，蒸除乙酸乙酯，得油状目标化合物13.6 g，收率68%。

2.41-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-异丙基氨基)-2-醇的制备操作步骤同2.3项，唯加入的不同原料是将正丙胺替换为异丙胺10 ml，最后得油状目标化合物15.6 g，收率72%。

2.51-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-环丙基氨基)-2-醇的制备操作步骤同2.3项，唯加入的不同原料是将正丙胺替换为环丙胺10 ml，最后得油状目标化合物14.4 g，收率70%。

2.61-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-烯丙基氨基)-2-醇的制备操作步骤同2.3项，唯加入的不同原料是将正丙胺替换为烯丙胺10 ml，最后得油状目标化合物12.9 g，收率64%。

2.71-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-炔丙基氨基)-2-醇的制备操作步骤同2.3项，唯加入的不同原料是将正丙胺替换为炔丙胺10 ml，最后得油状目标化合物12.8 g，收率62%。

2.81-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-乙基氨基)-2-醇的制备操作步骤同2.3项，唯加入的不同原料是将正丙胺替换为乙胺10 ml，最后得油状目标化合物14.4 g，收率70%。

2.92-溴萘苄的制备在装有搅拌回流装置的250 ml三颈瓶中，加入3 g 2-甲基萘(21 mmol)，再加入100 ml CCl4溶解，加入过氧化苯甲酰(BPO) 0.1 g，分批加入N-溴代丁二酰亚胺(NBS)4.5 g(25.2 mmol)，光照条件下加热回流6 h。薄层层析监测(石油醚为展开剂)，反应结束后冷却，过滤，CCl4洗涤，蒸干滤液，得产品，收率90%。

2.10目标化合物1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-异丙基-N-萘苄基氨基)-2-醇(A2)的制备在50 ml茄型瓶中，加入1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-异丙基氨基)-2-醇306 mg(0.9 mmol)，溴代试剂1-溴甲基萘221 mg(1.0 mmol)，再加入无水碳酸钾150 mg(1.1 mmol)，最后加入乙腈20 ml，室温下反应24 h。薄层层析监测反应，反应结束后过滤，蒸干溶剂，加入少量水，乙酸乙酯50 ml萃取3次，合并萃取液，无水硫酸钠干燥，浓缩，得到残留油状物，柱层析得A2 287 mg，收率62%。化合物A1，A3～A10的制备方法同上。合成的10个目标化合物波谱数据见表1。

A2a异丙基21H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:8.11(1H,s,三唑-H),7.80(1H,s,三唑-H),6.58～7.52(10H,m,Ar-H),4.31～4.46(2H,dd,J=14.1Hz,三唑-CH2),3.39～3.57(2H,dd,J=13.5Hz,CH2-萘),2.88～3.13(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),2.61～2.70(1H,m,-CHMe2),0.83～0.93(6H,m,-C(CH3)2)。ESI-MS,m/z:436.21[M+H]+A3正丙基21H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:8.04(1H,s,三唑-H),7.81(1H,s,三唑-H),6.69～7.79(10H,m,Ar-H),4.31～4.46(2H,dd,J=14.1Hz,三唑-CH2),3.44～3.63(2H,dd,J=13.5Hz,CH2-萘),2.87～3.21(2H,dd,J=13.8Hz,-CH2-N),2.23～2.28(2H,m,-CH2C2H5),1.24～1.32(2H,m,-CH2CH2CH3),0.66～0.71(3H,m,-CH2CH2CH3)。ESI-MS,m/z:436.21[M+H]+A4烯丙基21H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:8.03(1H,s,三唑-H),7.80(1H,s,三唑-H),6.68～7.78(10H,m,Ar-H),5.61～5.66(1H,m,-CH2CH=CH2),4.95～5.11(2H,m,-CH2CH=CH2),4.31～4.46(2H,dd,J=14.1Hz,三唑-CH2),3.45～3.66(2H,dd,J=14.1Hz,CH2-萘),3.02～3.20(2H,m,-CH2-N),2.79～3.00(2H,m,-CH2CH=CH2)。ESI-MS,m/z:434.19[M+H]+A5丙炔基21H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:8.01(1H,s,三唑-H),7.80(1H,s,三唑-H),6.69～7.78(10H,m,Ar-H),4.41～4.55(2H,dd,J=14.1Hz,三唑-CH2),3.65～3.75(2H,t,CH2-萘),2.91～3.20(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),3.05～3.20(2H,m,-CH2C≡CH),2.26～2.27(1H,m,-CH2C≡CH)。ESI-MS,m/z:432.18[M+H]+A6乙基21H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:8.24～8.27(1H,m,三唑-H),8.01(1H,s,三唑-H),6.42～7.78(10H,m,Ar-H),4.34～4.42(2H,m,三唑-CH2),3.87～4.06(2H,dd,J=12.9Hz,CH2-萘),3.19～3.55(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),2.04～2.11(2H,m,-CH2CH3),1.23～1.28(3H,m,-CH2CH3)。ESI-MS,m/z:422.19[M+H]+A7环丙基11H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:7.94～7.97(1H,m,三唑-H),7.80～7.83(1H,m,三唑-H),6.64～7.83(10H,m,Ar-H),4.12～4.26(2H,m,三唑-CH2),3.95～4.20(2H,dd,J=15.9Hz,CH2-萘),3.13～3.49(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),0.83～0.91(1H,m, ),0.04～0.32(4H,m, )。ESI-MS,m/z:434.19[M+H]+A8正丙基11H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:7.99～8.02(1H,m,三唑-H),7.84～7.87(1H,m,三唑-H),6.63～7.77(10H,m,Ar-H),4.11～4.19(2H,m,三唑-CH2),3.78～4.10(2H,dd,J=12.9Hz,CH2-萘),2.83～3.21(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),2.27～2.35(2H,m,-CH2C2H5),1.42～1.50(2H,m,-CH2CH2CH3),0.69～0.74(3H,m,-CH2CH2CH3)。ESI-MS,m/z:436.21[M+H]+A9异丙基11H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:7.99～8.02(1H,m,三唑-H),7.79～7.82(1H,m,三唑-H),6.50～7.83(10H,m,Ar-H),4.11～4.19(2H,m,三唑-CH2),3.87(2H,t,CH2-萘),2.87～3.15(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),2.62～2.67(1H,m,-CHMe2),0.83～1.03(6H,m,-C(CH3)2)。ESI-MS,m/z:436.21[M+H]+A10烯丙基11H-NMR(300MHz,CDCl3)δ:7.97～8.00(1H,m,三唑-H),7.84～7.87(1H,m,三唑-H),6.86～7.78(10H,m,Ar-H),5.61～5.86(1H,m,-CH2CH=CH2),5.02～5.21(2H,m,-CH2CH=CH2),4.23～4.29(2H,d,三唑-CH2),3.76～4.17(2H,dd,J=12.9Hz,CH2-萘),2.83～3.23(2H,dd,J=14.1Hz,-CH2-N),2.90～3.18(2H,m,-CH2CH=CH2)。ESI-MS,m/z:434.19[M+H]+

a：A2为1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-异丙基-N-萘苄基氨基)-2-醇

3药理实验

参照美国国家临床实验室标准委员会 (NCCLS) 提出的标准化抗真菌敏感性实验方法，测试了化合物的体外抑菌活性。 所有目标化合物对8种人体致病菌： 白念珠菌(SC5314)、白念珠菌(Y0109)、新生隐球菌、近平滑假丝酵母菌、热带假丝酵母菌、红色毛癣菌、乳酒假丝酵母菌、熏烟曲霉菌的体外抑菌活性测试结果见表2。 阳性对照药为伊曲康唑、特比萘芬、酮康唑、两性霉素B、伏立康唑和氟康唑。

4讨论

从化合物的体外抑菌活性数据可以看出，大部分化合物均有一定的抗真菌活性，其中化合物A4对白念珠菌(SC5314)的抑制活性是氟康唑的64倍，和伏立康唑相当；化合物A5和A7对白念珠菌(SC5314，Y0109)的抑制活性则是伏立康唑的16倍，酮康唑的65倍，伊曲康唑的260倍，两性霉素B和氟康唑的1042倍。 其余化合物的抑制活性都相对较弱，尤其对熏烟曲霉菌的抑制活性很弱。分析原因可能是因为分子与靶酶结合时，疏水区空间有限，而化合物的侧链含有萘环结构，空间体积较大，而且又是刚性的平面结构，以至于不能和靶酶很好地结合。

表2　目标化合物的体外抗真菌最小抑菌浓度(MIC 80 a)

a：生长抑制率为80%时的最小抑制浓度；b:A2为1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-异丙基-N-萘苄基氨基)-2-醇

【参考文献】

[1]Zou Yan，Yu ShiChong，Li RenWu，etal. Synthesis,antifungal activities and molecular docking studies of novel 2-(2,4-difluorophenyl)-2-hydroxy-3-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)propyl dithiocarbamates[J]. Eur J Med Chem,2014,74:366-374.

[2]Tang Hui，Zheng CanHui，Ren XiaoHui，etal. Synthesis and biological evaluation of novel triazole derivatives as antifungal agents[J]. Chin Chem Lett,2013,24(3):219-222.

[3]Jiang ZhiGan，Wang Yan，Wang WenYa，etal. Discovery of highly potent triazole antifungal derivatives by heterocycle-benzene bioisosteric replacement[J]. Eur J Med Chem,2013,64:16-22.

[4]Cao XuFeng,Chu WenJing,Cao YongBing，etal. Design and synthesis of novel antifungal triazole derivatives with good activity and water solubility[J]. Chin Chem Lett,2013,24(4)：303-306.

[5]Richardson K. Antifungal 1,3-bis-triazolyl-2-propanol derivative:United States,4404216[P].1983-09-13.

[修回日期]2015-02-28

[本文编辑]阳凌燕