本發(fā)明公開了一類新型化合物及其應用，具體的涉及一類新型噻唑類衍生物的結構、制備方法和生物活性的應用。本發(fā)明還涉及了所述衍生物、其藥學上可接受的鹽，溶劑合物或者前藥以及上述類型的藥物組合物，屬于藥物化學技術領域。

背景技術：

微生物對人類最重要的影響之一是導致傳染病的流行。在人類疾病中有約50％是由微生物感染而引起的。微生物導致人類疾病的歷史，也就是人類與之不斷抗爭的歷史。在疾病的預防和治療方面，人類雖然已經取得了令人矚目的進展，但是新出現的，或者產生耐藥的微生物感染一直都存在，例如人們目前面臨的日益嚴峻的抗生素耐藥問題，迫切需要新藥物的研制。

近幾十年來，雖然有了許多抗微生物藥物應用于臨床，但微生物感染性疾病一直有增無減。例如，雖然新的抗菌藥物不斷涌現，使得一大部分感染性疾病得到了有效地控制和治療，但現實是，人們由細菌感染引發(fā)的疾病總死亡率與磺胺藥問世以前持平。這一方面由于引起感染的病原菌不斷由于耐藥而不斷產生變異，另一方面，新的感染性疾病不斷產生，例如現在人們束手無策的超級細菌的產生，使診斷和治療變得更為復雜和困難。

病原微生物是指可以侵犯人體，引起感染甚至傳染病的微生物，亦稱病原體。病原體包括寄生蟲(如原蟲、蠕蟲、醫(yī)學昆蟲，弓形蟲)、真菌、細菌、螺旋體、支原體、立克次體、衣原體、病毒等。

細菌感染是致病菌或條件致病菌侵入血液循環(huán)中生長繁殖，產生的毒素、細菌和其他代謝產物，自傷口或體內感染病灶侵入血液引起的急性全身性感染。臨床上患者常表現為煩躁、四肢厥冷及紫紺、脈搏細速、呼吸增快、血壓下降等癥狀。尤其在老人、兒童、有慢性病或免疫功能低下者、治療不及時及有并發(fā)癥患者中，可發(fā)展為敗血癥或者膿毒血癥。

人體寄生蟲病是由寄生蟲引起的一類危害嚴重人類健康的傳染病，在熱帶、亞熱帶的國家中發(fā)病率較高。常見的寄生蟲有原蟲、鞭蟲、日本血吸蟲、絲狀線蟲、腸線蟲和絳蟲、弓形蟲等。世界上約有50％的人感染過寄生蟲，我國平均寄生蟲感染率也高達20％～30％。

弓形蟲屬于頂復門的單細胞真核原生生物，是一種專性細胞內寄生原蟲，可感染包括人在內的大部分宿主，在免疫功能正常的機體內多呈隱形感染。若機體免疫功能受損，可使隱形感染急性發(fā)作而危及生命。孕婦感染弓形蟲可致先天性弓形蟲病，引起胎兒的死亡、孕婦流產等嚴重后果。男性感染弓形蟲則可導致不育。而治療弓形蟲病的藥物存在可選藥物少、治療周期長、復發(fā)率高、藥物毒副作用大等難題，特別是尚無殺滅弓形蟲包囊的藥物。目前，臨床上治療弓形蟲病仍以傳統(tǒng)的磺胺嘧啶和乙胺嘧啶聯合用藥為主。這兩種藥物均存在治療療程長、不良反應多等缺點，在總體治療療效上并不理想。鑒于目前仍無效果良好的弓形蟲疫苗的情況下，尋找具有良好殺蟲效果且毒副作用小、價廉的抗弓形蟲藥物是國內外學者為之努力的重要方向。

果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(Fructose 1,6-Bisphosphate Aldolase，FBA)是糖酵解途徑的關鍵酶，負責可逆地裂解果糖1,6-二磷酸(FBP)為3-磷酸甘油醛(GAP)和磷酸二羥丙酮(DHAP)。

所述果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(FBA)催化糖1,6-二磷酸裂解過程反應式如下：

這一步酶促反應是醣酵解、卡爾文循環(huán)(還原型磷酸戊糖途徑)及糖異生等途徑中的一部重要反應。

自然界中的FBA主要分為I型和II型。其中，I型主要存在于脊椎動物，如人和其他高級動物。而II型主要存在于無脊椎動物，如細菌和原生動物等。I型和II型的主要區(qū)別在于：兩者的催化機理不同，如下反應式所示。

I型果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(FBA)催化時，通過自身活性部位的賴氨酸殘基(Lys)的氨基與底物的羰基縮合形成一個西弗堿中間體。而II類果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(FBA)發(fā)生催化反應時，不能形成穩(wěn)定的中間體，需要利用像Zn²⁺這樣的二價陽離子作為輔助因子促使其發(fā)揮催化活性。細菌和弓形蟲的果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(FBA)屬于II類型，它發(fā)生催化作用需要具備兩個條件：1)需要Zn²⁺作為輔助因子促使其具有活性，并發(fā)揮催化作用；2)通過其關鍵氨基酸與底物果糖-1,6-二磷酸形成氫鍵結合，從而阻止該酶與底物的結合，最終抑制酶的活性?；谏鲜鰞煞N類型FBA的特性，如果某種抑制劑是選擇性作用于II型FBA，而非針對哺乳動物的I型FBA，則不會給人體帶來任何毒副作用。因此，開發(fā)新型特異性作用于II型FBA的抑制劑，使其只作用于細菌和原生動物而不對哺乳動物有毒副作用，有望成為很有應用前景的一類抗菌和抗寄生蟲藥物。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提供一類具有抗菌和抗寄生蟲活性的噻唑類衍生物、其藥學上可接受的鹽、溶劑合物或者前藥、藥物組合物，使其有可能成為治療指數較高的可用于臨床的抗菌和抗寄生蟲藥物，為后續(xù)臨床藥物的研發(fā)提供依據和參考。

噻唑基、脲基、硫脲基均是重要的藥效團，含噻唑和脲基(或硫脲基)的化合物被報道具有多種生物活性，如抗菌、抗癌、抗炎、抗病毒等生物活性。本發(fā)明通過引入噻唑、脲基和硫脲基等活性基團，得到系列噻唑類衍生物(I)和(II)，并針對一些代表性的致病細菌，以及寄生蟲中的弓形蟲，對所合成的化合物進行了活性測試。

本發(fā)明技術方案采取的設計依據是：

基于如下反應：

如上述反應式所示，化合物1是Carlos等人設計合成的喹啉類衍生物，具有顯著的抗原生動物(寄生蟲)和廣譜的抗菌活性?；衔?(硝唑尼特，NTZ)是一種傳統(tǒng)的廣譜、高效抗寄生蟲和抗菌藥物，已經上市應用多年，其作用的生物靶標正是只作用于細菌和原生動物的II型果糖-1,6-二磷酸醛縮酶。本發(fā)明基于化合物1和2的結構特點，綜合利用藥物設計中的分子雜合、環(huán)合、生物電子等排、藥效團遷躍等策略，設計了特異性靶向作用于II型果糖-1,6-二磷酸醛縮酶的新型噻唑類衍生物，其化學結構如反應式所示的式(I)和式(II)。在新化合物中引入脲基(或硫脲基)的目的有二：一方面可以調節(jié)化合物的水溶性，提高化合物的生物利用度；另一方面，可以通過增加氫鍵的供體(NH)以及受體(C＝O)來增強化合物與受體蛋白II型果糖-1,6-二磷酸醛縮酶的結合力，提高目標化合物潛在的抗菌和抗寄生蟲活性。

本發(fā)明所述的含有脲基或硫脲基的噻唑類衍生物，具有通式(I)或(Ⅱ)所示的結構：

其中：

n為0～8的正整數；

X為O或S；

Y為CH或N；

R¹選自氫、鹵素(F、Cl、Br、I)、羥基、氰基、硝基、氨基，羧基，異羥戊酸基，氨基甲?；⒒酋０坊?、C1-8直鏈或支鏈烷?；?，C1-8直鏈或支鏈烷磺?；?，C1-8直鏈或支鏈烷基、C_2-8直鏈或支鏈烯基、C_2-8直鏈或支鏈炔基、雜烷基、C3-12環(huán)烷基、鹵代C1-8直鏈或支鏈烷基、C_1-8直鏈或支鏈烷氧基、C1-8直鏈或支鏈烷硫基、C1-8酰基，R⁸-O、R⁹SC(O)-、R¹⁰SO₂-、(R¹¹)NH-C(O)-、(R¹²)(R¹³)N-可被取代的氨基、可被取代的C3-12環(huán)烷基、C1-8脂族酰氧基、4至7元含氮原子的雜環(huán)基、5-或6-元含氮原子芳族雜環(huán)基。任選被一個或多個如下基團取代：鹵素、硝基、芳基、雜芳基、羥基、芳基氧基、雜芳基氧基、雜烷氧基、氨基、C1-8直鏈或支鏈氨基、二烷基氨基、芳基氨基、雜芳基氨基、C1-8烷基芳基氨基、雜烷基氨基、巰基、C1-8烷基巰基、芳基巰基、雜芳基巰基、雜烷基巰基、C1-8烷基磺酰基、芳基磺?；㈦s芳基磺?；1-8烷亞砜基、芳基亞砜基、雜芳基亞砜基、氰基、C1-8烷基羰基、芳基羰基、雜芳基羰基、C1-8烷氧基、C1-8鹵代烷基；

R²為藥學上可以接受的無機酸或有機酸；

R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷為相同的或不同且獨立的取代基，為氫、鹵素(F、Cl、Br、I)、羥基、氰基、硝基、氨基，羧基，酰肼基，C_1～8直鏈或支鏈烷基、C_2-8直鏈或支鏈烯基、C_2-8直鏈或支鏈炔基、雜烷基、C_3-12環(huán)烷基、鹵代烷基、烷氧基、烷硫基、烷酰基、芳酰基、雜芳酰基、芳基C_1-8烷?；?、雜芳基C_1-8直鏈或支鏈烷?；⒎蓟酋；㈦s磺?；⒎蓟鵆_1-8直鏈或支鏈烷磺?；㈦s芳基C_1-8直鏈或支鏈烷磺?；?、C_1-8脂族酰氧基、芳基、雜芳基、雜環(huán)烷基、雜烷氧基，4至7元含氮原子的雜環(huán)基、5-或6-元含氮原子芳族雜環(huán)基，各自任選地被一個或多個選自下列的取代基取代：羥基、鹵素、硝基、氨基、羧基、烷基、環(huán)烷基、芳基、雜芳基、雜環(huán)烷基、烷氧基、烷氧基-烷基-、烷氧基羰基、芳基、雜芳基、芳基氧基、雜芳基氧基、雜烷氧基、C_1-8直鏈或支鏈的氨基、二烷基氨基、芳基氨基、雜芳基氨基、C_1-8直鏈或支鏈烷基芳基氨基、雜烷基氨基、巰基、C_1-8直鏈或支鏈烷基巰基、芳基巰基、雜芳基巰基、雜烷基巰基、C1-8直鏈或支鏈烷基磺?；⒎蓟酋；?、雜芳基磺?；?、C1-8直鏈或支鏈烷亞砜基、芳基亞砜基、雜芳基亞砜基、氰基、C1-8直鏈或支鏈烷基羰基、芳基羰基、雜芳基羰基、C1-8直鏈或支鏈烷氧基、C1-8鹵代烷基、R⁸SC(O)-、R⁹SO₂-、(R¹⁰)NH-C(O)-、(R¹¹)(R¹²)N-、R¹³-O-、HC(O)-、芳氧基。

上述含有脲基或硫脲基的噻唑類衍生物優(yōu)選的實施方式是：所述R¹、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷獨立地是C_1～8直鏈或支鏈烷基、芳基、雜環(huán)烷基、鹵素、C_1-8直鏈或支鏈烷氧基、羥基、二烷基氨基、烷基磺酰基、芳氧基、雜芳基，其各自任選地被1～5個選自下列的取代基取代：C_1-8直鏈或支鏈烷基、鹵素、羥基、C_1-8直鏈或支鏈烷氧基、羥基、硝基、氨基、羧基、HC＝O-、芳氧基；R²是鹽酸、氫溴酸、硝酸、硫酸、重硫酸、磷酸、二磷酸、醋酸、丙酸、羥基乙酸、2-羥基丙酸、2-氧代丙酸、草酸、丙二酸、富馬酸、2-羥基-1,2,3-丙三酸、乳酸、酒石酸、鞣酸、枸櫞酸、三氟乙酸、蘋果酸、琥珀酸、水楊酸、延胡索酸、葡萄糖酸、糖二酸、苯甲酸、苯乙酸、阿魏酸、2-羥基苯甲酸、4-氨基-2-羥基苯甲酸、甲磺酸、乙磺酸、環(huán)己基亞磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、檸檬酸、馬來酸、咖啡酸、沒食子酸或巴莫酸。

含上述化合物藥學上可接受的鹽，溶劑合物或者前藥，或者藥物組合物，其特征在于：所述的溶劑合物，含一個或一個以上分子的結晶水；所述的前藥包括C_1～8直鏈或支鏈烷基酯、芳基酯、C_1～8直鏈或支鏈烷基酰胺、芳基酰胺；所述的藥物組合物除含有一種或多種藥學上可接受的載體或賦形劑外，還至少含有一種治療量的權利要求1或2所述的噻唑類似物、其藥學上可接受的鹽，溶劑合物或者前藥。

其中：所述的溶劑合物優(yōu)選含1～3個分子的結晶水；所述的前藥含有的酯還包括環(huán)烷基酯和芳基烷基酯。

本發(fā)明所述具有抗菌和抗弓形蟲活性的一類噻唑類衍生物，其特征在于：選自下列化合物之一：

4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)-N-苯基哌嗪-1-甲酰胺；

N-(4-氟苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(4-氯苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(4-溴苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-(4-苯甲硫?；?哌嗪-1-基)乙酰胺；

N-(3,4二甲氧基苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(4-溴苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(4-甲苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(2-甲氧基苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(2-甲氧基苯基)-4-(3-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代丙基)哌嗪-1-甲酰；

N-(4-甲苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧丙乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N-(4-氟苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺；

N¹-(3-氯苯基-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺；

N¹-(4-甲苯基)-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺；

N¹-(4-甲氧基苯基)-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺；

N¹-(3-甲氧基苯基)-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺；

N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)-N¹-苯基哌啶)-1,4-二甲酰胺；

N¹-(4-氯苯基)-N4-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺；

N-(5-硝基噻唑-2-基)–(4-(3-苯基硫脲)哌啶-1-基)乙酰胺；

2-(4-(3-(4-氯苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺；

2-(4-(3-(4-氟苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺；

2-(4-(3-(4-溴苯基)脲基)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺；

2-(4-(3-(3-溴苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺；

2-(4-(3-(4-甲氧基苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺；

2-(4-(3-(4-甲苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺；

2-(4-(3-(3,4-二甲苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺。

上述噻唑類衍生物具體結構式如下：

式(I)所列噻唑類衍生物中之一：

式(II)所列噻唑類衍生物中之一：

本發(fā)明提供了式(I)和(II)的化合物，與含有此類化合物的藥物組合物及部分具有顯著抗菌和抗寄生蟲活性的優(yōu)選化合物。對于解釋本說明書的目的而言，適用以下定義，并且在任何適宜的情況下，以單數形式使用的術語也包括復數形式，反之亦然。

除非另有說明，本文所用的術語“鹵素”是指氟、氯、溴和碘。

術語“烷基”是具有1～20個碳原子的直鏈或支鏈完全飽和烴鏈。烷基優(yōu)選包含1至8個碳原子、烷基的代表性實例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基。

術語“芳基”指具有6～14個碳原子和多至3個環(huán)的芳族體系,所述環(huán)可以是稠合或直接連接的。所述芳基的代表性示例包括但不限于苯基、聯苯、菲基、蔥基。芳基還可包含一個或多個非完全芳族的環(huán),所述體系示例是二氫呋喃。

術語“烯基”指包含至少一個雙鍵(有順式或反式)且優(yōu)選具有2～20個碳原子的分支或不分支不飽和烴基。烯基示例包括乙烯基、2-丙烯基和異丙烯基。

術語“炔基”指包含至少一個叁鍵且優(yōu)選具有2～20個碳原子的分支或不分支不飽和烴基。炔基示例包括乙炔基、2-丙炔基和異丙炔基。

術語“環(huán)烷基”指具有3～20個環(huán)碳原子的非芳族環(huán)基并形成1-3個環(huán)且可選包含一個或多個烯鍵。多環(huán)體系可以是螺環(huán)、稠環(huán)或橋環(huán)等。環(huán)烷基包括例如環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)戊烯基、環(huán)己烯基、金剛烷基、雙環(huán)[2.2.1]庚烷、雙環(huán)[2.2.2]辛烷、三環(huán)[3.3.1.1]癸烷等。

術語“雜烷基”指飽和或不飽和的，支鏈或直鏈的，被取代的或未取代的至少含有一個雜原子的烷基，其中任意一個雜原子不相鄰。雜烷基中含有2～15個碳原子，優(yōu)選含有2～10個原子。

術語“雜環(huán)烷基”或“雜環(huán)”是指任選被取代的完全飽和的、部分飽和的或不飽和的芳族或非芳族雜環(huán)基。例如，其是4至7元單環(huán)、7至12元二環(huán)環(huán)系，其可以是稠合的、螺狀的，且在含有至少一個碳原子的環(huán)中具有至少一個雜原子。含有雜原子的雜環(huán)基的每個環(huán)可以含有1、2或3個選自氮原子、氧原子和硫原子的雜原子，其中環(huán)上的-CH₂-可以被-C(O)-基團替代，并且硫雜原子還可以任選地被氧化成S(O)或S(O)₂基團。在稠環(huán)體系中，一個環(huán)可以是非芳族雜環(huán)，并且其它環(huán)可以是環(huán)烷基、芳基、或雜芳基。此外，雜環(huán)基還可以在雜原子或碳原子處被連接。

示例性的優(yōu)選單環(huán)雜環(huán)基包括：吡咯烷基、吡咯基、氧雜環(huán)丁烷基、咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、三唑基、噁唑基、噁唑烷基、異噁唑啉基、異噁唑基、噻唑基、噻二唑基、噻唑烷基、異噻唑基、異噻唑烷基、呋喃基、四氫呋喃基、噻吩基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、四氫吡喃基、嗎啉基、硫嗎啉基、硫嗎啉基亞礬；示例性的優(yōu)選二環(huán)雜環(huán)基包括：吲哚基、二氫吲哚基、苯并噻唑基、苯并噁嗪基、苯并噁唑基、苯并噻吩基、苯并噻嗪基、奎寧環(huán)基、喹啉基、四氫喹啉基、十氫喹啉基、異喹啉基、四氫異喹啉基、十氫異喹啉基、苯并咪唑基、苯并吡喃基、苯并呋喃基、香豆素；示例性的三環(huán)雜環(huán)基包括：咔唑基、吩噻嗪基、咔啉基等。

術語“雜芳基”是指在芳環(huán)中包含硫、氧和氮中至少之一的芳基。優(yōu)選地,所述雜芳基是5～10元芳環(huán)體系。所述非限制性的例子是吡喃基、呋喃基、吡啶基、嘧啶基、噻吩基、異噻唑基、咪唑基、四氮唑基、三氮唑、吡嗪基、喹啉基(quinolyl)、異喹啉基(isoquinolyl)、苯并噻吩基、異苯并呋喃基、吡唑基、吲哚基、哌嗪基、四氫哌嗪基等等。

術語“氨基甲酰基”是指H₂NC(O)-、烷基-NHC(O)-、(烷基)₂NC(O)-、芳基-NHC(O)-、烷基(芳基)-NC(O)-、雜芳基-NHC(O)-、烷基(雜芳基)-NC(O)-、芳基-烷基-NHC(O)-、烷基(芳基-烷基)-NC(O)-等。

術語“磺酰氨基”是指烷基-S(O)₂-NH-、芳基-S(O)₂-NH-、芳基-烷基-S(O)₂-NH-、雜芳基-S(O)₂-NH-、雜芳基-烷基-S(O)₂-NH-、烷基-S(O)₂-(烷基)-、芳基-S(O)₂-N(烷基)-、芳基-烷基-S(O)₂-N(烷基)-、雜芳基-S(O)₂-N(烷基)-、雜芳基-烷基-S(O)₂-N(烷基)-等。

術語“酰基”是指1至10個碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀構型或其組合構型的基團R-C(O)-，其通過羰基官能團與母體結構連接。這類基團可以是飽和的或不飽和的，并且可以是脂族的或芳族的。優(yōu)選地，?；械腞是烷基或烷氧基或芳基或雜芳基。其實例包括但不限于乙酰基、苯甲?；⒈；惗□；⑹宥⊙趸驶?、節(jié)氧基羰基等。低級?；侵负?至4個碳的?；?。

術語“烷氧基”是指基團：-O-(取代烷基),其中烷基如前所述示例性的烷氧基是-OCH₃、-OCH₂CH₃、-OCH(CH₃)₂、OCH₂CH₂CH₃。

術語“環(huán)烷氧基”是指取代或未取代的，飽和或不飽和的環(huán)狀烷氧基，其含有碳原子和/或一個或多個雜原子。該環(huán)可以是單環(huán)或稠環(huán)，橋環(huán)或螺環(huán)的體系。單環(huán)通常有3～9個原子，優(yōu)選4～7個原子，多環(huán)通常含有7～17個原子，優(yōu)選7～13個原子。

術語“芳氧基”是指芳族碳環(huán)氧基，優(yōu)選的芳環(huán)含有6～10個碳原子。

術語“烷硫基”是指氫被烷基取代的巰基，例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、叔丁基硫基、環(huán)丙基硫基等。

術語“磺?；笔侵窻-SO₂-。其中R是氫、烷基、芳基、雜芳基、芳基-烷基、雜芳基-烷基、芳基-O-、雜芳基-O-、烷氧基、芳氧基、環(huán)烷基、或雜環(huán)烷基。

術語“芳胺基”是指芳族碳環(huán)胺基，優(yōu)選的芳環(huán)含有6～10個碳原子。

術語“雜芳氧基”是指芳族雜環(huán)氧基，可以是單環(huán)或雙環(huán)基團。

術語“雜芳胺基”是指芳族雜環(huán)胺基，可以是單環(huán)或雙環(huán)基團。

術語“芳酰基“是指芳香族碳環(huán)末端連有羰基的基團。優(yōu)選的芳環(huán)有6～10個碳原子。

術語“雜芳?；笔侵阜枷阕咫s環(huán)末端連有羰基的基團，可以是單環(huán)或雙環(huán)基團。優(yōu)選的雜芳基包括：噻吩、呋喃、吡咯、吡啶、哌啶、哌嗪、N-甲基哌嗪、吡嗪、噻唑、嘧啶、喹啉、四氮唑、三氮唑、苯并噻唑、苯并呋喃、吲哚等。

術語“環(huán)烷酰基”是指飽和或不飽和，取代或未取代的環(huán)狀末端連有羰基的基團環(huán)系，可以是單環(huán)或雙環(huán)基團。優(yōu)選含有7～13個原子。

術語“藥學上可接受鹽”，該術語包括羧酸基團的鹽，可通過使化合物與適當的堿反應來提供相應的堿加成鹽。這種堿的例子是：堿金屬氫氧化物，包括氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰；堿土金屬氫氧化物，諸如氫氧化鎂和氫氧化鈣。此外，還包括有機堿的鹽，所述有機堿諸如賴氨酸、精氨酸、乙醇胺、膽堿等；無機堿的鹽，所述無機堿例如銨或取代銨鹽。在適當的時候，本發(fā)明化合物還可通過用藥學上可接受的有機酸和無機酸，例如氫鹵酸、鹽酸、氫嗅酸、氫碘酸等處理所述化合物而形成酸加成鹽；其它無機酸的相應鹽，諸如硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽等；以及烷基磺酸鹽和單芳基磺酸鹽，諸如乙烷磺酸鹽、甲苯磺酸鹽和苯磺酸鹽；以及其它有機酸的相應鹽，諸如乙酸鹽、酒石酸鹽、馬來酸鹽、檸檬酸鹽乳酸鹽、酒石酸鹽、鞣酸鹽、枸櫞酸鹽、三氟乙酸鹽、蘋果酸鹽、琥珀酸鹽、水楊酸鹽、延胡索酸鹽、葡萄糖酸鹽、糖二酸鹽、苯甲酸鹽、苯乙酸鹽、阿魏酸鹽等。

術語“藥學上可接受的溶劑化物”是指水(即水合物)或者藥學上可接受溶劑的溶劑化物，例如與乙醇的溶劑化物等。

術語“前藥”是指在體內(通常迅速地)轉化得到上式的母體化合物的化合物。例如，通過化合物在血液中水解。一般的例子包括但不限于具有帶有羧酸部分的活性形式的化合物的活性酯和酰胺的形式。例如，本發(fā)明所述化合物的前藥用酯包括但不限于烷基酯(例如具有1到6個碳原子的烷基酯)，其中烷基包括直鏈或支鏈?？山邮艿孽ミ€包括環(huán)烷基酯和芳基烷基酯。

術語“可藥用載體”包括任意和所有的溶劑、分散介質、包衣物、表面活性劑、抗氧化劑、防腐劑(例如抗細菌劑、抗真菌劑)、等張劑、吸收延遲劑、鹽、防腐劑、藥物、藥物穩(wěn)定劑、粘合劑、賦形劑、崩解劑、潤滑劑、甜味劑、矯味劑、染料等物質及其合理組合。

術語“藥學上可接受的”表示被聯邦政府或州政府的管理機構批準、或者據美國藥典或其它公認典籍記錄可用于動物尤其是人。

本發(fā)明提供具有抗病原微生物，尤其具有抗寄生蟲(如弓形蟲)和抗菌活性的噻唑類衍生物，在本發(fā)明所述的抗菌和抗弓形蟲活性實驗測試中被證實均具有不錯的活性。本文中所述的化合物、其藥學上可接受的鹽，溶劑合物或者前藥，或者藥物組合物，可以通過口服、局部、直腸、鼻內或者胃腸外途徑給予動物以用于治療目的。本文中所公開藥物組合物包含藥學上有效量的本文中所述化合物和一種或多種藥學上可接受的載體、賦形劑或稀釋劑。

給予本發(fā)明化合物時可以使用各式各樣的藥物形式。用于口服給藥的固體制劑包括：膠囊、片劑、丸劑、粉劑、顆粒劑。就固體制劑而言,可將活性化合物與下列輔料混合：一種或多種惰性的藥學上可接受的賦形劑或載體(例如檸檬酸鈉、磷酸氫鈣)和/或填充劑或增量劑(例如淀粉類、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇、硅酸、或者它們的混合物)；粘合劑,例如梭甲基纖維素、藻酸鹽、明膠、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、阿拉伯膠、或者它們的混合物；崩解劑，例如瓊脂、碳酸鈣、馬鈴薯淀粉、海藻酸、某些硅酸鹽、碳酸鈉、或者它們的混合物；吸收促進劑，例如季銨化合物；濕潤劑，例如單硬酸酸甘油酯、或者它們的混合物；吸附劑，例如高嶺土；潤滑劑，例如滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、固體聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、或者它們的混合物。膠囊、片劑或丸劑中還可包含緩沖劑?？梢酝ㄟ^使用一層或多層包衣或殼層(例如腸溶包衣材料或者本領域技術人員已知的其它包衣材料)來制備片劑、膠囊、丸劑或顆粒劑,用以調節(jié)活性成分的釋放。用于口服給藥的液體形態(tài)制劑包括：藥學上可接受的乳劑、溶液劑、懸浮劑、糖漿劑。在這種液體形態(tài)制劑中，可以將活性化合物與水或者一種或多種無毒的溶劑、增溶劑或乳化劑(例如水、乙醇、異丙醇、碳酸乙酷、乙酸乙酯、丙二醇)、油類(例如棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄欖油、蓖麻油和芝麻油、甘油、山梨醇配的脂肪酸、或者它們的混合物)混合?？诜M合物還可以包含一種或多種輔助劑(例如濕潤劑、乳化劑、助懸劑、甜味劑、矯味劑、芳香劑、或者它們的混合物)。

可以根據本領域技術人員已知的方法尤其是使用一種或多種合適的分散劑或者濕潤劑和助懸劑來調配注射劑(例如滅菌注射劑)和水懸浮劑?？刹捎玫目山邮艿馁x形劑和溶劑包括水、等滲氯化鈉中的一種或多種、或者它們的混合物。用于制備本發(fā)明化合物的直腸給藥栓劑。用于本發(fā)明化合物的局部給藥或經皮給藥的劑型包括：軟膏、糊劑、乳膏、洗劑、凝膠劑、粉劑、溶液劑、噴霧劑、吸入劑或者貼劑?？梢栽跓o菌條件下將活性化合物與一種或多種藥學上可接受載體,以及根據需要可選性地與各種防腐劑或緩沖劑混合。滴眼劑、滴耳劑、眼膏、粉劑和溶液劑也包含在本發(fā)明的范圍內。藥物制劑可采用單位劑型的形式。在單位劑型中,可以把藥物制劑細分成含有適當量的活性成分的單位劑量。單位劑型可以是在玻璃小瓶或安瓶瓶中含有分離的膠囊或粉劑的包裝制劑、軟膏、膠囊、小袋、片劑、凝膠劑、乳膏、或者任意組合和數量的這種包裝劑。

本文所公開的化合物、其藥學上可接受的鹽，溶劑合物或者前藥，或者藥物組合物，可通過有機合成中熟知且本發(fā)明所屬領域普通技術人員熟悉的技術進行制備。以下實例意欲舉例說明本發(fā)明，但不是限制本發(fā)明。另外，本文所述方法并不是合成本發(fā)明所述化合物的唯一方法。此外，本文所述多個合成步驟可以交替順序進行從而提供所需的化合物。

本發(fā)明所述噻唑類衍生物的制備方法，具體是：

式(I)所示化合物的制備方法有如下兩條路線：

當Y為N原子時，采用合成路線1所示的方法；

具體地，以5位取代的2-氨基噻唑(1eq)為起始原料，和氯代烷基酰氯化合物(1.2eq)在堿性條件下(如三乙胺，1.2eq)進行縮合，合成中間體1-1，中間體1-1(1eq)和4-Boc取代的哌嗪(1.2eq)在無機酸(碳酸鉀)的催化下生成中間體1-2，中間體1-2在三氟乙酸溶液中脫去Boc保護基，生成中間體1-3(1eq)，再和取代的苯基異氰酸酯(1eq)反應生成1-4，最后與各種有機或無機酸的飽和乙酸乙酯溶液生成目標化合物；

合成路線1的化學反應式如下：

上述合成路線1中所用的試劑和反應條件：(a)三乙胺，無水二氯甲烷，0℃至室溫；(b)碳酸鉀，無水乙腈，60℃；(c)三氟乙酸，0℃至室溫，3-4h；(d)三乙胺，無水四氫呋喃，0℃至室溫；(e)無機酸或有機酸的乙酸乙酯飽和溶液，室溫；所用到的各種溶劑根據常用的標準干燥方法進行干燥；

當Y為CH時，采用合成路線2所示的方法；

具體地，以5位取代的2-氨基噻唑(1eq)為起始原料，在HOBt(1.2eq)和EDCI縮合劑(1.2eq)和三乙胺(1.2eq)條件下，和1-Boc-4-哌啶甲酸(1eq)進行縮合反應，生成中間體2-1，該中間體2-1在三氟乙酸溶液中脫去Boc保護基，生成中間體2-2，中間體2-2(1eq)再和取代的苯基異氰酸酯2-3(1eq)反應，生成2-4，最后與各種有機或無機酸的飽和乙酸乙酯溶液生成目標化合物；

合成路線2的化學反應式如下：

上述合成路線2中所用的試劑和反應條件：(a)HOBT，EDCI，三乙胺，0℃至室溫，4h；(b)三氟乙酸，0℃至室溫，3h；(c)三乙胺，無水四氫呋喃，0℃至室溫；(d)無機酸或有機酸的乙酸乙酯飽和溶液，室溫。所用到的各種溶劑根據常用的標準干燥方法進行干燥；

式(II)所示化合物的制備采用合成路線3所示的方法；

具體地，以5位取代的2-氨基噻唑(1eq)為起始原料，和氯代烷基酰氯化合物(1.2eq)在堿性條件(三乙胺，1.2eq)條件下進行縮合，生成中間體3-1；該中間體3-1(1eq)和4-Boc-氨基哌啶(1eq)在無機酸碳酸鉀(1eq)的催化下生成中間體3-2；中間體3-2在三氟乙酸中脫去Boc保護基，生成中間體3-3，再和取代的苯基異氰酸酯(1eq)反應，最后與各種有機或無機酸的飽和乙酸乙酯溶液生成目標化合物(II)；

合成路線3的化學反應式如下：

上述合成路線3中的試劑和反應條件：(a)三乙胺，無水二氯甲烷，0℃至室溫；(b)碳酸鉀，無水乙腈，60℃；(c)三氟乙酸，0℃至室溫，3-5h；(d)三乙胺，無水四氫呋喃，0℃至室溫；(e)無機酸或有機酸的乙酸乙酯飽和溶液，室溫；所用到的各種溶劑根據常用的標準干燥方法進行干燥。

本發(fā)明提供的含有脲基或硫脲基的噻唑類衍生物具有抗病原微生物，尤其具有抗寄生蟲(如弓形蟲)和抗菌活性，實驗結果顯示，該系列化合物的部分化合物對弓形蟲的CC50/IC50＞1甚至更高，呈現出較好的抑制活性。除此之外，編號為XQH-2-97、XQH-3-13和XQH-3-14的三個化合物對變形鏈球菌的抑制效果顯著，而且與陽性對照組的硝唑尼特相比上述三個化合物的殺菌能力顯著提升，有望開發(fā)成新的抗菌化合物。本發(fā)明為治療指數較高的可用于臨床的抗菌和抗寄生蟲藥物，為后續(xù)臨床藥物的研發(fā)提供依據和參考。應用前景廣闊。

具體實施方式

下面結合以下實例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的范圍決不限定于這些實例，所述內容是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

式(Ⅰ)優(yōu)選化合物的合成：

實施例1：4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)-N-苯基哌嗪-1-甲酰胺(化合物I-1，代號XQH-3-13)的制備方法

〈1〉中間體2-氯-N-(5-硝基噻唑-2-基)(1-1)的制備

將5-硝基2-氨基噻唑(1eq)和三乙胺(1.2eq)溶解于二氯甲烷中，在0℃下逐滴滴加氯乙酰氯(1.2eq)，滴加完畢自升溫繼續(xù)反應5h，用TLC檢測反應，原料無剩余，停止反應。向反應液中加100ml的蒸餾水，水相用二氯甲烷萃取三次(3×100ml)，合并的有機層用飽和氯化鈉溶液洗滌兩次(2×100ml)，無水硫酸鎂干燥，然后蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠柱純化分離(二氯甲烷:甲醇＝150:1)得到黃色固體目標化合物，產率72％。

〈2〉中間體4-叔丁基-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-羧酸(1-2)的制備

將上一步中間體1-1(1eq)，4-Boc-哌嗪(1.2eq)和K₂CO₃(1.2eq)溶解于無水CH₃CN中，在60℃下反應8h，用TLC檢測反應，原料無剩余，停止反應。蒸出CH₃CN，向反應液中加100ml的蒸餾水，水相用乙酸乙酯萃取三次(3×100ml)，合并有機相，用飽和NaCl洗兩次(2×100ml)，無水硫酸鎂干燥，然后真空蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠色譜柱柱純化分離(二氯甲烷:甲醇＝100:1)得到黃色固體，產率78％。

〈3〉中間體N-(5-硝基噻唑-2-基)-2-(哌嗪-1-基)乙酰胺(1-3)的制備

方法1：冰浴下，將上一步的中間體1-2溶解于最少量的無水二氯甲烷溶液中，一次性加入三氟乙酸溶液(2eq)，溫度升至室溫反應，至TLC監(jiān)測反應完全。真空濃縮反應液，用二氯甲烷帶走多余的三氟乙酸，所生成的產物1-3可以不經處理直接用于下一步的反應。

方法2：將乙酰氯慢慢滴入無水乙醇中(V:V＝4:5)，生成的HCl直接通入乙酸乙酯中制成飽和溶液，再將上一步中間體3溶于其中,在常溫下攪拌15分鐘，用TLC檢測反應完全，蒸干溶劑，得黃色固體，粗產品產率100％，未經處理直接進行下一步。

〈4〉4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)-N-苯基哌嗪-1-甲酰胺(I-1，代號為XQH-3-13)的制備

在0℃將中間體1-3(1eq)和三乙胺(1.2eq)溶解于無水四氫呋喃中，再逐滴滴加苯基異氰酸酯(1.2eq)，攪拌3h，用TLC監(jiān)測反應至原料已經反應完全。蒸出四氫呋喃，向反應液中加50ml的蒸餾水，水相用乙酸乙酯萃取三次(3×50ml)，合并有機相，用飽和氯化鈉溶液洗兩次(2×50ml)，無水硫酸鎂干燥30分鐘，然后經真空蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠色譜柱(200-300目)純化分離，二氯甲烷:甲醇＝60:1作為洗脫劑，得到類白色固體，產率73％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.63(s,1H),8.54(s,1H,),7.47-7.42(m,2H),7.23(t,J＝7.9Hz,2H),6.93(t,J＝7.3Hz,1H),3.54(s,2H),3.53-3.50(m,4H),2.64-2.61(m,4H)ppm；ESI-MS:388.9[M-H]^-。

實施例2：N-(4-氟苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-2，代號為XQH-2-78)的制備方法

制備方法同I-1，產率72％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.63(s,1H),8.57(s,1H),7.48-.42(m,2H),7.07(t,J＝8.9Hz,2H),3.53(s,2H),3.52-3.48(m,5H),2.67-2.62(m,4H)ppm；ESI-MS:408.1[M-H]^-.

實施例3：N-(4-氯苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-3，代號為XQH-2-80)的制備方法

制備方法同I-1，產率70％，¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.67(s,1H),8.63(s,1H),7.49(d,J＝8.6Hz,2H),7.28(d,J＝8.6Hz,2H),3.52(m,6H),2.64(s,4H).ESI-MS:423.0[M-H]^-.

實施例4：N-(4-溴苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-4，代號為XQH-2-85)的制備方法

制備方法同I-1，產率78％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.68(s,1H),8.64(s,1H),7.49(d,J＝8.6Hz,2H),7.30(d,J＝8.6Hz,2H),3.53(m,6H),2.65(s,4H).ppm；ESI-MS:469.1[M+H]⁺.

實施例5：N-(5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-(4-苯甲硫?；?哌嗪-1-基)乙酰胺(I-5，代號為XQH-2-73)的制備方法

制備方法同I-1，產率69％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.62(s,1H),8.54(s,1H,),7.47-7.44(m,2H),7.23(t,J＝7.9Hz,2H),6.94(t,J＝7.3Hz,1H),3.54(s,2H),3.53-3.50(m,4H),2.64-2.62(m,4H)ppm；ESI-MS:405.4[M-H]-.

實施例6：N-(3,4二甲氧基苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-6，代號為XQH-2-88)的制備方法

制備方法同I-1，產率74％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.62(s,1H),8.37(s,1H),7.14(s,1H),6.96(d,J＝7.8Hz,1H),6.82(d,J＝8.7Hz,1H),3.70(s,3H，OCH3),3.69(s,3H,OCH3),3.53(s,2H),3.50(d,J＝3.9Hz,4H),2.68-2.61(m,4H).ppm；ESI-MS:449.6[M-H]^-.

實施例7：N-(4-溴苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-7，代號為XQH-2-94)的制備方法

制備方法同I-1，產率75％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：8.63(s,1H),8.37(s,1H),7.33(d,J＝8.7Hz,2H),6.82(d,J＝8.7Hz,2H),3.70(s,3H),3.53(s,2H),3.49(s,4H),2.65(s,4H)ppm；ESI-MS:408.1[M-H]^-.

實施例8：N-(4-甲氧基苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧丙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-8，XQH-2-100)的制備方法

制備方法同I-1，產率74％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.62(s,1H),8.34(s,1H),7.32(d,J＝9.0Hz,2H),6.81(d,J＝9.1Hz,2H),3.70(s,3H),3.41(d,J＝9.3Hz,4H),2.74(s,4H),2.49-2.42(m,4H)ppm；ESI-MS:434.9[M+H]⁺.

實施例9：N-(4-甲苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-9，代號為XQH-2-83)的制備方法

制備方法同I-1，產率66％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.63(s,1H),8.43(s,1H),7.32(d,J＝8.4Hz,2H),7.03(d,J＝8.3Hz,2H),3.53(s,2H),3.52-3.47(m,4H),2.66-2.63(m,4H),2.22(s,3H,CH₃)ppm；ESI-MS:403.1[M-H]^-.

實施例10：N-(2-甲氧基苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-10，代號為XQH-2-96)的制備方法

制備方法同I-1，產率67％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.63(s,1H),7.67(d,J＝8.4Hz,1H),7.63(d,J＝7.6Hz,1H),7.01-6.98(m,2H),6.89-6.84(m,1H),3.85(d,J＝9.5Hz,1H),3.80(s,3H),3.53(s,2H),3.5-3.47(m,4H),2.67-2.63(m,4H).ppm；ESI-MS:419.6[M-H]^-.

實施例11：N-(2-甲氧基苯基)-4-(3-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代丙基)哌嗪-1-甲酰(I-11，代號為XQH-2-98)的制備方法

制備方法同I-1，產率62％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.62(s,1H),7.63(d,J＝8.8Hz,2H),7.00(d,J＝6.0Hz,2H),6.86(t,J＝8.3Hz,1H),3.80(s,3H),3.41(s,4H),2.74(s,4H),2.50(s,2H),2.46(s,4H)ppm；ESI-MS:434.0[M-H]^-.

實施例12：N-(4-甲苯基)-4-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧丙基)哌嗪-1-甲酰胺(I-12，代號為XQH-3-2)的制備方法

制備方法同I-1，產率71％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.62(s,1H),8.41(s,1H),7.32(d,J＝8.4Hz,2H),7.02(d,J＝8.3Hz,2H),3.41(d,J＝4.3Hz,4H),2.74(s,4H),2.49–2.40(m,4H),2.22(s,3H)ppm；ESI-MS:417.0[M-H]^-.

實施例13：N¹-(3-氯苯基-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺(I-13，代號為XQH-3-5)的制備方法

〈1〉中間體4-叔丁基-((5-硝基噻唑-2-基)氨基甲酰-1-羧酸(2-1)的制備。

將1-Boc-4-哌啶甲酸(1eq)溶解于N,N二甲基甲酰胺，再分別加入HOBt(1.2eq)和EDCI(1.2eq)，滴加三乙胺(1.2eq)。滴加完畢，再加入5-硝基2-氨基噻唑(1.2eq)，在常溫下反應過夜，向反應液中加200ml的蒸餾水，水相用乙酸乙酯萃取三次(3×200ml)，合并有機相用飽和NaCl洗兩次(2×100ml)，無水硫酸鎂干燥，然后用旋轉蒸發(fā)儀蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠色譜柱柱純化分離(二氯甲烷:甲醇＝200:1)得到黃色固體，產率75％。

〈2〉中間體2-(4-氨基-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-4-甲酰胺(2-2)的制備

將乙酰氯慢慢滴入無水乙醇中(V:V＝4:5)，生成的HCl通入乙酸乙酯中制成HCl的乙酸乙酯飽和溶液，再將上一步中間體溶于其中,在常溫下攪拌15分鐘，用TLC檢測反應完全，蒸干溶劑，得黃色固體，粗產品產率100％，未經處理直接進行下一步。

〈3〉N¹-(4-氯苯基-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺(I-13，代號為XQH-3-5)的制備

在0℃將中間體3(1eq)和三乙胺(1.2eq)溶解于無水四氫呋喃中，再逐滴滴加4-氯苯基異氰酸酯(1.2eq)，攪拌3h，用TLC檢測反應，蒸出四氫呋喃，向反應液中加50ml的蒸餾水，水相用乙酸乙酯萃取三次(3×50ml)，合并有機相用飽和氯化鈉溶液洗兩次(2×50ml)，無水硫酸鎂干燥30分鐘，然后經真空蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠色譜柱(200-300目)純化分離，二氯甲烷:甲醇＝50:1作為洗脫劑，得到類白色固體，產率55％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ9.41(s,1H),8.55(s,1H),7.82(d,J＝7.1Hz,1H),7.44(d,J＝7.7Hz,2H),7.31(t,J＝7.9Hz,2H),7.09(t,J＝7.4Hz,1H),4.25(s,1H),3.75(s,2H),2.81(t,J＝11.0Hz,2H),2.04(d,J＝11.0Hz,2H),1.72(d,J＝10.2Hz,2H)ppm；ESI-MS:409.9[M+H]⁺.

實施例14：N¹-(4-甲苯基)-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺(化合物I-14，代號為XQH-3-1)的制備方法

制備方法同I-13，產率64％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.63(s,1H),8.44(s,1H),7.33(d,J＝8.3Hz,2H),7.03(d,J＝8.2Hz,2H),4.15(d,J＝13.2Hz,2H),2.85(t,J＝11.9Hz,3H),2.22(s,3H),1.89(d,J＝12.0Hz,2H),1.57(m,2H)ppm；ESI-MS:388.1[M-H]^-.

實施例15：N¹-(4-甲氧基苯基)-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺(化合物(I-15，代號為XQH-2-99)的制備方法

制備方法同I-13，產率67％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ9.41(s,1H),8.55(s,1H),7.82(d,J＝7.1Hz,1H),7.44(d,J＝7.7Hz,2H),7.31(t,J＝7.9Hz,2H),7.09(t,J＝7.4Hz,1H),4.25(s,1H),3.75(s,2H),3.22(d,J＝12.1Hz,3H),2.81(t,J＝11.0Hz,2H),2.04(d,J＝11.0Hz,2H),1.72(d,J＝10.2Hz,2H)ppm；ESI-MS:405.1[M-H]^-.

實施例16：N¹-(3-甲氧基苯基)-N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)哌啶-1,4-二甲酰胺(化合物I-16，代號為XQH-2-97)的制備方法

制備方法同I-13，產率62％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ13.14(s,1H),8.64(s,1H),7.69(s,1H),7.62(d,J＝7.3Hz,1H),7.01(d,J＝6.4Hz,2H),6.87(dd,J＝11.1,3.0Hz,1H),4.10(d,J＝13.4Hz,2H),3.81(s,3H),2.89(t,J＝11.6Hz,2H),2.81(d,J＝7.3Hz,1H),1.90(d,J＝12.8Hz,2H),1.64-1.52(m,2H)ppm；ESI-MS:406.0[M+H]⁺.

實施例17：N⁴-(5-硝基噻唑-2-基)-N¹-苯基哌啶)-1,4-二甲酰胺(化合物I-17，代號為XQH-3-14)的制備方法

制備方法同I-13，產率57％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ13.14(s,1H),8.63(s,1H),8.52(s,1H),7.45(d,J＝7.8Hz,2H),7.23(t,J＝7.6Hz,2H),6.93(t,J＝7.1Hz,1H),4.17(d,J＝13.1Hz,2H),2.91-2.76(m,3H),1.90(d,J＝11.5Hz,2H),1.58(m,2H)ppm；ESI-MS:375.0[M-H]^-.

式(Ⅱ)優(yōu)選化合物的合成

實施例18：N-(5-硝基噻唑-2-基)–(4-(3-苯基硫脲)哌啶-1-基)乙酰胺(化合物II-1,代號為XQH-2-39)的制備方法

〈1〉中間體2-氯-N-(5-硝基噻唑-2-基)乙酰胺(3-1)的制備

將5-硝基2-氨基噻唑(1eq)和三乙胺(1.2eq)溶解于二氯甲烷中，在0℃下逐滴滴加氯乙酰氯(1.2eq)，滴加完畢自升溫繼續(xù)反應5h，用TLC檢測反應，原料無剩余，停止反應。向反應液中加100ml的蒸餾水，水相用二氯甲烷萃取三次(3×100ml)，合并的有機層用飽和氯化鈉溶液洗滌兩次(2×100ml)，無水硫酸鎂干燥，然后蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠柱純化分離(二氯甲烷:甲醇＝150:1)得到黃色固體目標化合物，產率72％。

〈2〉中間體叔丁基-(1-(2-((5-硝基噻唑-2-基)氨基)-2-氧代乙基)哌啶-4基)-氨基甲酸酯(3-2)的制備

將上一步中間體1(1eq)，4-Boc-氨基-哌啶(1.2eq)和K₂CO₃(1.2eq)溶解于CH₃CN中，在60℃下反應8h，用TLC檢測反應，原料無剩余，停止反應。蒸出CH₃CN，向反應液中加100ml的蒸餾水，水相用乙酸乙酯萃取三次(3×100ml)，合并有機相用飽和NaCl洗兩次(2×100ml)，無水硫酸鎂干燥，然后真空蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠色譜柱柱純化分離(二氯甲烷:甲醇＝80:1)得到黃色固體，產率73％。

〈3〉中間體2-(4-氨基哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基)乙酰胺(3-3)的制備

將乙酰氯慢慢滴入無水乙醇中(V:V＝4:5)，生成的HCl通入乙酸乙酯中制成HCl的乙酸乙酯飽和溶液，再將上一步中間體2溶于其中,在常溫下攪拌15分鐘，用TLC檢測反應完全，蒸干溶劑，得黃色固體，粗產品產率100％，未經處理直接進行下一步。

〈4〉N-(5-硝基噻唑-2-基)–(4-(3-苯基硫脲)哌啶-1-基)乙酰胺(化合物II-1，代號為XQH-2-39)的制備方法

在0℃下，將中間體3(1eq)和三乙胺(1.2eq)溶解于無水四氫呋喃中，再逐滴滴加苯基異硫氰酸酯(1.2eq)，攪拌3h，用TLC檢測反應，蒸出四氫呋喃，向反應液中加50ml的蒸餾水，水相用乙酸乙酯萃取三次(3×50ml)，合并有機相用飽和氯化鈉溶液洗兩次(2×50ml)，無水硫酸鎂干燥30分鐘，然后經真空蒸發(fā)濃縮得粗品。粗品經硅膠色譜柱(200-300目)純化分離，二氯甲烷:甲醇＝60:1(v:v)作為洗脫劑，得到類白色固體，產率68％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ9.41(s,1H),8.55(s,1H),7.82(d,J＝7.1Hz,1H),7.44(d,J＝7.7Hz,2H),7.31(t,J＝7.9Hz,2H),7.09(t,J＝7.4Hz,1H),4.25(s,1H),3.75(s,2H),3.22(d,J＝12.1Hz,3H),2.81(t,J＝11.0Hz,2H),2.04(d,J＝11.0Hz,2H),1.72(d,J＝10.2Hz,2H)ppm；ESI-MS:419.2[M-H]^-.

實施例19：2-(4-(3-(4-氯苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-2,代號為XQH-2-76)的制備方法

制備方法同II-1，產率66％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.54(s,1H),8.46(s,1H),7.40(d,J＝8.9Hz,2H),7.26(d,J＝8.9Hz,2H),6.30(s,1H),3.75(s,2H),3.65–3.58(m,1H),3.19(d,J＝17.7Hz,3H),2.80(d,J＝9.9Hz,2H),1.94(d,J＝10.7Hz,2H),1.64(d,J＝10.7Hz,2H)ppm；ESI-MS:439.3[M+H]⁺.

實施例20：2-(4-(3-(4-氟苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-3，代號為XQH-2-79)的制備方法

制備方法同II-1，產率65％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.55(s,1H),8.38(s,1H),7.38(dd,J₁＝10.5,J₂＝3.5Hz,2H),7.06(t,J＝8.9Hz,2H),6.29(d,J＝6.7Hz,1H),3.80(s,2H),3.64(s,2H),3.24(d,J＝12.3Hz,3H),2.87(t,J＝10.8Hz,2H),1.95(d,J＝12.6Hz,2H),1.65(m,2H)ppm；ESI-MS:421.0[M-H]^-.

實施例21：2-(4-(3-(4-溴苯基)脲基)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-4，XQH-2-86)的制備方法

制備方法同II-1，產率76％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：8.55(s,1H),8.38(s,1H),7.38(dd,J₁＝10.5,J₂＝3.5Hz,2H),7.06(t,J＝8.9Hz,2H),6.29(d,J＝6.7Hz,1H),3.80(s,2H),3.64(s,2H),3.24(d,J＝12.3Hz,3H),2.87(t,J＝10.8Hz,2H),1.95(d,J＝12.6Hz,2H),1.65(m,2H)ppm；ESI-MS:480.09[M-H]^-.

實施例22：2-(4-(3-(3-溴苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-5，代號為XQH-2-91)的制備方法

制備方法同II-1，產率61％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.55(s,2H),7.81(s,1H),7.19(d,J＝11.1Hz,2H),7.07(d,J＝7.2Hz,1H),6.39(d,J＝7.2Hz,1H),3.77(s,2H),3.62(s,2H),3.22(d,J＝11.2Hz,2H),2.84(t,J＝10.8Hz,2H),1.95(d,J＝11.5Hz,2H),1.65(d,J＝10.7Hz,2H),1.97-1.64(m,1H)ppm；ESI-MS:482.9[M-H]^-.

實施例23：2-(4-(3-(4-甲氧基苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-6，XQH-2-95)的制備方法

制備方法同II-1，產率54％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.54(s,1H),8.12(s,1H),7.27(d,J＝8.6Hz,2H),6.81(d,J＝8.6Hz,2H),6.17(d,J＝6.9Hz,1H),3.78(s,2H),3.69(s,3H),3.23(d,J＝11.3Hz,2H),2.86(t,J＝11.0Hz,2H),1.95(d,J＝11.4Hz,2H),1.64(d,J＝10.9Hz,2H),1.18(s,2H)ppm；ESI-MS:435.8[M+H]⁺.

實施例24：2-(4-(3-(4-甲苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-7，代號為XQH-2-84)的制備方法

制備方法同II-1，產率62％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ8.54(s,1H),8.20(s,1H),7.25(d,J＝8.3Hz,2H),7.02(d,J＝8.3Hz,2H),6.22(d,J＝7.3Hz,1H),3.78(s,2H),3.61(s,3H),3.23(d,J＝10.7Hz,2H),2.86(t,J＝10.7Hz,2H),2.21(s,3H),1.95(m,2H),1.73-1.52(m,2H)ppm；ESI-MS:419.9[M+H]⁺.

實施例25：2-(4-(3-(3,4-二甲氧基苯基)脲)哌啶-1-基)-N-(5-硝基噻唑-2-基))乙酰胺(化合物II-8，代號為XQH-2-89)的制備方法

制備方法同II-1，產率58％。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)：δ9.41(s,1H),8.55(s,1H),7.82(d,J＝7.1Hz,1H),7.44(d,J＝7.1Hz,2H),7.31(t,J＝7.9Hz,2H),7.09(t,J＝7.9Hz,1H),4.25(s,1H),3.75(s,2H),3.22(d,J＝12.1Hz,3H),2.81(t,J＝11.0Hz,2H),2.04(d,J＝11.0Hz,2H),1.72(d,J＝10.2Hz,2H)ppm；ESI-MS:464.1[M-H]^-.

結合以下實例說明本發(fā)明化合物的抗菌和抗寄生蟲(主要是指弓形蟲)活性，但本發(fā)明化合物的活性應用范圍決不限于這些實例。本發(fā)明以變形鏈球菌為例，說明本發(fā)明化合物對各類細菌的活性。

實施例26：本發(fā)明所涉及化合物的抗菌活性測試實驗及測試結果

1.變形鏈球菌UA159菌株和化合物的準備

本發(fā)明所使用的變形鏈球菌UA159菌株為模式菌株，在NCBI數據庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)中的參考基因組編號為NC_004350。本發(fā)明所使用的變形鏈球菌UA246菌株為分離自患有齲齒病人的口腔當中的臨床菌株。其最適的培養(yǎng)基優(yōu)選腦心浸液(Brain Heart Infusion)培養(yǎng)基(Brain infusion solids 12.5g/L，Beef heart infusion solids 5.0g/L，Proteose peptone 10.0g/L，Glucose 2.0g/L，Sodium chloride 5.0g/L，Di-sodium phosphate 2.5g/L，pH 7.4±0.2)，在37℃，厭氧培養(yǎng)的最適宜條件下靜置培養(yǎng)。

(1)培養(yǎng)變形鏈球菌的培養(yǎng)基為腦心浸液(Brain Heart Infusion)培養(yǎng)基(品牌OXOID，貨號CM1135)，培養(yǎng)基主要成分為Brain infusion solids 12.5g/L，Beef heart infusion solids 5.0g/L，Proteose peptone 10.0g/L，Glucose 2.0g/L，Sodium chloride 5.0g/L，Di-sodium phosphate 2.5g/L，pH 7.4±0.2。如需配置成固體，需要添加瓊脂粉15g/L。115℃滅菌30min，冷卻后待用。

(2)用無菌接種環(huán)將變形鏈球菌模式菌株UA159在含有腦心浸液瓊脂固體培養(yǎng)基的平板上進行劃線，倒置于37℃的厭氧培養(yǎng)箱中培養(yǎng)直至出現明顯的單菌落。

(3)用無菌的接種鏟刮取變形鏈球菌UA159，分別轉接到裝有腦心浸液液體培養(yǎng)基的試管中，在37℃的厭氧培養(yǎng)箱中靜置，培養(yǎng)至液體渾濁。

(4)用紫外可見分光光度計檢測變形鏈球菌在600nm下的吸光度值(OD_600nm)。

(6)用分析天平精確稱量化合物，加入DMSO將其溶解，然后用孔徑為0.22μm的無菌濾器過濾除菌，配成終濃度為1024mg/L的貯存液，存放于-20℃待用

2.實驗方法

(1)將培養(yǎng)制對數期的變形鏈球菌UA159(OD_600nm＝0.8～1.0)用腦心浸液培養(yǎng)基稀釋至終濃度為5×10⁵cfu/ml待用。

(2)采用微量肉湯稀釋法檢測化合物對變形鏈球菌UA159的最小抑菌濃度。即將倍比稀釋后不同濃度的化合物溶液分別加到無菌的96孔板中，第1至第11孔為加藥液的實驗組，第12孔為不加藥作為生長對照組，每個孔中變形鏈球菌菌液終濃度為5×10⁵cfu/ml，此時，第1孔至第12孔藥物濃度分別為256、128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0mg/L。以在小孔內完全抑制細菌生長的最低濃度定位最小抑菌濃度(MIC)。

(3)將小孔內的菌液均勻涂布到腦心浸液瓊脂固體培養(yǎng)基上后，在37℃厭氧培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)24小時，以沒有細菌生產的最低濃度定位最小殺菌濃度(MBC)。

(4)用酶標儀檢測每個小孔內在600nm下的吸光度值，計算每個藥物濃度條件下細胞的抑制率，計算公式為抑制率＝(1-實驗組/生長對照組)×100％，所得數據使用SPSS統(tǒng)計軟件計算半數最大抑制濃度(IC₅₀)。測試結果見表1。

表1.化合物對所選用細菌的MIC值結果(單位mg/L)

從以上結果可以看出，該優(yōu)選化合物對變形鏈球菌的抑菌效果相對較好。尤其是XQH-2-97、XQH-3-13和XQH-3-14這三個化合物對變形鏈球菌的抑菌效果顯著，而且跟陽性對照組的硝唑尼特相比其殺菌能力顯著提升，有望開發(fā)新的抗菌化合物。實驗結果見表2。

表2.特別優(yōu)選化合物對變形鏈球菌UA159的活性分析

實施例27：本發(fā)明化合物的抗弓形蟲活性測試實驗及測試結果

(1)弓形蟲的準備

我們選用剛地弓形蟲強毒RH株蟲體，進行弓形蟲體內培養(yǎng)模型和體外培養(yǎng)模型交叉使用。

體內培養(yǎng)模型：將一定蟲株注射到小鼠腹腔，培養(yǎng)一定時間后收集蟲株，進行純化處理。該保種過程簡單方便,完全可以滿足大多數實驗對速殖子的需求，但是小鼠體內保種的不足之處是代價較高,需要長期飼養(yǎng)小鼠且定期(2-3天)剖殺小鼠,并且可能會因為小鼠意外死亡而造成蟲體斷種；

體外培養(yǎng)模式：弓形蟲對宿主細胞的專一性要求并不高,可以在多種細胞內寄生，我們選用RAW246.7(小鼠巨噬細胞)細胞作為弓形蟲速殖子體外培養(yǎng)的宿主細胞，由于從宿主細胞中游離出來的蟲體在37℃條件下會很快死亡，但在25℃條件下可以存活1-2天，為了增加速殖子的產量,先將接種蟲體后的細胞置于37℃，5％CO₂培養(yǎng)箱的條件下培養(yǎng)，待蟲體進入細胞后再轉至25℃條件下繼續(xù)培養(yǎng),此時蟲體會在細胞內大量增殖，卻不會很快地將細胞破壞。當蟲體漲破大部分細胞時即可收集速殖子，進行純化處理，待用。

(2)化合物對RAW246.7細胞的毒性實驗

對本發(fā)明的化合物進行了RAW246.7細胞的毒性實驗,試驗方法采用常規(guī)的MTT法(如呂秋軍主編《新藥藥理學研究方法》2007:242-243)。用螺旋霉素和硝唑尼特作為對照，進行體外的抑制細胞增殖的活性試驗，結果見表3。

材料：RAW246.7細胞株，四甲基偶氮唑藍MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑翁溴化物)，10％的胎牛血清，胰蛋白酶。

采用常規(guī)培養(yǎng)方法。實驗時均用對數生長期細胞。取對數生長期細胞，接種于96孔培養(yǎng)板中，細胞數為5×10³/孔，體積為100μL/孔,置于37℃,5％CO₂培養(yǎng)箱環(huán)境中培養(yǎng)12h,形成單層細胞后用于實驗。加入不同濃度的化合物(200～6.25μM)100μL，終濃度(100～3.125μM)，同時設立DMSO(二甲基亞砜)對照組(DMSO終濃度≤5％)和PBS調零組。每個濃度設5個復孔，置37℃，5％CO₂孵箱中培養(yǎng)48h，每孔加入MTT 20μM(濃度為5mg/mL，PBS配制，需4℃避光保存)，繼續(xù)在孵箱中孵育4h。實驗結束時小心吸棄各孔內培養(yǎng)液,每孔加入DMSO,150μl,低速振蕩10min后于酶標儀波長490nm,測定各孔OD值。以孔平均值表示細胞增殖情況,計算各濃度下細胞增殖率,以細胞的增殖率大于90％的各藥物濃度為安全濃度,用于體外抗弓形蟲速殖子增殖實驗。

細胞增殖率計算方法:

按照公式:

抑制率％＝(OD_對照組-OD_給藥組-OD_空白組)/(OD_對照組-OD_空白組)×l00％，

所得數據使用SPSS統(tǒng)計軟件計算半數最大抑制濃度(IC₅₀)。見表3

(3)MTT法測定化合物體外抑制弓形蟲速殖子增殖方法

消化對數生長期RAW246.7細胞制成單個細胞懸液,以5000個/孔密度接種于96-孔細胞培養(yǎng)板內。5％CO₂，37℃環(huán)境中培養(yǎng)8h,形成單層細胞后,以50000個/孔密度接種弓形蟲RH株，6h后吸棄舊培養(yǎng)液,以除去還未進入細胞中的速殖子，用PBS 100μL/孔洗2次，再以100μL/孔加培養(yǎng)基。每孔加入加入不同濃度的化合物100μL，置于37℃，5％CO₂的培養(yǎng)環(huán)境中繼續(xù)培養(yǎng)48h。實驗中同時設不加蟲體的對照組以及加蟲體的對照組，以及空白組，接下來的步驟同前。

RAW246.7細胞增殖率計算方法：

增殖率(％)＝(OD_試驗組-OD_{加蟲對照組}-OD_空白組)/(OD_{不加蟲對照組-}OD_空白組)×l00％，所得數據使用SPSS統(tǒng)計軟件計算半數最大抑制濃度(IC₅₀)。

當CC₅₀/IC₅₀＞1時表明該化合物有抗弓形蟲活性。

從試驗結果可以看出，部分化合物的CC₅₀/IC₅₀＞1甚至更高，說明該化合物對弓形蟲有抑制作用，有望進一步研究開發(fā)成為具有抗弓形蟲活性的新型化合物。結果見表3。

表3.化合物對弓形蟲活性測試結果

注：表中數值為三次試驗的平均值，“±”后的數值表示標準偏差。硝唑尼特與螺旋霉素為陽性對照組。