作為β-內(nèi)酰胺輔助抗生素的3-氨基苯甲酰胺衍生物、制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3-氨基苯甲酰胺衍生物、制備方法及在制備 β-內(nèi)酰胺輔助抗生素中的應(yīng)用，該衍生物可以用于治療耐甲氧西林葡萄球菌感染。
【背景技術(shù)】
[0002] 金黃葡萄球菌是世界發(fā)達(dá)國家最普遍的細(xì)菌性病原體。這類病原體導(dǎo)致的嚴(yán)重的 細(xì)菌感染，尤其是多藥耐藥金黃葡萄球菌（MRSA)已經(jīng)在世界上造成大量病人死亡。目前， 金黃葡萄球菌中有超過三分之二的菌種對(duì)甲氧西林（即第二代β-內(nèi)酰胺抗生素）具有耐 藥性。令人擔(dān)憂的是，近來已經(jīng)出現(xiàn)了對(duì)治療MRSA的終極藥物鹽酸萬古霉素（vancomycin) 具有耐藥性的臨床菌株。2005年，在美國約有95, 000人感染MRSA，其中接近19, 000死 亡。在香港，MRSA也成為最重要的一種病原體，尤其是社區(qū)感染的多藥耐藥金黃葡萄球菌 (CA-MRSA)。所通報(bào)的CA-MRSA感染病例從2007年的82例到2013年的988例一直在迅速 飆升，七年內(nèi)大約增加了 12倍。在這些通報(bào)的各類傳染病例中，CA-MRSA是香港最嚴(yán)重的 四種傳染病之一。更為重要的是，根據(jù)香港特別行政區(qū)衛(wèi)生署衛(wèi)生防護(hù)中心2007年發(fā)布的 報(bào)告稱，兩名病人因感染CA-MRSA死亡。鑒于MRSA的出現(xiàn)和臨床上用以治療的抗生素種類 有限，迫切需要開發(fā)新藥品治療MRSA感染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺少高效治療MRSA感染藥物的 缺陷，提供一種用于作為β-內(nèi)酰胺輔助抗生素的3-氨基苯甲酰胺衍生物。
[0004] 本發(fā)明進(jìn)一步要解決的問題就是提供一種工藝簡單、高效的3-氨基苯甲酰胺衍 生物的制備方法。
[0005] 本發(fā)明另外要解決的問題就是提供一種上述衍生物在制備一種β-內(nèi)酰胺輔助 抗生素中的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種作為β-內(nèi)酰胺輔助抗生素的 3-氨基苯甲酰胺衍生物，為具以下化學(xué)式（I)的化合物：
[0008]其中，Ri、R2和R3各自分別為氫、氟或溴；
[0009]R4與R5不同時(shí)，R4為氫、甲基、乙基或氟代芐基，R5為。的烷基、烷氧基烷基、 C4-C1()的烯基、氣代芐基、烷氧基取代的芐基或醜基；
[0010]R4 和R5 相同時(shí)，R4 和R5 都為CH2-(CH2)n-CH2,η= 2 或 3。
[0011] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述札、R2、私和心各自分別為氫，R5為辛 基。所述衍生物為3-(辛基氨基）苯甲酰胺。
[0012] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述札、R2、私和心各自分別為氫，R5為壬 基。所述衍生物為3-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0013] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2和R3各自分別為氫，R4為甲基，R5 為辛基。所述衍生物為3-(甲基（辛基）氨基）苯甲酰胺。
[0014] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2和R3各自分別為氫，R4為甲基，R5 為壬基。所述衍生物為3-(甲基（壬基）氨基）苯甲酰胺。
[0015] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri和R3各自分別為氫，R2為F，R4為氫， R5為壬基。所述衍生物為2-氟-5-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0016]所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述札和R3各自分別為氫，R2和R4各自為 F，R5為壬基。所述衍生物為2, 4-二氟-5-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0017] 第一種制各方法的摶術(shù)方案:上述衍生物的制備方法，包括以下步驟：
[0018] (a)將原料A與原料B、碳酸鉀和乙腈均勻攪拌形成反應(yīng)混合液，加熱回流反應(yīng)4 小時(shí)，再精制后得到產(chǎn)物；原料A為3-氨基苯甲酰胺、2-氟-5-氨基苯甲酰胺或2, 4-二 氟_5_氨基苯甲酰胺；原料B為溴代壬燒或溴代辛燒；
[0019] (b)在步驟（a)得到的產(chǎn)物為3-(壬基氨基）苯甲酰胺或3-(辛基氨基）苯甲酰 胺時(shí)，再將其分別與硫酸二甲酯、碳酸鉀、和乙腈均勻攪拌，并加熱回流12小時(shí)，再精制后 得到產(chǎn)物。上述制備方法如下所示：
[0020]
[0021 ] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 辛基。所述衍生物為2, 6-二氟_3_(辛基氨基）苯甲酰胺。
[0022] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 壬基。所述衍生物為2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0023] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 庚基。所述衍生物為2, 6-二氟-3-(庚基氨基）苯甲酰胺。
[0024] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述&、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5 為3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯基。所述衍生物為（E)-3-((3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯）氨 基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0025] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 2_壬烯基。所述衍生物為（Z)-2, 6-二氟-3-(2-壬烯基氨基）苯甲酰胺。
[0026] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 (4' - 丁氧基）丁基。所述衍生物為3-((4' - 丁氧基）丁基氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0027] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 癸基。所述衍生物為3-(癸氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0028] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F，R3為溴，R4為氫，R5為壬基。 所述衍生物為4-溴-2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0029] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述R3為氫，R4為甲基，R5為辛 基。所述衍生物為2, 6-二氟-3-(甲基（辛基）氨基）苯甲酰胺。
[0030] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F，R3為氫，R4為乙烷基，R5為 辛基。所述衍生物為3-(乙烷基（辛基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0031] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述R3為氫，R4為甲基，R5為壬 基。所述衍生物為2, 6-二氟-3-(甲基（壬基）氨基）苯甲酰胺。
[0032]第二種制各方法的摶術(shù)方案:上述衍生物的制備方法，包括以下步驟：
[0033] (a)將原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺與溴代烷烴、碳酸鉀及乙腈均勻攪拌形 成反應(yīng)混合液，并加熱回流4小時(shí)，再精制后得到產(chǎn)物；所述溴代烷烴為溴代壬烷、溴代辛 烷、溴代癸烷、溴化香葉醇、（Z)-l-溴-2-壬烯或溴代庚烷；
[0034] (b)將步驟（a)反應(yīng)得到的2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺進(jìn)行溴化處理并 在室溫下攪拌12小時(shí)，精制得到4-溴-2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺；
[0035] (c)使用碘甲烷或溴乙烷對(duì)從步驟（a)得到的2, 6-二氟-3-(辛基氨基）苯 甲酰胺，進(jìn)一步烷基化處理，并與碳酸鉀和乙腈均勻攪拌回流14小時(shí)，精制得到2, 6-二 氟-3-(甲基（辛基）氨基）苯甲酰胺或3-(乙烷基（辛基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺；
[0036] (d)使用硫酸二甲酯對(duì)從步驟（a)得到的2, 6-二氟-3-(壬基胺基）苯甲酰胺進(jìn) 行烷基化處理，并與碳酸鉀和乙腈均勻攪拌回流12小時(shí)，精制得到2, 6-二氟-3-(甲基（壬 基）氨基）苯甲酰胺。上述制備方法如下所示：
[0038] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 壬酰胺基。所述衍生物為2, 6-二氟-3-壬酰胺基苯甲酰胺。
[0039] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 批口各燒。所述衍生物為2, 6-二氟_3_(批略燒-1-氨基）苯甲酰胺。
[0040] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 哌啶。所述衍生物為2, 6-二氟-3-(哌啶-1-氨基）苯甲酰胺。
[0041] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 3'，4' -二氟芐基。所述衍生物為3-(3'，4' -二氟芐氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0042] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3為氫，R4為3'，4' -二氟 芐基，1?5為3'，4' -二氟芐基。所述衍生物為3-(雙（3'，4' -二氟芐基）氨基）-2, 6-二 氟苯甲酰胺。
[0043] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 2'，4' -二氟芐基。所述衍生物為3-(2'，4' -二氟芐氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0044] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述札、R2SF;R3為氫，R4、R5各自分別為 2'，4'-二氟芐基。所述衍生物為3-(雙（2'，4'-二氟芐基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0045] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 2'，6' -二氟芐基。所述衍生物為3-(2'，6' -二氟芐氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0046] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述札、R2SF;R3為氫，R4、R5各自分別為 2'，6'-二氟芐基。所述衍生物為3-(雙（2'，6'-二氟芐基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0047]第三種制各方法的摶術(shù)方案:上述衍生物的制備方法，包括以下步驟：
[0048] (a)將原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺和壬酰氯在0°C下溶入吡啶和二氯甲烷 反應(yīng)4小時(shí)，精制得到2, 6-二氟-3-壬基氨基苯甲酰胺；
[0049] (b)將原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺與1，4-二溴丁烷或1，5-二溴代戊烷分 別加入碳酸鉀在乙腈中均勻攪拌4小時(shí)反應(yīng)，精制分別得到2, 6-二氟-3-(吡咯烷-1-氨 基）苯甲酰胺和2, 6-二氟-3-(哌啶-1-氨基）苯甲酰胺；
[0050] (c)將原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺與原料C以及碳酸鉀，在乙腈中加熱回 流4小時(shí)，精制分別得到3-(3'，4'-二氟芐氨基）-2,6-二氟苯甲酰胺或3-(雙（3'，4'-二 氟芐基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺、3- (2 '，4 ' -二氟芐氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺或3-(雙 (2'，4' -二氟芐基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺、以及3-(2'，6' -二氟節(jié)氨基）-2, 6-二氟 苯甲酰胺或3-(雙（2'，6'-二氟芐基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺；原料C為3, 4-二氟溴 芐、2, 4-二氟溴芐或2, 6-二氟溴芐。上述制備方法如下所示：
[0051]
[0052] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 3' - 丁氧基芐基。所述衍生物為3_((3' - 丁氧基芐基）氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0053] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 3' -(仲丁氧基）芐基。所述衍生物為3-((3' -(仲丁氧基）芐基）氨基）-2, 6-二氟苯甲 酰胺。
[0054] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 3' -(戊氧基）芐基。所述衍生物為2, 6-二氟_3_((3' -(戊氧基）芐基）氨基）苯甲醜 胺。
[0055] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，優(yōu)選所述Ri、R2為F;R3和R4各自分別為氫，R5為 3' -((4"-(二氟甲基）芐基）氧）芐基。所述衍生物為2, 6-二氟_3_((3' -((4"-(二氟 甲基）芐基）氧）芐基）氨基）苯甲酰胺。
[0056]第四種制各方法的摶術(shù)方案:上述衍生物的制備方法，包括以下步驟：
[0057] (a)將原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺分別與相應(yīng)的苯甲醛以及催化劑對(duì)甲苯 磺酸（pTsOH)和甲醇進(jìn)行還原胺化，在室溫下混合液攪拌2小時(shí)；
[0058] (b)然后分部分加入氰基硼氫化鈉，再混合攪拌12小時(shí)，反應(yīng)精制分別得到上述 的衍生物；所述苯甲醛為3-丁氧基苯甲醛、3-(戊氧基）苯甲醛、3-(仲丁氧基）苯甲醛或 3_((4' -(三氟甲基）芐基）氧）苯甲醛。上述制備方法如下所示：
[0059]
[0060] 本發(fā)明另外公開的技術(shù)方案為：上述衍生物在制備一種β-內(nèi)酰胺輔助抗生素中 的應(yīng)用。
[0061] 所述衍生物的用量與人體體重的比例為50毫克/千克體重，衍生物在口服后的生 物兼容性為12%。
[0062] 近來，細(xì)菌細(xì)胞分裂機(jī)制在學(xué)術(shù)界和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)引起了極大關(guān)注，旨在探尋新型抗 菌藥物的藥物靶標(biāo)。在目前這些已知選項(xiàng)中，長絲的溫度敏感突變體Z(FtsZ)是最有希望 和最具特色的一種。FtsZ是一種鳥苷三磷酸酶（guanosinetriphosphatase)，在多種細(xì)菌 中具有高度保守性。為使細(xì)菌進(jìn)行細(xì)胞分裂，F(xiàn)tsZ單體首先定位于細(xì)胞中部，以鳥苷三磷 酸酶（GTP)的獨(dú)立方式與直線單鏈原纖維頭尾相連進(jìn)行聚合。單鏈FtsZ原纖維之間的側(cè) 部接觸首先形成FtsZ束，最終形成Z環(huán)。隨后引入其它下行蛋白質(zhì)形成細(xì)胞膜和細(xì)胞壁， 從而完成細(xì)胞分裂過程。正因?yàn)镕tsZ在細(xì)菌細(xì)胞分裂過程中發(fā)揮了如此重要的作用，它在 開發(fā)新型抗菌藥物中被認(rèn)為是一種備受關(guān)注的藥物靶標(biāo)。幾種高清晰度的X光晶體機(jī)構(gòu)分 解為若干FtsZ同系物，呈現(xiàn)出一種如圖la所示的重要的穩(wěn)定組織，該組織由兩個(gè)獨(dú)立的可 折疊域組成。N-終端域形成三磷酸鳥苷結(jié)合位點(diǎn)（GTPbindingsite),C-終端域包括彈 性環(huán)（T7環(huán)）。兩域通過一條長的中心螺旋線7(H7)相互連接。據(jù)已有報(bào)告稱，多種FtsZ 互動(dòng)化合物與三磷酸鳥苷結(jié)合位點(diǎn)或T7環(huán)綁定連接，一些化合物具有強(qiáng)大的抗菌活性，在 微摩爾級(jí)水平上達(dá)到最低抑菌濃度（MIC)。
[0063] 本發(fā)明公開一種衍生自3-氨基苯甲酰胺（3-aminobenzamide)(圖lb,式4)的 新型化合物（I)，該化合物在抗菌敏感性試驗(yàn)中對(duì)金黃葡萄球菌具有最低的最小抑菌濃度 (MIC)，在細(xì)胞毒性測試中對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞具有低毒性。并且本發(fā)明進(jìn)一步對(duì)這兩種具有 強(qiáng)大的抗菌活性的衍生物進(jìn)行生物測定，例如光散射檢測、GTPase活性分析、細(xì)胞形態(tài)學(xué)分 析、顯微鏡下熒光分析。所有結(jié)果均清楚表明這兩種衍生物與細(xì)胞分裂蛋白FtsZ有相互作 用。本發(fā)明也證明該類衍生物與臨床應(yīng)用的β-內(nèi)酰胺抗生素合成后表現(xiàn)出對(duì)臨床分離而 社區(qū)感染的金黃葡萄球菌（USA300)和其它MRSA菌株具有高度的合成抗菌活性。在藥代動(dòng) 力學(xué)研究結(jié)果中，F(xiàn)332的口服用量為50毫克/千克體重，口服的生物兼容性約為12%，從 而支持其用于β-內(nèi)酰胺輔助抗生素制備上，通過口服途徑治療耐甲氧西林葡萄球菌感染 藥物上，即在臨床上，本發(fā)明化合物可用作β-內(nèi)酰胺輔助抗生素通過口服途徑治療耐甲 氧西林葡萄球菌感染。
【附圖說明】
[0064] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：
[0065] 圖la是金黃葡萄球菌FtsZ的晶體結(jié)構(gòu)；
[0066] 圖lb是PC190723的化學(xué)結(jié)構(gòu)式、其衍生物（式1，2, 3)以及3-氨基苯甲酰胺（式 4)的基本結(jié)構(gòu)；
[0067] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例公開的第一種制備方法；
[0068] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例公開的第二種制備方法；
[0069]圖4是本發(fā)明實(shí)施例公開的第三種制備方法；
[0070] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例公開的第四種制備方法；
[0071] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例枯草桿菌168細(xì)胞在二甲亞砜溶液中生長4小時(shí)電鏡圖；
[0072] 圖7是枯草桿菌168細(xì)胞在1. 56μMF332溶液中生長4小時(shí)電鏡圖；
[0073] 圖8是枯草桿菌168細(xì)胞在0.78μMF361溶液中生長4小時(shí)電鏡圖；
[0074] 圖9是金黃葡萄球菌FtsZ(軌跡4-8)的SDS-page凝膠圖；
[0075] 圖10a是枯草桿菌FtsZ-eGFP融合蛋白的表達(dá)質(zhì)粒結(jié)構(gòu)圖；
[0076] 圖10b是枯草桿菌168經(jīng)FtsZ-eGFP融合蛋白的表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)化后并在沒有任何本 發(fā)明的衍生物影響的情況下培養(yǎng)4小時(shí)后熒光顯微鏡圖；
[0077] 圖10c是相差顯微鏡圖；
[0078] 圖10d是枯草桿菌168經(jīng)FtsZ-eGFP融合蛋白的表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)化后并在3μMF332 下培養(yǎng)4小時(shí)后熒光顯微鏡圖，圖10e是相差顯微鏡圖。
[0079] 圖11是F332在金黃葡萄球菌FtsZ(5μM)中對(duì)FtsZ聚合的影響趨勢(shì)圖；
[0080] 圖12是F361在金黃葡萄球菌FtsZ(5μM)中對(duì)FtsZ聚合的影響趨勢(shì)圖。
[0081] 圖13是F332對(duì)金黃葡萄球菌FtsZ的GTPase活性的影響。
[0082] 圖14是F361對(duì)金黃葡萄球菌FtsZ的GTPase活性的影響。
[0083] 圖15是FtsZ聚合物的電子顯微圖。
[0084] 圖16是FtsZ聚合物的電子顯微圖。
[0085] 圖17是F332的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0086] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0087] 本發(fā)明根據(jù)不同的原料和產(chǎn)物將3-氨基苯甲酰胺衍生物的制備分為四種情況， 分別列出如下四種制備方法：
[0088]第一種制各方法：合成化合物F411,F412,F413,F414,F342及F345(見附圖2對(duì) 應(yīng)標(biāo)號(hào)的化合物），這@化合物對(duì)應(yīng)以下實(shí)施例1-6。其合成步驟如圖2所示。
[0089] 利用市場上可買到的3-氨基苯甲酰胺與溴代壬烷（1-bromooctane)或溴代辛烷 (1-bromooctane)在乙腈（ACN)中混合，滿足回流溫度的基本條件可以分別合成F411和 F412。
[0090] 通過使用硫酸二甲酯（dimethylsulphate)并滿足基本條件，這兩種化合物被進(jìn) 一步烷基化為三級(jí)胺（tertiaryamine),從而產(chǎn)生F413和F414。
[0091] 同樣，利用市售成品2-氟-5-氨基苯甲酰胺（2-fluoro