一類含甲硝唑吡唑類骨架的抗菌化合物的設計、合成及生物活性評價制造技術

本發明專利技術公開了一類含甲硝唑吡唑類骨架的衍生物、其制備方法及應用，所述由甲硝唑合成的衍生物的結構如式所示：

【技術實現步驟摘要】
一類含甲硝唑吡唑類骨架的抗菌化合物的設計、合成及生物活性評價
本專利技術屬于藥物化學領域，尤其涉及一類含甲硝唑吡唑類骨架的衍生物、其制備方法及應用。專利技術簡介細菌感染在很長一段時間內一直都無情的威脅著人類健康，而且消耗著大量的時間和財力。目前，細菌對已有抗生素的抗性和新的治療藥物的短缺已經成為了普遍和棘手的臨床問題，迫切需要對此解決。在許多天然產物和人工合成的化合物中普遍具有吡唑基團，其在預防疾病方面有不錯的效果，包括抗菌，抗腫瘤，抗炎，抗抑郁等。硝基咪唑類衍生物同樣具有廣闊的生物活性，尤其是在抗菌方面。作為衍生物之一的甲硝唑目前已經是市場上常見的抗感染的臨床用藥。近年來，研究人員對于改造甲硝唑上的羥基充滿了興趣。在我們以前的工作中設計、合成了一些可以抗菌效果很好的吡唑類衍生物。研究得知其發揮療效主要歸功于含有吡唑的二芳基雜環。對此，我們對其結構進行了一些優化改造，引入了甲硝唑來取代其中的嗎啉。實驗證明設計合成的新的化合物具有不錯的生物學效應。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一類含甲硝唑吡唑類骨架的抗菌化合物的制備方法及其在抗菌藥物中的應用。技術方案：一類含甲硝唑吡唑類骨架的衍生物，其結構如式所示：其中，R1選自：-H、2-CH3、3-CH3、4-CH3、4-OCH3、2-F、3-F、4-F、4-Cl、4-IR2選自：-H、4-CH3、4-Cl制備方法包括如下步驟：步驟1.回流條件下，向反應容器中依次加入草酸二甲酯和結構如式A所示的化合物，在含有甲醇鈉的無水甲醇中反應。TLC跟蹤反應，充分反應后，得到結構如式B所示的化合物。步驟2.向反應容器中依次加入結構如式B所示的化合物以及結構如式C所示的化合物，稀鹽酸作催化，在無水甲醇體系中回流，TLC跟蹤反應，充分反應后，得到結構如式D所示的化合物。步驟3.向反應容器中加入結構如式D所示的化合物，在攪拌的情況下加入氫氧化鉀，并滴加蒸餾水使其充分反應，得到結構如式E所示的化合物。步驟4.在二氯甲烷反應體系中依次加入結構如式E所示的化合物、EDC、HOBT、DMAP活化一段時間，再緩慢加入甲硝唑，于45℃反應一段時間，TLC跟蹤反應，得到目標終產物，即結構如式E所示的化合物。式A～F中，R1選自-H、2-CH3、3-CH3、4-CH3、4-OCH3、2-F、3-F、4-F、4-Cl、4-I；R2選自-H、4-CH3、4-Cl。本專利技術對兩株格蘭仕陽性菌：枯草芽孢桿菌(BacillussubtilisATCC6633)、金黃色葡萄球菌(StaphylococcusaureusATCC6538)以及兩株格蘭仕陰性菌：大腸桿菌(EscherichiacoliATCC35218)、銅綠假單胞菌(PseudomonasaeruginosaATCC13525)有很好的抑制作用，尤其是對格蘭仕陰性菌。因此本專利技術的含甲硝唑吡唑類骨架的衍生物可以應用于制備抗菌藥物。具體實施方式在某個具體的實施例中，本專利技術的制備過程和相關產物的結構式如下所述：一種制備上述含甲硝唑吡唑類骨架的抗菌化合物的方法，它包括以下步驟：步驟i.將草酸二甲酯(16mmol)和一系列取代的苯乙酮(8mmol)溶于20ml無水甲醇中配成溶液備用，緩慢地向溶有甲醇鈉(16mmol)的甲醇(5mL)溶液中滴加配制好的溶液，在回流條件下攪拌5小時。待反應液冷卻到室溫倒至50mL的蒸餾水中，滴加稀鹽酸(1M)到反應溶液至pH＝3、4。并用乙酸乙酯(100mL)洗三次，取有機相用無水硫酸鈉除水，并用混有2∶1的乙醇-石油醚溶液洗，真空干燥得到粗產物1a-1j。步驟ii.將化合物1a-1j(1mmol)和不同取代的苯肼(2mmol)溶于12mL的無水甲醇中，攪拌條件下滴加1mL稀鹽酸催化，回流條件下攪拌反應6小時，待反應液冷卻至室溫，用飽和食鹽水、乙酸乙酯(各100mL)洗三次，柱層析提純得到化合物2a-2y。步驟iii.向干凈的圓底燒瓶中加入甲醇溶液10ml，再加入合成的化合物2a-2y(0.5mmol)，KOH(1.75mmol)，再逐滴加入蒸餾水(1mL)。回流攪拌2小時，TLC跟蹤反應，反應結束后，反應液倒進150mL蒸餾水并用稀鹽酸(1M)調pH至3或4，乙酸乙酯萃取得到化合物3a-3y。步驟iv.將化合物3(0.4mmol)、EDC(0.48mmol)、HOBT(0.48mmol)、DMAP(0.2mmol)依次溶于10mL的二氯甲烷中，45℃活化半小時后添加甲硝唑(0.52mmol)至反應液中，過夜。反應結束后，飽和食鹽水和二氯甲烷(各50mL)洗三次，通過柱層析或者用乙醇重結晶得到目標化合物4a-4y。實施例一：2-(2，5-二甲基-1H-咪唑-1-基)乙基-5-(4-甲氧苯基)-1-(對甲苯基)-1H-吡唑-3-羧酸乙酯(4a)的制備向圓底燒瓶中加入20ml無水甲醇溶解草酸二甲酯(16mmol)，4-甲氧基苯乙酮(8mmol)，配成的溶液緩慢地加入溶有甲醇鈉(16mmol)的甲醇(5mL)溶液中，在回流條件下攪拌5小時。反應液冷卻到室溫倒至50mL的蒸餾水中，滴加稀鹽酸(1M)到反應溶液至pH＝3、4。并用乙酸乙酯(100mL)洗三次，取有機相用無水硫酸鈉除水，并用混有2∶1的乙醇-石油醚溶液洗再真空干燥得到粗產物1a。將上述合成的化合物1a(1mmol)和4-甲基苯肼(2mmol)溶于12mL的無水甲醇中，攪拌條件下滴加1mL稀鹽酸催化，回流條件下攪拌反應6小時，待反應液冷卻至室溫，用飽和食鹽水、乙酸乙酯(各100mL)洗三次，柱層析提純得到化合物2a。向干凈的圓底燒瓶中加入甲醇溶液10ml，再加入合成的化合物2a(0.5mmol)，KOH(1.75mmol)，再逐滴加入蒸餾水(1mL)。回流攪拌2小時，TLC跟蹤反應，反應結束后，反應液倒至150mL蒸餾水并用稀鹽酸(1M)調pH至3或4，乙酸乙酯萃取得到化合物3a。將合成好的化合物3a(0.4mmol)、EDC(0.48mmol)、HOBT(0.48mmol)、DMAP(0.2mmol)依次溶于10mL的二氯甲烷中，45℃活化半小時后添加甲硝唑(0.52mmol)至反應液中，過夜。反應結束后，飽和食鹽水和二氯甲烷(各50mL)洗三次，通過柱層析或者用乙醇重結晶得到目標化合物4a。得淡黃色粉末，產率72.2％，m.p.167-168℃.1HNMR(DMSO-d6，400MHz)δ：8.05(s，1H，ArH)，7.28-7.16(m，6H，ArH)，6.95-6.92(m，3H，ArH)，4.72(t，J＝2.4Hz，2H，CH2)，4.66(t，J＝2.3Hz，2H，CH2)，3.76(s，3H，OCH3)，3.34(s，3H，CH3)，2.54(s，3H，CH3).MS(EI)：461.48(C24H23N5O5，[M]+).實施例二：2-(2-甲基-5-硝基-1H-咪唑-1-基)-乙基-1，5-二-對甲苯基-1H-吡唑-3-羧酸乙酯(4b)的制備制備方法參考實施例一。得淡黃色粉末，產率67.8％，m.p.179-180℃.1HNMR(DMSO-d6，400MHz)δ：8.04(s，1H，ArH)，7.26(d，J＝8.2Hz，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一類含甲硝唑吡唑類骨架的衍生物，其結構如式所示：

【技術特征摘要】
1.一類含甲硝唑吡唑類骨架的衍生物，其結構如式所示：其中，R1選自：-H、2-CH3、3-CH3、4-CH3、4-OCH3、2-F、3-F、4-F、4-Cl、4-IR2選自：-H、4-CH3、4-Cl。2.制備方法包括如下步驟：步驟1.回流條件下，向反應容器中依次加入草酸二甲酯和結構如式A所示的化合物，在含有甲醇鈉的無水甲醇中反應。TLC跟蹤反應，充分反應后，得到結構如式B所示的化合物。步驟2.向反應容器中依次加入結構如式B所示的化合物以及結構如式C所示的化合物，稀鹽酸作催化，在無水甲醇體系中回流，TLC跟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱海亮，陳龍旺，梁承杰，滿若君，汪樂樂，晏天龍，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32