新型唑類化合物的設(shè)計(jì)合成及其相關(guān)抗微生物活性研究.pdf

1、唑類化合物是一類重要的富電子含氮雜環(huán)化合物。其特殊的結(jié)構(gòu)使得唑類衍生物易于與有機(jī)生命體中的酶和受體發(fā)生多種非共價(jià)相互作用，如氫鍵、配位鍵、離子偶極、陽離子-π、π-π堆積、疏水作用以及范德華力等，因此在藥物化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，其抗微生物性質(zhì)尤為突出，如噻唑和咪唑類化合物。本文基于噻唑和咪唑化合物在國內(nèi)外的研究與開發(fā)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)合成了一系列新型的噻唑和咪唑類活性分子，并運(yùn)用現(xiàn)代波譜手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，評(píng)估了其體外抗細(xì)菌、抗真菌活性，并

2、初步探討了其構(gòu)效關(guān)系。運(yùn)用紫外、熒光等波譜手段研究了高活性化合物與DNA、HSA的相互作用，初步討論了化合物的結(jié)構(gòu)與抗微生物活性的作用機(jī)制。主要工作概括如下：
　　(1)咔唑氨基噻唑新化合物的制備：以咔唑II-1起始原料，經(jīng)過N-烷基化得到烷基取代的咔唑化合物II-2a-j，與氯乙酰氯在三氯化鋁的催化下發(fā)生傅克酰基化反應(yīng)制備了重要中間體咔唑乙酰氯II-3a-j，進(jìn)一步與硫脲發(fā)生取代反應(yīng)制得相應(yīng)的咔唑氨基噻唑化合物II-4a-j。<

3、br>　　(2)黃連素咪唑類新化合物的制備：以鹽酸黃連素III-1為起始原料，在真空條件下高溫加熱制備了重要中間體9-去甲黃連素III-2；進(jìn)一步與咪唑化合物發(fā)生曼尼希反應(yīng)制得相應(yīng)的咪唑基取代的去甲黃連素化合物III-3a-j。
　　(3)用1H NMR、13C NMR、IR、MS和HRMS等現(xiàn)代波譜手段確證了目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)。
　　(4)研究了新結(jié)構(gòu)重要中間體與目標(biāo)化合物的體外抗細(xì)菌、抗真菌活性。結(jié)果表明，大部分合成的化合

4、物可有效抑制被測(cè)微生物的生長，部分目標(biāo)化合物顯示出與參考藥物相當(dāng)或更優(yōu)的抑制能力。其中N-戊基咔唑噻唑化合物II-4d對(duì)P.aeruginosa的抑制效力(MIC=2μg/mL)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于諾氟沙星(MIC=16μg/mL)和氯霉素(MIC=32μg/mL)。含有庚基的化合物II-4f對(duì)MRSA表現(xiàn)出最好的活性，對(duì)MRSA的抑制效力(MIC=4μg/mL)高于諾氟沙星(MIC=8μg/mL)和氯霉素(MIC=16μg/mL)。此外，咪唑修飾

5、的黃連素化合物III?3a展示出優(yōu)良的抗細(xì)菌活性和較寬的抗菌譜(MIC=1?64μg/mL)，特別是對(duì)枯草桿菌(MIC=8μg/mL)的抑制能力是臨床藥物氯霉素(MIC=32μg/mL)的四倍，對(duì)傷寒桿菌的抑制活性（MIC=1μg/mL）遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于臨床藥物氯霉素(MIC=32μg/mL)和諾氟沙星(MIC=32μg/mL)。
　　(5)初步構(gòu)效關(guān)系研究表明，咔唑N位上烷基鏈的長度對(duì)咔唑氨基噻唑化合物的抗微生物活性有重要影響；在黃連素

6、的12位引入咪唑環(huán)對(duì)生物活性的發(fā)揮起著重要的作用，且咪唑環(huán)的空間體積大小對(duì)活性也有重要影響。
　　(6)將化合物II-4d和II-4f與臨床藥物氯霉素、諾氟沙星和氟康唑聯(lián)合使用，發(fā)現(xiàn)不僅能使其展示出更好地抗菌活性，而且具有更廣的抗菌譜，且大部分為協(xié)同作用，沒有拮抗作用。
　　(7)利用紫外光譜等波譜手段在分子水平上研究了化合物II-4f與小牛胸腺DNA的結(jié)合行為，結(jié)果表明化合物II-4f可能通過嵌入的方式與DNA形成復(fù)合物以

7、阻止DNA的復(fù)制進(jìn)而發(fā)揮抗微生物效力。
　　(8)研究了化合物III-3a的細(xì)胞毒性。研究結(jié)果顯示化合物III-3a體外對(duì)細(xì)胞株HepG2的毒性低于陽性對(duì)照黃連素，在濃度為100μg/mL的時(shí)細(xì)胞存活率為87％。
　　(9)研究了化合物III-3a細(xì)胞間活性氧的生成，化合物III-3a在濃度6.25,12.5,25,50和100μg/mL下，產(chǎn)生的活性氧均比黃連素少，證明化合物能夠降低活性氧的產(chǎn)生從而展示出比黃連素更好安全性

8、。
　　(10)利用熒光光譜、紫外光譜等波譜手段研究了高活性分子III-3a與小牛胸腺DNA、人血清白蛋白HSA的相互作用。通過與中性紅(NR)相互競(jìng)爭(zhēng)作用得到了化合物III-3a與DNA的作用方式是嵌入式。通過III-3a-HSA體系的熒光猝滅機(jī)理、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)、結(jié)合常數(shù)及熱力學(xué)參數(shù)等，推斷出III-3a-HSA結(jié)合是自發(fā)進(jìn)行的，主要作用力類型為氫鍵和范德華力。分子對(duì)接研究結(jié)果進(jìn)一步合理地證實(shí)了目標(biāo)化合物能夠與HSA發(fā)生相互作用。