含哌嗪环侧链截短侧耳素衍生物的分子设计、合成及其生物活性研究

摘要

截短侧耳素(Pleuromutilin)是由高等真菌侧耳菌(Pleurotusmutilus)产生的一类双萜类天然抗生素，通过结构改造可获得能够有效抑制大部分革兰氏阳性菌以及部分革兰氏阴性菌的截短侧耳素衍生物。目前，截短侧耳素衍生物主要是通过改造C14号侧链得到，C14号侧链的改造主要包括两类：一是用硫醇化合物取代末端羟基形成硫醚乙酰侧链衍生物；二是用胺类化合物取代末端羟基，再对胺进行乙酰化，形成酰基-氨基甲酸酯侧链衍生物。构效关系研究表明，大部分硫醚乙酰侧链衍生物可以通过直接接入一个含硫醇活性基团从而提高其抗菌活性，如泰妙菌素，沃尼妙林等。而以胺类化合物取代末端羟基，再对胺进行酰基化，形成酰基-氨基甲酸酯侧链衍生物的报道较少。
　　以哌嗪环为侧链的多数化合物具有广泛生物活性，如抗真菌、抗菌、抗疟、抗结核、抗病毒等。本研究以哌嗪环为连接臂，设计并合成19种截短侧耳素衍生物2、3、4、5、6a-6c、7a-7c、8a-8c、9a-9c和10a-10c。以硅胶柱层析分离纯化，再以红外(IR)、高分辨质谱(HR-MS)、核磁共振氢谱(1H NMR)和核磁共振碳谱(13C NMR)对上述衍生物进行结构确证，其中17种结构未见报道。
　　研究了所得19种衍生物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) ATCC43300，金黄色葡萄球菌(S. aureus) ATCC29213，粪肠球菌(E. facalis) ATCC29212，屎肠球菌(E.facium) ATCC35667，大肠杆菌(E. coli.) ATCC25922，鸡毒支原体菌株(Mycoplasma Galliscepticum, MG) S6的体外抑菌活性。19种衍生物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌ATCC43300，金黄色葡萄球菌ATCC29213，粪肠球菌ATCC29212，屎肠球菌ATCC35667，大肠杆菌ATCC25922，鸡毒支原体S6的最小抑菌浓度分别为32~0.015μg/ml、32~0.06μg/ml、32~1μg/ml、>32μg/ml、>64μg/ml、0.5~0.03μg/ml。其中9c、10a和10c对M RSA具有最强抗菌活性。
　　通过计算机辅助手段对上述衍生物中的9c、10a和10c进行了分子对接研究，化合物9c的对接结果表明其结构中的甲氧基可能与核糖体中碱基形成氢键，以产生具有优良抗菌活性的且具有潜在药物设计策略的截短侧耳素类衍生物。衍生物9c对MRSA(MIC=0.015μg/ml)具有较强的体外抑制活性，分子对接显示其与核糖体50s亚基结合时具有比10a和10c更低的结合自由能。
　　本论文初步研究了9c对M RS A感染小鼠死亡保护作用，并比较了其与泰妙菌素的体内药效。体内抗菌研究结果显示，静脉给药40 mg/k g时，9c对MRS A感染小鼠死亡保护率为50%，优于对照药泰妙菌素，表明9c可作为抗菌药物候选物进行深入研究。

目录

声明

英文缩略词表

第一章 引言

1. 1 抗菌药简介

1. 2 截短侧耳素及其衍生物简介与作用机制

1. 3 截短侧耳素类药物的研究现状

1. 4 截短侧耳素的构效关系及其结构改造研究现状

1. 5 哌嗪环的简介及其在医药领域上的应用

1. 6 小结

第二章 截短侧耳素衍生物的设计及合成

2. 1 材料与方法

2. 2 目标化合物的结构表征

2. 3 讨论

第三章 目标化合物的生物活性测定

3. 1 材料与方法

3. 2 结果

3. 3 讨论

第四章 目标化合物的体内抗菌活性测定

4. 1 材料与方法

4. 2 结果

4. 3 讨论

第五章 全文总结

致谢

参考文献

附录A

硕士研究生期间所获科研成果

附录B

目标化合物核磁共振氢谱(1HNMR)

目标化合物核磁共振碳谱(13CNMR)

目标化合物质谱(MS )

目标化合物红外(IR)