四唑类新型金属β-内酰胺酶抑制剂及含异噁唑环类异羟肟酸的合成和研究

摘要

本论文包含两部分。 第一部分研究了一类含四唑类新型金属β-内酰胺酶抑制剂； 第二部分研究了一类新型含异噁唑的异羟肟酸的PDF抑制剂。 自上世纪30年代发现青霉素类抗生素以来，抗生素便成为人类抗病菌感染的主要前线药物。然而，随着抗生素(青霉素类与头孢类)的广泛应用，耐药菌也随之迅速产生并不断蔓延。病菌产生耐药性的途径之一，便是产生用于破坏β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺酶，其中含金属离子的β-内酰胺酶就称为金属β-内酰胺酶。金属β-内酰胺酶能够严重破坏β-内酰胺类抗生素，使之失去抗菌活性而大大降低疗效.传统对付β-内酰胺酶的措施有： 其一.寻找新的抗生素； 其二，探索并用使细菌停止合成β-内酰胺酶的物质； 其三，合并使用对β-内酰胺酶敏感和相对稳定的β-内酰胺酶抑制剂； 其四，发展特异性的β-内酰胺酶抑制剂。 几十年来，人们不断探索新的特异性金属酶抑制剂，取得了一定成果。到目前为止，已有的金属β-内酰胺酶抑制剂有：巯基乙酸衍生物、硫代吡啶二羧酸衍生物、青霉烷砜类等化合物、碳青霉烯类化合物、头孢烯类等。最近有文献报道包含3-n-丁基-1-苯并吡唑-5-羧酸盐联苯四唑或包含3-n-丁基-1-苯并吡唑-5-乙烷基酯联苯四唑对金属β-内酰胺酶具有抑制作用，而且对其生物活性进行了研究。 四氮唑是一个有着广泛用途的官能团。它不仅在医药方面用作亲油性取代基和羧酸替代物；还作为炸药，照相和信息记录系统等，应用非常广泛。本文在文献工作基础上，对以上化合物进行结构改造，将其中一个苯环换成异噁唑环，设计并合成了一系列化合物，并研究了其生物活性和对金属β-内酰胺酶的抑制作用。 本文以对甲基苯甲醛为起始原料，通过包括锌盐催化的取代腈与叠氮环合反应合成四氮唑，以改进的偶极环加成反应合成了芳香环取代的异噁唑，以及氧化、酯化、羟胺化等10-12步反应，合成了包含四氮唑与芳香环取代的异噫唑的异羟肟酸衍生物。 PDF抑制剂类抗生素是20世纪90年代末在国外新兴起的一个研究热点，因为PDF作为抑菌靶点的生化过程很明确，其晶体结构和活性部位也已经比较清楚，所以PDF抑制剂的研究具有较好的前景。我们选取PDF抑制剂作为研究课题，设计并合成新的化合物，希望能够发现新型结构的先导化合物。 本文以含有苯并噻唑和吲哚的异羟肟酸类化合物为先导化合物，根据它们的构效关系和与PDF受体结合的原理，设计并合成了一类新型的含有异噁唑类异羟肟酸衍生物。 以取代的苯甲醛为起始原料，以改进的偶极环加成反应合成了芳香环取代的异噁唑类中间体化合物，进而通过氧化、酯化、羟胺化等数个步骤得到最终目标产物。通过5步的反应，共合成含异噁唑环异羟肟酸化合物15个，全部为新化合物。用1HNMR、ESI-MS、IR和元素分析对这些化合物进行了分析，确定了这些化合物的结构。对其进行体外抑菌实验显示多数化合物有一定的抑菌作用。意外地发现这类化合物有很好的降糖效果。

目录

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摘要

第一章一类四唑类新型金属β-内酰胺酶抑制剂的合成

1.1金属酶的发现和分布

1.2金属β-内酰胺酶的种类、特性

1.2.1 3a类金属β-内酰胺酶

1.2.2 3b和3c亚群金属β-内酰胺酶

1.2.3金属型β-内酰胺酶的催化活性

1.3分子结构特点

1.4金属β-内酰胺酶抑制剂研究现状

1.5异噁唑环及苯并异噁唑结构和用途介绍

1.5.1异噁唑的化学

1.5.2苯并异噁唑的化学

1.6四唑的应用及合成

1.6.1四唑的应用

1.7实验部分

1.7.1仪器与试剂

1.7.2第一类：新型金属β-内酰胺酶抑制剂-四唑类化合物的合成

1.7.3第二类：新型金属β-内酰胺酶抑制剂-四唑类化合物的合成

1.8结果与讨论

参考文献

第二章新型含异噁唑环和苯并咪唑的异羟肟酸的设计与合成

2.1PDF酶抑制剂及异羟肟酸

2.2实验部分

2.2.1仪器与试剂

2.2.2含异噁唑环的异羟肟酸的合成

2.3结果与讨论

2.3.13-取代苯基噁异唑-5-甲酰羟胺衍生物的合成

2.3.2化合物的生物活性

2.4小结

参考文献

总结论

附图

致谢

攻读硕士期间发表的论文