利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素及其制备方法

摘要

本发明公开了一种利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素化合物及其制备方法。利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素，具有式（Ⅰ）的结构。制备方法包括有以下步骤：1）在利福霉素s-钠盐的DMF溶液中，加入浓硫酸酸化0.5h，然后滴加二羟特丁胺，反应得到中间体恶嗪利福霉素Ⅱ；2）在质子性溶剂中将中间体恶嗪利福霉素Ⅱ与无水哌嗪混合，反应得到中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ；3）将3-甲酰利福霉素和沃尼妙林在溶剂中混合溶解，氮气保护，15～30℃下搅拌2小时，冷却即可得到利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素。将作用机制不同的两种药物分子连接起来，其结合方式与双重作用的药物前体相似，连接基团稳定，能起到非常好的治疗效果。

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成药物领域，特别是一种利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素化合物及其制备方法。

背景技术

利福霉素(rifamycins)是1959年Sensi等从地中海链霉菌(Streptomyces mediterranoi)的代谢产物中分离提取的复合物，继而又分离出A，B，C，D，E等。1962年，利福霉素B经化学转化为利福霉素SV，并被最先用于临床。由于其口服吸收不佳，故从3-甲酰利福霉素SV的多个衍生物中又筛选得到甲哌利福霉素，即利福平。该品可口服给药，而且疗效好，但易使菌株产生耐药性，有效时间短，对艾滋病并发症中的鸟复合分枝杆菌(MAC)感染活性较低，毒性较大。结核病的病程及病变差异很大，长期用药可能会对人体产生慢性毒性，细菌也会对其产生耐药性。随着人免疫缺陷病毒(HIV)感染以及多药耐药菌的产生，结核病再度蔓延。所以，一个时期以来，世界各国竞相研制利福霉素的新衍生物，力图获得疗效好、给药剂量小、毒性低、抗耐药菌、且抗病毒(包括抗艾滋病)、抗肿瘤、抗深部真菌感染等的利福霉素新品种，因此半合成抗生素利福定、利福喷汀(rifpentine)、利福布～y(rifabutin)、利福哌啶(FCE一22250)等相继问世。其中利福定、利福喷汀在抗结核、抗麻风病等疾病和利福布汀在抗耐药性结核菌感染及治疗结核菌与艾滋病复合感染方面均起到了重要作用。另外，利福昔明作为治疗肠道细菌感染的唯一利福霉素类抗生素也已广泛用于临床。目前，对利福霉素类抗生素的研究仍然在蓬勃发展。

截短侧耳素最先是由Kavanagh等在1951年分离并进行初步鉴定了，它是由高等真菌侧耳菌和帕氏侧耳菌产生的一类广谱的二萜烯类抗生素，能够有效抑制革兰氏阳性菌，尤其以葡萄球菌、链球菌最为明显，同时对于支原体感染也有治疗作用，它的许多衍生物的抑菌活性和范围比截短侧耳素强，同时抗菌谱更广泛。近年来,随着G+菌耐药性，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐青霉素类肺炎球菌、耐万古霉素肠球菌的日益严重,院内常用抗菌药物利奈唑酮、奎奴普汀/达福普汀以及替考拉定等虽对耐药菌引起的感染有一定的疗效,但由于严重的不良反应和较低的生物利用度限制了其广泛应用。因此,开发具有新型抗菌机制、较好的生物利用度且不易与传统抗生素产生交叉耐药的化合物成为遏制耐药菌的首要途径。截短侧耳素是一类三环二萜类抗生素,其主要作用于50S核糖体亚基,通过抑制肽基转移酶的活性而使细菌的蛋白质合成受阻，具有独特的抗菌活性，不易与临床所用的传统抗生素产生交叉耐药等特点，因此此类衍生物逐渐成为研究新型人用抗生素的主要着眼点。而且该类抗生素主要代表药物泰妙菌素和沃尼妙林作为兽用抗生素已被广泛使用，特别是2007年4月首个截短侧耳素类衍生物人用抗生素瑞他莫林（Retapamulin）被美国食品药品监督局(FDA)批准成功上市,实现了该类化合物从兽用抗生素到人用抗生素的飞跃,掀起了新型人用截短侧耳素类衍生物研究开发的浪潮。因此选择截短侧耳素衍生物进行合成研究不管是在兽药还是在人用药上都具有良好的发展前景。

针对耐药菌的这些特点,现在不少科学家将目光移向杂合药物这一理念,即在原有开发单靶点化合物的基础上,开始研发多靶点化合物以及具有双重作用的抗菌药物，如今，杂合药物的研发工作已经取得了显著的进展,全世界有不少该类药物研发成功并进入到临床试验阶段。罗氏公司是全世界最早开始研发杂合抗菌药物的公司,该公司的研究人员通过将两种已上市的药物或它们的衍生物经过化学合成形成杂合体,以此来扩大药物的抗菌谱、增强对耐药菌的有效性、改善药代动力学和减少副作用。由于喹诺酮类药物在化学合成方面容易操作,因此成为了研究人员合成杂合药物的首选药物。罗氏公司最早开发的杂合抗菌药物是喹诺酮类药物与β-内酰胺类药物结合的杂合药物ro-23-9424。体外实验表明,ro-23–9424的抗菌谱较广,对喹诺酮类和头孢类药物的耐药菌均有效,特别是对铜绿假单胞菌有较强的作用。但是它的不足之处是半衰期较短,这可能是连接的酯键不够牢固的原因。目前,ro-23-9424已经进入了Ⅱ期临床试验阶段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术不足提供一种利福霉素类沃尼妙林杂合化合物作为抗生素来使用。另外一个目的是提供利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素的制备方法。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素，具有式（Ⅰ）的结构：

上述利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素的制备方法，包括有以下步骤：

1）将利福霉素s-钠盐在溶剂DMF中溶解混合均匀，按摩尔比福霉素s-钠盐：浓硫酸=1.9～2：1加入浓硫酸酸化0.5h，然后滴加二羟特丁胺，二羟特丁胺与利福霉素s-钠盐摩尔比1.5～1.9：1，升温至35～50℃，保温反应2小时，冷却后加入沉淀剂静置、过滤、水洗得到中间体恶嗪利福霉素Ⅱ；

2）在质子性溶剂中将中间体恶嗪利福霉素Ⅱ与无水哌嗪按照摩尔比1：1.2～1.5混合，45～60℃反应2小时，通过柱层析得到中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ；

3）取盐酸沃尼妙林加入水中完全溶解，用傅酸剂调节PH值至8～9，过滤、水洗、干燥得到中间体沃尼妙林Ⅳ；

4）将中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ和中间体沃尼妙林Ⅳ按照摩尔比1：1.1～1.3并在溶剂中混合溶解，氮气保护，15～30℃下搅拌2小时搅拌2小时，自然冷却即可得到利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素。

步骤1）中沉淀剂为pH6.5的冰乙酸水溶液。

步骤2）所述质子性溶剂为乙醇、甲醇或丙酮。

步骤3）中所述的傅酸剂为氨水或者饱和的NaHCO₃溶液。

步骤4）所述溶剂为HTF或者乙酸乙酯。

本发明的反应流程如下：

本发明的有益效果：

本发明通过LinK分子将作用机制不同的两种药物分子连接起来，其结合方式与双重作用的药物前体相似，连接基团稳定，靶标不同两类化合物相结合，其抗菌效果也大大加强，能起到非常好的治疗效果。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施。

利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素的制备过程如下：

1）将利福霉素s-钠盐在溶剂DMF中溶解混合均匀，按摩尔比福霉素s-钠盐：浓硫酸=1.9～2：1加入浓硫酸酸化0.5h，然后滴加二羟特丁胺，二羟特丁胺与利福霉素s-钠盐摩尔比1.5～1.9：1，升温至35～50℃，保温反应2小时，冷却后加入沉淀剂静置、过滤、水洗得到中间体恶嗪利福霉素Ⅱ；

2）在质子性溶剂中将中间体恶嗪利福霉素Ⅱ与无水哌嗪按照摩尔比1：1.2～1.5混合，45～60℃反应2小时，通过柱层析得到中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ；

3）取盐酸沃尼妙林加入水中完全溶解，用傅酸剂调节PH值至8～9，过滤、水洗、干燥得到中间体沃尼妙林Ⅳ；

4）将中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ和中间体沃尼妙林Ⅳ按照摩尔比1：1.1～1.3并在溶剂中混合溶解，氮气保护，15～30℃下搅拌2小时，自然冷却即可得到利福霉素类沃尼妙林杂合抗生素。

步骤1）中沉淀剂为pH6.5的冰乙酸水溶液。

步骤2）质子性溶剂为乙醇、甲醇或丙酮。

步骤3）中傅酸剂为氨水或者饱和的NaHCO₃溶液。

步骤4）溶剂为HTF或者乙酸乙酯。

通过LinK分子将作用机制不同的两种药物分子连接起来，其结合方式与双重作用的药物前体相似，连接基团稳定，靶标不同两类化合物相结合，其抗菌效果也大大加强，能起到非常好的治疗效果。

实施例1

按照上述步骤，确定具体工艺和参数如下：

步骤1）中，按摩尔比福霉素s-钠盐：浓硫酸=1.9:1酸化；摩尔比二羟特丁胺：利福霉素s-钠盐=1.5:1加料；其中，利福霉素s-钠盐在溶剂DMF中的浓度为0.02g/mL。

步骤2）中，中间体恶嗪利福霉素Ⅱ：无水哌嗪按照摩尔比1:1.2加料。质子性溶剂为乙醇。

步骤3）中，傅酸剂选用饱和的NaHCO₃溶液。

步骤4）中，中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ：中间体沃尼妙林Ⅳ按照摩尔比1:1.1加料；中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ溶于溶剂HTF，浓度为0.025g/mL。

可得到目标产物Ⅰ。将其溶于1.2%的乙醇水溶液，配制成0.5mg/L的溶液，把直径为6mm经高压蒸汽灭菌后的滤纸片，分别投入上述目化合物Ⅰ的溶液和1.2%的乙醇水溶液中，浸泡2min,晾干2h后备用。配制浓度为105cfu/mL的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureusATCC9118）菌液适量，取20μL该菌液均匀地涂抹在Luria-Bertani培养基中，然后把上述处理过的的滤纸片分别置于该培养基中，在37℃的电热恒温培养箱中培养24小时后，浸泡目化合物Ⅰ的滤片周围产生了明显抑菌圈，

实施例2

按照上述步骤，确定具体工艺和参数如下：

步骤1）中，按摩尔比福霉素s-钠盐：浓硫酸=2:1酸化；摩尔比二羟特丁胺：利福霉素s-钠盐=1.9:1加料；其中，利福霉素s-钠盐在溶剂DMF中的浓度为0.05g/mL。

步骤2）中，中间体恶嗪利福霉素Ⅱ：无水哌嗪按照摩尔比1:1.2加料。质子性溶剂为乙醇。

步骤3）中，傅酸剂选用饱和的NaHCO₃溶液。

步骤4）中，中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ：中间体沃尼妙林Ⅳ按照摩尔比1:1.1加料；中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ溶于溶剂HTF，浓度为0.0725g/mL。

可得到目标产物Ⅰ。将其溶于1.2%的乙醇水溶液，配制成0.5mg/L的溶液，把直径为6mm经高压蒸汽灭菌后的滤纸片，分别投入上述目化合物Ⅰ的溶液和1.2%的乙醇水溶液中，浸泡2min,晾干2h后备用。配制浓度为105cfu/mL的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureusATCC9118）菌液适量，取20μL该菌液均匀地涂抹在Luria-Bertani培养基中，然后把上述处理过的的滤纸片分别置于该培养基中，在37℃的电热恒温培养箱中培养24小时后，浸泡目化合物Ⅰ的滤片周围产生了明显抑菌圈。

实施例3

按照上述步骤，确定具体工艺和参数如下：

步骤1）中，按摩尔比福霉素s-钠盐：浓硫酸=1.9:1酸化；摩尔比二羟特丁胺：利福霉素s-钠盐=1.85:1加料；其中，利福霉素s-钠盐在溶剂DMF中的浓度为0.0625g/mL。

步骤2）中，中间体恶嗪利福霉素Ⅱ：无水哌嗪按照摩尔比1:1.4加料。质子性溶剂为乙醇。

步骤3）中，傅酸剂选用氨水。

步骤4）中，中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ：中间体沃尼妙林Ⅳ按照摩尔比1:1.15加料；中间体3-甲酰利福霉素Ⅲ溶于溶剂HTF，浓度为0.125g/mL。

可得到目标产物Ⅰ。将其溶于1.2%的乙醇水溶液，配制成0.5mg/L的溶液，把直径为6mm经高压蒸汽灭菌后的滤纸片，分别投入上述目化合物Ⅰ的溶液和1.2%的乙醇水溶液中，浸泡2min,晾干2h后备用。配制浓度为105cfu/mL的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureusATCC9118）菌液适量，取20μL该菌液均匀地涂抹在Luria-Bertani培养基中，然后把上述处理过的的滤纸片分别置于该培养基中，在37℃的电热恒温培养箱中培养24小时后，浸泡目化合物Ⅰ的滤片周围产生了明显抑菌圈。