作为β-内酰胺辅助抗生素的3-氨基苯甲酰胺衍生物、制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医药技术领域，涉及一种3-氨基苯甲酰胺衍生物、制备方法及在制备 β-内酰胺辅助抗生素中的应用，该衍生物可以用于治疗耐甲氧西林葡萄球菌感染。
【背景技术】
[0002] 金黄葡萄球菌是世界发达国家最普遍的细菌性病原体。这类病原体导致的严重的 细菌感染，尤其是多药耐药金黄葡萄球菌（MRSA)已经在世界上造成大量病人死亡。目前， 金黄葡萄球菌中有超过三分之二的菌种对甲氧西林（即第二代β-内酰胺抗生素）具有耐 药性。令人担忧的是，近来已经出现了对治疗MRSA的终极药物盐酸万古霉素（vancomycin) 具有耐药性的临床菌株。2005年，在美国约有95, 000人感染MRSA，其中接近19, 000死 亡。在香港，MRSA也成为最重要的一种病原体，尤其是社区感染的多药耐药金黄葡萄球菌 (CA-MRSA)。所通报的CA-MRSA感染病例从2007年的82例到2013年的988例一直在迅速 飙升，七年内大约增加了 12倍。在这些通报的各类传染病例中，CA-MRSA是香港最严重的 四种传染病之一。更为重要的是，根据香港特别行政区卫生署卫生防护中心2007年发布的 报告称，两名病人因感染CA-MRSA死亡。鉴于MRSA的出现和临床上用以治疗的抗生素种类 有限，迫切需要开发新药品治疗MRSA感染。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中缺少高效治疗MRSA感染药物的 缺陷，提供一种用于作为β-内酰胺辅助抗生素的3-氨基苯甲酰胺衍生物。
[0004] 本发明进一步要解决的问题就是提供一种工艺简单、高效的3-氨基苯甲酰胺衍 生物的制备方法。
[0005] 本发明另外要解决的问题就是提供一种上述衍生物在制备一种β-内酰胺辅助 抗生素中的应用。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种作为β-内酰胺辅助抗生素的 3-氨基苯甲酰胺衍生物，为具以下化学式（I)的化合物：
[0008]其中，Ri、R2和R3各自分别为氢、氟或溴；
[0009]R4与R5不同时，R4为氢、甲基、乙基或氟代苄基，R5为。的烷基、烷氧基烷基、 C4-C1()的烯基、氣代苄基、烷氧基取代的苄基或醜基；
[0010]R4 和R5 相同时，R4 和R5 都为CH2-(CH2)n-CH2,η= 2 或 3。
[0011] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述札、R2、私和心各自分别为氢，R5为辛 基。所述衍生物为3-(辛基氨基）苯甲酰胺。
[0012] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述札、R2、私和心各自分别为氢，R5为壬 基。所述衍生物为3-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0013] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2和R3各自分别为氢，R4为甲基，R5 为辛基。所述衍生物为3-(甲基（辛基）氨基）苯甲酰胺。
[0014] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2和R3各自分别为氢，R4为甲基，R5 为壬基。所述衍生物为3-(甲基（壬基）氨基）苯甲酰胺。
[0015] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri和R3各自分别为氢，R2为F，R4为氢， R5为壬基。所述衍生物为2-氟-5-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0016]所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述札和R3各自分别为氢，R2和R4各自为 F，R5为壬基。所述衍生物为2, 4-二氟-5-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0017] 第一种制各方法的抟术方案:上述衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0018] (a)将原料A与原料B、碳酸钾和乙腈均匀搅拌形成反应混合液，加热回流反应4 小时，再精制后得到产物；原料A为3-氨基苯甲酰胺、2-氟-5-氨基苯甲酰胺或2, 4-二 氟_5_氨基苯甲酰胺；原料B为溴代壬烧或溴代辛烧；
[0019] (b)在步骤（a)得到的产物为3-(壬基氨基）苯甲酰胺或3-(辛基氨基）苯甲酰 胺时，再将其分别与硫酸二甲酯、碳酸钾、和乙腈均匀搅拌，并加热回流12小时，再精制后 得到产物。上述制备方法如下所示：
[0020]
[0021 ] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 辛基。所述衍生物为2, 6-二氟_3_(辛基氨基）苯甲酰胺。
[0022] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 壬基。所述衍生物为2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0023] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 庚基。所述衍生物为2, 6-二氟-3-(庚基氨基）苯甲酰胺。
[0024] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述&、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5 为3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯基。所述衍生物为（E)-3-((3, 7-二甲基-2, 6-辛二烯）氨 基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0025] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 2_壬烯基。所述衍生物为（Z)-2, 6-二氟-3-(2-壬烯基氨基）苯甲酰胺。
[0026] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 (4' - 丁氧基）丁基。所述衍生物为3-((4' - 丁氧基）丁基氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0027] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 癸基。所述衍生物为3-(癸氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0028] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F，R3为溴，R4为氢，R5为壬基。 所述衍生物为4-溴-2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺。
[0029] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述R3为氢，R4为甲基，R5为辛 基。所述衍生物为2, 6-二氟-3-(甲基（辛基）氨基）苯甲酰胺。
[0030] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F，R3为氢，R4为乙烷基，R5为 辛基。所述衍生物为3-(乙烷基（辛基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0031] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述R3为氢，R4为甲基，R5为壬 基。所述衍生物为2, 6-二氟-3-(甲基（壬基）氨基）苯甲酰胺。
[0032]第二种制各方法的抟术方案:上述衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0033] (a)将原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺与溴代烷烃、碳酸钾及乙腈均匀搅拌形 成反应混合液，并加热回流4小时，再精制后得到产物；所述溴代烷烃为溴代壬烷、溴代辛 烷、溴代癸烷、溴化香叶醇、（Z)-l-溴-2-壬烯或溴代庚烷；
[0034] (b)将步骤（a)反应得到的2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺进行溴化处理并 在室温下搅拌12小时，精制得到4-溴-2, 6-二氟-3-(壬基氨基）苯甲酰胺；
[0035] (c)使用碘甲烷或溴乙烷对从步骤（a)得到的2, 6-二氟-3-(辛基氨基）苯 甲酰胺，进一步烷基化处理，并与碳酸钾和乙腈均匀搅拌回流14小时，精制得到2, 6-二 氟-3-(甲基（辛基）氨基）苯甲酰胺或3-(乙烷基（辛基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺；
[0036] (d)使用硫酸二甲酯对从步骤（a)得到的2, 6-二氟-3-(壬基胺基）苯甲酰胺进 行烷基化处理，并与碳酸钾和乙腈均匀搅拌回流12小时，精制得到2, 6-二氟-3-(甲基（壬 基）氨基）苯甲酰胺。上述制备方法如下所示：
[0038] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 壬酰胺基。所述衍生物为2, 6-二氟-3-壬酰胺基苯甲酰胺。
[0039] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 批口各烧。所述衍生物为2, 6-二氟_3_(批略烧-1-氨基）苯甲酰胺。
[0040] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 哌啶。所述衍生物为2, 6-二氟-3-(哌啶-1-氨基）苯甲酰胺。
[0041] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 3'，4' -二氟苄基。所述衍生物为3-(3'，4' -二氟苄氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0042] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3为氢，R4为3'，4' -二氟 苄基，1?5为3'，4' -二氟苄基。所述衍生物为3-(双（3'，4' -二氟苄基）氨基）-2, 6-二 氟苯甲酰胺。
[0043] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 2'，4' -二氟苄基。所述衍生物为3-(2'，4' -二氟苄氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0044] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述札、R2SF;R3为氢，R4、R5各自分别为 2'，4'-二氟苄基。所述衍生物为3-(双（2'，4'-二氟苄基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0045] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 2'，6' -二氟苄基。所述衍生物为3-(2'，6' -二氟苄氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0046] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述札、R2SF;R3为氢，R4、R5各自分别为 2'，6'-二氟苄基。所述衍生物为3-(双（2'，6'-二氟苄基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺。
[0047]第三种制各方法的抟术方案:上述衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0048] (a)将原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺和壬酰氯在0°C下溶入吡啶和二氯甲烷 反应4小时，精制得到2, 6-二氟-3-壬基氨基苯甲酰胺；
[0049] (b)将原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺与1，4-二溴丁烷或1，5-二溴代戊烷分 别加入碳酸钾在乙腈中均匀搅拌4小时反应，精制分别得到2, 6-二氟-3-(吡咯烷-1-氨 基）苯甲酰胺和2, 6-二氟-3-(哌啶-1-氨基）苯甲酰胺；
[0050] (c)将原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺与原料C以及碳酸钾，在乙腈中加热回 流4小时，精制分别得到3-(3'，4'-二氟苄氨基）-2,6-二氟苯甲酰胺或3-(双（3'，4'-二 氟苄基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺、3- (2 '，4 ' -二氟苄氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺或3-(双 (2'，4' -二氟苄基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺、以及3-(2'，6' -二氟节氨基）-2, 6-二氟 苯甲酰胺或3-(双（2'，6'-二氟苄基）氨基）-2, 6-二氟苯甲酰胺；原料C为3, 4-二氟溴 苄、2, 4-二氟溴苄或2, 6-二氟溴苄。上述制备方法如下所示：
[0051]
[0052] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 3' - 丁氧基苄基。所述衍生物为3_((3' - 丁氧基苄基）氨基）-2,6_二氟苯甲酰胺。
[0053] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 3' -(仲丁氧基）苄基。所述衍生物为3-((3' -(仲丁氧基）苄基）氨基）-2, 6-二氟苯甲 酰胺。
[0054] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 3' -(戊氧基）苄基。所述衍生物为2, 6-二氟_3_((3' -(戊氧基）苄基）氨基）苯甲醜 胺。
[0055] 所述3-氨基苯甲酰胺衍生物中，优选所述Ri、R2为F;R3和R4各自分别为氢，R5为 3' -((4"-(二氟甲基）苄基）氧）苄基。所述衍生物为2, 6-二氟_3_((3' -((4"-(二氟 甲基）苄基）氧）苄基）氨基）苯甲酰胺。
[0056]第四种制各方法的抟术方案:上述衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0057] (a)将原材料2, 6-二氟-3-氨基苯甲酰胺分别与相应的苯甲醛以及催化剂对甲苯 磺酸（pTsOH)和甲醇进行还原胺化，在室温下混合液搅拌2小时；
[0058] (b)然后分部分加入氰基硼氢化钠，再混合搅拌12小时，反应精制分别得到上述 的衍生物；所述苯甲醛为3-丁氧基苯甲醛、3-(戊氧基）苯甲醛、3-(仲丁氧基）苯甲醛或 3_((4' -(三氟甲基）苄基）氧）苯甲醛。上述制备方法如下所示：
[0059]
[0060] 本发明另外公开的技术方案为：上述衍生物在制备一种β-内酰胺辅助抗生素中 的应用。
[0061] 所述衍生物的用量与人体体重的比例为50毫克/千克体重，衍生物在口服后的生 物兼容性为12%。
[0062] 近来，细菌细胞分裂机制在学术界和医疗产业引起了极大关注，旨在探寻新型抗 菌药物的药物靶标。在目前这些已知选项中，长丝的温度敏感突变体Z(FtsZ)是最有希望 和最具特色的一种。FtsZ是一种鸟苷三磷酸酶（guanosinetriphosphatase)，在多种细菌 中具有高度保守性。为使细菌进行细胞分裂，FtsZ单体首先定位于细胞中部，以鸟苷三磷 酸酶（GTP)的独立方式与直线单链原纤维头尾相连进行聚合。单链FtsZ原纤维之间的侧 部接触首先形成FtsZ束，最终形成Z环。随后引入其它下行蛋白质形成细胞膜和细胞壁， 从而完成细胞分裂过程。正因为FtsZ在细菌细胞分裂过程中发挥了如此重要的作用，它在 开发新型抗菌药物中被认为是一种备受关注的药物靶标。几种高清晰度的X光晶体机构分 解为若干FtsZ同系物，呈现出一种如图la所示的重要的稳定组织，该组织由两个独立的可 折叠域组成。N-终端域形成三磷酸鸟苷结合位点（GTPbindingsite),C-终端域包括弹 性环（T7环）。两域通过一条长的中心螺旋线7(H7)相互连接。据已有报告称，多种FtsZ 互动化合物与三磷酸鸟苷结合位点或T7环绑定连接，一些化合物具有强大的抗菌活性，在 微摩尔级水平上达到最低抑菌浓度（MIC)。
[0063] 本发明公开一种衍生自3-氨基苯甲酰胺（3-aminobenzamide)(图lb,式4)的 新型化合物（I)，该化合物在抗菌敏感性试验中对金黄葡萄球菌具有最低的最小抑菌浓度 (MIC)，在细胞毒性测试中对小鼠成纤维细胞具有低毒性。并且本发明进一步对这两种具有 强大的抗菌活性的衍生物进行生物测定，例如光散射检测、GTPase活性分析、细胞形态学分 析、显微镜下荧光分析。所有结果均清楚表明这两种衍生物与细胞分裂蛋白FtsZ有相互作 用。本发明也证明该类衍生物与临床应用的β-内酰胺抗生素合成后表现出对临床分离而 社区感染的金黄葡萄球菌（USA300)和其它MRSA菌株具有高度的合成抗菌活性。在药代动 力学研究结果中，F332的口服用量为50毫克/千克体重，口服的生物兼容性约为12%，从 而支持其用于β-内酰胺辅助抗生素制备上，通过口服途径治疗耐甲氧西林葡萄球菌感染 药物上，即在临床上，本发明化合物可用作β-内酰胺辅助抗生素通过口服途径治疗耐甲 氧西林葡萄球菌感染。
【附图说明】
[0064] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
[0065] 图la是金黄葡萄球菌FtsZ的晶体结构；
[0066] 图lb是PC190723的化学结构式、其衍生物（式1，2, 3)以及3-氨基苯甲酰胺（式 4)的基本结构；
[0067] 图2是本发明实施例公开的第一种制备方法；
[0068] 图3是本发明实施例公开的第二种制备方法；
[0069]图4是本发明实施例公开的第三种制备方法；
[0070] 图5是本发明实施例公开的第四种制备方法；
[0071] 图6是本发明实施例枯草杆菌168细胞在二甲亚砜溶液中生长4小时电镜图；
[0072] 图7是枯草杆菌168细胞在1. 56μMF332溶液中生长4小时电镜图；
[0073] 图8是枯草杆菌168细胞在0.78μMF361溶液中生长4小时电镜图；
[0074] 图9是金黄葡萄球菌FtsZ(轨迹4-8)的SDS-page凝胶图；
[0075] 图10a是枯草杆菌FtsZ-eGFP融合蛋白的表达质粒结构图；
[0076] 图10b是枯草杆菌168经FtsZ-eGFP融合蛋白的表达质粒转化后并在没有任何本 发明的衍生物影响的情况下培养4小时后荧光显微镜图；
[0077] 图10c是相差显微镜图；
[0078] 图10d是枯草杆菌168经FtsZ-eGFP融合蛋白的表达质粒转化后并在3μMF332 下培养4小时后荧光显微镜图，图10e是相差显微镜图。
[0079] 图11是F332在金黄葡萄球菌FtsZ(5μM)中对FtsZ聚合的影响趋势图；
[0080] 图12是F361在金黄葡萄球菌FtsZ(5μM)中对FtsZ聚合的影响趋势图。
[0081] 图13是F332对金黄葡萄球菌FtsZ的GTPase活性的影响。
[0082] 图14是F361对金黄葡萄球菌FtsZ的GTPase活性的影响。
[0083] 图15是FtsZ聚合物的电子显微图。
[0084] 图16是FtsZ聚合物的电子显微图。
[0085] 图17是F332的药代动力学参数。
【具体实施方式】
[0086] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明 本发明的【具体实施方式】。
[0087] 本发明根据不同的原料和产物将3-氨基苯甲酰胺衍生物的制备分为四种情况， 分别列出如下四种制备方法：
[0088]第一种制各方法：合成化合物F411,F412,F413,F414,F342及F345(见附图2对 应标号的化合物），这@化合物对应以下实施例1-6。其合成步骤如图2所示。
[0089] 利用市场上可买到的3-氨基苯甲酰胺与溴代壬烷（1-bromooctane)或溴代辛烷 (1-bromooctane)在乙腈（ACN)中混合，满足回流温度的基本条件可以分别合成F411和 F412。
[0090] 通过使用硫酸二甲酯（dimethylsulphate)并满足基本条件，这两种化合物被进 一步烷基化为三级胺（tertiaryamine),从而产生F413和F414。
[0091] 同样，利用市售成品2-氟-5-氨基苯甲酰胺（2-fluoro