二取代双环衍生物及其作为外排泵抑制剂在抗菌中的应用

二取代双环衍生物及其作为外排泵抑制剂在抗菌中的应用
【专利摘要】本发明公开一种二取代双环衍生物及其作为外排泵抑制剂在抗菌中的应用。实验证明，本发明所涉及的二取代双环衍生物对携带AcrB外排泵的多药耐药细菌具有较好的抑制作用，能够有效的恢复或增强现有抗生素的抗菌效能。所述的二取代双环衍生物的化学结构式如式Ι所示，式中R1，R2，X，Y，Z，W如说明书所定义，
【专利说明】
二取代双环衍生物及其作为外排泵抑制剂在抗菌中的应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一类二取代双环衍生物及其制备方法，以及作为抗菌增效剂在抗菌中 的应用。
【背景技术】
[0002] 由于抗生素的广泛使用甚至滥用，细菌耐药性问题日趋严重，已成为严重威胁人 类健康的重要因素之一。近些年来革兰阴性菌对抗菌药物的多重耐药性日益增加，多重耐 药的革兰阴性菌感染已成为造成临床病人死亡的主要原因。临床最常见多重耐药革兰阴性 菌包括大肠埃希菌、铜绿假单胞、产气肠杆菌、鲍曼不动杆菌等，其中大肠埃希菌在ICU病房 的分离率高达34%，多重耐药率高达44%，常引起人体各部位如呼吸道、消化道、泌尿生殖 道、血液、皮肤等的严重感染。
[0003] 外排栗是一类广泛存在于细菌细胞膜上的蛋白质，在正常的生理条件下，它可以 将自身细胞内的有害物质栗出细胞外，达到一种自我保护的作用。外排栗的过度表达导致 细菌细胞内的抗菌药物被排出胞外，使菌体内的药物浓度降低，以致不足以发挥抗菌药物 的抗菌作用，从而导致细菌多药耐药的产生。一些外排栗选择性的栗出一些特定的抗生素， 如四环素；然而一些外排栗能够转运结构各异的一系列不相关化合物，如抗生素(氟喹诺 酮、大环内酯类、四环素、氯霉素等）、金属离子、染料等，从而产生多药耐药表型。研究表明， AcrAB-TolC是革兰阴性菌中最重要的外排栗，其可以介导革兰阴性菌的高水平耐药。其中 Acr AB-Το 1C对介导革兰阴性菌的多药耐药关系最为密切。在Acr AB-Το 1C中，AcrB外排蛋白 负责底物的识别及能量的转导，这使其在外排系统中发挥决定性作用，因此抑制AcrB外排 栗的过表达似乎是恢复或增强现有抗生素效能的有效方法。
[0004] 外排栗抑制剂可以降低细菌固有耐药水平，逆转获得性耐药，扩大抗菌谱，降低耐 药突变菌株的发生率。外派栗抑制剂不仅可以抑制耐药细菌和肿瘤细胞对药物的外排作 用，恢复或提高抗生素效能，提高耐药细菌感染和肿瘤的临床治疗效果，而且在改善某些药 物的药动学特性(如提高口服药物的吸收，改善肝、肾清除率)方面也有广泛的用途。同时， 外排栗抑制剂对改善细菌的感染性和毒力也有一定的作用。目前，针对细菌AcrB外排栗而 进行的外排栗抑制剂的研究是目前国内外研究的热点、焦点与难点，近些年来新型AcrB外 排栗抑制剂的发现鲜有报道。因此，寻找新的有效的AcrB外排栗抑制剂对克服多药耐药革 兰阴性菌感染具有重要意义。

【发明内容】

[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一类新颖的能够有效抑制细菌外排栗的二取代双 环(杂环)衍生物，其对过表达AcrB的革兰阴性菌做了体外抗菌活性研究及外排底物抑制研 究，发现目标化合物显示出较好的外排抑制活性。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0007] 本发明的第一个目的是提供一种具有通式I结构的二取代双环(杂环)化合物或其 药学上可接受的盐。
[0008]
[0009] X 优选 C、N;Y 优选 CH、N;Z 选自 CH、N;W 优选 0、NH;n = 0，l，2;
[0010] 选自酰胺基、-C0NHR3、氰基；
[0011 ] R3选自Ci-Cs烷基、炔基、环烷基、芳基、取代芳基；
[0012]其中：
[0013] 所述的&-C8烷基优选乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、正己 基；
[0014] 炔基优选丙炔基；
[0015] 环烷基优选环戊基、环己基；
[0016] 芳基优选苯基、苄基；
[0017] 取代芳基优选含有1-2个取代基苯基，取代基为甲基、甲氧基、氨基、硝基、三氟甲 基、卤素；
[0018] R2选自氢、Ci-Cs烷基、c3-c8环烷基、c3-c8环杂烷基、酯基、0R4、NHR4、SR4、芳基、取代 芳基；
[0019] 其中：
[0020] 所述的&-C8烷基优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、3-甲基 丙基、4-乙基戊基；
[0021] C3-C8环烷基优选环戊基、环己基；
[0022] C3_C8杂环烷基优选四氢吡咯-1 -基、吗啉-1基、哌啶-1 -基、哌嗪-1 -基、4-乙酰基哌 嗪-1-基、4-苯基哌嗪-1-基；
[0023]酯基优选甲酸甲酯基、乙酸甲酯基、乙酸乙酯基、丙酸乙酯基；
[0024] 芳基优选苯基、苄基；
[0025] 取代芳基优选含有1-2个取代基的苯基，取代基为甲基、氨基、羟基、硝基、甲氧基、 三氟甲基、氨基甲酰基、卤素，且不限定其在苯环上取代的位置；
[0026] R4选自氢、直链或支链烷基、炔基、环烷基、芳基、杂芳基、取代的芳基、取代的杂芳 基；
[0027] 其中：
[0028] 所述的直链或支链烷基优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、 异戊基、正己基、异己基；
[0029]炔基优选丙炔基；
[0030] 环烷基优选环戊基、环己基；
[0031] 芳基优选苯基、苄基；
[0032] 杂芳基优选呋喃基、吡咯基、吡啶基、咪唑基、噻唑基、1，2,3_三氮唑基、1，2,3,4- 四氮唑基、吲哚基、苯并咪唑基、苯并噻唑基；
[0033] 取代芳基或取代杂芳基优选含有1-2个取代基的苯基或杂芳基，取代基为甲基、甲 氧基、羟基、氨基、羧基、硝基、氨基甲酰基、卤素、或三氟甲基，且不限定其在芳环上取代的 位置。
[0034] 更优选的是，所述化合物I是下列之一：
[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
1234 本发明的第二个目的是提供一种通式I结构的二取代双环(杂环)化合物的制备方 法，如下： 2 当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为0，办为酰胺基，R2选自氢烷基、C 3_C8 环烷基、C3_C8环杂烷基、酯基、芳基、取代芳基时，其制备方法为： 3
[0041]
4 如合成路线所示，具体地，苯甲醛与琥珀酸二甲酯在碱性条件下发生Stobbe缩合 反应得到式2化合物;式2化合物在酸性条件下环合得到式3化合物;式3化合物的羟基经乙 酰化保护得到式4化合物;式4化合物经酰氯化、氨化得到式6化合物;然后式6化合物与1，2-二溴乙烷在碱性条件下发生取代反应得到式7化合物;最后式6化合物与溴代试剂反应得到 A系列化合物（当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为0，η = 0或1，h为酰胺基，1?2选自氢、 CrCs烷基、C3-C8环烷基、C3-C8环杂烷基、酯基、芳基、取代芳基）；式7与相应的H0R4、NH 2R4、 HSR4在碱性条件下发生反应得到B系列化合物（当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为0，n =2，R!为酰胺基，R2选自 0R4、NHR4、SR4)。
[0043] 当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为0,11 = 0,?为-⑶NHR3，R2为异戊基或苄基 时，其制备方法为：
[0044]
[0045] 如合成路线所示，具体地，式3化合物在碱性条件下与卤代物反应分别得到式10， 13化合物;式10，13化合物在强碱作用下水解分别得到式11，14化合物;最后式11，14化合物 与NH 2R3缩合分别得到C系列化合物和D系列化合物。
[0046] 当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为N，W为0，η = 0、1或2，心为酰胺基，R2选自取代的 &-C8烷基、C3-C8环烷基、C 3-C8环杂烷基、取代芳基时，其制备方法为：
[0047]
[0048]如合成路线所示，具体地，式16化合物的羟基经乙酰基保护、酰氯化、氨化得到式 18化合物，最后式18化合物在碱性条件下与溴代试剂反应得到E系列化合物。
[0049]当式I结构式中，X为C，Y为N，Z为N，W为ΝΗ，η = 0、1或2，Ri为酰胺基或氰基，R2选自取 代的&-C8烷基、c3-c8环烷基、c3-c8环杂烷基、取代芳基或杂芳基时，其制备方法为：
[0050]
[0051 ]如合成路线所示，具体地，式20化合物与草酸二乙酯经缩合反应得到式21化合物； 式21化合物经酰胺化得到式22化合物;式22化合物在五氧化二磷的二甲苯溶液中选择性脱 水得到式25化合物;然后式22，25化合物在S0C12回流条件下分别得到式23,26化合物;式 23,26化合物在碱性条件下与NH2(CH2)nR2反应分别得到F系列化合物和G系列化合物。
[0052]更具体地，所述合成方法包括以下步骤：
[0053] (1)将金属Na溶于无水乙醇等醇类物质中（也可以直接用甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇 钾代替），在回流状态下，依次缓慢滴加琥珀酸二甲酯和苯甲醛，在80~120°C反应2~8h，蒸 出乙醇，加入15 %NaOH水溶液回流反应2~3h，冷至20~30 °C，乙酸乙酯萃取，留取水相，调 pH= 1-2,析出固体，即式2化合物；
[0054] (2)将式2化合物溶于浓硫酸或磷酸中，氮气保护，常温反应8~72h，倒入冰水中析 出，过滤，收集滤饼，干燥得式3化合物；
[0055] (3)将式3化合物溶于吡啶中，加入适量乙酸酐，常温反应1~6h，蒸出吡啶，加水调 pH=3-4，经萃取，干燥，蒸出溶剂得式4化合物；
[0056] (4)将上述得到的式4化合物溶解于四氢呋喃中，加入适量氯化亚砜，回流反应3~ 6h，蒸出溶剂，在-10~0°C条件下，缓慢滴加到饱和浓氨水中，滴毕，室温反应3~8h，蒸出溶 剂，萃取，干燥，经硅胶柱层析得到式6化合物；
[0057] (5)将式6化合物溶于有机溶剂中，依次加入碳酸钾、1，2_二溴乙烷，于50~150°C 反应4~15h，生成式7化合物；
[0058] (6)将式6化合物溶于DMF中，依次加入碳酸钾、卤代试剂，于50~100°C反应3~ 24h，后处理经柱层析得到化合物A;
[0059] (7)将式7化合物与相应的H0R4、NH2R4或HSR4在碱性试剂碳酸钾的DMF溶液中混合， 于60~100°C反应6~24h，后处理经柱层析得到化合物B;
[0060] (8)式3化合物与苄氯或溴代环戊烷在碱性试剂碳酸钾的DMF溶液中，于50~120°C 反应5~8h，蒸出溶剂，经50 %氢氧化钾水溶液水解分别得到式11，14化合物；
[0061 ] (9)将上述式11或14化合物溶解于四氢呋喃中，加入适量Ν，ΓΤ-二环己基碳二亚胺 (DCC)和1-羟基苯并三唑(HOBt)，于-5~5°C反应1~6h，然后将順此与之混合，常温下反应2 ~8h，经柱层析得到化合物C和D。
[0062] (10)将式16化合物溶于乙酸酐中，常温反应1~6h，向反应液中缓慢滴加冰水，直 至有大量黄色固体析出，用布氏漏斗抽滤，干燥得式17化合物；
[0063] (11)将上述得到的式17化合物溶解于四氢呋喃中，加入适量氯化亚砜，回流反应2 ~8h，蒸出溶剂，在-10~0°C条件下，缓慢滴加到饱和浓氨水中，滴毕，室温反应4~10h，蒸 出溶剂，萃取，干燥，经硅胶柱层析得到式18化合物；
[0064] (12)将式18化合物溶于DMF中，依次加入碳酸钾、卤代试剂，于25~100°C反应4~ 24h，经柱层析得到化合物E;
[0065] (13)将式20化合物与草酸二甲酯混合回流反应3~10h，减压蒸出溶剂，经乙醇重 结晶得到式21化合物；
[0066] (14)将式21化合物溶于适量氨水中，于50~120°C反应1~8h，然后室温搅拌过夜， 用醋酸调节pH=7产生大量沉淀，过滤，滤饼用水和乙醇洗涤，干燥，得式22化合物；
[0067] (15)将式22化合物和过量的P2〇5溶于适量甲苯中，于50~150°C反应2~10h，减压 蒸出溶剂，加入适量水，Na2C03水溶液调节pH至中性，氯仿萃取，饱和食盐水洗涤，干燥，减压 旋干溶剂，经乙酸乙酯/正己烷重结晶得式25化合物；
[0068] (16)将式22,25化合物溶于S0C12中，加入两滴DMF，回流反应2~10h，减压蒸出溶 剂，加入适量二氯甲烷依次用NaHC03水溶液和饱和食盐水洗涤，，干燥，蒸干溶剂分别得式 23,26化合物；
[0069] (17)将式23,26化合物溶于四氢呋喃中，依次加入三乙胺、NH2R4,于25~100°C反应 0.5~12h，经柱层析分别得到化合物F和G。
[0070]上述步骤（1)中，碱性试剂为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾，优选乙醇钠;溶剂为甲醇、 乙醇、叔丁醇，优选乙醇；苯甲醛、琥珀酸二甲酯和乙醇钠的摩尔比为1:(1.0~2) :(1.5~ 5)，优选 1:1.5:2.0;
[0071 ] 上述步骤(2)中，酸性溶剂为浓硫酸、磷酸，优选浓硫酸;优选25°C下反应48h;
[0072] 上述步骤(3)中，溶剂为二氯甲烷、N，N_二甲基甲酰胺、吡啶、四氢呋喃，优选吡啶； 式3化合物与乙酸酐的摩尔比为1:2.0~10.0，优选1:4.0;优选25 °C下反应3h;
[0073] 上述步骤(4)中，溶剂为二氯甲烷、N，N_二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃，优选 四氢呋喃;式4化合物与氯化亚砜的摩尔比为1:1.2~10.0，优选1:2.0;优选25°C下反应5h;
[0074] 上述步骤(5)中，溶剂为二氯甲烷、N，N_二甲基甲酰胺、5%Na0H水溶液、乙腈、四氢 呋喃，优选乙腈;碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、三乙胺，优选碳酸钾;式6 化合物与1，2-二溴乙烷的摩尔比为1:1.5~10，优选1:2.0;优选80 °C反应8h;
[0075] 上述步骤(6)中，溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙腈、乙酸乙 酯、四氢呋喃，优选N，N-二甲基甲酰胺;碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、三 乙胺，优选碳酸钾;式6化合物与卤代试剂的摩尔比为1:1.0~10.0,优选1:1.2;优选70°C反 应8h;
[0076] 上述步骤(7)中，溶剂为二甲基亚砜、N，N_二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙酸乙酯、四 氢呋喃，优选N，N-二甲基甲酰胺;碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、三乙胺， 优选碳酸钾；式7化合物与取代试剂的摩尔比为1:1.0~10.0,优选1: 2.0 ;优选70 °C反应 10h；
[0077] 上述步骤(8)中，碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、氢化钠、碳酸钾、碳酸 钠、三乙胺，优选碳酸钠;式3化合物与卤代试剂的摩尔比为1: 2.0~10.0，优选1: 2.0;优选 70°C 反应 6h;
[0078] 上述步骤(9)中，溶剂为二氯甲烷、N，N_二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃，优选 四氢呋喃;相应的取代萘甲酸与Mfch的摩尔比为1:1.0~4.0，优选1:1.2;取代苯甲酸与DCC 的摩尔比为1:1.0~3.0,优选1:1.4;取代苯甲酸与HOBt的摩尔比为1:1.0~3.0,优选1: 1.4;优选0°(：反应411 ;
[0079] 上述步骤（10)中，式3化合物与乙酸酐的摩尔比为1:2.0~20.0，优选1:10.0;优选 25°C下反应4h;
[0080] 上述步骤（11)中，溶剂为二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氢呋喃，优选 四氢呋喃;式16化合物与氯化亚砜的摩尔比为1:1.2~10.0，优选1:2.5;
[0081] 上述步骤（12)中，溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃，优选N，N-二甲基甲酰胺;碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、三乙胺，优选碳酸钾;式18 化合物与卤代试剂的摩尔比为1:1. 〇~10. 〇，优选1:1.2;优选65 °C反应6h;
[0082] 上述步骤（13)中，式20化合物与草酸二乙酯的摩尔比为1:1.0~20.0，优选1:5;优 选 185°C 反应 4.5h;
[0083] 上述步骤（14)中，优选70°C反应2h;
[0084] 上述步骤（15)中，溶剂为甲苯、N，N_二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋 喃，优选甲苯;式22化合物与P2〇 5的摩尔比为1:1.0~5.0，优选1:3;优选110 °C反应3h;
[0085] 上述步骤（16)中，优选85°C反应3h;
[0086] 上述步骤（17)中，溶剂为N，N_二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋 喃，优选四氢呋喃；碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、三乙胺，优选三乙胺； 式23，26化合物与NH 2R4和三乙胺的摩尔比为1:1.0~10.0:1.0~10，优选1:1.1:1.5;优选30 °C 反应 0.5h。
[0087] 本发明的第三目的是提供一种通式I结构的二取代双环(杂环)化合物或其药学上 可接受的盐或含有它们中任何一种的药物组合物在制备治疗细菌感染的药物中的应用。
[0088] 进一步，通式I结构的二取代双环（杂环)化合物或其药学上可接受的盐和溶剂化 物或含有它们中任何一种的药物组合物在制备抑制携带AcrB外排栗的细菌感染的药物中 的应用。
[0089] 进一步，所述的化合物或其药学上可接受的盐或其溶剂化物或含有它们中任何一 种的药物组合物与其他抗菌产品（例如抗菌药物，红霉素、氯霉素、三苯金粦)相互配合使 用。
[0090] 本发明的第四个目的是提供一种外排栗抑制剂，它的活性成分为上述通式I结构 的二取代双环(杂环)化合物或其药学上可接受的盐。
[0091] 本发明的第五个目的是提供所述的外排栗抑制剂在制备治疗细菌感染的药物中 的应用。
[0092] 本发明的有益效果是:本发明的二取代双环(杂环)衍生物，具有抗菌增效作用，与 现有抗菌药物联合应用对革兰阴性耐药菌抗菌增效作用明显，可以用于制备治疗细菌感染 的药物，具体制备时，该药物含有治疗量的二取代双环(杂环)衍生物或其药学上可接受的 盐，以及其他常规的药用辅料或载体。
【具体实施方式】
[0093] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 [0094] 实施例1.
[0095]亚苄基琥珀酸的的制备(式2化合物）
[0096] 将苯甲醛（15.0g, 141mmol)和琥珀酸二甲酯（25.8g, 17.6mmol)溶解到乙醇 (100mL)中，将上述混合液缓慢滴加到乙醇钠（19 · 2g，282 · Ommo 1)的乙醇（150mL)溶液中，回 流4h。反应完毕后，减压蒸干，所得固体溶解到15 %的NaOH水溶液（100mL)中，加热回流3h， 将反应液冷却至室温，用乙酸乙酯(60mL)萃取一次，留取水相。用浓HC1调节pH〈2,析出白色 固体，抽滤，滤饼用水洗两次。滤饼烘干得白色固体21.75g，收率75 %。
[0097] 实施例2.
[0098] 4-羟基-2-萘甲酸的制备(式3化合物）
[0099]将亚苄基琥珀酸（20.68，100!11111〇1)在低温下缓慢加入到搅拌的浓硫酸（147 8， 1500mmol)中，氮气保护，然后转移到室温反应48h。将反应液缓慢滴加到搅拌的冰水 (300mL)中，析出黄色固体。用布氏漏斗抽滤，冰水洗涤三次，得到棕黄色固体粗品。最后用 乙醇/水重结晶，得到黄色固体12.2g，收率65 %。
[0100] 实施例3.
[0101] 4-乙酰氧基-2-萘甲酸的制备(式4化合物）
[0102] 将4-羟基-2-萘甲酸（12.2g，65mmo 1)溶解到吡啶（80mL)中，常温下缓慢滴加乙酸 酐（26.5g，260mmol)，常温下反应3h。反应完毕后减压蒸干，向所得残余物中加水（120mL)， 用IN HC1调节pH= 3，用乙酸乙酯(3 X 80mL)萃取三次，合并有机相，有机相用饱和食盐水洗 涤，无水Na2S〇4干燥，过滤，减压蒸干得棕黄色固体13.3g，收率89 %。
[0103] 实施例4.
[0104] 4-羟基-2-萘甲酰胺的制备(式6化合物）
[01 05] 将4-乙酰氧基-2-萘甲酸(5 · 0g，22 · Ommol)溶解于无水四氢呋喃(60mL)中，室温搅 拌下缓慢加入氯化亚砜(5.2g，44. lmmo 1)，加热回流(约90°C)5h。将反应液冷却至室温并减 压旋干。残留物溶解于无水四氢呋喃(约15mL)中，冷却至-8°C，低温浴下将溶液搅拌下缓慢 逐滴滴加至饱和浓氨水(约60mL)中。转移至室温搅拌5h，反应完成后将反应液真空浓缩，向 所得残余物中加水(60mL)中，用乙酸乙酯（3 X 30mL)萃取三次，合并有机相，有机相用饱和 食盐水洗涤，无水Na2S04干燥，过滤，蒸出溶剂，剩余物硅胶柱层析(洗脱剂为二氯甲烷/甲 醇，30:1)得4-羟基-2-萘甲酰胺(3.1 g，16. Ommo 1)，收率75 %。
[0106] 实施例5.
[0107] 4-(2-溴乙氧基)-2_萘甲酰胺的制备(式7化合物）
[0108] 将4-羟基-2-萘甲酰胺(2.0g，10.7mmol)溶解于乙腈(60mL)中，常温下依次加入碳 酸钾（2.96g，21.4mmol)、1，2-二溴乙烷(8.0g，42.7mmol)，加热至80°C反应8h，将反应液冷 却至室温，过滤除去不溶物，向溶液中加水(40mL)，用乙酸乙酯(3 X 30mL)萃取三次，合并有 机相，有机相用饱和食盐水洗涤，无水NaS〇4干燥，过滤，减压蒸干得淡黄色固体2.2g。收率 67%〇
[0109] 实施例6.
[0110] 4-(异戊氧基)-2-萘甲酰胺的制备(化合物A1)
[0111] 将4-羟基-2-萘甲酰胺（0.13g，0.70mmol)溶解于DMF( 10mL)中，加入无水K2⑶3 (0.30g，2. lOmmol)，将上述混合液在室温搅拌5min，加入氯代异丁烧(0.12g，0.84mmol)。将 反应液在氮气保护下于70 °C搅拌8h。停止加热，将反应液冷却至室温，加水(30mL)，用乙酸 乙酯（3 X 20mL)提取三次，合并有机层。然后用饱和氯化钠溶液（2 X 1 OmL)洗两次，用无水 Na2S04干燥。过滤，减压蒸干，得粗品。硅胶柱层析(洗脱剂为二氯甲烷/甲醇，30:1)，得白色 固体0.09 8，收率66%。
[0112] 化合物A2~A14的制备方法同实施例6,原料用量的摩尔比与实施例6相同，各产物 的收率范围为52%~88%。
[0113] 实施例7.
[0114] 4-(2-(丙基氨基）乙氧基)-2_萘甲酰胺的制备(化合物B1)
[0115] 将4-(2-溴乙氧基)-2-萘甲酰胺（0 · 20g，0 · 68mmo 1溶解于DMF(1 OmL)中，依次加入 无水K2C03(0 · 28g，2 · 04mmol)、正丙胺（0 · 08g，1 · 36mmol)，将反应液在氮气保护下于70°C搅 拌l〇h。反应完毕后向溶液中加水(40mL)，用乙酸乙酯（3 X 20mL)提取三次，合并有机层。然 后用饱和氯化钠溶液(2 X lOmL)洗两次，用无水Na2S〇4干燥。过滤，减压蒸干，得粗品。硅胶柱 层析(洗脱剂为二氯甲烷/甲醇，15:1)，得白色固体0.14g，收率78%。
[0116] 化合物B2~B28的制备方法同实施例7,原料用量的摩尔比与实施例7相似，各产物 的收率范围为37%~85%。
[0117] 实施例8.
[0118] 4_(苄氧基)-2_萘甲酸的制备(式11化合物）
[0119] 将4-羟基-2-萘甲酸（1.22g，6.5mmol)溶解于DMF( 10mL)中，缓慢加入加入无水 K2C03(2 · 7g，19 · 5mmol)。将上述混合液常温搅拌20min，缓慢加入苄氯（1 · 65g，13 ·Ommol)，氮 气保护下于70 °C搅拌6h。将反应液冷却至室温，加水(40mL)，用乙酸乙酯（3 X 20mL)提取三 次，合并有机层。蒸干溶剂，向剩余物加入50 %氢氧化钾水溶液(25mL) 90 °C反应5h，用浓HC1 调节p Η〈 2，缓慢析出棕色固体，用布氏漏斗抽滤，水洗两次，滤饼用乙酸乙酯：石油醚=1: 5 重结晶，得淡黄色固体1.28g，产率71 %。
[0120] 实施例9.
[0121] 4_(苄氧基)-N_丙基-2-萘甲酰胺(化合物C1)
[0122] 将4-(苄氧基）-2-萘甲酸（0· 15g，0.54mmol)及H0Bt(0. lg，0.76mmol)加入THF (10mL)中，0°C搅拌，加入DCC(0.16g，0.76mmol)继续搅拌6h，之后加入正丙胺（0.04g， 0.65 111111〇1)，移至室温反应411，反应完毕后减压蒸干溶剂，加入适量乙酸乙酯，过滤，留取滤 液，滤液依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤。无水Na 2S04干燥，过滤，减压蒸干得粗 品。硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯，10:1)，得白色固体〇.14g，产率81%。
[0123] 化合物C2~C12的制备方法同实施例9,原料用量的摩尔比与实施例9相同，各产物 的收率范围为63 %~86 %。
[0124] 实施例10.
[0125] 4_(异戊氧基)-2_萘甲酸的制备(式14化合物）
[0126] 将4-羟基-2-萘甲酸（1.5g，8.Ommo 1)溶解于DMF(lOmL)中，缓慢加入加入无水K2C〇3 (3.3g，24mmol)。将上述混合液常温搅拌20min，缓慢加入溴代异戊烧(2.4g，16. Ommol)，于 70°C反应6h。反应完毕后向溶液中加水(40mL)，用乙酸乙酯（3 X 20mL)提取三次，合并有机 层。蒸干溶剂，向剩余物加入50 %氢氧化钾水溶液(20mL) 90 °C反应5h，用浓HC1调节pH〈2，缓 慢析出淡黄色固体，抽滤，滤饼水洗两次，滤饼用乙酸乙酯:石油醚= 1:4重结晶，得淡黄色 固体1.61g，产率78%。
[0127] 实施例11.
[0128] 4_(异戊氧基)-N-异丙基-2-萘甲酰胺的制备(化合物D1)
[0129] 将4-(苄氧基）-2-萘甲酸（0· 15g，0.54mmol)及H0Bt(0. lg，0.76mmol)加入THF (10mL)中，0°C搅拌，加入DCC(0.16g，0.76mmol)继续搅拌6h，之后加入异丙胺（0.038g, 0.65mmol)，移至室温反应5h，反应完毕后减压蒸干溶剂，加入适量乙酸乙酯，过滤，留取滤 液，滤液依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤。无水Na 2S04干燥，过滤，减压蒸干得粗 品。硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯，15:1)，得白色固体0.12g，产率75%。
[0130]化合物D2~D13的制备方法同实施例11，原料用量的摩尔比与实施例11相同，各产 物的收率范围为58 %~89 %。
[0131] 实施例12.
[0132] 4-乙酰氧基喹啉-2-羧酸的制备(式17化合物）
[0133] 将4-羟基-2-萘甲酸（1.89g，1 Ommo 1)溶解到乙酸酐(20mL)中，常温下搅拌4h。低温 下向反应液中缓慢滴加冰水，直至有大量黄色固体析出，用布氏漏斗抽滤，干燥得黄色固体 1.79g，产率 82%。
[0134] 实施例13.
[0135] 4-羟基喹啉-2-甲酰胺的制备(式18化合物）
[0136] 将4-乙酰氧基喹啉-2-羧酸（1.5g，6.9mmol)溶解于无水四氢咲喃（20mL)中，室温 搅拌下缓慢加入氯化亚砜(5.28，13.7!11111〇1)，加热回流(约90°(：)41 1。将反应液冷却至室温并 减压旋干。残留物溶解于无水四氢呋喃(约10mL)中，冷却至-8°C，低温浴下将溶液搅拌下缓 慢逐滴滴加至饱和浓氨水(约20mL)中。转移至室温搅拌5h，反应完成后将反应液真空浓缩， 向所得残余物中加水(30mL)中，用乙酸乙酯（3 X 20mL)萃取三次，合并有机相，有机相用饱 和食盐水洗涤，无水Na2S04干燥，过滤，蒸出溶剂，剩余物硅胶柱层析(洗脱剂为二氯甲烷/甲 醇，25:1)得4-羟基喹啉-2-甲酰胺0.96g，收率74 %。
[0137] 实施例14.
[0138] 4-丙氧基喹啉-2-甲酰胺的制备(化合物E1)
[0139] 将4-羟基喹啉-2-甲酰胺（0.18g，1.0mmol)溶解于DMF(lOmL)中，加入无水K2⑶3 (0 · 28g，3 · Ommol)，将上述混合液在室温搅拌lOmin，加入溴代正丙烷(0 · 14g, 1 · lmmol)。将 反应液在氮气保护下于65 °C搅拌6h。停止加热，将反应液冷却至室温，加水(30mL)，用乙酸 乙酯（3 X 20mL)提取三次，合并有机层。然后用饱和氯化钠溶液（2 X 10mL)洗两次，无水 Na2S04干燥，过滤，减压蒸干，得粗品。硅胶柱层析(洗脱剂为二氯甲烷/甲醇，25:1)，得白色 固体0.15g，收率63%。
[0140] 化合物E2~E6的制备方法同实施例14,原料用量的摩尔比与实施例14相同，各产 物的收率范围为49 %~82 %。
[0141] 实施例15.
[0142] 4-氧代-3，4-二氢喹唑啉-2-甲酸乙酯的制备(式21化合物）
[0143] 将邻氨基苯甲酰胺(5g，36.7mmol)溶于15mL草酸二乙酯中，将反应液在氮气保护 下于185°C搅拌4.5h，停止反应，减压蒸出多余的溶剂，残余物经乙醇纯结晶得到白色固体 6.3g，产率 78%。
[0144] 实施例16.
[0145] 4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-2-甲酰胺的制备(式22化合物）
[0146] 将化合物4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-2-甲酸乙酯(48，18.31111]1〇1)溶于浓氨水(2〇11^) 中，加热至70°C反应2h，停止加热，将反应液冷却至室温搅拌过夜。用冰醋酸调节pH = 7，析 出大量沉淀，过滤，滤饼用水和冷的乙醇洗涤，干燥得白色固体3.4g，产率98 %。
[0147] 实施例17.
[0148] 2-氰基-4-氧代-3,4-二氢喹唑啉的制备(式25化合物）
[0149] 将化合物4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-2-甲酰胺（1.898，10臟〇1)溶于甲苯（1〇!1^)中， 然后加入过量的五氧化二磷(4.23g，30mmol)，加热至110°C反应3h，停止反应，减压蒸干溶 剂，加水20mL，碳酸钠水溶液调节pH至中性，用乙酸乙酯（3 X 20mL)提取三次，合并有机层。 然后用饱和氯化钠溶液(2X10mL)洗两次，无水Na2S04干燥，过滤，活性炭脱色，减压蒸干，得 粗品。经乙酸乙酯/正己烷重结晶得固体1.60g，产率84%。
[0150] 实施例18.
[0151] 4-氯-喹唑啉-2-甲酰胺的制备(式23化合物）
[0152] 将化合物4-氧代-3,4-二氢喹唑啉-2-甲酰胺（1.898，1〇111111 〇1)溶于氯化亚砜 (20mL)中，回流反应2h，反应完全后蒸干溶剂，加入20mL二氯甲烷，依次用碳酸氢钠水溶液 (20mL)、饱和氯化钠溶液(20mL)洗涤，无水Na 2S〇4干燥，过滤，减压蒸干得白色固体1.82g，产 率 88 %。
[0153] 式26化合物的制备方法同实施例18,原料用量的摩尔比与实施例18相同，式26化 合物的收率为82 %。
[0154] 实施例19.
[0155] 4_(异丁基氨基)喹唑啉-2-甲酰胺的制备(化合物F1)
[0156] 将化合物4-氯-喹唑啉-2-甲酰胺(0.2lg，lmmo 1)溶于四氢呋喃（20mL)中，依次加 入三乙胺(0.15g，1.5mmol)、溴代异丁烧(0.14g，lmmol)，室温反应30min，减压蒸出溶剂，娃 胶柱层析(洗脱剂为二氯甲烷/甲醇，15:1)，得固体1.95g，产率81%。
[0157] 化合物F2~F6、G1~G5的制备方法同实施例19,原料用量的摩尔比与实施例19相 同，各产物的收率范围为52 %~92 %。
[0158] 结构确证：
[0159]
[0173]
[0174] 实施例20.
[0175] 二取代双环(杂环)衍生物的抗菌增效活性测定
[0176] 测定的化合物为A、B、C、D系列。
[0177] 采用连续微孔二倍稀释法确定各个二取代双环（杂环)衍生物及红霉素(ERY)、氯 霉素(CAM)和三苯金粦(TPP)的MIC，根据MIC的结果，确定红霉素、氯霉素、三苯金粦及二取 代双环(杂环)衍生物的联合作用药物浓度范围；运用棋盘微孔二倍稀释法，根据二取代双 环(杂环)衍生物与抗菌药物(红霉素、氯霉素和三苯金粦)联合应用的结果，筛选出具有较 强抗菌增效作用的二取代双环(杂环)衍生物，结果如表1所示：
[0178] 表1.目标化合物联合抗菌药物的体外抗菌活性
[0179]
[0180]
[0181] 实施例21.
[0182] 二取代双环(杂环)衍生物的外排抑制活性测定
[0183] 测定的化合物为A、B、C、D系列化合物。
[0184] 外排栗抑制剂必须能够降低外排底物的外排水平，尼罗红是过表达AcrB的大肠埃 希菌的外排底物，我们用抑制尼罗红的外排来评价二取代双环(杂环)衍生物作为外排栗抑 制剂降低外排水平的能力。尼罗红在水溶性溶液中显示极弱的荧光，但在非极性溶液中如 细胞膜中其荧光强度迅速增强，在含有和不含有二取代双环(杂环)衍生物的细胞中预装尼 罗红，当细胞被激活时，通过观察荧光强度的变化来评价二取代双环（杂环)衍生物外排抑 制活性的尚低。
[0185] 实验结果表明，在浓度为200μΜ时，43^5^12、89、810、03、04、03、06能够完全抑制 尼罗红的外排;浓度为500μΜ时，41^7^8、83、813、814328、05、(：11、02、011能够完全抑制 尼罗红的外排;浓度为500μΜ时，42^9^10^11315、(：12能够部分抑制尼罗红的外排。
[0186] 由实验结果可知，本发明的二取代双环(杂环)衍生物对携带AcrB的细菌具有良好 的抗菌增效活性及外排抑制活性。这在此类化合物中是第一次被发现。
[0187] 除实施例20和21测定的A、B、C和D，经过实验验证和分析，本发明中的其他具有通 式I的化合物对携带AcrB的细菌也具有良好的抗菌增效活性及外排抑制活性，在此不再赘 述。
[0188]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种具有通式I结构的化合物或其药学上可接受的盐，其特征是，通式I如下所示：其中，X选自 C、N;Y选自 CH、N;Z选自 CH、N;W选自 0、NH;n = 0，l，2; Ri选自酰胺基、-CONHR3、氰基； R3选自C1-C8烷基、炔基、环烷基、芳基、取代芳基； R2选自氢、C1-C8烷基、C3-C8环烷基、C 3-C8环杂烷基、酯基、OR4、NHR4、SR4、芳基、取代芳基； R4选自氢、C1-Ciq直链或支链烷基、炔基、环烷基、杂芳基、芳基、取代的芳基、取代的杂芳 基。2. 如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其特征是:R2所代表的&-(：8烷基 为甲基、乙基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、3-甲基丙基、4-乙基戊基;R 2所代表 的C3-C8环烷基为环戊基、环己基;办所代表的C3-C 8杂环烷基为四氢吡咯-1-基、吗啉-1-基、 哌啶-1 -基、哌嗪-1 -基、4-乙酰基哌嗪-1 -基、4-苯基哌嗪-1 -基;R2所代表的酯基为甲酸甲 酯基、乙酸甲酯基、乙酸乙酯基、丙酸乙酯基；心所代表的取代芳基为苯基含有1-2个取代 基，取代基为甲基、氨基、羟基、硝基、甲氧基、三氟甲基、氨基甲酰基、卤素，且不限定其在苯 环上取代的位置;R 3所代表的&-(：8烷基为乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、异 戊基、正己基;R 3所代表的炔基为丙炔基;R3所代表的环烷基为环戊基、环己基;R3所代表的 芳基为苯基、苄基;R 3所代表的取代芳基为苯基含有1-2个取代基，取代基为甲基、甲氧基、 氨基、硝基、三氟甲基、卤素;R4所代表的直链或支链烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正 丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、正己基、异己基;R 4所代表的炔基为丙炔基;R4所代表的环烷 基为环戊基、环己基;1?4所代表的芳基为苯基;R4所代表的杂芳基为咲喃基、吡略基、吡陡基、 咪唑基、噻唑基、1，2，3_三氮唑基、1，2,3，4_四氮唑基、吲哚基、苯并咪唑基、苯并噻唑基;R4 所代表的取代芳基或取代杂芳基为苯基或杂芳基含有1-2个取代基，取代基为甲基、甲氧 基、羟基、氨基、羧基、硝基、氨基甲酰基、卤素、三氟甲基，且不限定其在芳环上取代的位置。3. 如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其特征是，选自具有下述所示结 构的化合物：4.权利要求1或2所述化合物的制备方法，其特征是： (1) 当式1结构式中4为(：，￥为01，2为01，1为0，11 = 0或1，1?1为酰胺基，1?2选自氢、(：1-(：8烷 基、C 3-C8环烷基、C3-C8环杂烷基、酯基、芳基、取代芳基时，该式I化合物的制备方法包括以 下步骤： 苯甲醛与琥珀酸二甲酯在碱性条件下发生Stobbe缩合反应得到式2化合物;式2化合物 在酸性条件下环合得到式3化合物;式3化合物的羟基经乙酰化保护得到式4化合物;式4化 合物经酰氯化、氨化得到式6化合物;然后式6化合物与1，2_二溴乙烷在碱性条件下发生取 代反应得到式7化合物;最后式6化合物与溴代试剂反应得到该式I化合物； (2) 当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为0，n = 2，RA_KS，R：^g0R4、NHR4、SR4 时，该式I化合物的制备方法包括以下步骤： 所述式7与HOR4、NH2R4或HSR4在碱性条件下发生反应得到该式I化合物； (3) 当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为OA = Oj1为-⑶NHR3 ,R2为异戊基或苄基 时，该式I化合物的制备方法包括以下步骤： 所述式3化合物在碱性条件下与卤代物反应分别得到式10化合物;式10化合物在强碱 作用下水解分别得到式11化合物;最后式11化合物与NH2R3缩合得到该式I化合物； (4) 当式I结构式中，X为C，Y为CH，Z为CH，W为0，11 = 0，1?1为-〇)见^3，1?2为苄基时，该式1化 合物的制备方法包括以下步骤： 所述式3化合物在碱性条件下与卤代物反应分别得到式13化合物;式13化合物在强碱 作用下水解分别得到式14化合物;最后式14化合物与NH2R3缩合得到该式I化合物； (5) 当式1结构式中4为(：，￥为01，2为11为0，11 = 0、1或2，1?1为酰胺基，1?2选自取代的(：1-C8烷基、C 3-C8环烷基、C3-C8环杂烷基、取代芳基时，该式I化合物的制备方法包括以下步骤： 所述式16化合物的羟基经乙酰基保护、酰氯化、氨化得到式18化合物，最后式18化合物 在碱性条件下与溴代试剂反应得到该式I化合物； (6) 当式I结构式中，X为C，Y为N，Z为N，W为ΝΗ，η = 0、1或2，R1为酰胺基，R2选自取代的C1-C8烷基、C 3-C8环烷基、C3-C8环杂烷基、取代芳基或杂芳基时，该式I化合物的制备方法包括以 下步骤： 所述式20化合物与草酸二乙酯经缩合反应得到式21化合物;式21化合物经酰胺化得到 式22化合物;然后式22化合物在SOCl2回流条件下得到式23化合物;式23化合物在碱性条件 下与NH 2 (CH2) nR2反应得到该式I化合物； (7) 当式1结构式中4为(：，￥为12为11为順，11 = 0、1或2，1?1为酰胺基或氰基，1?2选自取 代的C1-C 8烷基、C3-C8环烷基、C3-C8环杂烷基、取代芳基或杂芳基时，该式I化合物的制备方 法包括以下步骤： 所述式22化合物在五氧化二磷的二甲苯溶液中选择性脱水得到式25化合物;然后式25 化合物在SOCl2回流条件下得到式26化合物;式26化合物在碱性条件下与NH2(CH 2)nR2反应分 别得到该式I化合物。5. 权利要求1~3中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐或其溶剂化物或含有 它们中任何一种的药物组合物在制备治疗细菌感染的药物中的应用。6. 如权利要求5所述的应用，其特征是:所述的化合物或其药学上可接受的盐或其溶剂 化物或含有它们中任何一种的药物组合物在制备抑制携带AcrB外排栗的细菌感染的药物 中的应用。7. 如权利要求5所述的应用，其特征是:所述的化合物或其药学上可接受的盐或其溶剂 化物或含有它们中任何一种的药物组合物与其他抗菌产品相互配合使用。8. -种外排栗抑制剂，其特征是：它的活性成分为权利要求1~3中任一项所述的化合 物或其药学上可接受的盐。9. 权利要求8所述的外排栗抑制剂在制备治疗细菌感染的药物中的应用。
【文档编号】A61K31/165GK106008373SQ201610408309
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】马淑涛, 汉丽埃塔·文特尔, 王印虎, 郭丽威, 鲁玛纳·莫拉
【申请人】山东大学, 南澳大学