可用于医院护理杀菌消毒的双噁唑药物分子及其制备方法和应用

1.本发明属于医用护理消毒药物的合成技术领域，具体涉及一种可用于医院护理杀菌消毒的双噁唑药物分子及其制备方法和应用。


背景技术：

2.医院是救死扶伤的地方，保持医院的干净卫生是尤为重要的。因为这里每天都有许多的病人往返，一旦有病人因为环境不佳受到感染，将会使病人的疾病变得更为复杂。空气微生物包括许多有生命的微粒，如细菌、真菌、病毒以及尘螨等，在室内滋生繁殖后会污染空气,还会导致过敏、哮喘、皮炎等现象，室内微生物污染已成为重要的环境卫生问题。医院建筑具有人员流动性较大、患者相对集中的特点，室内空气中含有大量病原性和非病原性微生物，不仅影响医院空气环境质量，造成院内感染，也会增加医护人员、患者和健康人群患病的风险；医院室内空气中含有病原性和非病原性微生物,以微生物气溶胶的形式进入人体，可造成院内感染，因此，对医院空气进行净化消毒非常重要。有研究发现，在医院医疗器械中铜绿假单胞菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌含量比较高，需要经常高温消毒同时喷洒消毒药水，一般强效的杀菌药物在乙醇等有机溶剂中效果很好，但是由于水溶性不是很好，如果乙醇等挥发后会残留在医疗器械等表面，因此开发一种同时具有水溶性和脂溶性的杀菌药物很有必要。
3.噁唑类抗菌药物是上世纪80年代逐步发展起来的一种化学合成的抗生剂。例如利奈唑胺是在2000年经过美国食品药品监督管理局批准上市的第一种噁唑烷酮类合成抗菌药物，对主要的革兰氏阳性细菌，包括耐甲氧西林金黄色葡菌、耐万古霉素的大肠球菌和耐青霉素的肺炎链球菌都有着很好的抗菌活性。因为噁唑具有独特的含氮和含氧结构，因此具有良好的亲水性，可以用于开发易溶于水的杀菌药物。
4.我们依托医院生物分子实验室，设计合成了一种结构新颖的双噁唑药物分子，并进行了抗菌活性研究，我们对抗菌药物开发已经有好多年工作积累，获得了很多专利成果，因此发现新的到的药物分子对金黄色葡萄球菌均有一定的抑制作用，由于其具有两个噁唑环结构，具有一定亲水性，方便在进行喷洒后被水清理，适用于医院医护人员在对医疗器械的杀菌消毒的清理工作。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供了一种合成方法简单、原料价格低廉，结构新颖的具有抗细菌活性的新型双噁唑药物分子的制备方法。
6.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种可用于医院护理杀菌消毒的双噁唑药物分子的制备方法，其特征在于具体步骤为：
7.(1)、4-氯苯胺经过烷基化和酰基化取代反应得到4-(二甲胺基)苯甲醛；
8.(2)、4-(二甲胺基)苯甲醛与盐酸羟胺缩合后氯代得到4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟；
9.(3)、4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟与草酸二乙酯反应得到单噁唑甲酸酯化合物；
10.(4)、单噁唑甲酸酯化合物与苯乙胺衍生物反应得到苯乙基-单噁唑甲酰胺类化合物；
11.(5)、苯乙基-单噁唑甲酰胺类化合物与原甲酸三酯类化合物反应得到双噁唑环结构目标化合物。
12.进一步优选，步骤(1)的具体过程为：把一定量的4-氯苯胺和碘甲烷和碳酸钾加入甲苯中，氮气保护下加热至回流，注意反应过程中通过分水装置排除反应体系中的水，反应一段时间后浓缩反应液，浓缩物加入乙醇搅拌溶解后转移至高压反应釜中，再加入三苯基膦、醋酸钯、二茂铁和三乙胺，使用co置换高压釜内多次，然后通入co使釜内压力达到一定温度，然后升温至一定温度，搅拌反应一段时间后真空浓缩后经硅胶柱层析分离提纯得到4-(二甲胺基)苯甲醛；所述的4-氯苯胺与碘甲烷与碳酸钾的投料量摩尔比为1：2～2.5：1～1.5；所述的4-氯苯胺与三苯基膦与醋酸钯与二茂铁和三乙胺的投料量摩尔比为1：0.1：0.1：0.05：1；所述的反应釜内的压力为0.5～1mpa；所述的反应温度为80℃。
13.进一步优选，步骤(2)的具体过程为：把一定量的4-(二甲胺基)苯甲醛和盐酸羟胺加入n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解后加入碳酸钾，搅拌均匀后在加热至120℃加热反应一段时间后再加入溶有n-氯代丁二酰亚胺的n,n-二甲基甲酰胺溶液，保持反应体系维持在氮气的氛围下，在120℃条件下继续反应一段时间后降至室温，过滤反应液，滤液加入饱和的氯化钠溶液，搅拌后用二氯甲烷萃取多次，合并有机相后经水洗后浓缩反应液得到4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟；所述的4-(二甲胺基)苯甲醛与盐酸羟胺与碳酸钾的投料量摩尔比为1：2；所述的4-(二甲胺基)苯甲醛与n-氯代丁二酰亚胺的投料量摩尔比为1：1～1.2。
14.进一步优选，步骤(3)的具体过程为：把一定量的4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟和碱性化合物加入到1,2-二氯乙烷中；同时把一定量的硼氢化钠化合物和草酸二乙酯加入1,2-二氯乙烷中，配制成混合溶液；然后在0℃条件下把混合溶液缓慢滴加到反应体系中，滴加完后搅拌后在氮气保护下缓慢升温至45℃反应一段时间后，降至室温，过滤反应液，滤液加入饱和的氯化钠溶液，然后在搅拌状态下用稀盐酸调节ph为中性，再次过滤反应液，分出有机相后经水洗后浓缩反应液得到单噁唑甲酸酯化合物；所述的碱性化合物为吡啶或哌啶；所述的4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟与碱性化合物的投料量摩尔比为1：1～2，优选1：2；所述的硼氢化钠化合物为三乙酰氧基硼氢化钠或三甲氧基硼氢化钠；所述的4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟与硼氢化钠化合物和草酸二乙酯的投料量摩尔比为1：1～1.1：1.5。
15.进一步优选，步骤(4)的具体过程为：将一定量的单噁唑甲酸酯化合物和苯乙胺化合物加入到乙醚中完全溶解，置于0℃，在氮气保护下依次加入一定量的二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，加完后搅拌30min，缓慢升至室温，然后反应至原料反应完全后，浓缩反应体系，然后经硅胶柱层析分离得到苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物；所述的单噁唑甲酸酯化合物与苯乙胺类化合物与二环己基碳二亚胺与4-二甲氨基吡啶的投料量摩尔比为1：1：1.2：2
16.进一步优选，步骤(5)的具体过程为：把一定量的苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物和六甲基二硅基胺基钠加入四氢呋喃溶液中，置于-70℃条件下，在氮气保护下缓慢滴加溶有原甲酸三酯类化合物的四氢呋喃溶液，滴加完后反应体系维持在-40℃条件反应一段时间恢复至室温，向反应液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液，然后真空浓缩反应体系，再加入乙酸乙
酯，分出有机相，水相用的乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，有机相减压浓缩，得到双噁唑环化合物；所述的原甲酸酯类化合物为原甲酸三乙酯或原甲酸三甲酯；所述的苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物与六甲基二硅基胺基钠与原甲酸三酯类化合物投料量摩尔比为1：1：2。
17.本发明的技术优势：本发明得到的目标化合物含有两个噁唑环结构，噁唑环结构具有n和o具有良好的亲水性和亲酯性；本发明依据首次发现可以使用原甲酸三乙酯提供羰基结构，与酰胺结构在活化试剂作用下得到含有一个n和一个o的噁唑五元环，反应简单高效，并且条件温和；本发明使用三甲氧基硼氢化钠催化4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟与草酸二乙酯环合得到单噁唑甲酸酯化合物反应简单并且收率很高；本发明得到的双噁唑环结构化合物杀菌活性良好，并且对人体具有低毒的效果，在实际应用效果显著。
附图说明
18.图1是实施例9制备得到的目标化合物抑菌效果图。
19.图2是实施例9制备得到的目标化合物普通低分辨质谱图谱。
20.图3是实施例10制备得到的目标化合物普通低分辨质谱图谱。
21.图4是实施例9制备得到的目标化合物液相图谱。
具体实施方式
22.以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
23.实施例1
[0024][0025]
在带有搅拌装置和分水装置的反应瓶中，把4-氯苯胺12.7g和碘甲烷28.5g和碳酸钾14g加入甲苯500ml中，氮气保护下加热至回流，注意反应过程中通过分水装置排除反应体系中的水，反应5h后真空浓缩反应液，浓缩物加入乙醇600ml搅拌溶解后转移至高压反应釜中，再加入三苯基膦2.6g、醋酸钯3.25g、二茂铁0.93g和三乙胺10g，使用co置换高压釜内多次，然后通入co使釜内压力达到1mpa，然后升温至80℃，搅拌反应9h，过滤反应液，用稀盐酸调节ph为中性，真空浓缩后加入二氯甲烷300ml溶解，水洗后再次浓缩，经硅胶柱层析分离提纯得到4-(二甲胺基)苯甲醛12.2g；lc-ms(esi):m/z 150[m+h]
+
。
[0026]
实施例2
[0027][0028]
在带有搅拌装置和分水装置的反应瓶中，把4-氯苯胺12.7g和碘甲烷35.2g和碳酸钾21g加入甲苯800ml中，氮气保护下加热至回流，注意反应过程中通过分水装置排除反应体系中的水，反应3.5h后浓缩反应液，浓缩物加入乙醇900ml搅拌溶解后转移至高压反应釜中，再加入三苯基膦2.6g、醋酸钯3.25g、二茂铁0.93g和三乙胺10g，使用co置换高压釜内多
次，然后通入co使釜内压力达到1mpa，然后升温至80℃，搅拌反应9h，过滤反应液，用稀盐酸调节ph为中性，真空浓缩后加入二氯甲烷300ml溶解，水洗后再次浓缩，经硅胶柱层析分离提纯得到4-(二甲胺基)苯甲醛14.3g；lc-ms(esi):m/z 150[m+h]
+
。
[0029]
实施例3
[0030][0031]
在反应瓶中，把4-(二甲胺基)苯甲醛15g和盐酸羟胺12g加入n,n-二甲基甲酰胺500ml中，搅拌溶解后加入碳酸钾28g，搅拌均匀后在加热至120℃加热反应1h，然后再通过恒压滴液漏斗加入溶有n-氯代丁二酰亚胺16g的n,n-二甲基甲酰胺150ml，保持反应体系维持在氮气的氛围下，在120℃条件下继续反应3h，降至室温，过滤反应液，滤液在真空条件下浓缩出部分溶剂，然后加入饱和的氯化钠溶液300ml，搅拌30min使体系处于均匀状态，再用二氯甲烷200ml溶解和萃取5次，合并有机相后经水洗后浓缩反应液，最后经过硅胶柱层析分离得到4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟17.21g；lc-ms(esi):m/z 199[m+h]
+
；元素分析计算值[c9h
11
cln2o]:c,54.42；h,5.58；n,14.10.实测值:c,54.49；h,5.54；n,14.12。
[0032]
实施例4
[0033][0034]
在带有搅拌装置的反应瓶中，把4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟20g和吡啶16g和氯化镍1.3g加入到1,2-二氯乙烷400ml；同时把三乙酰氧基硼氢化钠21.2g和草酸二乙酯22g加入1,2-二氯乙烷400ml中，配制成混合溶液搅拌30min；然后在0℃条件下通过恒压滴液漏斗把混合溶液缓慢滴加到反应体系中，滴加完后搅拌20min，在氮气保护下缓慢升温至45℃反应2.5h，tlc监控原料反应完全后，降至室温，过滤反应液，滤液加入饱和的氯化钠溶液300ml，再加入活性炭5g，然后在搅拌状态下用稀盐酸调节ph为中性，再次过滤反应液，分出有机相后经水洗后浓缩反应液得到单噁唑甲酸酯化合物19.3g；lc-ms(esi):m/z 265[m+h]
+
；元素分析计算值[c
13h16
n2o4]:c,59.08；h,6.10；n,10.60.实测值:c,59.01；h,6.13；n,10.64。
[0035]
实施例5
[0036][0037]
在带有搅拌装置的反应瓶中，把4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟20g和哌啶17g和氯化镍
1.3g加入到1,2-二氯乙烷500ml；同时把三乙酰氧基硼氢化钠21.2g和草酸二乙酯22g加入1,2-二氯乙烷400ml中，配制成混合溶液搅拌30min；然后在0℃条件下把混合溶液缓慢滴加到反应体系中，在氮气保护下缓慢升温至45℃反应1h，反应结束后降至室温，过滤反应液，滤液加入饱和的氯化钠溶液300ml，再加入活性炭5g，然后在搅拌状态下用稀盐酸调节ph为中性，再次过滤反应液，分出有机相后经水洗后浓缩反应液得到单噁唑甲酸酯化合物24.9g；lc-ms(esi):m/z 265[m+h]
+
；元素分析计算值[c
13h16
n2o4]:c,59.08；h,6.10；n,10.60.实测值:c,59.01；h,6.13；n,10.64。
[0038]
实施例6
[0039][0040]
在反应瓶中，把4-(二甲胺基)氯苯甲醛肟20g和哌啶8.5g和氯化镍1.3g加入到1,2-二氯乙烷400ml；同时把三甲氧基硼氢化钠14g和草酸二乙酯22g加入1,2-二氯乙烷400ml中，配制成混合溶液搅拌30min；然后在0℃条件下把混合溶液缓慢滴加到反应体系中，在氮气保护下缓慢升温至45℃反应1.5h，tlc监控原料反应完全后，降至室温，过滤反应液，滤液加入饱和的氯化钠溶液300ml，再加入活性炭5g，然后在搅拌状态下用稀盐酸调节ph为中性，再次过滤反应液，分出有机相后经水洗后浓缩反应液得到单噁唑甲酸酯化合物23.1g；lc-ms(esi):m/z 265[m+h]
+
；元素分析计算值[c
13h16
n2o4]:c,59.08；h,6.10；n,10.60.实测值:c,59.01；h,6.13；n,10.64。
[0041]
实施例7
[0042][0043]
将单噁唑甲酸酯化合物2.65g和2-硝基苯乙胺1.7g加入到乙醚200ml中完全溶解，置于0℃，在氮气保护下依次加入二环己基碳二亚胺2.4g和4-二甲氨基吡啶2.5g，加完后搅拌30min，缓慢升至回流，然后反应9h，tlc监控原料反应完全后，浓缩反应体系，加入水100ml和二氯甲烷100ml，搅拌后分出有机相，水相用二氯甲烷50ml萃取多次，合并有机相后经过干燥、浓缩，然后经硅胶柱层析分离得到2-硝基苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物3.66g；lc-ms(esi):m/z 385[m+h]
+
；1h nmr(400mhz,dmso-d6):9.49(s,1h),7.93(d,j＝4.0hz,1h),7.47-7.41(m,3h),7.14(dd,j1＝4.0hz,j2＝4.0hz,2h),7.01-6.98(m,2h),6.47(s,1h),3.16-3.12(m,2h),3.07(s,6h),2.78(dd,j1＝4.0hz,j2＝4.0hz,2h)；元素分析计算值[c
19h20
n4o5]:c,59.37；h,5.24；n,14.58.实测值:c,59.30；h,5.27；n,14.52。
[0044]
实施例8
[0045][0046]
将单噁唑甲酸酯化合物2.65g和2,4-二氟苯乙胺1.8g加入到乙醚200ml中完全溶解，置于0℃，在氮气保护下依次加入二环己基碳二亚胺2.4g和4-二甲氨基吡啶2.5g，加完后搅拌30min，缓慢升至回流，然后反应3.2h，tlc监控原料反应完全后，浓缩反应体系，加入水100ml和二氯甲烷100ml，搅拌后分出有机相，水相用二氯甲烷50ml萃取多次，合并有机相后经过干燥、浓缩，然后经硅胶柱层析分离得到2,4-二氟苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物3.61g；lc-ms(esi):m/z 376[m+h]
+
；1h nmr(400mhz,dmso-d6):9.52(s,1h),7.46(d,j＝8.0hz,2h),7.17-7.13(m,2h),7.06(d,j＝4.0hz,1h),6.99-6.94(m,2h),6.45(s,1h),3.17-3.12(m,2h),3.05(s,6h),2.77(dd,j1＝4.0hz,j2＝4.0hz,2h)；元素分析计算值[c
19h19
f2n3o3]:c,60.79；h,5.10；n,11.19.实测值:c,60.71；h,5.13；n,11.17。
[0047]
实施例9
[0048][0049]
在带有搅拌器的多口瓶中加入2-硝基苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物3.9g和六甲基二硅基胺基钠1.85g的四氢呋喃溶液200ml，置于-70℃条件下，通过恒压滴液漏斗在氮气保护下缓慢滴加溶有原甲酸三乙酯3g的四氢呋喃溶液100ml，滴加完后缓慢升温然后反应体系维持在-40℃条件反应4h，恢复至室温，向反应液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液200ml，然后真空浓缩反应体系，再加入乙酸乙酯200ml，分出有机相，水相用的乙酸乙酯50ml萃取三次，合并有机相，经过无水硫酸镁10g干燥后有机相减压浓缩，最后经硅胶柱层析(pe:ea＝10：1)分离得到2-硝基苄基-双噁唑环化合物3.57g；经过液相检测纯度为99.4％；lc-ms(esi):m/z 395[m+h]
+
；1h nmr(400mhz,dmso-d6):7.95(d,j＝4.0hz,1h),7.90(s,1h),7.67-7.54(m,3h),7.42(d,j＝8.0hz,1h),7.09-7.07(m,1h),7.00-6.96(m,2h),6.45(s,1h),3.78(s,2h),3.02(s,6h)；元素分析计算值[c
20h18
n4o5]:c,60.91；h,4.60；n,14.21.实测值:c,60.97；h,4.63；n,14.26。
[0050]
实施例10
[0051][0052]
在带有搅拌装置的多口瓶中加入2,4-二氟苯乙基-单噁唑甲酰胺化合物3.8g和六甲基二硅基胺基钠2.75g的四氢呋喃溶液250ml，置于-70℃条件下，通过恒压滴液漏斗在氮气保护下缓慢滴加溶有原甲酸三甲酯2.2g的四氢呋喃溶液100ml，滴加完后缓慢升温然后反应体系维持在-40℃条件反应7.5h，恢复至室温，向反应液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液250ml，然后真空浓缩反应体系，再加入乙酸乙酯200ml，分出有机相，水相用的乙酸乙酯100ml萃取三次，合并有机相，经过无水硫酸镁15g干燥后有机相减压浓缩，最后经硅胶柱层析(pe:ea＝10：1)分离得到2,4-二氟苄基-双噁唑环化合物3.17g；经过液相检测纯度为98.6％；lc-ms(esi):m/z 386[m+h]
+
；1h nmr(400mhz,dmso-d6):7.91(s,1h),7.61-7.57(m,2h),7.14(t,j1＝4.0hz,j2＝4.0hz,1h),7.07-7.02(m,3h),6.96(d,j＝8.0hz,1h),6.45(s,1h),3.79(s,2h),3.05(s,6h)；元素分析计算值[c
20h17
f2n3o3]:c,62.33；h,4.45；n,10.90.实测值:c,62.25；h,4.47；n,10.94。
[0053]
实施例11
[0054]
我们选用金黄葡萄糖球菌(革兰氏阳性菌)作为抗菌活性测试对象。采用纸片扩散法测定合成的两种化合物对金黄葡萄糖球菌的抑菌圈半径。培养基由水200ml，酪蛋白胰蛋白胨2g，酵母提取物粉末1g，营养琼脂4g和氯化钠2g等营养成分组成，通过高压灭菌30min。然后将培养基10ml加入无菌培养皿(90mm
×
15mm)中。用无菌棉签蘸取经梅里埃电子比浊仪调整至0.5麦氏浊度得到的菌液(108cfu/ml)均匀涂于培养基上，用无菌滤纸浸渍在化合物浓度为1.0mg/ml的二甲基亚砜溶液中，阳性对照为米诺环素；将含有样品的滤纸放在培养基上于37℃下孵育24h，纸张周围的透明区域就是需要测量的抑制细菌的区域(本次实验检测透明区域的半径)。
[0055]
通过五次平行实验，求平均值发现，实施例9和实施例10所得到化合物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果，抑菌圈半径分别为18.47mm和5.73mm，结果显示实施例9所得到化合物对金黄色葡萄球菌表现出一定的抑菌敏感性，接近米诺环素(1.0mg/ml)相当的水平(抑菌圈半径＝19.08mm)。
[0056]
实施例12
[0057]
通过cck-8法检测不同浓度的目标化合物对人肾上皮细胞293t细胞毒性的影响：收集生长期的293t细胞，取0.25％胰蛋白酶消化液使其贴壁细胞脱落，制成细胞悬液，将处于对数生长期的细胞按2500细胞/孔接种到96孔板。接种板并在二氧化碳培养箱中孵育8h后，用不同浓度的药物(1μm，4μm，16μm，64μm，256μm)处理细胞48小时，0.1％dmso作为阴性
对照。最后加入cck-8试剂孵育3-4小时，在波长450nm处检测各孔吸光度(od值)。将阴性对照组的细胞存活率看作100％，借助graph pad prism 8.0软件，使用非线性回归计算化合物ic
50
值。结果表明，实施例9和实施例10得到的目标化合物对293t细胞的半数抑制浓度ic
50
达到138
±
6.7μm和164
±
4.1μm，说明具有较低的毒性。
[0058]
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。