新型三唑類衍生物的合成及其抗真菌活性研究

吳茂誠(chéng)，李 翔， 吳秋業(yè) (第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院有機(jī)化學(xué)教研室，上海 200433)

近年來(lái)，深部真菌感染的發(fā)病率逐年上升，嚴(yán)重威脅人類健康[1]。三唑類藥物是臨床應(yīng)用最為廣泛的一類新型抗真菌藥物，其代表藥物氟康唑、酮康唑和伏立康唑已成為治療深部真菌感染的一線用藥。但也由于此類抗真菌藥物在臨床上的長(zhǎng)期大量使用，使得真菌的耐藥性問(wèn)題日益突出，臨床上迫切需要廣譜、高效、低毒的新型抗真菌藥物。因此,設(shè)計(jì)合成新型抗真菌藥物成為研究中的熱點(diǎn)，尤其是以氟康唑?yàn)橄葘?dǎo)化合物的衍生物的合成。氟康唑有很好的體內(nèi)抗真菌活性，但是耐藥性比較嚴(yán)重[2]。

以氮唑類化合物的抗真菌作用機(jī)制及構(gòu)效關(guān)系為基礎(chǔ)，本研究在設(shè)計(jì)時(shí)保留氟康唑的基本藥效團(tuán)二氟苯基、三唑環(huán)和叔醇結(jié)構(gòu)[3,4]，同時(shí)引入萘環(huán)以及烴基等疏水基團(tuán)，以增加脂溶性，調(diào)節(jié)油水分配系數(shù)，以期能夠提高抗真菌活性，改善耐藥性。

本研究共設(shè)計(jì)合成了9個(gè)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的化合物，目標(biāo)化合物的合成路線如圖1、圖2所示：

1 儀器和試劑

Yamato model MP-21型熔點(diǎn)測(cè)定儀(溫度未經(jīng)校正)，Broker Spectrospin AC-P 300型核磁共振儀(CDC13為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)),Agilent 1100系列液相質(zhì)譜聯(lián)用儀,Heodolph LABOROTA 4000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，三用紫外分析儀SHB-ШA，循環(huán)水式多用真空泵ZF78(上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司)。薄層色譜硅膠板和柱層析硅膠(煙臺(tái)江友公司)，所有試劑均為市售分析純或化學(xué)純。

2 合成實(shí)驗(yàn)

2.1 2-氯-2′,4′-二氟苯乙酮(2)的制備 取無(wú)水間二氟苯150 g(1.30 mol)和三氯化鋁200 g(1.49 mol)置于1 000 ml三頸瓶中，室溫下慢慢滴加氯乙酰氯150 g(1.30 mol)，滴加完畢后室溫?cái)嚢?0 min，升溫至45 ℃，繼續(xù)攪拌4.5 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢，將反應(yīng)液倒入冰水中，析出固體，過(guò)濾，濾液用800 ml二氯甲烷分兩次萃取，合并二氯甲烷，水洗至中性，無(wú)水硫酸鈉干燥，真空濃縮得白色固體，合并兩次得到固體用乙醇重結(jié)晶，得到2-氯-2′,4′-二氟苯乙酮215 g，收率88.0%，mp：46～48 ℃[5]。

圖1 中間體的合成路線

圖2 目標(biāo)化合物的合成路線

2.2 2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2′,4′-二氟苯乙酮(3)的制備 取三氮唑54 g (0.4 mol)、TEBA 0.8 g (0.003 5 mol)，無(wú)水碳酸鉀82 g (0.3 mol)，二氯甲烷400 ml置于1 000 ml三頸瓶中得懸浮液。將2-氯-2′,4′-二氟苯乙酮76 g(0.4 mol)溶于60 ml二氯甲烷中，冰浴下滴入上述懸浮液中，0～5 ℃下反應(yīng)5 h后，常溫下繼續(xù)反應(yīng)24 h。TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢，過(guò)濾，濾餅用二氯甲烷洗數(shù)次，收集濾液，用水100 ml×3萃取，有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，真空濃縮。將殘留物溶于乙酸乙酯200 ml中，攪拌下滴加濃硝酸，至黃色固體不再析出為止；過(guò)濾，濾餅用少量乙酸乙酯洗3次，干燥，再溶于200 ml水中，用30%的氫氧化鈉水溶液調(diào)pH至9，析出固體，過(guò)濾，干燥得粗品，用正己烷:乙酸乙酯(V/V)1:1重結(jié)晶，得化合物76 g，收率42.0%，mp：104～105 ℃[6]。

2.3 1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽(4)的制備 取2-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2′,4′-二氟苯乙酮58 g (0.23 mol)、三甲基氧硫化碘50 g(0.23 mol)、十六烷基三甲基溴化銨3.2 g (0.008 8 mol)置于1 000 ml三頸瓶中，加入甲苯400 ml和20%氫氧化鈉水溶液450 ml，60℃加熱3 h，反應(yīng)結(jié)束后，分離出甲苯層，水層再用甲苯200 ml×2萃取，合并甲苯層，水洗至中性，回收絕大部分甲苯后，殘留液加乙酸乙酯240 ml稀釋，0℃下滴加溶有甲磺酸16 g的乙酸乙酯5 ml，析出淡黃色固體，過(guò)濾，乙醇重結(jié)晶，得化合物1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽44 g，收率58.0%，mp：128～129℃。

2.4 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-正丙基氨基)-2-醇的制備 取1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽21 g (0.06 mol)置于500 ml三頸瓶中，加入乙醇300 ml溶解，加入正丙胺10 ml，縛酸劑三乙胺20 ml，加熱回流8 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢后減壓蒸除溶劑，用乙酸乙酯200 ml萃取，水100 ml×2洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸除乙酸乙酯，得油狀1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-正丙基氨基)-2-醇13.6 g，收率68.0%。

2.5 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-異丙基氨基)-2-醇的制備 取1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽21 g (0.06 mol)，加入乙醇300 ml溶解于500 ml三頸瓶中，加入異丙胺10 ml，縛酸劑三乙胺20 ml，加熱回流8 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢后蒸除溶劑，用乙酸乙酯200 ml萃取，水100 ml×2洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸除乙酸乙酯，得油狀1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-異丙基氨基)-2-醇15.6 g，收率72.0%。

2.6 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-環(huán)丙基氨基)-2-醇的制備 取1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽21 g (0.06 mol)，加入乙醇300 ml溶解于500 ml三頸瓶中，加入環(huán)丙胺10 ml，縛酸劑三乙胺20 ml，加熱回流8 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢后減壓蒸除溶劑，用乙酸乙酯200 ml萃取，水100 ml×2洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸除乙酸乙酯，得油狀1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-環(huán)丙基氨基)-2-醇14.4 g，收率70.0%。

2.7 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-烯丙基氨基)-2-醇的制備 取1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽21 g (0.06 mol)置于500 ml三頸瓶中，加入乙醇300 ml溶解，隨后加入烯丙胺10 ml，縛酸劑三乙胺20 ml，加熱回流8 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢后減壓蒸除溶劑，用乙酸乙酯200 ml萃取，水100 ml×2洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸除乙酸乙酯，得油狀1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-烯丙基氨基)-2-醇12.9 g，收率64.2%。

2.8 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-炔丙基氨基)-2-醇的制備 取1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽21 g (0.06 mol)置于500 ml三頸瓶中，加入乙醇300 ml溶解，隨后加入炔丙胺10 ml，縛酸劑三乙胺20 ml，加熱回流8 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢后減壓蒸除溶劑，用乙酸乙酯200 ml萃取，水100 ml×2洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸除乙酸乙酯，得油狀1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-炔丙基氨基)-2-醇12.8g，收率62.0%。

2.9 1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-乙基氨基)-2-醇的制備 取1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-環(huán)氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲磺酸鹽21 g (0.06 mol)置于500 ml三頸瓶中，加入乙醇300 ml溶解，加入原料乙胺10 ml，縛酸劑三乙胺20 ml，加熱回流8 h，TLC監(jiān)測(cè)，反應(yīng)完畢后減壓蒸除溶劑，用乙酸乙酯200 ml萃取，水100 ml × 2洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾，蒸除乙酸乙酯，得油狀1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-乙基氨基)-2-醇14.4 g，收率70.0%。

2.10 1-溴甲基萘的制備 取1-甲基萘1 g(7 mmol)置于100 ml單頸瓶中，加入四氯化碳12 ml溶解，加入BPO 0.1 g (0.000 4 mol)，分多次加入NBS 1.5 g(8.4 mmol)，光照條件下加熱回流6 h。TLC監(jiān)測(cè)(PE為展開(kāi)劑)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，過(guò)濾，CCl4洗滌，蒸干濾液，得1-溴甲基萘1.4 g，收率90.0%。

2.11 目標(biāo)化合物1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-烯丙基-N-萘芐基氨基)-2-醇 (1a)的制備 取1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-烯丙基氨基)-2-醇306 mg(0.9 mmol)、1-溴甲基萘221 mg(1.0 mmol)、無(wú)水碳酸鉀150 mg(1.1 mmol)置于50 ml茄型瓶中，加入乙腈20 ml，室溫反應(yīng)24 h，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，蒸干溶劑，先加入少量水，隨后用乙酸乙酯(50 ml×3)萃取，合并乙酸乙酯層，無(wú)水硫酸鈉干燥、濃縮，柱層析[展開(kāi)劑：石油醚:乙酸乙酯(V/V)4:1]，最后得1-(1H-1,2,4-三唑-1-基)-2-(2,4-二氟苯基)-3-(N-烯丙基-N-萘芐基氨基)-2-醇287 mg，收率62.0%?；衔?b-1i制備方法同上。

合成的9個(gè)目標(biāo)化合物的理化常數(shù)及波譜數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

3 藥理實(shí)驗(yàn)

8種實(shí)驗(yàn)真菌菌株由第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院真菌室提供，目標(biāo)化合物對(duì)8種致病菌(C.alb.SC5314,C.alb.Y0109,C.neo.,C.par.,C.tro.,T.rub.,C.kef.,A.fum.)的體外抑菌活性測(cè)試結(jié)果如表2所示。陽(yáng)性對(duì)照藥為伊曲康唑 (ICZ)、特比萘芬(TBF)、酮康唑(KCZ)、兩性霉素B(AMB)、伏立康唑(VCZ)和氟康唑 (FCZ)。采用美國(guó)國(guó)家臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(NCCLS)提出的標(biāo)準(zhǔn)化抗真菌敏感性實(shí)驗(yàn)方法[7]測(cè)試了化合物的體外抑菌活性。

表1 目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)、熔點(diǎn)和波譜數(shù)據(jù)

表2 目標(biāo)化合物的體外抗真菌活性(MIC80，μg/ml)

續(xù)表2

4 結(jié)果與討論

從化合物的體外抑菌活性數(shù)據(jù)可以看出，1b和1c對(duì)除煙曲霉菌以外的其他真菌都有較強(qiáng)的抑制活性。1b對(duì)克柔念珠菌、紅色毛癬菌和新型隱球菌的抑制活性和伏立康唑相當(dāng)，對(duì)白念珠菌(SC5314，Y0109)的抑制活性則是伏立康唑的4倍和16倍，對(duì)紅色毛癬菌的抑制活性是伏立康唑的4倍。而化合物1c對(duì)除煙曲霉菌以外的其他7種真菌的抑制活性幾乎都是伏立康唑的16倍，酮康唑的65倍，伊曲康唑的260倍，兩性霉素B和氟康唑的1 000倍?；衔?c側(cè)鏈中含有環(huán)丙基，其對(duì)除煙曲霉菌以外的其他7種真菌的抑制活性特別突出，比其他側(cè)鏈中含有其他取代基的化合物活性要高出很多，分析可能是環(huán)丙基作為疏水基團(tuán)與靶酶的疏水腔結(jié)合較好，證明環(huán)丙胺開(kāi)環(huán)后N原子上引入環(huán)丙基大大提高了化合物的抗真菌活性，由于化合物數(shù)量有限，更深入的構(gòu)效關(guān)系探討有待于進(jìn)一步的研究。

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