本發(fā)明屬于藥物化學(xué)，具體涉及含噁唑環(huán)的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物及其制備方法和抗菌應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、抗生素的過度及錯誤使用，使得多重耐藥菌不斷產(chǎn)生及廣泛傳播，抗生素耐藥性已經(jīng)成為危害人類健康的世界性公共衛(wèi)生問題(song?m,liu?y,huang?x,et?al.abroad-spectrum?antibiotic?adjuvant?reverses?multidrug-resistant?gram-negativepathogens[j].nature?microbiology,2020,5(8):1040-1050.)。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantstaphylococcusaureus，mrsa)作為新型的耐藥菌株，幾乎對現(xiàn)有的抗菌藥物都產(chǎn)生了耐藥性，如青霉素類、四環(huán)素類、喹諾酮類、氨基糖苷類、克林霉素、達托霉素等(mcadam?pr,templeton?ke,edwards?gf,et?al.molecular?tracing?of?theemergence,adaptation,and?transmission?of?hospital-associated?methicillin-resistant?staphylococcus?aureus[j].proceedings?of?the?national?academy?ofsciences,2012,109(23):9107-9112.)。因此，我們迫切需要開發(fā)對mrsa感染具有潛在治療作用的新型抗菌藥物。

2、抗菌肽(antimicrobial?peptides,amps)由于其廣譜活性和低耐藥性引起了人們的廣泛興趣，與僅有一個靶點的傳統(tǒng)抗生素不同，大多數(shù)amps可以通過破壞膜完整性使細菌的滲透壓失衡，阻止蛋白質(zhì)合成并與核酸的相互作用從而殺死細菌。因此，amps可作為治療耐藥細菌菌株的候選藥物。然而，amps穩(wěn)定性差、抗菌活性弱和費用較高等缺點，嚴重限制了其臨床應(yīng)用(ghosh?c,sarkar?p,issa?r,et?al.alternatives?to?conventionalantibiotics?in?the?era?of?antimicrobial?resistance[j].trends?in?microbiology,2019,27(4):323-338.)。和厚樸酚(honokiol)廣泛存在于木蘭科植物厚樸magnoliaofficinalisrehd.etwils.和凹葉厚樸magnoliaofficinalisvar.bilobarehd.etwils.中的雙酚類物質(zhì)，具有抗炎、抗氧化、抗菌等多種生物活性(cheng?ch,zhang?qw,yang?ye,et?al.honokiol:a?naturally?occurring?lignan?with?pleiotropicbioactivities[j].chinese?journal?of?natural?medicines,2021,19(7):481-490.)。但和厚樸酚受限于水溶性以及生物利用度較差，難以直接成為抗菌藥物。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種含噁唑環(huán)的的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物及其制備方法和抗菌應(yīng)用，本發(fā)明采用取長補短，優(yōu)勢互補的理念，借鑒抗菌肽的結(jié)構(gòu)和功能特征，以天然產(chǎn)物和厚樸酚作為母體，對其進行結(jié)構(gòu)修飾引入含氮雜環(huán)，再與陽離子抗菌肽模擬片段相連，旨在獲得高活性、低毒性的含噁唑環(huán)的的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物，所得含噁唑環(huán)的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物對金黃色葡萄球菌(s.aureus)atcc?29213和臨床分離mrsa菌株及mrsa標(biāo)準(zhǔn)菌株n315具有明顯的抑菌效果，并且解決了毒性大差等問題。

2、技術(shù)方案：為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、含噁唑環(huán)的和厚樸酚類-抗菌肽模擬偶聯(lián)物，其結(jié)構(gòu)如下式(i)所示：

4、

5、其中，r1、r2和r3獨立地選自h、鹵素、c1-c3烷氧基或cf3。

6、作為優(yōu)選方案，所述r1、r2和r3為如下組合中的一種：

7、(1)r1＝r2＝r3＝h；(2)r1＝r2＝h，r3＝2-f；(3)r1＝r2＝h，r3＝4-f；

8、(4)r1＝r2＝h，r3＝2-cl；(5)r1＝r2＝h，r3＝4-cl；(6)r1＝r2＝h，r3＝2-br；

9、(7)?r1＝r2＝?h，r3?＝3-br；(8)r1＝r2＝?h，r3?＝4-br；(9)?r1＝?h，r2＝2-f，r3＝4-cl；

10、(10)?r1＝?h，r2＝2-f，r3＝5-br；(11)?r1＝?h，r2＝3-f，r3＝4-f；

11、(12)r1＝h，r2＝3-f，r3＝4-cl；(13)r1＝h，r2＝2-cl，r3＝4-f；

12、(14)?r1＝?h，r2＝3-cl，r3＝4-f；(15)?r1＝?h，r2＝2-cl，r3＝3-cl；

13、(16)?r1＝?h，r2＝2-cl，r3＝4-cl；(17)?r1＝?h，r2＝2-cl，r3＝6-cl；

14、(18)r1＝h，r2＝3-cl，r3＝4-cl；(19)r1＝h，r2＝3-cl，r3＝5-cl；

15、(20)r1＝h，r2＝2-br，r3＝4-cl；(21)r1＝h，r2＝3-br，r3＝4-f；

16、(22)?r1＝?h，r2＝3-br，r3＝4-cl；(23)r1＝?h，r2＝2-br，r3＝4-br；

17、(24)?r1＝?h，r2＝3-br，r3＝5-br；(25)r1＝3-f，r2＝4-f，r3＝5-f；

18、(26)r1＝r2＝h，r3＝3-och3；(27)r1＝r2＝h，r3＝4-och3；(28)r1＝r2＝h，r3＝4-cf3。

19、以上具體選擇代表后面實施例中的化合物1-28(各化合物對應(yīng)上述相同序號的組合選擇)；所述2-f代表f取代基所在的位置是苯環(huán)的2位，其他縮寫以此類推。

20、本發(fā)明還提供了所述的含噁唑環(huán)的和厚樸酚類-抗菌肽模擬偶聯(lián)物的制備方法，包括以下步驟：

21、(1)以和厚樸酚為底物，與碘反應(yīng)，將鄰位酚羥基及丙烯基轉(zhuǎn)變?yōu)楹跷逶h(huán)得到中間體2；

22、(2)中間體2與濃硝酸反應(yīng)，引入硝基合成中間體3；

23、(3)中間體3再與還原劑發(fā)生反應(yīng)，將硝基還原為氨基得到中間體4；

24、(4)中間體4在催化劑作用下，將含氧五元環(huán)開環(huán)生成酚羥基及丙烯基，得到中間體5；

25、(5)中間體5再與含有不同取代基的苯甲醛反應(yīng)，生成中間體6；

26、(6)中間體6與脫氫劑反應(yīng)生成含氮雜環(huán)的中間體7；

27、(7)中間體7與1,3二溴丙烷在堿性條件下反應(yīng)，生成中間體8；

28、(8)中間體8再與小分子肽模擬物9發(fā)生反應(yīng)，生成所述含噁唑環(huán)的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物，反應(yīng)式如下所示：

29、

30、

31、其中，r1、r2和r3同權(quán)利要求1或2所述。

32、作為具體實施方案，步驟(1)中，所述和厚樸酚與碘的反應(yīng)摩爾比為1:(1.0-1.2)，反應(yīng)溫度為45-55℃，反應(yīng)溶劑是9：1-7:3的乙醇和超純水；

33、作為具體實施方案，步驟(2)中，所述中間體2與濃硝酸的反應(yīng)摩爾比為1:(2.5-3.5)，反應(yīng)溫度為0±5℃，反應(yīng)溶劑是二氯甲烷。

34、作為具體實施方案，步驟(3)中，所述還原劑選自二水合氯化亞錫；所述中間體3與還原劑的摩爾比為1:(9-11)，反應(yīng)溫度為75-80℃，反應(yīng)溶劑是乙酸乙酯；

35、作為具體實施方案，步驟(4)中，所述催化劑選自鋅；所述中間體4與催化劑的摩爾比為1:(4-6)，反應(yīng)溫度為75-80℃，反應(yīng)溶劑是無水乙醇。

36、作為具體實施方案，步驟(5)中，所述中間體5與含有不同取代基的苯甲醛的摩爾比為1:(2.5-3.5)，反應(yīng)溫度為40-50℃，反應(yīng)溶劑是甲醇；

37、作為具體實施方案，步驟(6)中，所述脫氫劑選自ddq；所述中間體6與脫氫劑的摩爾比為1:(1.0-1.2)，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)溶劑是二氯甲烷；

38、作為具體實施方案，步驟(7)中，所述中間體7與1,3二溴丙烷的摩爾比為1:(2.5-3.5)，反應(yīng)溫度為45-55℃，反應(yīng)溶劑是無水丙酮。

39、作為具體實施方案，步驟(8)中，所述小分子肽模擬物9的制備方法，包括如下步驟：溴乙酰溴與一正丁胺在堿性條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成溴乙酰胺，然后溴乙酰胺在堿性條件下與二甲胺繼續(xù)發(fā)生取代反應(yīng)，生成小分子肽模擬物：

40、

41、作為具體實施方案，步驟(8)中，所述中間體8與小分子肽模擬物9的摩爾比為1:(2.5-3.5)，反應(yīng)溫度為75-85℃，反應(yīng)溶劑是無水乙醇。

42、進一步的，作為優(yōu)選方案：

43、步驟(1)中，所述和厚樸酚與碘的反應(yīng)摩爾比為1:1.1，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)溶劑是9：1的乙醇及超純水。

44、步驟(2)中，所述中間體2與濃hno3的反應(yīng)摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度為0℃，反應(yīng)溶劑是二氯甲烷。

45、步驟(3)中，所述中間體3與二水合氯化亞錫的摩爾比為1:10，反應(yīng)溫度為77℃，反應(yīng)溶劑是乙酸乙酯。

46、步驟(4)中，所述中間體4與鋅的摩爾比為1:5，反應(yīng)溫度為78℃，反應(yīng)溶劑是無水乙醇。

47、步驟(5)中，所述中間體5與各類取代苯甲醛的摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)溶劑是甲醇。

48、步驟(6)中，所述中間體6與ddq的摩爾比為1:1.1，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)溶劑是二氯甲烷。

49、步驟(7)中，所述中間體7與1,3-二溴丙烷的摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)溶劑是無水丙酮。

50、步驟(8)中，所述中間體8與小分子肽模擬物9的摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)溶劑是無水乙醇。

51、小分子肽模擬物9的制備方法如下：

52、

53、所述一正丁胺與溴乙酰溴的摩爾比是1:1.5，反應(yīng)選用的堿為k2co3，反應(yīng)溫度為0℃至室溫，反應(yīng)12h，反應(yīng)溶劑是無水二氯甲烷；溴代酰胺與二甲胺反應(yīng)的摩爾比為1:1.5，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)12h，反應(yīng)溶劑是無水丙酮。

54、本發(fā)明最后提供了所述的含噁唑環(huán)的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物在制備抗菌藥物中的應(yīng)用。優(yōu)選的，所述抗菌藥物能夠抑制金黃色葡萄球菌或耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。例如抑制金黃色葡萄球菌s.aureusatcc?29213和各種臨床耐甲氧西林金黃色葡萄球菌mrsa。

55、本發(fā)明化合物通過借鑒抗菌肽的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計合成了一系列含噁唑環(huán)的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物。偶聯(lián)物中母體結(jié)構(gòu)和厚樸酚作為疏水部分有利于化合物插入細菌磷脂雙分子層膜，親水陽離子部分有利于與帶負電荷的細菌細胞膜相互作用，從而導(dǎo)致細菌死亡。本發(fā)明對所有目標(biāo)化合物進行體外抑菌活性評價，發(fā)現(xiàn)所有的目標(biāo)化合物對s.aureusatcc?29213和臨床分離的mrsa菌株均表現(xiàn)出較好的體外抗菌活性，mic≤128μg/ml。特別是優(yōu)選的化合物17的體內(nèi)外抗mrsa活性最為突出，同等劑量下體內(nèi)抗菌效果等同于萬古霉素。此外，目標(biāo)化合物具有低溶血活性、體內(nèi)低毒性、以及血漿穩(wěn)定性。因此，此類化合物為研究新型抗mrsa藥物提供了一定的啟示，具有廣泛應(yīng)用前景。

56、技術(shù)效果：本發(fā)明制得的含噁唑環(huán)的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物對s.aureusatcc?29213和各種臨床mrsa菌株具有明顯的體內(nèi)外抑菌效果，同時降低了生物毒性，并且具有較高的產(chǎn)率，有望進一步發(fā)展為臨床上的潛在抗菌藥物。