本發(fā)明屬于藥物化學，具體涉及含噁唑硫酮結構的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物及其制備方法和抗菌應用。

背景技術：

1、抗生素主要應用于治療各種細菌感染，但由于抗生素的過度使用和誤用，細菌對目前已批準上市的藥物產(chǎn)生了耐藥性(a.asadi,s.razavi,m.talebi,m.gholami,areviewon?anti-adhesion?therapies?of?bacterial?diseases[j].infection,2019,07:13-23.)。金黃色葡萄球菌(s.aureus)是一種圓形革蘭氏陽性細菌可導致多種疾病，從皮膚和軟組織感染到嚴重肺炎，敗血癥以及腦膜炎。目前，超過60％的金黃色葡萄球菌分離物對甲氧西林有抗性(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌/mrsa)，mrsa的耐藥性是由于體內(nèi)基因編碼pbp2a，pbp2a具有超低的β-內(nèi)酰胺親和力，能在正常致死的β-內(nèi)酰胺濃度下進行細胞壁合成，完成細菌繁殖生長，因此mrsa也被譽為超級細菌(n.koyama,j.inokoshi,h.tomoda,anti-infectious?agents?against?mrsa[j].molecules,2012,18:204-224.)。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)又稱宿主防御肽，是多種生物產(chǎn)生的一種保護宿主免受其他病原菌侵害的小分子肽，由于其廣譜活性和低耐藥性引起了人們的廣泛興趣。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用(sum,xia?d,teng?p,et?al.membrane-active?hydantoin?derivatives?as?antibioticagents[j].journal?of?medicinal?chemistry,2017,60(20):8456-8465.)。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，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:anaturally?occurringlignan?with?pleiotropic?bioactivities[j].chinese?journal?of?naturalmedicines,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。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對上述技術問題，本發(fā)明提供了一種含噁唑硫酮結構的的和厚樸酚-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，借鑒抗菌肽的結構和功能特征，以天然產(chǎn)物和厚樸酚作為母體，對其進行結構修飾引入含氮雜環(huán)，再與陽離子抗菌肽模擬片段相連，旨在獲得高活性、低毒性的含噁唑硫酮結構的的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物，所得含噁唑硫酮結構的的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物及其制備方法和抗菌應用對金黃色葡萄球菌(s.aureus)atcc?29213和臨床分離mrsa菌株及mrsa標準菌株n315具有很好的抑菌效果，并且解決了毒性大差等問題。

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

3、含噁唑硫酮結構的和厚樸酚類-抗菌肽模擬偶聯(lián)物，其結構如下式(1)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(各化合物對應上述相同序號的組合選擇)。

20、本發(fā)明還提供了所述的含噁唑硫酮結構的和厚樸酚類-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，將鄰位酚羥基及丙烯基轉變?yōu)楹跷逶h(huán)得到中間體2；

22、(2)中間體2與濃硝酸反應，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，將硝基還原為氨基得到中間體4；

24、(4)中間體4與在催化劑作用下，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，生成中間體6；

26、(6)中間體6與還原劑反應生成中間體7；

27、(7)中間體7與二硫化碳在堿性條件下反應生成中間體8

28、(8)中間體8與1,3二溴丙烷在堿性條件下反應，生成中間體9；

29、(9)中間體9再與小分子肽模擬物10發(fā)生反應，生成所述含噁唑硫酮結構的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物，反應式如下所示：

30、

31、

32、其中，r1、r2和r3同權利要求1或2所述。

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

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

35、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)，反應溫度為75-80℃，反應溶劑是乙酸乙酯；

36、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)，反應溫度為75-80℃，反應溶劑是無水乙醇。

37、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)，反應溫度為40-50℃，反應溶劑是甲醇；

38、作為具體實施方案，步驟(6)中，所述還原劑選自硼氫化鈉，中間體6與還原劑的摩爾比為1:(5-7)，反應溫度為0±5℃，反應溶劑是二氯甲烷；

39、作為具體實施方案，步驟(7)中，所述堿性條件中的堿選自koh，所述中間體7與二硫化碳的摩爾比為1:(3-5)，反應溫度為45-55℃，反應溶劑是無水乙醇。

40、作為具體實施方案，步驟(8)中，所述中間體8與1,3二溴丙烷的摩爾比為1:(2.5-3.5)，反應溫度為45-55℃，反應溶劑是無水丙酮。

41、作為具體實施方案，步驟(9)中，所述小分子肽模擬物10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，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，生成小分子肽模擬物：

42、

43、優(yōu)選的，所述中間體9與小分子肽模擬物10的摩爾比為1:(2.5-3.5)，反應溫度為75-85℃，反應溶劑是無水乙腈。

44、更進一步的，作為優(yōu)選方案：

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

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

47、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，反應溫度為77℃，反應溶劑是乙酸乙酯。

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

49、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，反應溫度為45℃，反應溶劑是甲醇。

50、步驟(6)中，所述中間體6與硼氫化鈉的摩爾比為1:6，反應溫度為0℃，反應溶劑是二氯甲烷。

51、步驟(7)中，所述中間體7與二硫化碳的摩爾比為1:4，反應溫度為50℃，反應溶劑是無水乙醇。

52、步驟(8)中，所述中間體8與1,3-二溴丙烷的摩爾比為1:3，反應溫度為50℃，反應溶劑是無水丙酮。

53、步驟(9)中，所述中間體9與小分子肽模擬物10的摩爾比為1:3，反應溫度為80℃，反應溶劑是無水乙腈。

54、所述小分子肽模擬物10的制備方法如下：

55、

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

57、本發(fā)明最后提供了所述的含噁唑硫酮結構的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物在制備抗菌藥物中的應用。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。

58、本發(fā)明化合物將天然產(chǎn)物和厚樸酚與抗菌肽模擬片段有效連接，取長補短，借鑒抗菌肽的結構和功能，設計合成了一系列含噁唑硫酮結構的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物。偶聯(lián)物中的母體結構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，帶正電的陽離子小分子肽模擬物部分有利于與帶負電荷的細菌細胞膜相互作用，從而導致細菌死亡。本發(fā)明對所有目標化合物進行體外抑菌活性評價，發(fā)現(xiàn)所有的目標化合物對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，最小抑菌濃度(mic≤128μg/ml)。特別是優(yōu)選的化合物3的體內(nèi)外抗mrsa活性最為突出，體內(nèi)抗菌效果在同等劑量下與萬古霉素相當。此外，目標化合物具有較低溶血活性、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，具有廣泛應用前景。

59、技術效果：本發(fā)明制得的含噁唑硫酮結構的和厚樸酚-抗菌肽模擬偶聯(lián)物對s.aureusatcc?29213和各種臨床mrsa菌株具有較好的體內(nèi)外抑菌效果，同時具有較低的生物毒性，且產(chǎn)率較高，有望進一步發(fā)展為臨床上的潛在抗菌藥物。