噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用

：
1.本发明属于抗菌技术领域，涉及一种抗菌药物或工业杀菌剂，具体涉及一种新结构的噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.细菌感染是一种常见疾病，在工业上也是一种常见的物料或产品的变质源头。严重威胁着人类的健康和工业生产。尽管目前医药上和工业上有几个种类的杀菌药或剂可用，但随着这些药剂的长使用历史，微生物的自求生能力促使其产生了一定的耐药性。发现新的靶标和全新结构的杀菌剂变成该领域研究的重要课题。2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)是工业上广泛使用的一类广谱、高效杀菌剂，其结构特点在于五元内同时含有氮、硫杂原子和环上带有酮基，通过同分异构处理和衍生构建结构全新的噻唑氨基胍类化合物，有可能产生全新结构的杀菌剂。


技术实现要素：

3.本发明的第一个目的是提供一种结构新颖、对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌活性的噻唑氨基胍类化合物或其盐。
4.所述的噻唑氨基胍类化合物的结构式如式(iv)所示：
[0005][0006]
其中，r选自
[0007]
优选，所述的r选自
[0008]
本发明的第二个目的是提供一种上述的结构式如式(iv)所示的噻唑氨基胍类化合物的制备方法，该制备方法以醛类化合物(i)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(ii)，第一步产物(ii)与三乙酰氧基硼氢化钠反应，制得第二步产物(iii)，第二步产物(iii)与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物(iv)，所述的噻唑氨基胍类化合物的合成反应式为：
[0009]
；
[0010]
其中，r选自
[0011]
优选，所述的r选自
[0012]
进一步优选，包括以下步骤：第一步：以醛类化合物(i)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(ii)；第二步：将第一步产物(ii)、三乙酰氧基硼氢化钠、二氯甲烷、乙酸加入反应器中，搅拌反应，得到第二步产物(iii)；第三步：将第二步产物(iii)、氨基胍盐酸盐、氯化锂、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到上述的结构式如式(iv)所示的噻唑氨基胍类化合物。
[0013]
本发明的制备方法，其总收率可在43％～58％。
[0014]
优选，第一步所述的醛类化合物和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑的物质的量的比为1:1；第二步所述的第一步产物(ii)、三乙酰氧基硼氢化钠和乙酸的物质的量的比为1:1.5:1；第三步所述的第二步产物(iii)、氨基胍盐酸盐和氯化锂的物质的量的比为1:1.3:0.4；第三步所述的搅拌反应为70℃下搅拌反应。
[0015]
优选，所述的醛类化合物选自[2,2'-二噻吩]-5-甲醛、4-(对氟基苯基)苯甲醛或4-(对三氟甲基苯基)苯甲醛。
[0016]
本发明的第三个目的是提供上述的结构式如式(iv)所示的噻唑氨基胍类化合物或其盐在制备抗菌药剂中的应用。
[0017]
优选，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。
[0018]
本发明的第四个目的是提供一种抗菌药剂，该抗菌药剂含有上述的结构式如式(iv)所示的噻唑氨基胍类化合物或其盐作为活性成分。
[0019]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0020]
本发明根据现代药物设计理论及有机合成实验技术，对2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)进行改造，设计合成了一系列全新结构的噻唑氨基胍类化合物，并进行了抗菌活性研究。研究结果表明：这类结构新颖的噻唑氨基胍类化合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌活性，在治疗细菌感染的疾病或工业微生物危害中具有较大的应用价值。一些目标物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌作用，优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)，可作为抗菌候选化合物研究。
具体实施方式
[0021]
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[0022]
；
[0023]
其中，所述的r选自
[0024]
实施例1
[0025]
2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(iva)的制备步骤：
[0026][0027]
将10mmol的[2,2'-二噻吩]-5-甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60ml乙醇加入150ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iia，即2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
[0028]
将5mmol的第一步产物iia、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20ml二氯甲烷、5mmol的乙酸加入100ml烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiia，即2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率80％。
[0029]
将2mmol的第二步产物iiia、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50ml乙醇加入100ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(iva)，收率80％，总收率58％。1h nmr(400mhz,dmso-d6,δ):10.97(s,1h,guanidine),7.84(s,3h,guanidine),7.60(d,j＝5hz,1h,2-thiophene),7.51(d,j＝5hz,1h,2-thiophene),7.44(d,j＝5hz,1h,2-thiophene),6.87(m,2h,2-thiophene),6.79(s,1h,sec amine),4.59(s,2h,methylene),2.49(s,3h,methyl),2.33(s,3h,methyl)。hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcd for c
16h19
n6s3,391.0833；found 391.0851。
[0030]
实施例2
[0031]
2-(4-(对氟基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(ivb)的制备步骤：
[0032][0033]
将10mmol的4-(对氟基苯基)苯甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60ml乙醇加入150ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iib，即2-(4-(对氟基苯基)苄基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
[0034]
将5mmol的第一步产物iib、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20ml二氯甲烷、5mmol的乙酸加入100ml烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiib，即2-(4-(对氟基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率80％。
[0035]
将2mmol的第二步产物iiib、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50ml乙醇加入100ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(ivb)，收率60％，总收率43％。1h nmr(400mhz,dmso-d6,δ):10.97(s,1h,guanidine),7.84(s,3h,guanidine),7.79
–
7.73(m,6h,phenyl),7.33(t,j＝8.8hz,2h,phenyl),6.79(s,1h,sec amine),4.35(s,2h,methylene),2.49(s,3h,methyl),2.38(s,3h,methyl)。hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcd for c
20h22
fn6s,397.1610；found 397.1622。
[0036]
实施例3
[0037]
2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(ivc)的制备步骤：
[0038][0039]
将10mmol的4-(对三氟甲基苯基)苯甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60ml乙醇加入150ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iic，即2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
[0040]
将5mmol的第一步产物iic、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20ml乙醇加入100ml烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiic，即2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率70％。
[0041]
将2mmol的第二步产物iiic、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50ml乙醇加入100ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗
脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(ivc)，收率70％，总收率44％。1h nmr(400mhz,dmso-d6,δ):10.97(s,1h,guanidine),7.84(s,3h,guanidine),7.96(d,j＝8.2hz,2h,phenyl),7.86
–
7.83(m,6h,phenyl),6.79(s,1h,sec amine),4.35(s,2h,methylene),2.49(s,3h,methyl),2.38(s,3h,methyl)。hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcd for c
21h22
f3n6s,447.1578；found 397.1622。
[0042]
实施例4
[0043]
2-((2,4-二氟基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(ivd)的制备步骤：
[0044][0045]
将10mmol的2,4-二氟苯甲醛、10mmol的2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑、60ml乙醇加入150ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iid，即2-((2,4-二氟基)苄基)亚氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率90％。
[0046]
将5mmol的第一步产物iid、7.5mmol的三乙酰氧基硼氢化钠、20ml乙醇加入100ml烧瓶中，30℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiid，即2-((2,4-二氟基)苄基)氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑，收率70％。
[0047]
将2mmol的第二步产物iiid、2.6mmol氨基胍盐酸盐、0.8mmol氯化锂、50ml乙醇加入100ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析(300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5)纯化，最后得到目标产物(ivd)，收率70％，总收率44％。1h nmr(400mhz,dmso-d6,δ):10.97(s,1h,guanidine),7.84(s,3h,guanidine),7.24(d,j＝7.5hz,1h,phenyl),6.96(t,j＝8.0hz,1h,phenyl),6.79(s,1h,sec amine),6.71(t,j＝8.0hz,1h,phenyl),4.35(s,2h,methylene),2.49(s,3h,methyl),2.38(s,3h,methyl)。hrms(esi)m/z:[m+h]
+
calcd for c
14h17
f2n6s,339.1203；found 339.1221。
[0048]
实施例5
[0049]
目标化合物的抗菌活性测试：
[0050]
以2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)为对照药剂，采用微量稀释法测定目标物的mic，测定目标化合物(实施例1-4制备的噻唑氨基胍类化合物)对金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus atcc 6538p)、大肠杆菌(escherichia coli atcc 8739)、铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa atcc 9027)的抗菌活性。
[0051]
微量稀释法实验步骤如下：
[0052]
在96孔板的第1列加入200μl浓度为256μg/ml的待测样(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及实施例1-4制备的噻唑氨基胍类化合物)，第2-12列分别加入100μl mh肉汤，然后从第1列取100μl加入到第2列混合，再从第2列取100μl加入到第3列混合，依次类推，最后从第10
列取100μl加入到第11列混合后取出100μl多余的液体丢弃。取100μl浓度为106cfu/ml的菌液加入第1-11列每孔中，取100μl浓度为106cfu/ml的菌液加入第12列前四孔中，取100μl mh肉汤加入第12列后四孔中，最终每孔的体积都为200μl，第1-11列待测样浓度依次为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.12μg/ml，第12列前四孔为加菌不加药(阳性生长对照)，第12列后四孔为不加菌不加药(无菌对照)。每个待测样做三个重复。将96孔板在37℃烘箱中培养24小时后，用酶标仪测od
600
值，od
600
值接近无菌对照的孔的浓度为最低抑菌浓度mic。
[0053]
结果显示：
[0054]
(1)2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为16μg/ml、16μg/ml、16μg/ml。
[0055]
(2)2-([2,2'-二噻吩]-5-基甲基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(iva)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为2μg/ml、4μg/ml、4μg/ml，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)。
[0056]
(3)2-(4-(对氟基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(ivb)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为2μg/ml、4μg/ml、8μg/ml，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)。
[0057]
(4)2-(4-(对三氟甲基苯基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(ivc)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为4μg/ml、4μg/ml、8μg/ml，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)。
[0058]
(5)2-((2,4-二氟基)苄基)氨基-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑(ivd)对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为8μg/ml、16μg/ml、32μg/ml，对金黄色葡萄球菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)，对大肠杆菌的抑菌作用与对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(mit)相当。
[0059]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
4-甲基-5-乙酰基噻唑的物质的量的比为1:1；第二步所述的第一步产物(ii)、三乙酰氧基硼氢化钠和乙酸的物质的量的比为1:1.5:1；第三步所述的第二步产物(iii)、氨基胍盐酸盐和氯化锂的物质的量的比为1:1.3:0.4；第三步所述的搅拌反应为70℃下搅拌反应。7.权利要求1所述的噻唑氨基胍类化合物或其盐在制备抗菌药剂中的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。9.一种抗菌药剂，其特征在于，含有权利要求1所述的噻唑氨基胍类化合物或其盐作为活性成分。10.根据权利要求9所述的抗菌药剂，其特征在于，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。

技术总结
本发明公开了噻唑氨基胍类化合物及其制备方法和应用。所述的噻唑氨基胍类化合物的结构式如式(IV)所示。本发明通过在噻唑环的C2位引入亲脂性侧链和C5位引入亲水性氨基胍，设计合成了一系列全新结构的噻唑氨基胍类化合物，其制备方法为：以醛类化合物(I)和2-氨基-4-甲基-5-乙酰基噻唑为原料，缩合反应得到第一步产物(II)，第一步产物(II)与三乙酰氧基硼氢化钠反应，制得第二步产物(III)，第二步产物(III)与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物(IV)。该噻唑氨基胍类化合物呈现出抗菌活性，尤其是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有很好的抗菌活性，可作为抗菌候选化合物。可作为抗菌候选化合物。可作为抗菌候选化合物。


技术研发人员：谢小保 杨平 孙廷丽
受保护的技术使用者：广东省科学院微生物研究所（广东省微生物分析检测中心）
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/12