2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物及其製備方法和應用的製作方法

2023-04-23 18:23:31 1

專利名稱：：2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物及其製備方法和應用的製作方法2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物及其製備方法和應用
技術領域：
：本發明涉及一類新型抗菌化合物及其製備方法，即2-羥基滷代苄基胺基酸、化合物的酯類及肼類衍生物及其製備方法和抑殺菌活性作為抗菌劑的應用。
背景技術：
：近年來發現，胺基酸作為藥物的有效載體，可以增強藥物的脂溶性，促進細胞對藥物的吸收。胺基酸引入藥物分子以後，在體內通過水解，往往又釋放出胺基酸，從某種程度上可以緩解藥物對細胞的毒性。某些a-胺基酸本身就有生物活性，並且還可以輔助藥物的活性母體，提高抑菌作用。文獻報導水楊醛縮胺基酸類席夫鹼及其金屬絡合具有良好的殺菌、抗癌、抗病毒、除草等生物活性，但與其相對應的還原席夫鹼類化合物及其滷代衍生物甚是少見。自1997年，McMurrayLM等研究發現2，4，4'-三氯-2'-羥基二苯醚殺菌機理表明，鄰羥基苯結構對該類化合物抑殺病原菌的活性起著關鍵作用。因此，含有鄰羥基苯結構的化合物，對新型殺菌、抗病毒及防治傳染病藥劑的設計和研製具有重要意義。
發明內容本發明的目的是為了解決靶向抗菌、抗病毒化合物品種稀缺問題，同時為研製出具有更高效的廣譜殺菌劑，而提供一種2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物及其製備方法，該類化合物因為分子中具有滷代鄰羥基苯結構，與病原菌的特異性酶具有良好的親和性，因此具有良好的抑菌、殺菌活性，同時引入了胺基酸側鏈，可以增強藥物的脂溶性,促進細胞對藥物的吸收，可以輔助藥物的活性母體，提高抑菌作用，是一類良好的潛在抗菌藥物。為實現本發明的目的，本發明公開了一種2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物，其結構通式(I)為其中X,X4=H;F;CI;Br或I;R產-H;-CH3;_CH(CH3)2;-CH2CH(CH3)2;-CH2SH;_CH2Ph;-CH(OH)CH3;—CH2OH;-CH2CH2COOH:—CH(CH3)CH2CH3;_CH2CH2SCH3;—formulaseeoriginaldocumentpage7Ia時R2=-OH;Ib時:R2=-OCH3;-0CH2CH3;-OC(CH3)3或-OCH2Ph;Ic時R2=-NH-NH2。本發明還公開了這種2-羥基滷代苄基胺基酸、化合物的酯類及肼類衍生物的製備方法，其特徵在於以水楊醛為起始原料，先滷化，然後在鹼性條件下與L-a-胺基酸縮合得滷代水楊醛縮胺基酸類席夫鹼，經還原、酸化得到產物K，經酯化後得到K、最後肼解得到I。，合成路線為其中XtX4=H;F;CI;Br或IR產—H;-CH3;_CH(CH3)2;—CH2CH(CH3)2;-CH2SH;—CH2Ph;-CH(OH)CH"-CH2OH;-CH2CH2COOH;-CH(CH3)CH2CH3;-CH2CH2SCH3;-CH2COOH;H2-C-C=CHIa時R2=—OH;Ib時:R2=-OCH3;-OCH線;-OC(CH3)3或-0CH2Ph;Ic時R2=-NH-NH2。本發明還公開了這種2-羥基滷代苄基胺基酸、化合物的肼類衍生物的另一種製備方法，其特徵在於先將胺基酸酯化，然後與滷代水楊醛縮合、還原得到K，最後進行肼解得到I。，合成路線為其中XtX4=H;F;CI;Br或IR,=-H;-CH3;_CH(CH:,)2;-CH2CH(CH,)2;-CH2SH;-CH2Ph;-CH(OH)CH.,;-,H;-CH2CH2COOH;-CH(CH.,)CH,CH:,;_CH2CH2SCH3;-formulaseeoriginaldocumentpage8Ib時R2=-OCH3;-OCH2CH3;-OC(CH3)3或-OCH2Ph;Ic時R2=_NH-NH2。為實現本發明的目的，本發明還公開了2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物在抑菌方面的活性及其作為製備殺菌劑、抗病毒劑的應用。依據GB15979-2002《一次性使用衛生用品標準》，在樣品O.05%和0.5%(以10。/。DMF的水溶液溶解)濃度下，對發明的2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物及其酯類及肼類衍生物進行了抑殺菌活性的測試，測試結果表明，化合物對金黃色葡萄球菌(ATCC6538)具有較強的抑殺作用，對白色念珠菌(ATCC10231)和大腸桿菌(8099)有不同程度的抑殺作用。本發明的有益效果是本發明2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物即2-羥基滷代苄基胺基酸(K)、酯類衍生物(Ib)及肼類衍生物(1。)，以滷代鄰羥基苯為母核，與病原菌的特異性酶具有良好的親和性，因此具有良好的抑菌、殺菌活性，同時引入了胺基酸側鏈，可以增強藥物的脂溶性，促進細胞對藥物的吸收，可以輔助藥物的活性母體,提高抑菌作用。本發明設計的2-羥基滷代苄基胺基酸及其酯類及肼類衍生物合成路線簡易，化合物收率普遍較高，反應條件溫和，操作方便。本發明設計的2-羥基滷代苄基胺基酸及其酯類及肼類衍生物具有良好的抑菌活性，可作為殺菌劑、殺菌劑的前體化合物、生物製劑原料等使用，適用於殺菌、抗病毒、除臭和去除皮膚外表的附加物等，可用作抗菌、抗病毒藥物、殺菌消毒藥劑以及日化產品、衛生整理劑等的殺菌成分等。是對目前國內外缺乏靶向殺菌化合物及製備方法的重要補充。具體實施方式本發明合成路線一以水楊醛為起始原料，先滷化，然後在鹼性條件下與L-ci-胺基酸縮合得滷代水楊醛縮胺基酸類席夫鹼，經還原酸化得到K，然後酯化得到K，最後肼解得到I。。所用鹼可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀或氨水等鹼中的一種或兩種或兩種以上混合鹼，且L-a-胺基酸與鹼的用量比為0.25:1(摩爾比)，以0.41(摩爾比)較佳。所用滷代水楊醛與L-a-胺基酸或L-a-胺基酸酯類化合物的用量比為0.25:1(摩爾比)，以11.1:1(摩爾比)較佳。席夫鹼縮合反應在0.910h完成。合成路線二先將胺基酸酯化，然後與滷代水楊醛縮合、經硼氫化鈉還原得到Ib，最後進行肼解得I。。胺基酸的酯化可以用酸性酯化、鹼性酯化及酯交換的方法。2-羥基滷代水楊醛與L-a-胺基酸或L-a-胺基酸酯類化合物的用量摩爾比為0.25:1。在兩種製備方法中，為了提高反應體系的流動性和反應效果，席夫鹼縮合反應需加入一定量的溶劑，所用的溶劑可以是甲醇、乙醇、丙醇或乙二醇等極性溶劑中的一種或兩種或兩種以上的混合溶劑。席夫鹼縮合反應的溫度為一2(TC12(TC的任何溫度，以1(TC2(TC較佳。席夫鹼縮合反應時，體系中介質基本保持在pH=89，加入鹼的量需根據L-a-胺基酸酸性的變化而變化。疏水的脂肪R基胺基酸，如纈氨酸，加入l倍當量的鹼即可；親水性R基胺基酸，如穀氨酸，需加入2倍當量的鹼。還原劑與L的摩爾比為0.35:1。Ia的還原反應，適用的溫度範圍-l(TC4(TC。K在還原劑的條件下直接還原，通過酸析直接析出。為了提高重結晶的效果，化合物I提純時，用甲醇、乙醇、丙醇、水中的一種、兩種或兩種以上的混合物作為重結晶溶劑。不同性質的胺基酸側鏈使用的重結晶溶劑也不盡相同。疏水性R基胺基酸，如纈氨酸，苯丙氨酸，可以直接用甲醇、乙醇或丙醇醇類溶劑或水和醇類溶劑的混合溶劑作重結晶溶劑。使用混合溶劑時，醇類與水的體積比為11:10。其中親水性R基胺基酸，如蘇氨酸，穀氨酸，用水和乙醇的混合溶劑作重結晶時，乙醇的比例應小於水的比例，以水乙醇為3:14:1較佳。實例1:5-溴-2-羥基苄基穀氨酸的合成在lOOmL單口圓底燒瓶中加入lOmmolL-a-穀氨酸，用30mL乙醇溶解，在溶液中加入20mmol氫氧化鈉，室溫下攪拌，使得胺基酸成鈉鹽，10min後分批加入5-溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，並逐漸伴隨有黃色沉澱的生成，室溫下攪拌1.5h，反應整個過程需基本保持p^8左右，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製pH=67，分批加入llmmol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，溶液無色澄清，TLC監測反應完全，用稀鹽酸調溶液pH:3-4，調節過程中產生大量的白色沉澱。靜置，過濾，用水、乙醚洗滌，將粗品用水和乙醇的混合溶劑重結晶，得純品，收率81.2%。熔點173174°C。實例2:5-溴-2-羥基節基半胱氨酸的合成在lOOmL單口圓底燒瓶中加入lOmmolL-a-半胱氨酸，用30mL甲醇溶解，在溶液中加入lOmmol氫氧化鈉，室溫下攪拌，使得胺基酸成鈉鹽，10min後分批加入5-溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，並逐漸伴隨有黃色沉澱的生成，室溫下攪拌1.5h，反應整個過程需基本保持pH:8左右，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製P^67，分批加入llmmol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，溶液無色澄清，TLC監測反應完全，用稀鹽酸調溶液pt^3-4，調節過程中產生大量的白色沉澱。靜置，過濾，用水、乙醚洗滌，將粗品用水和乙醇的混合溶劑重結晶，得純品，收率72.7%。熔點197198°C。實例3:3，5-二溴-2-羥基苄基纈氨酸的合成在lOOmL單口圓底燒瓶中加入lOmmolL-a-纈氨酸，用30mL甲醇溶解，在溶液中加入10mmol氫氧化鈉，室溫下攪拌，使得胺基酸成鈉鹽，10min後分批加入3，5-二溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，並逐漸伴隨有黃色沉澱的生成，室溫下攪拌O.5h，反應整個過程需基本保持p^8左右，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製P^67,分批加入ll醒ol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，溶液無色澄清，TLC監測反應完全，用稀鹽酸調溶液P^3-4，調節過程中產生大量的白色沉澱。靜置，過濾，用水、乙醚洗滌，將粗品用水和乙醇的混合溶劑重結晶，得純品，收率82.3%。熔點185186°C。實例4:3，5-二溴-2-羥基苄基苯丙氨酸的合成在lOOmL單口圓底燒瓶中加入10mmolL-a-苯丙氨酸，用30mL甲醇溶解，在溶液中加入lOmmol氫氧化鈉，室溫下攪拌，使得胺基酸成鈉鹽，10min後分批加入3，5-二溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，並逐漸伴隨有黃色沉澱的生成，室溫下攪拌5h，反應整個過程需基本保持pH二8左右，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製PH=67，分批加入llmmol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，溶液無色澄清，TLC監測反應完全，用稀鹽酸調溶液pH-3-4，調節過程中產生大量的白色沉澱。靜置，過濾，用水、乙醚洗滌，將粗品用水和乙醇的混合溶劑重結晶，得純品，收率88.4%。熔點200°C。實例5:5-溴-2-羥基苄基亮氨酸乙酯的合成在lOOmL單口圓底燒瓶中加入lOmmolL-a-亮氨酸，用30mL乙醇溶解，在溶液中加入lO隱ol氫氧化鈉，室溫下攪拌，使得胺基酸成鈉鹽，10min後分批加入5-溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，並逐漸伴隨有黃色沉澱的生成，室溫下攪拌2h，反應整個過程需基本保持p^8左右，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製pH=67，分批加入llmmol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，溶液無色澄清，TLC監測反應完全，用稀鹽酸調溶液pH-3-4，調節過程中產生大量的白色沉澱。靜置，過濾，用水、乙醚洗滌，將粗品用水和乙醇的混合溶劑重結晶，得5-溴-2-羥基苄基亮氨酸，收率91.5%。在100mL三口瓶中加入5mmo15-溴-2-羥基苄基亮氨酸，用30mL乙醇溶解，用恆壓滴液漏鬥滴加12mL二氯亞碸，保持反應體系的溫度在0。C一下，反應3h,回流溫度下反應5h，蒸除剩餘的乙醇和二氯亞碸，冷藏固化，用乙醇/乙醚作重結晶，得純品，收率65%。實例6:5-溴-2-羥基苄基苯丙氨酸苄酯的合成在100mL單口圓底燒瓶中加入10mmolL-a-苯丙氨酸，用15mLDMF溶解，加入lOmmol碳酸鈉，在冰浴下滴加1.8mL滴加溴化苄，冰浴中反應3h，室溫下反應過夜，用飽和食鹽水終止反應，乙酸乙酯萃取(3X100mL)，合併有機相，依次用水、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉乾燥，過濾減壓蒸除溶劑，柱分離(洗脫劑為V(石油醚)V(乙酸乙酯)=10:1)，得純品L-ci-苯丙氨酸苄酯，收率68.3%。在lOOmL單口圓底燒瓶中加入5mmolL-a-苯丙氨酸苄酯，用30mL乙醇溶解，室溫下分批加入5mmo15-溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，室溫下攪拌2h，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製PH=67，分批加入llmmol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，TLC監測反應完全，減壓蒸除乙醇，用乙酸乙酯萃取(3X50mL)，合併有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉乾燥，過濾減壓蒸除溶劑，柱分離(洗脫劑為V(石油醚)V(乙酸乙酯)=8:1)，得純品5-溴-2-羥基苄基苯丙氨酸苄酯。收率56.2%實例7:3,5-二溴-2-羥基苄基甘氨醯肼的合成在100mL三口瓶中加入lOmmolL-a-甘氨酸，用30mL乙醇溶解，用恆壓滴液漏鬥滴加13mL二氯亞碸，保持反應體系的溫度在O'C以下，反應3h，回流溫度下反應4h，蒸除剩餘的乙醇和二氯亞碸，冷藏固化，用乙醇/乙醚作重結晶，得L-a-甘氨酸乙酯，收率82%。在100mL三口圓底燒瓶中加入lOmmolL-a-甘氨酸乙酯，用30mL甲醇溶解，室溫下分批加入3，5-二溴水楊醛，加入後溶液的黃色立即加深，室溫下攪拌2h，TLC監測反應基本完全，然後用冰浴冷卻，穩定後用稀鹽酸將溶液體系調製pH-67，分批加入llmmol硼氫化鈉，隨著硼氫化鈉的加入，溶液迅速消色，半小時後，TLC監測反應完全，減壓蒸除乙醇，用乙酸乙酯萃取(3X50mL)，合併有機相，用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉乾燥，過濾減壓蒸除溶劑，將粗產品直接用於下一步反應，用30mL乙醇溶解，加入12mmol水合肼，在回流溫度下攪拌5小時，TLC監測反應幾乎完全，減壓蒸除溶劑，柱分離(洗脫劑為V(石油醚)V(乙酸乙酯)=5:l—3:1)，得純品3，5-二溴-2-羥基苄基甘氨醯肼。收率56.7%。實例8:化合物的抑菌活性測試實例實驗檢測依據以及菌懸液、活菌計數均參照GB15979-2002《一次性使用衛生標準》。本實驗所用菌株，包括白色念珠菌(ATCC10231)、大腸桿菌(8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC6538)，均由中國科學院微生物研究所提供；所用的培養基為沙氏瓊脂培養基和營養瓊脂培養基。試驗樣品濃度為質量分數0.05%;空白溶液為DMF:水二5:45。具體操作如下將試驗菌24h斜面培養物用PBS洗下，製成菌懸液(要求的濃度為用100yL滴於對5mL樣液內，回收菌數為1X1049X104cfu/mL)。取被試樣液(5mL)和對照樣液(與試樣同質材料，同等大小，但不含抗菌材料，且經滅菌處理)各4管。取上述菌懸液，分別在每個被試樣液和對照樣液上滴加100yL，均勻混合，開始計時，作用20min，用無菌移液管分別將樣液(0.5mL)投入含5mLPBS的試管內，充分混勻，作適當稀釋，然後取其中23個稀釋度，分別吸取0.5mL，置於兩個培養皿，用涼至4045'C的沙氏瓊脂培養基(酵母菌)15mL作傾注，轉動平皿，使其充分均勻，瓊脂凝固後翻轉平板，35。C土2。C培養48h(細菌)，作活菌菌落計數。實驗重複1次，按下式計算抑菌率formulaseeoriginaldocumentpage14式中X,—一抑菌率，％;A—一對照樣品平均菌落數；B—一被試樣品平均菌落數。具體抑菌測試數據見表1。表1抑菌率數據tableseeoriginaldocumentpage14注抑菌率〉90%，具冇較強抑菌作用。抑菌率>50%,具有抑菌作用。抑菌率<50%，無抑菌作川。實例9:化合物的殺菌活性測試實例實驗檢測依據以及菌懸液、活菌計數均參照GB15979-2002《一次性使用衛生標準》。本實驗所用菌株，包括白色念珠菌(ATCC10231)、大腸桿菌(8099)、金黃色葡萄球菌(ATCC6538)，均由中國科學院微生物研究所提供；所用的培養基為沙氏瓊脂培養基和營養瓊脂培養基。試驗樣品濃度為質量分數0.5%;空白溶液為DMF:水=5:45。具體操作如下將試驗菌24h斜面培養物用PBS洗下，製成菌懸液(要求的濃度為用100uL滴於對5mL樣液內，回收菌數為lX1049X104cfu/mL)。取被試樣液(5mL)和對照樣液(與試樣同質材料，同等大小，但不含抗菌材料，且經滅菌處理)各4管。取上述菌懸液，分別在每個被試樣液和對照樣液上滴加100uL,均勻混合，開始計時，作用20min，用無菌移液管分別將樣液(0.5mL)投入含5mL中和劑試管內，充分混勻，10min後，然後取其中l個稀釋度，分別吸取0.5mL，置於兩個培養皿，用涼至4045'C的沙氏瓊脂培養基(酵母菌)15mL作傾注，轉動平皿，使其充分均勻，瓊脂凝固後翻轉平板，35'C士2。C培養48h(細菌)，作活菌菌落計數。實驗重複1次，按下式計算抑菌率-X2=(A-B)/AX100%式中X2—一殺菌率，％;A—一對照樣品平均菌落數；B——被試樣品平均菌落數。具體殺菌測試數據見表2。表2殺菌率數據tableseeoriginaldocumentpage15注殺菌率》90%，產品有殺菌作用。權利要求1.一種2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物，其特徵在於它的結構通式為其中X1～X4＝H；F；Cl；Br或I；R1＝-H；-CH3；-CH(CH3)2；-CH2CH(CH3)2；-CH2SH；-CH2Ph；-CH(OH)CH3；-CH2OH；-CH2CH2COOH；-CH(CH3)CH2CH3；-CH2CH2SCH3；-CH2COOH；或IaR2＝-OH；IbR2＝-OCH3；-OCH2CH3；-OC(CH3)3或-OCH2Ph；IcR2＝-NH-NH2。2.—種權利要求1的2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物的製備方法，其特徵在於以水楊醛為起始原料，先滷化，然後在鹼性條件下與L-a-胺基酸縮合得滷代水楊醛縮胺基酸類席夫鹼，經還原、酸化得到產物K，經酯化後得到K、最後肼解得到I。，合成路線為formulaseeoriginaldocumentpage3其中XtX4=H:F;CI;Br或I;formulaseeoriginaldocumentpage33.—種權利要求1的2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物的製備方法，其特徵在於先將胺基酸酯化，然後與滷代水楊醛縮合、還原得到K，最後進行肼解得到I。，合成路線為formulaseeoriginaldocumentpage3或formulaseeoriginaldocumentpage44.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，L-a-胺基酸應先與鹼形成羧酸鹽，所用鹼是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀、氨水中的一種、兩種或兩種以上的混合物，且L-a-胺基酸與鹼的摩爾比為0.25:1。5.根據權利要求2或3所述的製備方法，其特徵在於，2-羥基-滷代水楊醛與L-a-胺基酸或L-a-胺基酸酯類化合物縮合生成席夫鹼在有機溶劑中進行，所用溶劑為甲醇、乙醇、丙醇或乙二醇中的一種、兩種或兩種以上的混合物。6.根據權利要求2或3所述的製備方法，其特徵在於，2-羥基滷代水楊醛與L-a-胺基酸或L-a-胺基酸酯類化合物的用量摩爾比為0.25:1。7.根據權利要求5或6所述的製備方法，其特徵在於，2-羥基滷代水楊醛與L-a-胺基酸或L-a-胺基酸酯類化合物縮合反應，適用的溫度範圍-2(TC120'C。8.根據權利要求2或3所述的製備方法，其特徵在於，還原反應，適用的溫度範圍-10°C~40°C。9.根據權利要求2或3所述的製備方法，其特徵在於化合物I提純時，用甲醇、乙醇、丙醇、水中的一種、兩種或兩種以上的混合物作為重結晶溶劑；使用醇和水的混合溶劑時，醇與水的體積比為11:10。10.—種權利要求l所述的2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物在抑殺菌方面的活性及其作為製備殺菌劑、抗病毒劑的應用。全文摘要本發明公開了一種2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物及其製備方法和應用。本發明設計的2-羥基滷代苄基胺基酸類化合物的製備技術簡單，且由於化合物分子中含有胺基酸結構，可以增強化合物的脂溶性，促進細胞對化合物的吸收。胺基酸引入藥物分子以後，在體內通過水解，往往又釋放出胺基酸，從某種程度上可以緩解藥物對細胞的毒性。因此，該類化合物可作為殺菌劑、殺菌劑的前體化合物、生物製劑原料等使用，適用於殺菌、抗病毒、除臭和去除皮膚外表的附加物等，可用作抗菌、抗病毒藥物、殺菌消毒藥劑以及日化產品、衛生整理劑等的殺菌成分等。文檔編號A61K31/185GK101274900SQ20081000362公開日2008年10月1日申請日期2008年1月11日優先權日2007年7月10日發明者芳劉,盧俊瑞,馬霞苗申請人:天津理工大學