苯并呋喃类化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种苯并呋喃类化合物及其制备方法，具体为一种2, 3-二取代苯并 呋喃类化合物及其制备方法和应用。属于医药化工技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，我国抗生素严重滥用的现象日趋严重。由此引发的抗生素多重耐药菌的 发展速度也越来越快。特别是耐甲氧西林金葡菌（methicilin-resistntstaphylococcus aureus，MRSA)，自从发现到全球蔓延仅仅十年时间，就已经成为引发医院交叉感染的主要 致病菌。对目前大部分抗生素存在耐药性，甚至包括被认为治疗金葡菌效果最好的万古霉 素。为了应对细菌的不断变异和进化，人们不得不积极寻找新的抗菌靶点和相应抑制剂，研 制出高效、安全、稳定的新型抗菌药物，解决细菌耐药性难题，从而，在细菌进化和新药研发 的克争中取得胜利。
[0003] 传统抗菌药物大都以杀死细菌为目标，这也是导致细菌产生耐药性的主要因素。 而细菌感染并产生致病性的一个先决条件是与宿主细胞的粘附。因此，分选酶（Sortase) 很快便成为各国学者研究抗菌药物的新靶点。SortaseA存在于几乎所有革兰氏阳性菌和 部分革兰氏阴性菌中，其兼有蛋白酶和转肽酶的功能，在介导细菌表面蛋白和菌毛锚定到 细胞壁起到关键作用。当细菌的SortaseA基因被敲出后，表达并锚定到细胞壁的表面蛋 白显著减少，其致病性也大幅度降低，甚至没有感染性。因此，以SortaseA酶为靶标研究 抗感染药物将是一个很有前景的方向。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足提供一类新型的苯并呋喃类化合物的制备方法和应 用。本发明的2,3_二取代苯并呋喃类化合物，是根据蛋白酶SortaseA的底物五肽片段 (LPXTG)结构特点设计的，以苯并呋喃环结构作为模拟连接底物片段尾端亮氨酸（L)的脂 肪疏水链和苏氨酸（T)极性头部为芳环中心；通过初步抑制蛋白酶SortaseA试验确认本 发明所制备的新型化合物有良好的SortaseA蛋白酶抑制活性，可以用于制备治疗和预防 金黄色葡萄球菌感染的药物。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种苯并呋喃类化合物，其结构如通式（1-1)或通式
[0007] 其中，&、R3、R4为氢、C1-C5直链或支链烷基、羟基、醛基、乙酰基、羧基、氰基、氨基、 硝基、氟、氯、溴、酰胺基、酯基、烷氧基、芳香基、杂芳香基中的任意一种；
[0008] R2为氢、C1-C5直链或支链烷基、羟基、芳香基、杂芳香基任意一种；
[0009] m、η均为0-5的整数。
[0010] 优选地，所述可相等、可不等、也可同时为0。
[0011] 作为优选方案，所述
[0012] &为氢、甲基、羟基、醛基、乙酰基、氰基、氨基、硝基、氟、氯、溴、酰胺基、酯基等中 的任意一种；
[0013] R2为氢、C1-C5直链或支链烷基、羟基；
[0014] R3为氢、甲基、羟基、醛基、乙酰基、氰基、氨基、硝基、氟、氯、溴、酰胺基、酯基等中 的任意一种；
[0015] R4为氢、甲基、羟基、醛基、乙酰基、氰基、氨基、硝基、氟、氯、溴、酰胺基、酯基等中 的任意一种。
[0016] 作为优选方案，所述通式（1-1)包含如下化合物：
[0018] 所述通式（1-2)包含如下化合物：
[0020] 第二方面，本发明提供了一种如通式（1-1)所述示化合物的制备方法，该方法包 括如下步骤：
[0021] 将式II所示的
与取代苯甲酸类似物和碳酸钾，在室温 下进行反应，得到式（1-1)所述示化合物。
[0022] 作为优选方案，所述苯甲酸类似物选自如下化合物中的任意一种：
[0023]
[0024] 第三方面，本发明提供了一种如通式（1-2)所述示化合物的制备方法，该方法包 括如下步骤：
[0025] 将将式II所示的
：与取代苯酚类似物和碳酸钾，在50~ 60°C下进行反应，得到式（1-2)所述示化合物。
[0026] 作为优选方案，所述取代苯酚类似物选自如下化合物中的任意一种：
[0027]
[0028] 第四方面，本发明还提供了一种如式（II)所示化合物的制备方法，包括如下步 骤：
[0029] 将取代对甲基苄氯与三苯基磷在85~90°C下进行回流，得到式（XII)所示的化合
[0030] 将式（XII)所示的化合物与取代2-羟基苯甲醛在85~90°C下进行回流，得到式
[0031] 将式（XI)所示的化合物与单质碘在室温下进行反应，得到式（X)所示的化合物
[0032] 将式（X)所示的化合物与三氯氧磷和N.N-二甲基甲酰胺，在85~90°C下进行回 流反应，得到式（IX)所示的化合物
[0033] 将式（IX)所示的化合物与亚氯酸钠在室温下进行反应，得到式VIII所示的化合
[0034] 将式（VIII)所示化合物与甲醇进行酯化反应，得到式（VII)所示的化合物
[0035] 将式（VII)所示的化合物与N-溴代丁二酰亚胺在80~85°C下进行回流反应，得 到式（VI)所示的化合物
[0036] 将式（VI)所示的化合物与醋酸钠进行反应，得到式（V)所示的化合物
[0037] 将式（V)所示的化合物在碱性条件下进行醇解，得到式（IV)所示的化合物
[0038] 将式（IV)所示的化合物与异丁胺进行反应，得到式III所示的化合物
[0039] 将式（III)所示的化合物与甲磺酰氯在室温下进行反应，得到式II所示的化合物
[0040] 第五方面，本发明还提供了一种如前述的苯并呋喃类化合物在抗微生物感染方面 的用途。
[0041] 前述的用途，是通过抑制金黄色葡萄球菌分选酶A来控制感染的。
[0042] 本课题组通过研究SortaseA结构及其与底物LPXTG催化机制，模拟底物LPXTG 的结构特点，设计了一系列苯并呋喃类化合物，并通过蛋白活性测试，建立构效关系，进一 步指导设计出更为有效的酶抑制剂。
[0043] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0044] 1、本发明以金黄色葡萄球菌蛋白酶SortaseA的底物多肽片段-LPXTG-为结构模 拟对象，以苯并呋喃结构作为模拟底物脯氨酸，其上连接的酰胺基疏水片段模拟底物亮氨 酸残基，设计新型的蛋白酶SortaseA抑制剂；
[0045] 2、并以苯并呋喃为中心，建立和优化化合物的制备方法，并对制备的新型苯并呋 喃类化合物进行金黄色葡萄球菌蛋白酶SortaseA活性筛选实验，进一步确认苯并咲喃类 新化合物对于SortaseA的抑制作用机理，期望为抗革兰氏阳性菌药物分子提供新的候选 化合物。
【具体实施方式】
[0046] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0047] 实施例1
[0048] 三苯基-(4-甲基苄基）氯化膦的合成
[0049] 将4-甲基氯化苄（50g，356mmol)和三苯基膦（93. 3g，356mmol)溶解在200mL的 乙腈中，加热回流6小时，有白色固体生成，冷却至室温，过滤，残渣用30mL乙醚洗3次，收 集残渣，真空干燥后得到白色粉末三苯基-(4-甲基苄基）氯化膦（102g，yield:70%)。1H NMR(400MHz，DMS0-d6)，8. 00 (d，J= 7. 04Hz，1H)，7. 89-7. 97 (m，J= 8. 22Hz，2H)，7. 65 (d，J =7. 83Hz，1H)，7. 41-7. 49(m，J= 8. 22Hz，2H)，7. 36(quin，J= 6. 85Hz，2H)，4. 56(s，2H)。
[0050] 实施例2
[0051] E-2-(4-甲基苯乙烯基）苯酚的合成
[0052] 将三苯基-(4-甲基苄基）氯化膦（100g，248. 2mmol)和2-羟基苯甲醛溶解在 350mL乙腈中，室温搅拌并缓慢滴加DBU(91.3mL，595. 7mmol)，滴加完毕后，加热搅拌回流 12h反应完毕，冷却至室温，浓缩反应液，稀盐酸中和至中性，加200mL水并用乙酸乙酯萃 取3次，合并有机相，200mL饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩有机层，经硅胶色谱 柱分离纯化的白色固体粉末E-2-(4-甲基苯乙烯基）苯酸（31. 8g，yield= 61 % )。4 NMR(400MHz，DMS0-d6)9.67(s，lH)，7.52(d，J= 7.43Hz，lH)，7.40(d，J= 7·83Ηζ，2Η)， 7. 32 (d，J= 16. 82Hz，1H)，7. 09-7. 17 (m，3H)，7. 01-7. 08 (m，1H)，6. 83 (d，J= 7. 83Hz，1H)， 6. 77 (t，J= 7. 43Hz，1H)，2. 27 (s，3H)。
[0053] 实施例3
[0054] 2-(4-甲基苯基）苯并咲喃的合成
[0055] 将E-2-(4-甲基苯乙烯基）苯酚和无水K2C03(21. 2g，154. 2mmol)溶解在150mL 的四氢咲喃中，室温搅拌1小时后一次性加入单质碘粉（39. 4g，154. 2mmol)，薄层板检测反 应，lh反应完全，向反应液中滴加硫代硫酸钠饱和水溶液除去未反应的碘，用乙酸乙酯萃取 3次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩有机层，经硅胶色谱柱分离纯化 得到白色粉末化合物2-(4-甲基苯基）苯并呋喃（5. 03g，yield= 94% )。1HNMR(400MHz， DMS0-d6) 7· 78 (d，J= 8. 22Hz，2H)，7· 57 (d，J= 8. 61Hz，1H)，7· 60 (d，J= 7. 43Hz，1H)， 7. 32(s，1H)，7. 28(d，J= 8. 22Hz，2H)，7. 24(dd，J= 1. 17,6. 26Hz，1H)，7. 19-7. 22(m，1H)， 2. 32(s，3H) 〇
[0056] 实施例4
[0057] 2-(4-甲基苯基）苯并呋喃-3-醛的合成
[0058] 在冰浴条件下，向DMF(11.8mL，153.6mm〇l)的1，2_二氯乙烷溶液中缓慢滴加 P°CCl3(23. 5g，153. 6mmol)，室温搅拌1小时后，加入2-(4-甲基苯基）苯并呋喃（4g， 19. 2mmol)，反应18小时，TLC板监测反应完全，停止反应，冷却至室温，将反应液缓慢倒 入冰水中搅拌2h，二氯甲烷萃取3次，合并有机相依次用水、饱和碳酸氢钠和饱和食盐水 洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩有机层，经硅胶色谱柱分离纯化得2-(4-甲基苯基）苯并呋 喃-3-醛（3. 5g，yield= 78 % )。4NMR(400MHz，DMS0-d6) 10. 23(s，1H)，8· 10-8. 14(m， 1H)，7· 87(d，J= 8· 22Hz，2H)，7· 71(d，J= 7. 43Hz，1H)，7· 36-7. 46(m，4H)，2· 39(s，3H)。
[0059] 实施例5
[0060] 2-(4-甲基苯基）苯并呋喃-3-甲酸的合成
[0061] 冰浴条件下，向2-(4-甲基苯基）苯并咲喃-3-醛（3. 5g，14. 8mmol)的丙酮溶液 中依次缓慢加入亚氯酸钠（3. 3g)和氨基磺酸（2. 86g)不断搅拌，室温反应4h，反应完全， 大量黄色固体生成，过滤，真空干燥即得2-(4-甲基苯基）苯并呋喃-3-甲酸（3. 0g，yield =86 % )。虫NMR(400MHz，DMS0-d6)，7· 95-8. 02 (m，1H)，7· 88 (d，J= 8. 22Hz，2H)，7· 64 (d， J= 7. 04Hz，1H)，7. 28-7. 41 (m，4H)，2. 36 (s，3