本發(fā)明涉及一類硫脲類化合物及其制備方法以及這類化合物在抗菌方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，抗生素的研究發(fā)展迅速，在抗真菌、抗細(xì)菌、抗腫瘤和抗感染等應(yīng)用中都起到了積極的作用。隨著抗生素在臨床上的廣泛應(yīng)用，以及抗生素濫用等問題的出現(xiàn)，微生物耐藥性逐年加重。同時(shí)，一些非致病菌也成為條件致病菌，在臨床上造成新的威脅，因此迫切需要篩選新結(jié)構(gòu)和具有新抗菌機(jī)制的新類型抗生素。
噻唑類化合物可與生物體內(nèi)多種酶和受體等靶點(diǎn)結(jié)合從而表現(xiàn)出多種生物活性，幾乎涵蓋了整個(gè)藥物應(yīng)用領(lǐng)域。已有大量噻唑類藥物如噻菌靈、噻蟲嗪、噻唑禾草靈、頭孢地尼、頭孢唑肟鈉等用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及醫(yī)藥領(lǐng)域。但同時(shí)，噻唑類抗菌藥物的廣泛使用，導(dǎo)致病原體耐藥性的頻發(fā)，迫切需要開發(fā)新結(jié)構(gòu)噻唑類化合物。
異硫氰酸酯及其衍生物化學(xué)性質(zhì)活潑，能參與多種有機(jī)反應(yīng)，是一類重要的有機(jī)合成中間體，可參與合成含氧、氮的化合物（尤其是雜環(huán)化合物），被廣泛用于染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥等有機(jī)化合物的制備。硫脲類化合物是異硫氰酸酯重要的衍生物之一，具有廣泛的抗菌活性，比如被廣泛使用的硫脲類農(nóng)藥托布津(thiophanate)和甲基托布津(methyl-thiophanate)，可有效地防治多種作物病害，而且對(duì)哺乳動(dòng)物安全，是一類優(yōu)良的殺菌劑。另外，還有一些天然硫脲類化合物(如4-鄰硝基苯基-3-硫代脲酸乙酯)，具有強(qiáng)烈抑制根癌農(nóng)桿菌生長(zhǎng)及其vir毒性區(qū)基因表達(dá)的作用。另外，硫脲類化合物還表現(xiàn)出耐高溫、穩(wěn)定性和安全性好的特點(diǎn)，在新型抗菌劑的開發(fā)上具有一定的優(yōu)勢(shì)。
異喹啉類衍生物同噻唑類化合物一樣，一直以來(lái)都是藥物研究的重要對(duì)象，在具有生物活性的天然產(chǎn)物、合成藥物中廣泛存在，生物體內(nèi)也存在可與之結(jié)合的多樣靶點(diǎn)。因此，本發(fā)明將噻唑與異喹啉結(jié)合，合成新類型具抗菌活性的硫脲類化合物，不僅在有效藥物的設(shè)計(jì)上具有重要指導(dǎo)意義，對(duì)于設(shè)計(jì)合成新類型抗菌藥物也具有先導(dǎo)價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的旨在提供一類硫脲類化合物。該類化合物相比傳統(tǒng)已知的抗菌藥物，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合成方法簡(jiǎn)易，抗菌能力強(qiáng)。
本發(fā)明的另一目的旨在提供一類硫脲類化合物的制備方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供一類硫脲類化合物在抗菌方面的應(yīng)用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：
(1)利用優(yōu)選的合成方案，將5-異硫氰酸甲烷基異喹啉與不同芳環(huán)取代基的噻唑類化合物反應(yīng)得到產(chǎn)物，相比較利用噻唑取代的異硫氰酸酯與5-甲氨基異喹啉反應(yīng)而言，可以較高收率得到產(chǎn)物。
(2)本發(fā)明將該硫脲類化合物應(yīng)用于抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)方面的研究，發(fā)現(xiàn)這類化合物具有很好的抗菌活性，比氨芐青霉素的抗菌活性高，可作為抗菌藥物活性研究領(lǐng)域很好的先導(dǎo)化合物。
]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
(一)一類硫脲類化合物，其結(jié)構(gòu)式如(ⅰ)所示：
（i）式中，r為h，或?yàn)閙e，或?yàn)閒，或?yàn)閏l，或?yàn)閎r，或?yàn)閛me，或?yàn)閚o2。
r’為h，或?yàn)閒，或?yàn)閏l，或?yàn)閎r，或?yàn)閛me。
（二）一類硫脲類化合物的制備方法：
將異硫氰酸酯溶于無(wú)水二氯甲烷或無(wú)水四氫呋喃后，加入不同取代基的等當(dāng)量噻唑化合物，室溫條件下攪拌2-4h，tlc檢測(cè)反應(yīng)完全，加入適量的乙酸乙酯稀釋，依次用5%稀鹽酸、飽和碳酸鈉、水洗2-3次，有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥后，減壓蒸餾除去溶劑，所得產(chǎn)品再用硅膠柱層析分離純化，得到最終產(chǎn)品。
其反應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)式表示如下：
實(shí)施例：
1、1-（苯并[d]噻唑-2-基）-3-（異喹啉-5-基甲基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入苯并噻唑-2-胺（0.83g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.4g，產(chǎn)率81%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.24(d,j=1.4hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),7.88–7.81(m,2h),7.72(dd,j=7.5,1.5hz,1h),7.66(dd,j=7.5,1.6hz,1h),7.59–7.50(m,2h),7.19(td,j=7.5,1.5hz,1h),7.08(s,1h),6.99(td,j=7.5,1.6hz,1h),4.55(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.5,158.9,153.0,151.0,145.9,131.5,131.1,130.9,129.5,128.8,127.3,125.8,124.1,122.2,121.0,119.8,119.2445.9.hrms(fab+)：calcd.forc18h14n4s2na373.0558，found373.0539.
2、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-甲基苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入6-甲基苯并[d]噻唑-2-胺（0.95g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.58g，產(chǎn)率87%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.25(d,j=1.4hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),7.85(ddd,j=7.5,4.7,3.0hz,2h),7.81–7.75(m,2h),7.59–7.49(m,2h),7.31(dd,j=7.5,1.4hz,1h),7.08(s,1h),4.55(s,2h),2.45(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.4,158.9,153.0,149.4,145.9,133.8,131.5,131.1,130.3,129.5,128.8,127.4,127.31,124.1,120.9,119.2,118.9,45.9,21.7.hrms(fab+)：calcd.forc19h16n4s2na387.0714，found387.0709.
3、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-甲氧基苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入6-甲氧基苯并[d]噻唑-2-胺（0.99g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.85g，產(chǎn)率85%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.24(d,j=1.4hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),7.88–7.79(m,2h),7.68(d,j=7.5hz,1h),7.61(d,j=1.6hz,1h),7.59–7.50(m,2h),7.09(s,1h),7.00(dd,j=7.5,1.5hz,1h),4.55(s,2h),3.81(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.5,158.9,154.7,153.2,149.2,145.9,132.9,131.7,131.1,129.5,128.8,127.3,124.1,119.2,118.6,113.3,106.5,55.6,45.9.hrms(fab+)：calcd.forc19h16n4s2ona403.0663，found403.0660.
4、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-氟苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入6-氟苯并[d]噻唑-2-胺（0.92g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.47g，產(chǎn)率80%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.25(d,j=1.4hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),7.91(dd,j=7.9,1.5hz,1h),7.90–7.82(m,2h),7.65(dd,j=7.5,4.9hz,1h),7.61–7.52(m,2h),7.29(td,j=7.7,1.5hz,1h),7.04(s,1h),4.55(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.4,160.0,158.9,158.3,153.0,149.7,149.6,145.9,133.4,133.0,131.5,131.1,129.5,128.8,127.3,124.6,121.7,121.7,119.4,114.4,114.2,107.9,107.7,45.8.hrms(fab+)：calcd.forc18h13n4s2fna391.0463，found391.0457.
5、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-氟苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入6-氯苯并[d]噻唑-2-胺（1.01g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.57g，產(chǎn)率82%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.25(d,j=1.3hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),8.08(d,j=1.5hz,1h),7.90–7.82(m,2h),7.62–7.51(m,4h),7.03(s,1h),4.55(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.5,158.9,153.0,151.6,145.9,132.6,131.5,131.1,129.5,128.8,127.3,125.3,124.6,124.1,120.2,119.2,118.4,45.9.hrms(fab+)：calcd.forc18h13n4s2clna407.0168，found407.0161.
6、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-溴苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入6-溴苯并[d]噻唑-2-胺（1.28g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.92g，產(chǎn)率90%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.24(d,j=1.4hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),8.03(d,j=1.5hz,1h),7.88–7.78(m,2h),7.59–7.49(m,2h),7.49(d,j=7.5hz,1h),7.32(dd,j=7.4,1.6hz,1h),7.10(s,1h),4.55(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.5,158.9,153.0,152.8,145.9,132.2,131.5,131.1,129.5,128.8,128.1,127.1,124.6,123.0,119.2,118.8,112.0,45.9.hrms(fab+)：calcd.forc18h13n4s2brna450.9663，found450.9661.
7、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-硝基苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入6-硝基苯并[d]噻唑-2-胺（1.07g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.81g，產(chǎn)率92%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.24(d,j=1.3hz,1h),8.80(d,j=1.5hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),8.30(dd,j=7.4,1.6hz,1h),7.93(d,j=7.5hz,1h),7.89–7.78(m,2h),7.59–7.50(m,2h),7.11(s,1h),4.55(s,2h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.4,158.9,154.5,153.2,145.9,142.5,131.7,131.3,131.7,129.0,128.0,127.1,124.6,120.9,119.4,119.8,115.5,45.3.hrms(fab+)：calcd.forc18h13n5o2s2na418.0408，found418.0401.
8、1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（5-氟-6-甲氧基苯并[d]噻唑-2-基）硫脲，其結(jié)構(gòu)式為：
制備方法：將5-甲基異硫氰酸酯取代的異喹啉（1g，4.99mmol）溶于無(wú)水二氯甲烷（20ml）中，加入5-氟-6-甲氧基苯并[d]噻唑-2-胺（0.99g，5.49mmol）和二異丙基乙胺（0.6ml），室溫下攪拌3h。tlc檢測(cè)反應(yīng)結(jié)束后，加入乙酸乙酯稀釋，用5%稀鹽酸洗2次，飽和碳酸鈉洗2次，水洗2次，飽和食鹽水洗1次。有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥，減壓濃縮后硅膠柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物1.63g，產(chǎn)率82%。1hnmr(500mhz,cdcl3)：δ9.25(d,j=1.7hz,1h),8.59(d,j=7.5hz,1h),7.89–7.81(m,2h),7.59–7.48(m,3h),7.08(s,1h),6.96(d,j=7.9hz,1h),4.55(s,2h),3.95(s,3h).13cnmr(125mhz,cdcl3)：δ182.5,159.0,153.0,151.1,149.1,146.7,146.6,145.9,142.9,142.7,131.5,131.1,129.5,128.8,127.8,127.7,127.3,124.1,119.2,108.5,108.5,104.8,104.7,56.7,56.7,45.9.hrms(fab+)：calcd.forc19h15fn4os2na421.0569，found421.0562.
（三）在抗菌方面的應(yīng)用
本發(fā)明采用國(guó)際上通用的美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(nccls)推薦的抗微生物藥物敏感性試驗(yàn)操作方法和判斷標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定該類硫脲類化合物抗菌活性。
1.抑菌圈的鑒定
根據(jù)抑菌圈的有無(wú)及大小判斷該硫脲類化合物是否具有抗菌活性。每次實(shí)驗(yàn)設(shè)4組平行培養(yǎng)皿，實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)3次。該類硫脲類化合物的抗菌方面的應(yīng)用結(jié)果如表1所示：
表1：
從表1可以看出，該類硫脲類化合物具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的活性，尤其對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌，比如金黃色葡萄球菌，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌活性。在濃度為8.25μg/ml時(shí)，6-溴、6-硝基及二取代的該系列硫脲化合物對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌圈均大于2mm，比已知的抗菌藥物氨芐青霉素抑菌效果好，說(shuō)明該類硫脲類化合物可以作為一種新型的抗菌藥物而加以研究。
2.最小抑菌濃度的鑒定
根據(jù)細(xì)菌渾濁度判斷化合物是否具有抗菌活性，以陽(yáng)性對(duì)照藥物作為參照，選取培養(yǎng)液完全清澈的孔濃度作為最小抑菌濃度，即mic。每次實(shí)驗(yàn)設(shè)4組平行孔，實(shí)驗(yàn)至少重復(fù)3次。該類硫脲類化合物最低抑菌濃度結(jié)果如表2所示：表2：
從表2中可以看出，當(dāng)選擇金黃色葡萄球菌（cmcc26003）作為本發(fā)明的研究對(duì)象時(shí)，卡那霉素對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度mic＝15.5μg/ml，氨芐青霉素對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度mic＝16.25μg/ml，而本發(fā)明的1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-溴苯并[d]噻唑-2-基）硫脲和1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（5-氟-6-甲氧基苯并[d]噻唑-2-基）硫脲的最小抑菌濃度均達(dá)到了mic＝8.25μg/ml，這比卡那霉素及和氨芐青霉素的抗菌效果要高出兩倍左右，說(shuō)明這類硫脲化合物具有較好的抗菌效果，為新型的抗菌效果優(yōu)異的抗生素的開發(fā)合成提供可行的先導(dǎo)設(shè)計(jì)。該硫脲類化合物對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌抑菌效果較差，但1-（異喹啉-5-基甲基）-3-（6-硝基苯并[d]噻唑-2-基）硫脲對(duì)大腸埃希氏菌（cmcc44108）達(dá)到中等程度的抑菌效果，為下一步該類硫脲化合物的設(shè)計(jì)提供了方向。