一种大观霉素衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种大观霉素衍生物及其制备方法和应用。针对大观霉素分子在抗结核杆菌效果较差等现有技术的不足，为提高对结核细胞的靶向性、增强药物的溶解性、缓解药物对正常细胞的毒性，本发明专利技术通过将具有良好的生物相容性与亲和性的天然氨基酸作为载体，通过大观霉素的氨基保护、羰基还原、酰胺化、脱保护的制备方法将其引入到大观霉素分子中，形成一类新型的大观霉素衍生物。实验证明，该大观霉素衍生物对结核杆菌的抗菌活性得到提高，并且抗结核作用时间得到延长。由于该类大观霉素衍生物具有较优的抗结核杆菌活性，因此其在抗结核药物中具有较好的应用前景。

Spectinomycin derivative, preparation method and application thereof

The invention discloses a spectinomycin derivative and a preparation method and application thereof. In order to improve the targeting of tuberculosis cells, enhance the solubility of drugs and alleviate the toxicity of drugs to normal cells, the present invention aims at improving the targeting of tuberculosis cells, enhancing the solubility of drugs and alleviating the toxicity of drugs to normal cells. The preparation methods of amino protection, carbonyl reduction, amidation and deprotection are introduced into the molecule of dammycin to form a new class of mycophenycin derivatives. Experiments showed that the antibacterial activity of the spectinomycin derivative to Mycobacterium tuberculosis was increased, and the time of anti tuberculosis effect was prolonged. Because this kind of spectinomycin derivative has better antituberculous activity, it has a good application prospect in anti tuberculosis drugs.

【技术实现步骤摘要】
一种大观霉素衍生物及其制备方法和应用
本专利技术属于医药领域，涉及一种大观霉素衍生物及其制备方法和应用，特别涉及一种以大观霉素为母体，在A环上羰基的新取代基的大观霉素衍生物。
技术介绍
大观霉素(spectinomycin)又称奇放线菌素或壮观菌素(actinospectacin)，是一种碱性水溶性抗生素。最初报道将它归属为氨基环醇类抗生素(aminocyclitol)，八十年代后重新划分为氨基糖苷类抗生素(aminoglycoside)。这是一族由氨基环醇为主体和氨基糖类以苷键结合而成的抗生素。所以也有学者特别指出该类抗生素严格定义应为氨基环醇-氨基糖苷类抗生素。中国药典2000年版，英国药典2000版和美国药典24版均收录了该药物。1960年，美国Abbott实验室和Upjohn公司的Mason等人第一次从大观链霉菌中提取出大观霉素。大观霉素肌注吸收快，难于肠道吸收，一般制成无菌悬浮注射剂。临床使用采用大观盐的形式。最初为硫酸盐，分子式为C14H24N2O7·H2SO4·4H2O，七十年代研制出更适合于悬浮注射的溶解度更大的盐酸盐。盐酸大观霉素为米白色晶体，分子式C14H24N2O7·2HCl·5H2O，分子量495.35。大观霉素是一种广谱抗生素，对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌均有抗菌作用。临床上它专用于治疗奈瑟氏淋球菌(Neisseriagonorrhoeae)引起的感染，对于结核杆菌具有一定抗菌作用，但对其抗菌效果较差。氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本物质。氨基酸衍生物已广泛用作为抗菌素类药物。炎症细胞对某些氨基酸的需求量比正常细胞大，尤其是结核感染的细胞。通过特殊的氨基酸饮食或输液配方，能达到改善机体营养状况，增强机体免疫功能，抑制结核细胞生长，提高对疾病的抵抗能力。氨基酸作为生命的内源物质将其引入药物分子，可促进细胞对药物的吸收，同时降低药物的毒性，为寻求高效、低毒的抗结核药物开辟途径。随着对其构效关系及作用机制的不断研究，氨基酸类抗结核药物在抗结核药物中的具有广阔的应用前景。
技术实现思路
针对大观霉素分子在抗结核杆菌效果较差等现有技术的不足，本专利技术通过将具有良好的生物相容性和亲和性的天然氨基酸作为载体，将其引入到大观霉素分子中，提高对结核细胞的靶向性、增强药物的溶解性、缓解药物对正常细胞的毒性。本专利技术的第一个目的在于提供一种大观霉素衍生物，该目的是通过如下技术方案实现的：该类衍生物，结构式如式(I)，是通过将20种天然氨基酸(AA-OH)分别引入到大观霉素分子的A环羰基上。所述大观霉素衍生物，结构通式如式(I)：所述大观霉素分子结构式如式(II)：所述20种天然氨基酸结构式如下，结构通式为AA-OH：上述一类A环羰基连接新的取代基的大观霉素衍生物，其具体结构式如下：本专利技术的第二个目的在于提供一种大观霉素衍生物的制备方法，该目的是通过如下技术方案实现的：一种大观霉素衍生物的制备方法，包括如下步骤：(1)大观霉素的氨基保护；(2)步骤(1)氨基保护产物的羰基还原；(3)酰胺化：在有机溶剂中，加入步骤(2)羰基还原产物和氨基保护的天然氨基酸，所述步骤(2)产物和氨基保护的天然氨基酸的摩尔比为1:1～2，在缩合剂的催化下，反应1～48小时，得到产物，化合物24～43；(4)酰胺化产物脱保护得到大观霉素衍生物。进一步地，所述步骤(1)，在10～20℃条件下，将大观霉素盐酸盐溶解于水中，反应体系pH为2～4，加入碱，将CbzCl加入有机溶液中搅拌均匀，随后加入反应体系，在25～50℃条件下反应1～48h，所述大观霉素盐酸盐化合物与CbzCl的摩尔比为1:1～3，通过酸调节pH至6.5～7.5，经处理步骤获得氨基保护产物化合物22。所述步骤(2)，在有机溶剂中，加入步骤(1)所述的氨基保护产物与硝酸铵，所述氨基保护产物与硝酸铵的摩尔比为1:10～15，在酸催化下，室温搅拌反应至澄清，将硼试剂分批加入反应体系中，所述氨基保护产物与硼试剂的摩尔比为1:0.5～1.5，20～40℃下，搅拌反应1～2h，经处理步骤得到羰基还原产物化合物21。所述步骤(4)，在酸性有机溶液中，加入步骤(3)所述酰胺化产物，在10～50℃下水解反应1～48h，经处理步骤得到，得到大观霉素衍生物。进一步地，所述缩合剂为o-(7-氮苯并三氮唑)-N,N,N,N-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)、苯并三唑-1-四甲基六氟磷酸酯(HBTU)、N-N’-二异丙基碳二亚胺(DIC)中的任意一种。进一步地，所述碱为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、吡啶、二乙胺、三乙胺或N，N-二甲基苯胺中的任意一种。进一步地，所述酸为有机酸或无机酸；所述有机酸为甲酸、乙酸、草酸、酒石酸、乳酸、枸橼酸或苯甲酸中任意一种；所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的任意一种。进一步地，所述酸的浓度范围1～6mol/L。进一步地，所述硼试剂为硼氢化钠、硼氢化锂、硼氢化锌、9-硼-双环[3.3.1]壬烷二聚体、硼烷-吡啶、硼烷-甲基吡啶、硼烷-甲硫醚或硼烷-四氢呋喃中的任意一种或多种。进一步地，所述处理步骤为重结晶方法进行分离或用柱层析分离法。本专利技术所述的有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、叔丁醇、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、四氯化碳、乙酸乙酯、乙醚、四氢呋喃、1，4-二氧六烷、苯、甲苯、丙酮、乙氰、二甲亚砜、或N，N-二甲基甲酰胺。本专利技术的第三个目的在于提供一种大观霉素衍生物在抗结核药物中的应用。对结核菌H37Rv活性考察以及抗生素后效益结果表明：天然氨基酸的引入，使得大观霉素衍生物对结核杆菌的抗菌活性得到提高，并且抗结核作用时间得到延长。本专利技术的增益效果如下：1、本专利技术提供了一种新型大观霉素衍生物。2、本专利技术大观霉素衍生物合成反应方法简单、反应条件温和、容易操作，试剂绿色环保，适宜工业生产。3、本专利技术大观霉素衍生物经药效学试验证实：具有与大观霉素酰胺衍生物相似的抗结核作用，大观霉素衍生物具有比大观霉素酰胺衍生物更低的毒性和更显著的药效作用。4、大观霉素衍生物可应用于制备抗结核的药物。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1步骤(1)大观霉素的氨基保护；1mol大观霉素盐酸盐加入400mL水中，将体系温度降至10℃后，反应体系pH为2～4，加入碳酸氢钠搅拌溶解。将1molCbzCl加入250mL丙酮中搅拌均匀后，加入反应体系，在小于20℃下反应0.5，升至25℃后继续反应0.5h。使用1mol/L硫酸调节体系pH至6.5。将350mL乙酸乙酯加入体系，静置分层。水相再用150mL乙酸乙酯萃取，合并有机相，将有机溶剂蒸干，柱层析纯化，使用油泵干燥16小时，得到化合物22，收率82.65％。lH-NMR(DMSO-d6)δ7.32(m,10H),5.10(m,4H),4.69(8,2H),4.61(m,1H),4.49(m,1H),4.37(m,1H),4.16(m,1H),4.00(m,1H),3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大观霉素衍生物，其特征在于，将任意一种天然氨基酸(AA‑OH)引入到大观霉素分子的A环羰基上，其结构通式为式I，

【技术特征摘要】
1.一种大观霉素衍生物，其特征在于，将任意一种天然氨基酸(AA-OH)引入到大观霉素分子的A环羰基上，其结构通式为式I，2.如权利要求1所述的大观霉素衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)大观霉素的氨基保护；(2)步骤(1)氨基保护产物的羰基还原；(3)酰胺化：在有机溶剂中，加入步骤(2)所述羰基还原产物和氨基保护的天然氨基酸，所述步骤(2)产物和氨基保护的天然氨基酸的摩尔比为1:1～2，在缩合剂的催化下，反应1～48小时，得到酰胺化产物；(4)酰胺化产物脱保护得到大观霉素衍生物产物。3.如权利要求2所述的大观霉素衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)，在10～20℃条件下，将大观霉素盐酸盐溶解于水中，反应体系pH为2～4，加入碱，将CbzCl加入有机溶液中搅拌均匀，随后加入反应体系，在25～50℃条件下反应1～48h，所述大观霉素盐酸盐化合物与CbzCl的摩尔比为1:1～3，通过酸调节pH至6.5～7.5，经处理步骤获得氨基保护产物；所述步骤(2)，在有机溶剂中，加入步骤(1)所述的氨基保护产物与硝酸铵，所述氨基保护产物与硝酸铵的摩尔比为1:10～15，在酸催化下，室温搅拌反应至澄清，将硼试剂分批加入反应体系中，所述氨基保护产物与硼试剂的摩尔比为1:0.5～1.5，20～40℃下，搅拌反应1～2h，经处理步骤得到羰基还原产物；所述步骤(4)，在酸性有机溶液中，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜乐，赵经纬，贾爱琼，汪令，李波，李直，马晓黎，
申请(专利权)人：中国医药集团总公司四川抗菌素工业研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51