一类吡喃酮化合物及其抗铜绿假单胞菌生物膜的应用制造技术

本发明专利技术涉及一类新型吡喃酮化合物及其抗铜绿假单胞菌生物膜的应用，所涉及的化合物结构式如式Ⅰ所示。所涉及的应用为本发明专利技术化合物用于制备抗铜绿假单胞菌生物膜药物的应用及本发明专利技术化合物用于制备抗铜绿假单胞菌感染药物的应用。

A Kind of Pyranone Compounds and Their Application in Anti-Pseudomonas aeruginosa Biofilm

【技术实现步骤摘要】
一类吡喃酮化合物及其抗铜绿假单胞菌生物膜的应用
本专利技术涉及吡喃酮类化合物及其抗铜绿假单胞菌生物膜应用。
技术介绍
铜绿假单胞菌在人体皮肤、消化道和呼吸道等广泛分布，当机体抵抗力下降时可引发感染，是医院感染常见病原体，尤其在人工植入装置和导尿管等表面可形成生物膜，可保护细菌免遭机体免疫细胞的攻击，从而是临床铜绿假单胞菌难以彻底清除和细菌耐药的重要原因。此外，由于铜绿假单胞菌属于革兰阴性细菌，和葡萄球菌等临床常见革兰阳性菌的生物膜形成机制差异较大，对革兰阳性菌的生物膜有抑制作用的药物未必对铜绿假单胞菌生物膜形成有影响。因此，特异性抑制铜绿假单胞菌生物膜的药物将使细菌失去保护机制，从而暴露于机体免疫系统或增加临床抗菌药物的灭菌作用。然而截止目前，能有效抑制铜绿假单胞菌生物膜形成的药物尚未见报道。
技术实现思路
吡喃酮是一类重要的含氧杂环化合物，根据环中双键和羰基的位置不同，吡喃酮有α-吡喃酮和γ-吡喃酮两个异构体。吡喃酮化合物在自然界广泛分布，生物学活性丰富，在医药行业常用作抗菌药物、抗肿瘤药物和抗过敏药物的中间体，具有较好的临床应用前景。但吡喃酮结构多样，甚至相似化学结构的吡喃酮化合物由于其取代基及其取代位点的不同，活性差异较大。专利技术人人工合成了新型吡喃酮化学物，并在研究中意外发现所得化合物对铜绿假单胞菌生物膜的形成具有抑制作用，即具有抗铜绿假单胞菌生物膜的活性。基于此，本专利技术的目的之一在于提供一类新型化学结构的吡喃酮化合物。所提供化合物结构式如式Ⅰ所示：其中：R＝2,4-2NO2,2,6-2Cl,3,5-2CF3Ⅰ。本专利技术的另一目的在于提供上述化合物用于制备抗铜绿假单胞菌生物膜制剂的应用。同时，细菌生物膜(铜绿假单胞菌生物膜)是粘附在物体表面上由细菌(铜绿假单胞菌)自发形成的具有结构性的聚合物基质。生物膜可保护细菌(铜绿假单胞菌)不受抗菌药物的作用，并能降低机体免疫系统的吞噬和攻击，使细菌耐药性明显提高，给临床治疗带来极大困难。美国疾病控制与预防中心的研究表明，65％-80％的人类细菌感染与生物膜相关，50％的院内感染与医疗器械装置上的生物膜相关。因此，基于上述研究发现，本专利技术还提供了上述化合物作用于制备预防和治疗铜绿假单胞菌感染药物的应用。附图说明图1为本专利技术的化合物1的核磁共振图谱；图2为本专利技术的化合物2的核磁共振图谱；图3为本专利技术的化合物3的核磁共振图谱；图4为本专利技术的化合物4的核磁共振图谱；图5为化合物体外对铜绿假单胞菌生物膜形成的抑制作用；图6为化合物3体内对铜绿假单胞菌导尿管生物膜形成的抑制作用；图7为化合物3对生物膜感染实验动物膀胱铜绿假单胞菌的抑制作用；图8为化合物3对生物膜感染实验动物肾脏铜绿假单胞菌的抑制作用。具体实施方式本专利技术合成了一类新型吡喃类化合物，并针对临床容易形成生物膜的铜绿假单胞菌，评价化合物抑制铜绿假单胞菌生物膜形成的活性。本专利技术化合物的合成路线及方法为：A：将适量的1,3-环己二酮，丙二腈和不同取代基的芳香醛按照1:1:1摩尔混合后加热至溶解；B：加入催化量的4-二甲氨基吡啶,加热回流3-4小时；C：冷却后固体析出，抽滤，固体再用无水乙醇重结晶，最终得纯品。实施例：该实施例合成通式如式Ⅱ所示的化合物：其中：R＝2,4-2NO2，2,6-2Cl，3,5-2CF3，2,4-2Cl。合成方法为：A：在250mL三口烧瓶中将适量的1,3-环己二酮，丙二腈和不同取代基的芳香醛按照1:1:1摩尔混合后加热至溶解；B：加入催化量的4-二甲氨基吡啶,加热回流3-4小时；C：冷却后固体析出，抽滤，固体再用无水乙醇重结晶，最终得纯品。结构鉴定：利用核磁共振波谱(NMR)对上述合成的系列新型吡喃类化合物进行分子量、结构和纯度等鉴定，核磁共振波谱化学结构鉴定结果见图1-4。化合物1：2-Amino-4-(2,4-dinitrophenyl)-3-cyano-5-oxo-4H,5H-pyrano[3,2c]chromene:1HNMR(DMSO-d6,δ,ppm):8.695-8.701(d,1H),8.396-8.423(q,1H),7.903-7.946(q,2H),7.729-7.772(m,3H),7.476-7.556(m,2H),5.310(s,1H).化合物2：2-Amino-4-(2,6-dichlorophenyl)-3-cyano-5-oxo-4H,5H-pyrano[3,2c]chromene:1HNMR(DMSO-d6,δ,ppm):7.879-7.902(q,1H),7.713-7.756(m,1H),7.475-7.547(m,5H),7.307-7.398(m,2H),5.536(s,1H).化合物3：2-Amino-4-(3,5-ditrifluoromethylphenyl)-3-cyano-5-oxo-4H,5H-pyrano[3,2c]chromene:1HNMR(DMSO-d6,δ,ppm):8.075(s,2H),8.017(s,1H),7.902-7.925(q,1H),7.717-7.760(m,1H),7.577(s,2H),7.468-7.535(m,2H),4.868(s,1H).化合物4：2-Amino-4-(2,4-dichlorophenyl)-3-cyano-5-oxo-4H,5H-pyrano[3,2c]chromene:1HNMR(DMSO-d6,δ,ppm):7.893-7.917(q,1H),7.718-7.761(m,1H),7.593-7.598(d,1H),7.477-7.535(m,4H),7.345-7.410(m,2H),4.983(s,1H).实施例合成化合物的最小抑菌浓度(MIC)的测定：试验中所用菌株来自美国模式培养物研究所(AmericanTypeCultureCollection,ATCC)。采用液体稀释法测定。按照256、128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125μg/ml的浓度梯度配制化合物。摇菌至A630nm＝0.5～0.6，稀释至0.5麦氏比浊标准，然后1:300稀释，取50μl的菌液加入不同浓度的化合物，37℃孵育12～16h。同时设置M-H肉汤对照和单纯细菌对照。在每管中加入10g/L(1％)氯化三苯四氮唑(TTC)10μl。37℃孵育3h后有细菌生长管呈红色，不显红色的最低药物浓度为化合物对检测菌的MIC(如表1所示)。表1吡喃酮化合物对铜绿假单胞菌的MIC值上述测定结果显示四个化合物在体外对铜绿假单胞菌MIC>256μg/ml，均没有抗菌活性，而对照抗生素环丙沙星和丁胺卡那能有效抗菌。化合物对体外铜绿假单胞菌生物膜作用抑制作用的研究：A：分别从划线培养的M-H琼脂培养基上挑取铜绿假单胞菌的单克隆菌落，接种于4mL的LB培养基中，以220r/min，37℃的条件培养至对数生长期。B：在96孔板每孔中加入100μl的M-H肉汤培养基，吸取100μl的铜绿假单胞菌菌液加入第1孔中吹打混匀后吸取100μl加入第2孔中，依次类推，最后1孔混匀后吸取100μl弃去。C：在酶标仪上选定630nm检测，记录OD630值为0.1时菌液所稀释的倍数(此时菌液浓度约为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类吡喃酮化合物，其结构式如式Ⅰ所示：

【技术特征摘要】
1.一类吡喃酮化合物，其结构式如式Ⅰ所示：其中：R＝2,4-2NO2,2,6-2Cl,3,5-2CF3Ⅰ。2.权利要求1所述化合物用于制备抗铜绿假单胞菌生物膜制剂的应用。3.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明凯，苏珊，尹鹏硕，李洲朋，陈光辉，王仪昆，曲迪，薛小燕，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61