苯基噻唑类化合物及其制备方法和应用

1.本发明属于抗菌技术领域，涉及一种抗菌药物或工业杀菌剂，具体涉及一种新结构的苯基噻唑类化合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.细菌感染是一种常见疾病，在工业上也是一种常见的物料或产品的变质源头。严重威胁着人类的健康和工业生产。尽管目前医药上和工业上有几个种类的杀菌药或剂可用，但随着这些药剂的长使用历史，微生物的自求生能力促使其产生了一定的耐药性。发现新的靶标和全新结构的杀菌剂变成该领域研究的重要课题。2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）是工业上广泛使用的一类广谱、高效杀菌剂，其结构特点在于五元内同时含有氮、硫杂原子和环上带有酮基，通过同分异构处理和衍生构建结构全新的苯基噻唑类化合物，有可能产生全新结构的杀菌剂。


技术实现要素：

3.本发明的第一个目的是提供一种结构新颖、对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌活性的苯基噻唑类化合物或其盐。
4.所述的苯基噻唑类化合物的结构式如式（iv）所示：其中，r选自、、或。
5.优选，所述的r选自或。
6.本发明的第二个目的是提供一种上述的结构式如式（iv）所示的苯基噻唑类化合物的制备方法，该制备方法以醛类化合物（i）和3-氨基苯甲硫酰胺为原料，缩合反应得到第一步产物（ii），第一步产物（ii）与3-氯乙酰丙酮反应，制得第二步产物(iii)，第二步产物（iii）与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物(iv)，所述的苯基噻唑类化合物的合成反应式为：
其中，r选自、、或。
7.优选，所述的r选自或。
8.进一步优选，包括以下步骤：第一步：以醛类化合物（i）和3-氨基苯甲硫酰胺为原料，缩合反应得到第一步产物（ii）；第二步：将第一步产物（ii）、3-氯乙酰丙酮、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到第二步产物（iii）；第三步：将第二步产物（iii）、氨基胍盐酸盐、氯化锂、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到上述的结构式如式（iv）所示的苯基噻唑类化合物。
9.本发明的制备方法，其总收率可在32%~57%。
10.优选，第一步所述的醛类化合物和3-氨基苯甲硫酰胺的物质的量的比为1:1；第二步所述的第一步产物（ii）和3-氯乙酰丙酮的物质的量的比为1:1.2；第三步所述的第二步产物（iii）、氨基胍盐酸盐和氯化锂的物质的量的比为1:1.3:0.4；第二步和第三步所述的搅拌反应为70℃下搅拌反应。
11.优选，所述的醛类化合物选自4-(对氟基苯基)苯甲醛或4-(对三氟甲基苯基)苯甲醛。
12.本发明的第三个目的是提供上述的结构式如式（iv）所示的苯基噻唑类化合物或其盐在制备抗菌药剂中的应用。
13.优选，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。
14.本发明的第四个目的是提供一种抗菌药剂，该抗菌药剂含有上述的结构式如式（iv）所示的苯基噻唑类化合物或其盐作为活性成分。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明根据现代药物设计理论及有机合成实验技术，对2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）进行改造，通过在噻唑环的c2位引入亲脂性苯基侧链和c5位引入亲水性胍基，设计合成了一系列全新结构的噻唑类化合物，设计合成了一系列全新结构的苯基噻唑类化合物，并进行了抗菌活性研究。研究结果表明：这类结构新颖的苯基噻唑类化合物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌活性，在治疗细菌感染的疾病或工业微生物危害中具有较大的应用价值。一些目标物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有显著抗菌作用，优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit），可作为抗菌候选化合物研究。
具体实施方式
16.以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
17.实施例12-(3-((4-羟基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（iva）的制备步骤：
将5 mmol的4-羟基苯甲醛、5 mmol的3-氨基苯甲硫酰胺、30 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iia，即3-((4-羟基亚苄基)氨基)苯甲硫酰胺，收率90%。
18.将2 mmol的第一步产物iia、2.4 mmol 3-氯乙酰丙酮、20 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiia，即2-(3-((4-羟基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-乙酰基-噻唑，收率60%。
19.将1 mmol的第二步产物iiia、1.3 mmol氨基胍盐酸盐、0.4 mmol氯化锂、50 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析（300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5）纯化，最后得到目标产物（iva），收率60%，总收率32%。10.97 (s, 1h, guanidine), 9.68 (s, 1h, alcohol), 8.65 (s, 1h, benzylidenimin), 7.98 (d, j = 7.5 hz, 1h, 1-benzene), 7.84 (m, 3h, guanidine), 7.66 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.58 (m, 2h, 1-benzene), 7.03 (d, j = 7.5 hz, 1h, 1-benzene), 6.85 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 2.49 (s, 3h, methyl), 2.38 (s, 3h, methyl)。hrms (esi) m/z: [m+h]
+
calcd for c
20h21
n6os, 393.1497; found 393.1506。
[0020]
实施例22-(3-((2,3-二氟基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（ivb）的制备步骤：将5 mmol的2,3-二氟基苯甲醛、5 mmol的3-氨基苯甲硫酰胺、30 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iib，即3-((2,3-二氟基亚苄基)氨基)苯甲硫酰胺，收率90%。
[0021]
将2 mmol的第一步产物iib、2.4 mmol 3-氯乙酰丙酮、20 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiib，即2-(3-((2,3-二氟基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-乙酰基-噻唑，收率70%。
[0022]
将1 mmol的第二步产物iiib、1.3 mmol氨基胍盐酸盐、0.4 mmol氯化锂、50 ml乙
醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析（300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5）纯化，最后得到目标产物（ivb），收率70%，总收率44%。1h nmr (400 mhz, dmso-d6, δ): 10.97 (s, 1h, guanidine), 8.68 (s, 1h, benzylidenimin), 7.98 (d, j = 7.5 hz, 1h, 1-benzene), 7.84 (m, 3h, guanidine), 7.58 (m, 3h, 1-benzene), 7.40 (m, 2h, 1-benzene), 7.03 (d, j = 7.5 hz, 1h, 1-benzene), 2.49 (s, 3h, methyl), 2.38 (s, 3h, methyl)。hrms (esi) m/z: [m+h]
+
calcd for c
20h19
f2n6s, 413.1360; found 413.1376。
[0023]
实施例32-(3-((4-对氟苯基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（ivc）的制备步骤：将5 mmol的4-对氟苯基苯甲醛、5 mmol的3-氨基苯甲硫酰胺、30 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iic，即3-((4-对氟苯基亚苄基)氨基)苯甲硫酰胺，收率90%。
[0024]
将2 mmol的第一步产物iic、2.4 mmol 3-氯乙酰丙酮、20 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiic，即2-(3-((4-对氟苯基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-乙酰基-噻唑，收率80%。
[0025]
将1 mmol的第二步产物iiic、1.3 mmol氨基胍盐酸盐、0.4 mmol氯化锂、50 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析（300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5）纯化，最后得到目标产物（ivc），收率70%，总收率50%。1h nmr (400 mhz, dmso-d6, δ): 10.97 (s, 1h, guanidine), 8.58 (s, 1h, benzylidenimin), 8.00 (d, j = 7.5 hz, 3h, 1-benzene), 7.92 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.84 (m, 3h, guanidine), 7.58 (m, 2h, 1-benzene), 7.52 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.13 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.03 (d, j = 7.5 hz, 1h, 1-benzene), 2.49 (s, 3h, methyl), 2.38 (s, 3h, methyl)。hrms (esi) m/z: [m+h]
+
calcd for c
26h24
fn6s, 471.1767; found 471.1779。
[0026]
实施例42-(3-((4-对三氟甲基苯基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（ivd）的制备步骤：
将5 mmol的4-对三氟甲基苯基苯甲醛、5 mmol的3-氨基苯甲硫酰胺、30 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应6小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第一步产物iid，即3-((4-对三氟甲基苯基亚苄基)氨基)苯甲硫酰胺，收率90%。
[0027]
将2 mmol的第一步产物iid、2.4 mmol 3-氯乙酰丙酮、20 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应3小时，反应完毕，过滤，收集滤渣，风干，得到第二步产物iiid，即2-(3-((4-对三氟甲基苯基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-乙酰基-噻唑，收率80%。
[0028]
将1 mmol的第二步产物iiid、1.3 mmol氨基胍盐酸盐、0.4 mmol氯化锂、50 ml乙醇加入100 ml烧瓶中，70℃下搅拌反应24小时，反应完毕，减压旋干，硅胶柱层析（300-400目，洗脱剂为甲醇：二氯甲烷体积比为1：5）纯化，最后得到目标产物（ivd），收率80%，总收率57%。1h nmr (400 mhz, dmso-d6, δ): 10.97 (s, 1h, guanidine), 8.58 (s, 1h, benzylidenimin), 8.00 (d, j = 7.5 hz, 3h, 1-benzene), 7.92 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.84 (m, 3h, guanidine), 7.66 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.58 (m, 2h, 1-benzene), 7.31 (d, j = 7.5 hz, 2h, 1-benzene), 7.03 (d, j = 7.5 hz, 1h, 1-benzene), 2.49 (s, 3h, methyl), 2.38 (s, 3h, methyl)。hrms (esi) m/z: [m+h]
+
calcd for c
27h24
f3n6s, 521.1735; found 521.1747。
[0029]
实施例5目标化合物的抗菌活性测试：以2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）为对照药剂，采用微量稀释法测定目标物的mic，测定目标化合物（实施例1-4制备的苯基噻唑类化合物）对金黄色葡萄球菌（staphylococcus aureus atcc 6538p）、大肠杆菌（escherichia coli atcc 8739）、铜绿假单胞菌（pseudomonas aeruginosaatcc 9027）的抗菌活性。
[0030]
微量稀释法实验步骤如下：在96孔板的第1列加入200 μl浓度为256 μg/ml的待测样（2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及实施例1-4制备的苯基噻唑类化合物），第2-12列分别加入100 μl mh肉汤，然后从第1列取100 μl加入到第2列混合，再从第2列取100 μl加入到第3列混合，依次类推，最后从第10列取100 μl加入到第11列混合后取出100 μl多余的液体丢弃。取100 μl浓度为10
6 cfu/ml的菌液加入第1-11列每孔中，取100 μl浓度为10
6 cfu/ml的菌液加入第12列前四孔中，取100 μl mh肉汤加入第12列后四孔中，最终每孔的体积都为200 μl，第1-11列待测样浓度依次为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125 μg/ml，第12列前四孔为加菌不加药（阳性生长对照），第12列后四孔为不加菌不加药（无菌对照）。每个待测样做三个重复。将96孔板在
37℃烘箱中培养24小时后，用酶标仪测od
600
值，od
600
值接近无菌对照的孔的浓度为最低抑菌浓度mic。
[0031]
结果显示：（1）2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为16 μg/ml、16 μg/ml、16 μg/ml。
[0032]
（2）2-(3-((4-羟基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（iva）对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为8 μg/ml、32 μg/ml、64 μg/ml，对金黄色葡萄球菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）。
[0033]
（3）2-(3-((2,3-二氟基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（ivb）对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为8 μg/ml、64 μg/ml、64 μg/ml，对金黄色葡萄球菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）。
[0034]
（4）2-(3-((4-对氟苯基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（ivc）对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为0.5 μg/ml、2 μg/ml、2 μg/ml，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）。
[0035]
（5）2-(3-((4-对三氟甲基苯基亚苄基)氨基)苯基)-4-甲基-5-(1-(胍基亚氨基)乙基)-噻唑（ivd）对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的mic分别为1 μg/ml、0.5 μg/ml、2 μg/ml，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌的抑菌作用优于对照药剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮（mit）。
[0036]
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.苯基噻唑类化合物或其盐，所述的苯基噻唑类化合物的结构式如式（iv）所示：所述的r选自、、或。2.根据权利要求1所述的苯基噻唑类化合物或其盐，其特征在于，所述的r选自或。3.一种权利要求1所述的苯基噻唑类化合物或其盐的制备方法，其特征在于，以醛类化合物（i）和3-氨基苯甲硫酰胺为原料，缩合反应得到第一步产物（ii），第一步产物（ii）与3-氯乙酰丙酮反应，制得第二步产物(iii)，第二步产物（iii）与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物苯基噻唑类化合物(iv)，所述的苯基噻唑类化合物的合成反应式为：；其中，所述的r选自、、或。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的r选自、、或。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：以醛类化合物（i）和3-氨基苯甲硫酰胺为原料，缩合反应得到第一步产物（ii）；第二步：将第一步产物（ii）、3-氯乙酰丙酮、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到第二步产物（iii）；第三步：将第二步产物（iii）、氨基胍盐酸盐、氯化锂、乙醇加入反应器中，搅拌反应，得到苯基噻唑类化合物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，第一步所述的醛类化合物和3-氨基苯甲硫酰胺的物质的量的比为1:1；第二步所述的第一步产物（ii）和3-氯乙酰丙酮的物质的量的比为1:1.2；第三步所述的第二步产物（iii）、氨基胍盐酸盐和氯化锂的物质的量的比为1:1.3:0.4；第二步和第三步所述的搅拌反应为70℃下搅拌反应。7.权利要求1所述的苯基噻唑类化合物或其盐在制备抗菌药剂中的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大
肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。9.一种抗菌药剂，其特征在于，含有权利要求1所述的苯基噻唑类化合物或其盐作为活性成分。10.根据权利要求9所述的抗菌药剂，其特征在于，所述的抗菌药剂为抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和/或铜绿假单胞菌药剂。

技术总结
本发明公开了苯基噻唑类化合物及其制备方法和应用。所述的苯基噻唑类化合物的结构式如式（IV）所示。本发明通过在噻唑环的C2位引入亲脂性苯基侧链和C5位引入亲水性胍基，设计合成了一系列全新结构的噻唑类化合物，其制备方法为：以醛类化合物（I）和3-氨基苯甲硫酰胺为原料，缩合反应得到第一步产物（II），第一步产物（II）与3-氯乙酰丙酮反应，制得第二步产物（III），第二步产物（III）与氨基胍盐酸盐反应，制得最终产物（IV）。该苯基噻唑类化合物呈现出抗菌活性，尤其是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌有很好的抗菌活性，可作为抗菌候选化合物。选化合物。


技术研发人员：杨平 陆舜盈 谢小保
受保护的技术使用者：广东省科学院微生物研究所（广东省微生物分析检测中心）
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/7/22