5-取代萘醌类化合物在制备抗菌药物中的应用

1.本发明涉及药学领域，具体涉及两种5-取代萘醌类化合物，以及其在制备抗菌药物中的应用。


背景技术：

2.临床上出现多重耐药菌株使得新型抗生素研究越来越困难，研发难度增大、周期变长、作用效率低下和细菌产生耐药性的时间越来越短等问题，使得细菌耐药性成为越来越严重的世界性难题。因此，抗生素耐药性已成为临床抗感染药物治疗的严峻挑战，临床上现行有效的抗生素将不足以应对具有广谱耐药性的致病性“超级细菌”，研究开发具有新型化学结构、新作用机制或新作用靶点的抗菌感染药物，可以有效缓解当前的细菌耐药性问题，同时也是目前抗生素研发领域的热点和难点。


技术实现要素：

3.本发明是为了克服目前细菌耐药问题，本发明通过大批量筛选，提供两种具有抗菌活性的化合物。其结构如式：
[0004][0005]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006]
本发明所解决的技术问题是研究两种5-取代萘醌类化合物在抗菌活性中的应用。
[0007]
上述5-取代萘醌类化合物来自论文shu x,chen cc,yu t,yang j,hu x.enantioselective total synthesis of(-)-spiroxins a,c,and d.angew chem int ed engl.2021aug 16；60(34):18514-18518.作者合作单位的实验室，其合成步骤如下：
[0008][0009]
本发明提供一种式1或式2所示的5-取代萘醌类化合物在制备抗细菌药物中的应用，
[0010][0011]
进一步，所述细菌为金黄色葡萄球菌，优选耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌，更优选为耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus，mrsa)usa 300。
[0012]
优选所述5-取代萘醌类化合物为式2所示化合物。
[0013]
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant s.aureus,mrsa)是引起医院内感染和社区获得性感染的重要病原菌，对多种抗菌药物产生不同程度的耐药，所造成的感染发病率逐年上升。目前在医学上基于mic(minimal inhibitory concentration)的治疗方案可能会导致细菌中的突变亚群逐渐发展成为优势菌群，导致细菌发生耐药。据细菌耐药监测发现，一些抗生素对mrsa的最低抑菌浓度(mic)向上漂移，细菌对其敏感性降低。因此，研究开发具有新型化学结构抗菌药物、减少细菌耐药发生一直是人们的研究的重点。本发明的5-取代萘醌类化合物2对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的mic值较低，为2.88μg/ml，能够作为具有抗菌活性的先导化合物进行进一步研究。
[0014]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供两种具有较强抑菌效果的化合物，其在抑制细菌尤其是耐药性的耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus aureus，mrsa)usa 300上的效果显著，最低有效抑制浓度分别为2.88μg/ml、5.56μg/ml，远远低于其它萘醌类化合物。
[0015]
具体实施方法
[0016]
下面通过具体实施例对本发明进行进一步描述。
[0017]
实施例1:抗菌活性测试
[0018]
1.材料
[0019]
1.1药品与试剂
[0020]
甲醇，上海凌峰化学试剂有限公司；
[0021]
氯化钠，上海试四赫维化工有限公司；
[0022]
氢氧化钠，上海试四赫维化工有限公司；
[0023]
蛋白胨，bd difco公司；
[0024]
酵母粉，bd difco公司；
[0025]
琼脂粉，bd difco公司；
[0026]
化合物母液：化合物1和2均用dmso溶解配成5mm(即浓度分别为1390μg/ml、1440μg/ml)母液，保存于-20℃冰箱，备用。
[0027]
培养基：
[0028]
(1)lb培养基：取nacl 10g/l，蛋白胨10g/l，酵母粉5g/l，溶剂为水，混合均匀后在25℃用1mol/l的naoh溶液调节ph约为7.2
±
0.2，分装到250ml锥形瓶后在121℃，1
×
105pa下灭菌20min，备用。
[0029]
(2)lb琼脂培养基：取nacl 10g/l，蛋白胨10g/l，酵母粉5g/l，溶剂为水，混合均匀后加入质量浓度1.5％-2.0％的琼脂粉，在25℃用1mol/l的naoh溶液调节ph约为7.2
±
0.2，121℃，1
×
105pa下灭菌20min，倒平板备用。
[0030]
1.2仪器
[0031]
sw-cj-ifb净化工作台(苏州净化设备有限公司)
[0032]
ls-b50l立式压力蒸汽灭菌锅(上海博讯医疗生物仪器有限公司)
[0033]
spx-250b-z生化培养箱(上海博讯实业有限公司医疗设备厂)
[0034]
zhwy-2102c恒温培养振荡器(上海智城分析仪器制造有限公司)
[0035]
yp202n电子天平(上海精密科学仪器有限公司)
[0036]
rl203电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)
[0037]
delta320台式ph计(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)
[0038]
multiskan mk3酶标仪(奥赛飞世尔科技公司)
[0039]
1.3实验菌株
[0040]
实验菌株：耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌mrsa usa 300。
[0041]
菌液制备：-80℃下保存的耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(mrsa usa 300)室温下解冻后，划线接种到lb琼脂培养基上，37℃培养24h，取发育良好的单一菌落再次接种，37℃培养24h，以保证菌株处于生长期。选取单菌落，接种到lb培养基中，37℃，200r.p.m.培养16h。用新鲜lb培养基稀释10000倍即得到耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌菌液，并以活菌计数确定其浓度为2.6
×
109cfu/ml。
[0042]
2.实验与内容
[0043]
2.1.抗菌活性评价：
[0044]
实验中的化合物用dmso溶解，配制浓度均为5mm，式(i)中的化合物1和2的分子量分别为278和288。制作抗菌活性测试用96孔板：将化合物后加入到96孔板(平底)第2列中，在3～10列加入的化合物体积由高到低分别为8、7、6、5、4、3、2、1μl，第11列为生长对照孔，加入8μl的dmso。在每组3个平行。1～12列各孔加入200μl的耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌菌液(2.6
×
109cfu)，使化合物1的测定终浓度为5.56、4.87、4.17、3.44、2.78、2.09、1.39、
0.70、0μg/ml，化合物2的测试终浓度为5.76、5.04、4.32、3.60、2.88、2.16、1.44、0.72、0μg/ml。将制备好的各96孔平板置于37℃恒温培养箱中静置培养24h后，用酶标仪测定od
600
并记录结果。所有实验重复三次。
[0045]
2.2评价方法与结果判定
[0046]
2.2.1抑菌百分数
[0047]
用酶标仪于600nm处测定各孔的od值。则各孔的抑菌百分数表示为：
[0048][0049]
3.结果：
[0050]
化合物1和2抗耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌最低有效抑菌浓度
[0051]
各孔中细菌生长百分数的计算方法为：
[0052]
细菌生长百分数＝(生长对照孔od
600-各孔od
600
)/生长对照孔od
600
[0053]
按上述公式计算平板中各孔细菌生长百分数，取能够抑制80％细菌生长的最低联用药物浓度为判读终点。
[0054]
化合物1和2分别作用时，耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌在96孔板中的生长百分数实验结果见表1、表2所示。
[0055]
表1、化合物1抗耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌生长百分率(最低有效抑制浓度：5.56μg/ml)
[0056][0057]
表2、化合物2抗耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌生长百分率(最低有效抑制浓度:2.88μg/ml)
[0058][0059]
对具有类似结构的化合物抗耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌的最低有效抑制浓度进行实验对比，如表3所示。这些化合物来自论文shu x,chen cc,yu t,yang j,hu x.enantioselective total synthesis of(-)-spiroxins a,c,and d.angew chem int ed engl.2021aug 16；60(34):18514-18518.的实验室。
[0060]
表3、15种典型化合物抗耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌usa 300的最低有效抑制浓
度
[0061][0062]
另外，磷霉素钠(阳性对照)对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌的最低有效抑制浓度mic为14.56μg/ml，其抗菌效果远远低于化合物1和2，说明这类5-取代萘醌类化合物具有较好的抗菌效果，为新型的抗菌效果优异的抗生素的开发合成提供可行的先导设计。
[0063]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、简化、应用均应为等效的置换条件，都包括在本发明的保护范围之内。