抑制FtsZ蛋白的克利斯汀類似物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了抗微生物的克利斯?。╟hrysophaentin）化合物、包含所述克利斯汀化合物的藥物組合物、使用所述克利斯汀化合物的方法以及合成所述克利斯汀化合物的方法的實(shí)施方式。所述克利斯汀化合物的某些實(shí)施方式抑制FtsZ蛋白，從而抑制包括耐藥菌株在內(nèi)的臨床相關(guān)細(xì)菌的生長。
【專利說明】抑制FtsZ蛋白的克利斯汀類似物
[0001]與相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年2月25日提交的美國臨時申請?zhí)?1/446，978的權(quán)益，所述臨時申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開總的來說涉及抗微生物的化合物及其使用方法。
【背景技術(shù)】[0004]對于鑒定具有新的作用機(jī)制以治療由多藥耐藥細(xì)菌引起的感染的新的前導(dǎo)化合物，存在著持續(xù)的需求。在全世界，傳染病是死亡的主導(dǎo)原因，并且據(jù)估計(jì)，在美國，死于耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) (MRSA)相關(guān)感染的人比死于HIV的人更多。此外，據(jù)報道，隨著感染HIV、接受癌癥療法或使用廣譜抗生素治療的患者數(shù)量的增加，侵入性感染的流行程度上升。事實(shí)上，在美國，每年有90，000人死于醫(yī)院獲得性細(xì)菌感染，這部分是由于臨床上重要的細(xì)菌已對最終手段的藥物例如氟喹諾酮類、萬古霉素和碳青霉烯類發(fā)生多抗生素耐藥性這一事實(shí)造成的。發(fā)生抗微生物劑耐藥性的一個原因是感染性生物體快速適應(yīng)新環(huán)境條件的能力?？刮⑸锼幬锏膹V泛以及有時不適當(dāng)?shù)氖褂迷鰪?qiáng)了微生物的先天適應(yīng)性。
[0005]在過去數(shù)十年中新的抗微生物劑的缺乏與所報道的耐藥細(xì)菌感染發(fā)生率的增加合在一起，突顯出對新抗生素的迫切需求。本文公開了抑制包括耐藥菌株在內(nèi)的數(shù)種細(xì)菌菌株的生長的新化合物的實(shí)施方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]已發(fā)現(xiàn)一類新的克利斯汀(chrysophaentin)抗生素。在特定實(shí)施方式中，從黃色藻類Chrysophaeum taylori中分離到屬于新結(jié)構(gòu)類型的8種新的廣譜抗生素克利斯汀1-8。通過深入的2D NMR和MS技術(shù)確定了它們的結(jié)構(gòu)，其特征在于存在兩個多鹵代多氧合的《，二芳基丁烯單元，所述單元由兩個醚鍵連接以形成大環(huán)天然產(chǎn)物。這些抗生素中效力最強(qiáng)的克利斯汀I抑制臨床相關(guān)的革蘭氏陽性細(xì)菌的生長，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) (MIC5tlL 8±0.6 ii g/mL)和耐萬古霉素屎腸球菌(Enterococcus faecium) (MIC502.8±0.8 u g/mL)。此外，體外酶測定和透射電子顯微術(shù)顯示，克利斯汀I以6.7± 1.7 ii g/mL的IC50值抑制細(xì)菌細(xì)胞骨架蛋白FtsZ的GTPase活性，并抑制GTP誘導(dǎo)的FtsZ原絲的形成。飽和轉(zhuǎn)移差異(STD)NMR實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了克利斯汀I結(jié)合于FtsZ，并且使用GTP- y -S的NMR競爭實(shí)驗(yàn)顯示克利斯汀I與GTP競爭性地結(jié)合于FtsZ0分子對接顯示，克利斯汀I使用與由STD NMR確定的結(jié)合表位相一致的表面結(jié)合在FtsZ的GTP結(jié)合位點(diǎn)中并將其大部分堵塞。
[0007]當(dāng)在本文中使用時，術(shù)語“克利斯汀”和“克利斯汀化合物”是指具有通式1、II或
III(原始克利斯汀)或通式VI1、VII1、IX、X或XI (克利斯汀類似物)的鹵代和氧合分子。在某些實(shí)例中，所述克利斯汀化合物是抗微生物的化合物。在某些實(shí)例中，所述克利斯汀化合物是不具有通式1、II或III和/或不具有化合物1-8的結(jié)構(gòu)式的類似物。
[0008]式1、II和III如下所示:
【權(quán)利要求】
1.化合物，其為式IX、VI1、VII1、X或XI的化合物
2.權(quán)利要求1的化合物，其中所述化合物是式IX的化合物，并且其中每個R1是羥基，R2和R4獨(dú)立地是鹵素，R5是氫或鹵素，并且R9、R10和R11中的至少一個是氫。
3.權(quán)利要求1的化合物，其中所述化合物是式VII或VIII的化合物，并且其中每個R1是羥基，R2和R4獨(dú)立地是鹵素，R5是氫或鹵素，并且每個R6是=CH2。
4.權(quán)利要求1的化合物，其中所述化合物是式X或XI的化合物，并且其中X1與Y1—起形成L，并且L由以下通式表示:
5.權(quán)利要求1的化合物，其中所述化合物是下式的化合物

6.藥物組合物，其包含藥學(xué)可接受的載體和治療有效量的至少一種權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的化合物或其藥學(xué)可接受的鹽、水合物或溶劑化物，其中所述藥物組合物在應(yīng)用于細(xì)菌時能夠抑制細(xì)菌細(xì)胞生長。
7.權(quán)利要求6的藥物組合物，其還包含治療有效量的除了所述化合物之外的第二藥劑。
8.權(quán)利要求7的藥物組合物，其中所述第二藥劑是抗微生物劑。
9.權(quán)利要求8的藥物組合物，其中所述第二藥劑有效對抗革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞。
10.權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)的藥物組合物，其中所述第二藥劑提高所述化合物滲透進(jìn)入所述細(xì)菌。
11.抑制細(xì)菌細(xì)胞生長的方法，所述方法包括將細(xì)菌暴露于有效量的組合物下，所述組合物包含權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的化合物或其藥學(xué)可接受的鹽、水合物或溶劑化物。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述細(xì)菌是革蘭氏陽性細(xì)菌。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述細(xì)菌是耐藥細(xì)菌。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述耐藥細(xì)菌是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、多藥耐藥金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)或耐萬古霉素屎腸球菌(Enterococcus faecium)。
15.權(quán)利要求11-14任一項(xiàng)的方法，其還包括將所述細(xì)菌暴露于有效量的除了所述化合物之外的第二藥劑下。
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述第二藥劑被包含在所述組合物中。
17.權(quán)利要求15或16的方法，其中所述第二藥劑是抗微生物劑。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述抗微生物劑有效對抗革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞。
19.權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)的方法，其中所述第二藥劑提高所述化合物滲透進(jìn)入所述細(xì)菌。
20.權(quán)利要求11至19任一項(xiàng)的方法，其中將所述細(xì)菌暴露于有效量的所述組合物下包括向被鑒定為需要對已知或懷疑的細(xì)菌感染進(jìn)行抗微生物治療的對象施用治療有效量的所述組合物。
21.權(quán)利要求20的方法，其中所述第二藥劑不被包含在所述組合物中，并且將所述第二藥劑獨(dú)立地施用于所述對象。
22.權(quán)利要求20或21的方法，其還包括在將所述組合物施用于所述對象之前，將所述對象鑒定為已感染有對使用所述化合物的治療敏感的細(xì)菌。
23.制造下式的化合物的方法
24.權(quán)利要求23的方法，其中將所述2-鹵代-1，4-二甲氧基苯轉(zhuǎn)變成1_(溴甲基)-4-鹵代-2，5- 二甲氧基苯包括: 將所述2-鹵代-1，4- 二甲氧基苯羰基化以產(chǎn)生4-鹵代-2，5- 二甲氧基苯甲醛； 將所述4-鹵代-2，5- 二甲氧基苯甲醛還原以產(chǎn)生(4-鹵代-2，5- 二甲氧基苯基)甲醇；以及將所述(4-鹵代-2，5-二甲氧基苯基)甲醇與選自氫溴酸、鹽酸或氫碘酸的無機(jī)酸反應(yīng)以產(chǎn)生1_(鹵代甲基)-4-鹵代-2，5-二甲氧基苯。
25.權(quán)利要求23或24的方法，其中將3，5-甲氧基苯甲酸轉(zhuǎn)變成(E)-5-(2-鹵代_3_碘烯丙基)-1，3-亞苯基雙(2，2- 二甲基丙酸酯)包括: 將所述3，5-甲氧基苯甲酸還原以產(chǎn)生3，5- 二甲氧基苯甲醇； 將所述3，5- 二甲氧基苯甲醇溴化以產(chǎn)生3，5- 二甲氧基苯甲基溴； 將所述3，5- 二甲氧基苯甲基溴與乙炔基三甲基硅烷反應(yīng)以產(chǎn)生(3- (3，5- 二甲氧基苯基)丙_1_炔基)二甲基硅烷； 將所述(3-(3，5-二甲氧基苯基)丙-1-炔基)三甲基硅烷脫甲硅烷基化以產(chǎn)生I,3- 二甲氧基-5-(丙-2-炔基)苯； 向所述1，3-二甲氧基-5-(丙-2-炔基)苯添加保護(hù)基團(tuán)以產(chǎn)生5-(丙-2-炔基)-1, 3-亞苯基雙(2，2- 二甲基丙酸酯)，其中所述保護(hù)基團(tuán)是通過將所述1，3- 二甲氧基-5-(丙-2-炔基)苯與三溴化硼反應(yīng)、然后與新戊酰氯反應(yīng)而添加的新戊?；?；以及將所述5-(丙-2-炔基)-1，3-亞苯基雙(2，2- 二甲基丙酸酯)鹵化以產(chǎn)生(E)-5-(2-鹵代-3-碘烯丙基)-1，3-亞苯基雙(2，2-二甲基丙酸酯)，其中所述2-鹵代對應(yīng)于R4。
26.權(quán)利要求23-25任一項(xiàng)的方法，其中將所述1_(溴甲基)-4-鹵代-2，5-二甲氧基苯與所述(E)-5-(2-鹵代-3-碘烯丙基)-1，3-亞苯基雙(2，2-二甲基丙酸酯)反應(yīng)以產(chǎn)生(E) -5- (2-鹵代-4- (4-鹵代-2，5- 二甲氧基苯基)丁 -2-烯基)-1, 3-亞苯基雙(2，2- 二甲基丙酸酯)包括: 將所述1_(溴甲基)-4_鹵代-2，5-二甲氧基苯與催化量的碘和活性鋅反應(yīng)以產(chǎn)生活性有機(jī)鋅試劑； 從所述活性有機(jī)鋅試劑去除未反應(yīng)的鋅； 將所述活性有機(jī)鋅試劑與所述(E)-5-(2-鹵代-3-碘烯丙基)-1，3-亞苯基雙(2，2-二甲基丙酸酯)合并以產(chǎn)生混合物；以及 將所述混合物加熱以產(chǎn)生所述(E)-5-(2-鹵代-4-(4-鹵代-2，5-二甲氧基苯基)丁 -2-烯基)-1，3-亞苯基雙(2，2- 二甲基丙酸酯)。
27.權(quán)利要求23-26任一項(xiàng)的方法，其中將所述(E)-5-(2-鹵代-4-(4-鹵代-2，5-二甲氧基苯基)丁-2-烯基)-1，3-亞苯基雙(2，2-二甲基丙酸酯)去甲基化以產(chǎn)生所述化合物包括將所述(E)-5-(2-鹵代-4-(4-鹵代-2，5-二甲氧基苯基)丁 _2_烯基)-1，3-亞苯基雙(2，2-二甲基丙酸酯)與選自Bfov AlCl3、吡啶? HCl、LiS(CH(CH3)2)或LiCl的去甲基化試劑反應(yīng)。
【文檔編號】C07C25/24GK103649028SQ201280019362
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月25日
【發(fā)明者】卡羅勒·A·比利, 彼得·威普弗 申請人:美國政府健康及人類服務(wù)部, 匹茲堡大學(xué)-高等教育聯(lián)合體