新型苯并咪唑类化合物的设计合成及其相关抗微生物活性研究

发布时间：2017-08-04 14:08

  本文关键词：新型苯并咪唑类化合物的设计合成及其相关抗微生物活性研究

  更多相关文章： 苯并咪唑 萘酰亚胺 三唑 抗微生物 DNA

【摘要】：苯并咪唑是一类重要的含有咪唑和苯环的五元稠环化合物,具有更大的共轭结构和较强的分子内电子转移能力,在医药领域应用广泛,是药物研究开发的热点之一。近年来,耐药性已成为一个全球性的重大课题,人们迫切地期望研发出新作用机理的药物以解决日益严重的耐药性问题。已有研究表明：苯并咪唑类活性分子是通过抑制微生物的DNA的转录、复制或者是阻碍其重要代谢产物的生成,从而影响微生物正常生命循环而发挥抑菌作用：特别是最新研究揭示苯并咪唑类衍生物的新作用机制是抑制细胞分裂。因此,对苯并咪唑环进行结构修饰,设计合成具有新作用机制的新型苯并咪唑活性分子以解决耐药性问题吸引了科研工作者的特别兴趣,是目前潜在药物基础研究的重点内容之一。本文基于苯并咪唑化合物在国内外的研究与开发现状,设计合成一系列新型的苯并咪唑类活性分子,并运用现代波谱手段对其结构进行表征；同时评估其体外抗细菌、抗真菌活性,并初步探讨其构效关系；运用紫外、荧光等波谱手段研究高活性化合物与DNA相互作用,初步讨论化合物的结构与抗微生物活性的作用机制。主要工作概括如下：(1)以萘二酸酐和巯基苯并咪唑为起始原料,经多步反应首次合成一系列苯并咪唑硫醚衍生的萘酰亚胺三唑类似物14个化合物及其季铵盐12个化合物,所有新化合物结构经1HNMR、13C NMR、IR、MS和HRMS等现代波谱所证实。抗微生物活性评估结果显示大部分新合成化合物在体外能有效抑制所测试菌株的生长。特别是分子结构中含有2-氯苄基的季铵盐化合物Ⅱ-8g和含有辛基的化合物Ⅱ-9b表现出最好的抗细菌活性和较宽的抗菌谱,对金黄色葡萄球菌的抑制效力(MIC=2μg/mL)与诺氟沙星(MIC=2μg/mL)相当并高于氯霉素(MIC=7 μg、mL).引入3-氟苄基的季铵盐化合物Ⅱ-8f与化合物Ⅱ-8g均显示出强的抗真菌活性和较宽的抗真菌谱(MIC=2-19μg/mL)。运用荧光和紫外光谱仪在分子水平上研究了化合物Ⅱ-8f与小牛胸腺DNA的结合行为,结果表明化合物Ⅱ-8f可能通过嵌入的方式与DNA形成复合物以阻止DNA的复制进而发挥抗微生物效力。(2)以萘二酸酐起始原料,经氨化、取代反应制备萘酰亚胺酯化物Ⅲ-3,进一步酯水解得到化合物Ⅲ-4,再与邻苯二胺发生环化反应得到重要中间产物Ⅲ-5；在Ⅲ-5的萘环上修饰不同的唑硫醚或香豆素分别制备苯并咪唑萘酰亚胺唑硫醚化合物Ⅲ-6和苯并咪唑萘酰亚胺香豆素醚化合物Ⅲ-8；化合物Ⅲ-6在盐酸作用下得到盐酸盐化合物Ⅲ-7。所有新化合物结构经1H NMR、13C NMR、IR、MS和HRMS等现代波谱所证实。抗微生物活性评估结果显示部分新合成化合物在体外能够有效地抑制所测试菌株的生长。萘酰亚胺苯并咪唑盐酸盐Ⅲ-7e表现出了较强的抗细菌活性和较宽的抗菌谱(MIC=4-64μg/mL),特别是对金黄色葡萄球菌(MIC=4μg/mL)的抑制能力是临床药物氯霉素(MIC=8μg/mL,)的两倍,但是对变形杆菌没有抑制活性。盐酸盐化合物Ⅲ—7e的抑制能力强于它的前体是因为水溶性显著增强进而改善活性,拓宽抗菌谱。利用荧光和紫外光谱仪在分子水平上对化合物Ⅲ-7e与金黄色葡萄球菌DNA的相互作用进行研究,结果显示化合物Ⅲ-7e与金黄色葡萄球菌DNA通过嵌合作用形成复合物以阻止DNA的转录、复制以及修复过程进而发挥抗微生物效力。分子对接结果表明化合物Ⅲ-7e与DNA回旋酶的残基ARG-144和ARG-84之间存在氢键相互作用。
【关键词】：苯并咪唑 萘酰亚胺 三唑 抗微生物 DNA
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O626
【目录】：

• 符号说明5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 苯并咪唑类化合物研究进展及论文选题10-34
• 1.1 抗细菌10-20
• 1.1.1 单取代苯并咪唑类抗细菌化合物10-13
• 1.1.2 双取代苯并咪唑类抗细菌化合物13-17
• 1.1.3 多取代苯并咪唑类抗细菌化合物17-19
• 1.1.4 苯并咪唑金属配合物类抗细菌化合物19-20
• 1.2 抗真菌20-22
• 1.3 结语与展望22-23
• 1.4 论文选题思想23-26
• 参考文献26-34
• 第二章 Design and synthesis of novel benzimidazole-thioethers and evaluation for theirantimicrobial activities34-88
• 本章详细中文摘要34-37
• 2.1 Introduction37-40
• 2.2 Results and discussion40-54
• 2.2.1 Chemistry40
• 2.2.2 Analysis of spectra40-43
• 2.2.3 Biological activity43-48
• 2.2.4 Effect of ClogP valties on antimicrobial activity48-49
• 2.2.5 Cell toxicity49
• 2.2.6 Interaction with calf thymus DNA49-54
• 2.3 Conclusion54-55
• 2.4 Experimental55-75
• 2.4.1 General methods55
• 2.4.2 Synthesis55-74
• 2.4.3 Biological assays74-75
• References75-80
• Appendix:Spectra80-88
• 第三章 Design and synthesis of novel benzimidazolyl-amines and evaluation for theirantimicrobial activities88-132
• 本章详细中文摘要88-90
• 3.1 Introduction90-93
• 3.2 Results and discussion93-106
• 3.2.1 Chemistry93-95
• 3.2.2 Spectral analysis95-96
• 3.2.3 Biological activity96-100
• 3.2.4 Effect of CloP values on antimicrobial activity100
• 3.2.5 Interaction with S. aureus DNA100-104
• 3.2.6 Molecular docking of compound Ⅲ-7e and DNA hexamer duplex104-106
• 3.3 Conclusion106-107
• 3.4 Experimental107-120
• 3.4.1 General methods107
• 3.4.2 Synthesis107-118
• 3.4.3 Biological assays118-120
• References120-126
• Appendix:Spectra126-132
• 结论132-134
• 基金支持134-136
• 致谢136-138
• 作者简介138
• 发表文章138-139

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 Yun-Lei Luo;Kishore Baathulaa;Vijaya Kumar Kannekanti;Cheng-He Zhou;Gui-Xin Cai;;Novel benzimidazole derived naphthalimide triazoles: synthesis, antimicrobial activity and interactions with calf thymus DNA[J];Science China Chemistry;2015年03期

2 ZHANG HuiZhen;LIN JianMei;RASHEED Syed;ZHOU ChengHe;;Design,synthesis,and biological evaluation of novel benzimidazole derivatives and their interaction with calf thymus DNA and synergistic effects with clinical drugs[J];Science China(Chemistry);2014年06期

3 N.C.Desai;N.R.Shihory;G.M.Kotadiya;;Facile synthesis of benzimidazole bearing 2-pyridone derivatives as potential antimicrobial agents[J];Chinese Chemical Letters;2014年02期

4 HAQUE Mohammad Mojibul;PENG XiaoHua;;DNA-associated click chemistry[J];Science China(Chemistry);2014年02期

5 DAMU Guri L. V.;WANG QingPeng;ZHANG HuiZhen;ZHANG YiYi;LV JingSong;ZHOU ChengHe;;A series of naphthalimide azoles: Design, synthesis and bioactive evaluation as potential antimicrobial agents[J];Science China(Chemistry);2013年07期

6 DAMU Guri L.V;;Synthesis and biological activities of thio-triazole derivatives as novel potential antibacterial and antifungal agents[J];Science China(Chemistry);2012年10期

7 时园;周成合;周向东;耿蓉霞;吉庆刚;;香豆素苯并三唑的合成、抗微生物活性及其与氯霉素和氟康唑协同作用研究[J];药学学报;2011年07期

8 魏金建;王艳;王宪龙;周成合;吉庆刚;;1,2,3-三唑类化合物在医药领域的研究新进展[J];中国药学杂志;2011年07期

9 李硕;向清祥;陈稼轩;周成合;;苯并咪唑大环四胺金属配合物的超分子识别与催化水解作用[J];化学研究与应用;2009年10期

10 孟江平;耿蓉霞;周成合;甘淋玲;;苯并咪唑类药物研究进展[J];中国新药杂志;2009年16期

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本文编号：619960