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酰胺类T3SS抑制剂的合成和生物活性研究

作　者: 张成芳
导　师: 陈新
学　校: 常州大学
专　业: 有机化学
关键词: 铜绿假单胞菌 Ⅲ型分泌系统抑制剂合成
分类号: TQ460.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

铜绿假单胞菌PAO1是一种革兰氏阴性机会性人类病原菌，易感染免疫受损的人群。III型分泌系统（Type three secretion system, T3SS）是其主要的致病因子。T3SS抑制剂的策略是抑制铜绿假单胞菌表达及分泌毒力蛋白，阻止其对宿主细胞的侵染。本文在一种已知T3SS抑制剂MBX1641的结构基础上，设计和合成了28种α-苯氧基酰胺新衍生物，系统研究了它们的构效关系。研究表明有五种新衍生物对铜绿假单胞菌的一个效应子编码基因exoS的表达具有明显抑制作用。其中N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺（5e）、N-[3,4-(二甲氧基)苄基-1-甲基]-2-(2,4-二氟苯氧)-丁酰胺（8b）和N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-(R)-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺（12b）的活性强于MBX1641；N-(2-吡啶基甲基)-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺（5p）和N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苯氧)-硫代丁酰胺（33）的抑制活性与MBX1641的相当，并且5p具有很好的水溶性。抗感染实验结果表明，衍生物N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺（5e）的浓度为50μM和100μM时能抑制绿脓杆菌感染HeLa细胞。目标衍生物5a-5s、8a和8b的合成，采用了三步简单的反应：首先是取代苯酚1与不同的α-溴代酯2在碳酸钾存在下反应，将酚羟基醚化得到相应的α-苯氧基酯3a-3l；接着经过氢氧化锂水解，产生相应的羧酸4a-4l；最后在EDC/HOBt作用下，4a-4l分别同相应的胺缩合，则得到一系列α-苯氧基酰胺5a-5s、8a和8b。其中合成8a和8b的胺是由3,4-(亚甲二氧基)苯乙酮经氰基硼氢化钠还原得到。当用2,4-二氯苄氧基取代2,4-二氯苯氧基后，相应的产物N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苄氧)-丁酰胺32同样可以经过这三步反应得到。而当2,4-二氯苯氧基与3,4-(次甲二氧基)苄基换位后，也可以通过类似的方法合成相应产物N-[2-(2,4-二氯苄基]-2-[(3,4-(次甲基二氧)苯基)-丁酰胺26。衍生物20的合成也可以采用类似的方法，但是反应中的α-溴代酯需自己制备。5l在氢气和钯碳条件下被还原成相应的胺21。5e在劳森试剂作用下得到硫代酰胺衍生物33。另外，MBX1641的酯类似物28是由2-(2,4-二氯苯氧)-丁酸4e与3,4-(次甲基二氧)苄醇缩合得到。化合物5e对应的手性化合物12a和12b则是由手性的2-羟基丁酸与胺偶联，再经Mitsunobu反应得到的。所有中间体的结构经1H NMR确证，所有目标产物的结构都经1H NMR,13C NMR和MS确证。

全文目录

中文摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1. 绪论  10-19
  1.1 概述  10-15
    1.1.1 T3SS 抑制剂的研究背景  10-14
      1.1.1.1 革兰氏阴性细菌的Ⅲ型分泌系统  10-12
      1.1.1.2 绿脓杆菌的Ⅲ型分泌系统  12-14
    1.1.2 T3SS 抑制剂的研究意义  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-17
  1.3 本文的研究内容  17-18
    1.3.1 设计新型的 T3SS 抑制剂  17
    1.3.2 筛选新的 T3SS 抑制剂  17-18
    1.3.3 新型 T3SS 抑制剂的抗感染测试  18
  1.4 本文的研究目的  18-19
2. 结果与讨论  19-29
  2.1 化学合成部分  19-23
  2.2 活性测试部分  23-29
    2.2.1 抑制剂的筛选  23-26
    2.2.2 Western 杂交结果  26
    2.2.3 抗感染实验  26-29
3. 实验部分  29-48
  3.1 仪器与试剂  29-30
  3.2 化合物的合成步骤  30-47
    3.2.1 化合物 5a-5s 的合成  30-38
      3.2.1.1 化合物 3a-3l 的合成通法  30-32
      3.2.1.2 化合物 4a-4l 的合成通法  32-33
      3.2.1.3 化合物 5a-5s 的合成通法  33-38
    3.2.2 化合物 8a 和 8b 的合成  38-39
      3.2.2.1 中间体（7）的合成  38
      3.2.2.2 化合物 8a 和 8b 的合成  38-39
    3.2.3 化合物 12a 的合成  39-40
      3.2.3.1 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-(R)-2-羟基丁酸的合成（11）  39
      3.2.3.2 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-(S)-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺的合成（12a）  39-40
    3.2.4 化合物 12b 的合成  40-41
      3.2.4.1 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-(S)-2-羟基丁酸的合成（14）  40
      3.2.4.2 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-(R)-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺的合成（12b）  40-41
    3.2.5 化合物 20 的合成  41-43
      3.2.5.1 2-溴-3-甲氧基丙酸甲酯（17）的合成  41
      3.2.5.2 2-(2,4-二甲基苯氧)-3-甲氧基丙酸甲酯（18）的合成  41-42
      3.2.5.3 2-(2,4-二氯苯氧)-3-甲氧基丙酸（19）的合成  42
      3.2.5.4 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苯氧)-3-甲氧基丙酰胺（20）的合成  42-43
    3.2.6 化合物 21 的合成  43
      3.2.6.1 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(4-胺基苯氧)-丁酰胺（21）  43
    3.2.7 化合物 26 的合成  43-44
      3.2.7.1 2-[(3,4-(次甲基二氧)苯基)-丁酸甲酯（24）  43
      3.2.7.2 2-[(3,4-(次甲基二氧)苯基)-丁酸（25）  43-44
      3.2.7.3 N-[2-(2,4-二氯苄基]-2-[(3,4-(次甲基二氧)苯基)-丁酰胺（26）  44
    3.2.8 化合物 28 的合成  44-45
      3.2.8.1 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酯（28）  44-45
    3.2.9 化合物 32 的合成  45-46
      3.2.9.1 2-(2,4-二氯苄氧)-丁酸甲酯（30）  45
      3.2.9.2 2-(2,4-二氯苄氧)-丁酸（31）  45
      3.2.9.3 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苄氧)-丁酰胺（32）  45-46
    3.2.10 化合物 33 的合成  46-47
      3.2.10.1 N-[3,4-(次甲基二氧)苄基]-2-(2,4-二氯苯氧)-硫代丁酰胺（33）  46-47
  3.3 抗菌活性测试  47
    3.3.1 绿色荧光蛋白基因(gfp)检测  47
    3.3.2 Western blot 检测  47
  3.4 抗感染实验  47-48
4. 结论  48-49
参考文献  49-53
附录  53-82
攻读学位期间研究成果  82-83
致谢  83

酰胺类T3SS抑制剂的合成和生物活性研究

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