新型氮唑类化合物的合成及抗真菌活性研究

柴晓苇

摘 要：本文在保留氮唑类抗真菌药物基本骨架不变的基础上，还整合了一种新型氮唑类化合物，同时还进行了有关的测试，针对常见致病真菌是否存在拟制的作用。本文将14个目标化合物进行了整合，大部分目标化合物對7种临床常见真菌均表现出较好的生长抑制活性，均显示了优秀的广谱抗真菌活性，进一证明了不同侧链的引入对化合物的抗真菌活性有影响，引入取代苯基、噻吩基三氮唑侧链能够有效地增强氮唑类衍生物的抗真菌活性。

关键词：氮唑类化合物;化学合成;抗真菌活性

系统性真菌感染仍然是严重威胁人类健康的疾病，并且在全球出现了很严重的病患和死亡率。当前形势下，临床治疗系统性真菌感染的常用药物有氮唑类、多烯类、棘球菌素类等。与其他药物相比，氮唑类药物具有高效、低毒、广谱、稳定性较强及价格较低等优势。临床应用中，氮唑类药物具有肝、肾毒性，抗菌谱窄和耐药性问题严重等缺点。所以，在临床和科研工作中就需要寻求一种更适合的新型抗真菌药物。

1、抗真菌药物

真菌是一种破坏性极强的完整细胞核，它属于真核生物，具有丝分裂的特性。真菌总数量超过了30万种，然而有大概600种与人类的疾病有关系。真菌基于感染的部位不同以及引起的后果不同，因此可以将其分为两种类型，浅表层真菌感染和系统性真菌感染，从发病率上来说浅表层更高，比较常见的就有脚癣、股癣等类型，不过这种类型通常不会打造严重的结果，相对来说系统性真菌感染更为严重，这种感染通常都发生在免疫功能低下的人群中，尤其是一些患有疾病的人群，像器官移植患者，在手术中会使用免疫拟制剂，导致免疫力低下，在恶性肿瘤治疗中也会影响免疫功能，从而也会导致真菌感染。近年来艾滋病发病率在逐渐上升，像这样的患者自身的免疫系统也遭到了破坏，尤其是晚期艾滋病患者，真菌感染发病率更高，也是导致死亡的主因，因此寻找新型抗真菌药物就更为迫切。

当前，临床上使用范围较广的抗真菌药物有以下几种：多烯类、烯丙胺类、氮唑类、棘白菌素类几种。第一种，多烯类临床使用最早，具体分类有制霉菌素、两性霉素B等，临床经常会使用两性霉素B，这种类型在1966年进入市场在抗菌作用上更强，并且抗菌范围也更广，能有效的拟制真菌不产生耐药性。当前形势下，依然是不少系统性真菌感染人群最为有效的药物。这种药物的药理是通过真菌细胞膜的麦角甾醇接合，形成跨膜的孔洞，从而也更改了真菌细胞膜中的通透效果，从而杀灭体内的真菌。不过两性霉素B还是有很多的副作用并且还比较严重，主要表现在发热、呕吐同时还会损伤肝肾、耳毒性等。不过这种药物在临床上是无法代替的，因此在研究的时候也只有从两性霉素B的脂质体出发，这样也能帮助病人提高耐受力，减少毒副作用。第二种，烯丙胺类，这种类型也有很多种，像萘替芬、阿莫罗芬、特比萘芬等。早在1981年就出现了萘替芬，其中就有烯丙胺结构，所以，这种药物就被定为烯丙胺类的真菌药物类型，该类型药物是在拟制麦角甾醇生物合成过程中的角鲨烯环氧酶而产生功效。当前，主要的作用是治疗浅表真菌感染，而特比萘芬在治疗申克孢子菌感染方面是非常有效的。第三种，氮唑类抗真菌药物在临床上应用更为广泛，其是利用拟制真菌麦角甾醇生物合成中所产生的羊毛甾醇14去甲基化酶而产生效果。第四种，棘白菌素类是新开发的一种类型，其是通过拟制真菌细胞壁而产生的生物合成来催生作用。

2、氮唑类抗真菌药物

在20世纪70年代，从农药中开发出了氮唑类的植物抗真菌剂，这种类型也是最大的一类，在最初开发的氮唑类抗真菌药物中其毒副作用很大，所以只能作用在浅表层真菌感染上，这种类型的药物就包含了咪康唑、益康唑、克霉唑、布康唑、奥昔康唑等很多种。在这些药物中有一个共性，就是其中都含有咪唑环。特康唑中仅含有三氮唑换，只能作为浅表层的真菌感染治疗。酮康唑是首个能口服用于治疗真菌感染的药物，而且还是用于深部感染的类型，不过在毒副作用上也很大，进入1988年，英国出现了伊曲康唑，创造了氮唑类抗真菌药物治疗真菌感染的新篇章。这种药物的毒副作用较小，在口服治疗浅表层真菌感染和深度真菌感染都具有非常好的效果。1990年，三氮唑类抗真菌药氟康唑在美国入市，这种药物最大的特性就是水溶性好，能充分利用到生物特性。不过诸多的真菌在耐药性上都很好，所以市场上也开发出了各种各样的抗菌药物。

3、新型氮唑类化合物

近年来，肿瘤放射治疗和器官移植发生率越来越高，导管和插管也越来越普遍，同时还增加了大量的艾滋病患者，他们在治疗过程中需要大量的使用光谱抗菌素、抗肿瘤药物、免疫制剂，也使得深度真菌感染人群出现了诸多的死亡率。当前形势下，用于治疗这些疾病的氮唑类抗真菌药物基本都是真菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶抑制剂。不过，这种药物对肝肾具有一定的毒性，并且在耐药性上也越来越强，所以，临床使用也更加需要研制一种行之有效的氮唑类抗真菌药物。

本研究在保留氮唑类抗真菌药物基本骨架不变的基础上，通过亲核取代反应和Click反应，将苯基氮唑侧链或噻吩基氮唑侧链引入其中，以此来为整个分子进行调节，包含了其中的电性性质、空间构成体系和脂水分配系统，其目的就是为了能改进化合物中的看真菌活性以及耐药性。本文研究中，将氟康唑作为先导，将其中的基团三唑环、叔醇羟基和2，4-二氟苯基保留下来，继而通过各个环节来进行反应，然后引入到恶二唑环的结构中，从中观察侧链结构是否对指定的化合物活性有影响，以便能从中获得活性良好的化合物类型，将其合成为14个定向化合物。在本文研究中，其目的就是要代替苯甲酸为原料，继而也要合成可代替甲酰肼二硫代酸钾，并且与盐酸作用，继而也能生成恶二唑中的重要中间体，将氧化合物中间体作为原料，并且还要借助开环、两步亲核来代替所反映出来的化合物，在本文研究中，共同合成了14个定向化合物。

本实验研究合成使用试剂均为市售化学纯或分析纯，采用正交试验设计对该反应进行优选，将购买的中间体苯甲酰肼二硫代酸钾（2.5g）加入盛有盐酸溶液（5%）的圆底烧瓶中，冰浴下搅拌反应2h，倒入碎冰（50ml）中，过滤析出固体，滤饼用水洗，用乙醇、二氯甲烷重结晶得白色固体2-巯基-5-苯基-1，3，4-恶二唑（0.94g），收率53%。

研究证明，氮唑类化合物的侧链对化物抗菌活性有较大的影响。本研究实验通过亲核取代反应和Click反应，引入取代苯基氮唑侧链或噻吩基氮唑侧链，共合成14个氮唑类衍生物，其中Click反应是合成的关键步骤。新型氮唑类化合物合成以DMSO作为溶剂，在常温下搅拌反应，终产物中DMSO难以除净，所以，在核磁谱中会存有DMSO中的杂质成分，所以在后面的组合中，通过多次萃取、洗涤以去除产物中的DMSO。从体外抗真菌的结果来看，很多的定向化合物在7种临床治疗中均呈现出了更好的拟制活性的作用。与氟康唑和特比萘芬相比，在保持氮唑类抗真菌药物基本骨架不变的情况下，侧链引入具有较好抗菌活性的苯基氮唑侧链或噻吩基氮唑侧链，能够有效地增强氮唑类衍生物的抗真菌活性，扩大抗菌谱。

4、结论与展望

据临床统计显示，未来，真菌感染将依然呈现上升的态势，所以新型耐药菌株也会逐渐的涌现，从这些方面来说，研发新的抗真菌药物将成为热点。氮唑类抗真菌药物是当前最大类型的药物，在临床应用上也很普遍，这种类型不仅用来治疗真菌感染，并且也能预防敏感人群的真菌感染，在这些方面也依然是研究的热点。氮唑类抗真菌药物在抗真菌的药理上比较类似，因此，在降低药物相互之间的耐药性问题上，急需解决这个问题。本研究通过亲核取代反应和Click反应设计合成目标化合物，同时还借助了微量液体稀释法，用以来检验指定化合物在体外抗真菌活性上的效果，从中也可以看到指定化合物都表示出优质的广谱抗真菌活性，在白色念珠菌活性方面要更高于氟康唑和酮康唑，在此层面上就要更深入的研究其中的关系。

参考文献

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本文系乐山市科技局课题（18JZD045）研究成果