一类呋喃香豆素类化合物及其用途

摘要

本发明涉及一类呋喃香豆素类化合物及其用途。具体而言，涉及一类由通式I表示的新型呋喃香豆素类化合物及其作为有效成分在制备治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物中的用途，特别是作为有效成分在制备治疗或预防由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物中的用途。

权利要求

1.由下面通式I表示的呋喃香豆素类化合物：

其中：

当R2、R3和R4同时为氢且X为氧时，R1为卤素、C1-C4烷氧基甲基或乙酰氧甲基；或者当R1和R4同时为氢，R3为甲氧基且X为氧时，R2为二乙胺基甲基、硝基苯胺基甲基或甲氧基苯胺基甲基；或者当R1、R2和R3同时为氢且X为氧时，R4为醛基、卤代甲基、羟甲基、乙酰氧甲基或甲氧基甲基；或者当R1、R2和R3同时为氢且R4为甲基时，X为硫。

2.根据权利要求1所述的呋喃香豆素类化合物，其中所述化合物为选自下列化合物中的一种：

3.由下面通式I表示的的呋喃香豆素类化合物作为有效成分在制备治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物中的用途：其中：

当R2、R3和R4同时为氢且X为氧时，R1为卤素、C1-C4烷氧基甲基或乙酰氧甲基；或者当R1和R4同时为氢，R3为甲氧基且X为氧时，R2为C3-C4烷氧基甲基、二乙胺基甲基、硝基苯胺基甲基或甲氧基苯胺基甲基；或者当R1、R2和R3同时为氢且X为氧时，R4为醛基、卤代甲基、羟甲基、乙酰氧甲基或甲氧基甲基；或者当R1、R2和R3同时为氢且R4为甲基时，X为硫。

4.根据权利要求3所述的用途，其中所述化合物为选自下列化合物中的一种：

5.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述与细菌感染相关的疾病包括与大肠杆菌或藤黄微球菌感染相关的疾病。

6.权利要求3或4中所述的呋喃香豆素类化合物作为有效成分在制备治疗或预防由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物中的用途。

7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于，所述由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病包括由幽门螺旋杆菌引起或介导的活动性胃炎、胃糜烂、十二指肠溃疡、胃淋巴组织淋巴瘤及胃癌。

8.一种用于治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物组合物，其包含权利要求3或4中所述的呋喃香豆素类化合物作为有效成分以及药用辅料。

9.一种用于治疗或预防由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物组合物，其包含权利要求3或4中所述的呋喃香豆素类化合物作为有效成分以及药用辅料。

说明书

一类呋喃香豆素类化合物及其用途

技术领域

[0001] 本发明属于药物应用技术领域。具体而言，本发明涉及一类新型呋喃香豆素类化合物及其作为有效成分在制备治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物中的用途，特别是作为有效成分在制备治疗或预防由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物中的用途。

背景技术

[0002] 幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori，Hp)为螺旋形微需氧的革兰氏阴性杆菌，存在于人的胃粘膜。现代研究显示，活动性胃炎、消化性溃疡及胃癌等疾病的发生和治疗均与幽门螺旋杆菌密切相关：活动性胃炎、胃糜烂患者中Hp检出率达95％，根除Hp可使胃炎症状消退；胃溃疡、十二指肠溃疡患者中Hp检出率分别达70-100％和90-100％，根除Hp，可加速溃疡愈合，并降低复发率；胃淋巴组织淋巴瘤患者Hp检出率＞90％，且Hp感染率高的胃淋巴组织淋巴瘤发病率高，根除Hp，胃淋巴组织淋巴瘤会消退；Hp可致胃癌，1994年国际癌症研究机构(IARC)将Hp列为人类I类致癌源；Hp还可致肠腺化生或不典型增生，其患者都必须进行根除Hp的治疗。以上幽门螺旋杆菌感染与活动性胃炎、消化性溃疡及胃癌等多种疾病的相关性见于文献(胡伏莲，周殿元主编，幽门螺旋杆菌感染的基础与临床(修订版)，北京：中国科学技术出版社，2002)之中，已是专业人士共识。

[0003] 统计资料显示，全世界约有50％以上的人口感染幽门螺旋杆菌，发展中国家中的感染尤为严重，成年人中达到60-80％。目前国内外都采用抗内分泌药及抗生素联合疗法来治疗Hp的感染，但由于副作用大，病人耐受性差，还产生耐药性，疗效及应用受到了影响。因此，寻找效果显著的抗Hp感染药物是人们关注的研究课题。

[0004] 呋喃香豆素类化合物为香豆素类的6，7或7，8位与呋喃基(见呋喃)并合而成的化合物的总称。已知一些呋喃香豆素类化合物如补骨脂素(psoralen)、8-甲氧基补骨脂素(8-methoxypsoralen)等具有良好的抗菌作用，能显著抑制大肠杆菌、藤黄微球菌的生长，其药理实验结果可见于下列文献：

[0005] 1.Ulate-Rodriguez J.Inhibition of Listera monocytogenes，Eschericha coli0157-H7 and Mierocoeeus luteus by linear furanocoumarins：In culture media[J].J Food Prot，1997，60(9)，1046-1049；

[0006] 2.Ulate-Rodriguez J.Inhibition of Listeria monocytogenes，Eschericha coli0157-H7 and Mierocoeeus luteus by linear furanocoumarins：In a model foodsystem[J].J Food Prot，1997，60(9)，1050-1053；

[0007] 本发明人在对大量化合物抗Hp活性筛选的基础上，首次发现呋喃香豆素类化合物令人惊奇地具有良好的体外抗幽门螺旋杆菌作用，由此可以对由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病具有治疗或预防作用，并对胃窦和/或胃体胃粘膜固有层可见淋巴细胞、嗜酸性细胞、浆细胞等慢性炎细胞浸润和/或中性粒细胞浸润等Hp感染相关的阳性病变具有良好的修复作用，从而在制药领域具有潜在的用途。在此基础上，有必要深入研究该类化合物结构与活性之间的关系，以寻找活性更强的呋喃香豆素类化合物。本发明的发明人利用已知呋喃香豆素类化合物设计合成了一类新型的呋喃香豆素类化合物，由此完成了本发明。

发明内容

[0008] 本发明的一个目的是提供一类新型呋喃香豆素类化合物。

[0009] 本发明的另一目的是提供所述新型呋喃香豆素类化合物作为有效成分在制备治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物中的用途，特别是作为有效成分在制备治疗或预防由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物中的用途

[0010] 本发明的又一目的是提供一种包含所述新型呋喃香豆素类化合物作为有效成分的药物组合物。

[0011] 本发明的新型呋喃香豆素类化合物为由下面通式I表示的一种化合物：

[0012]

[0013] 其中：

[0014] 当R2、R3、R4同时为氢且X为氧时，R1为卤素、C1-C4烷氧基甲基或乙酰氧甲基等；或者

[0015] 当R1、R4同时为氢，R3为甲氧基且X为氧时，R2为C3-C4烷氧基甲基、二乙胺基甲基、硝基苯胺基甲基或甲氧基苯胺基甲基等；或者

[0016] 当R1、R2、R3同时为氢且X为氧时，R4为醛基、卤代甲基、羟甲基、乙酰氧甲基、甲氧基甲基等；或者

[0017] 当R1、R2、R3同时为氢且R4为甲基时，X为硫。

[0018] 本发明的新型呋喃香豆素类化合物的具体实例见表1，其部分物理性质及理化数据见表2

[0019] 表1：本发明涉及的呋喃香豆素类化合物的结构

[0020]

[0021]

[0022] 表2：本发明涉及的呋喃香豆素类化合物的物理性质及理化数据

[0023]

[0024]

[0025] 本发明特别优选的化合物为下列化合物：

[0026]

[0027]

[0028] 本发明的新型呋喃香豆素类化合物的合成原料为补骨脂素、8-甲氧基补骨脂素或4-甲基呋喃香豆素。补骨脂素和8-甲氧基补骨脂素可以从豆科植物如补骨脂中采用一般的化学提取、分离方法大量制备；也可和4-甲基呋喃香豆素一样利用工业原料经现有的有机合成方法制得。它们具体的分离方法或合成方法公开于下列文献中：

[0029] 1.范菊娣.从补骨脂中分离鉴定补骨脂素和异补骨脂素[J].贵阳医学院学报，2003，28(2)，171，174；

[0030] 2.Bang-Le Zhang，Fang-Dao Wang，Jian-Min Yue.A new efficient method forthe total synthesis of linear furocoumarins.Synlett 2006，4，567-570；

[0031] 3.Bang-Le Zhang，Fang-Dao Wang，Jian-Min Yue.A concise andefficientsynthesis of linear furocoumarins：psoralen and 4-methylpsoralen.SyntheticCommunications，2007，37，63-70，

[0032] 这些文献以引用的方式将其全部内容并入本文。

[0033] 本发明的新型呋喃香豆素类化合物，可以采用以下流程之一制备。

[0034] R-1：

[0035]

[0036] 其中，R1为卤素、C1-C4烷氧基甲基或乙酰氧甲基。

[0037] 以补骨脂素为原料，在四氯化碳溶剂中与n-溴代丁二酰亚胺(NBS)或n-氯代丁二酰亚胺(NCS)回流反应适当时间得到通式(II)的化合物；或者在冰醋酸中与甲基氯甲醚(MOMCl)在室温下反应适当时间得到2′-(氯代甲基)呋喃香豆素，再将2′-(氯代甲基)呋喃香豆素与醇化合物(例如甲醇、乙醇和丁醇)回流反应适当时间得到通式(II)的化合物；或者将2′-(氯代甲基)呋喃香豆素在醋酸钠和冰醋酸的存在下与醋酐在110℃下反应适当时间得到通式(II)的化合物。

[0038] R-2：

[0039]

[0040] 其中，R2为C3-C4烷氧基甲基、二乙胺基甲基、硝基苯胺基甲基或甲氧基苯胺基甲基。

[0041] 以8-甲氧基补骨脂素为原料，在冰醋酸中与MOMCl在室温下反应适当时间得到5-(氯代甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素，再将5-(氯代甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素与醇化合物(例如丙醇和丁醇)回流反应适当时间得到通式(III)的化合物；或者将5-(氯代甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素在无水碳酸钾和丙酮的存在下与胺类化合物(例如二乙胺、对硝基苯胺和对甲氧基苯胺)回流反应适当时间得到通式(III)的化合物。

[0042] R-3：

[0043]

[0044] 以4-甲基呋喃香豆素为原料，在甲苯中与P2S5回流反应适当时间得到4-甲基硫代呋喃香豆素；或者在二甲苯中与氧化剂(例如二氧化硒)回流反应适当时间得到4-醛基呋喃香豆素；然后将4-醛基呋喃香豆素用还原剂(例如硼氢化钠)还原得到4-羟甲基呋喃香豆素；再将4-羟甲基呋喃香豆素在吡啶和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的存在下与醋酸酐反应过夜得到4-(乙酰氧甲基)呋喃香豆素；或者将4-羟甲基呋喃香豆素在三苯基膦的存在下与卤代试剂(例如PBr3)反应得到4-(卤代甲基)呋喃香豆素；再将4-(卤代甲基)呋喃香豆素在Ag2O的存在下与甲醇回流反应适当时间得到4-(甲氧甲基)呋喃香豆素。

[0045] 进而，本发明提供了根据本发明的新型呋喃香豆素类化合物一种用途，其作为有效成分用于制备治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物。

[0046] 所述与细菌感染相关的疾病例如为与大肠杆菌、藤黄微球菌或幽门螺旋杆菌感染相关的疾病。

[0047] 根据本发明的新型呋喃香豆素类化合物特别适合作为有效成分用于制备治疗或预防由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物。所述由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病包括由幽门螺旋杆菌引起或介导的活动性胃炎、胃糜烂、十二指肠溃疡、胃淋巴组织淋巴瘤及胃癌，但是不限于这些。

[0048] 此外，本发明还提供一种用于治疗或预防与细菌感染相关的疾病的药物组合物，特别是用于治疗由幽门螺旋杆菌引起或介导的疾病的药物组合物。所述药物组合物包含根据本发明的新型呋喃香豆素类化合物作为有效成分以及药用辅料。所述药学辅料为本领域技术人员公知的，例如赋形剂、填充剂、粘合剂、崩解剂、润湿剂、表面活性剂等。其用量也为本领域技术人员的常规选择。

[0049] 以下将以具体的实施例来举例说明本发明部分化合物的制备和其药理活性，但对本领域的技术人员来说，在本发明的启示下，可以对本发明的技术方案作出种种修改和变化。在不背离本发明的精神和范围的情况下，所附的权利要求书覆盖本发明范围内的所有这些修改。

具体实施方式

[0050] 1H-NMR用Bruker AM-400型仪测定。IR用Perkin-Elmer 577测定。质谱用Finnigan MAT 95测定。熔点使用上海科学仪器公司 X-4仪测定。所有试剂均购自国药集团上海试剂公司。除另有说明外，所有溶剂在使用前均经过重新蒸馏，所使用的无水溶剂均是按标准方法干燥处理获得。除另有说明外，所有反应均是在氮气保护下进行并TLC跟踪。产品的纯化除另有说明外均使用硅胶(200～300目)柱色谱法，其中硅胶(200～300目)由青岛海洋化工厂生产，GF-254薄层硅胶板由烟台江友硅胶开发有限公司生产。

[0051] 实施例1：Zb-2a和Zb-2b的合成

[0052]

[0053] Zb-2a R1＝Br

[0054] Zb-2b R1＝Cl

[0055] (i)NBS/NCS，CCl4，回流，9h

[0056] 在10mL的圆底烧瓶中加入21.6mg补骨脂素，1.1当量(eq.)的NBS，和5mL的四氯化碳。搅拌下升温至回流反应9h。冷却，减压蒸除溶剂后，粗产物经快速硅胶柱层析(石油醚∶CH2Cl2＝1∶1)得目标化合物2′-溴呋喃香豆素Zb-2a，为淡黄色固体，收率32％。

[0057] 除了使用NCS代替2′-溴呋喃香豆素合成步骤中的NBS以外，以相同的步骤合成2′-氯呋喃香豆素Zb-2b，为灰白色固体，收率25％。

[0058] 实施例2：化合物Zb-4a～Zb-4c和Zb-4d的合成

[0059]

[0060] Zb-4a：R＝OMe，

[0061] Zb-4b：R＝OEt，

[0062] Zb-4c：R＝OBu-n，

[0063] Zb-4d：R＝OAc，

[0064] (i)MOMCl，HOAc，室温，36h；(ii)Zb-4a～Zb-4c：ROH(R＝Me，Et，n-Bu)，回流，3h；

[0065] Zb-4d：NaOAc，HOAc，(Ac)2O，110℃，3h；

[0066] 步骤2.1：在25mL的圆底烧瓶中加入300mg补骨脂素和10mL冰醋酸。搅拌均匀后，加入2mL MOMCl于上述反应体系中。室温搅拌下，密封反应直至原料消失(约36h，TLC检测)。加水20mL，EtOAc萃取(30mL×3)，饱和碳酸氢钠洗涤，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸除溶剂后，粗产物经快速硅胶柱层析梯度洗脱(石油醚∶EtOAc＝4∶1～2∶1)得221mg化合物2′-(氯代甲基)呋喃香豆素，为白色针状固体，收率68％。mp 164-166℃；
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.79(d，J＝10.0Hz，1H)，7.64(s，1H)，7.46(s，1H)，6.80(s，1H)，
6.39(d，J＝10.0Hz，1H)，4.70(s，2H)。

[0067] 步骤2.2：在10mL的圆底烧瓶中加入40mg的2′-(氯代甲基)呋喃香豆素和5mL无水甲醇。搅拌均匀后加热回流反应24h直至原料消失(TLC检测)。减压蒸除溶剂，粗产物经硅胶快速柱层析(石油醚∶EtOAc＝3∶1)得34mg化合物2′-(甲氧甲基)呋喃香豆素Zb-4a，收率83％，为白色片状固体。

[0068] 类似地，除了用乙醇或正丁醇代替2′-(甲氧甲基)呋喃香豆素合成步骤中的甲醇作为溶剂进行回流反应以外，以相同的步骤分别合成化合物2′-(乙氧甲基)呋喃香豆素Zb-4b(收率74％，白色固体)和2′-(正丁氧甲基)呋喃香豆素Zb-4c(收率80％，白色固体)。

[0069] 步骤2.3：在10mL的圆底烧瓶中加入50mg的2′-(氯代甲基)呋喃香豆素，25mg醋酸钠，2mL醋酐和2mL冰醋酸。搅拌下加热到110℃反应，直至原料消失(约3h，TLC检测)。冷却，加水10mL，EtOAc萃取(20mL×3)，饱和碳酸氢钠洗涤，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸除溶剂后，粗产物经快速硅胶柱层析(石油醚∶EtOAc＝4∶1)得42mg化合物2′-(乙酰氧甲基)呋喃香豆素Zb-4d，收率76％，为白色柱状固体。

[0070] 实施例3：化合物Zb-11c～Zb-11g的合成

[0071]

[0072] R＝OPr-n，OBu-n，NEt2，

[0073] NHPh-p-NO2，NHPh-p-OMe

[0074] (i)MOMCl，HOAc，室温，14h；(ii)Zb-11c～Zb-11d：ROH(R＝n-Pr，n-Bu)，回流；

[0075] Zb-11e～Zb-11g：Et2NH(或p-NO2PhNH2，或p-MeOPhNH2)，K2CO3，丙酮，回流，3h；

[0076] 步骤3.1：在25mL的圆底烧瓶中加入500mg 8-甲氧基补骨脂素和3mL冰醋酸。搅拌均匀后，加入1mL MOMCl于上述反应体系中。室温搅拌下，密封反应直至原料消失(约
14h，TLC检测)。加水20mL，CH2Cl2萃取(30mL×3)，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸除溶剂后，粗产物经快速硅胶柱层析梯度洗脱(石油醚∶丙酮＝6∶1～3∶1)得480mg化合物5-(氯代甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-10，为白色固体，收率79％。mp 204-205℃；
1 6
H NMR(400MHz，DMSO-d)δ8.39(d，J＝10.0Hz，1H)，8.12(d，J＝2.4Hz，1H)，7.28(d，J＝
2.4Hz，1H)，6.48(d，J＝10.0Hz，1H)，4.92(s，2H)，4.15(s，3H)。

[0077] 步骤3.2：在10mL的圆底烧瓶中加入40mg Zb-10和3mL无水正丙醇。搅拌均匀后加热回流反应24h。减压蒸除溶剂，粗产物经快速柱层析(石油醚∶丙酮＝5∶1)得化合物5-(正丙氧甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-11c：收率69％，白色固体。

[0078] 类似地，除了用正丁醇代替5-(正丙氧甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素合成步骤中的正丙醇作为溶剂进行回流反应以外，以相同的步骤合成化合物5-(正丁氧甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-11d，收率74％，为白色针状固体。

[0079] 步骤3.3：在10mL的圆底烧瓶中加入70mg Zb-10，23mg二乙胺(1.2eq.)，55mg无水碳酸钾(1.5eq.)和5mL干燥丙酮。搅拌下回流反应3h。过滤，丙酮洗涤。减压蒸除溶剂，粗产物经快速柱层析(石油醚∶丙酮＝5∶1)得43mg 5-(二乙胺甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-11e，收率54％，白色固体。

[0080] 类似地，除了用对硝基苯胺或对甲氧基苯胺为反应物替换5-(二乙胺甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-11e合成步骤中的二乙胺以外，以相同的步骤分别合成化合物5-(对硝基苯胺甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-11f(收率60％，淡黄色固体)和5-(对甲氧基苯胺甲基)-8-甲氧基呋喃香豆素Zb-11g(收率50％，白色固体)。

[0081] 实施例4：化合物Zb-23～Zb-26的合成

[0082]

[0083] (i)SeO2，二甲苯，回流，18h；(ii)NaBH4，MeOH，室温，30min；(iii)(Ac)2O，DMAP，吡啶，室温，过夜；(iv)PBr3，PPh3，THF，室温，2h；(v)MeOH，Ag2O，回流，18h；

[0084] 步骤4.1：在10mL的圆底烧瓶中加入150mg 4-甲基呋喃香豆素，291mg二氧化硒(3.5eq.)和5mL无水二甲苯。搅拌均匀后氮气保护下加热到回流并反应18h(TLC监测)。减压蒸除溶剂后，残余物经快速柱层析(PE∶EtOAc＝4∶1)得110mg目标产物4-醛基呋喃香豆素Zb-23，为白色粉末，收率69％。

[0085] 步骤4.2：将90mg Zb-23溶于5mL无水甲醇中，搅拌下分批加入32mg硼氢化钠(2eq.)，控制时间＞10min。加完后，继续室温搅拌反应30min。加入0.5M盐酸5mL，EtOAc(20mL×3)萃取。合并有机层，饱和食盐水(5mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸除溶剂后，残余物经快速硅胶柱层析梯度洗脱(石油醚∶丙酮＝3∶2～1∶1)得76mg目标产物4-羟甲基呋喃香豆素Zb-24a，为白色固体，收率84％。

[0086] 步骤4.3：在5mL的圆底烧瓶中加入19mg Zb-24a，2滴醋酸酐，1mgDMAP和2mL无水吡啶。室温下搅拌过夜。加入冰水5mL，乙酸乙酯萃取(10mL×3)，1M HCl洗涤，饱和食盐水洗。合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸除溶剂，粗产物经快速柱层析(石油醚∶丙酮＝4∶1)得18mg 4-(乙酰氧甲基)呋喃香豆素Zb-24b，为白色固体，收率79％。

[0087] 步骤4.4：在10mL的圆底烧瓶中加入36mg Zb-24a，52mg三苯基膦和3mL无水THF。冷却到0℃，搅拌下滴加入54mg PBr3。室温搅拌2h。加入5mL水，乙酸乙酯萃取(15mL×3)。
合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸除溶剂，粗产物经快速柱层析(石油醚∶丙酮＝4∶1)得34mg 4-(溴代甲基)呋喃香豆素Zb-25，为白色固体，收率73％。

[0088] 步骤4.5：在10mL的圆底烧瓶中加入22mg Zb-25，15mg Ag2O和3mL无水甲醇。搅拌下回流反应18h。过滤，乙酸乙酯洗涤，减压蒸除溶剂，粗产物经快速柱层析(石油醚∶丙酮＝4∶1)得14mg 4-(甲氧甲基)呋喃香豆素Zb-26，为白色固体，收率61％。

[0089] 实施例5：化合物Zb-28的合成

[0090]

[0091] (i)P2S5，甲苯，回流，3-5h；