取代的N-[2-(吲哚-3-基)-乙基] -2-氧代-链烷酰胺
本发明涉及一种新型取代的N-[2-(吲哚-3-基)-乙基]-2-氧代-链烷酰胺、其制备方法以及包含它们的抗菌组合物。
US-P5569668公开了一种N-[2-(1H-吲哚-3-基)-乙基]-2-氧代-链烷酰胺及其抗霉菌和抗菌性能，特别是抗葡萄球菌类的性能。特别强调了一种叫做nematophin的化合物，这是一种由Xenorhabdusnematophilus细菌产生的天然化合物。nematophin及其某些衍生物的作用和性质还公开在《Bioorganic&Medicinal ChemistryLetters(生物有机及药物化学文献)，7(1997)1349～1352中。
日益增多的多抗药性细菌病原体使得探索新型抗菌活性物质成为一项紧迫的任务(《化学与工业》1997,131；Drug DiscoveryToday(最新药物发现)1997,47)。nematophin及其已知衍生物的抗菌活性仍不完全令人满意。
本发明提供
1．通式(Ⅰ)的化合物
其中
R1代表任选地支链的C1～C8-烷基或C4～C8-环烷基，
R2独立于R3地代表氢、C1～C4-烷基、C1～C4-烷氧基、C1～C4-烷硫基、苯基或卤素，
R3代表氢、C1～C4-烷基或卤素，以及
R4代表任选支链的C1～C6-烷基、C4～C6-环烷基；苯基，其上任选地取代上1～3个C1～C3-烷基、C1～C3-烷氧基、C1～C3-烷硫基、卤素、硝基或氨基；或者代表苄基，其上任选地取代上1～3个C1～C3-烷基、C1～C3-烷氧基、C1～C3-烷硫基、卤素、硝基或氨基。
通式(Ⅰ)的化合物可以其外消旋物形式或以对映体意义上的纯化合物形式存在，以及以其可用作药物的水合物及酸加成盐的形式存在。
2．制备通式(Ⅰ)化合物的方法
其中
R1代表任选支链的C1～C8-烷基或C4～C8-环烷基，
R2独立于R3地代表氢、C1～C4-烷基、C1～C4-烷氧基、C1～C4-烷硫基、苯基或卤素，
R3代表氢、C1～C4-烷基或卤素，以及
R4代表任选支链的C1～C6-烷基、C4～C6-环烷基；苯基，其上任选地取代上1～3个C1～C3-烷基、C1～C3-烷氧基、C1～C3-烷硫基、卤素、硝基或氨基；或者代表苄基，其上任选地取代上1～3个C1～C3-烷基、C1～C3-烷氧基、C1～C3-烷硫基、卤素、硝基或氨基，
特征在于，通式(Ⅱ)的取代吲哚与通式(Ⅲ)的α-酮基羧酸衍生物进行反应，
其中
R2、R3、R4如上所定义，
其中
Y代表OH或卤素，以及
R1如上所定义，
如果必要，存在一种酸结合剂并且如果必要存在一种稀释剂。
与同类结构的已知典型化合物相比，令人惊奇地是本发明的通式(Ⅰ)化合物具有高得多的抗菌活性。因此，它们适合作为人、畜药用抗菌活性化合物使用。
优选这样的通式(Ⅰ)化合物，其中
R1代表任选支链的C1～C6-烷基或C4～C6-环烷基，
R2独立于R3地代表氢、C1～C2-烷基、C1～C2-烷氧基、C1～C2-烷硫基、苯基、氟、氯或溴，
R3代表氢、C1～C2-烷基或氟或溴，以及
R4代表任选支链的C1～C4-烷基、C4～C6-环烷基；苯基，其上任选地取代上1～3个C1～C2-烷基、C1～C2-烷氧基、氟、氯、溴、硝基或氨基；或者代表苄基，其上任选地取代上1～3个C1～C2-烷基、C1～C2-烷氧基、氟、氯、溴、硝基或氨基，
以及它们的可用作药物的水合物以及酸加成盐。
尤其优选这样的通式(Ⅰ)化合物，其中
R1代表任选支链的C1～C6-烷基或C4～C6-环烷基，
R2独立于R3地代表氢、C1～C2-烷基、C1-C2-烷氧基、氟或氯，
R3代表氢、C1～C2-烷基、氟或氯，以及
R4代表任选支链的C1～C4-烷基、C4～C6-环烷基；苯基，其上任选地取代上1或2个C1～C2-烷基、C1～C2-烷氧基、氟、氯、硝基或氨基；或者代表苄基，其上任选地取代上1或2个C1～C2-烷基、C1～C2-烷氧基、氟、氯、硝基或氨基，
以及它们的可用作药物的水合物以及酸加成盐。
进一步尤其优选这样的通式(Ⅰ)化合物，其中
R1代表最多4个碳原子的支链烷基，
R2和R3代表氢，
R4代表C1～C4-烷基、苯基或苄基。
本发明制备通式(Ⅰ)化合物的方法包括，通式(Ⅱ)的化合物与通式(Ⅲ)，而其中Y是氯的α-酮基羧酸衍生物按照下列反应式进行反应：
通式(Ⅱ)的化合物是已知的(例如，《药物化学杂志》37(1994),4307～4316)或者可由已知方法制备。可举出的通式(Ⅱ)化合物的例子是：
1-甲基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
1-乙基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
1-丙基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
1-异丙基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
1-环戊基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
1-苯基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
1-苄基-3-(2-氨乙基)-吲哚，
(4-氯苄基)-3-(2-氨乙基)-吲哚，
(2，6-二氯苄基)-3-(2-氨乙基)-吲哚。
通式(Ⅲ)的化合物同样也是已知的，而且它们当中的某些有市售供应。通式(Ⅲ)的化合物，而其中Y是卤素者，例如是氯的，可由通式(Ⅲ)中Y是OH的化合物按照已知的方法通过与卤化剂，例如与亚硫酰氯或草酰氯起反应来制备。可举出的化合物(Ⅲ)，而其中Y是OH的例子是：
丙酮酸
2-氧代-丁酸，
2-氧代-戊酸，
2-氧代-4-甲基-戊酸，
2-氧代-3-甲基-戊酸，
环丁基-二羟乙酸，
环戊基-二羟乙酸，
环己基-二羟乙酸。
如果所用起始物料是通式(Ⅲ)，而其中Y是氯的化合物，则通式(Ⅰ)的化合物可在惰性溶剂中在除酸剂存在下进行制备。合适的溶剂例如是卤化烃，如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳；脂族或芳族烃，如甲苯；极性惰性溶剂，如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜或环丁砜。也可使用这些溶剂的混合物。
合适的除酸剂是惯用的酸结合剂，如碱金属或碱土金属的碳酸盐、三甲胺、三乙胺、三丁胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)或者吡啶。
除酸剂的用量，以其中Y是氯的化合物(Ⅲ)的摩尔数量为基准，一般介于80～200mol％。优选采用110～150mol％的用量。
还可在大量过量的吡啶中进行反应，此时吡啶同时起到溶剂和除酸剂的作用。
通式(Ⅱ)与(Ⅲ)的化合物通常以近似等摩尔用量使用。
在该程序中，反应温度在-20～80℃之间变化。优选在-10℃～25℃之间进行。
反应可在大气压压力下，然而也可在提高的压力下进行。一般地，该反应在1bar～100bar，优选在1～10bar之间的压力下进行。
如果起始物料是通式(Ⅲ)的化合物，而其中Y是OH者，则该反应在隋性溶剂中，在通常用于生成酰胺键的助剂存在下进行。合适的溶剂是上面提到的溶剂，例如二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。也可使用这些溶剂的混合物。
合适的助剂例如是N’-(3-二甲氨基丙基)-N-乙基碳化二亚胺(EDC)或二环己基碳化二亚胺(DCC)。
生成酰胺键的合适助剂例如是羟基苯并三唑，在有机碱存在下，例如三乙胺、三丁胺或N-甲基吗啉。通式(Ⅱ)和(Ⅲ)的起始物料以近似等摩尔数量使用。该助剂按照与通式(Ⅲ)化合物近似的等摩尔数量使用。
在该程序中，反应温度可在-20～80℃之间变化。反应优选在-10℃～25℃之间进行。
反应可在大气压压力下，然而也可在提高的压力下进行。一般地，该反应在1bar～100bar，优选在1～10bar之间的压力下进行。
反应结束后，生成的通式(Ⅰ)化合物按照有机化学惯用方法，例如通过结晶或色谱术，进行提纯。
本发明化合物的酸加成盐按照惯用方法制备，例如将该化合物溶解在充足量含水酸中，并利用水混溶性有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮、乙腈，使盐沉淀出来。也可将等当量数量的本发明化合物与酸溶解在水中，然后蒸发至干，或者真空过滤出该沉淀的盐。
本发明的化合物具有强效抗菌作用并具有非常好的抗革兰氏阳性微生物，特别是葡萄球菌的作用。
由于具备这些有用的性质，它们可用作医疗及兽医中的化学治疗活性化合物，以及用于无机和有机材料的防腐物质，尤其是用于所有类型的有机材料，例如聚合物、润滑剂、染料、纤维、皮革、纸及木材，以及食品和水的防腐。
借助本发明化合物，革兰氏阳性细菌，尤其是葡萄球菌以及类似细菌的微生物将得到控制，并可预防、减轻和/或治疗由这些病原体导致的疾病。
即使对于那些认为对其他抗菌剂不太敏感的细菌类别，特别是耐药性金黄色葡萄球菌，本发明化合物仍旧表现出令人惊奇的活性增强。
本发明化合物对于细菌以及类似细菌的微生物具有特殊活性。因此，它们特别适合在人、兽医疗中，用于由这些病原体引起的局部及系统感染的预防及化学疗法。
该化合物还适合用来控制原生动物疾病(protozoonoses)以及蠕虫病。
本发明化合物可采取各种各样的药物制剂形式给药。可举出的优选药物制剂是片剂、包衣片剂、胶囊、丸剂、粒剂、栓剂、注射制剂以及可口服溶液、悬浮体以及乳液，乃至糊剂、软膏、凝胶、乳膏、洗剂、粉末以及喷雾剂。
该活性化合物优选地适合用来控制在生产性、配种、动物园、实验室以及实验用的动物及宠物的动物饲养以及动物繁殖过程中出现的各种细菌疾病。在这方面，它们具有对所有或者各个发展阶段以及对耐药性及一般敏感性菌株的抗菌活性。通过对各种细菌疾病或障碍的控制，死亡率以及减产(例如，肉、奶、羊毛、生皮、蛋、蜂蜜等的生产)应得到减轻，因此，由于采用此种活性化合物，可使得动物饲养的成本降低或变得更为简单。
生产以及配种用动物包括哺乳类，例如牛、马、绵羊、猪、山羊、骆驼、水牛、驴、兔子、黄占鹿、驯鹿；毛皮动物如貂、灰鼠、浣熊；禽类，如鸡、鹅、火鸡、鸭、鸽子以及各种各样家养或动物园饲养的鸟类。它们还包括生产或观赏鱼。
实验室及实验用动物包括小鼠、大鼠、豚鼠、金黄色仓鼠、狗和猫。
通常，为达到有效结果，约0.5～约50mg，优选1～20mg活性化合物/kg体重/日的给药量，已证明是有利的。
该活性化合物还可与动物的饲料和饮水一起喂入。
饲料和食物包含0.01～100ppm，优选0.5～50ppm活性化合物并混有合适的可食材料。
此种饲料或食物既可用于治疗也可用于预防的目的。
此种饲料或食物是通过包含0.5～30％，优选1～20wt％活性化合物的浓缩物或预混物与普通饲料中使用的可食用有机或无机载体混合物混合在一起配制的。可食用载体例如是玉米粉或者玉米及大豆粉或者无机盐，其中优选地包含少量可食用防扬灰油，例如玉米油或豆油。然后，如此获得的预混物可加入到整个饲料中并随即将其喂给动物。
曾通过连续稀释法在等敏感度试验琼脂(Oxoid)上测定过本发明化合物的最低抑菌浓度(MIC)。就每种试验物质而言，制备数个琼脂平面，在每个琼脂平面上滴加加倍稀释液，逐渐降低所包含的活性化合物浓度。该琼脂平面在多点孵化器(Denley)中进行孵化。采用病原体的过夜培养物进行接种，其中包含预先经过稀释以便使每个接种点包含约104个能形成菌落的颗粒。将接种后的琼脂平面置于37℃下孵化，约20 h后读取细菌生长数值。MIC值(μg/mL)指出最低活性化合物浓度，在该浓度时用肉眼无法观察到生长。
下表中给出某些本发明化合物的MIC值。下面给出由US5569608得知的化合物A或B，作为对照化合物。
对照化合物A
对照化合物B
表：MIC值(μg/ml)*实际临床分离菌
活性化合物制备
实例1
在0℃并以冰冷却的情况下，0.9g 2-氧代-3-甲基-戊酰氯滴加到1g 1-甲基色胺溶于5mL吡啶的溶液中。让混合物暖至室温，然后搅拌过夜。随后，反应混合物与水混合并用乙醚萃取3次。该有机相随后相继用饱和氯化铵溶液、5％浓度氢氧化钠水溶液、水及饱和氯化钠溶液进行萃取，置于硫酸钠上干燥，最后在减压下浓缩。所获得的残留物在硅胶上进行色谱分离(二氯甲烷/甲醇，99∶1)。于是获得0.31g油状产物。
1H-NMR(400 MHz,CDCl3)：δ=0,88(t,3H),1,09(d,3H),1,35-1,45(m,1H),1,57-
1,68(m,1H),1,95-2,05(m,1H),2,93-3,03(m,2H),3,55-3,63(m,2H),3,75(s,3H),
5,53(s,br,1H),6,87(s,1H),7,12(m,1H),7,25(m,1H),7,32(m,1H),7,6(m,1H)
ppm。
MS/EI(-70ev)：m/e=286(M+,5％),157(32％),144(100％)。
实例2
在-30℃，1.34g 1-羟基-1H-苯并三唑水合物(HOBT)及1.68gN’-(3-二甲氨基丙基)-N-乙基碳化二亚胺盐酸盐EDC)加入到0.91g4-甲基-2-氧代-戊酸溶于40mL DMF的溶液中。将混合物搅拌半小时，然后在其中加入1.22g 1-甲基-色胺溶于5mL DMF的溶液。随后，加入三乙胺，以便使pH达到约9。混合物在0℃搅拌1h，然后任其暖至室温，继而在室温下搅拌过夜。反应混合物在减压下浓缩，残留物在乙酸乙酯中萃取。该溶液相继地用水、碳酸钠水溶液以及饱和氯化钠水溶液萃取，然后在硫酸钠上干燥，最后在减压下浓缩。残留物在硅胶上进行色谱分离(二氯甲烷/甲醇，99∶1)。于是获得1.34g粘稠油状物。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)：δ=0,94(d,J=6,6 Hz；6H),2,1-2,2(m；1H),2,79(d,J=6,8 Hz；2H),3,0(m；2H),3,58-3,63(m；2H),3,76(s；3H),6,89(s；1H),7,05(m,br；1H),7,1(m；1H),7,23(m；1H),7,3(m；1H),7,58(m；1H)ppm。
实例3
按照类似于实例2的程序，由0.91g 3-甲基-2-氧代-戊酸及1.43g1-异丙基色胺制取0.53g油状目标化合物。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)：δ=0,88(t,3H),1,1(d,3H),1,35-1,45(m,1H),1,52(d,6H),1,67-1,78(m,1H),3,02(m,2H),3,47-3,55(m,1H),3,63(m,2H),4,6-4,7(m,1H),7,03(s,br,1H),7,07(s,1H),7,12(m,1H),7,22(m,1H),7,37(m,1H),7,59(m,1H)ppm。
实例4
按照类似于实例2的程序，由0.91g 4-甲基-2-氧代-戊酸及1.43g1-异丙基色胺制取0.5g粘稠油状产物。1H-NMR(400 MHz，CDCl3)：δ=0,94(d,6H),1,52(d,6H),2,1-2,2(m,1H),2,8(d,2H),3,0(m,2H),3,62(m,2H),4,6-4,7(m,1H),7,03(s,br,1H),7,07(s,1H),7,12(m,1H),7,22(m,1H),7,37(m,1H),7,58(m,1H)ppm。
实例5
按照类似于实例2的程序，由0.65g 4-甲基-2-氧代-戊酸及1.2g 1-苯基色胺制取0.53g产物。
1H-NMR(400 MHz,CDCl3)：δ=0,94(d,J=6,6 Hz；6H),2,1-2,2(m；1H),2,80(d,
J=7 Hz；2H),3,04-3,1(m；2H),3,65-3,72(m,2H),7,12(m,br；1H),7,17-7,28(m；
3H),7,32-7,38(m；1H),7,47-7,55(m；4H),7,58(m；1H),7,67(m；1H)ppm。
实例6
按照类似于实例2的程序，由0.91g 3-甲基-2-氧代-戊酸及1.75g 1-苄基色胺制取1.43g油状产物。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)：δ=0,86(t,3H),1,08(d,3H),1,33-1,43(m,1H),1,65-1,75(m,1H),3,01(m,2H),3,45-3,55(m,1H),3,63(m,2H),5,29(s,2H),6,97(s,1H),7,05(s,br,1H),7,12(m,3H),7,18(m,1H),7,23-7,35(m,4H),7,62(m,1H)ppm。
实例7
按照类似于实例2的程序，由0.91g 4-甲基-2-氧代-戊酸及1.75g 1-苄基色胺制取1.08g产物。
熔点：82～3℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)：δ=0,93(d,6H),2,1-2,2(m,1H),2,79(d,2H),3,0(m,2H),3,62(m,2H),5,29(s,2H),6,96(s,1H),7,05(s,br,1H),7,12(m,3H),7,2(m,1H),7,25-7,35(m,4H),7,6(m,1H)ppm。