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含苯并噻唑的硫脲嘧啶衍生物的合成及抗菌活性评价

崔朋雷 ,  刘娜 ,  陈华 ,  李小六

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引用本文: 崔朋雷, 刘娜, 陈华, 李小六. 含苯并噻唑的硫脲嘧啶衍生物的合成及抗菌活性评价[J]. 有机化学, 2018, 38(10): 2784-2790. doi: 10.6023/cjoc201801040 shu
Citation:  Cui Penglei, Liu Na, Chen Hua, Li Xiaoliu. Synthesis and Antibacterial Activity Evaluation of the Thiouracil Derivatives Containing Benzothiazole[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2018, 38(10): 2784-2790. doi: 10.6023/cjoc201801040 shu

含苯并噻唑的硫脲嘧啶衍生物的合成及抗菌活性评价

  • a.

    河北大学化学与环境科学学院 河北省化学生物学重点实验室 保定 071002

  • b.

    河北农业大学理学院 保定 071001

    • 通讯作者: 陈华, hua-todd@163.com; 李小六,
  • 基金项目:

    河北农业大学理工基金（No.LG20150503）资助项目

摘要: 2-氨基苯并噻唑衍生物和对氯甲基苯甲酰氯反应合成中间体N-（苯并[d]噻唑-2-基）-4-（氯甲基）苯甲酰胺（5），进一步与4-氧代-6-苯基-2-硫代-1，2，3，4-四氢嘧啶-5-腈（6）反应，合成了一系列未见报道的含苯并噻唑的硫脲嘧啶类化合物7.通过红外光谱、质谱、核磁共振谱和元素分析等方法对化合物进行了结构表征.测试了化合物7对解淀粉芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑菌活性.24 h抑菌试验结果显示，部分化合物对供试的菌株具有较强的抑制活性.

English

  • 随着抗生素在临床治疗上的广泛使用(甚至滥用), 产生了越来越严重的细菌耐药性问题, 这导致一些抗生素的疗效下降甚至失效, 一些非致病性细菌如变形杆菌、绿脓杆菌等成为致病菌, 甚至出现了对大部分抗菌药物都不敏感的“超级细菌”[1, 2].细菌耐药性被世界卫生组织(WHO)看作是21世纪最大的公共卫生安全问题之一, 引起了广泛关注, 在这种情况下, 迫切需要开发新型的抗菌药物[3].

    Wang等报道了硫脲嘧啶类化合物1(图 1)具有较强的抗菌活性, 并进一步揭示了该类化合物作用于仅存在于细菌体内的SecA靶点[4~7].最近, 我们和Wang课题组合作[8, 9], 通过优势药效团拼接, 对化合物1的结构进行修饰改造, 保留原有的硫脲嘧啶结构, 引入具有抗菌活性的酰基硫脲或三氮唑并噻二唑基团, 得到了一系列新型的硫脲嘧啶类衍生物.抑菌实验结果表明这些化合物也具有较强的抗菌活性及SecA抑制活性, 其结构中引入卤原子会增强抗菌活性, 如化合物2具有很强的抗菌活性[8].苯并噻唑是由苯环和噻唑环稠合而成的一类非常重要的含氮杂环[10, 11], 具有内吸性高与毒性低的特点.含该稠杂环的化合物具有广泛的生物活性, 如抗癌[12]、消炎[13]、抗菌[14~18]等, 如Suresh等[15]将嘧啶药效团引入到苯并噻唑结构中合成的系列含苯并噻唑的化合物, 具有较强的抗菌活性, 如化合物3对金黄色葡萄球菌与化脓性链球菌的最低抑菌浓度(MIC)可达到12.5 μg/mL; Piet课题组[16]合成了一系列含吡唑基团的苯并噻唑类化合物, 也具有较强的抗菌活性, 如化合物4对金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌的最低抑菌浓度(MIC值)为3.30 μg/mL.

    图 1

    图 1.  化合物1~4的结构
    Figure 1.  Structures of compounds 1~4
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    最近, 我们课题组在原有工作基础上继续对具有新型抗菌作用机制的化合物1(图 1)的结构进行修饰, 在其结构中引入苯并噻唑药效团, 得到15个未见报道的含苯并噻唑的硫脲嘧啶类化合物7, 合成路线如Scheme 1所示.测试了化合物7对于人体中重要的病原菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)及解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的抑制活性.

    图式 1

    图式 1.  化合物7的合成路线
    Scheme 1.  Synthetic route of compounds 7
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    1.   结果与讨论

    1.1   合成与结构确定

    在哌啶作用下, 芳香醛、硫脲、氰基乙酸乙酯三组分一锅法反应得到硫脲嘧啶中间体6[6], 收率为50%~75%.芳香醛苯环上取代基对产率影响较大, 如芳香醛苯环连有空间位阻较大的苯基(即4-Ph)时产率较低. 2-氨基苯并噻唑衍生物与对氯甲基苯甲酰氯溶解在干燥的四氢呋喃中, 在室温条件下反应得到中间体5, 这步反应过程中消除的氯化氢会使反应体系酸度增加, 使2-氨基苯并噻唑衍生物中的氨基质子化, 降低其反应活性.因此, 为了使反应顺利进行, 加入碱性物质(如三乙胺)做缚酸剂.在碳酸钾作用下, 中间体5和6在乙腈中回流反应得到目标产物7.

    以化合物7a结构为例, 红外光谱中在3394 cm-1附件出现N—H的伸缩振动吸收峰, 在1645与1680 cm-1两处出现明显的C=O的伸缩振动吸收峰.核磁共振谱图中化学位移δ 4.38处的单峰是硫原子和苯环之间的CH2的质子信号峰, 其它为苯环上的质子信号峰.

    1.2   抑菌活性评价

    采用平板菌落计数法测试了新合成化合物的抗菌活性, 供试菌株包括:解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis), 诺氟沙星作为对照, 测试药品浓度为25 μg/mL, 结果见表 1.试验结果显示, 大部分新合成的化合物对供试菌株具有较强的抑制活性, 在24 h抑菌试验中, 化合物7c、7j、7n表现出广谱的抗菌活性, 对解淀粉芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的抑制率都达到100%, 这明显高于对照诺氟沙星对这三种菌株的抑制率.化合物7a、7f、7k、7m都对芽孢枯草杆菌具有很强的抑制活性, 其中7a和7f对该菌抑制率达到100%, 7k和7m对该菌抑制率大于99%;这四个化合物对金黄色葡萄球菌也有较强的抑制活性, 7a和7f对其抑制率都在90%以上, 7k和7m对其抑制率都大于83%.构效关系分析发现化合物7中, 当R1为H时, 对枯草芽孢杆菌都有很强的抑制活性(如化合物7a、7f、7k); 当R2为4-Ph时, 如化合物7e和7o对供试菌株抑制活性较差, 化合物7j则具有很强的抑制活性.

    表 1

    表 1  化合物7的抑菌活性(抑菌率/%, 25 μg/mL)
    Table 1.  Antibacterial activities of compounds 7 (Inhibitory rate/%, 25 μg/mL)
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    化合物 解淀粉芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 芽孢枯草杆菌
    7a 53.6 90.0 100
    7b 63.1 76.6 50.5
    7c 100 100 100
    7d 21.1 66.6 47.3
    7e 0 36.6 26.5
    7f 88.1 92.2 100
    7g 47.3 66.8 29.7
    7h 31.5 66.7 32.3
    7i 31.5 73.3 38.9
    7j 100 100 100
    7k 84.2 83.3 99.7
    7l 57.8 86.6 29.4
    7m 63.1 86.6 99.4
    7n 100 100 100
    7o 42.1 0 46.5
    Norfloxacin 84.1 78.4 89.3

    随后, 进一步测试了抑菌活性最好的五个化合物(7b、7c、7f、7j、7n)对供试菌株的MIC值(结果见表 2).结果显示, 除化合物7b抑制解淀粉芽孢杆菌和芽孢枯草杆菌的MIC值为50 μg/mL外, 其它测试化合物对所测三种菌株的MIC值与对照品诺氟沙星相同, 都是25 μg/mL.与化合物2的MIC值[8]对照发现, 这五个化合物抑制金黄色葡萄球菌的MIC值均低于化合物2的数值, 这说明这些化合物对金黄色葡萄球菌具有更强的抑制活性, 这些化合物中除了化合物7b抑制芽孢枯草杆菌的MIC值与化合物2相同外, 其它化合物对该菌株的MIC值都低于化合物2的, 显示出较强的抑菌活性.

    表 2

    表 2  部分化合物的MIC值(μg/mL)
    Table 2.  The MIC values of some compounds (μg/mL)
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    化合物 解淀粉芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 芽孢枯草杆菌
    7b 50 25 50
    7c 25 25 25
    7f 25 25 25
    7j 25 25 25
    7n 25 25 25
    2 25 50 50
    Norfloxacin 25 25 25

    2.   结论

    本文利用活性药效团拼接的原理, 对具有新的抗菌机理的化合物1结构进行修饰, 在其结构中引入了具有较强抗菌作用的苯并噻唑基团, 合成了系列未见报道的含苯并噻唑的硫脲嘧啶类化合物7.抑菌试验结果显示, 大部分新合成的化合物都具有很强的抑菌活性, 尤其是化合物7c、7j、7n对供试的解淀粉芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌表现出很强的抑制活性.

    3.   实验部分

    3.1   仪器与试剂

    X-4精密显微熔点测定仪(北京富凯仪器有限公司), 温度计未经矫正; 北京瑞利公司生产WQF510/520A傅立叶变换红外光谱仪; BRUKER AC-P600 (600 MHz)型核磁共振仪, TMS为内标; Agilent G6300离子阱液相质谱联用仪; HERAEUS (CHON, rapid)型元素分析仪; 层析用硅胶(200~300目)为青岛海洋化厂.本文所用其他试剂均为分析纯, 无水试剂均按常规方法处理, 水为二次蒸馏水.

    3.2   目标化合物7的合成

    3.2.1   苯并噻唑中间体5的合成

    在100 mL干燥烧瓶中加入2 mmol 2-氨基苯并噻唑衍生物与15 mL干燥的四氢呋喃; 再取第二个100 mL干燥烧瓶, 加入2.2 mmol对氯甲基苯甲酰氯与15 mL干燥的四氢呋喃, 将该溶液缓慢滴加到第一个烧瓶中, 再加入2 mL三乙胺(作为缚酸剂), 产生大量固体, 室温反应, 反应结束后将反应液倒入盛有150 mL冷水的烧杯中, 产生大量固体, 过滤, 将固体干燥(105 ℃), 柱色谱纯化(V石油醚：V乙酸乙酯=3：1~1：1), 得到化合物5.

    N-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-(氯甲基)苯甲酰胺(5a):淡黄色固体, 产率79.2%. m.p. 172.5.2~174.3 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.15 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 8.03 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.80 (d, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.64 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.48 (t, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.35 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 4.87 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 155.0, 139.2, 129.5, 129.0, 128.9, 128.8, 128.7, 123.7, 121.7, 115.5, 45.2; MS (ESI) m/z: 302.7 ([M+H]+). Anal. calcd for C15H11ClN2OS: C 59.50, H 3.66, N 9.25; found C 59.42, H 3.60, N 9.31.

    N-(6-氯苯[d]并噻唑-2-基)-4-(氯甲基)苯甲酰胺(5b):淡黄色固体, 产率75.0%. m.p. 188.5~190.4 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.17 (s, 1H, ArH), 8.14 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.79 (d, J=9.0 Hz, 1H, ArH), 7.63 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.50 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 4.86 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 166.8, 142.4, 131.4, 129.5, 128.9, 128.8, 128.7, 126.5, 121.4, 45.2; MS (ESI) m/z: 338.6 ([M+H]+). Anal. calcd for C15H10Cl2N2OS: C 53.42, H 2.99, N 8.31; found C 53.45, H 2.92, N 8.35.

    N-(6-氟苯并[d]噻唑-2-基)-4-(氯甲基)苯甲酰胺(5c):淡黄色固体, 产率76.5%. m.p. 179.5~181.6 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.11 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.93 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.74~7.77 (m, 1H, ArH), 7.58 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.54 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 4.82 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 166.8, 165.7, 165.2, 159.5, 157.9, 142.3, 129.5, 129.4, 129.3, 128.9, 128.8, 128.6, 114.3, 114.1, 108.2, 108.0, 45.2; MS (ESI) m/z: 320.7 ([M+H]+). Anal. calcd for C15H10ClFN2OS: C 56.17, H 3.14, N 8.73; found C 56.12, H 3.19, N 8.67.

    3.2.2   硫脲嘧啶中间体6的合成

    硫脲嘧啶中间体6根据文献[6]合成.

    3.2.3   目标化合物7的合成

    取100 mL干燥烧瓶, 加入1 mmol化合物5与1 mmol化合物6及3 mmol K2CO3, 再加入25 mL乙腈, 电磁搅拌, N2保护下回流反应, 薄层色谱(TLC)监测反应.反应结束后, 旋蒸溶剂得粗品, 用水洗涤, 抽滤, 干燥, 柱色谱纯化(V乙酸乙酯：V甲醇=15：1~10：1), 得化合物7.

    N-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-苯基-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7a):淡黄色固体, 产率65.1%. m.p. 231.2~233.8 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.07 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 8.01 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.75~7.77 (m, 3H, ArH), 7.58 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.44~7.47 (m, 3H, ArH), 7.32 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 4.38 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 172.1, 171.3, 168.0, 145.6, 138.5, 132.3, 130.5, 129.9, 129.2, 129.0, 127.0, 124.4, 122.5, 121.1, 120.8, 34.3; IR (KBr) ν: 3394 (N—H), 1645, 1680 (2C=O), 2363 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 493.9 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H17N5O2S2: C 63.01, H 3.46, N 14.13; found C 63.12, H 3.52, N 14.20.

    N-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(2-氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7b):淡黄色固体, 产率60.6%. m.p. 238.2~241.3 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.04 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.98 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.75 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 7.55 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.50 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.42 (d, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.40~7.41 (m, 1H, ArH), 7.38 (d, J=6.6 Hz, 1H, ArH), 7.35 (dd, J=1.8 Hz, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.29 (t, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 4.31 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.2, 169.9, 169.2, 167.0, 162.2, 144.4, 137.2, 131.5, 130.9, 130.2, 130.0, 129.3, 129.0, 128.3, 127.0, 126.0, 123.4, 121.6, 120.1, 118.7, 35.7; MS (ESI) m/z: 528.2 ([M-H]+); IR (KBr) ν: 3391 (N—H), 1636, 1682 (2C=O), 2365 (CN) cm-1. Anal. calcd for C26H16ClN5O2S2: C 58.92, H 3.04, N 13.21; found C 58.98, H 3.11, N 13.29.

    N-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(4-氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7c):淡黄色固体, 产率61.1%. m.p. 236.4~239.1 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.01 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.87 (d, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.73 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.64 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.47 (s, 2H, ArH), 7.46 (s, 2H, ArH), 7.33 (t, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.18 (t, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 4.30 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.4, 170.3, 165.7, 162.3, 148.6, 143.7, 136.3, 134.4, 131.7, 131.4, 129.9, 129.1, 128.8, 128.6, 128.3, 128.1, 125.7, 122.8, 121.4, 119.8, 119.7, 35.7; IR (KBr) ν: 3397 (N—H), 1632, 1677 (2C=O), 2361 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 528.1 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H16ClN5O2S2: C 58.92, H 3.04, N 13.21; found C 59.02, H 3.09, N 13.28.

    N-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(2, 4-二氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7d):淡黄色固体, 产率57.2%. m.p. 224.5~226.2 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.02 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.95 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.89 (s, 1H, ArH), 7.72 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.67 (d, J=4.8 Hz, 1H, ArH), 7.61 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.45 (t, J=6.6 Hz, 1H, ArH), 7.36~7.39 (m, 1H, ArH), 7.26~7.28 (m, 1H, ArH), 4.27 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.3 169.9, 169.0, 166.0, 162.2, 144.4, 136.1, 134.0, 132.1, 131.4, 129.0, 128.9, 128.8, 128.3, 127.3, 126.0, 123.5, 121.6, 118.5, 35.7; IR (KBr) ν: 3385 (N—H), 1635, 1682 (2C=O), 2364 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 562.6 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H15Cl2N5O2S2: C 55.32, H 2.68, N 12.41; found C 55.39, H 2.74, N 12.49.

    N-(苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(1, 1'-联苯-4-基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7e):淡黄色固体, 产率49.6%. m.p. 245.5~248.2 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.08 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 8.01 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.89 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.78 (d, J=8.4 Hz, 3H, ArH), 7.77 (d, J=7.2 Hz, 3H, ArH), 7.60 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.49 (t, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.40 (t, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.32 (t, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 4.39 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.5, 170.3, 165.8, 162.3, 148.7, 143.8, 136.4, 134.5, 131.7, 129.9, 129.1, 128.8, 128.4, 128.2, 125.7, 122.9, 121.4, 119.8, 119.8, 35.8; IR (KBr) ν: 3382 (N—H), 1631, 1684 (2C=O), 2361 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 569.8 ([M-H]+). Anal. calcd for C32H21- N5O2S2: C 67.23, H 3.70, N 12.25; found C 67.34, H 3.75, N 12.30.

    N-(6-氯苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-苯基-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7f):淡黄色固体, 产率62.3%. m.p. 235.2~238.1 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.13 (s, 1H, ArH), 8.04 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.74 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 7.72 (d, J=3.6 Hz, 2H, ArH), 7.56 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.43~7.45 (m, 4H, ArH), 4.35 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.1, 170.3, 167.1, 144.9, 137.6, 133.2, 129.6, 129.0, 128.3, 128.0, 127.6, 126.4, 121.5, 121.3, 119.9, 33.3; IR (KBr) ν: 3386 (N—H), 1634, 1682 (2C=O), 2364 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 528.1 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H16ClN5O2S2: C 58.92, H 3.04, N 13.21; found C 58.99, H 3.13, N 13.33.

    N-(6-氯苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(2-氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7g):淡黄色固体, 产率53.6%. m.p. 230.2~233.8 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.16 (s, 1H, ArH), 8.05 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.94 (s, 1H, ArH), 7.58 (d, J=7.2 Hz, 2H, ArH), 7.53 (s, 2H, ArH), 7.48 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 7.41 (d, J=6.6 Hz, 1H, ArH), 7.37 (d, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 4.33 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.0, 167.0, 162.2, 144.8, 137.2, 130.9, 130.2, 130.0, 129.6, 129.3, 129.1, 129.1, 128.3, 127.0, 127.0, 126.4, 121.4, 35.7; IR (KBr) ν: 3389 (N—H), 1631, 1684 (2C=O), 2365 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 561.5 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H15Cl2N5O2S2: C 55.32, H 2.68, N 12.41; found C 55.41, H 2.73, N 12.49.

    N-(6-氯苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(4-氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7h):淡黄色固体, 产率61.1%. m.p. 235.5~238.6 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.08 (s, 1H, ArH), 8.00 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.73 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.71 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 7.53 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.46~7.48 (m, 2H, ArH), 7.40~7.42 (m, 1H, ArH), 4.31 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.3, 170.1, 165.8, 165.7, 162.3, 159.6, 144.8, 136.3, 134.4, 133.2, 130.0, 129.9, 129.1, 129.0, 128.3, 128.1, 127.6, 126.4, 121.5, 121.3, 119.7, 35.7; IR (KBr) ν: 3392 (N—H), 1636, 1681 (2C=O), 2362 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 561.9 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H15Cl2N5O2S2: C 55.32, H 2.68; N 12.41; found C 55.38, H 2.74, N 12.49.

    N-(6-氯苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(2, 4-二氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7i):淡黄色固体, 产率52.6%. m.p. 230.2~233.1 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.15 (s, 1H, ArH), 8.05 (d, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.94 (s, 1H, ArH), 7.77 (d, J=9.0 Hz, 1H, ArH), 7.71 (s, 1H, ArH), 7.57 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.51 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.42 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 4.32 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.1, 170.3, 167.1, 165.8, 144.9, 137.6, 133.2, 129.6, 129.0, 128.3, 128.0, 127.6, 126.4, 121.5, 121.3, 119.9, 33.3; IR (KBr) ν: 3394 (N—H), 1632, 1685 (2C=O), 2365 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 596.6 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H14Cl3N5O2S2: C 52.14, H 2.36, N 11.69; found C 52.21, H 2.40, N 11.76.

    N-(6-氯苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(1, 1'-联苯-4-基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7j):淡黄色固体, 产率46.5%. m.p. 241.5~243.9 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.12 (d, J=1.8 Hz, , 1H, ArH), 8.04 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.91 (s, 1H, ArH), 7.85 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.74 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 7.70 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.57 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.46 (s, 1H, ArH), 7.45 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.37 (t, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 4.36 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.2, 170.3, 166.4, 162.2, 144.9, 141.3, 139.3, 136.6, 133.2, 129.0, 128.9, 128.7, 128.4, 127.8, 127.6, 126.7, 126.4, 126.3, 121.5, 121.3, 120.0, 35.7; IR (KBr) ν: 3396 (N—H), 1636, 1681 (2C=O), 2362 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 603.8 ([M-H]+). Anal. calcd for C32H20ClN5O2S2: C 63.41, H 3.33, N 11.55; found C 63.52, H 3.38, N 11.61.

    N-(6-氟苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-苯基-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7k):淡黄色固体, 产率58.3%. m.p. 226.7~229.1 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.05 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.90~7.93 (m, 1H, ArH), 7.75~7.78 (m, 1H, ArH), 7.73~7.74 (m, 2H, ArH), 7.58 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.45 (t, J=3.0 Hz, 3H, ArH), 7.28~7.31 (m, 1H, ArH), 4.36 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.1, 170.2, 167.0, 162.2, 158.9, 158.5, 157.8, 144.8, 137.6, 129.6, 128.9, 128.3, 128.0, 121.4, 120.0, 114.2 (d, 2JCF=24.3 Hz), 108.1 (d, 2JCF=26.8 Hz), 33.3; IR (KBr) ν: 3390 (N—H), 1631, 1685 (2C=O), 2365 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 511.9 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H16F-N5O2S2: C 60.81, H 3.14, N 13.64; found C 60.93, H 3.23, N 13.52.

    N-(6-氟苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(2-氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7l):淡黄色固体, 产率51.8%. m.p. 215.3~217.6 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.05 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.94 (s, 1H, ArH), 7.78 (q, J=4.8 Hz, 1H, ArH), 7.58 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.53 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.42~7.44 (m, 2H, ArH), 7.37 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.29~7.31 (m, 1H, ArH), 4.32 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.1, 169.1, 167.0, 165.7, 162.2, 157.9, 144.7, 137.2, 130.9, 130.5, 130.2, 130.0, 129.3, 129.1, 129.0, 128.3, 127.0, 118.7, 114.1 (d, 2JCF=24.3 Hz), 108.0 (d, 2JCF=27.0 Hz), 35.7; IR (KBr) ν: 3393 (N—H), 1633, 1681 (2C=O), 2361 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 546.1 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H15ClFN5O2S2: C 56.98, H 2.76, N 12.78; found C 57.08, H 2.81, N 12.85.

    N-(6-氟苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(4-氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7m):淡黄色固体, 产率51.9%. m.p. 234.5~237.1 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.02 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.85~7.87 (m, 1H, ArH), 7.74 (d, J=9.0 Hz, 2H, ArH), 7.71~7.72 (m, 1H, ArH), 7.53 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.49 (d, J=9.0 Hz, 2H, ArH), 7.23~7.26 (m, 1H, ArH), 4.32 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.3, 170.2, 165.9, 165.7, 162.2, 157.8 (d, 1JCF=238.5 Hz), 145.1, 144.6, 136.3, 134.4, 132.7, 129.9, 128.9, 128.3, 128.1, 126.6, 121.4, 121.3, 119.7, 114.0 (d, 2JCF=24.3 Hz), 108.1 (d, 2JCF=26.3 Hz), 33.4; IR (KBr) ν: 3390 (N—H), 1631, 1685 (2C=O), 2365 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 545.9 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H15ClFN5O2S2: C 56.98, H 2.76, N 12.78; found C 57.08, H 2.80, N 12.85.

    N-(6-氟苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(2, 4-二氯苯基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7n):淡黄色固体, 产率54.9%. m.p. 237.5~239.1 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.05 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.93 (s, 1H, ArH), 7.77 (q, J=4.2 Hz, 1H, ArH), 7.71 (d, J=4.8 Hz, 1H, ArH), 7.56 (d, J=8.4 Hz, 1H, ArH), 7.50 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.40 (d, J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.26~7.30 (m, 1H, ArH), 4.31 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.3, 169.0, 166.0, 162.7, 160.6, 157.8 (d, 1JCF=238.0 Hz), 155.0, 136.1, 134.0, 132.1, 131.4, 129.1, 129.0, 128.9, 128.7, 128.3, 127.3, 118.5, 114.2 (d, 2JCF=23.8 Hz), 108.1 (d, 2JCF=26.5 Hz), 35.7; IR (KBr) ν: 3390 (N—H), 1631, 1682 (2C=O), 2362 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 580.5 ([M-H]+). Anal. calcd for C26H14Cl2FN5O2S2: C 53.61, H 2.42, N 12.02; found C 53.69, H 2.47, N 12.09.

    N-(6-氟苯并[d]噻唑-2-基)-4-{[(5-氰基-6-氧代-4-(1, 1'-联苯-4-基)-1, 6-二氢嘧啶-2-基)硫基]甲基}苯甲酰胺(7o):淡黄色固体, 产率47.9%. m.p. 234.5~237.4 ℃; 1H NMR (DMSO-d6, 600 MHz) δ: 8.04 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.91 (s, 1H, ArH), 7.85 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.74 (d, J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.70 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.56 (d, J=7.8 Hz, 2H, ArH), 7.45 (t, J=7.2 Hz, 3H, ArH), 7.35 (t, J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.26 (m, 1H, ArH), 4.36 (s, 2H, CH2); 13C NMR (DMSO-d6, 150 MHz) δ: 171.2, 170.4, 166.4, 162.2, 157.8 (d, 1JCF=238.2 Hz), 145.2, 145.1, 144.6, 141.3, 139.3, 136.6, 129.4, 129.2, 129.1, 129.0, 128.9, 128.7, 128.3, 127.8, 126.7, 126.3, 121.3, 120.0, 114.1 (d, 2JCF=23.3 Hz), 108.1 (d, 2JCF=26.8 Hz), 35.7; IR (KBr) ν: 3386 (N—H), 1634, 1685 (2C=O), 2364 (CN) cm-1; MS (ESI) m/z: 587.8 ([M-H]+). Anal. calcd for C32H20FN5O2S2: C 65.18, H 3.42, N 11.88; found C 65.29, H 3.47, N 11.95.

    3.3   抗菌活性测试方法

    3.3.1   细菌抑菌率测定(平板菌落计数法)

    精确称取适量的供试药物, 用少量DMSO溶解后, 加入NA培养基中至终浓度50 μg/mL, 混匀后倒至平板, 凝固后备用.在超净工作台中, 取病原菌斜面一支, 加入10 mL无菌水, 用灭菌竹签轻轻刮取培养基表面的菌苔, 打散, 漩涡振荡器振荡均匀, 制成菌悬液.取菌悬液1 mL加入到9 mL无菌水中, 震荡均匀制成10-1稀释液.再吸取1 mL10-1稀释液加入到9 mL无菌水中, 震荡均匀制成10-2稀释液; 以此类推, 制备系列梯度菌悬液.各吸取10-6或10-7梯度菌悬液70 μL, 分别加入到药物平板和不加药的NA培养基平板(对照)上, 用灭菌三角刮涂布均匀, 做好标识, 置于37 ℃恒温培养箱中培养24 h. 24 h后, 进行菌落计数.每组设置三次平行试验, 结果取三次试验的平均值.

    $ {\rm{抑菌率 = }}\left( {{\rm{对照组菌落数 - 药物平板菌落数}}} \right){\rm{/对照组菌落数}} \times 100{\rm{\% }} $

    3.3.2   最低抑菌浓度的测定

    设置诺氟沙星和不加药培养基对照.称取适量的供试药物, 用少量DMSO溶解后, 加入营养琼脂(NA)培养基中至终浓度为50、25、12.5、6.25、3、2和1 μg/mL, 混匀后倒至平板, 凝固后备用.在超净台中, 取活化好的供试菌株斜面1支, 加入5 mL无菌水, 用灭菌竹签将菌苔轻轻刮下, 并将其打碎, 震荡均匀, 做成菌悬液.用移液枪吸取菌悬液70 μL于上述的不同梯度浓度的药物平板上, 用已灭菌的三角刮涂匀(不同的菌换不同的三角刮, 以防染菌), 将涂布好的平皿置于恒温培养箱中, 培养24 h, 观察菌的生长情况.

    辅助材料(Supporting Information)  化合物5a~5c以及7a~7o的1H NMR、13C NMR谱图.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

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  • 图 1  化合物1~4的结构

    Figure 1  Structures of compounds 1~4

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    图式 1  化合物7的合成路线

    Scheme 1  Synthetic route of compounds 7

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    表 1  化合物7的抑菌活性(抑菌率/%, 25 μg/mL)

    Table 1.  Antibacterial activities of compounds 7 (Inhibitory rate/%, 25 μg/mL)

    化合物 解淀粉芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 芽孢枯草杆菌
    7a 53.6 90.0 100
    7b 63.1 76.6 50.5
    7c 100 100 100
    7d 21.1 66.6 47.3
    7e 0 36.6 26.5
    7f 88.1 92.2 100
    7g 47.3 66.8 29.7
    7h 31.5 66.7 32.3
    7i 31.5 73.3 38.9
    7j 100 100 100
    7k 84.2 83.3 99.7
    7l 57.8 86.6 29.4
    7m 63.1 86.6 99.4
    7n 100 100 100
    7o 42.1 0 46.5
    Norfloxacin 84.1 78.4 89.3
    下载: 导出CSV

    表 2  部分化合物的MIC值(μg/mL)

    Table 2.  The MIC values of some compounds (μg/mL)

    化合物 解淀粉芽孢杆菌 金黄色葡萄球菌 芽孢枯草杆菌
    7b 50 25 50
    7c 25 25 25
    7f 25 25 25
    7j 25 25 25
    7n 25 25 25
    2 25 50 50
    Norfloxacin 25 25 25
    下载: 导出CSV
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  • 发布日期:  2018-10-25
  • 收稿日期:  2018-01-27
  • 修回日期:  2018-03-19
  • 网络出版日期:  2018-10-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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