抗生素滥用导致细菌进化出许多耐药机制,以规避抗生素治疗或造成抗生素失活,甚至出现了多重耐药的“超级细菌”,抗菌素耐药性是世界面临的最大公共卫生威胁之一。革兰氏阴性菌(G-菌)细胞膜成分复杂,对抗生素的渗透性差,耐药情况颇为严重。“特洛伊木马”抗生素策略是利用细菌Fe(Ⅲ)摄取系统,将抗生素偶联铁载体分子,经外膜相关受体识别并主动转运进入周质空间到达作用靶点,规避外膜的通透性屏障,使得抗生素对阴性菌完全无效转变为效力显著提升。特别是第一个铁载体偶联抗生素药物头孢地洛的成功上市证明了该策略的可行性。目的:本课题组前期合成了大量木豆素(CSA)结构类似物,获得了对金黄色葡萄球菌及耐药型MRSA较好的抗菌活性(MIC为1-8μg/m L)。机制研究表明木豆素衍生物的作用靶点与细胞膜脂质合成关键酶Pgs A相关,破坏细菌细胞膜。但是木豆素本体及其衍生物对阴性菌没selleck HPLC有明显抑制效果(MIC>32μg/m L),猜测可能是由于阴性菌细胞外膜的通透性屏障作用,造成木豆素衍生物跨外膜转运困难,从而不能到达靶点发挥抗菌作用native immune response。同时,本课题组在研究新型羟基吡啶酮(HOPO)类铜绿假单胞菌生物膜抑制剂时,发现该类化合物可以充当铁载体作用,抑制细菌铁摄取通路。因此,本课题设计木豆素衍生物与羟基吡啶酮铁载体进行偶联,以期通过细菌铁摄取“特洛伊木马”机制,使木豆素类抗菌剂克服外膜通透性阻碍进入阴性菌,从而发挥抗菌效力,扩大木豆素衍生物的抗菌谱。方法:根据课题组前期木豆素类和羟基吡啶酮类化合物的抗菌构效关系研究,木豆素的C-4位是较为合适的与3-羟基吡啶-4(1HKD025小鼠)-酮的C-2和C-6位的连接位点。化合物的合成:Ⅰ、构建木豆素类似物C-4位活性基团取代的关键中间体:以2,4,6-三羟基苯甲酸为起始原料,经丙酮叉保护、苄醚保护、构建离去基团进行Heck反应、脱丙酮叉保护和脱苄基保护、C-4位引入溴代侧链或末端炔基、C-3异戊烯基化之后得到关键中间体;Ⅱ、以曲酸为起始原料,经还原、羟醛缩合、苄基保护、氧化、光延反应、肼解、亲核取代反应、脱苄基等反应构建C-2和C-6位取代的吡啶酮中间体;Ⅲ、以3-氨基丙醇和γ-丁内酯为起始原料,经酰胺化反应、还原、引入BOC保护、光延反应和肼解,得到亚精胺骨架,然后与吡啶酮羧基侧链酸胺缩合、脱BOC保护、引入活性侧链,得到C-2和C-6位取代的双吡啶酮的四齿配体;Ⅳ、木豆素衍生物与吡啶酮两个骨架之间进行亲核取代反应或者click反应相连之后,使用酸、碱及钯催化等试剂探究5个偶联物脱吡啶酮苄基的条件,发现都会影响木豆素的结构,不符合偶联物结构设计;Ⅴ、对羟基吡啶酮更换保护基,尝试了硅醚、酯基、氯甲基甲醚、苄氧羰基、四氢吡喃等基团,由于羟基吡啶酮的烯醇-酮式互变,各类保护基均不能成功引入;Ⅶ、将脱除保护基的羟基吡啶酮侧链以叠氮基取代,与木豆素4号位炔基进行专一性高的一价铜催化的click反应,成功得到目标物,最后水解木豆素酯基得到终产物。结果:经过路线探索,最后获得木豆素4号位与3-羟基吡啶酮C-6位偶联的终产物,结构经~1H NMR,~(13)C NMR及HRMS确认。然而,在抗菌测试中,该化合物对革兰氏阳性菌和阴性菌都没有抑制活性。结论:本课题探索了木豆素与羟基吡啶酮偶联物的合成路线,保证了偶联物中两种骨架的结构完整性。该偶联物的抗菌活性未得到提升,可能是木豆素与羟基吡啶酮之间linker不合适,偶联物的结构还需要进一步改造。因此,对木豆素-羟基吡啶酮偶联物还有较大的设计研究空间,期待未来两者的偶联物能带来满意的结果。