阅读说明：本技术 一种环烷基噻吩亚胺衍生物作为几丁质酶抑制剂的应用 (Application of naphthenic thiophene imine derivative as chitinase inhibitor ) 是由 柯少勇 刘田 杨青 石丽桥 张志刚 王开梅 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环烷基噻吩亚胺衍生物作为几丁质酶抑制剂的应用。通过筛选发现部分含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物对几丁质酶OfCht-I、OfChi-h、AfChiB1、OfHex1均表现出一定的抑制活性,特别的,化合物I6和I7在1μM浓度下对OfChi-h的抑制抑制率仍大于50%。本发明所述的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物在生物药物技术等相关领域具有明显的应用前景。(The invention discloses an application of a naphthenic base thiophene imine derivative as a chitinase inhibitor. Screening shows that the cycloalkylthiophene imine derivative partially containing benzothiazole units shows certain inhibitory activity on chitinase OfCht-I, OfChi-h, AfChiB1 and OfHex1, and particularly, the inhibitory rate of compounds I6 and I7 on OfChi-h is still more than 50% at the concentration of 1 mu M. The cycloalkyl thiophene imine derivative containing the benzothiazole unit has obvious application prospect in the related fields of biological medicine technology and the like.)

一种环烷基噻吩亚胺衍生物作为几丁质酶抑制剂的应用

技术领域

本发明属于生物药物技术领域，具体地指一种含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物作为几丁质酶抑制剂的应用。

背景技术

几丁质(Chitin)是存在于甲壳纲动物、真菌和昆虫外骨骼的一种高聚物，又称甲壳质，甲壳素，是由β-(1,4)连接的N-乙酰氨基葡萄糖，它是自然界中一种天然生物多糖，含量仅次于维生素。同时，几丁质也是真菌细胞壁和昆虫表皮所特有的不可缺少的物质并发挥极其重要的作用，并且不存在于哺乳动物及植物中。因此，几丁质是一个安全、高选择性的靶标，任何能干扰几丁质生物合成或沉积的物质都会对真菌和昆虫造成影响。几丁质在真菌和无脊椎动物的生命活动中担负着重要功能,其复杂的合成途径为防治害虫和有害真菌提供了契机。近年来人们越来越认识到这一点并努力寻找和合成具有此类特性的药物。因而，抑制几丁质的合成成为农用杀虫、杀螨、杀菌剂及医用抗真菌药物研究的热点。

目前，与几丁质代谢相关的酶主要有几丁质合成酶和几丁质酶两类，几丁质合成酶负责几丁质的合成，几丁质酶则负责几丁质的降解；几丁质酶广泛存在于微生物、植物、昆虫和甲壳类动物中,对几丁质的合成起到重要的作用。几丁质酶抑制剂是指一类能特异性地与几丁质酶结合，并对几丁质酶产生抑制作用的化合物分子。几丁质酶抑制剂阻碍有害生物几丁质的正常合成，是一类长效的、具有选择性杀虫剂或杀菌剂，在农药生产中有较高应用价值。几丁质酶抑制剂作为一种发育抑制剂，在有害真菌和害虫防治中起重要作用。几丁质是真菌的细胞骨架，真菌的无性繁殖、有性繁殖和出芽都牵涉到几丁质的变化；几丁质构成昆虫和节肢动物的外骨骼，昆虫和节肢动物的生长、发育和繁殖无一不要求对几丁质进行精细的调节。几丁质酶抑制剂以其独特的杀虫剂和杀菌剂的作用机制以及对环境友好的优良特点，正体现了现代农药的发展趋势。因此，在现有的研究基础上，开发更多几丁质酶抑制剂产品，不仅对于深入研究几丁质酶的结构与功能，而且还可能为杀菌剂、杀虫剂、药物等的发展提供新的导向。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于通过筛选发现系列结构新颖的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物，其对昆虫或真菌的多种几丁质酶具有明显抑制活性，为开发创新型几丁质酶抑制剂提供了新的思路，也为针对昆虫蜕皮过程的绿色生态农药开发提供了先导分子。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，提供一种结构如式I所示的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物作为几丁质酶抑制剂的应用，其结构式如下：

其中：

R¹为氢、氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基中的一种；

R²和R³各自独立为氢、甲基、乙基、苯基或取代苯基、苯乙烯基或取代苯乙烯基、杂环或取代杂环中的一种；

n为0、1、2中的一种。

优选地，上述应用中，结构如式I所示的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物具体为如下表所示的化合物：

第二方面，本发明提供具有上述结构通式I的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物的药学上可接受的盐作为几丁质酶抑制剂的应用，所述盐优选为所述含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物的常规无机酸盐，如盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐及有机酸盐，如甲磺酸盐、三氟甲磺酸盐、醋酸盐、三氟乙酸盐、苯甲酸盐中的一种。

优选地，上述应用中，所述的几丁质酶属于几丁质酶的糖苷水解GH18家族及20家族。优选为昆虫几丁质酶OfCht-I及OfChi-h、昆虫己糖胺酶OfHex1、烟曲霉几丁质酶B1AfChiB1。

第三方面，提供具有上述结构通式I的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物或其药学上可接受的盐在防治农业害虫方面的应用。

第四方面，提供具有上述结构通式I的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物或其药学上可接受的盐在制备用于在需要的哺乳动物中抑制几丁质酶的药物中的应用。

第五方面，提供具有上述结构通式I的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物或其药学上可接受的盐在制备用于在需要的哺乳动物中抑制真菌感染的药物中的应用。

优选地，所述真菌感染是烟曲霉感染。

本发明的具有上述结构通式I的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物的制备，参照文献(Bioorg.Med.Chem.Lett.2013,23,5131-5134)所公开的方法，采用G-3CR的三组分反应构建了关键中间体4，然后中间体4与含羰基化合物在适当溶剂中进行缩合反应得到目标化合物。具体制备流程如下：

实际应用中，本发明所述的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物及其药学上可接受的盐可通过常规的制剂技术制备成各种实用型剂型。

本发明具有如下有益效果：

由本发明实施例2的结果看出，大部分化合物对OfChi-h和OfCht-I呈现出显著的抑制活性，具体分析如下：化合物I3、I5、I6、I8、I9、I12、I13、I14、I15、I16、I17、I18、I19、I22、I23、I24在10μM浓度下对OfChi-h的抑制活性均大于70％，特别是化合物I6和I7在1μM浓度下对OfChi-h的抑制活性仍大于50％；化合物I5、I6、I12、I15、I16、I17、I19、I21、I22、I24在10μM浓度下对OfCht-I的抑制活性均大于64％，特别是化合物I6、I8、I10、I11在1μM浓度下对OfCht-I的抑制活性仍大于50％，这些数据表明本发明所述的化合物在生物药物技术等相关领域具有明显的应用前景。

具体实施方式

通过以下详细说明可以进一步理解本发明的特点和优点。所提供的实施例仅是对本发明方法的说明，而不以任何方式限制本发明揭示的其余内容。

实施例1

本发明的含有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物的代表性化合物结构如表1所示，但并不限定于本实施例所列举的结构：

表1通式I的代表性化合物结构列表

实施例2

取实施例1中具有苯并噻唑单元的环烷基噻吩亚胺衍生物进行几丁质酶抑制活性试验：

1、测试靶标：昆虫几丁质酶OfCht-I及OfChi-h、昆虫己糖胺酶OfHex1、烟曲霉几丁质酶B1(AfChiB1)。本发明中所用的酶OfCht-I、OfChi-h、AfChiB1、OfHex1如所述参考文献给出(J.Biol.Chem.2017,292,2080-2088；J.Biol.Chem.2018,293,2652-2660；J.Biol.Chem.2014,289,17932-17940；ACS Med.Chem.Lett.2011,2,428-432)。

2、试验方法：将几丁质酶OfCht-I、OfChi-h、AfChiB1、OfHex1作为靶标，对表1中所列出的化合物进行抑制活性筛选，具体测试方法为：(1)设置3组平行对照组，在30oC反应温度，100μL反应体系下，2nmol/L几丁质酶和50μM底物(MU-(GlcNAc)2)(Meryer ChemicalTechnology Co.,Ltd.,M18934)在20mM的pH6.0的磷酸盐缓冲液中孵育30分钟，然后加入100μL的碳酸钠溶液(0.5M)终止反应，反应液用360nm波长的激发光进行激发后测定450nm波长下的吸光度值。(2)设置3组平行试验组，在30oC反应温度，100μL反应体系下，2nmol/L几丁质酶和50μM底物(MU-(GlcNAc)2)及表1中化合物，在20mM的pH6.0的磷酸盐缓冲液中孵育30分钟，然后加入100μL的碳酸钠溶液(0.5M)终止反应，反应液用360nm波长的激发光进行激发后测定450nm波长下的吸光度值。随后，根据以下公式计算抑制活性：

3、试验结果：部分测试结果如下表2所示。

表2化合物的几丁质酶抑制活性

通过上述表2的结果可以看出，大部分化合物对OfChi-h和OfCht-I呈现出显著的抑制活性，具体分析如下：化合物I3、I5、I6、I8、I9、I12、I13、I14、I15、I16、I17、I18、I19、I22、I23、I24在10μM浓度下对OfChi-h的抑制活性均大于70％，特别是化合物I6和I7在1μM浓度下对OfChi-h的抑制活性仍大于50％；化合物I5、I6、I12、I15、I16、I17、I19、I21、I22、I24在10μM浓度下对OfCht-I的抑制活性均大于64％，特别是化合物I6、I8、I10、I11在1μM浓度下对OfCht-I的抑制活性仍大于50％，这些数据表明本发明所述的化合物在生物药物技术等相关领域具有明显的应用前景。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；本领域技术人员应当理解，凡在本发明的技术方案之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。