背景及概述^[1][2]

自1962年萘啶酸問世以來，人們已經(jīng)合成了數(shù)以萬計(jì)的喹諾酮類抗菌藥并對(duì)其活性進(jìn)行了評(píng)估。在母核(喹諾酮核或1，8-萘啶酮核)的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)改造如1-位引入取代基(乙基、環(huán)丙基、氟代苯基等)，6-位引入氟原子、7-位引入環(huán)胺基(哌嗪基、3-氨基吡咯烷基等)、8-位引入甲氧基等，使這類藥物的抗菌譜、抗菌活性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等不斷得到改善。

目前，喹諾酮類抗菌藥已發(fā)展至第四代，主要代表藥物有：司帕沙星、格帕沙星、妥舒沙星、加替沙星、曲伐沙星、莫西沙星、克林沙星、吉米沙星、佳諾沙星等。與第三代喹諾酮類抗菌藥相比，第四代喹諾酮類抗菌藥在保持了原有對(duì)革蘭氏陰性菌的良好抗菌活性的基礎(chǔ)上，明顯增強(qiáng)了對(duì)革蘭氏陽性菌(如金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌等)的抗菌活性，已成為目前臨床上治療各系統(tǒng)感染尤其是呼吸道感染的有力武器。

克林沙星(Clinafloxacin，CF)，化學(xué)名為7?(3?氨基?1?吡咯烷基)?1?環(huán)丙基?6?氟?8?氯?1，4?二氫?4?氧代?3?喹啉羧酸(結(jié)構(gòu)式如式A所示)，是美國沃納?蘭博(Warner?Lambert)藥物公司開發(fā)的抗菌藥，在國外已完成三期臨床評(píng)價(jià)，曾經(jīng)由于具有優(yōu)秀的廣譜抗菌活性尤其是對(duì)革蘭陽性菌、厭氧菌和肺炎支原體具有高活性而倍受關(guān)注，但因臨床使用發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的毒性問題而停止研發(fā)。此外，克林沙星在制藥方面還存在溶解性差等問題。

Warner-Lambert公司已中止了喹諾酮類抗生素克林沙星(clinafloxacin)的開發(fā)，并放棄了其用于醫(yī)院內(nèi)嚴(yán)重感染治療的美國上市申請(qǐng)。在過去的一年里，F(xiàn)DA對(duì)本品可能的不良反應(yīng)，如肝臟毒性和心律失常等表示關(guān)注，而這些不良反應(yīng)難以回顧性地從臨床研究資料中得到。靜注給藥的本品還有光毒性和低血糖等不良反應(yīng)，由此限制了其在院內(nèi)的使用，而且增加的這些不良反應(yīng)還可影響本品的風(fēng)險(xiǎn)-效益評(píng)估。

應(yīng)用^[1][3]

克林沙星(clinafloxacin)是目前正在研制的第四代喹諾酮類抗菌藥，是一種新的廣譜抗菌藥，它抑制細(xì)菌的DNA促旋酶，其作用和療效比目前臨床上廣泛使用的喹諾酮類抗菌藥好，它的動(dòng)物毒性與喹諾酮類相似，因而在臨床上具有較高的使用價(jià)值。其化學(xué)結(jié)構(gòu)為在母環(huán)的8位上引入了氯原子，7位哌嗪環(huán)上有氨基，其結(jié)構(gòu)式如下:

克林沙星

克林沙星是目前抗菌譜廣、抗菌活性非常強(qiáng)的“超級(jí)抗菌藥物”，對(duì)禽類的大腸桿菌感染、支原體引起的呼吸道感染、巴氏桿菌引起的鴨漿膜炎有特效。在動(dòng)物的疾病防治上，尤其是食品動(dòng)物，克林沙星具有廣闊的應(yīng)用前景。

克林沙星(CF)曾經(jīng)是第四代喹諾酮類抗菌新品種中具有“超廣譜”性質(zhì)的明星分子。大量體外和體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，CF不僅具有超強(qiáng)的抑制殺滅作用，同時(shí)顯示生物利用度高、組織穿透力強(qiáng)、安全性和耐受性好、血清半衰期長及藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)優(yōu)良等藥學(xué)性質(zhì)。研發(fā)單位曾將克林沙星推向三期臨床，然而克林沙星固有的光毒性、心臟毒性及低血糖發(fā)生率等不良反應(yīng)，妨礙了其上市申請(qǐng)。此外，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)CF原藥溶解性較小，水溶液中的穩(wěn)定性不夠，可能也是影響其成藥的重要原因。

克林沙星的衍生物，最簡單可行的策略就是保留克林沙星的母體結(jié)構(gòu)、將其非藥效基團(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾。而眾多研究表明，喹諾酮的7位取代基能夠很大程度上影響DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶合成及細(xì)胞通透性，并最終影響其生物活性、抗菌譜、溶解度和藥代動(dòng)力學(xué)。發(fā)明人對(duì)克林沙星7位吡咯環(huán)上3-氨基進(jìn)行修飾衍生，合成了200多個(gè)克林沙星氨基衍生物，包括在氨基上引入五元或六元雜環(huán)、脲和胺等，從中獲得了毒性降低、活性增強(qiáng)、溶解性提高和分子穩(wěn)定性增加的抗菌活性分子。

對(duì)克林沙星進(jìn)行了殺菌試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)克林沙星為一較強(qiáng)的殺菌劑，其MBC值約為MIC值的4～16倍，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌的殺菌時(shí)間約在8h左右。克林沙星對(duì)有害菌總的MIC50為0.03～1.0mg·L-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單次口服200mg克林沙星在血漿中的峰濃度(2.5mg·L-1)，其MIC90值除嗜麥芽窄食單胞菌外(4mg·L-1)，亦皆在2.5mg·L-1以下，說明克林沙星對(duì)臨床上常見致病菌在常規(guī)劑量下，均有較好的抗菌活性?？肆稚承窃纤帉?duì)常見的致病菌金黃色葡萄球菌，大腸埃希菌，銅綠假單胞菌，腸球菌，肺炎克雷伯菌和福氏志賀氏菌引起的小鼠感染有確切的治療作用，其ED50較對(duì)照藥環(huán)丙沙星為低，說明克林沙星的體內(nèi)抗菌作用亦明顯優(yōu)于環(huán)丙沙星。

克林沙星衍生物制備^[2]

1. 克林沙星氨基衍生物

向反應(yīng)瓶中加入克林沙星(CF)、K2CO3及適量二氯甲烷(DCM)，在冰浴下滴加氯乙酰氯 的DCM溶液，CF、K2CO3和氯乙酰氯的投料摩爾比為10:25:15～25，滴畢，冰浴下攪拌反應(yīng)， TLC(薄層色譜法)監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)完畢，得到黃綠色渾濁液，抽濾，濾餅用DCM洗滌， 洗液與濾液合并，旋蒸至干，得中間體IM1。

向反應(yīng)瓶中加入胺組分、K2CO3及催化量的KI和適量溶劑，室溫?cái)嚢?0分鐘后加入中 間體IM1，IM1、K2CO3與胺組分的投料摩爾比為1:3:2，30-45℃控溫反應(yīng)，TLC監(jiān)測反應(yīng)進(jìn) 程。

反應(yīng)完畢，根據(jù)具體情況分別按以下幾種方式進(jìn)行后處理：(1)若產(chǎn)物溶于有機(jī)溶劑， 加水，用2N HCl調(diào)pH至6-7，用DCM萃取，收集有機(jī)相，旋蒸得粗品，用二氯甲烷-石油 醚(DCM-PE)重結(jié)晶；(2)若產(chǎn)物溶于水，調(diào)pH至中性，靜置分層，收集水相，繼續(xù)調(diào)pH至 4～5，冷藏析晶，抽濾，濾餅用90%乙醇重結(jié)晶；(3)若反應(yīng)體系有固體產(chǎn)生，抽濾，濾餅加 水，用2N HCl調(diào)pH至4～5，冷藏析晶；(4)若產(chǎn)物既溶于有機(jī)溶劑，又溶于水，先旋蒸除 去有機(jī)相，再用2N HCl調(diào)pH至4～5，冷藏析晶，即得1.克林沙星氨基衍生物。

2. 胺基烷酰克林沙星衍生物

在100mL圓底燒瓶中依次加入原料CF、K2CO3及適量二氯甲烷(DCM)，在冰浴下滴加 氯乙酰氯的DCM溶液，CF、K2CO3與氯乙酰氯的投料摩爾比為1:2.5:1.5～2.5，滴畢，冰浴下 持續(xù)攪拌反應(yīng)，TLC(薄層色譜法)監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)完成后，得到黃綠色渾濁液，抽濾，濾 餅用DCM洗滌，洗液與濾液合并，旋蒸得粗品，其純度滿足后續(xù)反應(yīng)需要。將粗品經(jīng)柱層 析純化得純品，干燥，得到中間產(chǎn)物IM1

向反應(yīng)瓶中加入原料胺組分、K2CO3及催化量的KI和適量溶劑，室溫?cái)嚢?0分鐘后， 加入IM1；IM1、K2CO3與胺組分的投料摩爾比為1:3:2，室溫(10℃-40℃)攪拌反應(yīng)，TLC監(jiān) 測反應(yīng)進(jìn)程。

反應(yīng)結(jié)束后，根據(jù)具體情況分別按以下幾種方式進(jìn)行后處理：(1)若產(chǎn)物溶于 有機(jī)溶劑，加水，用2N HCl調(diào)pH至6-7，用DCM萃取，收集有機(jī)相，旋蒸得粗品，用二 氯甲烷-石油醚(DCM-PE)重結(jié)晶；(2)若產(chǎn)物溶于水，調(diào)pH至中性，靜置分層，收集水相， 繼續(xù)調(diào)pH至4～5，冷藏析晶，抽濾，濾餅用90%乙醇重結(jié)晶；(3)若反應(yīng)體系有固體產(chǎn)生， 抽濾，濾餅加水，用2N HCl調(diào)pH至4～5，冷藏析晶；(4)若產(chǎn)物既溶于有機(jī)溶劑，又溶于 水，先旋蒸除去有機(jī)相，再用2N HCl調(diào)pH至4～5，冷藏析晶，即得胺基烷酰克林沙星衍生物。

3. 氯甲?；肆稚承茄苌?/h3>

向500mL反應(yīng)瓶中依次加入CF 18.5g(50mmol)和氯仿150mL，攪拌均勻后，緩慢滴 加BTC 5.2g(17.5mmol)的氯仿溶液。滴加完畢后，冰浴冷卻，劇烈攪拌，持續(xù)反應(yīng)7小時(shí)后， 緩慢滴加TEA 30mmol，滴加完畢，室溫(22℃)下反應(yīng)，薄層色譜法(TLC)監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程。反 應(yīng)完畢(約0.5h)，抽濾，濾餅用二氯甲烷(DCM)洗滌后，濾液加水100mL，用2N HCl調(diào)pH 至4～5，再用DCM(2×100mL)萃取2次，收集有機(jī)相，用飽和食鹽水(2×100mL)洗滌，無水 硫酸鈉干燥，過濾，濾液旋蒸濃縮，快速柱層析法純化，得中間體IM120.220g，收率94.7％。

向100mL反應(yīng)瓶中依次加入氯仿4mL、胺1.5mmol、碳酸鉀2mmol，室溫?cái)嚢?.5小 時(shí)后，加入原料IM11mmol，控溫反應(yīng)，TLC監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程；反應(yīng)完畢后，再根據(jù)具體情況 分別按以下幾種方式進(jìn)行后處理：(1)對(duì)于水溶性較差的產(chǎn)物，抽濾，濾餅用DCM洗滌后， 加水，調(diào)pH至弱酸性，直接用DCM萃取，收集有機(jī)相，用DCM?PE(石油醚)重結(jié)晶；(2) 對(duì)于水溶性較好的產(chǎn)物，調(diào)pH至弱酸性，加入固體食鹽至達(dá)到飽和，再用DCM萃取，收集 有機(jī)相，用DCM?PE(石油醚)重結(jié)晶；或者，調(diào)pH至弱酸性，加入固體食鹽至達(dá)到飽和，置 冰箱中冷藏析晶，次日抽濾，即得純品。

主要參考資料

[1]童明慶, & 戴傳箴. (2000). 克林沙星在體內(nèi)外的抗菌活性. 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志, 20(8), 463-465.

[2]黃山, & 李澤. (2000). 克林沙星的2,4,5-三氟苯甲酸路線合成. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 31(8), 338-340.

[3]周梅華, 郁韻秋, 段更利, 程務(wù)本, 許長江, & 劉驍. (2001). 克林沙星在大鼠體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)和生物利用度. 藥學(xué)學(xué)報(bào), 36(2), 134-136.