專利名稱：含有核酸結合部分的帶電荷化合物及其用途的制作方法
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背景技術：
許多化合物，不論是天然的還是合成的，都已發現它們可結合于雙鏈核酸，尤其是雙鏈脫氧核糖核酸(“dsDNA”)。這些化合物根據它們的結構，結合于核酸的不同部分。有些結合于大溝上，而其它則與小溝結合。還有其它一些則嵌入鄰近的堿基對之間。組合的結合模式也是已知的，其中，化合物與核酸中一個以上位點發生結合相互作用。
為了醫學目的，某些結合dsDNA的化合物可用于調節基因的表達。如果某種疾病的特征是基因(如致癌基因)超表達或出現不需要的表達，則可通過使這類化合物與該基因或其啟動子位點結合，完全或部分抑制該基因的表達，從而治療這種疾病。可使用能影響病原體如真菌、細菌和病毒增殖所必需的基因的表達的化合物抵抗這些病原體的感染。
不論其應用如何，這種化合物必須與dsDNA強烈結合，通常可理解為，該化合物以至少106M-1、較佳至少約109M-1的結合常數結合。但是，單獨的結合強度并不是功效的決定因素。許多其它的因素也會發揮作用，包括，如細胞攝取、穩定性、毒性、結合特異性等。某種可接受的或者在某方面特征較優的化合物，在另一特征方面可能存在致命的缺陷。因此，仍需要開發新種類的核酸結合化合物，以用于這類用途。
發明概要本發明提供一類新的化合物，以及含有這類化合物的組合物、合成這類化合物的方法、篩選這類化合物以鑒別出那些化合物具有抗感染活性的方法，以及使用這類化合物來預防或抑制感染的方法。
一方面，本發明提供一類帶電化合物。這類化合物的成員包含核酸結合部分，它們可由式(I)表示W-Y-[Het]-[NABM] (I)及其鹽，較佳是藥學上可接受的鹽。此外，酯、酰胺、前體藥物、異構體或式I的代謝物也在本發明的范圍之內。
在本發明中，“NABM”指核酸結合部分，它是“nucleic acid binding moiety”的首個字母的縮寫詞，尤其是指結合于雙鏈核酸(尤其是dsDNA)的核酸結合部分。NABM包括小分子、蛋白質和核酸。優選的小分子包括聚酰胺，尤其是合成的聚酰胺，優選的核酸包括寡核苷酸。NABM包括插入部分、小溝結合部分、大溝結合部分，以及那些包括組合這些方式進行結合的部分的NABM，如包括小溝結合部分和大溝結合部分的NABM。
在上面的式I中，NABM通過連接基“L”連接于雜芳族部分(“Het”)。L表示一個鍵，較佳是共價鍵，或者是連接基團。Het表示除了N-甲基或N-氫吡咯外的雜芳族部分，選自 和 式中，X1、X2和X3中的一個是選自-O-、-S-和-NR3-的環頂點，另兩個是選自＝N-和＝CR4-的環頂點。
共價連接于該雜芳族部分[Het]的是具有下式結構的取代基 式中，Y選自O、S、S(O)、SO2、C(R1)2、N(R3)SO2、SO2N(R3)和NR3；W是鹵原子或具有下式的基團 式I中的各個R基團具有下述含義各R1獨立選自H、F、取代的或未取代的(C1-C6)烷基和取代的或未取代的(C1-C6)雜烷基；如果Y不是NR3，則R2是具有極性基團的部分，如果Y是NR3，則R2是具有極性基團、取代的或未取代的(C1-C1 2)烷基或取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基的部分；每個R3獨立選自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基，條件是當Y是NR3時，R2(R1)2C和R3都不含有2-氯乙基或2-羥乙基；各R4獨立選自氫、鹵原子、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基銨基、羥基、(C1-C8)烷氧基、巰基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亞砜基、(C1-C8)磺酰胺基、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基。
此外，R2、[Het]或[NABM]中至少有一個帶有正電荷。
在一組優選的實施方式中，本發明的化合物可由式(Ia)或其鹽(優選藥學上可接受的鹽)，或其酯、酰胺、前體藥物、異構體或其代謝物表示 在式Ia中，下標a、b和d獨立地表示0、1、2、3、4或5，條件是a、b或d中至少有一個不是0。下標c、e和f獨立地是0或1。
在這些實施方式中，R5選自鹵原子、OR7和N(R7)2。R6選自氫、鹵原子、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基。各R7獨立選自氫、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基。各Q獨立選自-(CH2)2-、-(CH2)3-，雜芳族環獨立選自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃(furan)、異噻唑、噁唑、異噁唑、噻唑、呋咱(furazan)、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩環。較佳的是，Q是噻吩環。雜芳族環Q中的典型的合適的取代基包括Cl、F、CH3和羥基。
本發明的化合物可是未純化的、基本上純化的和純化的形式。這些化合物可與額外的化合物存在，如溶劑、反應劑、或者在化合物合成和純化期間存在的副產物，也可和使用或制備化合物期間存在的或者在配制或混合化合物的期間添加的額外化合物存在。
另一方面，本發明提供合成本發明化合物的方法。概括地說，這些方法包括，以直接的方式或者通過任選的連接基團L將NABM連接到R2(R1)2C-Y-[Het]上。本發明的各個部分可以是合成的或者是天然的產物。合成的部分可通過溶液方法或固相方法合成。也可一起合成兩個或多個部分。
在又一方面，本發明提供含有本發明化合物和一種或多種賦形劑、稀釋劑或載體的組合物。這類組合物可以是干燥的制劑，或者是液體制劑。具體使用的組合物將依該化合物的計劃用途而定。已發現，本發明的化合物強烈地結合dsDNA。較佳的是，本發明化合物結合dsDNA的結合常數至少約為106M-1，更佳至少約為109M-1，最佳至少約為1010M-1、1011M-1、1012M-1或以上。已發現，一些組合物能有效抑制病原體如真菌和細菌的增殖。
本發明的化合物和組合物的應用包括抗感染方面的用途。這些用途在本質上可以是預防性的或治療性的。通過使真核類有機體的病原體與足以達到所需效果的量的本發明的化合物接觸合，可實現這些用途。根據情況的要求，可體外或體內發生所述接觸。這個方面的有效實施方式涉及抑制致病的有機體的增殖。通過將有機體殺死、降低其增殖速率、或者減少或消除該有機體的致病因素，例如，通過抑制致病基因(如編碼毒素的基因)的表達，可實現上述抑制作用。可能受到本發明上述預防性和治療性方法影響的代表性病原體包括真核和原核有機體，以及病毒。優選的靶標是細菌和真菌。
本發明關于治療的方面涉及作為靶病原體的宿主或媒介物的動物和植物。同樣地，本發明也涉及動物健康和醫學以及農業方面。
在又一方面中，本發明提供篩選以鑒別具有抗感染活性的本發明的化合物。這些篩選方法包括體外和體內篩選方法，并可包括涉及體外篩選接著進行體內篩選的方法(如基于細胞的篩選)。在任一種形式中，這些方法優選是高通量方法，即一次能篩選約10個以上、較佳約100、1,000或10,000個化合物。在上述每一種描述中，“帶電化合物”指在檢測或生理條件下帶正電的化合物，所述生理條件通常為中性或弱酸性條件(pH值約為5-7)。許多化合物在其中性形式下具有胺成分。然而，本領域熟練的技術人員將理解，在生理pH或通常的檢測條件下，這些胺可帶正電荷(如，被質子化)。
附圖
的簡短描述未適用。
發明的詳細描述縮寫詞和定義除非另有說明，術語“烷基”本身或者作為另外的取代基的一部分，指直鏈或支鏈或者環狀烴基，或者它們的組合，可以是完全飽和的、單未飽和的或多未飽和的，它可包括二價和多價基團，具有指定數量的碳原子(即，C1-C10指1到10個碳)。飽和烴基的例子包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、仲丁基、環己基、(環己基)甲基、環丙基甲基，諸如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等之類的同系物和異構體。未飽和的烴基是具有一個或多個雙鍵或三鍵的烴基。未飽和烴基的例子包括乙烯基、2-丙烯基、丁烯基、2-異戊烯基、2-(丁二烯基)、2，4-戊二烯基、3-(1，4-戊二烯基)、乙炔基、1-丙炔基、3-丙炔基、3-丁炔基和高級同系物及異構體。
術語“亞烷基”本身或作為另外的取代基的部分，指從烷衍生得到的二價基團，例子如-CH2-CH2-CH2-CH2-。通常，烷基(或亞烷基)有1-24個碳原子，本發明優選具有10個或以下碳原子的烷基(或亞烷基)。“低級烷基”或“低級亞烷基”是較短的鏈式烷基或亞烷基，通常具有6個或以下碳原子。
術語“烷氧基”、“烷基氨基”和“烷硫基”(或硫代烷氧基)的含義與它們的常用含義相同，指分別通過氧原子、氨基或硫原子連接于分子的殘余部分的烷基。
除非另有說明，術語“雜烷基”本身或者與另外的術語的組合，指穩定的直鏈或支鏈基團，或者環狀烴基，或者它們的組合，包括指定數量的碳原子和選自O、N、Si和S的一個到三個雜原子，其中，N和S原子可任選地被氧化，N雜原子可任選地被季銨化。雜原子O、N和S可位于雜烷基內部的任何位置。雜原子Si可位于雜烷基的任何位置，包括該烷基連接于分子的殘余部分的位置。例子包括-CH2-CH2-O-CH3、-CH2-CH2-NH-CH3、-CH2-CH2-N(CH3)-CH3、-CH2-S-CH2-CH3、-CH2-CH2、-S(O)-CH3、-CH2-CH2-S(O)2-CH3、-CH＝CH-O-CH3、-Si(CH3)3、-CH2-CH＝N-OCH3和-CH＝CH-N(CH3)-CH3。最多有兩個雜原子可以是連續的，如，-CH2-NH-OCH3和-CH2-O-Si(CH3)3。類似地，術語“雜亞烷基”本身或者作為另外的取代基的一部分，指從雜烷基衍生得到的二價基團，如-CH2-CH2-S-CH2CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-。對于雜亞烷基，雜原子也可占據鏈的任一末端或兩個末端(如，亞烷基氧基、亞烷基二氧基、亞烷基氨基、亞烷基二氨基等)。另外，對于亞烷基和雜亞烷基連接基團，該連接基團并沒有取向上的限制。
除非另有說明，術語“環烷基”和“雜環烷基”本身或者與其它術語的組合，分別表示“烷基”和“雜烷基”的環狀形式。此外，對于雜環烷基，雜原子可占據該雜環連接分子的殘余部分的位置。環烷基的例子包括環戊基、環己基、1-環己烯基、3-環己烯基、環庚烯基等。雜環烷基的例子包括1-(1，2，5，6-四氫吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-嗎啉基、3-嗎啉基、四氫呋喃-2-基、四氫呋喃-3-基、四氫噻吩-2-基、四氫噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。
除非另有說明，術語“鹵代”或“鹵原子”本身或作為另外的取代基的一部分，指氟、氯、溴或碘原子。此外，術語如“鹵代烷基”包括單鹵代烷基和多鹵代烷基。例如，術語“鹵代(C1-C4)烷基”包括三氟甲基、2，2，2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
除非另有說明，術語“芳基”指多未飽和的通常是芳族的烴取代基，可為單環的或者稠合在一起或共價連接的多環(最多有3個環)。術語“雜芳基”指含有0-4個選自N、O和S的雜原子的芳基(或芳環)，其中，N和S原子可任選地氧化，N原子可任選地季銨化。雜芳基可通過雜原子連接于分子的殘余部分。芳基和雜芳基的非限制性例子包括苯基、1-萘基、2-萘基、4-聯苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、-3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-異喹啉基、5-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。上述各已知的芳基和雜芳基環系統的取代基選自下述可接受的取代基。
為簡便起見，當與其它術語(如芳氧基、芳硫基、芳烷基)組合時，術語“芳基”包括上述兩類芳基環和雜芳基環。因此，術語“芳烷基”包括芳基連接于烷基的那些基團(如芐基、苯乙基、吡啶基甲基等)，所述烷基包括那些碳原子被如氧原子取代的烷基〔如苯氧基甲基、2-吡啶基氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等〕。
上述每一個術語(如“烷基”、“雜烷基”、“芳基”和“雜芳基”)包括所給出基團的取代和未取代的形式。各類型基團的優選取代基如下文所述。
烷基和雜烷基(包括常稱為亞烷基、鏈烯基、雜亞烷基、雜鏈烯基、炔基、環烷基、雜環烷基、環鏈烯基和雜環鏈烯基)的取代基可以是選自-OR′、＝O、＝N-OR′、-NR′R″、-SR′、-鹵原子、-SiR′R″R_、-O(CO)R′、-C(O)R′、-CO2R′、-CONR′R″、-OC(O)NR′R″、-NR″C(O)R′、-NR′-C(O)NR″R_、-NR″C(O)2R′、-NH-C(NH2)＝NH、-NR′C(NH2)＝NH、-NH-C(NH2)＝NR′、-S(O)R′、-S(O)2R′、-S(O)2NR′R″、-CN和-NO2中的各種基團，其數量是0到(2m′+1)個，其中m′是該烷基或雜烷基的碳原子總數。R′、R″和 R″各自獨立地指氫、未取代的(C1-C8)烷基和雜烷基、未取代的芳基、被1-3個鹵原子取代的芳基、未取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基，或者芳基-(C1-C4)烷基。當R′和R″連接于相同的N原子時，它們可與該N原子組合形成5元、6元或7元環。例如，-NR′R″包括1-吡咯烷基和4-嗎啉基。從上述關于取代基的討論中，本領域熟練的技術人員將理解，術語“烷基”包括諸如鹵代烷基(如，-CF3和-CH2CF3)和酰基〔如，-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3等〕之類的基團。較佳的是，取代的烷基和雜烷基具有1-4個取代基，更佳的是，具有1個、2個或3個取代基。例外的是那些全鹵代烷基(如五氟乙基等)，這類基團也是優選的，也在本發明的考慮之中。
類似地，芳基和雜芳基的取代基是可以改變的，選自-鹵原子、-OR′、-OC(O)R′、-NR′R″、-SR′、-R′、-CN、-NO2、-CO2R、-CONR′R″、-C(O)R′、-OC(O)NR′R″、-NR″C(O)R′、-NR″C(O)2R′、-NR′-C(O)NR″R_、-NH-C(NH2)＝NH、-NH-C(NH2)＝NR′、-S(O)2R′、-S(O)2R′、-S(O)2NR′R″、-N3、-CH(Ph)2、全氟(C1-C4)烷氧基，和全氟(C1-C4)烷基，它們的取代基的數量是從0到芳環系統上所有開放化合價的總數；其中，R′、R″和R_獨立選自氫、(C1-C8)烷基和雜烷基、未取代的芳基和雜芳基、(未取代的芳基)-(C1-C4)烷基和(未取代的芳基)氧基-(C1-C4)烷基。
芳基環或雜芳基環鄰近原子上的兩個取代基可任選地被式-T-C(O)-(CH2)q-U-的取代基代替，其中T和U獨立地表示-NH-、-O-、-CH2-或單鍵，q是0到2的整數。或者，芳基環或雜芳基環的鄰近原子上的兩個取代基可任選地被式-A-(CH2)r-B-的取代基代替，其中A和B獨立表示-CH2-、-O-、-NH-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2NR′-或者單鍵，r是1到3的整數。由此形成的新環上的一個單鍵可任選地被雙鍵代替。或者，芳基環或雜芳基環的鄰近原子上的兩個取代基可任選地被式-(CH2)s-X-(CH2)t-的取代基代替，其中s和t獨立地是0到3的整數，X是-O-、-NR′-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-或者-S(O)2NR′-。-NR′-和-S(O)2NR′-中的取代基R′選自氫或未取代的(C1-C6)烷基。
術語“雜原子”在本文中包括氧(O)、氮(N)、硫(S)和硅(Si)。
根據本文所述的化合物上發現的具體取代基，術語“藥學上可接受的鹽”包括活性化合物的鹽，它們由相對無毒的酸或堿制得。當本發明的化合物含有相對酸性的官能度時，通過使這些化合物的中性形式無溶劑或適當的惰性溶劑中與足量的所需的堿接觸，而獲得堿加成鹽(base addition salt)。藥學上可接受的堿加成鹽的例子包括鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、銨鹽、有機胺鹽或鎂鹽，或類似的鹽。當本發明的化合物含有含有相對堿性的官能度時，使這類化合物的中性形式無溶劑或在適當的惰性溶劑中與足量的所需的酸接觸，可獲得酸加成鹽。藥學上可接受的酸加成鹽的例子包括那些從無機酸衍生得到的鹽，和從相對無毒的有機酸衍生得到的鹽，所述無機酸包括鹽酸、氫溴酸、硝酸、碳酸、一氫碳酸、磷酸、一氫磷酸、二氫磷酸、硫酸、單氫硫酸、氫碘酸或亞磷酸等，所述有機酸包括乙酸、丙酸、異丁酸、馬來酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、反丁烯二酸、扁桃酸、鄰苯二甲酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、檸檬酸、酒石酸、甲磺酸等。上述鹽還包括氨基酸的鹽，如精氨酸鹽等，以及有機酸如葡糖醛酸或半乳糖醛酸等的鹽〔例如，參見Berge，S.M.等人，《藥學上的鹽》(“Pharmacertical Salts”，Journal ofPharmacertical Science，1977，66，1-19〕。本發明某些特殊的化合物同時含有堿性和酸性官能度，這使得這些化合物可轉變成堿加成鹽或酸加成鹽。
使鹽與堿或酸接觸，然后通過采用常規的方式分離母體化合物，可再生這些化合物的中性形式。化合物的母體形式與各種鹽形式在某些物理特性方面不同，如在極性溶劑中的溶解度，但反過來，對于本發明的目的而言，這些鹽則等價于化合物的母體形式。
除了鹽形式以外，本發明提供成前體藥物形式的化合物。本文所述的化合物的前體藥物是在生理條件下易于進行化學變化，從而提供本發明的化合物的那些化合物。此外，可采用化學或生物化學的方法，在離體環境中將前體藥物轉變成本發明的化合物。例如，當將前體藥物與適當的酶或化學試劑放在跨皮貼劑儲器(transdermal patch reservoir)中時，它們可被緩慢地轉化成本發明的化合物。
本發明某些化合物可以未溶劑化的或溶劑化的形式存在，包括水化的形式。通常，溶劑化形式與未溶劑化形式等價，它包括在本發明的范圍之內。本發明某些化合物可以多結晶或無定形的形式存在。通常，對于本發明所考慮的用途，所有的物理形式都是等價的，并都包括在本發明的范圍之內。
本發明某些化合物擁有不對稱的碳原子(光學中心)或雙鍵；外消旋物、非對映異構體、幾何異構體和單獨的異構體都包括在本發明的范圍之內。
本發明的化合物還可包含構成這類化合物的一種或多種原子的非天然比例的原子同位素。例如，這些化合物可用放射性同位素標記，如氚(3H)、碘-125(125I)或碳-14(14C)。本發明化合物的所有的同位素變體，不論是否是放射性的，都包括在本發明的范圍之內。
下面的討論提及將dsDNA作為核酸，但應理解，本發明并不限于dsDNA，其它核酸，即核糖核酸也可應用。化合物本發明的核酸結合化合物由下式(I)表示(為了方便，下面再顯示)W-Y-[Het]-L-[NABM](I)現在將多其進行更詳細的描述，尤其是結合其優選實施方式進行描述。
如上面所述，[NABM]是雙鏈核酸結合部分；L是共價鍵或連接基團；[Het]是除了N-甲基或N-氫吡咯外的雜芳族部分，選自 和 式中，X1、X2和X3中的一個是選自-O-、-S-和-NR3-的環頂點，另兩個是選自＝N-和＝CR4-的環頂點。此外，上述五元環中的圓圈指有兩個雙鍵存在，該圓圈在一些實施方式中可被除去。
回到式I，字母Y表示O、S、S(O)、SO2、C(R1)2、N(R3)SO2、SO2N(R3)或NR3。字母W表示具有下式的基團的鹵原子 各個R基團具有下述含義各R1獨立選自H、F、取代的或未取代的(C1-C6)烷基，和取代的或未取代的(C1-C6)雜烷基；如果Y不是NR3，則R2是具有極性基團的部分，如果Y是NR3，則R2是具有極性基團、取代的或未取代的(C1-C12)烷基或取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基的部分；每個R3獨立選自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基，條件是當Y是NR3時，R2(R1)2C和R3都不含有2-氯乙基或2-羥乙基；各R4獨立選自氫、鹵原子、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基銨基、羥基、(C1-C8)烷氧基、巰基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亞砜基、(C1-C8)磺酰胺基、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基。
此外，R2、[Het]或[NABM]中至少有一個帶正電荷。在優選的實施方式中，R2、[Het]或[NABM]中至少有兩個帶正電荷。在又一優選的實施方式中，R2、[Het]或[NABM]中至少有一個帶兩個或多個正電荷。因此，在特別優選的實施方式中，在R2、雜芳族部分[Het]和NABM之中，至少有兩個帶正電荷，這樣化合物(I)總體帶有至少兩個正電荷。說R2、Het或NABM帶正電荷，并不是指R2(或Het或NABM，視具體情況而定)限制于帶一個正電荷，多個正電荷也在考慮之中。此外，帶正電的狀態是在大約中性的水溶液或基本上是水溶液的條件中(如，可存在少量的有機溶劑)，優選是在生理條件下，即在描述細胞內(如，周質或胞質)或細胞外環境的一組參數條件下。這些參數包括pH、溫度、離子組成和強度、緩沖能力等，這些參數將根據各種因素而改變，包括宿主生物(如動物或植物)、傳送該化合物的環境，例如，傳送到動物的血液中，或者傳送到谷物于其上或其中生長或企圖生長的土壤中。由胺、脒或胍，或者堿性較弱的基團如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑或苯胺的質子化產生正電荷。根據這些基團的電離常數，可將它們基本上完全質子化或部分質子化。通常，為了方便，可質子化而帶正電荷的基團或部分在本文的結構式描述中為它的未質子化形式。
在其它優選的實施方式中，Y是NR3，R3是H或低級烷基。R1優選是氫。R2、R3或R4的適當的(C1-C12)烷基或芳基的例子包括甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、環戊基、環己基、苯基、C6H11CH2、C6H5CH2、C5H9CH2等。在一組優選的實施方式中，C1-C12烷基被至少一個選自下述基團的取代基取代(C1-C4)鏈烯基、(C1-C4)炔基、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基銨基、羥基、(C1-C8)烷氧基、巰基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亞砜基、(C1-C8)磺酰胺基、(C1-C8)酰基、單或二(C1-C8)N-烷基酰胺基、巰基、(C1-C4)硫醚基、(C1-C4)砜基、(C1-C4)亞砜基、單或二(C1-C8)N烷基磺酰胺基、鹵原子、(C3-C7)環脂族基、5元雜環基、6元雜環基或7元雜環基、芳基和雜芳基。在一些實施方式中，可用上述提供的兩個、三個或四個官能團取代該(C1-C12)烷基。
回到式I，R2的極性基團可以是帶正電荷的基團，如質子化的伯、仲和叔胺基或季銨基。在一些實施方式中，該極性基團將不帶正電荷。不帶電的極性基團的優選例子包括羥基、氰基、氟、醚、酮、磺酰氨基、砜和酰氨基，雖然也可使用其它合適的極性基團。在此，極性區域是其偶極矩大于C-C或C-H共價鍵的區域。
對于Y是NR3的那些優選實施方式，R2基團不需含有極性基團。在這些例子中，R2可等于R3——它是部分式R2(CR1)2Y還原成R3(CR1)2NR3，其中兩個R3獨立地不同。這兩個R3可連接，形成環結構，優選是含有4、5、6或7個原子。該環可含有作為環的一部分的雜原子部分，如-NH-、-NMe-、-O-、-N(低級烷基)-、-S-、-SO2-、-SO-等。該環還可含有側接于其上的側鏈。適當的取代基是上面提供的烷基和芳基取代基。
對于NABM為帶正電荷的那些實施方式，該正電荷可位于側接NABM的一側的部分中(即，側接內部的雜芳族部分或脂族部分)和/或在遠離Het的末端部分。可從堿性氨基酸(如，賴氨酸、組氨酸或精氨酸)或含有一個或多個堿性氨基酸的肽單元衍生獲得該帶正電荷的部分。較佳的肽構型是其中的脯氨酸將兩個堿性氨基酸分開的構型(如Arg-Pro-Arg)。合適的帶正電荷部分的例子在Dervan等人的WO 98/37087(1998)和Rothbard等人的WO 98/52614(1998)中公開，本文將這些公開內容納入作為參考。但是，本領域熟練的技術人員將會明白，NABM不會總是具有正電荷，比如化合物X(下文)。
如上所述，核酸結合部分[NABM]可以是dsDNA插入子、dsDNA小溝結合部分或dsDNA大溝結合部分。應理解，[NABM]稱為“小溝結合子(binder)”(或有相同含義的字眼)，并不意味著這個部分專門與小溝結合相互作用；該部分還可與dsDNA的其它部分結合相互作用，例如，通過插入作用與鄰近的堿基對作用、與骨架磷酸酯基或者與大溝作用。較佳是小溝結合子，它通常(但不總是)具有拉長的新月形形狀，在拓撲學上與小溝的形狀互補。該小溝結合子可以是天然化合物的殘基，如阿霉素、柔紅霉素、刺孢霉素、絲裂霉素、CC-1065、倍癌霉素、偏端霉素和紡錘菌素，或者它們的類似物或衍生物。或者，[NABM]可以是合成的小溝結合子的殘基，如戊烷脒、重氮氨苯脒乙酰甘氨酸鹽(berenil)、芪脒、DDUG、NSC 101327、SN6999、SN 6136、SN 16814、SN 18071、NSC 57153、Hoechst 33258、Ionen X和甲基綠，或者它們的類似物或衍生物。
在特別優選的實施方式中，所述核酸結合部分是含有N-甲基吡咯甲酰胺(“Py”)單元的合成的聚酰胺單元，它還可任選地含有N-甲基咪唑甲酰胺(“Im”)、N-甲基-3-羥基吡咯甲酰胺(“Hp”)、甘氨酸酰胺、β-丙氨酸酰胺、γ-氨基丁酸酰胺、5-氨基戊酸酰胺和γ-2，4-二氨基丁酸酰胺單元中的一種或多種，這些單元分別由下述結構表示 和 與本文所述類似的一些聚酰胺已顯示為小溝結合子，常以高的結合常數結合(如，大于109M-1)。涉及這類聚酰胺的設計和合成的文獻包括Baird和Dervan，J.Am.Chem.Soc.，118，6141-6146(1996)和美國申請系列號第08/607,078(1996年2月26日提交)、09/374,702(1999年8月12日提交)、09/372,473(1999年8月11日提交)、09/372,474(1999年8月11日提交)、09/414,611(1999年10月8目提交)和09/479,279〔2000年1月5日提交，題為《涉及使核苷酸堿基對與雙鏈核酸進行特異性相互作用的環狀化合物的組合物和方法》(“Compositions and Methods Relating to CyclicCompounds that Undergo Nucleotide Base Pair Specific Interaction with DoubleStranded Nucleic Acids”)〕，本文將這些公開的內容納入作為參考。還已發現，這類聚酰胺可以兩個雜芳族甲酰胺部分與dsDNA結合，肩并肩固定于小溝中，這類肩并肩的雜芳族甲酰胺對識別特異的dsDNA堿基對，產生一組與雜芳族甲酰胺對和所識別的DNA堿基對相關的“配對規則”雜芳族對識別的dsDNA堿基對Im/Py G/CPy/Im C/GPy/Py A/T、T/AHp/Py T/APy/Hp A/T因此，可采用上述配對規則設計以對特殊的堿基對序列的特異性與dsDNA結合的NABM部分。
甘氨酰基或β-丙氨酰基酰胺可用作調節該雜芳族甲酰胺殘基與該NABM結合位點的核苷酸堿基對的相對位置的“間隔基”。γ-氨基丁酸酰胺、5-氨基戊酸酰胺或γ-2，4-二氨基丁酸酰胺(或產生基本上等價的結構效果的其它部分)將“發夾”引入聚酰胺中，從而使同一NABM的雜芳族甲酰胺單元肩并肩地相互結合。在如NABM的各端或在其一端和一個內部位置上使用這兩個單元，可形成具有其它構象的NABM(如，分別形成環狀或“發夾”構象)。γ-2，4-二氨基丁酸的2-氨基提供了串聯連接的聚酰胺單元的連接點，并提供了使該NABM具有手性的部分。可用β酰胺取代Py、Hp或等價于Py的雜芳族甲酰胺，形成如β/β對或β/Py對。可采用在前述參考文獻中公開的這些和其它分子設計原則來設計本發明NABM的優選例子。
在另外一些實施方式中，核酸結合部分[NABM]包含結構(II) 式中，每個Q1、Q2、……Qm是雜芳族部分或(CH2)p，下標p是1-3的整數(包括本數)；每個Z1、Z2、……Zm是共價鍵或連接基團；下標m是1-9的整數(包括本數)，更佳是2-4。對于其Q是雜芳族部分的那些實施方式，它優選選自任選取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、異噻唑、噁唑、異噁唑、噻唑、噻吩、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，3，4-噁二唑、1，2，4-噁二唑和噻吩部分。示范性的取代基包括Cl、F、CH3(如N-甲基吡咯或N-甲基咪唑中的CH3)，和羥基(如3-羥基吡咯中的羥基)。
連接基團Z1、Z2……Zm通常是有2-5個骨架原子的二價基團。本發明連接基團的含義中使用的術語“骨架”，指原子所連接的兩個基團之間的鄰接的鍵上的原子。例如，可以說由-(C(O)NH-連接的兩個雜芳族部分由有兩個“骨架”原子的基團所連接(如碳原子和氮原子)。如下面分別闡述的，鄰接基團的例子包括酰胺、脒和酯基團，優選酰胺基團 在本發明的其它實施方式中，所述核酸結合部分包含結構(III) 式中，各個n獨立地是1-9的整數(包括本數，n優選是2或3)，各個m獨立地是0或1(優選1)。
如上所述，雜芳族部分[Het]和NABM由連接基團L連接，該基團可以是共價鍵或者是具有2-5個骨架原子(優選2個)的二價連接基團。連接基團的例子包括酰胺、脒和酯基團，優選酰胺連接基團。[Het]基團的取代基的例子包括Cl、F、CH3(如N-甲基吡咯或N-甲基咪唑中的CH3)和羥基基(如3-羥基吡咯中的羥基)。
可采用各種合成方法來連接Het和NABM。除了將在下面的實施例中進一步描述的那些方法外，也可采用本領域熟知的其它方法。為了闡述的目的，本文在此引用了幾種這樣的方法，這些方法中使用偏端霉素殘基作為NABM。如Arcamone等人在美國專利第4,738,980號(1988)和第4,766,142號(1988)中所述，可使用環氧化合物使以胺封端的偏端霉素殘基烷基化。其它的方法在Lazzari等人的美國專利第5,017,599號(1991)、美國專利第5,049,579號(1991)和美國專利第5,310,752號(1994)以及Animati等人的美國專利第5,670,534號(1997)中提供使酰基化合物與末端為氨基的偏端霉素殘基在縮合劑如二環己基碳二亞胺的存在下發生縮合作用，形成酰胺鍵。Animati等人的美國專利第5,412,976號(1995)公開了羧基亞氨酸鹽(carboxyimidate)與以氨基為末端的偏端霉素殘基反應，形成脒。本文將前述專利的內容納入作為參考。
所述雜芳族部分可以是下述任何一種取代的或未取代的形式咪唑；除N-甲基吡咯或N-氫吡咯外的其它吡咯；吡唑；呋喃；異噻唑；噁唑；異噁唑；噻唑；呋咱；1，2，3-噻二唑；1，2，4-噻二唑；1，2，5-噻二唑；1，3，4-噻二唑；1，2，3-三唑；1，2，4-三唑；1，2，4-噁二唑；1，3，4-噁二唑；或者噻吩部分。
較佳的是，Het是異噻唑，如 或 本發明優選的含有異噻唑的化合物由下式(IVa)表示 參考式I，化合物(IVa)中的R1、R2和R4如先前所定義。
本發明特別優選的含有異噻唑的化合物包含下式結構(IVb) 式中，m、n、R1、R2和R4如先前所定義。
在R2(R1)2C-Y-中〔在IVb中更具體地顯示為R2(R1)2C-NH〕，R2(當存在時)中的極性基團較佳是一個或多個伯、仲或叔氨基，這些氨基當被質子化時，會使該R2帶正電。或者，該極性基團是季銨基。在另一優選基團中，各R1是氫。更佳的是，R2具有與該Y基團分開約2-6個原子的氨基。下面給出這些優選例子中的示范性而非專有性的特殊部分的列表(也顯示了Y基團，以指出連接的位置) 在前述的化合物中，當氨基被1個或多個亞甲基(CH2)與Y分開時，可使用高級或低級的同系物，條件是Y和該氨基之間的分離保持在約為2個到約6個原子之間。
在另外一些實施方式中，Y是NR3，其中，R3是烷基或雜烷基，或者，R3任選地連接于R2，形成環狀結構。由此形成的環可包含作為其一部分的額外的雜原子部分，如-NH-、-NMe-、-O-、-N(低級烷基)-等，并且，該環可以是取代的或未取代的，如下所述 通常，R2將具有極性基團。對于Y是NR3的那些實施方式，一個極性基團(Y)的存在將使對R2上額外的極性基團的需要減少。在這些例子中，R2可以等于R3——即R3(CR1)2NR3的部分式還原為R2(CR2)2Y，其中兩個R3都可獨立地改變。
現在，回到由式(Ia)表示的一系列特別優選的化合物，為了方便下文對其進行復述，現在將詳細討論該式所涉及的特殊和/或優選的實施方式。 在式Ia中，各個Q獨立選自-(CH2)2-、-(CH2)3-，雜芳族環獨立選自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、異噻唑、噁唑、異噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩環。較佳的是，Q是噻吩環。取代基的例子包括Cl、F、CH3(如N-甲基吡咯或N-甲基咪唑中的CH3)和羥基(如3-羥基吡咯中的羥基)。
下標a、b和d各獨立表示0、1、2、3、4或5，條件是a、b或d中至少有一個不是0。下標c、e和f各獨立表示0或1。
在式Ia的優選實施方式中，R5選自鹵素、OR7和N(R7)2。更佳的是，R5選自鹵素和N(R7)2。R6選自氫、鹵素、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基。當R5或R6中任一個是鹵素時，優選Cl和F，Cl是最優選的。各個R7獨立選自氫、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的未取代的(C1-C12)雜烷基。R6和R7中的烷基可以是如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、戊基、環戊基、芐基或環己基，優選甲基。在一些實施方式中，(C-C12)烷基和雜烷基被官能團取代，如烯烴；炔烴；羥基；伯、仲、或叔胺；季銨；烷氧基；酰基；酰胺；硫羥；硫醚；亞砜；磺胺；鹵素；環脂族基團；雜環基團；芳族基團；雜芳族基團等等；以及它們的組合。
在N(R7)2中，一個優選的實施方式是，各個R7是氫。在另一優選的實施方式中，一個R7是氫，另一R7是甲基。
當R5是N(R7)2時，這兩個R7可任選地連接，形成取代的未取代的4、5、6或7元環，該環可任選地含有作為該環的一部分的-NH-、-NMe-、-O-或N-低級烷基。這些化合物的示范性實施方式如下述部分式所示 由N(R7)2形成的4、5、6或7元環可以是取代的或未取代的。具體而言，取代基可以是氨基或包含氨基。
R2、R1和Y形成上述式(I)的部分結構 的特殊的優選組合，以及上述式(Ia)中的R5的結構如下 和 式中，r是2、3或4，s是1、2、3、4、5或6。
綜上所述，下面公開本發明范圍內的優選化合物 在式V中，R5和R7的含義與式Ia先前所提供的含義相同；m是2、3或4，n是0或1。R5和R7中至少有一個是帶正電荷的基團。
在式VI中，b是1、2、3或4，f是0或1，R5和R7如先前所定義。R5和R7在至少有一個包含帶正電的基團。 采用1H-NMR和質譜法中的至少一種來確定前述化合物的結構。在大多數例子中，1H-NMR和質譜都可以獲得。
本發明化合物的藥學上可接受的鹽包括它們的共軛酸或堿的鹽。共軛酸的鹽的合適抗衡離子的例子包括氯化物、溴化物、磷酸鹽、硫酸鹽、馬來酸鹽、丙二酸鹽、水楊酸鹽、延胡索酸鹽、抗壞血酸鹽、甲磺酸鹽、蘋果酸鹽、檸檬酸鹽、乙酸鹽、酒石酸鹽、琥珀酸鹽、谷氨酸鹽等等，尤其是FDA可接受的那些鹽。通過使游離堿形式的化合物與足量的所需的酸接觸，可形成共軛酸鹽。對于本發明權利要求的目的而言，本發明化合物的共軛酸或堿形式被認為是相當于游離堿形式(或游離酸形式，視情況而定)。
本發明的化合物是有用的，因為它們是強的DNA結合子，常常是毫微級的結合子〔即結合常數(Ka)為109M-1〕，甚或是微微級的結合子(1012M-1的K2)。特別值得注意的是，本發明的一些化合物是具有相對少的雜芳族部分(3-5個)的毫微級結合子，而先前所述的毫微級結合子通常需要較多的雜芳族部分。
此外，已發現本發明的化合物具有抗真菌性(如，酵母、絲狀真菌)和/或抗細菌性(如革蘭氏陽性、革蘭氏陰性需氧菌和厭氧菌)，因此，它們可用于抵抗由這些病原體引起的感染(即預防和/或治療)。可用本發明化合物來抵抗的其它病原體包括原生動物和病毒。對于人抗感染的應用，本發明的化合物可與藥學上可接受的載體一起使用。該組合物可以是干燥的，或者它可以是溶液。治療可以是反應性的，以抵抗所存在的感染，或者是預防性的，以預防易受感染的有機體的感染。
可以進行治療的宿主生物體包括真核生物，具體是植物和動物。植物可以是農業上重要的谷物，如小麥、稻米、玉米、大豆、高粱和苜蓿。感興趣的動物包括哺乳動物，如牛、犬、馬、貓、綿羊、豬和靈長類動物(包括人)。
不想被任何具體的理論所束縛，但可認為本發明的化合物通過結合于雙鏈核酸，尤其是雙鏈DNA，從而發揮它們的生物學活性。
如果所需的dsDNA堿基對序列——如對病原體的增殖是關鍵的基團(或其調節區域，如啟動子、增強子)中的序列——是已知的，則可通過理性的設計而實現本發明化合物抗具體病原體的匹配。在這樣的情況中，優選使用于以所需程度的特異性結合于靶堿基對序列的核酸結合部分。NABM可以是對靶序列具有已知的特異性的天然dsDNA結合子的殘基，或者可以是根據本文上述堿基對識別規則合成的合成dsDNA結合子。或者，可采用篩選的方法實現所述匹配，該方法包括(a)向一組致病的生物體提供本發明的化合物，(b)測定該化合物是否抑制了該組致病的生物體的增殖。可使用具體的靶病原體對化合物庫進行篩選，以確定哪一種(些)化合物能有效地抵抗該靶病原體。相反，可使用一種具體的化合物對大量的病原體進行篩選，以確定該化合物能有效抵抗哪一種(些)病原體。
結合下述實施例，可進一步理解本發明的實踐，這些實施例是闡述性的，而非限制性的。合成對于具體的化合物，分別描述固相和液相的方法。但是，本領域熟練的技術人員將理解，這些方法在性質上是概括性的，本發明其它的化合物可采用本說明書中提供的變化來合成，這些變化包括對原料、中間物和/或試劑作出適當的替換。固相合成的例子這個部分描述化合物V-s的固相合成，以此為例。 起始點是市售獲得的Boc-β-丙氨酸-PAM-樹脂(也可參見Dervan等人，美國專利第6,090,947號(2000)〕。該樹脂具有Boc保護的β-丙氨酰基殘基，此殘基通過苯基乙酰氨基甲基(PAM)鍵連接于聚苯乙烯樹脂 Boc-β-丙氨酸-PAM樹脂下文將使用幾個“速記”標志，以使式子更緊湊。“β”指β-丙氨酰基殘基 “PAM”指 Boc指丁基氧基羰基保護基團(t-BuOC＝O)。“Py”指殘基 為了舉例說明，Boc-β-丙氨酸-PAM樹脂表示為 式 表示化合物V-s，Boc-Py2-OH表示 下面的方案A歸納了化合物V-s(在此方案中顯示為A-4)的合成途徑方案A Boc-Py2OH與β-PAM樹脂的偶聯。用30mL三氟乙酸(TFA)處理1.25克Boc-β-丙氨酸-PAM樹脂(0.88mmol/克，在方案A中為A-1)1小時。在用氯仿、甲醇和乙醚洗滌該樹脂后，使其在空氣中干燥。
在37℃，用0.49克六氟磷酸2-(1H-苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲鎓(uronium)(“HBTU”，1.3mmol，1.2當量)在2mL DMF和1mL三乙胺(TEA)中的溶液活化0.48克BocPy2OH(1.3mmol，1.2當量)10分鐘。然后將所得的溶液加到上述干燥的樹脂中，接著加入足量的DMF，將其制成漿液，然后，將該漿液放在37℃3小時，同時振動。加入1mL乙酸酐，然后在室溫腺癌處理該樹脂30分鐘，獲得Boc-Py2-β-PAM樹脂(方案A中的A-2)。
Boc-Py2-β-PAM樹脂的去保護和與4，5-二氯異噻唑-3-羧酸的偶聯。過濾得到該樹脂，用DMF、氯仿洗滌，然后用100mL TFA處理1小時，然后如先前所述使其干燥，得到去保護的H-Py2-β-PAM樹脂。
在室溫下，用0.48克HBTU(1.3mmol，1.2當量)在2mL DMF和1mL三乙胺(TEA)的溶液中活化4，5-二氯異噻唑-3-羧酸5分鐘。將所得的溶液加到上述干燥的樹脂中，接著加入足量的DMF，以制得漿液，然后將該漿液放到37℃3小時，同時振動，獲得偶聯了樹脂的異噻唑中間物，如方案A中所示的A-3。
與3-(二甲基氨基)丙胺的反應——從樹脂上去偶聯同時在異噻唑環上進行取代。為了產生化合物V-s，并使其從該固相載體上去偶聯，在55℃用3mL 3-(二甲基氨基)丙胺(“Dp”)處理中間物A-3 12小時。然后過濾該溶液，用冰乙酸洗滌，用冰乙酸稀釋到14mL，采用制備性HPLC純化，得到化合物V-s(方案A中的A-4)。
與3-(二甲基氨基)丙胺的反應——從樹脂上去偶聯而勿需在異噻唑環上進行取代。在較溫和的條件下用Dp進行處理，得到僅去偶聯的、在異噻唑基團中的任一氯上基本上沒有取代的產物。由此，在37℃，用1.5mL DMF和1.5mL Dp處理12小時，接著過濾，用冰乙酸洗滌，用冰乙酸稀釋到14mL，然后采用制備性HPLC純化，得到二氯化合物V-cc(方案A中的A-5)。
在下述條件下進行制備性HPLCHamilton PRP-1反相柱，250mm×21.5mm；溶劑A0.5％乙酸；溶劑B乙腈；在180分鐘內使B從0％至60％。
凍干純化的部分，得到5-30mg產物。
化合物V-cc(及其類似物)不僅僅是通過取代異噻唑氯中的一個而合成本發明其它化合物的有用的前體，而且它自身也是好的dsDNA結合子，并具有顯著的抗病原體特性。液相合成的例子這個實施例閘述性描述化合物如V-a、V-b和V-c的溶液合成。首先，下面的方案B描述中間化合物B-8(或按照上述速記標志的H-Py3-OH)的合成。
方案B (i)三氯乙酰氯， Et2O (ii)90％硝酸，Ac2O(iii)NaOMe/MeOH (iv)H2(1 atm)，10％Pd/C，EtOAc(v)HCl，Et2O (vi)10％K2CO3(水溶液)，Boc-酐(vii)NaOH，MeOH，H2O，60 C (viii)DCC，HOBt，DMF，TEA(ix)NaOH，MeOH，H2O，60 C(x)HBTU，DMF，TEA(xi)NaOH，MeOH，H2O，60 C(xii)H2N(CH2)3NMe2(xiii)三氟乙酸
4-硝基-2-三氯乙酰基-1-甲基吡咯(B-1)。用3小時的時間，向12升燒瓶中很好攪拌的三氯乙酰氯(1kg，5.5mole)在1.5升乙醚中的溶液中滴加N-甲基吡咯(0.45kg，5.5mole)在1.5升無水乙醚中的溶液。額外攪拌該反應混合物3小時，然后滴加400克碳酸鉀在1.5升水中的溶液來終止反應。分離出各層，真空中濃縮醚層，得到黃色晶體狀固體2-(三氯乙酰基)吡咯(1.2kg，5.1mole)，該固體足夠純凈，勿需進一步純化即可使用。用1個小時的時間將440mL發煙硝酸加到12升安裝機械攪拌的燒瓶中的2-(三氯乙酰基)吡咯(1.2kg，5.1mole)在乙酸酐(6升)中的冷卻(-40℃)溶液中，同時維持溫度為-40℃。緩慢將該反應混合物溫熱至室溫，并攪拌額外的4小時。將該混合物冷卻至-30℃，加入異丙醇(6升)。在-20℃攪拌該溶液30分鐘，在此期間形成白色沉淀，放置該溶液15分鐘，真空過濾收集所得的沉淀物，獲得方案B中表示為B-1的4-硝基-2-三氯乙酰基-1-甲基吡咯(0.8kg，54％得率)。TLC(7∶2的苯/乙酸乙酯)Rf0.7；1H NMR(DMSO-d6)δ8.55(d，1H，J＝1.7Hz)，7.77(d，1H，J＝1.7Hz)，3.98(s，3H)；13C NMR(DMSO-d6)δ173.3、134.7、133.2、121.1、116.9、95.0、51.5；IR(KBr)1694、1516、1423、1314、1183、1113、998、750。FABMS m/e 269.936(C7H5N2O3Cl3的計算值為M+H 269.937)。
4-硝基吡咯-2-羰酸甲酯(B-2)。將NaH(60％分散在油中)(10g，0.25mol)在500mL甲醇中的溶液滴加到裝備了機械攪拌器的4升Erlenmeyer燒瓶中的化合物B-1(800克，2.9mol)在2.5升甲醇中的溶液中。室溫攪拌該反應混合物2小時，然后加入濃硫酸(25mL)中止反應。然后加熱回流反應，使其緩慢冷卻至室溫，真空過濾收集白色針狀4-硝基吡咯-2-羧酸甲酯晶體(方案B中的化合物B-2)，然后真空中干燥，得到450g產物，得率為47％。TLC(乙酸乙酯)Rf0.8；1H NMR(DMSO-d6)δ8.22(d，1H，J＝1.7Hz)，7.22(d，1H，J＝1.6Hz)，3.88(s，3H)，3.75(s，3H)；13CNMR(DMSO-d6)δ37.8、52.2、112.0、123.0、129.9、134.6、160.3；IR(KBr)3148、1718、1541、1425、1317、1226、1195、1116、753。FABMS m/e 184.048(C7H8N2O4的計算值M+H 184.048)。
鹽酸4-氨基-1-甲基-吡咯-2-羧酸甲酯(B-3)。將化合物B-2(450g，2.8mol)溶解在乙酸乙酯(8升)中。然后加入40克10％Pd/C在800mL乙酸乙酯中的漿液，在氫的稍微正壓的條件下(大約1.1atm)攪拌該混合物48小時。通過Celite過濾除去Pd/C，用1×50mL乙酸乙酯洗滌，然后將該混合物的體積減少到大約500mL。加入7升冷的乙醚，緩慢地將HCl氣體吹入該混合物。然后真空過濾收集沉淀的鹽酸胺，得到380克(81.6％)的白色粉末鹽酸4-氨基-1-吡咯-2-羧酸甲酯(方案B中的化合物B-3)。TLC(乙酸乙酯)Rf(胺)0.6，Rf(鹽)0.0。1H NMR(DMSO-d6)δ10.23(brs，3H)，7.24(d，1H，J＝1.9)，6.79(d，1H，J＝2.0)，3.83(s，3H)，3.72(s，3H)；13CNMR(DMSO-d6)δ160.8、124.3、121.2、113.4、112.0、51.8、37.1；IR(KBr)3095、2693、1709、1548、1448、1266、1102、802、751。FABMS m/e 154.075(C7H10N2O3的計算值為154.074)。
4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-羧酸(B-4)。將化合物B-3(340克，1.8mol)溶解在3升燒瓶中的1升10％的碳酸鈉水溶液中，該燒瓶裝備了機械攪拌器，然后用30分鐘的時間加入在500mL二噁烷中成漿狀的二叔丁基二碳酸酯(400g，2.0mmol)，同時維持20℃。使該反應進行3小時，然后用TLC進行測定表示反應完成，冷卻至5℃2小時，真空收集所得的白色沉淀。將被Boc-酐污染的Boc-吡咯酯溶解在700mL MeOH中，加入700mL 2M NaOH，在60℃加熱該溶液6小時。將反應混合物冷卻至室溫，用乙醚洗滌(4×1000mL)，用10％H2SO4將水層的pH減到約3，然后用乙酸乙酯抽提(4×2000mL)。(用硫酸鈉)干燥合并的乙酸乙酯抽提物，并在真空中濃縮，得到褐色泡沫。將該泡沫溶解在500mL DCM中，然后加入2升石油醚，真空中濃縮所得的漿液。再溶解并濃縮該反應產物三次，得到320克(78％得率)白色細粉末4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-羧酸(方案B中的化合物B-4)。TLC(7∶2苯/乙酸乙酯v/v)Rf(酯)0.8，Rf(酸)0.1。(乙酸乙酯)，Rf(酸)0.6，1H NMR(DMSO-d6)δ12.10(s，1H)，9.05(s，1H)，7.02(s，1H)，6.55(s，1H)，3.75(s，3H)，1.41(s，9H)。13C NMR(DMSO-d6)δ162.4、153.2、123.3、120.1、119.2、107.9、78.9、36.6、28.7；IR(KBr)3350、2978、1700、1670、2586、1458、1368、1247、1112、887、779。FABMS m/e 241.119(C11H17N2O4的計算值為M+H 241.119)。
4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基1-甲基吡咯)-2-羧酸(B-5)。將1.2當量的HOBt(27克，0.2mmol)加到化合物B-4(40g，167mmol)在150mLDMF中的溶液中，接著加入1.2當量的DCC(40.4克，0.2mmol)。攪拌該溶液5小時，過濾除去DCU，然后用50mL DMF清洗。加入化合物B-3，接著加入TEA(80mL)，在50℃所得攪拌該反應混合物10小時。然后將該反應混合物滴加到攪拌著的冰水溶液(2L)中，使該溶液在4℃過夜。真空過濾收集所得沉淀，使其過夜干燥，得到4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基-1-甲基咪唑)-2-羧酸乙酯(53g，83％得率)。將該酯溶解在200mL甲醇中，然后加入3MNaOH(200mL)，在50℃攪拌所得的混合物3小時。真空中除去過量的甲醇，加入2M HCl酸化所得的溶液。真空過濾收集所產生的沉淀4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-酰胺基-1-甲基吡咯)-2-羧酸(在方案B中顯示為化合物B-5)，然后真空中干燥，得到白色粉末(43g，90％得率)。
4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-羧酸(B-6)。將150mL的DMF加到化合物B-5酸(50g，139mmol)和0.98當量的HBTU(51g)的混合物中接著加入80mL的TEA。溶液在室溫攪拌2小時，加入1.1當量B-3(28.9g)，反應混合物在50C攪拌30小時。然后將該反應混合物滴加到攪拌著的冰水溶液(1.2L)中，真空過濾收集所產生的沉淀，然后過夜干燥該沉淀，得到化合物B-6的甲酯(59g，85％得率)。將該酯溶解在200mL甲醇中，然后加入2.5M NaOH(200mL)，在50℃攪拌所得混合物10小時。真空中除去過量的甲醇，加入2M H2SO4酸化所得的溶液。真空過濾收集所產生的沉淀4-[(叔丁氧基羰基)氨基]-1-甲基吡咯-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-(4-甲酰胺基-1-甲基吡咯)-2-羧酸(方案B中所示的化合物B-6)，并在真空中干燥，得到白色粉末(51g，87％得率)。
化合物B-6與3-(二甲基氨基)丙胺的反應。采用下述方法，用3-(二甲基氨基)丙胺將化合物B-6轉化成相應的酰胺(方案B中的化合物B-7)在室溫在，用HBTU(34.4克，0.095mmole，0.095當量)在50mL DMF和25mL TEA中的溶液活化化合物B-6(46.8克，0.1mole，1當量)45分鐘。加入3-(二甲基氨基)丙胺(12mL，0.12mmol，1.2當量)，37℃攪拌該反應混合物過夜。真空中濃縮含有化合物B-7的產物混合物。
化合物B-7的去保護。將150mL三氟乙酸加到大約30克化合物B-7中。室溫攪拌該反應物過夜。真空中濃縮產物化合物B-8，然后加入大約40mL乙酸和200mL水(足量的乙酸，以防止沉淀)，然后用乙醚抽提該溶液三次。采用制備性HPLC純化化合物B-8(Hamilton PRP-1反相柱，250mm×101.6mm；溶劑A0.5％乙酸，溶劑B乙腈；在180分鐘內使B從0％至100％)。
化合物B-8與4，5-二氯異噻唑-3-羧酸的偶聯。用3.7克HBTU(9.8mmole，1.14當量)在20mL DMF和10mL三乙胺中的溶液激活2克4，5-二氯異噻唑-3-羧酸(10mmole，1.2當量)。室溫攪拌該溶液10分鐘。加入固體的化合物B-8(4克，8.5mmole，1當量)，然后加入4mL DMF，以結束該轉移。在37℃過夜攪拌所得的溶液。然后在真空中干燥該反應混合物，加入200mL10％乙酸水溶液，采用制備性HPLC純化所得產物(Hamilton PRP-1反相柱，250mm×101.6mm；溶劑A0.5％乙酸；溶劑B乙腈，在320分鐘內使B從0％至60％)。凍干純化的部分，得到2克產物V-v(3.1mmole，36％得率)。通過使用適當的胺、醇鹽或硫醇鹽取代C-5上的氯，可將化合物V-v用于各種化合物的合成。在與硫醇鹽的反應的例子中，可將所得的硫醚氧化成相應的砜或亞砜。此外，該化合物可具有烷基化活性 化合物V-v的氨解。下述方法一般描述化合物V-v的氨解，得到化合物如V-a、V-b或V-c。將20mg化合物XII溶解在1mL純的胺中(或者，如果該胺在室溫下是固體，則溶解在1克胺與1mL DMF中)。所述胺是分別用于V-a、V-b和V-c的合成的4-(二甲基氨基)丁胺、3-(二甲基氨基)丙胺和2-(二甲基氨基)乙胺。在55℃加熱該反應混合物15小時，然后將其冷卻至室溫。加入乙酸，使總體積為14mL，然后將產物混合物加到制備性HPLC柱上(Hamilton PRP-1反相柱，250mm×21.5mm)。溶劑A0.5％乙酸水溶液；溶劑B乙腈；在180分鐘內使溶劑B從0％至60％。
采用質譜法或1H-NMR光譜學確定本發明化合物的結構，或者，在大多數例子中，這兩種方法都采用。各例子中的譜帶與所給定的結構一致。與dsDNA結合聚酰胺NABM的定量DNA酶I指紋滴定試驗表明，相對于T、A和C，異噻唑基團優先與G結合。雖然并不排除其它機制，但有可能是異噻唑環2位上的氮與G的環外胺基上的2位氮產生特殊的氫鍵。含有聚酰胺的異噻唑的DNA結合親和力揭示，相對于N-甲基咪唑-2-甲酰胺基與G的可比的相互作用，這種相互作用有可能在能量上是有利的。令人驚訝的是，大量的含有該異噻唑雜環、并且雜環總數不超過4個的聚酰胺的親和力大于約109M-1。含有該異噻唑基團的聚酰胺可通過各種結合基元結合于DNA，這種結合包括但不限于肩并肩重疊的“2∶1”聚酰胺-DNA-結合、肩并肩突出的2∶1聚酰胺-DNA-結合、發夾式的聚酰胺-DNA-結合以及1∶1的聚酰胺-DNA-結合。對于2∶1的聚酰胺-DNA結合，所述異噻唑基團較佳與5-氨基吡咯-2-羧酸殘基或其類似物或者β-丙氨酸殘基或其類似物配對。結合研究進一步表明，含有所述異噻唑基團的聚酰胺可結合具有5′-3′N末端到C末端(N-C)的DNA鏈-聚酰胺取向以及5′-3′C-N DNA鏈-聚酰胺取向這兩種取向的DNA。在C末端和N末端這兩個末端上的帶正電荷部分的分子最有可能優先結合該5′-3′C-N取向。
用于指紋試驗的dsDNA限制性片段的部分核苷酸序列如下5′-CTAGATGCCGCTAAGTACTATGCCGCTAACTACTATGCCGCTAATTACTATGCCGCTAAATACTATGCCGCTAACTAGTATGCCGCTATGCA-3′(SEQID NO1)。
具有被NABM靶向的核苷酸序列的其它DNA分子可易于根據周知的方法合成。
下面的表A給出代表性化合物的結合數據
在含有超過300個不同的6bp位點的限制性片段上篩選化合物V-u、V-c、V-b和V-a。發現這些化合物中的每一種都優先與AGTACT位點結合，其亞毫微摩爾的親和力為1×1011M-1到3×109M-1。值得注意的是，這些親和力明顯地高于對含有4個雜環的化合物的期望值。對于這些化合物，針對單堿基對錯配位點ACTACT、ATTACT和AATACT的特異性測得為200倍到11倍。發現化合物V-t以1×1010M-1的親和力優先于AGTACT、ACTACT、ATTACT或AATACT而結合TGGTCA位點。這種結合的機制并不確定，但可能涉及“突出的”2∶1結合模式(例如，參見美國專利第6,090,947號)或1∶1結合模式。化合物VI-a和VI-b最有可能采用發夾構象。發現這兩種化合物分別以2×1010M-1和1×1011M-1的亞毫微摩爾的親和力優先與AGTACT結合。這兩個DNA結合親和力高于具有取代異噻唑環的咪唑環比較化合物XII的親和力的9-30倍。觀察到化合物VI-c優先于ACTACT和AGTACT而與ATTACT和ATTACT結合，潛在地可作為單堿基錯配。此化合物的最優的靶序列可能是WGWCWW(W＝A或T)。
DNA酶I指紋滴定試驗的實施例方案。所有的反應都以400μl的總體積進行。將聚酰胺原液或H2O(用于參比泳道)加到含有3′-32p放射性標記的限制性片段(20,000cpm)的試驗緩沖液中，得到的最終溶液條件為10mM Tris·HCl、10mM KCl、10mM MgCl2、5mM CaCl2、pH7.0。使該溶液在22℃平衡至少12小時。向指紋溶液中加入10μl的含有1mM二硫蘇糖醇的DNA酶I原液(在適當的濃度，以獲得～55％的完整DNA)引發指紋反應，然后在22℃使反應進行7分鐘。加入50μl的含有2.25M NaCl、150mM EDTA、23μM堿基對小牛胸腺DNA和0.6mg/ml糖原的溶液，中止該反應，用乙醇沉淀。將反應液再懸浮在1×TBE/80％甲酰胺加樣緩沖液中，85℃加熱15分鐘，使其變性，然后放置在冰上。在8％聚丙烯酰胺疑膠(5％交聯，7M脲)上，在1×TBE中，以2000V的電壓電泳1.5小時，分離出反應產物。在板狀干燥器上干燥凝膠，然后在22℃顯示在儲藏磷屏幕上。
定量DNA酶I指紋滴定數據的分析。包含指紋位點和在整個滴定過程中DNA酶I的活性不變的參比位點的四方形的背景校正的體積積分產生了位點強度(Isite)和參比強度(IReF)的值。用下面的方程計算這些位點的表觀部分占有率(θapp) 式中，Isite°和IReF°分別是沒加入聚酰胺的DNA酶I對照泳道的位點強度和參比強度。
通過使用下面修改的Hill方程，使θapp和θFit之間的差異最小化，從而使([L]tOt，θapp)數據與Langmuir結合等溫線(方程2，n＝1)擬合θfit=θmin+(θmax-θmin)Kan[L]ntot1+Kan[L]ntot---(2).]]>式中，[Ltot]是總的聚酰胺濃度的情況中，Ka是平衡結合常數，θmin和θmaX分別是由試驗測得的當位點未被占據或飽和時的位點飽和值。使用KaleidaGraph軟件(v.3.0.1，Abelbeck Software)的非線性最小二乘法擬合程序，以Ka、θmaX和0min為可調節的參數，使該數據擬合。由相關系數評價結合曲線對數據點的擬合優度，以R＞0.97為可接受的擬合的標準。使用從凝膠上得到的所有泳道，除非從視覺上檢查到某個數據點相對于鄰近的點有明顯缺陷。數據用下述方程歸一化θnorm=θapp-θminθmax-θmin---(3).]]>生物學活性依其體外抗不同種類的細菌和真菌來篩選本發明化合物。在微滴定平板中進行全國臨床實驗室標準委員會(NCCLS，National Committee for Clinical LaboratoryStandards)肉湯微稀釋試驗測定它們的最小抑制濃度(MIC)，如下面的指南中所給出的(1)全國臨床實驗室標準委員會(NCCLS)M7-A4文件(NCCLS，1997)的指南；(2)全國臨床實驗室標準委員會(NCCLS)M11-A4文件(NCCLS，1997)的指南；(3)全國臨床實驗室標準委員會(NCCLS)M27-T文件(NCCLS，1995)的指南和參考方法。對于抗真菌試驗，采用Murray，PR.，1995，《臨床微生物學手冊》(Manualof Clinical Microbioligy，ASM出版社，華盛頓區)中所述的方法。測試各種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌(需氧和厭氧的)以及酵母和絲狀真菌。這些生物體包括葡萄球菌屬(Staphylococcus spp.)、鏈球菌屬(Streptococcus spp.)、腸球菌屬(Enterococcus spp.)、棒狀菌屬(Corynebacterium spp.)、李斯特菌屬(Listeria spp.)、芽胞桿菌屬(Bacillus spp.)、微球菌屬(Micrococcus spp.)、消化鏈球菌屬(Peptostreptococcus spp.)、梭狀芽胞桿菌屬(Clostridium spp.)、丙酸桿菌屬(Propionibacterium spp.)、大腸桿菌屬(Escherichia spp.)、假單胞桿菌(Pseudomonasspp.)、嗜血桿菌屬(Haemophilus spp.)、念球菌屬(Candida spp.)、隱球菌屬(Cryptococcus spp.)、曲霉屬(Aspergillus spp.)、毛癬菌屬(Trichpophyto spp.)、擬青霉屬(Paecilomyces spp.)、酵母屬(Saccharomyces spp.)和鐮孢屬(Fusarium spp.)。此外，評價了針對一些藥物抗性微生物的有效性。本發明化合物可有效抵抗的其它一些致病細菌包括不動桿菌屬(Acinetobacter spp.)、產堿菌屬(Alcaigenes spp.)、彎曲桿菌屬(Campylobacter spp.)、檸檬酸桿菌屬(Citrobacter spp.)、腸桿菌屬(Enterbacter spp.)、變形菌屬(Proteus spp.)、沙門氏菌屬(Salmonella spp.)、志賀氏菌屬(Shigella spp.)、螺桿菌屬(Helicobater spp.)、奈瑟氏球菌屬(Neisseria spp.)、弧菌屬(Vibro spp.)、擬桿菌屬(Bacteroides spp.)、普氏菌屬(Prevotella spp.)、枝原體屬(Mycoplasma spp.)、分支桿菌屬(Mycobacteria spp.)和衣原體屬(Clamydia spp.)。
化合物如V-a、V-b、V-c、V-r、V-s、V-q、V-w、V-x/V-y、V-z/V-aa、V-bb和VIII證明了優異的抵抗許多菌種的抗微生物活性(表I、Ia和II)，尤其是抵抗革蘭氏陽性菌和真菌。這些化合物的MIC大于等于0.062μg/ml小于128μg/ml。最有效的化合物之一，V-a，它對于大多數測試的菌種的MIC小于8μg/ml，除了革蘭氏陰性菌如大腸桿菌和假單胞桿菌外。這些結果表明，這些化合物為廣譜抗微生物劑。下面的表Ia和IIa也提供了針對現有技術的抗生素偏端霉素、紡錘菌素和氧氟沙星的比較數據。
如初步篩選中所示，本發明的化合物對抵抗具有常規抗生素抗性的分離物是活性的，這些分離物包括甲氧西林抗性金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、多藥物抗性肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)、萬古霉素抗性屎腸球菌(Enterococcus faecium)和多烯烴抗性白色念球菌(Candida albicans)。
已根據NCCLS指南測定了一些所設計的化合物的最小抗殺細菌濃度(MBC)(Lorian，V.，1996，《實驗室醫學中的抗生素》(Antibiotics in laboratory medicine)，The Williams&Wilkins Co.，Baltimore，MD)。MIC和MBC之間的差異已被建立為抗生素殺細菌活性的指標。表III中顯示的結果表明，化合物V-a和V-b對所有測試的菌種都是殺微生物制劑。
本發明的化合物具有廣譜抗革蘭氏陽性菌和抗真菌效力。以這些聚酰胺的抗微生物活性的模式為基礎，該抗微生物活性應可延伸到表I或II中未列出的其它細菌和真菌種類中。此外，這些化合物具有抵抗那些具有常規抗生素和抗真菌劑抗性的微生物的活性。這些化合物和它們的類似物可在治療人和動物感染的抗微生物化學治療中用作全身的和/或局部的制劑。
除了下面的表格中所給出的數據以外，還測試了化合物V-w和V-bb對蠟狀芽胞桿菌(Bacillus cereus)的抗性，分別得到0.5和8μg/ml的MIC。
ND＝未測
ND＝未測*偏端霉素、紡錘菌素和氧氟沙星的數據是可比的數據
ND＝未測
ND＝未測*偏端霉素、紡錘菌素和氧氟沙星的數據是可比的數據
ND＝未測額外闡述的生物學活性數據列在表IV中
本發明前面詳細的描述包括簡要地或專門地與本發明的特殊部分或方面相關的章節。應理解，這是出于簡潔和方便的目的，特殊的特征可能不僅與所公開的章節相關，還跟更多的章節相關，本文的公開內容包括不同章節中出現的信息的適當組合。類似地，雖然本文各種描述涉及本發明的特殊實施方式，但應理解，當在具體實施方式
的內容中公開特殊的特征時，也可在適當的程度上，在其它的描述或實施方式中與其它特征使用這種特征，或者通常在本發明中使用。
此外，雖然本發明以某些優選的實施方式進行了具體的描述，但是本發明并不受到這些優選實施方式的限制。相反，本發明的范圍由附帶的權利要求限定。
權利要求
1.一種由式(I)表示的帶電荷的化合物及其藥學上可接受的鹽W-Y-[Het]-L-[NABM](I)式中，[NABM]是雙鏈核酸結合部分；L選自共價鍵和連接基團；[Het]是除了N-甲基吡咯或N-氫吡咯外的雜芳族部分，選自 和 式中，X1、X2和X3中的一個是選自-O-、-S-和-NR3-的環頂點，其余兩個是選自＝N-和＝CR4-的環頂點；Y是O、S、S(O)、SO2、C(R1)2、N(R3)SO2、SO2N(R3)和NR3；W是鹵素或具有下式的基團 式中，各R1獨立選自H、F、取代的或未取代的(C1-C6)烷基；如果Y不是NR3，則R2是具有極性基團的部分，如果Y是NR3，則R2是具有極性基團、取代的或未取代的(C1-C12)烷基或取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基的部分；各R3獨立選自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基，和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基，條件是當Y是NR3時，R2(R1)2C和R3都不含有2-氯乙基或2-羥乙基；各R4獨立選自氫、鹵素、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基銨基、羥基、(C1-C8)烷氧基、巰基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亞砜基、(C1-C8)磺酰胺基、取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基和取代的或未取代的(C1-C12)烷基；條件是R2、[Het]或[NABM]中至少有一個在試驗或生理條件下帶正電荷。
2.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]選自插入部分、小溝結合部分和大溝結合部分。
3.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]結合雙鏈DNA的小溝部分。
4.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述Y是NR3。
5.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，各R1是氫。
6.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述R3是取代的(C1-C12)烷基，所述烷基具有選自以下的至少一個取代基(C1-C4)鏈烯基、(C1-C4)炔基、氨基、(C1-C8)烷基氨基、二(C1-C8)烷基氨基、三(C1-C8)烷基銨基、羥基、(C1-C8)烷氧基、巰基、(C1-C8)硫醚基、(C1-C8)砜基、(C1-C8)亞砜基、(C1-C8)磺酰胺基、(C1-C8)酰基、單或二(C1-C8)N-烷基酰胺基、巰基、(C1-C4)硫醚基、(C1-C4)砜基、(C1-C4)亞砜基、單或二(C1-C8)N-烷基磺酰胺基、鹵素、(C3-C7)脂環族基、5元雜環基、6元雜環基或7元雜環基、芳基和雜芳基。
7.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，R2、[Het]和[NABM]中至少有兩個帶正電荷。
8.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述正電荷產生自堿性氮的質子化，該堿性氮選自胺的氮、脒的氮、胍的氮、吡啶的氮、噠嗪的氮、吡嗪的氮、嘧啶的氮、咪唑的氮和苯胺的氮。
9.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸結合部分[NABM]具有至少一個連接于其上的帶正電荷的部分，該部分是側接的基團或遠離[Het]的末端基團。
10.如權利要求9所述的化合物，其特征在于，所述帶正電荷的部分選自堿性氨基酸殘基和含有至少一個堿性氨基酸殘基的肽單元。
11.如權利要求10所述的化合物，其特征在于，所述堿性氨基酸殘基選自精氨酸、組氨酸和賴氨酸殘基。
12.如權利要求10所述的化合物，其特征在于，所述肽單元包含將兩個堿性氨基酸殘基分開的脯氨酸。
13.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸結合部分不帶正電荷。
14.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]選自阿霉素、柔紅霉素、安曲霉素、刺孢霉素、絲裂霉素、CC-1065、倍癌霉素、偏端霉素和紡錘菌素，以及它們的類似物和衍生物。
15.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述[NABM]選自戊烷脒、重氮氨苯脒乙酰甘氨酸鹽、芪脒、DDUG、NSC 101327、SN 6999、SN 6136、SN16814、SN 18071、NSC 57153、Hoechst 33258、Ionen X、甲基綠，以及它們的類似物和衍生物。
16.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸結合部分[NABM]包含N-甲基吡咯甲酰胺殘基，并任選地含有一種或多種選自以下的殘基N-甲基咪唑甲酰胺殘基、N-甲基-3-羥基吡咯甲酰胺殘基、β-丙氨酸酰胺殘基、甘氨酸酰胺殘基、5-氨基戊酸酰胺殘基、γ-2，4-二氨基丁酸酰胺殘基和γ-氨基丁酸酰胺殘基。
17.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸結合部分[NABM]包含式(II)的結構 式中，每個Q1、Q2、……Qm獨立選自雜芳族部分和(CH2)p，其中下標p是1-3的整數，包括本數；每個Z1、Z2、……Zm獨立選自共價鍵或連接基團；下標m是1-9的整數。
18.如權利要求17所述的化合物，其特征在于，所述Q1、Q2，……，Qm中至少有一個是雜芳族部分。
19.如權利要求18所述的化合物，其特征在于，所述雜芳族部分選自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、異噻唑、噁唑、異噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩部分。
20.如權利要求17所述的化合物，其特征在于，所述Z1、Z2，……，Zm中至少有一個是具有2、3、4或5個骨架原子的連接基團。
21.如權利要求20所述的化合物，其特征在于，每個Z1、Z2，……，Zm是酰胺基。
22.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述核酸結合部分[NABM]包含式(III)的結構 式中，各n獨立地是1、2、3、4、5、6、7、8或9，各m獨立地是0或1。
23.如權利要求22所述的化合物，其特征在于，各n是2或3，各m是1。
24.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述L包含2、3、4或5個骨架原子。
25.如權利要求24所述的化合物，其特征在于，所述L是酰胺基。
26.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述雜芳族部分[Het]選自取代的或未取代的咪唑、除-甲基吡咯或N-氫吡咯外的吡咯類、吡唑、呋喃、異噻唑、噁唑、異噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩部分。
27.如權利要求1所述的化合物，特征在于，所述雜芳族部分[Het]是由選自下面的結構表示的異噻唑 和 式中，R4的定義如權利要求1。
28.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(IVa)表示 式中，R1、R2和R4的定義如權利要求1。
29.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物包含式(IVb)表示的結構 式中，R1、R2和R4的定義如權利要求1；各n獨立是1、2、3、4、5、6、7、8或9；各m獨立是0或1。
30.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，結構 選自 和 式中，r是2、3或4，s是1、2、3、4、5或6。
31.式(Ia)的化合物或其藥學上可接受的鹽， 其特征在于，R5選自鹵素、OR7和N(R7)2；R6選自氫、鹵素、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基；各個R7獨立選自氫、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的未取代的(C1-C12)雜烷基；各Q獨立是(CH2)2、(CH2)3，或者是除了N-甲基吡咯基團外的雜芳族基團；每個a、b和d獨立地是0、1、2、3、4或5，條件是a、b或d中至少有一個不是0；每個c、e和f獨立地是0或1。
32.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述a是1，Q選自取代的或未取代的咪唑、吡咯、吡唑、呋喃、異噻唑、噁唑、異噁唑、噻唑、呋咱、1，2，3-噻二唑、1，2，4-噻二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、1，2，4-噁二唑、1，3，4-噁二唑和噻吩部分。
33.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述Q是噻吩。
34.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述a是0。
35.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述R6是C1。
36.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述R5和R6都是Cl。
37.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述c和e都是0。
38.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述c是0，所述e是1。
39.如權利要求31所述的化合物，其特征在于，所述各R7是H。
40.如權利要求35所述的化合物，其特征在于，所述R5選自 和 式中，下標r是2-4的整數，下標s是1-6的整數。
41.如權利要求35所述的化合物，其特征在于，所述R5是N(R7)2，兩個R7基團互相連接，形成4元、5元、6元或7元環。
42.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(V)表示 式中，R5選自鹵素、OR7和N(R7)2；各R7獨立選自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基；m是2、3或4；n是0和1；條件是R5和R7中至少有一個是帶正電荷的基團。
43.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(VI)表示 式中，R5選自鹵素、OR7和N(R7)2；各R7獨立選自H、取代的或未取代的(C1-C12)烷基和取代的或未取代的(C1-C12)雜烷基；b是1、2、3或4；f是0或1；條件是R5和R7中至少有一個是帶正電荷的基團。
44.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(VII)表示
45.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(VIII)表示
46.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(IX)表示
47.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(X)表示
48.如權利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物由式(XI)表示
49.一種組合物，其特征在于，所述組合物包含藥學上可接受的載體和抗感染量的權利要求1所述的化合物。
50.一種組合物，其特征在于，所述組合物包含藥學上可接受的載體和抗感染量的權利要求31所述的化合物。
51.一種抑制病原體增殖的方法，其特征在于，該方法包括，使真核生物的病原體與抑制增殖量的權利要求1所述的化合物接觸。
52.一種抑制病原體增殖的方法，其特征在于，該方法包括，使真核生物的病原體與抑制增殖量的權利要求31所述的化合物接觸。
53.如權利要求58所述的方法，其特征在于，所述病原體選自葡萄球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、棒狀菌屬、李斯特菌屬、芽胞桿菌屬、微球菌屬、消化鏈球菌屬、梭狀芽胞桿菌屬、丙酸桿菌屬、大腸桿菌屬、假單胞桿菌、嗜血桿菌屬、念球菌屬、隱球菌屬、曲霉屬、毛癬菌屬、擬青霉屬、酵母屬、鐮孢屬、不動桿菌屬、產堿菌屬、彎曲桿菌屬、檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬、變形菌屬、沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、螺桿菌屬、奈瑟氏球菌屬、弧菌屬、擬桿菌屬、普氏菌屬、枝原體屬、分支桿菌屬和衣原體屬。
全文摘要
提供了帶電荷的化合物，該化合物包含一個或多個定位的正電荷的區域。還提供了含有這些化合物的組合物、合成這些化合物的方法、篩選這些化合物以鑒別出那些具有抗感染活性的化合物的方法，以及使用這些化合物預防或抑制感染的方法。這些化合物，以及含有它們的組合物，具有多種用途，包括在人和動物醫學以及農業中的用途。
文檔編號A61K31/7052GK1427839SQ01809034
公開日2003年7月2日 申請日期2001年3月14日 優先權日2000年3月16日
發明者葛依工, M·J·泰勒, E·E·貝爾德, H·E·莫澤, R·W·布林 申請人:根索福特股份有限公司