细菌外排泵抑制剂和使用方法

背景技术：

1、抗生素耐药性的增加强调了对新型抗菌剂的需求。尽管抗生素发现的历史途径产生了许多关键的疗法，但最近识别新药的尝试远远落后于耐药性的扩展。在20世纪40年代和50年代抗生素发现的黄金时代，筛选放线菌提取物用于致病菌的生长抑制。该经验平台导致了当今使用的抗生素的主要类别的识别。该基于肉汤的策略导致靶向核心生长过程的抑制剂：翻译、dna复制和细胞壁合成。尽管非常有效，但靶向必要过程会导致对耐药性的强烈选择。为了将抗菌剂化合物的研究集中在不太可能导致耐药性的靶标上，在基因组学的出现和毒力相关靶标的随之而来的鉴定的帮助下，该领域转向了筛选毒力特异性过程。制药公司已经投资于合成化学文库的高通量筛选，以检测其对生化分析中已验证的分子靶标的抑制活性。在过去的30年中，基于靶标的途径没有产生任何用于全身使用的抗生素，这是由于筛选中微弱的命中鉴定和整个细菌中普遍缺乏抗菌活性的组合。

2、生物化学抑制和抗菌活性之间的脱节归因于细菌中小分子的不良的细胞内累积。特别是，革兰氏阴性细菌包含细胞膜、细胞壁和外膜。该细胞包膜限制了两亲性和亲水性物质渗透入细胞质中，并对抗生素提出了重大挑战。

3、细菌还使用外排泵作为防御抗生素的机制。外排泵跨越内膜和外膜之间的周质，捕获抗生素和宿主抗菌肽(amp)，并以能量依赖的方式输出它们。当细菌面对有毒分子如抗生素时，它们通过表达更高水平的外排泵来响应。外排泵捕获并排出抗生素，大多数抗菌剂抗性(amr)临床分离株已经获得了外排泵的额外拷贝和/或以高水平表达它们。因此，细菌外排泵是增加革兰氏阴性细菌抗生素耐药性的主要因素。

4、此外，在宿主细胞内存活的细菌(例如，肠道沙门氏菌(salmonella enterica)、单核细胞增生李斯特菌(listeria monocytogenes)、金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)、结核分枝杆菌(mycobacterium tuberculosis))被宿主细胞膜额外保护；一些在囊泡内存活的病原体也被吞噬体膜屏蔽。因此，即使对细胞外病原体有用的传统抗生素也对细胞内微生物无效。例如，氨基糖苷类和β-内酰胺类在宿主细胞内积累很少，并且典型地是无效的。氟喹诺酮类主要定位于宿主细胞胞质溶质，因此对吞噬体内的病原体效力较低。大环内酯类尽管在细胞内浓缩至高水平，但由于在吞噬溶酶体的低ph下失活，所以典型地对囊泡微生物无效，因为生物化学途径在初始筛选期间固有地忽略了细胞渗透性。因此，细胞渗透性差是毒力靶向的抗菌药剂的一个关键缺陷。

5、本公开内容解决了这些需求。

技术实现思路

1、在实施方案中，本公开内容提供了式(i)的化合物，

2、

3、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

4、其中：

5、n为1、2或3；

6、p为1、2、3、4或5；

7、m为1、2、3、4或5；

8、每个r1独立地为卤代、烷基或卤代烷基；

9、r2为-h、烷基、烯基或炔基；

10、r3为-h、烷基、烯基或炔基；

11、r4为烷基、烯基、炔基、环烷基或杂环基，它们的每一个任选地被一个或多个r5取代；

12、或者r3和r4一起形成杂环基，其任选地被一个或多个r5取代，

13、r5为芳基、杂芳基、烷基、nh2、nhra、或nrarb、或烷基-nh2；

14、ra为烷基、烯基或炔基，它们的每一个任选地被-oh或烷氧基取代；和

15、rb为烷基、烯基或炔基。

16、在式(i)的实施方案中，r3为-h或烷基。在式(i)的实施方案中，r4为被1个r5取代的烷基，或杂环基；和r5为nh2。在实施方案中，式(i)的化合物具有以下结构：

17、

18、或其药学上可接受的盐。

19、在式(i)的实施方案中，r3和r4一起形成杂环基，其任选地被一个或多个r5取代。在实施方案中，式(i)的化合物具有式(ii)的结构：

20、

21、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

22、其中：

23、n为1、2或3；

24、p为1、2、3、4或5；

25、m为1、2、3、4或5；

26、q为1、2或3；

27、每个r1独立地为卤代、烷基、卤代烷基；

28、r2为氢、c1-6烷基、c1-6烯基或c1-6炔基；

29、a环为杂环基；

30、r5为芳基、杂芳基、烷基、nh2、nhra或nrarb；

31、ra为c1-6烷基、c1-6烯基或c1-6炔基，它们的每一个任选地被-oh或c1-6烷氧基取代；和

32、rb为c1-6烷基、c1-6烯基或c1-6炔基，它们的每一个任选地被-oh或c1-6烷氧基取代。

33、在式(ii)的实施方案中，a环为5-8元杂环基，除了式(ii)中所示的环n之外，任选地具有1、2或3个选自n、o或s的杂原子。在实施方案中，r5为杂芳基、nh2、nhra或nrarb；ra为任选地被c1-6烷氧基取代的c1-6烷基；和rb为c1-6烷基。

34、在式(i)或(ii)的实施方案中，化合物具有式(iii)的结构：

35、

36、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

37、其中：

38、n为1或2；

39、p为1、2或3；

40、m为1、2或3；

41、q为1；

42、每个r1独立地为卤代或卤代烷基；

43、a环为5或6元杂环基；

44、r5为杂芳基、被-nh2取代的c1-6烷基、-nh2、-nhra或-nrarb；

45、ra任选地被c1-6烷氧基取代的c1-6烷基；和

46、rb为c1-6烷基。

47、在式(i)、(ii)或(iii)的实施方案中，化合物具有式(iii-1)或(iii-2)的结构：

48、

49、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

50、其中n、p、m、q、r1、a环和r5如上文所定义。

51、在实施方案中，n为1或2。在实施方案中，n为2。

52、在实施方案中，p为1、2或3。在实施方案中，p为1。

53、在实施方案中，m为1、2或3。在实施方案中，m为1。

54、在实施方案中，q为1。

55、在实施方案中，每个r1独立地为卤代或卤代烷基。在实施方案中，每个r1独立地为卤代。在实施方案中，n为2和每个r1独立地为卤代。在实施方案中，每个r1为cl。在实施方案中，n为2和每个r1为-cl。

56、在实施方案中，a环为5或6元杂环基。

57、r5为杂芳基、c1-6烷基-nh2、-nh2、-nhra或-nrarb。在实施方案中，ra为任选地被c1-6烷氧基取代的c1-6烷基。在实施方案中，rb为c1-6烷基。

58、在式(i)、(ii)或(iii)的实施方案中，化合物具有式(iv)的结构：

59、

60、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

61、其中：

62、n为1或2；

63、q为1；

64、每个r1为cl或氟代烷基；

65、r5为被-nh2取代的烷基、或-nh2、-nhra或nrarb；

66、ra为任选地被c1-6烷氧基取代的c1-6烷基；

67、rb为c1-6烷基。

68、在实施方案中，式(i)、(ii)、(iii)或(iv)的化合物具有式(iv-1)或(iv-2)的结构：

69、

70、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

71、其中，n、q、r1和r5如上文所定义。

72、在实施方案中，r5为被-nh2取代的烷基或-nh2。在实施方案中，式(iv)的化合物具有以下结构：

73、或其立体异构体或药学上可接受的盐。在实施方案中，式(iv)的化合物具有以下结构：

74、

75、或其药学上可接受的盐。

76、在式(i)、(ii)或(iii)的实施方案中，化合物具有式(v)的结构：

77、

78、或其立体异构体或药学上可接受的盐，

79、其中：

80、n为1或2；

81、q为1；

82、每个r1为cl or氟代烷基；

83、r5为杂芳基、nh2、nhra或nrarb；

84、ra为任选地被c1-6烷氧基取代的c1-6烷基；

85、rb为c1-6烷基。

86、在式(v)的结构中，r5为具有1、2或3个选自n和s的杂原子的5-7元杂芳基。在实施方案中，r5为具有1或2个n原子的5元杂芳基。在实施方案中，r5为咪唑基。在实施方案中，式(v)的化合物具有以下结构：

87、

88、

89、或其药学上可接受的盐。

90、在实施方案中，本公开内容提供了药物组合物，其包含治疗有效量的式(i)、(ii)、(iii)、(iv)或(v)的化合物和一种或多种药学上可接受的赋形剂。

91、在实施方案中，本公开内容提供了在对其有需要的受试者中治疗细菌感染的方法，包括对受试者施用药学上可接受的量的式(i)、(ii)、(iii)、(iv)或(v)的化合物。在实施方案中，细菌感染由细胞内病原体引起。在实施方案中，细菌感染由革兰氏阴性细菌引起。在实施方案中，细菌感染由以下的一种或多种引起：沙门氏菌属(salmonella sp.)、不动杆菌属(acinetobacter sp.)、放线杆菌属(actinobacillus sp.)、气单胞菌属(aeromonas sp.)、拟杆菌属(bacteroide sp.)、鲍特氏菌属(bordetella sp.)、布鲁氏杆菌属(brucella sp.)、伯克霍尔德菌属(burkholderia sp.)、普雷沃氏菌属(prevotellasp.)、卟啉菌属(porphyromonas sp.)、弯曲杆菌属(campylobacter sp.)、柠檬酸杆菌属(citrobacter sp.)、爱德华氏菌属(edwarsiella sp.)、艾肯菌属(eikenella sp.)、肠杆菌属(enterobacter sp.)、埃希菌属(escherichia sp.)、弗朗西斯菌属(francisellasp.)、嗜血杆菌属(haemophilus sp.)、螺杆菌属(helicobacter sp.)、金氏菌属(kingellasp.)、克雷伯氏菌属(klebsiella sp.)、军团菌属(legionella sp.)、莫拉氏菌属(moraxella sp.)、摩根氏菌属(morganella sp.)、奈瑟菌属(neisseria sp.)、巴氏杆菌属(pasteurella sp.)、邻单胞菌属(plesiomonas sp.)、变形杆菌属(proteus sp.)、普罗威登斯菌属(providencia sp.)、假单胞菌属(pseudomonassp.)、沙门氏菌属、沙雷氏菌属(serratia sp.)、志贺氏菌属(shigella sp.)、寡养单胞菌属(stenotrophomonas sp.)、链杆菌属(streptobacillus sp.)、弧菌属(vibrio sp.)、耶尔森氏菌属(yersinia sp.)、嗜衣原体属(chlamydophilasp.)、立克次体属(ricketsia sp.)、柯克斯氏体属(coxiellasp.)、埃立克体属(ehrlichia sp.)或巴尔通氏体属(bartonella sp.)。在实施方案中，细菌感染由一种或多种沙门氏菌属物种(salmonella species)引起。在实施方案中，沙门氏菌属为肠沙门氏菌鼠伤寒血清型变种(s.enterica serovar typhimurium)。在实施方案中，细菌感染由大肠杆菌(e.coli)、肺炎克雷伯菌(klebsiella pneumonia)或阴沟肠杆菌(enterobacter cloacea)引起。在实施方案中，细菌感染对一种或多种抗生素耐药。在实施方案中，本公开内容的方法另外包括施用一种或多种抗生素。在实施方案中，抗生素为大环内酯、四环素、氟喹诺酮、青霉素、头孢菌素、氨基糖苷、磺胺、β-内酰胺、四环素、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑、氯霉素或林可酰胺。

92、在实施方案中，本公开内容提供了在患有细菌感染的受试者中抑制细菌外排泵的方法，包括对所述受试者施用药学上可接受的量的式(i)、(ii)、(iii)、(iv)或(v)的化合物。在实施方案中，细菌感染由细胞内病原体引起。在实施方案中，细菌感染由革兰氏阴性细菌引起。在实施方案中，细菌感染由以下的一种或多种引起：沙门氏菌属、不动杆菌属、放线杆菌属、气单胞菌属、拟杆菌属、鲍特氏菌属、布鲁氏杆菌属、伯克霍尔德菌属、普雷沃氏菌属、卟啉菌属、弯曲杆菌属、柠檬酸杆菌属、爱德华氏菌属、艾肯菌属、肠杆菌属、埃希菌属、弗朗西斯菌属、嗜血杆菌属、螺杆菌属、金氏菌属、克雷伯氏菌属、军团菌属、莫拉氏菌属、摩根氏菌属、奈瑟菌属、巴氏杆菌属、邻单胞菌属、变形杆菌属、普罗威登斯菌属、假单胞菌属、沙门氏菌属、沙雷氏菌属、志贺氏菌属、寡养单胞菌属、链杆菌属、弧菌属、耶尔森氏菌属、嗜衣原体属、立克次体属、柯克斯氏体属、埃立克体属或巴尔通氏体属。在实施方案中，细菌感染由一种或多种沙门氏菌属物种引起。在实施方案中，沙门氏菌属为肠沙门氏菌鼠伤寒血清型变种。在实施方案中，细菌感染由大肠杆菌、肺炎克雷伯菌或阴沟肠杆菌引起。在实施方案中，细菌感染对一种或多种抗生素耐药。在实施方案中，本公开内容的方法另外包括施用一种或多种抗生素。在实施方案中，抗生素为大环内酯、四环素、氟喹诺酮、青霉素、头孢菌素、氨基糖苷、磺胺、β-内酰胺、四环素、甲氧苄啶-磺胺甲噁唑、氯霉素或林可酰胺。

93、在实施方案中，本公开内容提供了提高革兰氏阴性细菌对抗生素的敏感性的方法，包括与抗生素组合施用式(i)、(ii)、(iii)、(iv)或(v)的化合物。

94、在实施方案中，本公开内容提供了逆转或降低对抗生素耐药的革兰氏阴性细菌的抗生素耐药性的方法，包括施用式(i)、(ii)、(iii)、(iv)或(v)的化合物。