（药物化学专业论文）抗球虫药常山酮的合成方法研究.pdf

rlllll iftl fillii f l l liiirfifllfti f 1 e n , nj i | rr lj | rr lii删i! y 18 2 8 5 5 1 ” 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ( 注! 垫遗直基丝益蔓挂别壹塑的：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：砌艳最j 签字日期：加f i ) 年6 月y 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以 下事项： l 、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。 2 、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中 国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社用于出版和编入c n k i 中国知识资源总库， 授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：触靶 导师签字：鸯 木 签字日期：w o 年6 月孑日 签字日期：加，o 年6 月罗日 抗球虫药常山酮的合成方法研究 摘要 常山酮( h a l o f u g i n o n e ) ，是中药常山提取物常山碱( f e b r i f u g i n e ) 的衍生物。 常山酮的商品名为速丹( s t e n o r 0 1 ) ，为氢溴酸常山酮0 6 的预混剂，主要由德 国h o e c h s t r o u s s e l a 。g r i v e t 公司生产和经营。常山酮目前主要用于驯养类动物 如家禽、家畜球虫病和疟疾的预防和治疗，具有广谱高效、不可逆、停药后无 复发、无交叉抗药性、毒性小，安全等优点。近年研究发现，常山酮还可用于 预防肝纤维化、肺纤维化、硬皮病等以i 型胶原合成过多为特征的疾病及膀胱 癌、前列腺癌、乳腺癌、皮肤癌、肺癌等恶性肿瘤及瘢痕的治疗，市场前景广 阔。目前，常山酮为进口兽药，由于合成工艺复杂，国内还无法实现其工业化 生产，因此价格昂贵。 本文参考国内外相关文献，对常山酮的合成工艺进行了优化和改进，主要 包括以下三个方面： ( 1 ) 以间氯甲苯为起始原料，在三氯化铁的催化下发生溴代反应后，经 k m n 0 4 氧化和氧化亚铜催化的氨解反应生成2 氨基4 溴一5 一氯苯甲酸，然后与 醋酸铵、原甲酸三乙酯环合得到6 氯7 溴4 ( 3 h ) 喹唑啉酮。4 步反应总收率 4 6 ，该方法操作简单，成本低廉，适于工业化生产。 ( 2 )以市售2 甲基3 羟基吡啶为起始原料，甲基化后与乙腈发生加成反 应，经黜们选择性还原得到( 3 甲氧基2 哌啶基) 一丙酮，再经溴代、n 保护 后与6 氯7 溴- 4 ( 3 h ) 一喹唑啉酮偶联，偶联产物经两步水解脱保护得终产物6 氯7 一溴3 ( 3 ( 3 羟基2 哌啶基) 丙酮基) 4 ( 3 h ) 喹唑啉酮氢溴酸盐，6 步反应总收率1 1 6 ，为常山酮的工业化生产提供了可行的方法。 ( 3 ) 以廉价易得的甲氧基丙酮为起始原料，与丙烯腈发生m i c h a e l 加成得 4 甲氧基5 氧代己腈，4 一甲氧基5 氧代己腈在r a n e yn i 的催化下氢化环合得2 甲基3 甲氧基哌啶，成功构建哌啶环部分。2 甲基一3 甲氧基哌啶经芳构化得2 甲基3 甲氧基吡啶。 中间体结构经质谱和核磁氢谱的确证，终产物氢溴酸常山酮的结构经红外、 质谱、高分辨质谱、核磁氢谱、核磁碳谱共同确证。其纯度采用h p l c 的相对 峰面积来表示，结果显示产品的纯度 9 7 。 本文还重点讨论了各中间体及产物的纯化方法，使国内自主生产常山酮成为 可能。此合成工艺原料易得，反应条件温和，后处理简便，适合于工业化生产。 关键词：抗球虫药；常山酮；合成方法 s t u d y o nt h es y n t h e t i ct e c h n i q u eo f a n t i - c o c c i d i o s i sh a l o f u g i n o n e a b s t r a c t h a l o f u g i n o n e ，d e r i v e df r o mc h i n e s eh y d r a n g e a “c h a n g s h a n ”，i sa ne x c e l l e n t a n t i - c o c c i d i o s i sf o rp o u l t r y 、 ，i t l le x c e p t i o n a l l yl o wd o s a g e sa n dl i t t l es i d ee f f e c t i n r e c e n tr e s e a r c h ，i ti sf o u n dt h a th a l o f u g i n o n ec a nb eu s e da san e ws p e c i f i c a l i n h i b i t o ro ft h es y n t h e s i so fc o l l a g e na l ( i ) h a l o f u g i n o n ei sa l s oe f f e c t i v ei nt r e a t i n g h u m a nm a l i g n a n c i e si n c l u d i n gv e s i c a , p r o s t a t e ，m a m m a r y , a n ds oo n b e c a u s eo ft h e c o m p l i c a t e ds y n t h e s i s ，t h ep r i c eo fh a l o f u g i n o n ei se x c e e d i n g l ye x p e n s i v e a t p r e s e n t ，t h ed e m a n do fh a l o f u g i n o n em o s t l yd e p e n d so ni m p o r ti nc h i n a , t h u s d e v e l o p i n gan e ws y n t h e t i cr o u t e ，w h i c hc a nb ea d a p t e dt op l a n t - s c a l ep r o d u c t i o n , i s v e r yv a l u a b l e c o m p a r e d 谢t 1 1e x i s t e ds y n t h e t i ca p p r o a c h e s ，w ei m p r o v e dt h es y n t h e t i c t e c h n i q u e si nt h r e em a j o ra s p e c t s ： ( 1 ) 7 - b r o m o - 6 一c h l o r o q u i n a z o l i n - 4 ( 3 i - i ) 一o n ew a ss y n t h e s i z e df r o m 1 - c h l o r o - 3 一 m e t h y l b e n z e n eb y s u b s t i t u t i o no fb r o m i n e ，o x i d a t i o na n da m m o n o l y s i st o g i v e 2 - a m i n o - 4 - b r o m o - 5 一c h l o r o b e n z o i ca c i d ，w h i c hw a st h e ns u b j e c t e dt o c y c l i z a t i o nt o a f f o r dt h ep r o d u c t t h et o t a ly i e l do ft h ef o u rs t e p si s4 6 ( 2 ) t h es y n t h e s i so fh a l o f u g i n o n ew a ss t a r t e df r o m2 - m e t h y l p y r i d i n 3 - o lb y m e t h y l a t i o n ，a d d i t i o na n ds e l e c t i v ec a t a l y t i cr e d u c t i o nt og i v e1 - ( 3 - m e t h o x y p i p e f i d i n 一2 - y 1 ) p r o p a n - 2 一o n e ，w h i c hw a st h e ns u b j e c t e dt ob r o m i n a t i o n ，n - p r o t e c t i o n , s u b s t i t u - t i o nt oa f f o r da l l y l2 一( 3 一( 7 - b r o m o 一6 一c h l o r o - 4 一o x o q u i n a z o l i n - 3 ( 4 h ) 一y 1 ) - 2 一o x o p r o p y l ) - 3 - m e t h o x y p i p e r i d i n e - 1 - c a r b o x y l a t e ，a n df i n a l l yh y d r o l i z a t i o n 谢t ha c i dt og i v et h e p r o d u c t t h et o t a ly i e l do ft h ep r o d u c ti s11 6 ( 3 ) 1 - m e t h o x y p r o p a n - 2 一o n ew a sr e a c t e d 埘1a c r y l o n i t r i l et og i v e4 - m e t h o x y 一5 一 o x o h e x a n e n i t r i l ew h i c hw a st h e nh y d r o g e n a t e da n dc o u p l e dt oa f f o r d3 - m e t h o x y - 2 - m e t h y l p i p e r i d i n e 3 - m e t h o x y 一2 一m e t h y l p i p e r i d i n ew a st h e ns u b j e c tt oa r o m a t i z a t i o n t of o r m3 - m e t h o x y 一2 - m e t h y l - p y r i d i n e t h ef i n a lp r o d u c tw a sc o n f i r m e db yi r , m s ，1 h - n m r , 1 3 c - n m r i na d d i t i o n , w e c h e c k e dt h ep u r i t yo fh a l o f u g i n o n e ，w h i c hw a sc a r r i e do u tb yh p l c ，a n dt h er e s u l t w a sa b o v e9 7 0 t h ed i s c u s s i o no ft h e s i se m p h a s i z e do np u r i f i c a t i o no ft h ef i n a lp r o d u c ta n d i n t e n n e d i a t e s w h i c hs h a l lg u a r a n t e et h ep o s s i b i l i t yh a l o f u g i n o n ep r o d u c t i o n t h e a d v a n t a g e m e n to ft h i sp r o c e s s i st h a tt h er e a c t i o nc o n d i t i o n sa r em i l d ，a n dw o r k u pi s s i m p l e k e yw o r d s ：a n t i - c o c c i d i o s i s ；h a l o f u g i n o n e ；s y n t h e s i s 目录 1 前言1f j i j 舌 1 1 抗球虫药概述。l 1 1 1 球虫病的现状l 1 1 2 球虫病的预防和治疗2 1 2 常山酮简介6 1 2 1 常山酮的来源与结构6 1 2 2 常山酮的药物活性及其应用7 1 3 常山酮合成的国内外研究进展l o 1 3 16 一氯7 溴- 4 ( 3 h ) 喹唑啉酮的合成1 1 1 3 2 哌啶环部分及常山酮的合成1 2 1 4 常山酮的市场分析及应用前景2 0 2 论文设计2 1 2 1 本论文的选题背景2 1 2 1 1 氢溴酸常山酮是安全高效的抗球虫药物。2 1 2 1 2 我国新型抗球虫药物的研发机遇2 1 2 2 本论文的研究目的及研究意义2 2 2 2 1 研究目的2 2 2 2 2 研究意义2 2 2 3 常山酮的合成路线设计2 2 2 3 1 文献路线分析2 2 2 3 2 合成路线设计。2 3 3 实验部分2 6 3 1 实验仪器与设备2 6 3 2 实验试剂2 6 3 3 实验操作2 8 3 3 1 中间体6 一氯- 7 一溴- 4 ( 3 h ) 一喹唑啉酮的合成2 8 3 3 2 中间体哌啶环部分及常山酮的合成3 0 3 3 32 甲基3 甲氧基吡啶的合成3 3 4 结果与讨论3 6 4 16 一氯7 一溴一4 ( 3 h ) - 喹唑啉酮的合成3 6 4 2 哌啶环部分及常山酮的合成3 7 4 3 新哌啶环构建方法及2 甲基3 甲氧基吡啶的合成3 9 5 化合物结构解析4 4 5 1 重要中间体的结构解析4 4 5 2 氢溴酸常山酮的结构解析4 7 5 2 1 氢溴酸常山酮的红外吸收光谱4 7 5 2 2 氢溴酸常山酮的质谱和高分辨质谱4 7 5 2 3 氢溴酸常山酮的核磁共振谱4 8 5 3 常山酮的质量标准4 9 4 5 1 氢溴酸常山酮的性状4 9 4 5 2 常山酮的检查色谱法4 9 6 结语与创新点5 1 6 1 结语51 6 2 创新点5 1 参考文献5 2 附录5 6 抗球虫药常山酮的合成方法研究 1 前言 1 1 抗球虫药概述 1 1 1 球虫病的现状 球虫病是艾美耳球虫侵入肠黏膜上皮细胞后引起的一种肠道寄生性原虫 病，是目前养鸡业中最为常见、多发、危害严重的寄生虫病，具有全球性流行 的特点。球虫病在1 5 4 5 日龄的雏鸡中发病率可达5 0 7 0 ，病死率为2 0 3 0 ， 严重者高达8 0 。痊愈后，鸡体生长仍会受到抑制，增重和产蛋能力明显降低， 因而严重威胁到鸡的规模化养殖。球虫病会带来严重的经济损失，据估计，全 世界每年因球虫病所造成的经济损失可达2 0 亿英镑，用于鸡球虫病的防治费用 约有三亿美元。我国每年用于防治鸡球虫病的药费达数亿元人民币( 6 1 8 亿刃 年) ，占鸡病全部防治费用的近三分之一i l 。2 1 。 鸡球虫的发育需经历3 个生殖阶段：孢子生殖( s p o r o g o n y ) ，裂殖生殖 ( m e r o g o n y ) 和配子生殖( g a m e t o g o n y ) 【3 】。球虫的3 个发育阶段形成1 个循 环，即从孢子生殖到裂殖生殖，再由裂殖生殖发育到配子生殖，又从配子生殖 返回到孢子生殖。其中，配子生殖为有性生殖，其它两种为无性生殖。孢子生 殖阶段在外界环境中进行，其它两种生殖阶段在鸡体内完成。原虫侵入肠道后， 从宿主体内获取营养繁殖，子孢子进行裂殖生殖产生裂殖体；裂殖体在肠上皮 细胞增殖，释放出大量的裂殖子。大量繁殖的裂殖子会破坏肠上皮细胞，导致 血管发生破裂，细胞崩解，从而使肠黏膜失去屏障作用，引起机体消化机能紊 乱，营养物质吸收受阻，大量体液和血液流入肠管内，从而出现贫血、消瘦和 血便等症状。球虫病严重感染时，会引起肠道继发感染，造成炎症，出现肠芯、 肠壁变薄等病理变化。大量破坏的肠上皮细胞，会在微生物作用下发生腐败分 解，产生大量有毒物质。这些有毒物质被机体吸收后会造成自体中毒，导致昏 迷和死亡1 4 j 。 由于难根治、耗资巨大，如何有效地预防球虫病的发生是养鸡业界非常关 注的问题。为防治鸡球虫病，世界各国纷纷投入巨大的人力物力从药物防治、 疫苗免疫、日粮调控、环境控制等方面开展了大量的试验研究与防治工作。 抗球虫药常山酮的合成方法研究 1 1 2 球虫病的预防和治疗 目前，球虫病的的防治主要通过药物和疫苗免疫两种途径进行。 1 1 2 1 药物防治 使用药物预防和治疗球虫病是目前防治球虫病的最主要的手段。抗球虫药的 种类很多，目前使用的主要有3 大类，一类是聚醚类离子载体抗生素，另一类是 化学合成药，第三类是中草药制剂。 聚醚类离子载体抗生素的作用机制是与钠、钾、钙、镁等在虫体内起重要作 用的阳离子结合形成脂溶性络合物，从而提高虫体细胞膜对钾、钠、钙、镁等离 子的通透性，协助阳离子进入虫体内，破坏细胞内外的正常离子平衡，使细胞内 外形成渗透压差，大量水分进入，最后导致虫体细胞破裂死亡。这类药物还可通 过干扰营养物质穿过细胞膜的运输而发挥作用。细菌学试验表明，当膜外的p h 值低于膜内时，糖类的运输就受到抑制。同样由于宿主细胞膜被寄生虫损坏后不 能在细胞和肠管之间形成有效的屏障，而产生低p h 值环境，使寄生虫对糖类的 吸收受到限制，从而达到抑制虫体生长发育的目的。常用的聚醚类药物主要有莫 能菌素、拉沙里霉素、盐霉素、那拉霉素、马杜霉素和海南霉素等。此类药物具 有很广的抗球虫谱，对鸡体常见的6 种球虫都有活性，主要对艾美耳球虫的子孢 子和第一代裂殖生殖阶段的初期虫体具有杀灭作用，但对裂殖后期和配子生殖阶 段虫体的作用极小【5 j ，所以该类药物仅用于鸡球虫病的预防。由于聚醚类抗生素， 没有严重的耐药性问题，一直被广泛应用。此类药物之间存在交叉耐药性，有累 加作用而无协同作用，但与化学合成抗球虫药物无交叉耐药性。 化学合成药对球虫的作用机制较复杂，有的影响球虫代谢过程；有的影响球 虫的细胞器功能，阻断虫体线粒体的电子转运过程；有的影响球虫的发育与繁殖， 干扰子孢子的d n a 合成。常见的药物有：( 1 ) 磺胺类的磺胺喹诺嗯啉、磺胺二 甲氧嘧啶、磺胺间甲基嘧啶、磺胺氯吡嗪等。这类药物的主要是抑制球虫的生长 和繁殖，无直接杀虫作用。其作用机理是与对氨苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶，妨 碍体内二氢叶酸的合成，最终影响核蛋白的合成，抑制球虫的生长与繁殖。此类 药主要作用于球虫第2 代裂殖体，对第l 代裂殖体也有抑制作用。( 2 ) 抗硫胺素 类的氨丙啉等。氨丙啉具有高效、安全、不易产生耐药性等特点，在球虫生活史 周期的第3 天出现高峰作用，主要作用于第1 代裂殖体，阻止其形成裂殖子，故 2 抗球虫药常山酮的合成方法研究 在感染后第3 天用药对球虫的抑制作用最强。其作用机理是干扰球虫维生素b l 的代谢。该药在治疗浓度下也不能全部抑制球虫卵囊，所以用该药治疗的鸡对球 虫仍能产生一定程度的免疫力，但由于其对小肠球虫作用较弱，故常与其他抗球 虫药联合使用；( 3 ) 三嗪类的妥曲珠利、地克珠利等。地克珠利对各种球虫都有 非常好的杀灭作用，具有用量少、疗效好、抗虫谱广、毒性极低、安全性高、性 能稳定等优点。在饲料加工、制粒等过程中药效均不受影响，可以长期添加于饲 料中，在动物屠宰前也无需停药，不会抑制畜禽的生长发育。( 4 ) 均苯脲类的尼 卡巴嗪。其主要作用于球虫的第2 代裂殖体，对球虫生活史的其他阶段无效。对 球虫的活性峰期出现在感染后的第4 天，感染后4 8 小时用药能完全抑制球虫发 育；若在7 2 小时给药，则效果降低。该药对柔嫩、毒性、堆型、布氏和巨型艾 美耳球虫均有预防作用，具有高效、广谱、不易产生耐药性，不影响鸡对球虫产 生免疫力等特点，且有促进鸡体生长作用，故常被用在轮换用药、穿梭用药或联 合用药中；( 5 ) 二硝基苯甲酰胺类的球痢灵。该类药主要作用于球虫的第l 代裂 殖体，故在感染后的第3 天作用最强，由于作用谱不广，使用有限，主要用于蛋 鸡和种母鸡；( 6 ) 喹诺酮类的苯甲氧喹酯和癸氧喹酯等。本类药物均难溶于水， 内服吸收少，毒性小，其抗虫作用与粉末颗粒大小有关，颗粒越细作用愈好。此 类药物抗球虫的作用机理是破坏球虫线粒体内细胞色素体系的电子运输。一般制 成的颗粒残留量极低，对鸡的各种球虫均有效，但是，喹啉类是目前抗球虫药中 产生耐药性速度最快的一种，现已少用；( 7 ) 吡啶类的氯羟吡啶、克球粉、可爱 丹等。其中，克球粉对7 种艾美耳球虫均有效，主要作用于子孢子，其抑制作用 超过杀灭作用，抑制球虫活性高峰期是在感染后第1 天，故用于治疗时无价值， 本品能抑制免疫力的产生，停药过早往往导致球虫病的复发，同时球虫对此药易 产生耐药性，产生耐药性的速度仅次于喹啉类，连用2 3 年后，其抗球虫指数明 显下降，目前使用较少；( 8 ) 植物碱类的常山酮，具有较高的杀灭球虫活性，对 球虫发育的三个阶段都有作用。其它还有胍类的氯苯胍、增效剂类的乙氧酰胺苯 甲酯等。不同的化学合成药作用峰期差异很大，一般抗球虫效果较强的药物，可 用做治疗药物；抗球虫效果较弱的药物，可用做预防用药【6 】。 中草药制剂目前发展较快，但对其抗球虫机理的研究甚少，仍不是十分清 楚。中草药制剂除了含有具有抗球虫活性的生物碱成分外，还有具有增强机体 3 抗球虫药常山酮的合成方法研究 免疫力和促进增重等作用的其它成分。由于中药来源广泛，价格低廉，也是减 少药物残留可以考虑的途径之一。具有抗球虫活性的中草药主要有常山、苦参、 野菊花、丁香叶、白头翁、鸭胆子、大蒜、青蒿等，均可单独使用或作复方制 剂的主药使用【7 1 。在我国，常山等中草药广泛应用于鸡球虫病的预防及治疗中， 具有安全性高、副作用小、残留少或无残留、不易产生耐药性、增强免疫力、 成本低等优点，但制备过程繁琐，需粉碎、煎煮等。 理想的抗球虫药饲料添加剂应具备下列条件： 具有广谱、高效的抗球虫活性，不易产生耐药性。临床上的球虫病多为 混合感染，因而，理想的抗球虫药应对大多数致病球虫均有良好的抑制作用，不 仅可用于预防而且有治疗作用； 除能抗球虫外，兼有抗菌的作用。由于动物在感染球虫病后，多出现细 菌感染等并发症。而这些并发症又能加剧动物的球虫病情，因此，抗球虫药如果 同时兼有抗菌活性，其抗球虫药效果会更好； 对机体毒性低、安全范围较广。理想的抗球虫药应具有较低的毒性，对 动物的生产性能无不良影响，且在动物机体残留少或者无残留，食用后对人体无 危害性； 停药后不复发。理想的抗球虫药使用后，应不影响畜禽自身免疫力的产 生，以免停药后出现复发现象； 性质稳定。理想的抗球虫药应该具有较好的稳定性，与其它药物有很好 的配伍性，便于加工及贮藏。 临床上合理应用抗球虫药物应做到以下几个方面【2 】： 1 ) 合理选用不同作用峰期的药物。作用峰期是指球虫对药物最敏感的生活 史阶段。不同的抗球虫药的作用峰期也不尽相同。掌握药物作用峰期，对合理 选择和使用药物具有重要的指导意义。一般说来，作用峰期出现在感染后第1 2 天的药物，抗球虫效果较弱，多用作预防和早期治疗。而作用峰期在感染后第 3 - 4 天的药物，抗球虫效果较强，多作为治疗使用。由于球虫的致病阶段是在发 育史的裂殖生殖和配子生殖阶段，尤其是第二代裂殖生殖阶段，因此应选择作 用峰期与球虫致病阶段相一致的抗球虫药物作为治疗药物。属于这类的抗球虫 药主要有尼卡巴嗪、地克珠利、磺胺氯吡嗪钠、磺胺喹诺嗯啉、磺胺二甲氧嘧 4 抗球虫药常山酮的合成方法研究 啶等。抗球虫药物抑制球虫发育阶段的不同，会直接影响鸡体对球虫免疫力的 产生。作用于第1 代裂殖体的药物，会影响鸡免疫力的产生，故多用于肉鸡； 而蛋鸡和肉用种鸡则多使用作用于第2 代裂殖体的药物，免疫力影响较小。 2 ) 重视药物的预防作用。目前使用的抗球虫药物，多是在球虫发育的前两 个阶段，即无性生殖阶段起抑杀作用。雏鸡一般从感染球虫开始大约进行4d 的无性生殖，故在感染之初4 d 内用药效果最好；待鸡体出现血便等症状时，球 虫无性生殖基本完成，开始进入有性生殖阶段，此时用药基本无效。 3 ) 延缓球虫耐药性的产生。应采用轮换用药、穿梭用药或联合用药方法， 减少球虫耐药性的产生。轮换用药是季节性的或定期的合理变换用药，即每隔 3 个月或半年，或在一个肉鸡饲养期结束后，改换另一种抗球虫药，但是不能 换属于同一化学结构类型的抗球虫药物，也不要换作用峰期相同的药物；穿梭 用药是在同一个饲养周期内，换用2 种或3 种不同性质的抗球虫药物，即开始 时使用一种药物，中间使用另一种药物，目的是避免耐药虫株的产生；联合用 药是在同一个饲养周期内合用2 种或2 种以上抗球虫药物，通过药物间的协同 作用，既可延缓耐药虫株的产生，又可增强药效和降低药物的使用量。在穿梭 或轮换用药时，一般先使用作用于第l 代裂殖体的药物( 如盐霉素、马杜霉素 等) ，再换作用于第2 代裂殖体的药物，这样不仅能减少或避免耐药性的产生， 还可以提高药物的防治效果。 4 ) 注意配伍禁忌。有些抗球虫药与其他药物有配伍禁忌，如莫能菌素、盐 霉素禁止与泰妙菌素、竹桃霉素合用，否则会造成鸡体生长发育严重受阻，甚 至中毒死亡。 总之，在选择和使用抗球虫药物时，除考虑其对宿主的影响及药物残留外， 重点要考虑所选药物的作用峰期及抗球虫谱。 1 1 2 2 疫苗免疫防治 艾美耳球虫在肠道的发育能使宿主迅速产生免疫应答，接种一定数量的球虫 疫苗，可以保护宿主免受同种球虫的再次侵袭。细胞免疫在鸡球虫的免疫过程中 起主要作用。参与免疫反应的主要是肠道粘膜免疫细胞中的t 淋巴细胞、n k 细 胞以及一些细胞因子。不同球虫虫种的免疫原性不同，巨型、堆型艾美耳球虫的 5 抗球虫药常山酮的合成方法研究 免疫原性最好。鸡球虫的各虫种之间不存在交叉保护。同一虫种的不同发育阶段 的免疫原性也不同，第2 代裂殖体、裂殖子的免疫原性最强。 球虫活苗分为强毒苗和弱毒苗。强毒疫苗由具有自然毒力的若干种球虫卵囊 配比而成，是最早投入商业使用的球虫病疫苗。i m m u c o x 和c o c c i v a c 是该类 疫苗的代表【引。现在使用较多的球虫病强毒虫株苗是由s t e r w i n 实验室研制的 c o c c i v a c 疫苗，其中d 型球虫活疫苗( c o c c i v a c d ) 由柔嫩、毒害、哈氏、堆型、 巨型、布氏、早熟和变位8 种艾美耳球虫卵囊按比例混合制成，在肉种鸡群中使 用甚为广泛，免疫效果较好1 9 1 。弱毒疫苗是现在应用最多的球虫疫苗，通过早熟 选育、鸡胚传代、辐射致弱等不同减毒方法制成。常用的弱毒疫苗主要有国产 的f i v e c o xi i 及s u p e r c o xi 和进口的p a r a c o x 、l i v a c o 等【1 0 j 。 除活疫苗外，球虫的基因工程疫苗( 如亚单位疫苗以及核酸疫苗等) 也己应 用到抗球虫免疫效果的研究中。现在研究多集中在子孢子入侵相关蛋白发挥作用 的细胞器，主要包括折光体、微线、棒状体和致密颗粒等细胞器抗原【l 。 药物和疫苗的轮换使用可以延缓抗药性的产生，通过球虫疫苗的使用，敏感 球虫株可以替代已产生抗药性的球虫株，使球虫株恢复对抗球虫药的敏感性l l 2 。 球虫恢复敏感性后，则有利于药物的防控。药物和疫苗的轮换使用虽然能解决球 虫耐药性问题，但恢复的周期较长。 1 2 常山酮简介 1 2 1 常山酮的来源与结构 中药常山( r a d i xd i c h r o a e ) 为虎耳科落叶小灌木植物常山( d i c h r o af e b r i f u g a l o u r ) 的干燥根，主产于我国长江以南各省及甘肃、陕西、四川等地。常山在药 学典籍本草纲目，千金方中都有详细的记载，有治疟、祛热、催吐、驱球 虫等功效。常山的主要药用成分生物碱对疟原虫有较强的抑制作用，其催吐作用 主要是通过刺激胃肠的迷走与交感神经末梢而反射性地引起的。常山煎剂对人工 发热兔有退热作用。常山水提液对流感病毒有抑制作用。常山碱还具有降压作用， 对艾氏腹水癌细胞也有明显的毒杀作用。常山碱有一定的毒性，中毒症状主要表 现为恶心、呕吐、腹泻及胃肠粘膜充血出血等。 6 抗球虫药常山酮的合成方法研究 常山酮( h a l o f u g i n o n e ) 是从中药常山中提取出的常山碱( f e b r i f u g i n e ) 的衍 生物【1 3 - 16 1 。 b r c i o o 常山酮( h a l o f u g i n o n e )常山碱( f e b r i f u g i n e ) 图1 常山酮和常山碱的结构式 常山酮为白色或淡灰色结晶性粉末，无臭，味苦。目前常山酮的氢溴酸盐主 要由德国h o e c h s t - r o u s s e la g r i v e t 公司生产和经营，其商品名称为速丹 ( s t e n o r 0 1 ) ，为氢溴酸常山酮0 6 的预混剂。 1 2 2 常山酮的药物活性及其应用 1 2 2 1 常山酮与球虫病 常山酮目前主要用于驯养类动物家畜、家禽如火鸡、绵羊、山羊、牛、兔子 等动物球虫病、疟疾的预防和治疗。常山酮是目前较为理想的抗球虫药物，其优 良的抗球虫活性主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 常山酮广谱高效的抗球虫效果 常山酮对多种球虫具有抑制作用，尤其对柔嫩、毒害、巨型、堆型、布氏6 种艾美尔球虫敏感，甚至1 2m g & g 即有很好的抑制效果1 7 1 。 e d g a r 等【1 8 】用3m g l ( g 剂量的常山酮对3 4 5 周龄的c o b b 鸡进行试验，观察 感染球虫后鸡体发病率、增重、粪便指数、病死率、病变指数以及感染后4d 或 5d 时的虫卵数等指标。结果表明，常山酮对6 种艾美尔球虫均有效( p 0 0 1 ) ， 且停药后无复发，说明常山酮的这种杀虫作用是不可逆的。 f o l z 等【19 1 分别用常山酮( 3m e , k g ) 、莫能霉素( 1 2 0m g k g ) 、拉沙里霉素 ( 1 2 5m g k g ) 、马杜霉素( 5m e , k g ) 和盐霉素( 6 6m g k g ) 对肉鸡进行抗球虫 药效试验。结果表明，5 种药物对柔嫩、巨型、毒害、布氏和堆型艾美尔球虫都 有显著的抑制效果。 p e e t e r s 等【2 0 1 测试了7 种化学合成类抗球虫药物和5 种聚醚类抗生素药物 对艾美尔球虫的敏感性，试验发现化学合成类药物抗艾美尔球虫的药效高于聚醚 7 娜 翟 一 抗球虫药常山酮的合成方法研究 类药物。而在化学合成类药物中常山酮仅次于尼卡巴嗪，好于包括地克珠利在内 的其他化学药物。根据增重、饲料效率和虫卵数等指标都表明常山酮是最有效的 抗球虫药之一，其抗药性相对较小。 常山酮在抗球虫的同时，还能促进肉鸡生长，提高饲料效率，降低病死率。 它适合于各种不同药物的穿梭结合，其增重和料肉比均比其他抗球虫药穿梭结合 效果好。 ( 2 ) 常山酮抗球虫的作用机制 常山酮抗球虫的作用机制是对球虫发育周期中的3 个阶段( 即子孢子、第l 代裂殖体和第2 代裂殖体) 都能发挥杀死作用。它对球虫生活周期的作用范围较 大，因而具有绝对优势的抗球虫效果。m c q u i s t i o n 等口1 1 研究了常山酮的作用峰 期。研究发现3m g k g 剂量的常山酮，感染后立即开始用药，杀虫效果非常好； 感染后3d 开始用药，常山酮也完全有效；感染后4 7d 用药，则部分有效。这 表明，常山酮对球虫生活周期的作用范围较大，因而具有绝对优势的抗球虫效果。 ( 3 ) 常山酮的抗药性 常山酮化学结构独特，因而与现有的其他抗球虫药无交叉抗药性。常山酮较 强的杀虫作用使其不易产生抗药性，但长期使用也会产生一定的抗药性。其抗药 性的形成较聚醚类和大多数化学合成类药物慢。c h a p m a n 捌用柔嫩艾美尔球虫对 常山酮进行抗药性试验，结果没有发现柔嫩艾美尔球虫对常山酮产生抗药性。 ( 4 ) 常山酮的低毒性、高安全性。 常山酮在机体组织中代谢很快，并会随粪便排出体外，在肉品中几乎没有药 物残留，停药期为5d 。使用不同剂量的常山酮对肉鸡进行试验，结果发现1 5 倍剂量时，肉鸡增重开始下降，2 倍正常剂量时饲料效率开始下降，但3 倍剂量 时也未出现死亡现象。 常山酮对肉鸡的唯- n 作用是连续使用会导致皮肤强度的减弱和在加工过 程中的皮肤撕裂现象。这种现象是由于常山酮抑制了皮肤胶原的合成所致。但是 如果常山酮与聚醚类药物如盐霉素穿梭用药，特别是将常山酮用于生长阶段 ( 2 2 4 9 日龄) ，则这一现象即可得到缓解或消失。 我国是养禽业大国，每年用于防治家禽家畜球虫病需一笔巨大的费用。速丹 自引进我国以来，由于价格原因，使其应用受到了一定的限制。可以预计，如果 8 抗球虫药常山酮的合成方法研究 常山酮的全合成和成本降低，它将有一个广阔的市场前景。 1 2 2 2 常山酮与瘢痕和硬皮病 硬皮病，又称系统性硬化症( s y s t e m i cs c l e r o s i s ，s s c ) 是一种以局限性或弥 漫性皮肤及内脏器官结缔组织纤维化或硬化，最后发展至萎缩为特点的疾病。多 见于3 0 5 0 岁的妇女，女性发病率为男性的3 5 倍。其危害较大，最常累及的内 脏器官为肺脏、食管。患者常死于肺部感染、肾衰竭、心力衰竭等。其病程长、 病情较重、痛苦、难以根治，是医学界一大顽症。在我国结缔组织病中硬皮病的 发病率仅次于类风湿关节炎、红斑狼疮，居结缔组织病的第3 位【2 3 1 。 硬皮病可分为局限性及系统性两种。目前对硬皮病的治疗方法虽多，但效果 不一，绝大部分时候药物只可减轻症状，延缓疾病发展【2 4 】。人们认为硬皮病的病 因与胶原有直接关系。导致硬皮病皮肤及内脏纤维化的e c m 沉积物中，胶原是 其中最主要的成分，在皮肤中含量较高的胶原有i 、i 、v 、v i i 型。而人体合成 胶原的最主要场所是成纤维细胞，因而成纤维细胞的数量及活性与胶原的合成密 切相关。 2 0 世纪8 0 年代中期，人们发现常山酮可以特异性地抑制纤维细胞合成i 型 胶原纤维，是一种新型的i 型胶原合成抑制剂。同时众多的动物实验证明，常山 酮可以预防肝纤维化、肺纤维化、硬皮病等以i 型胶原合成过多为特征的疾病， 对伤口愈合和瘫痕形成也有明显的抑制作用【2 5 也引。 常山酮不仅作为i 型胶原合成的特殊抑制剂已开始应用于临床，而且近来有 研究表明其还可以作为肿瘤生长和转移的抑制剂。其抗癌作用机理是常山酮可以 抑制胶原过度产生，因而可以抑制一系列对肿瘤生长至关重要的细胞活性，包括 血管生成、细胞繁殖和迁移等【2 9 1 。 以色列c o l l g a r db i o p h a r m a c e u t i c a l sl t d c o ，于1 9 9 6 年将常山酮作为治疗 硬皮症的特效药，已获美国f d a 的批准；此后将常山酮开发成了治疗抗纤维化 的新药( t e m p o s t a t i n ) 。该公司于2 0 0 0 年进一步开展用常山酮治疗包括膀胧、 前列腺、乳腺、皮肤和肺部肿瘤在内的多种癌症的临床研究，至2 0 0 4 年已进入 i 期临床试验阶段。 1 2 2 3 常山酮与疟疾 9 抗球虫药常山酮的合成方法研究 疟疾是目前最严重的热带寄生疾病，也是目前发现的最严重的传染病之一， 全球约有两亿人感染疟疾病菌，约有3 0 0 万人死于疟疾，属于致死性极高的易传 染性疾病，它对人类健康的危害仅次于肺结核。在许多发展中国家特别是在非洲， 疟疾是造成劳力减员，人口死亡的最主要原因。世界人口约1 3 居住在疟疾流行 区，每年约有有2 亿5 千万病例。 疟原虫是导致疟疾症状的罪魁祸首，它可以通过蚊子进行传播，所以很难预 防，并且发病很快，因此需要及时的医药治疗。传统上人们广泛采用喹宁和氯喹 作为抗疟药，但是随着疟原虫抗药性的加强，人们只能通过加大药物剂量来解决 这一难题，这就造成了极大的毒副作用。 中药常山在我国一直被人们当作抗疟药物使用。药效测试中发现：常山碱的 抗疟活性是喹宁的1 0 0 倍，异常山碱的抗疟活性与喹宁相当，且克服了抗药性。 在对常山碱和异常山碱的药理分析后，我国化学家李良泉等【3 0 】认为常山碱的 抗疟性主要是由于分子中的羰基与哌啶环上羟基与疟原虫内微量金属形成鳌合 物的结果，在此基础上人们对其结构进行了改造工作，合成了一系列具有鳌合作 用的类似物，其中常咯琳( c h a n g r o l i n e ) 对鸡疟有效，在临床中发现对- i i , 律失常 病人有很好的防治作用，该药已投入临床应用。 图2 常咯琳( c h a n g r o l i n e ) 1 3 常山酮合成的国内外研究进展 常山酮( f e b r i f u g i n e ) 是我国中药常山提取物常山碱的衍生物，属于喹唑啉 酮类。现主要用于家禽、家畜球虫病、疟疾的预防和治疗。最近几年的研究发现， 该类化合物可用于恶性肿瘤如膀胱、前列腺、乳腺、皮肤和肺部癌症的治疗，这 使得对常山酮及其衍生物的研究具有更加广泛的应用价值和广阔的市场前景。 常山酮的优良活性引起了许多有机合成化学家的兴趣，大家都希望能够通过 合成的方法来解决天然资源不足的问题，以便能更好的研究其活性。 1 0 抗球虫药常山酮的合成方法研究 常山酮的合成主要分为两部分：一是喹唑啉酮环的合成，即6 氯7 溴_ 4 ( 3 h ) 喹唑啉酮的合成，二是哌啶环部分的合成。 b r c i o 图3 常山酮合成的两部分 1 3 16 氯7 溴- 4 ( 3 h ) 喹唑啉酮的合成 h 中间体6 氯7 溴4 ( 3 h ) 喹唑啉酮的合成路线比较成熟，目前主要有两 种合成方法：一种方法是以间溴苯胺为起始原料，与盐酸羟胺、水合三氯乙醛 反应生成3 ，3 在浓硫酸催化下关环生成4 ，4 再发生氯代、氧化得到开环产物 6 ，6 与甲酰胺反应，环合得到6 氯7 溴4 ( 3 h ) 喹唑啉酮【3 ，五步反应总收 率1 2 1 ( 见图4 ) 。 c i b r o 5 h 。一二备： o 图46 氯7 溴- 4 ( 3 h ) 喹唑啉酮的合成方法一 7 另外一种方法是以间氯甲苯为起始原料，在三氯化铁的催化下发生溴代反 应，经k m n 0 4 氧化，氧化亚铜的催化的氨解反应得到6 ，6 与甲酰胺发生环合 反应，制得6 氯7 一溴4 ( 3 h ) 喹唑啉酮【3 2 1 。4 步反应总收率3 2 7 。( 见图5 ) 。 ? 啦 q 生d丝o 一馅! 洲 礴 置坐 卧a 3 o 一呱 坚删 竺 町众 抗球虫药常山酮的合成方法研究 c r n h j c u 2