CN103113312A

CN103113312A - 一种喹烯酮衍生物及其制备方法和应用

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Publication number: CN103113312A
Application number: CN201310066005XA
Authority: CN
Inventors: 梁剑平; 张铎; 陶蕾; 郝宝成; 刘宇; 王学红; 尚若峰; 郭文柱; 郭志廷; 华兰英; 赵凤舞
Original assignee: Lanzhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine CAAS
Current assignee: Hebei Meihe Pharmaceutical Co., Ltd.
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: CN103113312B

Abstract

本发明属于兽药领域，提供一种喹烯酮衍生物。该喹烯酮衍生物具有如下化学结构式：

Description

一种喹烯酮衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于兽药领域，具体涉及一种新的喹烯酮衍生物及其制备方法和其作为饲料添加剂的应用。

背景技术

随着我国畜牧业生产规模化程度的不断提高，对高效、低毒、低残留的非营养性药物饲料添加剂的需求日益剧增。据不完全统计我国的畜禽饲养总量占世界总饲养量的1/4，而同年我国的兽药生产总值仅占世界兽药总产值的1/10，与我国饲养业大国的地位极不相称。每年经农业部进口的兽药(不含疫苗)68种以上，标志着我国兽用药品开发研究严重滞后。另一方面，因兽药品种单一、疗效差，使畜牧业生产中抗菌药物的滥用现象十分严重，细菌的耐药性大为增强，导致许多细菌性疾病难以控制，畜产品中药物残留严重超标。因此为迎应我国面临的严峻的国内外市场竞争，解决我国新兽药及饲料添加剂研究开发中品种单一、自主独立知识产权产品缺乏等问题，研究开发有良好应用前景和国内外市场竞争力的新型兽药及饲料添加剂迫在眉睫。

喹烯酮(化学名称为3-甲基-2-肉桂酰基-喹喔啉-1,4-二氧化物, 简称MBQO)是经国家兽药审评办认定的一种安全、环保健康、高效新型的饲料添加剂。实验证明喹烯酮对提升动物疾病防控能力，提高饲料转化率，改善畜禽肉类品质，促进生长，增加养殖效益，具有重要意义。据农业部数据，2005年我国饲料总量达到1亿吨，喹烯酮的添加量按50ppm计，年需求量在2000吨以上，加上出口市场容量，预计需求还要翻两番。虽然喹烯酮有诸多优点，但由于其存在抗菌活性低、水溶性差、生物利用度低等缺点。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种抗菌活性高、水溶性好的喹烯酮衍生物。

本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种喹烯酮衍生物，具有如下化学结构式：

。

本发明的另一目的提供所述喹烯酮衍生物的制备方法。

所述喹烯酮衍生物的制备方法包括如下步骤：

用乙醇溶剂将2-甲酰苯甲酸钠、乙醇钠、乙酰甲喹溶解混合，然后在40～50℃下向溶液中加入二乙胺，搅拌反应得到所述喹烯酮衍生物，

化学反应式如下：

Figure 201310066005X100002DEST_PATH_IMAGE002

，反应中乙醇钠和二乙胺均起到催化剂的作用。

进一步，所述2-甲酰苯甲酸钠与乙醇钠的摩尔用量比为1:（1～2）。

进一步，所述2-甲酰苯甲酸钠与乙酰甲喹的摩尔用量比为（1～2）:1。

进一步，所述二乙胺与乙酰甲喹的摩尔用量比为（3～6）:1，优选的为4:1。

所述乙酰甲喹，即2-乙酰基-3-甲基喹喔啉-1,4-二氧化物，可采用如下方法制得：采用邻硝基苯胺为原料，在碱性条件下，用次氯酸钠进行氧化环化，所得产物再与乙酰丙酮发生Beirut反应生成乙酰甲喹，化学反应式如下：

，具体的制备过程包括如下步骤：

将邻硝基苯胺、氢氧化钠依次溶解于甲醇溶剂中，于冰水浴下向溶液中加入次氯酸钠，搅拌反应，过滤得固体中间物，将固体中间物用乙酰丙酮溶解后，再加入三乙胺，反应得到化合物（I），即为乙酰甲喹。

所加入的三乙胺起催化剂的作用。

所述喹烯酮衍生物的应用，作为畜禽饲料添加剂的应用。

进一步，所述喹烯酮衍生物在畜禽饲料中的添加量为30～75mg/kg。

进一步，所述喹烯酮衍生物作为猪饲料添加剂的应用。

进一步，所述喹烯酮衍生物作为鸡饲料添加剂的应用。

有益效果：本发明所提供的喹烯酮衍生物（3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物）与喹烯酮相比，在水中的溶解度提高了近3500倍，水溶性明显提高；对大肠杆菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度是喹烯酮的一半，对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度是喹烯酮的四分之一，抑菌活性优于喹烯酮；急性毒性实验表明，其毒性（LD50为4949. 94 mg/kg，95%置信区间为5553.67～4411.84 mg/kg）与喹烯酮几乎一致，但毒性显著地弱于喹乙醇，是一种安全的饲料添加剂；动物实验表明，该化合物能明显地提高畜禽的日增重量，生物利用度、生长率明显优于相同添加量的喹烯酮。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。

将邻硝基苯胺（40g, 0.29mol）溶解于225ml甲醇溶液，加入21g NaOH，搅拌至完全溶解，再于冰水浴下缓慢滴加250ml 1mol/L NaClO溶液，约半小时加完，室温继续搅拌，TLC跟踪检测，不断有浅黄色固体析出，搅拌2h后加入300ml水，抽滤出固体，水洗干燥，得到橙黄色粗品，粗品再用70%乙醇重结晶，得黄色片状结晶体，产量33g，产率83%（¹HNMR(CDCl₃) δppm: 7.81-7.90 (m,2H), 8.55-8.58(d,1H), 8.62-8.64(d,1H)；¹³CNMR(CDCl₃)δppm: 113.3, 114.7, 118.2, 132.4, 133.8, 153.4.）。

将所得的黄色片状结晶体（10g，73.5mmol）加入至过量的乙酰丙酮（18g）中，水浴温热至溶，振摇下加入40ml三乙胺，再温热数分钟，室温下冷却，放置，逐渐析出结晶，10小时后析出大量的黄色结晶。抽滤，收集结晶，少量水洗涤，干燥，产量11g，再用无水乙醇重结晶，得鲜黄色针状结晶，即乙酰甲喹，产率68%。mp 153-154℃（¹HNMR(CDCl₃) δppm: 2.52(s,3H), 2.71(s,3H), 7.81-7.89(m,2H), 8.53-8.55(d,1H), 8.60-8.62(d,1H)； ¹³CNMR(CDCl₃)δppm: 13.8, 29.9, 78.6, 77.0, 77.3, 120.0,120.2,131.5,132.6.）。

取0.751g 2-甲酰苯甲酸钠（5mmol）溶于5ml乙醇，搅拌下加入10ml溶解有0.340g乙醇钠（5mmol）的乙醇溶液，搅拌10min后再将混合液加至30ml溶有1.091g乙酰甲喹（5mmol）的乙醇溶液中，搅拌5min后，再于40～50℃下慢慢加入2ml二乙胺(20mmol)，恒温搅拌1h后溶液变为深褐色，2h后出现沉淀，反应液置于冰水浴中继续搅拌反应15min，抽滤，乙醇洗涤，干燥，得淡黄色粉末1.605g，即最终产物，产率86%，纯度98%以上（¹HNMR (400MHz，DMSO-d6) δ: 8.85 (d，J=13.6 Hz，1H)，8.49 (d,2H)，7.99 (s,2H)，7.69 (s,2H)，7.33 (d,J=18.4 Hz,2H)，7.09 (d,J=14 Hz,1H)，2.42 (s,3H)；¹³CNMR (400MHz，DMSO-d6) δ: 187.11，149.91，139.52，137.81，136.90，133.00，132.20，132.04，130.71，130.04，128.15，126.85，124.57，120.10，14.38）。最终产物的结构式为

，化学名称：3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物。

本实验所用的2-甲酰苯甲酸钠是通过将2-甲酰苯甲酸加入碳酸氢钠溶液中反应得到，反应式：2-甲酰苯甲酸+碳酸氢钠→2-甲酰苯甲酸钠+二氧化碳+水。

一、3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物的溶解度及抑菌活性

1.1 溶解度

注：A表示3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物。

由表1的结果可得出，3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物在水中的溶解度是喹烯酮（MBQO）的近3500倍，水溶性改善效果显著。

1.2 抑菌活性

表2的测试结果表明，化合物A对受试菌株均表现出良好抑菌活性，且均明显优于喹烯酮。

二、3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物的急性毒性试验

1 材料与方法

1. 1试验动物与试验方法

选用兰州正大鸡场提供的3 日龄艾维茵肉用雏鸡150 羽, 试验期间不投服和注射其它任何抗生素。LD50、95%可信限测定均用简化寇氏法。通过预试验得出试验剂量间公比级数为r= 1. 3。将60 只试验鸡养至20 日龄, 随机分为6 组, 每组10 只。1组为对照组, 每羽仅服1%羧甲基纤维素钠悬浊液2 ml；2～6组为不同剂量试验组, 各组3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物灌服剂量分别为每千克体重3000 mg、3900 mg、5000 mg、6600mg、8600mg，以10% 3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物的羧甲基纤维素钠悬浊液灌服。小剂量1 次灌服, 大剂量分2 次灌服, 每次间隔约30 min。

1. 2 临床观察

灌药后每日进行5 次临床观察, 记录采食量、摄水量、临床症状及死亡情况。

1. 3病理检查

对死亡鸡进行***的尸体剖检。试验7 d 后, 将存活鸡放血处死, 逐一进行剖检。在行尸体剖检的同时，采集心、肝、脾、肺、肾、十二指肠、腺胃、肌胃、法氏囊等器官，用10%中性***固定，石蜡包埋，H·E 染色，切片( 5～6 Lm)，光镜检查。

2 结果

2. 1 临床症状

本试验除1～2 组未出现临床症状外， 3～4 组于灌药48 h 后分别出现症状, 第3 天开始死亡； 5 组于灌药24 h 后出现症状，第2 天开始死亡；6 组于24 h出现症状并出现死亡。初期精神沉郁、嗜睡、不思饮食，随时间延长，病鸡伏卧，饮水食欲废绝，最终衰竭死亡。从出现症状到死亡最长时间为16 h。

2. 2 病理学变化

存活鸡处死后剖检各器官未见明显异常。中毒死亡鸡嗉囊内有少量药液残留, 粘膜充血，肝脏肿大，边缘变钝，表面有土黄色及暗红色斑块，切面不平整；胆囊肿大, 胆汁充盈；肌胃、腺胃内有黄色糊状药物, 两胃相结处充血、出血, 随剂量增大, 出血更严重, 肌胃角质层易剥离, 严重者角质层下有出血点；肠道空虚, 十二指肠壁充血, 肠粘膜少量脱落,肠腔内有少许黄色粘液，个别鸡盲肠及结肠内有暗黄色和棕褐色粪便；心脏稍肿大，心室积血，***充血；脾脏肿大，切面突出，不平整；输尿管有尿酸盐充盈；肺脏、脾脏、法氏囊等器官均未见明显变化病理组织学检查显示, 低剂量组与空白组各器官组织未见明显变化。中毒死亡鸡各器官组织有不同程度的变化；肺泡壁充血、出血, 细支气管内充满红细胞；肝细胞有不同程度混浊肿胀，随剂量增大，肝细胞索不清楚，肝窦隙变小、消失或明显增宽, 病程较长者，被膜下有轻度出血，肝窦隙中有散在性嗜酸性白细胞浸润，中毒严重时肌纤维扭曲、染色不均、间质可见嗜酸性白细胞浸润；腺胃、肌胃及十二指肠细胞均有不同程度颗粒变性；腺胃粘膜上皮细胞有明显变性, 肌胃粘膜上皮及粘膜下皮层细胞变性；小剂量组脾脏无明显变化, 大剂量组生发中心不明显, 红髓、白髓界限不清；肾小管上皮细胞呈不同程度的颗粒变性及空泡变性, 肾小球变化不明显；法氏囊在各试验组均无明显变化, 但病程较长的中间剂量组可见细胞空泡变性, 皮质与髓质之间间质增生明显。

3 结果

将数据代入简化寇氏法公式，计算出3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物 LD50为4949. 94 ( mg / kg )，95%置信区间为5553. 67～4411. 84 m g/ kg。向兰( 1996) 研究表明，喹乙醇艾维茵肉雏鸡口服， LD50为208. 4 mg / kg。董漓波( 1993) 测定石歧杂鸡内服喹乙醇，LD50为304. 9mg / kg，相比较之下， 3-甲基-2-(o-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物毒性极低。

向兰.实验性肉用雏鸡喹乙醇急性、亚急性中毒的病理形态学研究.西南民族学院学报(自然科学版),1996，22(2)：169-174.

董漓波，曾振灵，陈杖榴. 喹乙醇对鸡的毒性及组织药物浓度研究.华南农业大学学报，1993，14（4）：53-58.

三、3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物对肉鸡生长的影响

1 材料与方法

1. 1 试验动物与试验材料试验用鸡由甘肃省华垄鸡场购入。

1. 2 试验设计采用单因子随机分组试验设计。设3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物在饲料中的4个不同添加水平处理：0、50、75、100 mg/ kg。1日龄安卡红羽肉鸡160 只，饲喂1周后，平均体重为( 133. 91 ±7. 62) g，随机分为4组，每组4个重复，每重复10只，公母各半，经方差检验，分组后体重差异不显著。

1. 3 测定项目及方法

饲养试验试验期为56 d，分为3 期，1～3 周龄、4～6周龄、7～8 周龄。试验饲粮根据《安卡红羽肉鸡饲养管理手册》营养推荐量配制各阶段玉米-豆粕型基础饲粮配方，试鸡经空白饲粮预饲6 d 后, 从7 日龄开始喂添加抗生素的饲料, 测定日增重、日采食量和饲料效率。

1. 4 数据的处理与统计分析将所有数据用SPSS10. 0 软件中的OneWay 法进行单因子方差分析，差异显著时用LSD 法进行多重比较。

2 结果与分析

Figure 201310066005X100002DEST_PATH_IMAGE007

分析表4可得出，50 mg/ kg 和75 mg/ kg剂量组的日增重明显高于对照组( P< 0. 05)，100 mg/ kg 剂量组与其他3组差异均不显著( P> 0. 05)；50 mg/ kg 剂量组的饲料转化率明显高于对照组和100mg/ kg 剂量组( P< 0. 05) ；而50mg/ kg 剂量组的平均日采食量极显著高于对照组( P< 0. 01)，且显著高于100mg/ kg 剂量组( P< 0. 05)，但与75mg/ kg 组差异不显著( P> 0. 05) ；75mg/ kg 剂量组的平均日采食量则显著高于100mg/ kg 和对照组( P< 0. 05)；100 mg/ kg 剂量组在0~ 6 周龄时平均日采食量与对照组相比差异显著( P< 0. 05)，但在后期饲养中与对照组差异不显著( P> 0. 05)，且全期也表现差异不显著( P> 0. 05)。由试验结果可以看出，50 和75mg/ kg 剂量组可提高日增重、采食量和饲料转化率，3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物适宜添加量为50～75mg/kg，一方面可最大限度发挥畜禽的生长能力，另一方面也可以降低动物性食品的药物残留，得到最高的经济效益。

四、3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物对猪的增重试验

1 材料与方法

1. 1 试验猪和分组本试验在甘肃省兰州某猪场进行，选该场2月龄的约克夏和长白仔猪共72 头, 分为4 组, 每组18 头( 公猪14 头, 母猪4 头)，各组品种搭配一致，日龄接近，组间平均体重差异不显著( P > 0. 05)。

1. 2 饲料和添加剂剂量4组猪的日粮配方一致, 即玉米60. 80%，大麦4. 00%，豆粕28. 83%，胡麻饼3. 00%，磷酸氢钙1. 45%，石粉0. 56%，食盐0. 36%，预混料1. 00%。其营养成分：粗蛋白质19. 00%，钙0. 64%，有效磷0. 32%，赖氨酸0. 90%，含硫氨基酸0. 63%，苏氨酸0. 79%，色氨酸0. 27%，消化能3210 J/ kg。第1组只给基础日粮，不加任何药物添加剂；第2组在基础日粮中按75 mg / kg添加喹烯酮；第3组在基础日粮中按37.5 mg/ kg 添加3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物；第4组在基础日粮中按75 mg / kg添加3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物。各组均以自由采食方式饲喂，每日记录各组猪的采食及发病情况, 在试验开始和结束时空腹称重。

2 结果

Figure 201310066005X100002DEST_PATH_IMAGE008

试验结果表明，3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物作为仔猪饲料添加剂可提高仔猪的日增重，并有预防腹泻的作用，尤以基础日粮按75mg / kg添加3-甲基-2-(O-羧酸钠苯乙烯酮基)-喹喔啉-1,4-二氧化物的效果最好，生物利用度、生长率明显优于相同添加量的喹烯酮。

Claims

1.一种喹烯酮衍生物，其特征在于，所述喹烯酮衍生物具有如下化学结构式：

。

2.权利要求1所述喹烯酮衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：用乙醇溶剂将2-甲酰苯甲酸钠、乙醇钠、乙酰甲喹溶解混合，然后在40～50℃下向溶液中加入二乙胺，搅拌反应得到所述喹烯酮衍生物。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述2-甲酰苯甲酸钠与乙醇钠的摩尔用量比为1:（1～2）。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述2-甲酰苯甲酸钠与乙酰甲喹的摩尔用量比为（1～2）:1。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二乙胺与乙酰甲喹的摩尔用量比为（3～6）:1。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乙酰甲喹的制备过程包括如下步骤：

将邻硝基苯胺、氢氧化钠依次溶解于甲醇溶剂中，于冰水浴下向溶液中加入次氯酸钠，搅拌反应，过滤得固体中间物，将固体中间物用乙酰丙酮溶解后，再加入三乙胺，反应得到乙酰甲喹。

7.权利要求1所述的喹烯酮衍生物的应用，其特征在于，所述喹烯酮衍生物作为畜禽饲料添加剂的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述喹烯酮衍生物在畜禽饲料中的添加量为30～75mg/kg。

9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述喹烯酮衍生物作为猪饲料添加剂的应用。

10.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于：所述喹烯酮衍生物作为鸡饲料添加剂的应用。