本發(fā)明屬于畜禽藥物領域,具體涉及喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物作為硫酸粘桿菌素增效劑的應用和動物細菌感染性腹瀉的治療和預防藥物。
背景技術:
:粘桿菌素由多粘桿菌產生,對革蘭氏陰性菌有較強的抗菌作用。硫酸粘桿菌素的敏感菌群有綠膿桿菌、大腸桿菌、腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬、沙門氏菌屬、志賀氏菌屬、巴斯德氏菌和弧菌等,可用于治療革蘭氏陰性菌引起的腸道疾病和用做飼料添加劑具有明顯的促生長作用,被廣泛用于飼料工業(yè)中作為飼料添加劑使用,防止畜禽疾病、改善畜禽的新陳代謝提高成活率及飼料轉化率。硫酸粘桿菌素與其他抗生素的合理配伍能夠起到藥效增強的效果比單獨使用硫酸粘桿菌素更能發(fā)揮抗病促生長作用,常用的配伍試劑有桿菌肽鋅、吉他霉素、黃霉素等抗生素。然而,由于這些抗生素本身的毒性以及聯(lián)合應用導致耐藥菌株的產生,有些種類逐漸在歐盟等地區(qū)被逐漸停用。因此,為了有效的改善畜禽的健康狀態(tài)以及生長速度、提高飼料轉化率從而提高飼養(yǎng)的經濟效益,開發(fā)新型、安全、有效的硫酸粘桿菌素配伍試劑是提高硫酸粘桿菌素在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的使用效果的關鍵因素。技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是提供一種新型、安全、有效的硫酸粘桿菌素協(xié)同增效劑,替代具有一定毒性和引發(fā)耐藥菌株的常用配伍抗生素桿菌肽鋅、吉他霉素、黃霉素等與硫酸粘桿菌素配伍應用于畜禽疾病的防治,即提供喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物作為硫酸粘桿菌素增效劑的應用。硫酸粘桿菌素對革蘭氏陰性菌具有抗菌或殺菌作用,在治療或控制動物由細菌感染所致的腹瀉方面具有很好的效果,在消化道不易被吸收、排泄迅速,配伍協(xié)同增效劑的使用將會減少硫酸粘桿菌素的使用量從而減少對畜禽消化道的負擔以及對環(huán)境造成的污染。本發(fā)明提供的硫酸粘桿菌素協(xié)同增效劑是喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物。美國專利US3344022、3371090、3344022、3644360、4128642、4100284、4303657、4317824、4343942、4684649等專利公開了一系列的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物作為動物治療用藥及生長促進劑。部分喹噁啉類衍生物在美國和中國上市用于動物養(yǎng)殖,但是存在一般毒性或三致毒性以及活性問題。發(fā)明人曾在專利CN103145631A(中國,申請日2013年03月18日)公開了一種對畜禽低毒或無毒具有更強抗菌活性的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物,用于動物疾病的治療和防控以及作為飼料添加劑用于促進動物生長。從專利的試驗數(shù)據(jù)可知在體外抗菌實驗所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的衍生物對大腸桿菌、沙門氏菌不具有抗菌能力而對金黃色葡萄球菌和產氣莢膜梭菌具有很強的抑制作用。因此,本發(fā)麻提供喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物、或其順反異構體、或其藥學上可接受的鹽及其溶劑合物作為硫酸粘桿菌素協(xié)同增效劑的應用,所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的結構如式(Ⅰ)所示:其中,R1-R5為H、OH、NO2、O-CH3、C1-6的直鏈或支鏈烷烴、Ph、CH2-Ph或鹵素;R6和R7為H、鹵素或-O-CH3;所述的鹵素為F、Cl、Br或I;所述的CH2-Ph和Ph中的苯基是指未被任何取代基取代的苯環(huán)。在另一實施方案中,所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物優(yōu)選其結構式如式(Ⅱ)所示:發(fā)明人在體外抗菌試驗中通過試管二倍稀釋法考察了所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物存在下硫酸粘桿菌素對革蘭氏陰性菌的最小抑菌濃度,在喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的協(xié)同存在下硫酸粘桿菌素對敏感性或耐藥性的革蘭氏陰性菌抑菌能力增強了2-4倍。所述的革蘭氏陰性菌包括大腸桿菌、沙門氏菌、綠膿桿菌、志賀氏菌、克雷伯氏菌、巴斯德氏菌、變形桿菌、布魯氏菌、沙雷氏菌等。由此可見,喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對硫酸粘桿菌素的體外抗菌作用具有協(xié)同增效的能力,降低硫酸粘桿菌素對革蘭氏陰性菌的最小抑菌濃度,可作為硫酸粘桿菌素在抗菌方面的協(xié)同增效劑從而減少硫酸粘桿菌素的使用劑量提高使用效率。硫酸粘桿菌素作為飼料添加劑應用于飼料加工業(yè)中,不僅能防治畜禽疾病,而且能改善畜禽的新陳代謝、提高成活率和飼料轉化率,促進畜禽的生長。腹瀉是畜禽疾病中最為常見的,往往由細菌感染所致,硫酸粘桿菌素在控制畜禽因細菌感染所致的腹瀉方面具有很好的療效源于本身對菌群的抑菌或殺菌能力從而改善畜禽腸道菌群環(huán)境。在動物的體內試驗方案中,不同的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物與硫酸粘桿菌素在斷奶仔豬、肉雞和肉鴨飼養(yǎng)中的聯(lián)合應用,通過飼用方式對仔豬、肉雞和肉鴨的腹瀉率、增重和飼料報酬進行研究,結果表現(xiàn)出顯著控制動物腹瀉的效果。優(yōu)選,所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物作為硫酸粘桿菌素協(xié)同增效劑的應用是用于制備抗硫酸粘桿菌素敏感菌或耐藥菌的藥物。優(yōu)選,所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物作為硫酸粘桿菌素協(xié)同增效劑的應用是用于制備動物飼料添加劑。進一步優(yōu)選,所述的動物飼料添加劑為動物生長促進劑。所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物和硫酸粘桿菌素是經口服形式給予動物治療劑量或預防劑量的硫酸粘桿菌素和喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物。所述的口服形式為以口服劑型經口罐服或經飼料伴服。所述的口服劑型包括片劑、膠囊劑、散劑、粉末劑、混懸劑、乳劑、溶液劑、顆粒劑、預混劑等。所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物可以獨立劑型和硫酸粘桿菌素聯(lián)合應用于控制動物腹瀉疾病。所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物可與硫酸粘桿菌素聯(lián)合制備成復方劑型應用于控制動物腹瀉疾病。所述的動物包括家禽和家畜,具體的是各個生長階段的雞、鴨、鵝、鴿或鵪鶉和各個生長階段的豬、牛、羊、馬、兔、驢、鹿、狗、貓、狐、貂或貉。所述的治療劑量是可以有效控制動物病情并治愈疾病但又不引起影響動物安全的所需劑量。所述的預防劑量是維持動物在生長過程中足以抵抗致病因素保持正常的生活狀態(tài)所需的劑量。所述的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的治療劑量或預防劑量按動物體重計量為1-500mg/kg,優(yōu)選為10-300mg/kg。本發(fā)明的任一方面的任一實施方案可以與其他實施方案進行組合,只要它們之間不出現(xiàn)矛盾。此外,在本發(fā)明任一方面的任一實施方案中,任一技術特征可以適用于其它實施方案中的該技術特征,只要它們之間不會出現(xiàn)矛盾。由此可見,本發(fā)明提供的喹噁啉-1,4-二氧化物可作為新型有效安全的硫酸粘桿菌素協(xié)同增效劑用于動物疾病的治療。具體實施方式:以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明,而不是對本發(fā)明的限制。以下實施例涉及的喹噁啉-1,4-二氧化物如表1所示表1喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物實施例1:喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的制備喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物,其結構式如式(I)所示:其中,R1-R5為H、OH、NO2、O-CH3、C1-6的直鏈或支鏈烷烴、Ph、CH2-Ph或鹵素;R6和R7為H、鹵素或O-CH3。所述的鹵素為F、Cl、Br或I;所述的CH2-Ph和Ph中的苯基是指未被任何取代基取代的苯環(huán)。上述喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的制備方法與CN103145631A(中國,專利號ZL201310087021.7,申請日2013年03月18日)公開的一致,因此可以參考該專利制備獲得喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物。反應歷程大概如下:以2-乙?;?3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物為起始原料與苯甲醛衍生物在甲醇中以氫氧化鈉為堿在冰浴中反應,TLC監(jiān)控反應至終點,以過濾操作為后處理方法,300目硅膠柱層析進行產物正反異構體拆分。化合物003002的制備:取氫氧化鈉(0.6g,15mmol,1eq)和100mL甲醇加入到250mL的茄形瓶中,冰浴降溫至0℃。2-乙酰基-3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物(3.27g,15mmol,1eq)加入其中,同時保持溶液的溫度在0℃,加入3-氟苯甲醛(2.23g,18mmol,1.2eq)冰浴下攪拌10~15分鐘有固體析出且TLC顯示原料2-乙酰基-3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物反應完全。過濾,濾餅用甲醇(100mL×3)洗滌,得到黃色的固體,旋干溶劑得產物2-(3-(3-氟苯)丙烯?;?-3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物。順反異構體拆分過程:TLC(DCM100%)顯示有三個點,且產物在DCM中溶解性比較好,取5g該產品硅膠柱層析分離(300目硅膠)DCM:MeOH=100:1~10:1得到黃色絮狀固體,(E)-2-(3-(3-氟苯基)丙烯?;?-3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物4.5g,收率90%。1H(400MHz,CDCl3)δ(ppm):8.7(1H,d),8.57(1H,d),7.86(2H,m),7.58(1H,d),7.37(2H,m),7.29(1H,m),7.15(2H,m),2.57(3H,s).1H(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.5(1H,d,Ar-H,J=9.6Hz),8.4(1H,d,Ar-H,J=9.2Hz),7.99(2H,m),7.8(1H,d,J=16.4Hz),7.64(1H,d,Ar-H,J=10Hz),7.57(1H,d,Ar-H,J=8Hz),7.48(1H,m),7.3(2H,m),2.35(3H,s).化合物15042的制備:取氫氧化鈉(0.6g,15mmol,1eq)和100mL甲醇加入到250mL的茄形瓶中,冰浴降溫至0℃。2-乙?;?3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物(3.27g,15mmol,1eq)加入其中,同時保持溶液的溫度在0℃,加入間甲苯甲醛(2.16g,18mmol,1.2eq)冰浴下攪拌10~15分鐘有固體析出且TLC顯示原料2-乙?;?3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物反應完全。過濾,濾餅用甲醇(100mL×3)洗滌,得到黃色的固體,旋干溶劑得產物2-甲基-3-(3-間甲苯基丙烯酰基)喹噁啉-1,4-二氧化物。順反異構體拆分過程如化合物003002。1H(400MHz,CDCl3)δ(ppm):8.65(1H,d),8.58(1H,d),7.89(2H,m),7.55(1H,d),7.37(2H,d),7.27(2H,m),7.1(1H,d),2.56(3H,s),2.35(3H,s).1H(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.65(1H,d),8.58(1H,d),7.99(2H,m),7.8(1H,d,J=16.4Hz),7.55(2H,s),7.27(2H,m),7.1(1H,d,J=16.4Hz),2.36(3H,s),2.29(3H,s).化合物15052的制備:取四氫吡咯(1g,15mmol,1eq)和100mL二氯甲烷加入到250mL的茄形瓶中,冰浴降溫至0℃。2-乙?;?3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物(3.27g,15mmol,1eq)加入其中,同時保持溶液的溫度在0℃,加入3-三氟甲基苯甲醛(3.13g,18mmol,1.2eq)冰浴下攪拌20分鐘,TLC顯示原料2-乙?;?3-甲基喹噁啉-1,4-二氧化物反應完全。加入約100mL水,萃取分層,旋干有機相,然后加入甲醇有固體析出,過濾,濾餅用甲醇(100mL×3)洗滌,得到黃色的固體,旋干溶劑得產物2-甲基-3-(3-(3-(三氟甲基)苯基)丙烯?;?喹噁啉-1,4-二氧化物。順反異構體拆分過程如化合物003002。1H(400MHz,DMSO-d6)δ(ppm):8.56(1H,d),8.4(1H,d),8.1(1H,d),8.0(4H,m),7.8(1H,d),7.6(1H,m),7.4(1H,d),2.5(3H,s).實施例2:喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對硫酸粘桿菌素敏感大腸桿菌抑制活性的協(xié)同增效作用。利用試管二倍稀釋法測試硫酸粘桿菌素和喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對大腸桿菌(對硫酸粘桿菌素敏感,MIC值小于4.0ppm)的體外最小抑制濃度(MIC),同時測試在培養(yǎng)的培養(yǎng)液中分別含有50.0ppm喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物時硫酸粘桿菌素對相應菌株的體外最小抑制濃度(其是以喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物和硫酸粘桿菌素聯(lián)用作為測試藥物,測試時,喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的濃度固定為50.0ppm,而硫酸粘桿菌素進行梯度稀釋,其目的是測試在含有50.0ppm喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物時硫酸粘桿菌素對相應菌株的體外最小抑制濃度),結果如表2所示。從表2可以看出,所有試驗菌株對硫酸粘桿菌素敏感而所有試驗用喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對試驗菌株無抑制活性。而含有50.0ppm喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的測試組硫酸粘桿菌素對相應試驗菌株的最小抑制濃度有不同程度的降低,約2-4倍(表3)。表2喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對硫酸粘桿菌素敏感大腸桿菌的體外最小抑制濃度(MIC,ppm)表3喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物存在下硫酸粘桿菌素對硫酸粘桿菌素敏感大腸桿菌的體外最小抑制濃度(MIC,ppm)實施例3喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對硫酸粘桿菌素耐藥大腸桿菌抑制活性的協(xié)同增效作用。利用試管二倍稀釋法測試硫酸粘桿菌素和喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對硫酸粘桿菌素耐藥大腸桿菌(對硫酸粘桿菌素耐藥,MIC值大于4.0ppm)的體外最小抑制濃度(MIC),同時測試在培養(yǎng)時培養(yǎng)液中分別含有50.0ppm喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物時硫酸粘桿菌素對相應菌株的體外最小抑制濃度。結果顯示,所有試驗菌株對硫酸粘桿菌素耐藥而所有試驗的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對耐藥大腸桿菌無抑制活性(表4);而在含有50.0ppm喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物的測試組硫酸粘桿菌素對相應試驗菌株的最小抑制濃度均有不同程度的降低,降低50-100倍(表5)。表4不同喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物對硫酸粘桿菌素耐藥大腸桿菌的體外最小抑制濃度(MIC,ppm)表5喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物存在下硫酸粘桿菌素對硫酸粘桿菌素耐藥大腸桿菌的體外最小抑制濃度(MIC,ppm)實施例4不同濃度化合物003042對不同種類的硫酸粘桿菌素耐藥菌株的耐藥性逆轉作用。利用試管二倍稀釋法測試硫酸粘桿菌素和化合物003042對不同種類硫酸粘桿菌素耐藥的革蘭氏陰性細菌(對硫酸粘桿菌素耐藥,MIC值大于4.0ppm)的體外最小抑制濃度,同時測試在培養(yǎng)中分別含有不同濃度化合物003042時硫酸粘桿菌素對相應菌株的體外最小抑制濃度。結果顯示,所有試驗菌株對硫酸粘桿菌素均耐藥;化合物003042對所有測試菌株無抑制活性;而含有化合物003042的測試組硫酸粘桿菌素對相應菌株的最小抑制濃度均有不同程度的降低,呈明顯的劑量效應(表6)。表6不同濃度化合物003042存在下硫酸粘桿菌素對不同種類細菌的體外最小抑制濃度(MIC,ppm)實例例5喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物與硫酸粘桿菌素在斷奶仔豬料中的協(xié)同應用效果。150頭28日齡體重相近的杜長大三元雜瘦肉型斷奶仔豬分成15組,每組10頭。各組在不含抗生素的教槽料中添加硫酸粘桿菌素和/或不同種類的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物,試驗期間自由采食和飲水,統(tǒng)計10天內各試驗組試驗豬的增重、飼料報酬和腹瀉率。結果顯示(表7),在斷奶仔豬料中僅添加硫酸粘桿菌素不能有效降低試驗豬的腹瀉率,對增重和飼料報酬未見明顯改善;而同時添加喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物和硫酸粘桿菌素的測試組可不同程度降低試驗組的腹瀉率并對生產性能有不同程度改善。表7喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物和硫酸粘桿菌素在斷奶仔豬料中的協(xié)同應用效果實施例6化合物003042和硫酸粘桿菌素在斷奶仔豬料中協(xié)同應用的效果。120頭28日齡體重相近的杜長大三元雜瘦肉型斷奶仔豬分12組,每組10頭。各組在不含抗生素的教槽料中添加硫酸粘桿菌素和/或化合物003042。試驗期間自由采食和飲水,統(tǒng)計10天內各試驗組試驗豬的增重、飼料報酬和腹瀉率。結果顯示在斷奶仔豬料中僅添加硫酸粘桿菌素或化合物003042均不能有效降低試驗豬的腹瀉率,對增重和飼料報酬未見明顯改善;而添加硫酸粘桿菌素和化合物003042的試驗組(組10、11和12)可降低腹瀉率,平均日增重和飼料報酬均顯著改善(表8)。表8化合物003042和硫酸粘桿菌素在斷奶仔豬料中的應用效果實施例7不同劑量化合物003042和硫酸粘桿菌素對豬大腸桿菌人工感染的治療試驗效果。60頭28日齡體重相近的杜長大三元雜瘦肉型斷奶仔豬如表9分6組,每組10頭,各組在不含抗生素的教槽料中添加硫酸粘桿菌素和/或不同劑量的化合物003042,試驗期間自由采食和飲水。33日齡經口灌服致病性大腸桿菌,觀察試驗豬的腹瀉及死亡情況,連續(xù)觀察一周,統(tǒng)計各試驗組試驗豬發(fā)病和死亡情況,比較不同劑量的喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物003042與硫酸粘桿菌素對致病性大腸桿菌人工感染性保護效果。其中,第1組為不給藥攻毒對照組1,第二組為僅給與硫酸粘桿菌素的攻毒對照組2(硫酸粘桿菌素),其余試驗組為攻毒并給與固定劑量的硫酸粘桿菌素和不同劑量的003042。表9不同劑量的003042與硫酸粘桿菌素對大腸桿菌攻擊感染的協(xié)同保護效果的試驗分組人工感染致病性大腸桿菌SGD株后,不給藥攻毒對照組(對照組1)的所有試驗豬均表現(xiàn)腹瀉,其中有6頭在試驗期間死亡。所有給藥組均對大腸桿菌人工感染具有不同程度的保護效果(表10)。表10不同劑量的003042與硫酸粘桿菌素對大腸桿菌攻擊感染的協(xié)同保護效果組別試驗樣品試驗豬(頭)攻毒(是/否)發(fā)病率(%,以腹瀉計)死亡率(%)1對照組110是100102硫酸粘桿菌素10是8003硫酸粘桿菌素+00304210是5004硫酸粘桿菌素+00304210是005硫酸粘桿菌素+00304210是006硫酸粘桿菌素+00304210是00實施例8喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物003042對雞大腸桿菌攻擊感染的保護效果.120只1日齡快大黃羽肉雞如表10隨機分成6個試驗組,經口給與攻擊感染雞大腸桿菌2×107CFU/雞,攻毒的同時經口灌服給藥。其中第一組為供毒不給藥組(對照組1),第二組為攻毒并給與硫酸粘桿菌素,其他組為攻毒并給與硫酸粘桿菌素和不同濃度的化合物003042,然后觀察試驗雞的發(fā)病和死亡情況,死亡雞剖檢確認是否是雞大腸桿菌感染導致的死亡,觀察期7天。試驗結束時處死所有試驗雞,剖檢確認發(fā)病情況。統(tǒng)計結果如表10所示,表10顯示喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物003042能保護雞大腸桿菌對雞的攻擊感染并呈劑量關系。表10喹噁啉-1,4-二氧化物衍生物003042對雞大腸桿菌攻擊感染的保護效果當前第1頁1 2 3