本研究由Son T. Nguyen（通讯作者，Microbiotix公司）、John D. Williams、Michelle M. Butler等来自Microbiotix公司、美国陆军传染病医学研究所（USAMRIID）、波士顿大学医学院等机构的科研团队合作完成，成果发表于2014年的《Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters》期刊（第24卷，3366-3372页）。

学术背景
该研究针对革兰阴性菌感染治疗面临的严峻挑战展开。随着细菌对β-内酰胺类（β-lactams）、氨基糖苷类和喹诺酮类药物普遍产生耐药性，而2000年后获批的5种新型抗生素均对革兰阴性菌无效，开发全新结构抗菌剂迫在眉睫。研究团队前期已发现对称型双吲哚双脒化合物（如MBX 1066）具有广谱抗菌活性，但为进一步优化活性和降低细胞毒性，本研究转向非对称三芳基双脒（unsymmetrical triaryl bisamidine）结构的设计与开发。

研究流程
1. 化合物设计合成
- 骨架改造：将对称双吲哚核心结构改为”吲哚-连接基-杂芳环/芳环”非对称结构，其中[am]为脒基或氨基，[linker]为苯、噻吩或吡啶环，[hetar/ar]为苯并咪唑、咪唑并吡啶、苯并呋喃等5,6-双环杂环。
- 合成路径（Scheme 1-6）：
- 通过Suzuki-Miyaura偶联（Suzuki-Miyaura cross-coupling）构建三芳基骨架，关键中间体如N-Boc-2-(4-溴苯基)吲哚-6-甲腈（5）经硼酸酯化后与杂环硼酸酯偶联。
- 苯并呋喃衍生物（24-25）的合成采用碘化-Sonogashira偶联-环化-铱催化硼化四步法，收率达74-83%。
- 脒基引入采用五硫化二磷（P2S5）与二胺反应，建立34个新型化合物库。

1. 抗菌活性评价

   • 测试菌株：包括大肠杆菌（E. coli）野生型（tolc+）与外排泵缺陷型（tolc-）、铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等9种病原体。
     
   • 方法：肉汤稀释法（broth dilution method）测定最小抑菌浓度（MIC），MTS法测定细胞毒性（CC50）。
     

2. 构效关系分析

   • 苯并呋喃作为[hetar/ar]单元时活性最优（如P6c对E. coli tolc- MIC=0.16 μg/mL）。
     
   • 三芳核引入氟原子（P6f）或甲基（P14）可增强活性，而单脒化合物（P7a-P9b）抗菌活性显著降低但细胞毒性升高。
     
   • 噻吩连接基化合物P12a（MBX 1887）展现窄谱特性（对土拉弗朗西斯菌MIC 0.063-2.5 μg/mL）且CC50高达182.2 μg/mL。

主要结果
- 活性数据（Table 1-3）：苯并呋喃衍生物P6c对革兰阳性菌（如B. subtilis MIC=0.08 μg/mL）和阴性菌（E. coli tolc- MIC=0.16 μg/mL）均表现出强效，且CC50=9.7 μg/mL。
- 外排泵影响：苯并咪唑类化合物（P1a-P3b）易被E. coli外排泵清除（tolc+/tolc- MIC比值>10），而苯并呋喃类受影响较小。
- 结构特异性：四氢嘧啶脒（如P2b）比甲基咪唑啉脒（P7b）活性提高10倍以上。

结论与价值
该研究首次系统阐明非对称三芳基双脒化合物的构效关系，发现苯并呋喃取代可平衡抗菌活性与细胞毒性。P12a因其独特的选择性抗菌谱和极低细胞毒性，被列为治疗特定病原体（如土拉菌）的候选药物，并已完成百克级放大合成。科学价值在于为克服革兰阴性菌耐药提供了全新结构模板，应用价值体现在P12a的临床转化潜力。

研究亮点
1. 创新性设计”吲哚-连接基-苯并呋喃”非对称骨架，突破对称双吲哚结构的局限性。
2. 开发苯并呋喃硼酸酯（24）的克级制备工艺（Scheme 3），无需柱层析纯化。
3. 发现脒基拓扑结构（四氢嘧啶vs咪唑啉）对活性的决定性影响。
4. 通过引入氟原子（P6f）使CC50提升至47.5 μg/mL，显著改善安全性。

其他价值
该研究获美国国立过敏与传染病研究所（NIAID）资助（U01AI082052），部分中间体合成方法（如Scheme 2的苯并咪唑环化）被后续研究引用。补充材料包含所有化合物的NMR和HPLC纯度数据。