CN1209134A - 水溶性抗生素 - Google Patents

Abstract

描述了式(Ⅰ)化合物,其中R¹,R²,R³,R⁴,R⁵,R⁶,R⁷和R⁸同说明书中定义。这些化合物是抗菌剂。

Description

水溶性抗生素

                      发明概述

本发明涉及式I化合物，

其中，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷和R⁸中1-7个是氢，其余的R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷和R⁸是在体内可以转化成氢的基团。

优选式I’化合物，其中，R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是氢，其余的R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸是在体内可以转化成氢的基团。

优选式I’化合物或其可药用盐，其中，R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是氢，其余的R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸彼此独立地选自下列基团：

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-2个是彼此独立地选自下列基团的磷酸酯部分的式I化合物或其可药用盐，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是彼此独立地选自下列基团的二元酸单酯部分的式I化合物或其可药用盐，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是彼此独立地选自下列基团的多醚酯部分的式I化合物或其可药用盐，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团的式I化合物或其可药用盐，

本发明优选的磷酸酯是其中R⁷是下列基团且Z是甲基的式I’化合物。

本发明化合物含有在体内可转化成氢的基团，该基团可包含一个手性中心。本发明包括以手性中心为R或S绝对构型的各对映体形式存在的化合物。这些对映体的等摩尔和非等摩尔混合物也属于本发明范围。

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团的式I化合物或其可药用盐，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团的式I化合物，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团的式I化合物，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团的式I化合物，

还优选其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团的式I化合物或其可药用盐，

还优选式I’a化合物或其可药用盐，

最优选下式化合物。

本发明还涉及含有式I化合物和可药用载体的药物组合物。

本发明还涉及治疗和/或预防受到细菌侵害的哺乳动物的细菌感染的方法，包括施用抗菌有效量的式I化合物或其可药用盐。治疗和/或预防细菌感染的优选方法是采用静脉内或肌肉内给药方式的方法。

                      发明详述

本文所用术语“烷基”指有1-10个碳原子的直链或支链烷基；优选有1-6个碳原子的直链或支链烷基。

                             流程I

C-59芳基磷酸酯的制备：

                     流程II

C-1单芳基磷酸酯的制备：

                      流程IIIA

C-1和C-59丁酸酯-磷酸酯的制备：

                 流程IIIB

C-1和C-59丁酸酯-磷酸酯的制备：

                     流程IVA富马酸单酯的制备：6a：R³＝COCH＝CHCOOBn，R⁶＝R⁷＝H→

6b：R⁶＝COCH＝CHCOOBn，R³＝R⁷＝H→

6c：R⁷＝COCH＝CHCOOBn，R³＝R⁶＝H→

                     流程IVB富马酸单酯的制备：

                    流程V

丙二酸单酯的制备：

                       流程VI二甘醇酸和亚硫基二乙酸单酯的制备：

R³＝COCH₂SCH₂COOH，R⁶＝H；

R⁶＝COCH₂SCH₂COOH，R³＝H

R³＝COCH₂OCH₂COOH，R⁶＝HR⁶＝COCH₂OCH₂COOH，R³＝H

                      流程VII聚醚酯的制备：

R³＝COCH₂O(CH₂CH₂O)_nCH₃，R⁶＝H

R³＝COCH₂O(CH₂CH₂O)_nCH₃，R³＝H

流程I提供了制备式I’化合物的磷酸酯(即I’a，其中R⁷＝PO₃H₂，及R¹＝R³＝R⁶＝R⁸＝H)的方法。扁枝衣霉素(晚霉素)(10)与10当量NaH和1.5当量焦磷酸四苄酯在四氢呋喃(THF)中的反应在室温下进行2.5小时，硅胶色谱分离(用5％甲醇的二氯甲烷溶液洗脱)之后得到磷酸二苄酯12。另一种制备化合物12的方法是用1.5-3当量N，N’-二异丙基氨基磷酸二苄酯和3-6当量四唑的二氯甲烷溶液处理1当量化合物10，并将所得混合物搅拌3小时。加入3-6当量叔丁基过氧化氢(5.5摩尔的异辛烷溶液)，再将所得反应混合物搅拌3小时。将在乙酸乙酯(EtOAc)中的粗产物用硫代硫酸钠洗涤，硅胶色谱纯化，得到磷酸二苄酯12。在吡啶中用10％Pd/C于氢气和室温下，在2当量N-甲基葡糖胺(NMG)存在下处理化合物125-7小时，得到I’a.2NMG盐。另一种方法，可以在氢气和室温下，在非质子溶剂如二噁烷中用10％ Pd/C处理化合物12约5-7小时，得到I’a。

流程II提供了制备式I’化合物的磷酸酯(即I’b，其中R¹＝PO₃H₂，及R³＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H)的方法。用1当量氯甲酸苄酯和碱如三乙胺(Et₃N)的二氯甲烷溶液在室温下处理化合物10 2小时，得到碳酸二苄酯22和碳酸一苄酯(没有列出)的混合物。然后，用碳酸氢二苄酯和碱氢化钠(NaH)将碳酸单酯转化成碳酸二酯22。粗反应混合物的分离用硅胶色谱法进行，用甲醇-二氯甲烷洗脱，得到纯的化合物22。用2.5当量NaH在-10℃无水THF中处理化合物22，得到相应的钠盐。在-10℃向搅拌的化合物22的钠盐混合物中加入1.3当量焦磷酸四苄酯并搅拌2小时，在0℃搅拌过夜后得到反应混合物。用标准方法处理所得反应混合物，并用硅胶柱色谱纯化粗产物，得到化合物24。在氢气和室温下，在吡啶中用10％ Pd/C处理化合物24过夜，得到磷酸酯I’b的吡啶盐。用2当量碱如N-甲基吗啉(NMM)处理I’b的吡啶盐，得到I’b.2NMM盐。

流程IIIA提供了制备式I’化合物的丁酸酯磷酸酯(即I’c，其中R¹＝CO(CH₂)₃OPO₃H₃，及R³＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H)的方法。可以通过4-溴丁酰溴与2，2，2-三氯乙醇反应生成相应的三氯乙酯来制备化合物32。用1.5当量磷酸银二苄酯(可从Sigma Chemical Co.，St.Louis得到)在非质子溶剂中及升温条件下将所得的酯处理过夜，标准处理后得到化合物32的三氯乙酯。用锌的乙酸-THF溶液除去三氯乙酯基团，得到酸32的磷酸二苄酯。用1当量酸32的磷酸二苄酯的二氯甲烷溶液以及1.3-1.5当量二环己基碳化二亚胺(DCC)和碱如吡啶在室温下处理化合物10过夜，得到丁酸酯磷酸二苄酯34。用10％ Pd/C的二噁烷溶液(含有2当量NMM)在氢气中处理化合物34，得到I’c。用2-4当量碱如NMM处理I’c，得到相应的胺盐，即I’c.4NMM盐。

流程IIIb提供了制备式I’化合物的丁酸酯磷酸酯(即I’d，其中R⁷＝CO(CH₂)₃OPO₃H₂，及R¹＝R³＝R⁶＝R⁸＝H)的方法。可以通过对硝基苯酚与32的酰卤反应制备化合物36。用1当量二酯36的DMF溶液和1.5当量氢氧化锂一水合物在室温下处理化合物10过夜，得到丁酸酯磷酸二苄酯38。用10％ Pd/C的二噁烷溶液(含有2当量NMM)在氢气中处理化合物38 5小时，得到I’d的胺盐。另一种方法是在氢气中用10％ Pd/C的二噁烷溶液处理化合物38 5小时，得到I’d。用2-4当量碱如NMM的二噁烷溶液处理I’d，得到相应的胺盐I’d.4NMM盐。

流程IVa提供了制备式I’化合物的富马酸酯，即I’e的方法，其中

(反)，及R¹＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H；I’f，其中

(反)，及R¹＝R³＝R⁷＝R⁸＝H；及I’g，其中

(反)，及R¹＝R³＝R⁶＝R⁸＝H。

用碳酸铯和苄基溴处理富马酸，得到一苄酯42。用1当量化合物42在0℃和1当量DCC和碱如4-(N，N-二甲氨基)吡啶(DMAP)和3当量NMM的二氯甲烷溶液存在下处理化合物10，得到反应混合物，将其在室温搅拌过夜，得到I’e，I’f和I’g苄酯的混合物。用10％ Pd/C的二噁烷溶液(含有2当量NMM)处理该苄酯混合物，得到I’e，I’f和I’g的胺盐混合物。另一种方法是用10％ Pd/C的二噁烷溶液处理I’e，I’f和I’g的苄酯混合物，得到I’e，I’f和I’g的粗混合物。用硅胶柱色谱纯化该粗混合物，用5％和10％甲醇的二氯甲烷溶液洗脱，得到纯富马酸单酯I’e，I’f和I’g。

流程IVb提供了另一种制备式I’化合物的富马酸单酯，即I’e，I’f和I’g的方法。用4-硝基苯酚，DCC和DMAP处理富马酸42的一苄酯，将42转化成对硝基苯酯43。用1当量化合物10的二氯甲烷溶液在三乙胺存在下处理化合物43，得到I’e，I’f和I’g苄酯混合物。用上面流程IVA所述方法处理所得混合物，得到纯I’e，I’f和I’g。

流程V提供了制备式I’化合物的丙二酸单酯，即I’h，其中R³＝COCH₂CO₂H及  R¹＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H；I’i，其中R⁶＝COCH₂CO₂H及R¹＝R³＝R⁷＝R⁸＝H；及I’j，其中R⁷＝COCH₂CO₂H及R¹＝R³＝R⁶＝R⁸＝H的方法。用亚硫酰氯和苄醇处理丙二酸制备一苄酯52。用1当量化合物52和1.3-1.5当量DCC和碱如吡啶和DMAP处理化合物10的二氯甲烷溶液，得到一苄酯54，56和58的混合物。用10％ Pd/C的二噁烷溶液处理该混合物，得到丙二酸单酯I’h，I’i和I’j混合物。用硅胶色谱法分离该混合物，分别得到各化合物I’h，I’i和I’j。

流程VI提供了制备式I’化合物的二甘醇酸和亚硫基二乙酸单酯的方法。室温下用过量的，例如，2.5当量化合物60(X＝O或S)，在1当量DMAP和8当量吡啶的二氯甲烷溶液存在下处理扁枝衣霉素(10)。将反应混合物搅拌18小时，得到式I’k(R³＝COCH₂SCH₂CO₂H及R¹＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H)和I’l(R⁶＝COCH₂SCH₂CO₂H及R¹＝R³＝R⁷＝R⁸＝H)，I’m(R³＝COCH₂OCH₂CO₂H及R¹＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H)和I’n(R⁶＝COCH₂OCH₂CO₂H及R¹＝R³＝R⁷＝R⁸＝H)二甘醇酸和亚硫基二乙酸单酯。各乙二酸和乙二酸单酯混合物经硅胶色谱分离，用10％甲醇的二氯甲烷洗脱。用2-4当量碱如NMG分别处理各纯的I’k，I’l，I’m和I’n，得到对应的胺盐。

流程VII提供了制备式I’化合物的多醚酯，即I’o，其中R³＝COCH₂O(CH₂CH₂O)_nCH₃及R¹＝R⁶＝R⁷＝R⁸＝H和I’p，其中R⁶＝COCH₂O(CH₂CH₂O)_nCH₃及R¹＝R³＝R⁷＝R⁸＝H；各式中n＝50-5000，的方法。在NaH的THF存在下用氯乙酸和钠盐处理化合物70，得到化合物72。在1.3-1.5当量DCC和过量DMAP存在下用1当量化合物72的二氯甲烷溶液处理化合物10，得到I’o和I’p的混合物。该混合物经硅胶色谱分离，得到纯的I’o和I’p。

本发明式I化合物在体内被转化成扁枝衣霉素。扁枝衣霉素是已知的抗菌素(见公开于1993年4月29日的国际专利申请WO 93/07904和美国专利4,597,968)。

扁枝衣霉素即式I’化合物(流程I的化合物10)可以通过炭样小单孢菌非洲变种NRRL 15099 ATCC 39149的发酵得到，或更优选地，根据公开于1993年4月29日的国际专利申请WO 93/07904所述通过其改进菌株得到。

本发明式I’化合物在体内被转化成扁枝衣霉素。扁技衣霉素是已知的抗菌素(见公开于1993年4月29日的国际专利申请WO 93/07904和美国专利4,597,968)。因此，本发明式I化合物具有抗菌活性。而且，本发明式I’化合物可溶于水(即在水性介质中的水溶性可达到约200mg/mL)，因此可以很方便地制成水性溶液，该溶液适合静脉内和肌肉内给药。

下面是给小鼠，大鼠和猴子进行本发明各种式I’化合物静脉内(IV)和肌肉内(IM)给药的情况，如下表所示，观察到了高血清浓度的扁枝衣霉素即式I’化合物：

动物模型	剂量(mg/kg)	给药途径	AUC1(μg.hr/ml)	Cmax2(μg/ml)	Tmax3(hr)
						小鼠	1010	IV4IM5	29.329.7-49.5	19.911.3-29.9	0.250.25-2.00
猴子	1010	IVIM	265255	25.329.9	0.51.0
						大鼠	6060	IVIM	93.2163	9.225.6	4.01.0

注释：

1  4小时后测量的曲线下面积

2  最大浓度

3  最大浓度的时间

4  静脉内

5  肌肉内

扁枝衣霉素的体外抗菌活性试验是在Mueller-Hinton琼脂中采用常规琼脂稀释方法进行的。对多种细菌如革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌测定扁枝衣霉素的GMM。术语“敏感性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌感染”指广泛的革兰氏阳性菌感染，例如，抗甲氧苯青霉素和对甲氧苯青霉素敏感的葡萄球菌，各种链球菌和肠球菌，以及一些革兰氏阴性菌感染，例如，大肠杆菌，克雷白杆菌，沙门菌和假单胞菌。扁枝衣霉素有极好的抗对甲氧苯青霉素有抗药性的葡萄球菌(GMM，0.1μg/mL)和对甲氧苯青霉素敏感的葡萄球菌(GMM，0.5μg/mL)活性(比万古霉素强10倍)。扁枝衣霉素还有良好的抗粪肠球菌(GMM，0.49μg/mL)活性(比万古霉素强2倍)，以及对万古霉素有抗药性的各种链球菌和肠球菌(MICs≥128μg/mL)也有良好的抗菌活性(MICs≤0.5μg/mL)。扁枝衣霉素对布氏疏螺旋体(MICs≤0.49μg/mL)，侵肺军团菌(Legionella pneumophila)和长滩军团菌(MICs≥2.5μg/mL)也有非常好的抗菌活性，但对革兰氏阴性菌(MICs≥760μg/mL)阴道毛滴虫(MICs≥192μg/mL)和支原体(MICs≥200μg/mL)活性较低。没有观察到它与其它抗菌剂有交叉抗菌性。

基于上面数据，期望式I化合物的可药用组合物对上列敏感的细菌以及螺旋体，包括苍白密螺旋体厌氧菌艰难梭菌，以及肺孢子虫属弓形虫属原生动物和蠕虫都有抗菌活性。

基于晚霉素B，即式10化合物，对布氏疏螺旋体，侵肺军团菌(Legionella pneumophila)和长滩军团菌的抗菌活性，我们希望式I化合物能表现出对人类Lyme病和军团病具有活性。

本发明提供了治疗和预防动物的革兰氏阳性和革兰氏阴性菌感染的方法，包括给受到这类感染的动物，特别是人，施用有效量的本发明式I化合物及其药物载体。

本发明组合物可由本发明式I化合物与任何可药用载体，例如，灭菌水，含水乙醇，植物油或多元醇如聚乙二醇和丙二醇混合，制成可口服，胃肠外或局部给药的各种制剂形式。优选用灭菌水作为载体。灭菌水中可以选择性含有可药用成分，如氯化钠，硝酸钾，葡萄糖，甘露醇右旋糖，山梨醇，或缓冲剂如磷酸盐，乙酸盐或柠檬酸盐作为防腐剂。

适用于本发明的碱是可与式I化合物形成可药用盐的碱，包括适宜的有机碱和无机碱。合适的有机碱包括伯-，仲-和叔-烷基胺，链烷醇胺，芳香族胺，烷基芳香族胺和环胺。例证性的有机胺包括选自下列可药用碱：氯普鲁卡因，普鲁卡因，哌嗪，葡糖胺，N-甲基葡糖胺，N，N-二甲基葡糖胺，乙二胺，dithanolamine，二异丙胺，二乙胺，N-苄基-2-苯基乙胺，N，N’-二苄基乙二胺，胆碱，氯咪唑，三(羟甲基)氨基甲烷，D-葡糖胺和吗啉，N-乙基吗啉和N-甲基吗啉。优选的有机碱包括NMG N-甲基葡糖胺，二乙醇胺和三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)。在本发明中使用NMG是最优选的。一至四-NMG盐都可以使用。二-NMG盐是最优选的。

合适的无机碱包括碱金属氢氧化物如氢氧化钠。

本发明式I化合物含有在体内能转化成氢的基团。优选的本发明式I’化合物含有1-5个，更优选1个在体内能转化成氢的基团，并且在水性介质的溶解性可达约1-200mg/mL。

对于口服给药，本发明组合物可以是片剂，胶囊剂，酏剂等形式。片剂和胶囊剂中可以含有赋形剂如淀粉或乳糖；液体剂型可以含有着色剂或矫味剂。局部制剂可以是霜剂，疏水和亲水软膏，或水性或非水性乳化型洗液，以及阴道栓剂，或粉剂。用于这些制剂的典型载体有水，油，油脂，聚酯和多元醇。胃肠外制剂如可注射剂型通常是液体的，如溶液或悬浮液，典型的载体为蒸馏水和盐水。优选胃肠外制剂，更优选静脉内制剂。

用任何具体剂型进行给药的剂量取决于多种因素，如所要治疗的动物、尤其是哺乳动物如人的体重、年龄和性别，感染微生物对亲水性低聚糖抗菌素的敏感性，感染的阶段和严重性。总之，本发明式I’化合物的给药剂量对于每种药剂为每天每公斤体重约1.0mg-约15mg，优选5mg，具体剂量要由医师谨慎处置。化合物IV以及肌肉内给药是优选的。

用本发明组合物治疗某些患者时，可以使用在同一剂量单位中含有其它药物活性成分的组合物。

                     合成实施例

一般实验

用来制备本发明化合物的原料和试剂可以很容易地从化学供应商如Sigma化学公司(Sigma Chemical Company)得到。流程I-VII描述了如何制备本发明优选的式I’化合物。可用本领域普通技术人员熟知的标准合成化学方法制备本发明式I’化合物。

Claims (17)

1.式I化合物，其中，R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷和R⁸中1-7个是氢，其余的R¹，R²，R³，R⁴，R⁵，R⁶，R⁷和R⁸是在体内可以转化成氢的基团。

2.根据权利要求1的化合物，

其中，R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是氢，其余的R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸是在体内可以转化成氢的基团。

3.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，

其中，R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是氢，其余的R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸彼此独立地选自是下列基团：

4.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-2个是彼此独立地选自下列基团的磷酸酯部分，

5.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是彼此独立地选自下列基团的二酸单酯部分，

6.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是彼此独立地选自下列基团的多醚酯，

7.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团，

8.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团，

9.根据权利要求1的化合物，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团，

10.根据权利要求1的化合物，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团，

11.根据权利要求1的化合物，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团，

12.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，其中R¹，R³，R⁶，R⁷和R⁸中1-4个是下列基团，

13.根据权利要求1的化合物或其可药用盐，

14.根据权利要求1的化合物，

15.含有权利要求1化合物和可药用载体材料的药物组合物。

16.一种治疗和/或预防受到细菌侵害的哺乳动物的细菌感染的方法，包括施用抗菌有效量的权利要求1化合物或其可药用盐。

17.根据权利要求16的方法，其中给药方式是静脉内或肌肉内给药。