专利名称：抗生素耐药性细菌感染的治疗的制作方法
交叉引用
本申请要求2008年7月1日提交的美国临时申请序列号61/077,293的优先权，其内容以引用的方式纳入本文。
背景技术：
细菌的抗生素耐药性可以是固有特性，或者可通过突变获得。对抗生素耐药的细菌成为公共健康的严重威胁。
例如，全球约1％的人感染有甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)(MRSA)，这种细菌菌株对常规使用的抗生素具有耐受性。大多数MRSA感染发生在医院和健康护理机构中，例如护理室(nursing homes)和透析中心(dialysiscenter)。其称为健康机构相关MRSA(HA-MRSA)。老年人或免疫系统削弱的人感染HA-MRSA的风险高。最近，在更广泛社区的其它健康人群中发现了另一类型的MRSA，即社区相关MRSA(CA-MRSA)。CA-MRSA导致严重的皮肤和软组织感染以及严重的肺炎。
现有抗生素往往不能治愈抗生素耐药性细菌导致的感染。因此，需要开发新的抗生素药物。
概述 本发明涉及治疗以下细菌所致感染的方法对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌或对甲硝唑不敏感的细菌。该方法包括给予对象有效量的下式(I)所示喹诺酮化合物之一
式(I) 以上喹诺酮化合物具有不对称中心。它们包括所有形式的立体异构体。异构体化合物的两个例子是
(3S，5S)-7-[3-氨基-5-甲基-呱啶基]-1-环丙基-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代-3-喹啉羧酸
(3S，5R)-7-[3-氨基-5-甲基-呱啶基]-1-环丙基-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代-3-喹啉羧酸。
这些喹诺酮化合物可以是化合物本身以及它们的盐、前药或溶剂化物。阴离子和化合物上带正电的基团(例如，氨基)之间可形成盐。合适的阴离子包括氯、溴、碘、硫酸根、硝酸根、磷酸根、柠檬酸根、甲磺酸根、三氟乙酸根、乙酸根、苹果酸根、甲苯磺酸根、酒石酸根、延胡索酸根、谷氨酸根、葡糖醛酸根、乳酸根、戊二酸根和马来酸根。类似地，还可在阳离子和化合物上带负电的基团(例如羧酸根)之间形成盐。合适的阳离子包括钠离子、钾离子、镁离子、钙离子和铵阳离子，如四甲基铵离子。前药可以是酯和其它药学上可接受的衍生物，给予对象后，前药能提供式(I)所示化合物。溶剂化物指式(I)所示化合物与药学上可接受的溶剂之间形成的络合物。药学上可接受的溶剂可以是水、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸和乙醇胺。因此，用于实施本发明的这些喹诺酮化合物可以是，例如这些化合物的苹果酸盐或这些盐的半水合物。
本发明还包括含有一种或多种上述喹诺酮化合物和药学上可接受的载体的组合物，用于治疗以下细菌所致的感染对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌或对甲硝唑不敏感的细菌；以及该组合物在生产治疗所述感染的药物中的应用。上述细菌可以是甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌(vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus)、杂万古霉素(hetero-vancomycin)-中等耐药金黄色葡萄球菌或万古霉素耐药金黄色葡萄球菌。上述细菌所致感染的例子包括但不限于外科手术伤口感染、尿路感染、血流感染(脓毒症)、肺炎(医院获得性或社区获得性)、糖尿病性足部感染(diabetic footinfection)和皮肤感染，例如蜂窝组织炎、疖、脓肿、麦粒肿、痈和脓疱病。
具体地，在本发明的第一方面，提供了下式化合物、其溶剂化物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗由对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌或对甲硝唑不敏感的细菌导致的感染用的药物中的用途
在另一优选例中，所述感染由甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、杂万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素耐药金黄色葡萄球菌、甲氧西林耐药表皮葡萄球菌、青霉素耐药肺炎链球菌、克拉霉素耐药幽门螺杆菌、或甲硝唑耐药幽门螺杆菌导致。
在另一优选例中，所述感染由社区相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌导致。
在另一优选例中，所述感染是糖尿病性足部感染、外科手术伤口感染、尿路感染、血流感染、医院获得性肺炎、社区获得性肺炎或皮肤感染。
在另一优选例中，所述化合物是
在另一优选例中，所述化合物的药学上可接受的盐选自所述化合物的乙酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、延胡索酸盐、谷氨酸盐、葡糖醛酸盐、乳酸盐、戊二酸盐和马来酸盐。
在另一优选例中，所述化合物的药学上可接受的盐成半水合物形式。
在本发明的第二方面，提供了一种药物组合物，它含有下式化合物、其溶剂化物或其药学上可接受的盐和药学上可接受的载体
在另一优选例中，所述化合物是
在另一优选例中，所述化合物的药学上可接受的盐选自所述化合物的乙酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、延胡索酸盐、谷氨酸盐、葡糖醛酸盐、乳酸盐、戊二酸盐和马来酸盐。
在本发明的第三方面，提供了一种治疗感染的方法，所述方法包括给予有此需要的对象有效量的下式所示化合物
其中对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌或对甲硝唑不敏感的细菌导致所述感染。
在另一优选例中，甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、杂万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌或万古霉素耐药金黄色葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，社区相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，甲氧西林耐药表皮葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，青霉素耐药肺炎链球菌导致所述感染。
在另一优选例中，多抗药性肺炎链球菌导致所述感染，其中所述细菌对甲氧西林、万古霉素和青霉素中的至少一种耐受。
在另一优选例中，克拉霉素耐药幽门螺杆菌或甲硝唑耐药幽门螺杆菌导致所述感染。
在另一优选例中，所述感染是糖尿病性足部感染、外科手术伤口感染、尿路感染、血流感染、医院获得性肺炎、社区获得性肺炎或皮肤感染。
在另一优选例中，所述化合物是盐形式。较佳地，所述化合物是苹果酸盐形式。更佳地，所述化合物是苹果酸盐半水合物形式。
在一优选方面，所述化合物是
较佳地，所述化合物是盐形式；更佳地，所述化合物是苹果酸盐形式；最佳地，所述化合物是苹果酸盐半水合物形式。
在另一优选例中，甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、杂万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌或万古霉素耐药金黄色葡萄球菌导致所述感染。更佳地，社区相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，甲氧西林耐药表皮葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，青霉素耐药肺炎链球菌导致所述感染。
在另一优选例中，多抗药性肺炎链球菌导致所述感染，其中所述细菌对甲氧西林、万古霉素和青霉素中的至少一种耐受。
在另一优选例中，克拉霉素耐药幽门螺杆菌或甲硝唑耐药幽门螺杆菌导致所述感染。
在另一优选例中，所述感染是糖尿病性足部感染、外科手术伤口感染、尿路感染、血流感染、医院获得性肺炎、社区获得性肺炎或皮肤感染。
在另一优选方面中，所述化合物是
在另一优选例中，所述化合物是盐形式。较佳地，所述化合物是苹果酸盐形式。更佳地，所述化合物是苹果酸盐半水合物形式。
在另一优选例中，甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、杂万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌或万古霉素耐药金黄色葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，社区相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，甲氧西林耐药表皮葡萄球菌导致所述感染。
在另一优选例中，青霉素耐药肺炎链球菌导致所述感染。
在另一优选例中，多抗药性肺炎链球菌导致所述感染，其中所述细菌对甲氧西林、万古霉素和青霉素中的至少一种耐受。
在另一优选例中，克拉霉素耐药幽门螺杆菌或甲硝唑耐药幽门螺杆菌导致所述感染。
在另一优选例中，所述感染是糖尿病性足部感染、外科手术伤口感染、尿路感染、血流感染、医院获得性肺炎、社区获得性肺炎或皮肤感染。
下文列出了本发明的几个实施方式的细节。从以下描述和权利要求可明白本发明的其它特征、目的和优点。
详述 可通过常规方法合成用于实施本发明的喹诺酮化合物。以下实施例1描述了制备两种异构体化合物的合成方法。技术人员通过改进合成方法可获得其它异构体或其它形式的化合物。用于合成的合成化学转化和保护基团方法(保护和脱保护)是本领域已知的，包括，例如R.Larock，《综合有机转化》(Comprehensive OrganicTransformations)，VCH出版社(VCH Publishers)(1989)；T.W.Greene和P.G.M.Wuts，《有机合成中的保护基团》(Protective Groups in Organic Synthesis)，第3版，约翰威利父子公司(John Wiley and Sons)(1999)；L.Fieser和M.Fieser，《有机合成的费什试剂》(Fieser and Fieser′s Reagents for Organic Synthesis)，约翰威利父子公司，(1994)；和L.Paquette等，《有机合成试剂百科全书》(Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis)，约翰威利父子公司(1995)和它们的后续版本中描述的。
通过快速柱层析、高效液相层析、结晶或任何其它合适的方法可进一步纯化如此合成的化合物。
上述喹诺酮化合物抑制对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌和对甲硝唑不敏感的细菌的生长。因此，本发明的一方面涉及通过给予有此需要的对象有效量的所述喹诺酮化合物之一来治疗所述细菌之一所致感染的方法。该方法的一个实施方式利用喹诺酮化合物来治疗多抗药性肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)所致感染，该细菌耐受甲氧西林、万古霉素和青霉素中的至少一种。
本文所用的术语“不敏感”指对药物中等水平到完全水平的耐受。对甲氧西林不敏感的细菌包括但不限于甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、社区相关性甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌和甲氧西林耐药表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)。对万古霉素不敏感的细菌包括但不限于杂万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌和万古霉素耐药金黄色葡萄球菌。对青霉素不敏感的细菌包括但不限于青霉素耐药肺炎链球菌。对克拉霉素不敏感的细菌包括但不限于克拉霉素耐药幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)。对甲硝唑不敏感的细菌包括但不限于甲硝唑耐药幽门螺杆菌。
术语“有效量”指在对象中获得所需疗效的活性物质的用量。本领域技术人员知道有效量可因给药途径、使用赋形剂和可能与其它物质共同使用而有所不同。术语“治疗”指为治疗、治愈、缓和、减轻、改变、医治、改进、改善或影响感染、感染的症状、或易于感染的倾向的目的而将上述喹诺酮化合物之一给予具有上述感染、或具有这种感染的症状、或易患这种感染的物件。
为实施该方法，可经口服、胃肠外、通过吸入喷雾或通过植入储器给予所述喹诺酮化合物。本文所用的术语“胃肠外”包括皮下、皮内、静脉内、肌肉内、关节内、动脉内、滑膜内、胸骨内、鞘内、伤口内和颅内注射或输注技术。
口服组合物可以是任何口服可接受的剂型，包括但不限于片剂、胶囊、乳液和水性混悬液、分散液及溶液。常规用于片剂的载体包括乳糖和玉米淀粉。通常也将润滑剂，例如硬脂酸镁加入片剂。就以胶囊形式口服给药而言，有用的稀释剂包括乳糖和干燥的玉米淀粉。当经口服给予水性混悬液或乳液时，可将活性成分悬浮或溶解于混合了乳化剂或悬浮剂的油相中。如果需要，可以加入某些甜味剂、调味剂或着色剂。
可按照本领域已知的技术，利用合适的分散剂或润湿剂(例如，吐温80)和悬浮剂配制无菌可注射组合物(例如，水性或油性混悬液)。所述无菌可注射制品还可以是无毒胃肠外可接受的稀释剂或溶剂(例如1，3-丁二醇溶液)制备的无菌可注射溶液或混悬液。可利用的可接受运载体和溶剂有甘露醇、水、林格液和等渗氯化钠溶液。此外，常规将无菌的不挥发油用作溶剂或悬浮介质(例如，合成的单酸甘油酯或甘油二酯)。脂肪酸，例如油酸及其甘油酯衍生物可用于可注射制品，例如天然的药学上可接受的油，如橄榄油或蓖麻油，特别是它们的聚氧乙基化形式。这些油溶液或混悬液还可含有长链醇类稀释剂或分散剂，或羧甲基纤维素或类似的分散剂。
利用苄醇或其它合适的防腐剂、用以增强生物利用度的吸收促进剂、碳氟化合物和/或本领域已知的其它增溶剂或分散剂，可按照药物制剂领域熟知的技术制备吸入组合物，所述组合物可制备成盐水溶液。
可将局部组合物配制成油、乳膏、洗液、软膏等形式。用于组合物的合适载体包括植物油或矿物油、白凡士林(白软石蜡)、支链脂肪或油、动物脂肪和高分子量醇类(大于C12)。优选的载体是活性成分在其中可溶的那些载体。还可包含乳化剂、稳定剂、湿润剂和抗氧化剂，如果需要还可包含赋予颜色或香味的物质。此外，这些局部制剂中还可使用透皮渗透促进剂。这种促进剂的例子见于美国专利3,989,816和4,444,762。优选用矿物油、自乳化蜂蜡和水的混合物配制乳膏，在该混合物中混合有溶解于少量油，例如杏仁油中的活性成分。这种乳膏的例子有包含约40份水、约20份蜂蜡、约40份矿物油和约1份杏仁油的乳膏。将活性成分的植物油(例如杏仁油)溶液与热的软石蜡混合，然后将该混合物冷却至室温来配制软膏。这种软膏的例子是包含约30重量％杏仁(油)和约70重量％白软石蜡的软膏。
药物组合物中的载体必须“可接受”意味着其与制剂的活性成分兼容(优选能稳定该制剂)并且对待治疗对象无害。例如，可利用增溶剂，如环糊精(其与萃取物的一种或多种活性化合物形成特定的、溶解性更高的络合物)作为递送活性成分的药物赋形剂。其它载体的例子包括胶体二氧化硅、硬脂酸镁、纤维素、月桂基硫酸钠和D&C Yellow#10。
可采用合适的体外试验初步评估上述化合物之一抑制细菌生长的效力。还可通过体内试验测试所述化合物治疗细菌感染的效力。例如，可将所述化合物给予具有感染的动物(例如，小鼠模型)，然后评估其疗效。根据这些结果，还可测定合适的剂量范围和给药途径。
无需其它细节，据信根据以上描述已能充分实施本发明。因此，以下具体的实施例只应理解成说明性，而不是以任何方式限制本发明的其余部分。本文引用的所有出版物，包括专利全文以引用的方式纳入本文。
实施例1 如下所示合成(3S，5S)-7-[3-氨基-5-甲基-呱啶基]-1-环丙基-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代-3-喹啉羧酸(化合物1)和(3S，5R)-7-[3-氨基-5-甲基-呱啶基]-1-环丙基-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代-3-喹啉羧酸(化合物1’)的苹果酸盐 (A)合成(3S，5S)-(5-甲基-呱啶-3-基)-氨基甲酸叔丁酯(化合物9)和(3S，SR)-(5-甲基-呱啶-3-基)-氨基甲酸叔丁酯(化合物9) 如以下方案1所示合成化合物9 方案1
给50-L反应器加入化合物2(5.50kg，42.60mol)、甲醇(27L)并冷却至10-15℃。经加料漏斗在65分钟时间内加入亚硫酰氯(10.11kg，2.0当量)，外部冷却将温度保持在30℃以下。25℃搅拌得到的溶液1.0小时，然后减压除去甲醇。油状残留物与乙酸乙酯(3×2.5L)共沸以除去残留甲醇，溶解于乙酸乙酯(27.4L)中，装入50L反应器中，30℃以下缓慢加入三乙胺(3.6kg)来中和。过滤得到的混悬液以除去盐酸三乙胺。
将滤液与DMAP(0.53kg)一起加入50L反应器中。20-30℃，将二碳酸二叔丁酯(8.43kg)在30分钟期间经热水加热的加料漏斗加入。1小时后，TLC分析检测到反应完成。用冰冷1N HCl(2×7.5L)、饱和的碳酸氢钠溶液(1×7.5L)洗涤有机相，硫酸镁干燥并过滤。减压除去乙酸乙酯后，获得结晶浆液，用MTBE(10.0L)研磨，过滤获得白色固体状的化合物3(5.45kg，52.4％)。
C11H17NO5的分析计算值C，54.3；H，7.04；N，5.76。实测值C，54.5；H，6.96；N，5.80。HRMS(ESI+)C11H18NO5的估计值，[M+H]244.1185。实测值244.1174；1H NMR(CDCl3，500MHz)δ＝4.54(dd，J＝3.1，9.5Hz，1H)，3.7(s，3H)，2.58-2.50(m，1H)，2.41(ddd，1H，J＝17.6，9.5，3.7)，2.30-2.23(m，1H)，1.98-1.93(m，1H)，1.40(s，9H)；13C NMR(CDCl3，125.70MHz)δ173.3，171.9，149.2，83.5，58.8，52.5，31.1，27.9，21.5。熔点70.2℃。
给50-L反应器中加入化合物3(7.25kg，28.8mol)、DME(6.31kg)和Bredereck试剂(7.7kg，44.2摩尔)。搅拌该溶液，加热至75℃±5℃，持续3小时。在1小时期间将反应(体系)冷却至0℃，在此期间形成沉淀物。将混合物维持于0℃一小时，过滤，30℃±5℃在真空电炉中干燥至少30小时从而得到白色结晶固体状化合物4(6.93kg，77.9％)。
C14H22N2O5的分析计算值C，56.4；H，7.43；N，9.39。实测值C，56.4；H，7.32；N，9.48；HRMS(ESI+)C14H22N2O5的估计值，[M+H]299.1607，实测值299.1613；1H NMR(CDCl3，499.8MHz)δ7.11(s，1H)，4.54(dd，1H，J＝10.8，3.6)，3.74(s，3H)，3.28-3.19(m，1H)，3.00(s，6H)，2.97-2.85(m，1H)，1.48(s，9H)；13C NMR(CDCl3，125.7MHz)δ＝172.6，169.5，150.5，146.5，90.8，82.2，56.0，52.3，42.0，28.1，26.3。熔点127.9℃。
给10-加仑Pfaudler反应器加入美国新泽西州英格哈尔德公司的ESCAT142(Engelhard Corp)5％钯碳粉末(50％湿，0.58kg湿重)、化合物4(1.89kg，6.33mol)和异丙醇(22.4Kg)。45℃，在45-psi氢气气氛中搅拌18小时后，将反应混合物冷却至室温，硅藻土(Celite)垫(0.51kg)过滤。减压蒸发滤液获得稠的油状物，该油状物经静置固化后获得化合物5(1.69kg，100％)，为93∶7的非对映混合物。
采用制备型HPLC纯化产物混合物的样品，得到数据分析用的物质。C12H19NO5的分析计算值C，56.0；H，7.44；N，5.44。实测值C，55.8；H，7.31；N，5.44；MS(ESI+)C12H19NO5的估计值，[M+H]258.1342。实测值258.1321；1H NMR(CDCl3，499.8MHz)δ＝4.44(m，1H)，3.72(s，3H)，2.60-2.48(m，2H)，1.59-1.54(m，1H)，1.43(s，9H)，1.20(d，j＝6.8Hz，3H)；13C NMR(CDCl3，125.7MHz)δ＝175.7，172.1，149.5，83.6，57.4，52.5，37.5，29.8，27.9，16.2。熔点89.9℃。
给50-L反应器中加入化合物5(3.02kg，11.7mol)、无水乙醇(8.22kg)和MTBE(14.81kg)。在0℃±5℃将硼氢化钠(1.36kg，35.9mol)以小部分分批加入。观察到有少许起泡现像。将反应混合物温热至10℃±5℃，在10℃±5℃将氯化钙二水合物(2.65kg)在1小时期间分批加入。将反应混合物在1小时期间温热至20℃±5℃，在20℃±5℃再搅拌12小时。将反应(体系)冷却至-5℃±5℃后，在0℃±5℃缓慢加入冰冷2N HCl(26.9kg)。停止搅拌。除去下层水相。搅拌条件下，在5分钟期间给反应器加入饱和的碳酸氢钠水溶液(15.6kg)。再次停止搅拌，除去下层水相。给反应器中加入硫酸镁(2.5kg)并搅拌至少10分钟。用真空吸滤过滤器过滤混合物，减压浓缩获得化合物6(1.80kg，66％)。
C11H23NO4分析计算值C，56.6；H，9.94；N，6.00。实测值C，56.0；H，9.68；N，5.96；HRMS(ESI6+)C11H24NO4的估计值，[M+H]234.1705。实测值234.1703；1H NMR(CDCl3，500MHz)δ＝6.34(d，J＝8.9Hz，1H，NH)，4.51(t，J＝5.8，5.3Hz，1H，NHCHCH2OH)，4.34(t，J＝5.3，5.3Hz，1H，CH3CHCH2OH)，3.46-3.45，(m，1H，NHCH)，3.28(dd，J＝10.6，5.3Hz，NHCHCHHOH)，3.21(dd，J＝10.2，5.8Hz，1H，CH3CHCHHOH)，3.16(dd，J＝10.2，6.2Hz，1H，NHCHCHHOH)，3.12(dd，J＝10.6，7.1Hz，1H，CH3CHCHHOH)，1.53-1.50(m，1H，CH3CHCHHOH)，1.35(s，9H，O(CH3)3，1.30(ddd，J＝13.9，10.2，3.7Hz，1H，NHCHCHHCH)，1.14(ddd，J＝13.6，10.2，3.4Hz，1H，NHCHCHHCH)，0.80(d，J＝6.6Hz，3H，CH3)；13C NMR(CDCl3，125.7MHz)δ156.1，77.9，50.8，65.1，67.6，65.1，35.6，32.8，29.0，17.1。熔点92.1℃。
给50L反应器中加入化合物6(5.1kg)的乙酸异丙酯(19.7kg)溶液。将该反应(体系)冷却至15℃±5℃，在该温度下加入三乙胺(7.8kg)。将反应器进一步冷却至0℃±5℃，加入甲磺酰氯(MsCl)(6.6kg)。将反应(体系)搅拌几小时，通过HPLC或TLC监测反应的完成情况。用碳酸氢盐饱和水溶液猝灭反应。分离有机相，用冷的10％三乙胺水溶液、冷的HCl水溶液、冷的碳酸氢盐饱和水溶液和饱和盐水溶液依次洗涤。干燥有机相，过滤，在55℃±5℃以下真空浓缩获得固体/液体浆液状的化合物7，其无需进一步纯化即可用于下一反应。
加入9.1kg纯的苄胺后，将50L反应器温热至55℃，在此温度下加入化合物7(8.2kg)的1，2-二甲氧基乙烷(14.1kg)。加入后，反应(体系)在60℃±5℃搅拌数小时，通过TLC或HPLC监测完成情况。将反应(体系)冷却至环境温度，真空除去溶剂。用11.7kg 15％(v/v)乙酸乙酯/己烷溶液稀释残留物，在搅拌的同时用18.7kg 20％(重量)碳酸钾水溶液处理。静置后获得三相混合物。收集上层的有机层。用11.7kg份的15％(v/v)乙酸乙酯/己烷溶液再萃取分离的中间层两次。真空浓缩合并的有机层获得油状残留物。层析纯化残留物获得油状化合物8。
在氮气吹扫下给40L压力容器加入0.6kg50％湿的固体钯碳(E101，10重量％)。然后在氮气气氛下向该反应器中加入化合物8(3.2kg)的13.7kg无水乙醇溶液。用氮气吹扫该反应器，然后用氢气加压至45psi。然后将反应(体系)加热至45℃。通过TLC或LC监测。完成后，将反应(体系)冷却至环境温度，放气并用氮气吹扫。硅藻土垫过滤混合物，用2.8kg无水乙醇洗涤固体。真空浓缩滤液获得蜡状固体化合物9。
TLC Rf(二氧化硅F254，70∶30v/v乙酸乙酯-己烷，KMnO4染色)＝0.12；1HNMR(300MHz，CDCl3)δ5.31(brs，1H)，3.80-3.68(m，1H)，2.92(d，J＝11.4Hz，1H)，2.77(AB夸脱，JAB＝12.0Hz，v＝50.2Hz，2H)，2.19(t，J＝10.7Hz，1H)，1.82-1.68(m，2H)，1.54(brs，1H)，1.43(s，9H)，1.25-1.15(m，1H)，0.83(d，J＝6.6Hz，3H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ155.3，78.9，54.3，50.8，45.3，37.9，28.4，27.1，19.2；MS(ESI+)m/z 215(M+H)，429(2M+H)。
类似地，如方案2所示合成(3S，5R)-(5-甲基-呱啶-3-基)-氨基甲酸叔丁酯(化合物9’)。
方案2
(B)合成1-环丙基-7-氟-8-甲氧基-4-氧代-1，4-二氢-喹啉-3-羧酸(化合物10) 按照美国专利6,329,391描述的方法制备化合物10。
(C)合成1-环丙基-7-氟-8-甲氧基-4-氧代-1，4-二氢-喹啉-3-羧酸的硼酯螯合物(化合物11) 方案3
给反应器中加入氧化硼(2.0kg，29mol)、冰醋酸(8.1L，142mol)和乙酸酐(16.2L，171mol)。得到的混合物回流至少2小时，然后冷却至40℃，在此温度下加入7-氟喹诺酮酸化合物10(14.2kg，51mol)。将混合物回流至少6小时，然后冷却至约90℃。向反应(体系)中加入甲苯(45L)。在50℃加入叔丁基甲基醚(19L)以引发沉淀。然后将混合物冷却至20℃，过滤以分离沉淀物。然后先用叔丁基甲基醚(26L)洗涤分离的固体，再用真空电炉在40℃(50托)干燥，从而获得产率为86.4％的化合物11。
Raman(cm-1)3084.7，3022.3，2930.8，1709.2，1620.8，1548.5，1468.0，1397.7，1368.3，1338.5，1201.5，955.3，653.9，580.7，552.8，384.0，305.8。NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)9.22(s，1H)，8.38-8.33(m，1H)，7.54(t，J＝9.8Hz，1H)，4.38-4.35(m，1H)，4.13(s，3H)，2.04(s，6H)，1.42-1.38(m，2H)，1.34-1.29(m，2H)。TLC(Whatman MKC18F二氧化硅，
200μm)，流动相1∶1(v/v)CH3CN0.5N NaCl(水性)，UV(254/366nm)显影；Rf＝0.4-0.5。
(D)合成(3S，5S)-7-[3-氨基-5-甲基-呱啶基]-1-环丙基-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代-3-喹啉羧酸的苹果酸盐(化合物1)和(3S，5R)-7-[3-氨基-5-甲基-呱啶基]-1-环丙基-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代-3-喹啉羧酸的苹果酸盐(化合物1’) 如以下方案4所示从化合物9合成化合物1。
方案4
给反应器中加入化合物11(4.4kg，10.9mol)、化合物9(2.1kg，9.8mol)、三乙胺(TEA)(2.1L，14.8mol)和乙腈(33.5L，15.7L/kg)。在约50℃搅拌得到的混合物直至通过HPLC或反相TLC监测到反应完成。冷却至约35℃，通过在0-400托真空蒸馏乙腈将反应体积降低约一半。加入28.2kg 3.0N NaOH(水性)溶液后，将反应混合物温热至约40℃，真空蒸馏直至不再观察到馏出液，室温下水解。通过HPLC或反相TLC监测到水解完成后，加入4-5kg冰醋酸中和反应混合物。
用12.7kg(9.6L)二氯甲烷萃取得到的溶液3次。合并有机层，将其转移至另一反应器。40℃蒸发将反应体积降低约一半。加入20.2kg 6.0N HCl(水性)溶液后，在35℃搅拌反应混合物至少12小时。通过HPLC或反相TLC监测到反应完成后，停止搅拌使之分相。除去有机相，用12.7kg(9.6L)二氯甲烷萃取水层。用18.3kg蒸馏水稀释水层，将其温热至约50℃。真空蒸馏(100-400托)进一步除去二氯甲烷。
然后在65℃以下通过加入约9.42kg 3.0N NaOH(水性)将水溶液的pH调节至7.8-8.1。反应混合物在50℃搅拌至少1小时，然后冷却至室温。抽滤分离沉淀物，用5.2kg蒸馏水洗涤两次，抽滤干燥至少12小时，然后在对流电炉中以55℃再干燥12小时。获得固体化合物12(3.2kg，79％)。
给反应器中加入3.2kg化合物12和25.6kg 95％乙醇。向反应器中加入1.1kg固体D，L-苹果酸。混合物在约80℃回流。加入蒸馏水(约5.7L)溶解沉淀物，并加入0.2kg活性炭。反应混合物通过过滤器。将清澈的滤液冷却至45℃，静置至少2小时使之结晶。反应混合物进一步冷却至5℃后，抽滤分离沉淀物，用6.6kg 95％乙醇洗涤，抽滤干燥至少4小时。固体在对流电炉中在45℃干燥至少12小时，获得3.1kg化合物1(产率70％)。
NMR(D2O，300MHz)δ(ppm)8.54(s，1H)，7.37(d，J＝9.0Hz，1H)，7.05(d，J＝9.0Hz，1H)，4.23-4.18(m，1H)，4.10-3.89(m，1H)，3.66(brs，1H)，3.58(s，3H)，3.45(d，J＝9.0Hz，1H)，3.34(d，J＝9.3Hz，1H)，3.16(d，J＝12.9Hz，1H)，2.65(dd，J＝16.1，4.1Hz，1H)，2.64-2.53(m，1H)，2.46(dd，J＝16.1，8.0Hz，1H)，2.06(brs，1H)，1.87(d，J＝14.4Hz，1H)，1.58-1.45(m，1H)，1.15-0.95(m，2H)，0.91(d，J＝6.3Hz，3H)，0.85-0.78(m，2H)。
类似地，如以下方案5所示从化合物9’合成化合物1’ 方案5
实施例2 化合物1抑制甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(MRSA) MRSA分离株(n＝193)作为加拿大国家重症监护病房(CAN-ICU)研究的一部分获得。加拿大全部地区的19个具有有效ICU的医学中心参与所述CAN-ICU研究。要求各中心只采集推测具有传染性疾病的患者的“临床显著”样本。排除监测拭子(surveillance swab)、眼、耳、鼻和喉拭子。还排除厌氧生物和真菌生物。
从2005年9月到2006年6月(包括端点)，各中心收集了从ICU患者的血液、尿液、组织/伤口和呼吸道样品分离的最多300份连续病原物(一种病原物/培养部位/患者)。用Amies炭拭子将这些分离株运输至加拿大温尼伯市健康科学中心的参比实验室(Health Sciences Centre，Winnipeg，Canada)，用合适的培养基亚培养，-80℃脱脂奶保存。
采用临床和实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute)描述的碟扩散(disk diffusion)方法证实分离株的甲氧西林耐药性。如先前所述，所有分离株进行mecA PCR以及分子表征(包括PVL分析和指纹识别(fingerprinting))以评估它们是社区相关还是健康机构相关(Christianson等，J Clin Microbiol.2007，45(6)1904-11；Mulvey等，J Clin.Microbiol.2001，39(10)3481-5；Mulvey等，Emerg InfectDis.2005，11(6)844-50；Oliveira等，Antimicrob Agents Chemother.2002，46(7)2155-61)。还按照先前所述加拿大标准化方案采用脉冲场凝胶电泳(PFGE)对分离株分亚型(Mulvey等，J Clin Microbiol.2001，39(10)3481-5)。利用比利时圣马腾-莱特姆市应用数学公司(Applied Maths St.Marten-Latem，Belgium)的BioNumericsv3.5(位置耐受性为1.0和最优化为1.0)分析所获得的PFGE指纹。如先前所述测定菌株关系(Tenover等，1995)。将这些分离株的指纹与国家MRSA指纹数据库作比较，将其分入先前所述的10组加拿大流行性MRSA(CMRSA-1、CMRSA-2等)中的一组(Mulvey等，Emerg Infect Dis.2005，11(6)844-50)。MRSA分离株属于以下基因型CMRSA-1(USA600)、CMRSA-2(USA 100)、CMRSA-4(USA200)、CMRSA-7(USA400，MW2)和CMRSA-10(USA300)。
采用临床和实验室标准协会规定的肉汤微稀释(microdilution)指南，检测化合物1和其它抗生素抗MRSA分离株的抑制活性。下表显示了化合物1和各种氟喹诺酮抗生素抑制193种MRSA分离株的最低抑制浓度(MIC)
下表显示了化合物1和各种氟喹诺酮抗生素抑制社区相关MRSA(CA-MRSA)菌株(USA 300和USA 400)以及健康机构相关MRSA菌株(USA 200、USA 600和USA 100/800)的MIC
化合物1有效抑制MRSA。还发现该化合物抵御社区相关MRSA菌株的活性高于抵御健康机构相关MRSA菌株的活性。
利用化合物1抑制多抗药性甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、屎肠球菌(Enterococci faecium)和粪肠球菌(Enterococci faecalis) 检验化合物1抵御台湾所有地区的10个医学中心获得的多抗药性甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌和肠球菌的抑制作用。采用临床和实验室标准协会推荐的琼脂稀释方法(CLSI-M100-S18)测定MIC。结果见下表
如该表所示，化合物1有效抑制环丙沙星耐药、万古霉素中等耐药和对达托霉素不敏感的MRSA分离株。其还有效抑制万古霉素耐药屎肠球菌和万古霉素耐药粪肠球菌。
利用化合物1抑制葡萄球菌细菌 检验化合物1抵御以下菌株的抑制作用26种甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(MRSA)菌株，2种杂-万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌(hVISA)菌株，24种万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌(VISA)菌株，5种万古霉素耐药金黄色葡萄球菌(VRSA)菌株和31种在QRDR中含确定突变的喹诺酮耐药万古霉素敏感MRSA菌株。通过QRDR的测序分析测定这些突变(gyrA、gyrB、grlA和grlB)。采用蛇根碱方法(Brenwald等，Antimicrob.Agents Chemother.1998，422032-2035)进行外排测试。采用临床和实验室标准协会推荐的琼脂稀释方法(CLSI--M100-S18)测定MIC，结果见下表
Ciproflox环丙沙星；Levoflox左氧氟沙星；Moxiflox莫西沙星；Vanco万古霉素；Teico替考拉宁；Dapto达托霉素；Tige替加环素；Quinu/dalfo奎奴普丁/达福普汀 化合物1有效抑制甲氧西林耐药、杂-万古霉素中等耐药、万古霉素中等耐药和万古霉素耐药的金黄色葡萄球菌。它还有效抑制喹诺酮耐药万古霉素敏感MRSA。它抵御这些菌株的MIC极低(0.06-4μg/ml)。
在31种MRSA喹诺酮-耐药菌株中，5种菌株携带QRDR突变[GyrA(S84L)，GrlA(S80F/Y)，GrlB(L413S、E422K/N、D432N、E471K)；GyrA(S84L)，GrlA(580F/Y)，GyrB(R404L)；GyrA(S84L)，GrlA(S80F/Y)；GyrA(S84L)，GrlA(S80F/Y、E84V)，GrlB(E422D)和GyrA(S84L)，GrlA(S80F/Y、E84V/K/G或S108N)]。在此实验中，并没有发现与化合物1相关的外排(efflux)突变。
利用化合物1抑制革兰氏阳性球菌 2007年1月-12月，加拿大的12家医院提交了去医院门诊部、急诊室、医学和外科手术病房和重症监护室的患者的分离株。收集了包括3473例革兰氏阳性球菌在内的共7881例分离株(CANWARD 2007)。采用临床和实验室标准协会肉汤微稀释进行化合物1和左氧氟沙星的敏感性测试。MIC50和M1C90如下所示 SPN-肺炎链球菌，MSSA-甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌，CA-社区相关，HA-健康机构相关，VISA-万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌，VRSA-万古霉素耐药金黄色葡萄球菌+中等耐药MIC，MSSE-甲氧西林敏感表皮葡萄球菌，MRSE-甲氧西林耐药表皮葡萄球菌 *通过金黄色葡萄球菌的抗微生物耐药网(NARSA)项目获得的分离株由NIAID支持，NIH合同号N01-AI-95359。
化合物1抑制包括MRSA、VISA、VRSA、MRSE、PenI-SPN、PenR-SPN和CipR-SPN在内的革兰氏阳性球菌的活性高于左氧氟沙星。
利用化合物1抑制幽门螺杆菌 检验化合物1、环丙沙星、左氧氟沙星、莫西沙星和吉米沙星抵御台湾所有地区的10个医学中心获得的200种幽门螺杆菌分离株(2000-2007)的抑制作用。采用临床和实验室标准协会推荐的琼脂稀释方法(CLSI-M100-S18)测定MIC。
在200种幽门螺杆菌分离株中，有2％、6％、29％、2％和2％分别对阿莫西林(MIC≥0.5μg/mL)、克拉霉素(MIC≥1μg/mL，CLSI)、甲硝唑(MIC≥8μg/mL)、环丙沙星(MIC≥1μg/mL)和左氧氟沙星(MIC≥1μg/mL)耐受。测试的5种喹诺酮药物的MIC范围、MIC50和MIC90如下所示
化合物1有效抑制幽门螺杆菌分离株。上表显示化合物1抑制幽门螺杆菌分离株比环丙沙星、左氧氟沙星和莫西沙星更有效，与吉米沙星相当。
利用化合物1’抑制抗生素耐药细菌 测试化合物1’、环丙沙星和左氧氟沙星在不同的10天中抵御0.008-8μg/ml之间各种浓度的甲氧西林-耐药金黄色葡萄球菌和甲氧西林-耐药肺炎链球菌的抑制作用。从台湾所有地区的10个医学中心获得金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌分离株。采用肉汤微稀释方法测定MIC。如下表所示，化合物1还非常有效地抑制金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌。
MRSA-CIP(R)MRSA-环丙沙星耐药菌株的临床分离株。
MRSA-CIP(S)MRSA-环丙沙星敏感菌株的临床分离株。
MRSP-Levo(R)耐甲氧西林的肺炎链球菌的左氧氟沙星耐药菌株的临床分离株。
MRSP-Levo(S)耐甲氧西林的肺炎链球菌的对左氧氟沙星敏感的菌株的临床分离株。
如上表所示，化合物1有效抑制甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌。
药代动力学试验 在第10天第0小时(给药前)和第0.5、1、1.5、2、4、6、8、12、16和24小时(给药后)收集服用化合物1的各对象的血样。将5ml各样品转移至肝素钠试管中，立即置于冰上。约4℃离心分离血浆，将其转移至适当标记的聚丙烯样本容器中(两个试管，各含1-1.5ml血浆)，约-70℃冷冻待用。
先验证药代动力学试验再分析血样。该试验验证的细节见下表。
LLOQ定量测定的下限(LLOQ) CV变异系数(CV) 马萨诸塞州伍斯特市查尔斯河实验室公司(Charles River Laboratories，Worcester，MA)实施药代动力学试验。利用非隔室方法(WinNonlin 4.1版，药景公司(Pharsight Corporation)，加利福尼亚州)从血浆浓度-时间数据测定Cmax(血浆中化合物1的峰值浓度)和AUC0-24小时(给药后0-24小时的血浆浓度-时间曲线下的面积，通过线性/log梯形方法计算)。
还如下所示检测了蛋白质结合在分子量截断超滤装置中(30,000Da)以约3000rpm(30分钟，约37℃)离心上述含化合物1的肝素化人血浆从而获得超滤液(UF)样品。将UF样品(0.025ml)与作为内标溶液的O13CD3-化合物-1(～800ng/mL，0.050mol)(化合物1中的OCH3基团被O13CD3基团取代，从而获得O13CD3-化合物-1)混合，稀释20倍，在3.5微米C-18柱通过反相HPLC分析。采用MRM(多反应监测)方法通过阳离子Turbo-离子喷雾电离进行定量测定。利用超滤液标准品定量测定血浆质控对照样品和未知样品中的未结合药物。检测非特异性蛋白质结合(NSB)(NSB＝0.0415)，将其用作校正因子来测定最终蛋白质结合百分比。定量测定分析物的额定范围(nominal range)是50-10,000ng/ml。试验中使用0.400ml人血浆试样。采用掺加UF标准品所产生的校准曲线的加权线性(1/x2)回归，通过回算(back-calculation)测定样品浓度。在线性范围上，化合物1的批次内CV％是4.9％-11.8％。
下表显示了对象每天服用500mg、750mg和1000mg化合物1的AUC0-24、Cmax和蛋白质结合值。表中所示的游离Cmax和游离AUC0-24值是校正了血浆蛋白质结合的那些值。表中还显示了游离Cmax/MIC和游离AUC/MIC的比值，这些比值可用于预测临床和微生物学结果以及细菌耐药性产生。对于抗生素药物，优选游离Cmax/MIC大于约8，游离AUC/MIC大于约100。
其它实施方式 本说明书披露的所有特征可以任意组合。起到相同、等价或相似目的的其它特征可以替代本说明书中披露的各特征。因此，除非另有专门表述，否则披露的各特征只是一系列普通等价或相似特征的例子。
鉴于以上描述，本领域技术人员不难确定本发明的基础特征，他们能对本发明作出各种改变和改进以适用于各种用途和条件，却不脱离本发明的构思和范围。因此，其它实施方式也属于以下权利要求书的范围。
权利要求
1.下式化合物、其溶剂化物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗由对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌或对甲硝唑不敏感的细菌导致的感染用的药物中的用途
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述感染由甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、外排相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、杂万古霉素中等耐药金黄色葡萄球菌、万古霉素耐药金黄色葡萄球菌、甲氧西林耐药表皮葡萄球菌、青霉素耐药肺炎链球菌、克拉霉素耐药幽门螺杆菌、或甲硝唑耐药幽门螺杆菌导致。
3.如权利要求2所述的用途，其特征在于，所述感染由社区相关甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌导致。
4.如权利要求2所述的用途，其特征在于，所述感染是糖尿病性足部感染、外科手术伤口感染、尿路感染、血流感染、医院获得性肺炎、社区获得性肺炎或皮肤感染。
5.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述化合物是
6.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述化合物的药学上可接受的盐选自所述化合物的乙酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、延胡索酸盐、谷氨酸盐、葡糖醛酸盐、乳酸盐、戊二酸盐和马来酸盐。
7.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述化合物的药学上可接受的盐成半水合物形式。
8.一种药物组合物，它含有下式化合物、其溶剂化物或其药学上可接受的盐和药学上可接受的载体
9.如权利要求8所述的药物组合物，其特征在于，所述化合物是
10.如权利要求8所述的药物组合物，其特征在于，所述化合物的药学上可接受的盐选自所述化合物的乙酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、延胡索酸盐、谷氨酸盐、葡糖醛酸盐、乳酸盐、戊二酸盐和马来酸盐。
全文摘要
本发明涉及通过给予有此需要的对象有效量的下式喹诺酮化合物来治疗感染的方法，及下式喹喏酮化合物在制备治疗所述感染用的药剂中的用途，所述感染由对甲氧西林不敏感的细菌、对万古霉素不敏感的细菌、对青霉素不敏感的细菌、对克拉霉素不敏感的细菌或对甲硝唑不敏感的细菌导致。
文档编号A61K31/4709GK101618038SQ20081017000
公开日2010年1月6日 申请日期2008年9月26日 优先权日2008年7月1日
发明者许明珠, 金其新, 陈淑贞, 林路加 申请人:太景生物科技股份有限公司