碳青霉烯类化合物的制作方法

专利名称：碳青霉烯类化合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及碳青霉烯类化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水 合物，及其酯或盐的水合物，这些化合物的制备方法，含有这些化合物的药物组合物，以及 这些化合物用于制备治疗和/或预防感染性疾病的药物的用途，属于医药技术领域。
2背景技术：
碳青霉烯类是20世纪70年代发展起来的新型广谱、耐酶、高效p-内酰胺类抗生素。1976 年，发现第一个碳青霉烯类抗生素——硫霉素，但由于化学稳定性差，未能用于临床。后来 对硫霉素进行化学结构改造产生了一系列碳青霉烯类抗生素。目前已经上巿的该类药品有亚 胺培南、帕尼培南、美罗培南、多尼培南、比阿培南、厄他培南等。
第一个上市的是亚胺培南，对革兰阳性和阴性菌、需氧和厌氧菌均有很强的活性，对各 种P-内酰胺酶稳定，与其它抗生素无交叉耐药性，但在体内易被肾脱氢肽酶-I (DHP-I)迅速 降解，临床上必须与肾脱氢肽酶抑制剂西司他丁合用。
研究发现，引入lP-甲基，可增强碳青霉烯类化合物对DHP-I的稳定性。第一个上市的l卩-甲基碳青霉烯类是美罗培南，临床上可以单独使用，无需与肾脱氢肽酶抑制剂合用。
由于抗生素的滥用导致细菌耐药性的不断增加和消化道吸收的局限性，目前上市的碳青 霉烯类在临床上只能作为注射剂给药，临床利用度不高，并且对MRSA的抗菌活性较弱，己 经不能满足临床需要。

发明内容
本发明人经过大量的研究和实践，合成了一系列新的碳青霉烯类化合物，对革兰阳性和 阴性、需氧和厌氧菌尤其是耐药菌具有强大的抗菌活性，化学稳定性好，对P-内酰胺酶和 DHP-I具有良好的稳定性，并且具有较长的抗生素后效应(PAE),为临床用药提供了新品种。 与最接近的现有技术相比具有创新性和优越性。
COOH
亚胺培南
美罗培南本发明提供了通式(I)所示化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、 其水合物、及其酯或盐的水合物
R"表示Cwo烷基或 n ，其中W和W分别独立的表示氢原子或C^烷基，n表 示0 4的整数；
RS表示氢原子或Cm院基。
优选的化合物为
其中R'表示氢原子或羧基保护基，
所述羧基保护基，选自甲基、乙基、叔丁基、甲氧基甲基、甲硫甲基、苄氧甲基、苯甲
酰甲基、烯丙基、苄基、对硝基苄基、对甲氧基苄基或二苯基甲基； W表示氢原子或氨基保护基，
所述氨基保护基，选自甲基、乙基、叔丁基、苄基、甲酰基、乙酰基、烯丙氧基羰基、 苯甲酰甲基、叔丁氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、3-乙酰氧基丙基或 重氮基；
113表示氢原子或甲基；
114表示<:5-8垸基或 n ，其中RS表示氢原子或C!-6烷基，W表示氢原子或甲基， n表示0、 1或2;
RS表示氢原子或甲基。
进一歩优选的化合物为 其中R'表示氢原子或羧基保护基，
所述羧基保护基，选自甲基、叔丁基、烯丙基、苄基、对硝基苄基、对甲氧基苄基或二
其中R'表示氢原子或羧基保护基; W表示氢原子或氨基保护基；
W表示氢原子或Cw烷基;
苯基甲基;
6R2表示氢原子或氨基保护基，
所述氨基保护基，选自甲基、叔丁基、甲酰基、烯丙氧基羰基、叔丁氧基羰基、对硝基 苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基或重氮基； W表示氢原子；
O R7
W表示2，2-二甲基-丙基或 "n R,其中Re表示Cu4垸基，其中W表示氢原子，n 表示1;
RS表示甲基。
本发明的部分化合物
编号R1R2R3R4R5R6R7
1HHH2，2-二甲基-丙基H---
2HHH2,2-二甲基-丙基CH3---
3HHCH32，2-二甲基-丙基H---
4HHCH32，2-二甲基-丙基CH3---
HHH0 R7 Ai、H叔丁基H0
6HHHO R7 ~、R6CH3叔丁基H0
7HHCH30 R7H叔丁基H0
8HHCH30 R7CH3叔丁基H0
9HHH0 R7H叔丁基H1
10HHHO R7CH3叔丁基H1
11HHCH3O R7H叔丁基H1
12HHCH30 R7 、CH3叔丁基H1
13HHH0 R7H叔丁基CH30
14HHH0 R7 Ai、CH3叔丁基CH30
715HHCH30 R7H叔丁基CH30
16HHCH3O R7CH3叔丁基CH30
17HHHO R7H叔丁基CH31
18HHHO R7 、 CH3叔丁基1
19HHCH30 R7 A) H叔丁基CH31
20HHCH30 R7CH3叔丁基CH31
更进一步优选的化合物为:
(4R,5S,6S)-3-[(2S,4S)-4-巯基-2-甲酰[2-叔丁氨基-乙酰基-l-基]氨基]-吡咯垸-4-基]硫基-6-[(111)-1-羟乙基]-4-甲基-7-氧-1-氮杂双环-[3,2，0]庚-2-烯-2-羧酸，以下简称化合物A:
COOH
(4R，5S,6S)-3-[(2S,4S)-2-甲酰[(2,2-二甲基-丙烷-l-基)氨基]-吡咯烷-4-基]硫基-6-[(lR)-l-羟乙基]-4-甲基-7-氧-l-氮杂双环-[3,2,0]庚-2-烯-2-羧酸，以下简称化合物B:
COOH
本发明所述的"CM烷基"包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基等。
本发明所述的"<:5.1()烷基"包括戊基、己基、庚基、辛基、2,2-二甲基-丙基、2-甲基-丁基、2,2-二甲基-丁基等。
本发明所述的"C"垸基"包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、新戊
基、己基等o
本发明所述的"羧基保护基"指常规用于取代羧酸酸性质子的保护基团。此基团的实例
包括甲氧基甲基、甲硫甲基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、甲氧乙基甲基、苄氧甲基、苯甲酰甲基、烯丙基、对溴苯甲酰甲基、(X-甲基苯甲酰甲基、对甲氧基苯甲酰甲基、二酰基甲基、N-邻苯二甲酰亚氨基甲基、甲基、乙基、二苯基甲基、2，2,2-三氯乙基、2-卤代乙基、co-氯代烷基、2-(三甲基甲硅烷基)乙基、2-甲硫基乙基、2-(对硝基苯硫基)乙基、2-(对甲苯硫基)乙基、l-甲基-l-苯乙基、叔丁基、环戊基、环己基、二(邻硝基苯基)甲基、9-芴基甲基、2-(9，10-二氧代)芴基甲基、5-二苯硫基、苄基、2，4，6-三甲基苄基、对溴苄基、邻硝基苄基、对硝基苄基、对甲氧基苄基、胡椒基、4-吡啶甲基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅垸基、叔丁基二甲基甲硅烷基、异丙基二甲基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、S-叔丁基、S-苯基、S-2-吡啶基、N-羟基哌啶基、N-羟基琥珀酰亚氨基、N-羟基邻苯二甲酰亚氨基、N-羟基苯并三唑基、0-酰基肟、2，4-二硝基苯硫基、2-烷基-l,3-噁唑啉、4-烷基-5-氧代-l,3-噁唑烷、5-烷基-4-氧代-1，3-二噁烷、三乙基锡烷、三正丁基锡烷；N,N'-二异丙基酰肼等。
本发明所述"氨基保护基"指常规用于取代氨基酸性质子的保护基团，此类基团的实例包括甲基、乙基、环丙甲基、l-甲基-l-环丙甲基、二异丙甲基、9-芴甲基、9-(2-硫代)芴甲基、2-呋卩南甲基、2,2,2-三氯甲基、2-卤代甲基、2-碘乙基、2-三甲基甲硅烷基乙基、2-甲硫基乙基、2-甲磺酰基乙基、2-(对甲苯磺酰基)乙基、2-磷鎗基乙基、1,l-二甲基-3-(N，N-二甲基甲酰氨基)丙基、1,l-二苯基-3-(N,N-二乙氨基)丙基、l-甲基-l-(金刚烷基)乙基、l-甲基-l-苯乙基、l-甲基-l-(3，5-二甲氧苯基)乙基、l-甲基-l-(4-联苯基)乙基、l-甲基-l-(对苯偶氮基苯基)乙基、1,1-二甲基-2，2,2-三氯乙基、1,1-二甲基-2-氰乙基、异丁基、叔丁基、叔戊基、环丁基、1-甲基环丁基、环戊基、环己基、1-甲基环己基、l-金刚垸基、异冰片基、乙烯基、烯丙基、肉桂基、苯基、2，4，6-三叔丁基苯基、间硝基苯基、S-苯基、8-喹啉基、N'-羟基哌啶基、4-(1，4-二甲基哌啶基)、4，5-二苯基-3-噁唑啉-2-酮、苄基、2,4,6-三甲基节基，对甲氧基苄基、对甲氧基苄氧基羰基、3，5-二甲氧基苄基、对癸氧基苄基、对硝基苄基、对硝基苄氧基羰基、邻硝基节基、3,4-二甲氧基-6-硝基苄基、对溴苄基、氯苄基、2,4-二氯苄基、对氰基苄基、邻(N，N-二甲基甲酰氨基)苄基、间-氯-对-酰氧基苄基、对(二羟基硼烷基)苄基、对(苯偶氮基)苄基、对(对甲氧基苯偶氮基)苄基、5-苯并异噁唑基甲基、9-葸基甲基、二苯甲基、苯基(邻硝基苯基)甲基、二(2-吡啶基)甲基、l-甲基-l-(4-吡啶基)乙基、异烟碱基、S-苄基、N'-哌定基羰基、N，-对甲苯磺酰基氨基羰基及N，-苯氨基硫代羰基的氨基甲酸酯；甲酰基、乙酰基、乙酰基-吡啶鎗、(N，-二硫代苄氧羰基氨基)乙酰基、3-苯基丙酰基、3-(对羟苯基)丙酰基、3-(邻硝基苯基)丙酰基、2-甲基-2-(邻硝基苯氧基)丙酰基、2-甲基-2-(邻苯偶氮基苯氧基)丙酰基、4-氯代丁酰基、异丁酰基、邻硝基肉桂酰基、吡啶甲酰基、N'-乙酰甲硫氨酰基、N'-苯甲酰基-苯基烷基、苯甲酰基、对苯基苯甲酰基、对甲氧基苯甲酰基、邻硝基苯甲酰基、邻(苯甲酰氧基甲基)苯甲酰基和对-P-苯甲酰基的酰胺；邻苯二甲酰基、2,3-二苯基马来酰基和二硫代琥珀酰基的环亚酰胺；叔丁氧基羰基、烯丙基、烯丙氧基羰基、苯甲酰甲基、3-乙酰氧基丙基、4-硝基-1-
9环己基-2-氧代-3-吡咯烷-3-基、季铵盐、甲氧基甲基、2-氯乙氧基甲基、苄氧基甲基、新戊酰基甲基、[l-(烷氧羰基氮基)]-2,2,2,三氟乙基、[l-三氟甲基-l-(对氯苯氧基甲氧基)2，2,2，-三氟]乙基、2-四氢吡喃基、2,4-二硝基苯基、苄基、3,4-二甲氧基苄基、邻硝基苄基、二(对甲氧苯基)甲基、三苯甲基、(对甲氧苯基)二苯基甲基、二苯基-4-吡啶基甲基、2-吡啶甲基-N，-氧化物、5-二苯丙环庚烷基、N',N'-二甲氨基亚甲基、N'-异亚丙基、亚苄基、对甲氧基亚苄基、对硝基亚苄基、亚水杨基、5-氯亚水杨基、二苯亚甲基、(5-氯-2-羟苯基)苯基亚甲基、(酰基乙烯基)、5，6-二甲基-3-氧代-1-环己烯基、硼烷、[苯基(五羰基铬或钨)]羰基、铜或锌螯合物、硝基、亚硝基、氧化物、二苯基膦基、二甲硫基氧膦基、二苯硫基氧膦基、二乙基磷酰基、二苄基磷酰基、二苯基磷酰基、磷酰基、三甲基甲硅烷基、苯硫基、邻硝基苯硫基、2，4-二硝基苯硫基、2-硝基-4-甲氧基苯硫基、三苯甲硫基、苯磺酰基、对甲氧基苯磺酰基、2，4，6-三甲基苯磺酰基、甲基磺酰基、苯甲磺酰基、对甲苯甲磺酰基、三氟甲基磺酰基、苯甲酰甲基磺酰基、重氮基等。
本发明所述的"易水解的酯"可以理解为式(I)中存在的一个或者多个羧基以易水解的酯基的形式存在。这类酯的实例，常规形式的有低级链垸酰氧烷基酯，包括乙酰氧甲基酯、新戊酰氧甲基酯、1-乙酰氧乙酯和1-新戊酰氧乙酯等；低级垸氧羰氧基垸基酯，包括甲氧羰基氧基甲基酯、1-乙氧羰氧基乙酯和l-异丙氧羰氧基乙酯等；低级烷氧基甲基酯，包括甲氧甲基酯、l-异丙氧甲基酯等；低级链垸酰氨基甲基酯，包括甲酰氨基甲基酯、乙酰氨基甲基酯等；也可以使用其它的酯，如苄酯和氰甲基酯等。这类酯的其它实例还有(2，2-二甲基-1-氧代丙氧基)甲基酯、(5-甲基-2-氧代-l，3-二氧杂环戊烯-4-基)甲基酯、2-[(2-甲基丙氧基)羰基]-2-戊烯酯、l-[[(l-甲基乙氧基)羰基]氧基]乙酯、l-(乙酰氧萄乙酯、(5-甲基-2-氧代-l，3-二氧杂环戊烯-4-基)甲基酯、1-[[(环己氧基)羰基]氧基]乙酯以及3，3-二甲基-2-氧丁酯。特别优选的酯为新戊酰氧甲基酯和(5-甲基-2-氧代-l,3-二氧杂环戊烯-4-基)甲基酯。对于本领域专业人员来说显而易见的是，本发明化合物的体内易水解的酯可以在该化合物的游离羧基处形成。
本发明所述的"药学上可接受的盐"包括无机酸盐、有机酸盐、氨基酸盐、有机碱盐或无机碱盐。其中无机酸包括盐酸、氢溴酸、硝酸、硫酸、磷酸等；有机酸包括乙酸、三氟乙酸、甲磺酸、甲苯磺酸、马来酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、富马酸等；氨基酸包括精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等；有机碱包括葡甲胺、氨基葡萄糖、三甲基胺、三乙基胺、二环己基胺、N，N-二苄基-l，2-乙二胺等；无机碱包括钠、钾、钡、钙、镁、锌、锂等的碱性化合物。这些酸或碱加成盐可以根据任何通用方法制备。
本发明所述的"异构体"是指所有差向立体异构体、非对映异构体及互变异构形式。当一个键用一个楔表示时，这表明在三维上该键将从纸面出来，而当一个键是阴影时，这表明在三维上该键将返入纸面中。通式(I)所示化合物具有许多立体中心，例如在4-位上、在5-位上、在6-位上等。
本发明所述的"水合物"是指半水合物、 一水合物、二水合物、三水合物、六水合物等。通式(I)所示化合物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯可以是水合物的形式。水合作用可以在制备过程中完成或者可以利用原始无水产物的吸湿性逐渐进行。
本发明还提供了制备通式(I)所示化合物的制备方法，但不仅限于下述制备方法，也可以通过其它方法制得，反应方程式
OR4 O
AcS
.R4
Boc
原料l
+
中间体l
二异丙基乙胺H3CO一P一OPh -
OPh
COOCH2C6H4N02
原料3
A1C13钯炭 H3C
COOCH2C6H4N02
中间体3O
R4
COOH
本发明化合物
反应步骤
歩骤l、中间体2的制备
在干燥的反应瓶中加入原料l、无水四氢呋喃，在氮气保护下，于室温加入l,l-羰基二咪
唑(CDI)，反应，在0'C以下加入原料2的四氢呋喃溶液，继续反应，然后滴加lmol/L盐酸，以乙酸乙酯提取，有机相依次用水、饱和氯化钠溶液洗涤，减压浓縮，残余物加入3mol/L的盐酸，搅拌，以稀碱溶液调节至碱性，析出固体，固体以乙腈溶液重结晶，得中间体2。步骤2、中间体3的制备
于干燥反应瓶中，加入原料3的乙腈溶液，冷至-10'C以下，加入二异丙基乙胺和中间体2 (如果需要，则事先保护)的乙腈溶液，0'C搅拌10 20h，反应完毕后，加乙酸乙酯稀释，依次用水、饱和盐水洗，有机层干燥、浓縮，得中间体3。
步骤3、本发明化合物的制备
将中间体3溶解于二氯甲烷中，加入苯甲醚和硝基甲烷，于-5(TC下滴加lmol/L三氯化
11铝的硝基甲烷溶液，40'C搅拌，加入水，析出固体，过滤，将滤饼溶于THF和水的混合液中，加入10%钯-炭，室温5MPa氢压下搅拌反应，滤除钯炭，滤液中加入THF，分层，收集水层。再向THF中加入5y。氯化镁水溶液，静置，分出水层，重复操作。水相合并，(TC慢慢滴入甲醇，-l(TC搅拌，过滤，滤饼用水-异丙醇重结晶，得本发明化合物。
以上反应方程式及步骤中的R3、 R4、 RS所代表的基团如前文所述，本发明化合物中的羧基可以被羧基保护基保护、吡咯烷基上的氮原子可以被氨基保护基保护，所述的羧基保护基和氨基保护基如前文所述。由中间体2制备中间体3时，如果中间体2上有活性位点如NH等需要保护，则需在反应前先用相应化学方法进行保护。
本发明进一步要求保护包括上面所述的任一化合物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯、其异构体、其水合物、以及其酯或盐的水合物，与一种或多种药用载体和/或稀释剂的药物组合物，为临床上或药学上可接受的任一剂型，优选为口服制剂或注射剂。其中含有生理有效量的通式(I)所示的化合物0.05g 5g，可以为0.05g、 O.lg、 0.125g、 0.2g、 0.25g、 0.3g、0.4g、 0.5g、 0.6g、 0.75g、 lg、 1.25g、 1.5g、 1.75g、 2g、 2.5g、 3g、 4g、 5g等。上述药物组合物可以以口服、肠胃外给药或外用等方式施用于需要治疗的患者，优选口服制剂或注射剂或外用制剂。
用于肠胃外给药时，可制成注射剂。注射剂系指药物制成的供注入体内的溶液、乳液或混悬液及供临用前配制或稀释成溶液或混悬液的粉末或浓溶液的无菌制剂，注射剂可分为注射液、注射用无菌粉末与注射用浓溶液。注射液系指药物制成的供注射入体内用的无菌溶液型注射液、乳液型注射液或混悬型注射液，可用于肌内注射、静脉注射、静脉滴注等；其规格有lml、 2ml、 5ml、 10ml、 20ml、 50ml、 100ml、 200ml、 250ml、 500ml等,其中供静脉滴注用的大体积(一般不小于100ml)注射液也称静脉输液。注射用无菌粉末系指药物制成的供临用前用适宜的无菌溶液配制成澄清溶液或均匀混悬液的无菌粉末或无菌块状物，可用适宜的注射用溶剂配制后注射，也可用静脉输液配制后静脉滴注；无菌粉末用溶媒结晶法、喷雾干燥法或冷冻干燥法等制得。注射用浓溶液系指药物制成的供临用前稀释供静脉滴注用的无菌浓溶液。
制成注射剂时，可采用现有制药领域中的常规方法生产，可选用水性溶剂或非水性溶剂。最常用的水性溶剂为注射用水，也可用0.9%氯化钠溶液或其他适宜的水溶液；常用的非水性溶剂为植物油，主要为供注射用大豆油，其他还有乙醇、丙二醇、聚乙二醇等的水溶液。配制注射剂时，可根据药物的性质加入适宜的附加剂，如渗透压调节剂、pH值调节剂、增溶剂、填充剂、抗氧剂、抑菌剂、乳化剂、助悬剂等。常用的渗透压调节剂包括氯化钠、葡萄糖、氯化钾、氯化镁、氯化钙、山梨醇等，优选氯化钠或葡萄糖；常用的pH值调节剂包括醋酸-醋酸钠、乳酸、枸櫞酸-枸櫞酸钠、碳酸氢钠-碳酸钠等；常用的增溶剂包括聚山梨酯80、丙 二醇、卵磷脂、聚氧乙烯蓖麻油等；常用的填充剂包括乳糖、甘露醇、山梨醇、右旋糖酐等; 常用的抗氧剂有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等；常用抑菌剂为苯酚、甲酚、三氯叔 丁醇等。注射剂常用容器有玻璃安瓿、玻璃瓶、塑料安瓿、塑料瓶等。
用于口服时，可制成常规的固体制剂，如片剂、胶囊剂、丸剂、颗粒剂等；也可制成口 服液体制剂，如口服溶液剂、口服混悬剂、糖浆剂等。片剂系指药物与适宜的辅料混匀压制 而成的圆片状或异形片状的固体制剂，以口服普通片为主，另有含片、舌下片、口腔贴片、 咀嚼片、分散片、可溶片、泡腾片、缓释片、控释片与肠溶片等。胶囊剂系指药物或加有辅 料充填于空心胶囊或密封于软质囊材中的固体制剂，依据其溶解与释放特性，可分为硬胶囊 (通称为胶囊)、软胶囊(胶丸)、缓释胶囊、控释胶囊和肠溶胶囊等。丸剂系指药物与适宜 的辅料均匀混合，以适当方法制成的球状或类球状固体制剂，包括滴丸、糖丸、小丸等。颗 粒剂系指药物与适宜的辅料制成具有一定粒度的干燥颗粒状制剂，可分为可溶颗粒(通称为 颗粒)、混悬颗粒、泡腾颗粒、肠溶颗粒、缓释颗粒和控释颗粒等。口服溶液剂系指药物溶解 于适宜溶剂中制成供口服的澄清液体制剂。口服混悬剂系指难溶性固体药物，分散在液体介 质中，制成供口服的混悬液体制剂，也包括干混悬剂或浓混悬液。糖浆剂系指含有药物的浓 蔗糖水溶液。
制成口服制剂时，可以加入适宜的填充剂、粘合剂、崩解剂、润滑剂等。常用填充剂包 括淀粉、糖粉、磷酸钙、硫酸钙二水物、糊精、微晶纤维素、乳糖、预胶化淀粉、甘露醇等； 常用粘合剂包括羧甲基纤维素钠、PVP-K30、羟丙基纤维素、淀粉浆、甲基纤维素、乙基纤 维素、羟丙甲纤维素、胶化淀粉等；常用崩解剂包括干淀粉、交联聚维酮、交联羧甲基纤维 素钠、羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基纤维素等；常用润滑剂包括硬脂酸镁、滑石粉、十二烷 基硫酸钠、微粉硅胶等。
本发明进一步要求保护通式U)所示的任一化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的 盐、其水合物、及其酯或盐的水合物用于制备治疗和/或预防感染性疾病的药物的用途。本发
明的碳青霉烯类化合物对临床分离的革兰阳性和阴性、需氧和厌氧菌均有强大的抗菌活性， 可用于治疗和/或预防哺乳动物(包括人)由病原微生物引起的各种疾病，如呼吸道感染、泌 尿道感染、妇科感染等，也可以用于败血症、脑膜炎等。
通常，已经发现碳青霉烯类抗生素对温血动物来说是无毒的，而这个通则也适用于本发 明的化合物。将本发明的优选化合物以能预防细菌感染所需要的过量剂量对小鼠给药，未观 察到由本发明化合物所引起的明显的中毒症状或副作用。
13本发明的碳青霉烯类化合物与最接近的现有技术相比，具有以下优点
(1) 本发明化合物具有广谱强效抗菌活性并且显示低毒性，可以安全的用于治疗和/或 预防各种哺乳动物包括人类由敏感菌所引起的各种疾病。
(2) 本发明化合物用作抗菌药物时，靶细菌没有特别的限制，只要本发明化合物对其显 示抗菌活性即可，绝大多数革兰阳性和阴性菌、需氧和厌氧菌都可以作为靶细菌。
(3) 本发明化合物对葡萄球菌属、链球菌属、铜绿假单胞菌属有良好的抗菌活性，与最 接近的现有技术相比对临床分离的铜绿假单胞菌耐药菌具有特别优良的抗菌活性，并且对 MRSA具有一定的抗菌活性。
(4) 本发明化合物具有良好的化学稳定性，便于制成临床上或药学上可接受的任一剂型。
(5) 本发明化合物对DHP-I合绝大多数P-内酰胺酶具有高度稳定性，可用于p-内酰胺 酶产生菌，临床上可单独给药。
(6) 本发明化合物具有较长的抗生素后效应，抗菌作用持久，用药方便。
(7) 本发明化合物尤其是其体内易水解的酯在消化道内具有优良的活性，可以经胃肠道给药。
(8) 本发明化合物的制备工艺简单、药品纯度高、收率高、质量稳定，易于进行大规模 工业生产。
以下通过体外抗菌实验进一步阐述本发明碳青霉烯类化合物的有益效果，但不应将此理 解为本发明的培南类抗菌素仅具有下列有益效果。 实验例本发明化合物的体外抗菌活性 供试菌种以下临床分离菌株
革兰阳性菌甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA) 17株、耐甲氧西林金黄色葡萄球 菌(MRSA) 15株、甲氧西林敏感表皮葡萄球菌(MSSE) 16株、耐甲氧西林表皮葡萄球菌 (MRSE) 12株、青霉素敏感肺炎链球菌(PSSP) 20株、青霉素耐药肺炎链球菌(PRSP) 17株、化脓链球菌20株、粪肠球菌15株；
革兰阴性菌流感嗜血杆菌12株、大肠埃希菌21株、肺炎克雷伯氏杆菌20株、奇异变 形杆菌16株、阴沟肠杆菌15株、铜绿假单胞菌17株；革兰阴性厌氧菌脆弱拟杆菌7株。
供试品
本发明优选化合物A和化合物B，自制，其化学名称和结构式如前文所述； 亚胺培南、美罗培南市购。 实验方法琼脂稀释法。实验结果和结论
表1本发明化合物对临床分离革兰阳性菌的抗菌活性
菌株 _抗菌活性MIC9Q (ng/ml)_
—亚胺培南 美罗培南 化合物A 化合物B
MSSA 0.063 0.25 0.031 0.031
MRSA 32 64 8 8
MSSE 0.031 0.125 0.016 0.031
MRSE 64 64 8 8
PSSP 0扁 0.031 0扁 0細
PRSP 0.5 1 0扁 0.125
化脓链球菌 0.031 0.031 0.016 0.016
粪肠球菌 2 8 11
由表l实验结果可见，与亚胺培南和美罗培南相比，本发明化合物A和化合物B对临床 分离的供试革兰阳性菌均有很好的抗菌活性。
_表2本发明化合物对临床分离革兰阴性菌的抗菌活性_
龙补 _抗菌活性MIC卯(ng/ml)_
_亚胺培南 美罗培南 化合物A 化合物B
流感嗜血杆菌 8 0.5 0.063 0.031
大肠埃希菌 0.25 0.031 0.016 0.008
肺炎克雷伯氏杆菌 0.5 0.063 0.016 0.031
奇异变形杆菌 8 0.25 0.25 0.5
阴沟肠杆菌 1 0.125 0.063 0.031
铜绿假单胞菌 8 4 2 2
脆弱拟杆菌 4 4 2 _1
由表2实验结果可见，与亚胺培南和美罗培南相比，本发明化合物A和化合物B对临床 分离的供试革兰阴性菌，包括革兰阴性厌氧菌具有很好的抗菌活性。
上述实验结果表明，本发明化合物对革兰阳性菌、阴性菌及其耐药菌和厌氧菌均具有强 效抗菌作用，同最接近的现有技术相比，抗菌活性相当或更好，且抗菌谱广，具有很好的临 床应用潜力。
具体实施例方式
以下通过实施例形式的具体实施方式
，对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不 应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技 术均属于本发明的范围。以下实施例中各剂型的辅料可以用药学上可接受的辅料替换，或者
15减少、增加。
实施例1 OS,4S、-4-乙酰硫基-2-甲酰f(2-叔丁氨基-乙酰基-l-基)氨基l-W叔丁氧羰基)吡 咯烷的制备
在干燥的反应瓶中加入(2S，4S)-4-乙酰硫基-2-羧基-l-(叔丁氧羰基)卩比咯烷8.7g(30mmo1)， 无水四氢呋喃100ml，在氮气保护下，于室温下加入1,1-羰基二咪唑6.5g (40mmo1),反应 0.5h，在0。C以下加入(2-叔丁氨基)乙酰氨7.8g (60mmo1)的四氢呋喃溶液100ml，继续反应 0.5h，然后滴加lmo/L盐酸40m，以乙酸乙酯(50mlX2)提取，有机相依次用水、饱和氯 化钠溶液洗涤，减压浓縮，固体以乙腈和乙酸乙酯混合溶液重结晶，得10.4g，收率86.5%。
实施例2 f2S,4S)-4-巯基-2-甲酰K2-(N-叔丁氧羰基-叔丁氨基)-乙酰基-l-基慮基卜l-(叔
丁氧羰基)吡咯烷的制备
于反应瓶中加入(2S,4S)-4-乙酰硫基-2-甲酰[(2-叔丁氨基-乙酰基-l-基)氨基]-l-(叔丁氧羰 基)吡咯烷10g (25mmo1)的二氯甲垸溶液80ml，冰浴冷至5'C下，加入三乙胺10ml，搅拌 5min后滴加10g (Boc)20的二氯甲垸溶液100ml，搅拌lh，冰水冷却下加入100ml水，分出 水层，水层再用50mlX3的二氯甲烷提取，合并有机层，无水硫酸钠干燥、浓縮至干，残余 物加入2mol/L的盐酸100ml，搅拌2h，以稀碱溶液调节至碱性，析出固体，固体以等体积的 乙腈和丙酮混合溶液重结晶，得产物9.4g，收率81.6%。
实施例3 f4R,5S,6S)-3-K2S，4S)-4-巯基-2-甲酰(2-(N-叔丁氧羰基-叔丁氨基)-乙酰基-l-基) 氨基l-l-(叔丁氧羰基)卩比咯烷-4-基硫基-6-aR)-l-羟乙基M-甲基-7-氧-l-氮杂双环-f3,2,01庚 -2-烯-2-羧酸对硝基苄酯的制备
于干燥反应瓶中，加入(4R,5S,6S)-3-二苯氧磷酰氧基-6-[(lR)-l-羟乙基]-4-甲基-7-氧-l-氮 杂双环-[3，2，0]庚-2-烯-2-羧酸对硝基苄酯11.9g (2Ommo1)的乙腈溶液120ml，冷至-10'C以下， 加入二异丙基乙胺5ml和(23，43)-4-乙酰硫基-2-甲酰[(2-(>}-叔丁氧羰基-叔丁氨基)-乙酰基-1-基)氨基]-l-(叔丁氧羰基)卩比咯烷10.1g (22mmo1)的乙腈溶液80ml， O'C搅拌15h。反应完毕 后，加乙酸乙酯300ml稀释，依次用水、饱和盐水洗，有机层干燥、浓縮，得固体10.4g，收 率64.5%。
实施例4 "仏58.68)-3-^28,48)-4-巯基-2-甲酰(2-叔丁氨基-乙酰基-1-基)氨基卜吡咯烷-4-基l硫基-6-aR)-l-羟乙基1-4-甲基-7-氧-l-氮杂双环-3，2,01庚-2-烯-2-羧酸的制备
将(4R,5S,6S)-3-[(2S,4S)-4-巯基-2-甲酰[(2-(N-叔丁氧羰基-叔丁氨基)-乙酰基-l-基)氨 基]-1-(叔丁氧羰基)卩比咯烷-4-基]硫基-6-[(111)-1-羟乙基]-4-甲基-7-氧-1-氮杂双环-[3，2，0]庚-2-烯-2-羧酸对硝基苄酯8g (lOmmol)溶解于50ml 二氯甲烷中，加入苯甲醚10ml和硝基甲烷20ml，于-50'C下滴加lmol/L三氯化铝的硝基甲垸溶液lOOml， -40°<:搅拌211，加入水200ml, 析出固体，过滤，将滤饼溶于THF 400ml和水30ml的混合液中，加入10%钯-炭2g,室温 5MPa氢压下搅拌反应2h，滤除钯炭，滤液中加入THF 150ml，分层，收集水层，再向THF 中加入5%氯化镁水溶液20ml,静置，分出水层，重复操作1次。水相合并，O"C慢慢滴入甲 醇30ml， -l(TC搅拌lh，过滤，滤饼用水-异丙醇重结晶，得白色晶体1.8g，收率38.6%。 分子式C21H32N406S 分子量468.57 元素分析
实测值C， 53.59%; H， 7.06%; N， 11.75%; S, 6,66% 理论值C， 53.83%; H, 6.88%; N， 11.96%; S, 6.84%
实施例5 f2S,4S)-4-巯基-2-甲酰(0,2-二甲基-丙垸-l-基)氨基卜l-(叔丁氧羰基)吡咯烷的
制备
在干燥的反应瓶中加入(2S,4S)-4-乙酰硫基-2-羧基-l-(叔丁氧羰基)吡咯烷8.7g(30mmo1), 无水四氢呋喃100ml，在氮气保护下，于室温加入1,l-羰基二咪唑6.5g(40mmo1)，反应0.5h， 在0。C以下加入2,2-二甲基-卜丙胺4.4g (50mmo1)的四氢呋喃溶液100ml,继续反应0.5h， 然后滴加lmol/L盐酸40ml，以乙酸乙酯(50mlX2)提取，有机相依次用水、饱和氯化钠溶 液洗涤，减压浓縮，残余物加入3mol/L的盐酸100ml，搅拌2h，以稀碱溶液调节至碱性，析 出固体，固体以乙腈溶液重结晶，得固体8.8g，收率92.3%。
实施例6 f4R,5S,6S)-3-(2S,4S)-2-甲酰0,2-二甲基-丙烷-l-基)氨基l-l-(叔丁氧羰基、吡咯 烷-4-基l硫基-6-aR)-l-羟乙基1-4-甲基-7-氧-l-氮杂双环-B,2,01庚-2-烯-2-羧酸对硝基苄酯的
制备
具体制备方法参考实施例3。投(4R，5S,6S)-3-二苯氧磷酰氧基-6-[(lR)-l-羟乙基]-4-甲基-7-氧-l-氮杂双环-[3，2,0]庚-2-烯-2-羧酸对硝基苄酯11.9g (20mmo1) 、 (28，48)4-巯基-2-甲酰[(2，2-二甲基-丙烷-l-基)氨基]-l-(叔丁氧羰基)吡咯垸7.0g (22mmo1)。得产物8.9g，收率67.3%。
实施例7 "R,5S,6S)-3-(2S,4S)-2-甲酰0,2-二甲基-丙烷-l-基)氨基l-吡咯垸-4-基l硫基 -6-(110-1-羟乙基1-4-甲基-7-氧-1-氮杂双环-〖3,2,01庚-2-烯-2-羧酸的制备
具体制备方法参考实施例4。投(4R，5S,6S)-3-[(2S，4S)-2-甲酰[(2，2-二甲基-丙垸-卜基)氨 基]-1-(叔丁氧羰基)吡咯烷-4-基]硫基-6-[(111)-1-羟乙基]-4-甲基-7-氧-1-氮杂双环-[3，2,0]庚-2-烯-2-羧酸对硝基苄酯6.6g (lOmmol)。得目标产物2.0g，收率45.9%。
分子式C2QH31N305S
17分子量425.54
元素分析C, 56.30%; H， 7.59%; N， 9.78%; S, 7.27% (计算C, 56.45%; H， 7.37%; N, 9.87%; S, 7.54%)
实施例8本发明化合物无菌粉针的制备 1、处方-
处方l:
化合物A、 B或其衍生物中的任意一种250g(以化合物计)
共制备1000支
化合物A、 B或其衍生物中的任意-一种500g(以化合物计)
共制备1000支
化合物A、 B或其衍生物中的任意-一种1000g(以化合物计)
共制备IOOO支
化合物A、 B或其衍生物中的任意-一种2000g(以化合物计)
共制备1000支
处方2:
处方3:
处方4:
2、制备工艺-
(1) 将制备所用的抗生素玻璃瓶、胶塞等进行无菌处理；
(2) 按处方称取原料(折算后投料)，将无菌粉末置于分装机中分装，随时检测装量；
(3) 加塞，压盖，成品全检，包装入库。
实施例9本发明化合物片剂的制备
1、处方
处方l:
化合物A、 B或其衍生物中的任意一种250g(以化合物计)
预胶化淀粉 50g
低取代羟丙基纤维素 40g
微晶纤维素 40g
2%HPMC水溶液 适量
微粉硅胶 4.0g
硬脂酸镁 4.0g
羧甲淀粉钠__
共制备 1000片处方2:
化合物A、 B或其衍生物中的任意--种125g(以化合物计)
预胶化淀粉50g
低取代羟丙基纤维素40g
微晶纤维素40g
2%HPMC水溶液适量
微粉硅胶4.0g
硬脂酸镁4.0g
羧甲淀粉钠2.0g
共制备1000片
2、制备工艺
(1) 将原料粉碎过IOO目筛，其余辅料分别过IOO目筛，备用
(2) 按照处方量称取原料和辅料；
(3) 将羟丙甲纤维素溶于水中制成2%的水溶液备用；
(4) 将本发明化合物或其衍生物、预胶化淀粉、低取代羟丙基纤维素、微晶纤维素混合 均匀，加入2y。HPMC水溶液适量，搅拌均匀，制成适宜软材；
(5) 过20目筛制颗粒；
(6) 颗粒在6(TC的条件下烘干；
(7) 干燥好的颗粒加入硬脂酸镁、微粉硅胶和羧甲淀粉钠，过18目筛整粒，混合均匀
(8) 取样，半成品化验；
(9) 按照化验确定的片重压片；
(10) 成品全检，包装入库。
19
权利要求
1、式(I)所示化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物其中R1表示氢原子或羧基保护基；R2表示氢原子或氨基保护基；R3表示氢原子或C1-4烷基；R4表示C5-10烷基或其中R6和R7分别独立的表示氢原子或C1-6烷基，n表示0～4的整数；R5表示氢原子或C1-4烷基。
2、如权利要求1所述的化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物其中W表示氢原子或羧基保护基，所述羧基保护基，选自甲基、乙基、叔丁基、甲氧基甲基、甲硫甲基、苄氧甲基、苯甲酰甲基、烯丙基、苄基、对硝基苄基、对甲氧基苄基或二苯基甲基；w表示氢原子或氨基保护基，所述氨基保护基，选自甲基、乙基、叔丁基、苄基、甲酰基、乙酰基、烯丙氧基羰基、苯甲酰甲基、叔丁氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、3-乙酰氧基丙基或重氮基；113表示氢原子或甲基；114表示(:5.8烷基或 n ,其中RS表示氢原子或Cw烷基，W表示氢原子或甲基，n表示0、 1或2;RS表示氣原子或甲基。
3、如权利要求2所述的化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物其中Rt表示氢原子或羧基保护基，所述羧基保护基，选自甲基、叔丁基、烯丙基、苄基、对硝基苄基、对甲氧基苄基或二其中W表示氢原子或羧基保护基;W表示氢原子或氨基保护基;RS表示氢原子或CM垸基O R7苯基甲基；R"表示氢原子或氨基保护基，所述氨基保护基，选自甲基、叔丁基、甲酰基、烯丙氧基羰基、叔丁氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基或重氮基；尺3表示氢原子；R"表示2,2-二甲基-丙基或 n ，其中RS表示Cw垸基，其中R"表示氢原子，n表示1;R5表示甲基。
4、 如权利要求3所述的化合物，选自(4R，5S,6S)-3-[(2S,4S)-4-巯基-2-甲酰[2-叔丁氨基-乙酰基-l-基]氨基]-吡咯烷-4-基]硫基-6-[(111)-1-羟乙基]斗甲基-7-氧-1-氮杂双环-[3,2,0]庚-2-烯-2-羧酸，或(4R，5S,6S)-3-[(2S,4S)-2-甲酰[(2，2-二甲基-丙烷-l-基)氨基]-吡咯烷-4-基]硫基-6-[(lR)-l-羟乙基H-甲基-7-氧-l-氮杂双环-[3,2，0]庚-2-烯-2-羧酸；及其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物、或其酯或盐的水合物。
5、 权利要求1 4任一项所述的化合物，其易水解的酯是其羧基以易于水解的酯基形式存在的化合物，所述的酯包括低级链烷酰氧垸基酯、低级垸氧羰氧基垸基酯、低级垸氧基甲基酯、低级链垸酰氨基甲基酯、(2，2-二甲基-1-氧代丙氧基)甲基酯、(5-甲基-2-氧代-l，3-二氧杂环戊烯斗基)甲基酯、2-[(2-甲基丙氧基燥基]-2-戊烯酯、l-[[(l-甲基乙氧基凍基]氧基]乙酯、l-(乙酰氧基)乙酯、(5-甲基-2-氧代-l,3-二氧杂环戊烯-4-基)甲基酯、l-[[(环己氧基)羰基]氧基]乙酯以及3,3-二甲基-2-氧丁酯。
6、 权利要求1 4任一项所述的化合物，其药学上可接受的盐为无机酸盐、有机酸盐、氨基酸盐、有机碱盐或无机碱盐，其中无机酸包括盐酸、氢溴酸、硝酸、硫酸、磷酸；有机酸包括乙酸、三氟乙酸、甲磺酸、甲苯磺酸、马来酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、富马酸；氨基酸包括精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸；有机碱包括葡甲胺、氨基葡萄糖、三甲基胺、三乙基胺、二环己基胺、N,N-二苄基-l，2-乙二胺；无机碱包括钠、钾、钡、钙、镁、锌、锂的碱性化合物。
7、 包括权利要求1 4任一项所述的化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物、或其酯或盐的水合物与一种或多种药用载体和/或稀释剂的药物组合物。
8、 如权利要求7所述的药物组合物，其中含有权利要求1 4任一项所述的化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物，或其酯或盐的水合物0.05g 5g作为必需的活性组分。
9、 如权利要求7所述的药物组合物为临床上或药学上可接受的任一剂型。
10、 权利要求1 4任一项所述的化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物用于制备治疗和/或预防感染性疾病的药物的用途。
全文摘要
本发明涉及通式(I)所示的碳青霉烯类化合物、其易水解的酯、其药学上可接受的盐、其异构体、其水合物，及其酯或盐的水合物，以及式(I)所示化合物的制备方法；这些化合物用作药用活性物质的用途，特别是用于制备治疗和/或预防感染性疾病的药物的用途，以及含有式(I)所示化合物的药物组合物。通式(I)中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵的定义详见说明书。
文档编号C07D477/00GK101456861SQ200810128958
公开日2009年6月17日 申请日期2008年6月20日 优先权日2007年6月22日
发明者黄振华 申请人:山东轩竹医药科技有限公司