專利名稱：1-甲基碳雜青霉烯衍生物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有優(yōu)良抗菌活性的1-甲基碳雜青霉烯衍生物及其制備方法。
已知硫霉素(thienamycin)(碳雜青霉烯衍生物中的一種)對包括革蘭氏陽性菌和陰性菌的大范圍病原微生物具有優(yōu)良的抗菌活性。因為其對耐頭孢菌素的細菌具有高活性，故人們對它極為關注。但是，硫霉素極易通過在人體內的脫氫肽酶工而失活，故口服無活性。鑒于此點許多研究者廣泛地研究新的碳雜青霉烯衍生物，使它能通過口服途徑而對各種微生物具有優(yōu)良的抗菌活性，且對脫氫肽酶Ⅰ是穩(wěn)定的。例如，日本專利第一次公開(kokai)第49783/1990號揭示了(2-位被2-氧代吡咯烷-4-基硫化基團取代的)6-(1-羥乙基)-1-甲基碳雜青霉烯-2-烯3-羧酸。但是，1-甲基碳雜青霉烯環(huán)的2-位上被2-硫代吡咯烷-4-基取代的化合物是以前所未知的。
本發(fā)明者集中研究了新的1-甲基碳雜青霉烯衍生物，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)1-甲基碳雜青霉烯環(huán)的2-位上具有2-硫代吡咯烷-4-基取代的1-甲基碳雜青霉烯衍生物具有比已知的碳雜青霉烯衍生物的抗菌活性優(yōu)越并且口服吸收好，對脫氫肽酶Ⅰ極其穩(wěn)定。
本發(fā)明的一個目的是提供具有優(yōu)良的抗菌活性，對脫氫肽酶Ⅰ有優(yōu)良的穩(wěn)定性且有高度口服可吸收性的新穎的1-甲基碳雜青霉烯衍生物。本發(fā)明的另一個目的是提供制備新穎的1-甲基碳雜青霉烯衍生物的方法。熟悉該技術領域的人員從下面的闡述中可以實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其它目的并熟悉本發(fā)明的優(yōu)點。
本發(fā)明的1-甲基碳雜青霉烯衍生物具有下式結構
其中R1是氫原子或羥基的保護基團，R2是氫原子或酯殘基，R3是氫原子或低級烷基。
在本發(fā)明的式[Ⅰ]化合物中，R1是氫原子，R2是氫原子或是在人體內通過代謝能水解的酯基的式[Ⅰ]化合物或其鹽具有優(yōu)良的抗菌活性并可用作藥物。此外，在式[Ⅰ]的化合物中R1是保持基團和/或R2是保護羧基的酯殘基的式[Ⅰ]化合物可用作制備上述有優(yōu)良抗菌活性的化合物中間產物。
化合物[Ⅰ]中作為R1的羥基保護基團包括低級烷氧基羰基，鹵代低級烷氧羰基，取代或非取代的苯基低級烷基(例如，任意地被選自硝基和低級烷氧基取代基所取代的芐基)，三(低級烷基)甲硅烷基，取代或非取代的苯基-低級烷氧基羰基(例如，任意地被選自硝基和低級烷氧基所取代的芐氧基羰基)之類。
作為R2的酯殘基包括能在人體內通過代謝而水解的酯殘基以及可以是保護羧基的酯殘基。在人體內能通過代謝而水解的酯殘基包括，例如，-A-OCOR4，-A-OCOOR4戒-A-O-R4(其中A是低級亞烷基，R4是低級烷基，環(huán)烷基，低級鏈亞烷?；?，低級烷氧基-低級烷基或低級鏈烷酰氧基-低級烷基)。這些酯殘基的合適例子是低級鏈烷酰氧基-低級烷基，環(huán)烷基羰基氧基-低級烷基，低級鏈亞烷酰基-低級烷基，低級烷氧基-低級鏈烷酰氧基-低級烷基，低級鏈烷?；?低級烷氧基-低級烷基，低級烷氧基-低級烷基，低級烷氧基-低級烷氧基-低級烷基，低級烷氧基羰基氧基-低級烷基，低級烷氧基-低級烷氧基羰基氧基-低級烷基之類。
可以是保護羧基的酯殘基包括，例如，低級烷基，低級亞烷基，鹵代-低級烷基，酯基苯甲基及低級烷氧基二苯甲基。
在本說明書的規(guī)定及權項中，低級烷基、低級亞烷基和低級烷氧基較好地有1-6個碳原子，較好為1-4個碳原子，低級鏈烷酰基和低級亞烷基較好有2-8個碳原子，最好有2-6個碳原子，低級亞烷酰基和環(huán)烷基較好有3-8個碳原子，較好有3-6個碳原子。
本發(fā)明的化合物[Ⅰ]可以以游離形式或其藥學上可接受的鹽的形式用作藥物。藥學上可接受的鹽包括，例如，諸如鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、鋁鹽之類的無毒性金屬鹽，與諸如三烷基胺(例如，三乙胺等)、吡啶、乙醇胺、三乙醇胺、二環(huán)己胺之類的無毒性胺類所成的鹽與諸如賴氨酸、精氨酸之類的堿性氨基酸所成的加成鹽?；衔颷Ⅰ]的鹽也可以是與諸如有氨基或季銨基的聚苯乙烯樹脂的樹脂成鹽。
化合物[Ⅰ]或其藥學上可接受的鹽可被口服或非腸胃道給藥(例如，靜注、肌注或皮下注射)。這些化合物的每日劑量是在約0.002-0.04克/公斤體重的范圍內，較好地為0.005-0.01克/公斤體重。它們可以與藥學上可接受的載體或稀釋劑混合而成的適合口服或非腸胃道給藥的藥劑形式，例如固體制劑(如片劑、顆粒劑、膠囊劑等)及液體制劑(如溶液劑、懸浮劑、乳劑等)形式而被使用。
化合物[Ⅰ]包括由于不對稱碳原子而成的種種異構體，該發(fā)明也包括這些異構體及其混合物。但是，就用作藥物而言，化合物[Ⅰ]較好地為碳雜青霉烯核的1-位、5-位和6-位依次為R，S和R構型，6-取代基的1-位是R構型，進一步地是在吡咯環(huán)中的取代基位置上是S構型或R構型。
通過使下式(Ⅱ)酮類化合物在2-位上的活性衍生物
(其中R1和R2的定義同上)與下式(Ⅲ)的硫醇化合物或其鹽反應
(其中R3的定義同上)而制得本發(fā)明的化合物[Ⅰ]或它們的鹽。
在酮類化合物[Ⅱ]在2-位的反應活性衍生物包括任何常規(guī)化合物，例如，式[Ⅱ-a]化合物
其中R1和R2的定義同上，X是二苯基磷?；?低級烷基)取代的苯基磷?；?低級烷基)磷?；?，低級烷磺?；?，苯磺酰基或低級烷基取代的苯磺?；?，通過使酮類化合物[Ⅱ]與相應的磷酰鹵或磺酸化合物在堿性物質(如三(低級烷基)胺、4-二(低級烷基)氨基吡啶等)存在下或沒有堿存在下反應而制得式[Ⅱ-a]化合物。
硫醇化合物[Ⅲ]的鹽包括，例如堿金屬鹽、三(低級烷基)銨鹽之類。
在堿存在下或無堿存在下使酮類化合物[Ⅱ]的活性衍生物與硫醇化合物[Ⅲ]進行反應。堿包括任何常規(guī)的堿，較好的是三(低級烷基)胺，4-二(低級烷基)氨基吡啶等等。反應通常在適當?shù)娜軇┲谢驘o溶劑時于冷卻下(例如-5-0℃)進行。溶劑包括任何常規(guī)的惰性溶劑，例如，無水乙腈、四氫呋喃、二氯甲烷等等。
這樣制得的化合物[Ⅰ](其中R1的被護羥基和/或R2是可為被護羧基的酯殘基)可除去保護基團和/或酯殘基以得到式[Ⅰ-a]化合物或其鹽
其中R1和R2的定義同上。可用一般方法除去保護基團或酯殘基。
用常規(guī)方法使這樣制得的化合物[Ⅰ-a]酯化得到式[Ⅰ-b]化合物
其中R1和R3的同義同上，R21是酯殘基。
在起始化合物中，用“雜環(huán)(HGTEROCYCLES)，第21卷，29頁1984”中所述的相似方法可制得酮類化合物[Ⅱ]，在三苯膦和偶氮二羧酸二乙酯存在下使N-取代或非取代的羥基-2-吡咯烷酮和硫代乙酸反應，然后用Lawesson's試劑[＝2，4-二(4-甲氧基苯基)-1，3-二硫雜-2，4-二膦雜環(huán)丁烷-2，4-二硫化物]處理，然后進行脫酰反應而制得硫醇化合物[Ⅲ]。
下列實施例和參比實施例闡述了本發(fā)明的化合物，但本發(fā)明化合物并不只限于此。
實施例1(1)將(1R，5R，6S)-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基-2-氧代碳雜青霉烷-3-羧酸4-硝基苯甲酯(7.6克)溶于無水乙腈(53ml)中，在氮氣下及低于0℃向內依次滴加入二異丙乙胺(2.9克)及二苯基磷酰氯(6.1克)。在相同的溫度下將混合物攪拌30分鐘，在低于-15℃下將(4S)-4-巰基吡咯烷-2-硫酮(2.5克)和二異丙基乙胺(2.9克)在無水乙腈(53ml)中的溶液滴加入反應混合物中[它包含(1R，5R，6S)-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基-2-二苯基磷酰)基氧代碳雜青霉-2-烯3-羧酸4-硝基苯甲基]。將混合物在相同溫度下攪拌1.5小時，向反應混合物中加水(53ml)。減壓濃縮混合物以除去乙腈。殘留物用乙酸乙酯萃取。萃取液用鹽水洗滌，干燥并減壓蒸發(fā)。殘留物用硅膠柱色譜層析純化(洗脫劑，氯仿∶乙醇＝20∶1)得到(1R，5S，6S)-2-[(4S)-吡咯烷-2-硫羰基-4-基硫代]-6[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸4-硝基苯甲酯(4.7克)的無定形粉末。
NMR(CDCl3)δppm1.29(3H，d)，1.36(3H，d)，2.90(1H，dd)，3.23-3.34(2H，m)，3.61-3.71(2H，m)，4.00-4.32(5H，m)，5.23，5.49(2H，d)，7.65，8.23(4H，d)，7.83(1H，br，s)(2)使上述所得的產物混合物(0.5克)、碳酸氫鉀(0.105克)、四氫呋喃(10ml)、乙醇(10ml)和10%鈀-碳(1克)在大氣壓和室溫下氫化1小時。過濾除去催化劑后，減壓蒸去有機溶劑。水層用乙酸乙酯洗滌，并減壓蒸發(fā)至干燥。殘留物用非離子吸附樹脂Mitsubishi Kasei公司制備的CHP-20P)裝柱(洗脫劑，水)純化得到(1R，5S，6S)-2-[(4S)-吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽(0.11克)的無定形粉末。
NMR(D2O)δppm1.20(3H，d)，1.28(3H，d)，2.84(1H，dd)，3.24-3.47(3H，m)，3.62-3.72(1H，m)，4.08-4.27(4H，m)實施例2(1)除了用(4R)-4-巰基吡咯烷-2-硫酮(1.1克)代替(4S)-4-巰基吡咯烷-2-硫酮，用與實施例1-(1)相似的方法得到(1R，5S，6S)-2-[(4R)-吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸4-硝基苯甲酯(1.8克)的無色針狀晶體。
熔點168-170℃NMR(DMSO)δppm1.15(6H，d)，2.74(1H，dd)，3.30-3.51(4H，m)，3.97-4.31(4H，m)，5.08(1H，d)，5.29，5.47(2H，d)7.70，8.24(4H，d)，10.39(1H，br.s)(2)上述所得的產物(0.5克)用實施例1-(2)所述的相似方法處理得到(1R，5S，6S)-2-[(4R)-吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽(0.12克)的無定形粉末。
NMR(D2O)δppm1.20(3H，d)，1.29(3H，d，)，2.94(1H，dd)，3.28-3.67(4H，m)，4.06-4.27(4H，m)實施例3在冰冷卻下，向(1R，5S，6S)-2-[(4R-吡咯-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽(0.34克、N，N-二甲基酰胺(3ml)和碳酸鉀(0.12克)混合物中滴加入異丁?；醮谆?0.27克)。在相同的溫度下使混合物攪拌30分鐘，將乙酸乙酯(10ml)加至反應混合物中，混合物用水洗滌，對有機層進行減壓蒸發(fā)以除去溶劑。殘留物用硅膠柱快速層析純化(洗脫液，氯仿∶乙醇＝20∶1)，然后用異丙醚和乙酸乙酯重結晶得到(1R，5S，6S)-2-[(4R)-吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1羥乙基]1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸異丁酰氧甲酯(0.12克)的無色針狀晶體。
熔點158-159℃實施例4-8用實施例3所述的相似方法，用種種鏈烷酰氧代甲基碘處理(1R，5S，6S)-2-[(4R)-吡咯烷酮-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽而制得如下表1所示的種種化合物表1
實施例9-28用實施例3所述的相似方法，用各種不同取代的甲基碘或1-取代的乙基碘處理(1R，5S，6S)-2-[(4S)-吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽而制得如下表2所示的種種酯化合物。
表2
待續(xù)表2(續(xù))
待續(xù)表2(續(xù))
待續(xù)表2(續(xù))
實施例29(1)將(1R，5R，6S)-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基-2-氧代碳雜青霉烷-3-羧酸4-硝基苯甲醇(25.2克)溶于無水乙腈(173ml)中，在氮氣下和低于0℃下向內依次滴加入二異丙基乙胺(13ml)和二苯基磷酰氯(15.5ml)。在相同溫度下攪拌混合物30分鐘，在低于-5℃下將(4R)-N-甲基-4-巰基吡咯烷-2硫酮(13克)和二異丙基乙胺(11.5克)在無水乙腈(173ml)中的溶液滴加至反應混合物中。在0℃下攪拌1.5小時后，將反應混合物倒入磷酸鹽緩沖液(pH7.0，1升)中。過濾分離出沉淀出來的結晶并溶于氯仿(2升)和四氫呋喃(1升)的混合液中，用水洗滌溶液，干燥并減壓蒸干。殘留物用二乙醚重結晶得到(1R，5S，6S)-2-[(4R)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸-4-硝基苯甲酯(23.5克)的無色針狀晶體。
熔點157-158℃(2)在室溫和大氣壓下，將上述所得產物(6克)、四氫呋喃(250ml)、乙醇(250ml)、碳酸氫鈉(1.03克)、水(250ml)和10%鈀-碳(含水量52%，22.8克)的混合物氫化。1.5小時過濾除去催化劑后，減壓蒸去有機溶劑。水層用乙酸乙酯洗滌，用活性碳處理并過濾。減壓濃縮濾液，殘留物用乙醇重結晶得到(1R，5S，6S)-2-[(4R)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鈉鹽(3.2克)的無色針狀晶體。
熔點170-180℃(分解)實施例30將(1R，5S，6S)-2-[(4H)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鈉鹽(400mg)懸浮在N，N-二甲基甲酰胺(5ml)中，并向內加入碳酸鉀(146mg)。在5-7℃下向混合物中加入乙酰氧基甲基碘(275mg)，讓混合物在相同的溫度下，攪拌1小時。將反應混合物倒入磷酸緩沖液(pH7.0)中，并用乙酸乙酯萃取。有機層用水洗滌，干燥并減壓濃縮。殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫液，氯仿∶乙醇＝98∶2)，然后四氫呋喃和二乙醚結晶得到(1R，5S，6S)-2-[(4R)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸乙酰氧基甲酯(250mg)的無色針狀晶體。
熔點124-126℃實施例31-37在實施例30所述的相同方法中，用各種不同取代的甲基碘來處理(1R，5S，6S)-2-[(4R)-N-甲基碳雜青霉-2-烯]-3-羧酸鈉鹽以制得下表3所述的種種酯化合物。
表3
實施例38(1)在實施例29-(1)所述的的相同方法中，用(4S)-N-甲基-4-巰基吡咯烷-2-硫酮來處理(1R，5R，6S)-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基-2-氧基碳雜青霉烷-3-羧酸4-硝基芐酯以得到(1R，5S，6S)-2-[(4S)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸4-硝基苯甲酯的無定形粉末。
NMR(CDCl3)δppm1.29(3H，d)，1.36(3H，d)，3.00-3.15(1H，m)，3.25(3H，s)，3.15-3.35(2H，m)，3.40-3.60(1H，m)，3.65-3.80(1H，m)，3.85-4.00(1H，m)，4.05-4.20(1H，m)，4.20-4.35(2H，m)，5.22，5.22(2H，ABq)，7.64，8.23(4H，A2B2q)(2)上述所得的產物用實施例29-(2)所述的相同方法處理得到(1R，5S，6S)-2-[(4S)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鈉鹽的無色針狀晶體。
熔點185-190℃(分解)實施例39-46在實施例30所述的相似方法中，用各種不同取代的甲基碘處理(1R，5S，6S)-2-[(4S)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鈉鹽以制得如下表4所示的各種酯化合物。
表4
實施例47(1)將(1R，5R，6S)-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基-2-氧代碳雜青霉烷-3-羧酸4-硝基苯甲酯(8.3克)溶于無水乙腈(50ml)中，在氮氣下和低于0℃下向內依次滴加入二異丙基乙胺(4ml)和二苯基磷酰氯(4.8ml)。在相同溫度下使混合物攪拌30分鐘后，在低于(15℃下向反應混合物中滴加入(3R)-3-巰基吡咯烷-2-硫酮(4克)和二異丙基乙胺(4ml)在無水乙腈(50ml)中的溶液。將混合物在相同溫度下攪拌1.5小時并加入水(50ml)。減壓濃縮混合物以除去乙腈。殘留物用乙酸乙酯萃取，萃取物用水洗滌，再經減壓蒸干得到的殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑，氯仿∶甲醇＝99∶1)得到(1R，5S，6S)-2-[(3R)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸4-硝基苯甲酯(4.3g)的無定形粉末。
NMR(CDCl3)δppm1.20-1.40(6H，m)，1.68(1H，br.s)，2.20-2.40(1H，m)，2.60-2.80(1H，m)，3.30-3.50(1H，m)，3.30-3.40(1H，m)，3.60-3.90(2H，m)，4.20-4.40(2H，m)，4.40-4.50(1H，m)，5.22(1H，d)，5.50(1H，d)，7.62(2H，d)，8.12(1H，br.s)，8.22(2H，d)(2)在室溫和大氣壓下使上述所得產物(2克)、水(78ml)、四氫呋喃(39ml)、乙醇(39ml)、碳酸氫鉀(0.42克)和10%鈀-碳(4克)的混合物氫化2小時。過濾除去催化劑后，減壓蒸去有機溶劑。水層用乙酸乙酯洗滌，減壓濃縮至干燥。殘留物用非離子吸附樹脂(Mitsubishi Kasei公司制得的CHP-20P)裝柱(洗脫液水)的柱純化得到(1R，5S，6S)-2-[(3R)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代]-6-[(1R)-1-羥乙基]-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽(0.9克)的無定形粉末。
NMR(D2O)δppm1.20-1.40(6H，m)，2.20-2.40(1H，m)，2.60-2.80(1H，m)，3.30-3.50(2H，m)，3.70-3.90(2H，m)，4.20-4.40(2H，m)，4.50-4.60(1H，m)。
實施例48將(1R，5S，6S)-2-〔(3R)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽(0.5克)懸浮于N，N-二甲基甲酰胺(5ml)中。在冰冷卻下向懸浮液中加入異丁酰氧基甲基碘(338mg)，在同樣溫度下將混合物攪拌30分鐘。向反應混合物中加入乙酸乙酯，混合物用水洗滌并減壓濃縮至干燥。殘留物用硅膠快速柱層析純化(洗脫劑，氯仿∶甲醇＝20∶1)得到(1R，5S，6S)-2-〔(3R)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸異丁酰氧基甲酯(0.14克)的無定形粉末。
NMR(CDCl3)δppm1.20-1.40(12H，m)，2.20-2.40(2H，m)，2.60-2.90(2H，m)，3.30-3.40(2H，m)，3.60-3.90(2H，m)，4.20-4.30(2H，m)，4.40-4.50(1H，dd)，5.87(1H，d)，5.98(1H，d)，8.15(1H，br.s)實施例49在實施例47所述的相同方法中，用(3S)-3-巰基吡咯烷-2-硫酮處理(1R，5S，6S)-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基-2-氧代碳雜青霉烷-3-羧酸4-硝基苯甲酯得到(1R，5S，6S)-2-〔(3S)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽。
NMR(D2O)δppm1.20-1.40(6H，m)，2.20-2.40(1H，m)，2.70-2.90(1H，m)，3.40-3.50(1H，m)，3.60-3.90(3H，m)，4.20-4.40(3H，m)實施例50在本實施例48所述的相同方法中，用異丁?；趸谆馓幚?1R，5S，6S)-2-〔(3S)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸鉀鹽得到(1R，5S，6S)-2-〔(3S)-吡咯烷-2-硫碳-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸異丁酰氧基甲酯。
NMR(CDCl3)δppm1.10-1.40(12H，m)，2.10-2.40(2H，m)，2.50-2.80(2H，m)，3.20-3.30(1H，m)，3.60-3.90(3H，m)，4.20-4.40(3H，m)，5.84(1H，d)，5.94(1H，d)，7.82(1H，br.s)參比實施例1(1)將(4R)-4-羥基-2-吡咯烷酮(4.5克)懸浮于四氫呋喃(300ml)中，向內加入三苯磷(23.4克)。在室溫下攪拌10分鐘后，在低于-10℃溫度下向混合物中滴加入偶氮羧酸二乙酯(14ml)，在相同溫度下使混合物攪拌10分鐘，在低于-10℃下向反應混合物中滴加入硫代乙酸(6.3ml)，在相同的溫度下使混合物攪拌2小時，減壓蒸去溶劑。殘留物用二異丙醚結晶，過濾除去沉淀。減壓濃縮濾液，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑，氯仿∶乙醇＝98∶2)得到(4S)-4-乙?；虼?2-吡咯烷酮(3.8克)的油狀物。
NMR(CDCl3)δppm2.29(1H，dd)，2.35(3H，s)，2.81(1H，dd)，3.31(1H，dd)，3.88(1H，dd)，4.10-4.23(1H，m)，7.02-7.17(1H，b)(2)使上述所得產物(4.8克)、甲苯(100ml)和Lawesson's試劑〔＝2，4-二(4-甲氧基苯基)-1，3-二硫雜-2，4-二膦雜環(huán)丁烷-2，4-二硫化物〕(6.1克)的混合物回流15分鐘，然后減壓蒸去溶劑至干燥。殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑，氯仿∶乙酸乙酯＝95∶5)得到(4S)-4-乙酰硫代吡咯烷-2-硫酮(3.6克)的無色針狀晶體。
熔點91-92℃〔α〕23D-57.5°(C＝1，甲醇)(3)在冰冷卻下使上述所得產物(3.6克)和16%氨-甲醇溶液(36ml)的混合物攪拌30分鐘。蒸去溶劑后，殘留物與甲苯(36ml)共蒸發(fā)得到(4S)-4-巰基吡咯烷-2-硫酮(2.7克)。所得的粗產物可用于下面步驟而無需進一步純化。
參比實施例2(1)用參比實施例1-(1)所述的相同方法處理(4S)-4-羥基-2-吡咯烷酮(1.7克)得到(4R)-4-乙酰硫代-2-吡咯烷酮(2克)的油狀物。
NMR(CDCl3)δppm2.29(1H，dd)，2.35(3H，s)，2.80(1H，dd)，3.31(1H，dd)，3.89(1H，dd)，4.10-4.23(1H，m)
(2)用參比實施例1-(2)所述的相似方法處理上述所得的產物(1.9克)得到(4R)-4-乙酰硫代吡咯烷-2-硫酮(1.8克)的無色針狀晶體。
熔點91-93℃〔α〕25D+57.7°(C＝1，甲醇)(3)上述所得的產物(1.7克)用參比實施例1-(3)的相同方法處理得到(4R)-4-巰基吡咯烷-2-硫酮(1.3克)。所得的粗產物被用于下面的步驟而無需進一步純化。
參比實施例3(1)將(4S)-N-芐氧基羰基-4-羥基-2-吡咯烷酮(116克)、叔丁基二甲基甲硅烷氯(81.4克)、咪唑(67.4克)和二甲基甲酰胺(350ml)的混合物在室溫下攪拌17小時，真空蒸去溶劑。向殘留物中加入乙酸乙酯，混合物用水洗滌，干燥并減壓濃縮。殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑，正己烷∶乙酸乙酯＝4∶1-2∶1)得到(4S)-N-芐氧基羰基-4-叔丁基二甲基甲硅烷基氧基-2-吡咯烷酮(160克)的無色針狀晶體。
熔點59-60℃(2)將上述所得的產物(160克)溶于甲醇(1升)中，向內加入鈀黑(5克)。使混合物進行催化氫化(氫氣壓力3.5Kg/cm2，室溫，反應1小時)。濾去催化劑后，減壓濃縮濾液，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫液，正己烷∶乙酸乙酯＝2∶1-1∶2)得到(4S)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-2-吡咯烷酮(51克)的無色針狀晶體。
熔點90-93℃(3)在-40℃下將上述所得產物(51克)加至氫化鈉(62%，10.1克)在二甲基甲酰胺(510ml)中有懸浮液中，10分鐘后，在攪拌下向內加入甲基碘(37克)，使混合加熱經歷1.5小時至40℃，向內加入乙酸。將反應混合物倒入冰水(1.5升)中，并用乙酸乙酯萃取。有機層用水洗滌，干燥并減壓濃縮。殘留物用硅膠柱層析純化得到(4S)-N-甲基-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基-2-吡咯烷酮(41克)的無色油。
NMR(CDCl3)δppm0.00(6H，s)，0.81(9H，s)，2.20-2.32(1H，m)，2.45-2.60(1H，m)，2.78(3H，s)，3.12-3.20(1H，m)，3.45-3.50(1H，m)，4.30-4.42(1H，m)(4)將上述所得的產物(41克)溶于甲醇(250ml)中，在冰冷卻下向內加入6N鹽酸(40ml)在室溫下使混合物攪拌10分鐘。反應完成后，用碳酸氫鈉(30克)中和反應混合物，減壓蒸發(fā)。用乙酸乙酯洗滌殘留物，減壓蒸發(fā)至干燥。將丙酮加至殘留物中，過濾除去不溶部分。減壓濃縮濾液，殘留物用硅膠柱層析純化(洗脫劑氯仿∶乙醇＝10∶1)得到(4S)-N-甲基-4-羥基-2-吡咯烷酮(21克)的無色油狀物。
NMR(CDCl3)δppm2.30-2.40(1H，m)，2.60-2.75(1H，m)，2.65(3H，s)，3.25-3.35(1H，m)，3.60-3.70(1H，m)，4.40-4.50(1H，m)，4.64(1H，d)(5)上述所得產物(21.3克)用參比實施例1-(1)所述的相同方法處理得到(4R)-N-甲基-4-乙?；虼量┩?2-硫酮(26克)的黃色油。
MNR(CDCl3)δppm2.35(3H，s)，2.90-3.05(1H，m)，3.26(3H，s)，3.40-3.55(1H，m)，3.60-3.70(1H，m)，4.05-4.15(1H，m)，4.15-4.30(1H，m)(6)在室溫下將上述所得產物(16.9克)和16%氨-甲醇溶液(100ml)的混合物攪拌20分鐘，減壓蒸去溶劑后向殘留物中加入乙腈(50ml)，濃縮混合物得到(4R)-N-甲基-4-巰基吡咯烷-2-硫酮(13克)。所得的粗產物被用于接下去的步驟而無需進一步純化。
參比實施例4(1)用參比實施例1-(2)所述的方法處理(3R)-3-乙酰硫代吡咯烷-2-酮(9克)得到(3R)-3-乙酰硫代吡咯烷-2-硫酮)。
熔點98-100℃〔α〕23D-123.1°(C＝0.72甲醇)(2)讓上述所得的產物(4克)和16%氨-甲醇溶液(100ml)的混合物在室溫下靜置40分鐘。減壓蒸去溶劑后，用二異丙醚洗滌殘留物得到(3R)-4-巰基吡咯烷-2-硫酮(4克)。所得的粗產物被用于接下去的步驟中而無需進一步純化。
參比實施例5用參比實施例1-(2)所述的相同方法處理(3S)-3-乙酰硫代吡咯烷-2-酮得到(3S)-3-乙酰硫代吡咯烷-2-硫酮。
熔點97-100℃〔α〕23D-126.6°(C＝0.56，甲醇)參比實施例6將異丙氧基羰基氧基乙基氯(＝2-氯乙基異丙基羧酸酯)(1.67克)、四氯化碳(10ml)、碘化鈉(2.10克)和無水氯化鋅(0.08克)的混合物在室溫下攪拌2小時，然后將冰水加至混合物中，分離出有機層，水層用四氯化碳苯取兩次，洗滌合并的有機層，干燥，減壓蒸發(fā)得到異丙氧基羰基氧基乙基碘(＝2-碘乙基異丙基碳酸酯(1.48克)的油狀物。
NMR(CDCl3)δppm1.31(6H，d，J＝6Hz)，2.20(3H，d，J＝6Hz)，5.00(1H，m)，6.82(1H，q，J＝6Hz)在1-甲基碳雜青霉烯素環(huán)的2-位上有2-硫代吡咯烷-4-基硫代基的本發(fā)明化合物〔Ⅰ〕及其藥學上可接受的鹽對包括革蘭氏陽性菌和陰性菌，諸如Escherichia，，Salmonella，Shigella，Klebsiella，Proteus，Morganella，Providencia，Citrobacter，Bacteroides，Streptococcus，Staphylococcus，Enterobacter，Serratia，Pseudomonas，等等族的各種微生物的廣譜微生物具有優(yōu)良的抗菌活性，它們進一步對臨床分離的病原菌株具有高的抗菌活性，因此，它們可用來治療由微生物引起的感疾病。
例如，與日本專利第一次公開(KoKai)第49783/1990所揭示的在2-位有2-氧基吡咯烷-4-基硫代基的化合物相比較，本發(fā)明化合物對Staphylococcus aureus，Staphylococcus epidermidis，Esherichia coli，Proteus vuljaris和Pseudomonas aeruginosa的抗菌活性強2-4倍。
此外，由于化合物〔Ⅰ〕及其藥學上可接受的鹽在-甲基碳雜青霉烯核的2-位上引入了2-硫代吡咯烷-4-基硫代基，故它們對脫氫肽酶Ⅰ具有極高的穩(wěn)定性，例如與上述日本專利第一次公開第49783/1990號所揭示的化合物相比，本發(fā)明化合物〔Ⅰ〕對脫氫肽酶Ⅰ的穩(wěn)定性高2倍或更高。
進一步地說，本發(fā)明的化合物〔Ⅰ〕及其藥學上可接受的鹽特征在于它們對于治療膽道的感染疾病是有效的，因為它們在膽汁中的分布濃度高。
此外，由于本發(fā)明的化合物〔Ⅰ〕及其藥學上可接受的鹽口服吸收好，故它們的療效高，例如，給被Staphvlococcus aureus金黃色葡萄球菌侵染的鼠口服本發(fā)明的化合物〔Ⅰ〕，與日本專利第一次公開(KoKai)第49783/1990號所揭示的化合物相比，其療效要好2-8倍。
而且，本發(fā)明化合物〔Ⅰ〕及其藥學上可接受的鹽也是低毒的，因此具有安全性。例如，給鼠以4，000mg/kg的劑量口服(1R，5S，6S)-2-〔(4R)-吡咯烷-2-硫碳-4-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸異丁酰氨基甲酯。7天后無小鼠死亡。
因此，本發(fā)明的化合物〔Ⅰ〕及其藥學上可接受的鹽是有用的抗菌藥物，例如，作為包括人的哺乳動物的化療藥物及動物飼料的添加劑可用來預防和治療由種種微生物引起的感染疾病。
權利要求
1.1-甲基碳雜青霉烯衍生物或其鹽，其特征在于它有下式結構
其中R1是氫原子或羥基的保護基團，R2是氫原子或酯殘基，R3是氫原子或低級烷基。
2.根據(jù)權利要求1所述的化合物，其特征在于其中R1是氫原子，R3是氫原子或低級烷基。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的化合物，其特征在于其中R1是氫原子，R2是氫原子或選自由低級鏈烷?；?低級烷基，環(huán)烷基羰基氧基低級烷基，低級鏈亞烷?；?低級烷基，低級烷氧基-低級鏈烷酰基-低級烷基，低級鏈烷?；?低級烷氧基-低級烷基，低級烷氧基-低級烷基，低級烷氧基-低級烷氧基-低級烷基，低級烷氧基羰基氧基-低級烷基和低級烷氧基-低級烷氧基羰基氧基-低級烷基所組成組中的酯基殘基。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的化合物，其特征在于，其中R2是選自由低級烷基、低級亞烷基、鹵代-低級烷基、硝基芐基及低級烷氧基二苯甲基所組成的酯基殘基。
5.(1R，5S，6S)-2-〔(4S)-吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸或其藥學上可接受的鹽或酯。
6.(1R，5S，6S)-2-〔(4R)-吡咯烷-2-硫羰-4-基-硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-2-羧酸，或其藥學上可接受的鹽或酯。
7.(1R，5S，6S)-2-〔(4S)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸或其藥學上可接受的鹽或其酯。
8.(1R，5S，6S)-2-〔(4R)-N-甲基吡咯烷-2-硫羰-4-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸，或其藥學上可接受的鹽或酯。
9.(1R，5S，6S)-2-〔(3S)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸，或其藥學上可接受的鹽酯。
10.(1R，5S，6S)-2-〔(3R)-吡咯烷-2-硫羰-3-基硫代〕-6-〔(1R)-1-羥乙基〕-1-甲基碳雜青霉-2-烯-3-羧酸，或其藥學上可接受的鹽或其酯。
11.一種制備式〔Ⅰ〕的1-甲基碳雜青霉烯衍生物或其鹽的方法
其中R1是氫原子或被護羧基，R2是氫原子或酯殘基，R3是氫原子或低級烷基，其特征在于該方法包括使式〔Ⅱ〕酮類化合物在2-位的醇活性衍生物
(其中R1和R2的定義同上)與式〔Ⅲ〕的硫醇化合物或其鹽反應，然后可任意地將產物轉化成鹽(其中R3如上述定義)
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其特征在于其中制得的化合物〔Ⅰ〕或其鹽中R1是被護氫原子和/或R2是可以為被護羧基的酯殘基，它可被進一步除去保護基團和/或酯殘基，然后可選擇性地將產物轉化成其鹽，以得到式〔Ⅰ-a〕化合物或其鹽
其中R1和R3的定義同上。
13.一種制備式〔Ⅰ-b〕的1-甲基碳雜青霉烯衍生物的方法
其中R1是氫原子或被護羥基，R3是氫原子或低級烷基，R21是酯基，其特征在于該方法包括使式〔Ⅰ-a〕的化合物或其鹽酯化
其中R1和R3的定義同上。
全文摘要
下式的1-甲基碳雜青霉烯衍生物或其鹽
文檔編號A61K31/40GK1060093SQ91108869
公開日1992年4月8日 申請日期1991年9月7日 優(yōu)先權日1990年9月7日
發(fā)明者巖崎為雄, 近藤一彥, 堀川裕志, 山口東太郎, 松下忠弘 申請人:田邊制藥株式會社