CN101300248A

CN101300248A - 膦酸酯化的氟喹诺酮、其抗菌类似物以及预防和治疗骨和关节感染的方法

Info

Publication number: CN101300248A
Application number: CNA200680021914XA
Authority: CN
Inventors: D·德洛姆; T·霍夫顿; T·康; K·塔纳卡; Y·拉方丹; E·迪特里希; A·拉菲法
Original assignee: Targanta Therapeutics Inc
Current assignee: Targanta Therapeutics Inc
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2008-11-05
Also published as: EP1881974A2; WO2007017762A3; BRPI0610022A2; IL186672A0; WO2007017762A2; EP1881974A4; US20080287396A1; CA2605481A1; KR20080028358A; EA200702311A1; JP2008536911A; AU2006277682A1

Abstract

本发明涉及膦酸酯化的氟喹诺酮例如莫西沙星、加替沙星和环丙沙星、其抗菌类似物和使用此类化合物的方法。这些公开的化合物表示其中膦酸酯基通过可解离连接基团与氟喹诺酮抗生素连接的氟喹诺酮前药。这些化合物可用作预防和/或治疗骨和关节感染，尤其预防和/或治疗骨髓炎的抗生素。

Description

膦酸酯化的氟喹诺酮、其抗菌类似物以及预防和治疗骨和关节感染的方法

相关申请交叉参考

本申请要求2005年4月21日提交的美国专利临时申请号60/673,336的权益，该申请通过引用整体结合到本文中。

发明背景

a)发明领域

本发明涉及膦酸酯化的氟喹诺酮、其抗菌类似物和此类化合物的使用方法。这些化合物可用作预防和/或治疗骨和关节感染，尤其预防和/或治疗骨髓炎的抗生素。

b)相关技术简述

骨髓炎是由多种微生物主要是金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)造成的骨炎症(Carek等，American Family Physician(2001)，Vol12，12：2413-2420)。这种痛苦和消耗性疾病更常发生在儿童中。在成年人群体中，糖尿病和肾透析患者也易受感染。可用抗生素治疗急性形式的该疾病，但需要每日治疗的漫长疗程。但它可转为复发或慢性形式，需要反复住院和重症治疗方案。

氟喹诺酮类化合物是全合成杀菌抗生素，它们在临床疗效和经济效益方面已证实非常成功。它们以细菌拓扑异构酶II(DNA旋转酶)和拓扑异构酶IV为靶，并形成由药物、DNA和酶组成的三重复合物，该复合物干扰DNA转录、复制、修复和促使其分裂，导致细菌细胞快速死亡(Mitscher L.A.，Chem Rev.(2005)，105：559-592)。非常流行的已经和新上市的氟喹诺酮类化合物包括诺氟沙星(

US 4,146,719)、环丙沙星(

US 4,670,444)、加替沙星(

US 4,980,470)和莫西沙星(US 4,990,517)。大多数氟喹诺酮类化合物具有极有利的特性，它们抗微生物谱广、显著良好的生物利用度、药代动力学性质优良和副作用少。口服氟喹诺酮类化合物还在治疗骨髓炎中具有经证实的疗效记录(Lazzarini等，Journal ofBone and Joint Surgery(2004)，86A(10)：2305-18)。

二膦酸盐是充分表征的骨靶向药物。公认这些化合物对骨具有高亲和力，因为在形成骨组织的羟磷灰石无机物中，发现它们具有结合Ca²⁺离子的能力(Hirabayashi and Fujisaki，Clin.Pharmacokinet.(2003)42(15)：1319-1330)。因此，已制备出多种不同类型的二膦酸酯轭合化合物，用于选择性导向骨的靶向药物，包括蛋白(Uludag等，Biotechnol Prog.(2000)16：1115-1118)、维生素(US 6,214,812，US2003/0129194和WO 02/083150)、酪氨酸激酶抑制剂(WO 01/44258和WO 01/44259)、激素(US 5,183,815和US 2004/0116673)和骨扫描试剂(US 4,810,486)。这些和其它二膦酸酯衍生物已用作例如以下的骨病治疗药物：关节炎(US 4,746,654)、骨质疏松症(US 5,428,181和US 6,420,384)、高钙血症(US 4,973,576)和骨癌(US 6,548,042)。

还研究过几种靶向释放抗生素的策略(US 5,900,410、US2002/0142994；US 2004/0033969、US 2005/026864)。对于骨靶向释放抗生素，有些人建议使用二膦酸酯化抗生素。但是，实际上仅合成了几种此类化合物，包括四环素类、β-内酰胺类和氟喹诺酮类化合物(US 5,854,227；US 5,880,111；DE 195 32 235；Pieper and Keppler，Phosphorus，Sulfur and Silicon(2001)170：5-14；和Herczegh等J.Med.Chem(2002)45：2338-41)。另外，这些化合物无一在体内给药，或证实具有任何骨靶向活性。

尽管在过去几年取得了进展，但骨特异性递药仍受骨独特解剖特征的限制。尽管二膦酸酯修饰可能是一个有希望的方法，但不能肯定能否成功，因为几十年的发展证明，必须设计治疗优化的二膦酸酯衍生物，并且要在化合物-化合物的基础上进行优化(Hirabasashiand Fujisaki，Clin Pharmakokinet(2003)，42(15)：1319-1330)。

鉴于以上所述，需要预防和治疗骨和关节感染的给药效果更好的药物。更尤其是，需要能够实现时间控制(或缓释)和空间控制(或靶向)药物释放至骨的高活性的膦酸酯化的氟喹诺酮。

在阅读以下说明书后，本发明满足了这些需求和其它需求，对本领域技术人员来讲是显而易见地。

发明概述

本发明涉及具有结合骨的亲和力的抗微生物化合物。更尤其是，本发明涉及膦酸酯化的氟喹诺酮、其抗菌类似物和此类化合物的使用方法。这些化合物可用作防止、预防或治疗骨和关节感染，尤其是防止、预防和治疗骨髓炎的抗生素。

在一个实施方案中，本发明化合物由式(I)化合物及其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物和前药代表：

其中：

f为0或1；

m为0或1；

A为氟喹诺酮分子或其抗菌类似物；

B为膦酸酯基；且

L_a和L_b为使B与A偶合的可解离连接基团。

优选该连接基团使B与A共价结合。优选膦酸酯基B对骨组织具有高亲和力。

在优选的式(I)化合物的实施方案中，氟喹诺酮分子或其类似物A由式A1a和A1b代表：

其中：

当f＝1时，连接基团L_a连接在A₂，且当m＝1时，连接基团L_b连接在A₁；

当f＝1时，A₂为氨基基团，而当f＝0时，A₂为氢、卤素、烷基、芳基、吡啶基、-O-烷基或氨基基团；

当m＝1时，A₁为O或S，且当m＝0时，A₁为OH；

Z₁为烷基、芳基或-O-烷基；

Z₂为氢、卤素或氨基基团；

X₁为N或-CY₁-，其中Y₁为氢、卤素、烷基、-O-烷基、-S-烷基，或X₁与Z₁形成桥；

X₂为N或-CY₂-，其中Y₂为氢、卤素、烷基、-O-烷基、-S-烷基，或X₂与A₂形成桥；

X₃为N或CH；

X₄为N或CH。

优选，在式A1a和A1b化合物中，Z₁为环丙基，且X₂为-CY₂-，其中Y₂为氟。

在进一步优选的式(I)化合物的实施方案中，氟喹诺酮分子或其类似物A由式A2代表：

其中：

当m＝1时，A₁为O或S，且当m＝0时，A₁为OH；

Z₁为烷基、芳基或-O-烷基；

Z₂为氢、卤素或氨基基团；

Z₃为氢或卤素；且

Z₄为氢、卤素、烷基、-O-烷基或-S-烷基，或与Z₁形成桥。

优选，在式A2化合物中，Z₁为环丙基，且Z₃为氟。

在另外优选的式(I)化合物的实施方案中，氟喹诺酮分子或其类似物A由式A3代表：

其中：

当m＝1时，A₁为O或S，而当m＝0时，A₁为OH；且

Z₅为氢、卤素、烷基或-O-烷基。

在优选的式A1a、A1b、A2和A3化合物的实施方案中，所述氨基基团是N-连接取代的含氮杂环基团，更优选所述氨基基团是选自以下的基团：吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶。

在优选的式(I)化合物的实施方案中，各B为二膦酸酯基，更优选各B是独立选自以下的二膦酸酯基：

其中：各R₂独立为H、低级烷基、环烷基、芳基或杂芳基，条件是至少两个R₂为H；

各X₅独立为H、OH、NH₂或卤基。

在优选的式(I)化合物的实施方案中，L_b是选自以下的可解离连接基团：

且L_a是选自以下的可解离连接基团：

其中：n为≤10的整数；

各p独立为0或≤10的整数；

R_L为H、乙基或甲基；

R_x为S、NR_L或O；

各R_w独立为H或甲基；

R_y为C_aH_b，以使a为0-20的整数，且b为1至2a+1之间的整数；

各Z独立选自氢、卤素、烷基、烷氧基、酰基、酰氧基、羧基、氨基甲酰基、硫酰基、亚硫酰基、亚磺酰基、磺酰基、巯基、氨基、羟基、氰基和硝基，且s为1、2、3或4；

q为2或3；

X为CH₂、-CONR_L-、-CO-O-CH₂-或-CO-O-；且

Y为O、S、S(O)、SO₂、C(O)、CO₂、CH₂或不存在。

优选，在各连接基团L_a和L_b中，n为1、2、3或4，更优选n为1或2；各p独立为0、1、2、3或4，更优选0或1；R_L为H；且R_x为NR_L，更优选H。

在优选的式(I)化合物的实施方案中，氟喹诺酮分子或类似物A为环丙沙星或其抗菌类似物。

在另一个优选的式(I)化合物的实施方案中，氟喹诺酮分子或类似物A为加替沙星或其抗菌类似物。

在进一步优选的式(I)化合物的实施方案中，氟喹诺酮分子或类似物A为莫西沙星或其抗菌类似物。

在另一个本发明实施方案中，本发明化合物由式(II)化合物或其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物或前药代表：

其中：

虚线代表与任选的基团B-L₃和L₂-B连接的键，其中B-L₃或L₂-B中至少一个存在；

Z₅为氢、卤素、烷基或-O-烷基；

当L₂-B连接在A₁时，A₁为O或S，而当L₂-B不连接在A₁时，A₁为OH；

当B-L₃连接在A₂时，A₂为氨基基团，而当B-L₃不连接在A₂时，A₂为氢、卤素、烷基、芳基、吡啶基、-O-烷基或氨基基团；

各B独立为下式膦酸酯基：

各X₅独立为H、OH、NH₂或卤基；且L₂是下式连接基团：

其中：n为≤10的整数；

p为0或≤10的整数；

R_L为H、乙基或甲基；

R_x为S、NR_L或O；且

各Z独立选自氢、卤素、烷基、烷氧基、酰基、酰氧基、羧基、氨基甲酰基、硫酰基、亚硫酰基、亚磺酰基、磺酰基、巯基、氨基、羟基、氰基和硝基，且s为1、2、3或4；L₃为下式连接基团：

其中：n为≤10的整数；

各p独立为0或≤10的整数；

q为2或3；

R_L为H、乙基或甲基；

各R_w独立为H或甲基；

R_y为C_aH_b，以使a为0-20的整数，且b为1至2a+1之间的整数；

X为CH₂、-CONR_L-、-CO-O-CH₂-或-CO-O-；且

Y为O、S、S(O)、SO₂、C(O)、CO₂、CH₂或不存在。

优选，在各连接基团L₂和L₃中，n为1、2、3或4，更优选1或2；各p独立为0、1、2、3或4，更优选0或1；R_L为H；R_x为NR_L，更优选NH；且各Z独立选自氢、卤素、烷基、烷氧基和硝基。

优选，在式(II)化合物中，所述氨基基团是N-连接取代的含氮杂环基团，更优选所述氨基基团选自吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶。

在再一个实施方案中，本发明包括以下化合物：

或其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物或前药。

在本发明的另一方面，公开了药用组合物，该组合物含本发明化合物和组合应用的药学上可接受的载体或赋形剂。优选，药用组合物含有治疗有效量的本发明化合物。

本发明还涉及治疗患者细菌感染的方法，该方法包括给予患者药用组合物，该组合物含药物有效量的本文中定义的第一种抗菌化合物。优选患者是哺乳动物，更优选患者是人。

按照有关方面，本发明还涉及治疗患者细菌感染的方法，该方法包括给予患者药用组合物，该组合物含药物有效量的本文中定义的第一种抗菌化合物和第二种抗菌化合物。优选，第二种抗菌化合物是利福霉素类似物、四环素、tygecycline或四环素、glycycycline或二甲胺四环素类似物。

本发明还涉及防止患者细菌感染的方法，该方法包括给予患者药用组合物，该组合物含有药物有效量的本文中定义的抗菌化合物。优选患者是哺乳动物，更优选患者是人。

本发明还提供使本发明化合物在患者中蓄积的方法。优选患者是哺乳动物，更优选患者是人。优选本发明化合物蓄积在患者的骨中。

在本发明的再一方面，提供制备本发明化合物例如本发明式(I)和/或式(II)那些化合物的方法。

本发明的优点是，它提供了具有增加的与骨结合的亲和力的抗微生物化合物。本发明还提供了解决未能满足预防和治疗骨和关节感染的医疗需要的方法。

在阅读以下优选的实施方案的非限制性描述并参考附图后，本发明的另外的目的、优点和特征应更加显而易见，这些实施方案为示例性的，不应视为对本发明范围的限制。

附图简述

图1为表示按15.8mg/Kg剂量IV一次性大剂量注射7-28天后，大鼠胫骨中的化合物52浓度的线性图。

图2为表示按17.4mg/Kg剂量IV一次性大剂量注射7-28天后，大鼠胫骨中的化合物54浓度的线性图。

图3为表示按15.8mg/Kg剂量IV一次性大剂量注射5min-24h后，大鼠胫骨中的化合物52浓度的线性图。

图4为表示按18.8mg/Kg剂量IV一次性大剂量注射0-120小时后，大鼠胫骨中的化合物49浓度的线性图。

图5为表示二膦酸酯化莫西沙星前药52从血液循环中快速清除速率的线性图。

图6为表示在骨感染前不同时间点，15.8mg/kg二膦酸酯化莫西沙星前药52对骨感染中细菌滴度的预防作用的柱状图。

图7为表示在骨感染前不同时间点，32mg/kg二膦酸酯化莫西沙星前药52对骨感染中细菌滴度的预防作用的柱状图。

图8为表示在骨感染前48h，但是以不同剂量静脉注射二膦酸酯化的加替沙星前药54对骨感染中细菌滴度的预防作用的柱状图。

图9为给感染动物IV注射15.8或31.6mg/kg前药52后一天和6天，感染和未感染的大鼠胫骨中再生莫西沙星3量的对比柱状图。

图10为表示骨感染43天后，与单独20mg/kg利福平相比，20mg/kg利福平和34mg/kg二膦酸酯化的前药49的组合对骨感染中细菌滴度的显著预防作用的柱状图。

发明详述

A)本发明综述

如本文中定义的式(I)和式(II)和本文中所示特定实施方案所示，本发明公开了膦酸酯化的氟喹诺酮及其抗菌类似物。这些化合物是对多种人和兽病原体有效的有用抗微生物药物。

本发明的本质在于存在通过可解离连接基团与氟喹诺酮抗生素连接的膦酸酯基。因为已知膦酸酯衍生物对骨具有高亲和力，因为在形成骨组织的羟磷灰石无机物中发现它们有结合Ca²⁺离子的能力，所以本发明人假定并进一步证实，可通过将膦酸酯基与这种抗生素连接，增加氟喹诺酮抗生素对骨的结合亲和力、吸收和保留。在骨中达到高浓度氟喹诺酮(与给予非膦酸酯化的抗生素后达到的浓度相比)，同时通过解离可解离连接基团或从骨中化合物的释放，使得抗微生物药物逐步释放，可证明在血行阻断的骨(死骨)附近的抗生素浓度升至足以根除存在于该位置微生物的水平。另外，本发明人还假定在体内必须由膦酸酯化的分子通过断裂，释放抗微生物药物，得到抗微生物活性。

本发明人合成了此类膦酸酯化的氟喹诺酮及其抗菌类似物，并证实这些衍生物对骨质的亲和力提高。本发明人还在体内证实，这些膦酸酯化的化合物(前药)在骨中蓄积的量大于用于配制本发明化合物的非膦酸酯化的母体药物的量，且可通过给予本发明膦酸酯化的氟喹诺酮及其抗菌类似物，延长氟喹诺酮抗微生物剂在骨的存在时间。另外本发明人还证实，对于在感染前长达20天，注射本发明膦酸酯化的化合物的动物，对骨感染有显著的体内预防性保护作用。因此，本发明化合物尤其对防止、预防和/或治疗骨和关节相关感染以及骨相关性疾病例如骨髓炎有效。

B)定义

为更清楚和更一致地理解本说明书和权利要求，包括本文中给出的此类术语的范围在内，提供以下通用定义：

术语“烷基”是指饱和脂族基团，包括具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的直链、支链、环状基团及其组合。烷基的实例包括但不限于基团例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环丁基甲基、环丁基乙基、环戊基甲基、环戊基乙基和金刚烷基。环状烷基(例如环烷基或杂环烷基)可由一个环组成，包括但不限于基团例如环庚基，或多稠合环，包括但不限于基团例如金刚烷基或降冰片烷基(norbornyl)。

术语“烷基芳基”是指与1、2或3个芳基连接的具有规定碳原子数目的烷基。

术语“N-烷基氨基羰基”是指基团-C(O)NHR，其中R为烷基。

术语“N，N-二烷基氨基羰基”是指基团-C(O)NR_aR_b，其中R_a和R_b各自独立为烷基。

术语“烷硫基”是指基团-SR，其中R为烷基。

本文中使用的术语“烷氧基”是指与氧原子连接的且具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的烷基、烯基或炔基。烷氧基的实例包括但不限于基团例如甲氧基、乙氧基、叔丁氧基和烯丙氧基。术语“烷氧基羰基”是指基团-C(O)OR，其中R为烷基。术语“烷基磺酰基”是指基团-SO₂R，其中R为烷基。

术语“亚烷基”表示具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的饱和二价脂族基团，包括直链、支链、环状基团及其组合，例如亚甲基、亚乙基、2，2-二甲基亚乙基、亚丙基、2-甲基-亚丙基、亚丁基、亚戊基、环戊基亚甲基等。

术语“取代的烷基”表示被一个或多个取代基，优选1-3个取代基取代的定义同上的烷基，所述取代基选自卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、氨基、一或二烷基氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苯基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基，或如果本发明目的需要，可被保护基团适当保护的官能团。苯基可任选被1-3个取代基取代，所述取代基选自卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、氨基、一或二烷基氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基。取代的烷基的实例包括但不限于-CF₃、-CF₂-CF₃、羟基甲基、1-或2-羟基乙基、甲氧基甲基、1-或2-乙氧基乙基、羧基甲基、1-或2-羧基乙基、甲氧基羰基甲基、1-或2-甲氧基羰基乙基、苄基、吡啶基甲基、噻吩基甲基、咪唑啉基甲基、二甲氨基乙基等。

术语“取代的亚烷基”表示被一个或多个取代基，优选1-3个取代基取代的定义同上的亚烷基，所述取代基选自卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、氨基、一或二烷基氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苯基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基，或如果本发明目的需要，可被保护基团适当保护的官能团。苯基可任选被1-3个取代基取代，所述取代基选自卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、氨基、一或二烷基氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基。取代的烷基的实例包括但不限于-CF₂-、-CF₂-CF₂-、羟基亚甲基、1-或2-羟基亚乙基、甲氧基亚甲基、1-或2-乙氧基亚乙基、羧基亚甲基、1-或2-羧基亚乙基等。

术语“烯基”是指不饱和脂族基团，包括具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的直链、支链、环状基团及其组合，它含有至少一个双键(-C＝C-)。烯基的实例包括但不限于烯丙基乙烯基、-CH₂-CH＝CH-CH₃、-CH₂-CH₂-环戊烯基和-CH₂-CH₂-环己烯基，其中乙基可在任何可利用的碳化合价上与环戊烯基、环己烯基部分连接。

术语“亚烯基”是指不饱和的二价脂族基团，包括具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的直链、支链、环状基团及其组合，它含有至少一个双键(-C＝C-)。亚烯基的实例包括但不限于-CH＝CH-、-CH₂-CH＝CH-CH₂-、-CH₂-CH(环戊烯基)-等。

术语“炔基”是指不饱和脂族基团，包括具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的直链、支链、环状基团及其组合，它含有至少一个三键(-C≡C-)。炔基的实例包括但不限于乙炔基、2-丁炔基等。

术语“亚炔基”是指具有规定数目的碳原子，或如果未规定数目，则具有1-12个碳原子(优选1-6)的不饱和的二价脂族基团，包括直链、支链、环状基团及其组合，它含有至少一个三键(-C≡C-)。亚炔基的实例包括但不限于-C≡C-、-C≡C-CH₂-等。

术语“取代的烯基”或“取代的炔基”是指被一个或多个取代基取代的定义同上的烯基和炔基，所述取代基选自卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苯基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基，或如果本发明目的需要，可被保护基团适当保护的官能团。取代的烯基和炔基的实例包括但不限于-CH＝CF₂、甲氧基乙烯基、甲氧基丙烯基、溴代丙炔基等。

术语“取代的亚烯基”或“取代的亚炔基”是指被一个或多个取代基取代的定义同上的亚烯基和亚炔基，所述取代基选自卤素、烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苯基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基，或如果本发明目的需要，可被保护基团适当保护的官能团。

术语“芳基”或″Ar″是指具有单环(包括但不限于基团例如苯基)或多稠合环(包括但不限于基团例如萘基或蒽基)的6-14个碳原子的芳族碳环基团，且包括未取代的和取代的芳基。取代的芳基是被一个或多个取代基，优选1-3个取代基取代的芳基，所述取代基选自烷基、芳基、烯基、炔基、卤素、烷氧基、酰氧基、氨基、一或二烷基氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苯基、芳氧基、苄基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基，或如果本发明目的需要，可被保护基团适当保护的官能团。代表性实例包括但不限于萘基、苯基、氯苯基、碘苯基、甲氧基苯基、羧基苯基等。术语“芳氧基”是指在一个环碳原子上与氧原子连接的芳基。烷氧基的实例包括但不限于基团例如苯氧基、2-、3-或4-甲基苯氧基等。术语“芳硫基”是指基团-SR_c，其中R_c为芳基。术语“杂芳硫基”是指基团-SR_d，其中R_d为杂芳基。

术语“亚芳基”是指由定义同上的芳基(包括取代的芳基)衍生的二基，可由1，2-亚苯基、1，3-亚苯基、1，4-亚苯基、1，2-亚萘基等举例说明。

术语“氨基”是指基团-NH₂。

术语“N-烷基氨基”和“N，N-二烷基氨基”分别表示基团-NHR和-NRR′，其中R和R′独立代表定义同本文中的烷基。代表性实例包括但不限于N，N-二甲基氨基、N-乙基-N-甲基氨基、N，N-二(1-甲基乙基)氨基、N-环己基-N-甲基氨基、N-环己基-N-乙基氨基、N-环己基-N-丙基氨基、N-环己基甲基-N-甲基氨基、N-环己基甲基-N-乙基氨基等。

术语“硫代烷氧基”表示基团-SR，其中R为定义同上的烷基，例如甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基等。

术语“酰基”表示基团-C(O)R，其中R为氢、卤素、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、N-烷基氨基、N，N-二烷基氨基、N-芳基氨基、硫代烷氧基、硫代芳氧基或取代的烷基，其中烷基、芳基、杂芳基和取代的烷基的定义同本文。

术语“硫代酰基”表示基团-C(S)R，其中R为氢、卤素、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、N-烷基氨基、N，N-二烷基氨基、N-芳基氨基、硫代烷氧基、硫代芳氧基或取代的烷基，其中烷基、芳基、杂芳基和取代的烷基的定义同本文。

术语“磺酰基”表示基团-SO₂R，其中R为氢、卤素、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、芳氧基、N-烷基氨基、N，N-二烷基氨基、N-芳基氨基、硫代烷氧基、硫代芳氧基或取代的烷基，其中烷基、芳基、杂芳基和取代的烷基的定义同本文。

术语“酰氧基”表示基团-OC(＝O)R，其中R为氢、烷基、芳基、杂芳基或取代的烷基，其中烷基、芳基、杂芳基和取代的烷基的定义同本文。代表性实例包括但不限于甲酰氧基、乙酰氧基、环己基羰基氧基、环己基甲基羰基氧基、苯甲酰基氧基、苄基羰基氧基等。

术语“杂烷基”、“杂烯基”和“杂炔基”分别指定义同上的烷基、烯基和炔基，它们含有规定数目的碳原子(或如果未规定数目，则具有1-12个，优选1-6个碳原子)，和含有在基团中作为主链、支链或环链的一部分的一个或多个杂原子，优选1-3个杂原子。杂原子独立选自-NR-、-NRR、-S-、-S(O)-、-S(O)₂-、-O-、-SR、-S(O)R、-S(O)₂R、-OR-PR-、-PRR、-P(O)R-和-P(O)RR；(其中各R为氢、烷基或芳基)，优选-NR，其中R为氢或烷基和/或O。杂烷基、杂烯基和杂炔基可在杂原子(如果化合价可利用)或在碳原子上与分子的其余部分连接。杂烷基的实例包括但不限于基团例如-O-CH₃、-CH₂-O-CH₃、-CH₂-CH₂-O-CH₃、-S-CH₂-CH₂-CH₃、-CH₂-CH(CH₃)-S-CH₃、-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₃、1-乙基-6-丙基哌啶子基、2-乙基噻吩基、哌嗪-1-基、吡咯烷-1-基、哌啶子基、吗啉代等。杂烯基的实例包括但不限于基团例如-CH＝CH-CH₂-N(CH₃)₂等。

术语“杂芳基”或“HetAr”是指含4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18个环原子成员，包括1、2、3、4或5个杂原子，优选1-3个杂原子包括但不限于例如N、O、P或S环内杂原子的芳族单价单环、双环或三环基团。代表性实例包括但不限于单环例如咪唑基、吡唑基、吡嗪基、哒嗪基、嘧啶基、吡咯基、吡啶基、噻吩基等，或多稠合环例如吲哚基、喹啉基、喹唑啉基、苯并咪唑基、中氮茚基、苯并噻吩基等。

杂烷基、杂烯基、杂炔基和杂芳基可未被取代，或被一个或多个取代基，优选1-3个取代基取代，所述取代基选自烷基、烯基、炔基、苄基、卤素、烷氧基、酰氧基、氨基、一或二烷基氨基、羟基、巯基、羧基、苄氧基、苯基、芳氧基、氰基、硝基、硫代烷氧基、甲醛基、烷氧羰基和甲酰胺基，或如果本发明目的需要，可被保护基团适当保护的官能团。此类取代的杂烷基的实例包括但不限于在氮或碳上被苯基或苄基取代的，且通过在碳或氮上任何可利用的化合价与分子的其余部分连接的哌嗪、吡咯烷、吗啉或哌啶；-NH-S(＝O)₂-苯基、-NH-(C＝O)O-烷基、-NH-C(＝O)O-烷基-芳基等。基团中的一个或多个杂原子和碳原子可被取代。一个或多个杂原子也可以为氧化形式。

术语“亚杂芳基”是指由定义同上的杂芳基(包括取代的杂芳基)衍生的二基，可由2，6-亚吡啶基、2，4-亚吡啶基、1，2-亚喹啉基、1，8-亚喹啉基、1，4-亚苯并呋喃基、2，5-亚吡啶基、2，5-indolenylene等举例说明。

术语“亚杂烷基”、“亚杂烯基”和“亚杂炔基”是指由定义同上的杂烷基、杂烯基和杂炔基(包括取代的杂烷基、杂烯基和杂炔基)衍生的衍生的二基。

术语“甲醛基”表示-CHO。

术语“烷氧羰基”表示-C(＝O)OR，其中R为定义同上的烷基，它包括基团例如甲氧基羰基、乙氧基羰基等。

术语“甲酰胺基”表示-C(＝O)NHR或-C(＝O)NRR′，其中R和R′独立为氢、定义同上的芳基或烷基。代表性实例包括基团例如氨基羰基、N-甲基氨基羰基、N，N-二甲基氨基羰基等。

术语“羧基”是指基团-C(O)OH。

术语“氨基甲酰基”是指基团-C(O)NH₂。

本文中使用的术语“卤素”或“卤基”是指Cl、Br、F或I取代基，优选氟或氯。

术语“羟基”是指-OH基团。

“异构体”：具有相同分子式(或元素组成)但它们的原子结合性质或顺序不同或它们的原子在空间的排列不同的化合物称为“异构体”。原子间的连接相同但它们的原子在空间的排列不同的异构体称为“立体异构体”。彼此互不为镜像的立体异构体称为“非对映体”，而彼此为非叠加镜像的那些称为“对映体”。当化合物具有不对称中心，例如它与4个不同基团连接时，可存在一对对映体。对映体可通过其不对称中心的绝对构型表征，也可通过Cahn，Ingold和Prelog的R-和S-顺序规则，或按照其中分子使偏振光平面旋转的方式描述，用右旋或左旋表示(即分别为(+)或(-)-异构体)。手性化合物可存在单一对映体或其混合物。含等比例对映体的混合物称为“外消旋混合物”。

本发明化合物可具有一个或多个不对称中心。因此可将此类化合物制成单一(R)-或(S)-立体异构体或其混合物。例如，在范例部分中阐述的化合物15、18、28和49中的哌嗪官能团具有与氢原子、甲基、亚甲基和氨基连接的碳，因此该碳是不对称中心。化合物15、18、28和49可存在(R)-或(S)-立体异构体。除另外说明外，在本说明书和权利要求中的特定化合物的描述或命名应包括单一对映体及其混合物、外消旋体或别的形式。对于化合物36、39和44，描述应包括所有可能的非对映体及其混合物。在本领域中熟知测定立体化学和分离立体异构体的方法(参见″Advanced Organic Chemistry″，第4版第4章论述，J.March，John Wiley and Sons，New York，1992)。

“光学纯”：如同本领域技术人员通常理解的那样，光学纯化合物是对映体纯的化合物。本文中使用的术语“光学纯”应表示含有至少足以得到具有需要的药理活性的化合物的量的一种对映体的化合物。优选，“光学纯”应表示含有至少90％一种异构体(80％对映体过量)，优选至少95％(90％对映体过量)，更优选至少97.5％(95％对映体过量)，最优选至少99％(98％对映体过量)的化合物。优选，本发明化合物为光学纯。

“保护基团”是指具有以下特性的化学基团：

1)选择性地与需要的官能团反应，以得到高收率的保护的底物，它在预计进行的需要保护基团的反应中稳定；

2)可从保护的底物中选择性除去，得到需要的官能团；和

3)可通过与存在的或在此类预计反应中产生的一个或多个其它官能团相容的试剂以高收率除去。合适的保护基团的实例可在Greene等(1991)Protective Groups in Organic Synthesis，2nd Ed.(John Wiley& Sons，Inc.，New York)中找到。优选的氨基保护基团包括但不限于苄氧基羰基(CBz)、叔丁氧基羰基(Boc)、叔丁基二甲基甲硅烷基(TBDMS)、9-芴基甲基-氧基羰基(Fmoc)，或合适的对光不稳定的保护基团例如6-硝基藜芦基氧基羰基(Nvoc)、硝基胡椒基、芘基甲氧基羰基、硝基苄基、二甲基二甲氧基苯偶酰、5-溴-7-硝基二氢吲哚基等。优选的羟基保护基团包括乙酰基(Ac)、苯甲酰基(Bz)、苄基(Bn)、四氢吡喃基(THP)、TBDMS、对光不稳定的保护基团(例如硝基藜芦基氧基甲基醚(Nvom))、Mom(甲氧基甲基醚)和Mem(甲氧基乙氧基甲基醚)。尤其优选的保护基团包括NPEOC(4-硝基苯乙基氧基羰基)和NPEOM(4-硝基苯乙基氧基-甲氧基羰基)。

“前药”：是指可经过处理释放活性药物分子的药物成分。本发明式(I)和式(II)化合物为前药形式，因为连接基团L(例如L_a、L_b、L₂和L₃中任一个)可断开，释放氟喹诺酮分子。尤其是，本发明前药包括给予哺乳动物患者这种前药时，在体内释放活性母体药物的化合物(即本文中定义的式A1a、A1b、式A2和式A3化合物)。通过可在体内断开释放母体氟喹诺酮分子的修饰方式，修饰存在于选择的氟喹诺酮类化合物中的官能团，制备本发明膦酸酯化的氟喹诺酮前药。前药包括式(I)和式(II)化合物及本文中所示其具体的实施方案，其中式A1a、A1b、式A2和式A3氟喹诺酮类化合物中的羧基或氨基与可在体内解离分别重新生成游离羧基或氨基的任何基团结合。前药的实例包括但不限于选择的氟喹诺酮分子的羟基官能团的酯(例如乙酸酯、甲酸酯和苯甲酸酯衍生物)、氨基甲酸酯(例如N，N-二甲基氨基羰基)。

“前药”还包括在前药处理中经历两次或多次事件的药物成分。按照该实施方案，处理后，更复杂的前药应释放式(I)或式(II)的前药，然后它们又经过解离，释放需要的氟喹诺酮分子。

“药学上可接受的前药”应表示在生理条件下或通过溶剂解可转化为定义同本文的生物活性化合物的式(I)或式(II)化合物。这种“药学上可接受的前药”包括更复杂形式的式(I)和(II)化合物，它们经过初始处理产生式(I)或(II)化合物，然后又经过解离，释放需要的母体氟喹诺酮分子。

“药学上可接受的活性代谢物”应表示在体内通过代谢定义同本文的式(I)或式(II)化合物产生的药理活性产物。

“药学上可接受的溶剂合物”应表示保留式(I)或式(II)化合物的生物活性成分的生物有效性和性质的溶剂合物。药学上可接受的溶剂合物的实例包括但不限于水、异丙醇、乙醇、甲醇、DMSO、乙酸乙酯、乙酸和乙醇胺的溶剂合物。

“药学上可接受的载体或赋形剂”表示可用于制备药用组合物的通常是安全、无毒且既无生物活性又无不良作用的载体或赋形剂，它们可提供药理上有利的特性，它们包括兽用和人药用中可接受的载体和赋形剂。在本说明书和权利要求中使用的“药学上可接受的载体或赋形剂”包括一种和一种以上的这种载体和/或赋形剂。此类载体包括但不限于盐水、缓冲盐水、葡萄糖、水、甘油、乙醇及其组合。

化合物的“药学上可接受的盐”表示保留或改善定义同本文的母体化合物的游离酸和碱的生物有效性和性质，或利用分子上固有的带电荷的官能团的盐，且它们无生物活性或不良作用。此类盐包括：

(1)由例如以下无机酸形成的酸加成盐：盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等；或由例如以下有机酸形成的酸加成盐：乙酸、丙酸、己酸、环戊烷丙酸、羟基乙酸、丙酮酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、3-(4-羟基苯甲酰基)苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、1，2-乙-二磺酸、2-羟基乙磺酸、苯磺酸、4-氯苯磺酸、2-萘磺酸4-甲苯磺酸、樟磺酸、3-苯基丙酸、三甲基乙酸、叔丁基乙酸、十二烷基硫酸、葡糖酸、谷氨酸、羟基萘甲酸、水杨酸、硬脂酸、粘酸等；

(2)当存在于母体化合物的酸性质子被金属离子例如碱金属离子、碱土金属离子或铝离子置换时；或与有机碱例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨丁三醇、N-甲基葡糖胺等配位时形成的盐；或

(3)当分子中存在带电荷官能团并存在合适的反荷离子例如四烷基(芳基)铵官能团和碱金属离子；四烷基(芳基)鏻官能团和碱金属离子；咪唑鎓官能团和碱金属离子等时形成的盐。

本文中使用的术语“骨”、“骨组织”是指形成大多数脊椎动物骨骼的主要部分的稠密、半刚性、多孔性、钙化结缔组织。它还包括牙、骨关节组织和在动脉粥样化血管壁上经常出现的钙化。

术语“氟喹诺酮抗微生物分子”、“氟喹诺酮分子”、“氟喹诺酮”及有关术语是指广谱抗微生物药物，它们是本文中更详细阐述的熟知的“氟喹诺酮类化合物”的一部分。氟喹诺酮分子的“氟喹诺酮衍生物”和“抗菌类似物”是指具有抗微生物(例如抗菌)活性的氟喹诺酮类化合物的化学类似物。技术人员可将“衍生物”和“类似物”理解为与氟喹诺酮类化合物结构类似的化合物，但也包括非传统上定义的“氟喹诺酮类化合物”的那些化合物。本文中使用的术语“氟喹诺酮衍生物”和氟喹诺酮类化合物的“抗菌类似物”具有相同含义。本文中所有涉及到“氟喹诺酮类化合物”或“氟喹诺酮分子”应包括氟喹诺酮类化合物的衍生物和氟喹诺酮类化合物的抗菌类似物。

术语“抗菌剂”包括抑制、终止或使细菌生长反转的那些化合物；抑制、终止或使细菌酶活性或生物化学途径反转的那些化合物；杀灭或损伤细菌的那些化合物；和阻断或延缓细菌感染发展的那些化合物。

术语“膦酸酯基”应表示任何具有至少一个与至少3个氧原子连接的磷原子，和如下文所述对骨组织具有可测量的高亲和力的对人无毒的化合物。

术语“治疗”应表示至少缓解与哺乳动物例如人细菌感染有关的疾病状态，即通过减少任何细菌例如革兰氏阳性微生物的生长、复制和/或繁殖而缓解，它包括全部或部分治疗、治愈、抑制、缓解、改善和/或减轻疾病状态。

术语“预防”应表示至少减少哺乳动物，优选人的与细菌感染有关的疾病状态发展的可能性。术语“防止”应表示阻止或终止哺乳动物，优选人的与细菌感染有关的疾病状态发展。尤其是，该术语与治疗哺乳动物，减少发生细菌感染，例如在涉及骨修复或置换的外科手术期间或之后可能发生的细菌感染的可能性或防止细菌感染发生有关。该术语还包括当发现哺乳动物处于易感染疾病状态但尚未诊断出患有该疾病时，减少细菌感染的可能性或防止细菌感染。例如可在发生这种感染之前，通过给予式(I)和/或式(II)化合物或其药学上可接受的前药、盐、活性代谢物或溶剂合物，减少哺乳动物细菌感染的可能性或防止细菌感染。

C)本发明化合物

如下文范例部分中所述，发明人制备出对骨组织具有高结合亲和力的氟喹诺酮类化合物膦酸酯化的衍生物。

通式

其中：

f为0或1；

m为0或1；

A为氟喹诺酮分子或其抗菌类似物；

B为膦酸酯基，优选对骨组织具有高亲和力；和

L_a和L_b为用于偶合，优选用于B与A共价偶合的可解离连接基团。

如前所述，本发明的实质在于存在通过可解离连接基团与氟喹诺酮抗生素连接的膦酸酯基，用于增加氟喹诺酮抗生素对骨或在骨中的亲和力、结合、蓄积和/或停留时间的目的，同时允许它通过可解离连接基团断开逐步释放或从骨中化合物释放。

膦酸酯

按照本发明，因在形成骨组织的羟基磷灰石无机物中发现它们具有结合Ca²⁺离子的能力，而对骨具有高亲和力的所有无毒的膦酸酯基均合适。合适的膦酸酯基的实例可在WO 04/026315(IIexOncology Research)、美国专利6,214,812(MBC Research)、美国专利5,359,060(Pfizer)、美国专利5,854,227和美国专利6,333,424(ElizanorPharm.)、美国专利6,548,042(Arstad and Skattelbol)和WO 2004/089925(Semaphore Pharmaceuticals)中找到。适用于本发明的二膦酸酯和三膦酸酯基的具体实例包括但不限于具有下式的那些：

其中：各R₂独立为H、低级烷基、环烷基、芳基或杂芳基，条件是至少2个R₂，优选至少3个R₂为H；

R₄为CH₂、O、S或NH；

各R₅独立为H、R₆、OR₆、NR₆或SR₆，其中R₆为H、低级烷基、环烷基、芳基、杂芳基或NH₂；且

各X₅独立为H、OH、NH₂或卤基。

尽管可潜在使用一膦酸酯、二膦酸酯和三或四膦酸酯，但优选二膦酸酯。更优选，二膦酸酯基是二膦酸酯-CH(P(O)(OH)₂)₂。如下文实施例4所示，具有这种二膦酸酯基的氟喹诺酮衍生物对羟基磷灰石骨粉具有强结合亲和力。当然，本领域技术人员可选择其它类型的膦酸酯基并合成。例如，膦酸酯基可以是酯酶活化的二膦酸酯基

J.，Current Medicinal Chemistry，9，1201-1208，2002)或其任何其它合适的前药。本发明包括这些和其它合适的膦酸酯基。

氟喹诺酮类化合物

氟喹诺酮类化合物是熟知的一类合成广谱(革兰氏阳性和革兰氏阴性)抗微生物药物。环丙沙星(

US 4,670,444)、加替沙星(

US 4,980,470)和莫西沙星(US 4,990,517)是该类中最著名的化合物。已证明这3种药物在经济和临床上很成功。本发明不限于特定氟喹诺酮，但包括其它具有合适的抗微生物活性的氟喹诺酮分子，它们包括但不限于巴洛沙星、倍诺沙星(benofloxacin)、克林沙星、达氟沙星、二氟沙星、依诺沙星、恩氟沙星、氟罗沙星、氟甲喹、加雷沙星(garenoxacin)、吉米沙星、格帕沙星、伊洛沙星、左氧氟沙星、洛美沙星、洛美沙星、那氟沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、奥拉沙星、帕珠沙星、培氟沙星、沛马沙星、普芦利沙星、芦氟沙星、沙氟沙星、西他沙星、司帕沙星、替马沙星、托氟沙星、曲伐沙星(Mitsher L.A.，Chem Rev.(2005)，105：559-592)和其它氟喹诺酮衍生物和杂化体例如由Vicuron Pharmaceuticals(Gordeev等，Bioorg.Med.Chem.Lett.(2003)，13：4213-16)或Morphochem Inc.(Hubschewerlen等，Bioorg.Med.Chem.Lett.(2003)13：4229-33)公开的噁唑烷酮-氟喹诺酮杂化体。氟喹诺酮类化合物的抗菌类似物也包括在本发明中。本领域技术人员可容易的制备本发明氟喹诺酮抗微生物分子及其抗菌类似物。如果需要，它们可参考可在本领域中找到的许多文献，这些文献包括美国专利、PCT专利申请和前文中列举的科学出版物，并通过引用结合到本文中。

按照一个实施方案，根据本发明使用的氟喹诺酮抗微生物分子A选自式A1a和A1b代表的化合物：

其中：

当f＝1时，连接基团L_a连接在A₂，当m＝1时，连接基团L_b连接在A₁；

当f＝1时，A₂为氨基基团，而当f＝0时，A₂为氢、卤素、烷基、芳基、吡啶基、-O-烷基或氨基基团；所述氨基基团包括但不限于N-连接取代的含氮杂环基团，尤其吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶；

当m＝1时，A₁为O或S，而当m＝0时，A₁为OH；

Z₁为烷基、芳基或-O-烷基，优选环丙基；

Z₂为氢、卤素或氨基基团；

X₂为N或-CY₂-，其中Y₂为氢、卤素(优选氟)、烷基、-O-烷基、-S-烷基，或X₂与A₂形成桥；

X₃为N或CH；

X₄为N或CH.

按照更具体的实施方案，本发明氟喹诺酮抗微生物分子A为式A2化合物：

其中：

Z₁为烷基、芳基或-O-烷基，优选环丙基；

Z₂为氢、卤素或氨基基团；

Z₃为氢或卤素，优选氟；且

Z₄为氢、卤素、烷基、-O-烷基或-S-烷基，或与Z₁形成桥。

按照还更具体的实施方案，本发明氟喹诺酮抗微生物分子A为式A3化合物：

其中：

当f＝1时，A₂为氨基基团，而当f＝0时，A₂为氢、卤素、烷基、芳基、吡啶基、-O-烷基或氨基基团；所述氨基基团包括但不限于N-连接取代的含氮杂环基团，尤其吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶；且

Z₅为氢、卤素、烷基或-O-烷基。

按照一个特定实施方案，氟喹诺酮抗微生物分子为莫西沙星。按照另一个特定实施方案，氟喹诺酮抗微生物分子为加替沙星。按照第三个特定实施方案，氟喹诺酮抗微生物分子为环丙沙星。这3种分子的化学结构如下所示。箭头表示通过本文中所述连接基团连接膦酸酯基的优选部位。

本发明加替沙星、莫西沙星和环丙沙星的膦酸酯化的衍生物的具体实例见范例部分所示。本发明包括膦酸酯化的氟喹诺酮及其具有一个以上膦酸酯基(例如在莫西沙星分子的末端各有一个)的抗菌类似物。如前所述，以上确定的连接部位只是连接膦酸酯基的优选部位，所有其它潜在部位(例如在苯基上(即在式A1a和A1b、奥拉沙星的A2的Z₂位置、式A2的Z₁位置或式A3的Z₅位置)包括在本发明中。

连接基团

可解离连接基团L(例如L_a、L_b、L₂和L₃中任一个)使膦酸酯基B与氟喹诺酮抗生素A共价结合。本文中使用的术语“可解离”是指在生理条件下化学或生物化学上不稳定的基团。

当它取决于分子间化学反应时，优选化学不稳定性因分子内化学反应或水解引起自发分解所致(即因净插入一个或多个水分子，引起分子或基团分裂为两个或多个新分子或基团)。本发明特别排除化学或生物化学稳定的连接基团和在体内阻止膦酸酯基释放活性(或体内可活化的)氟喹诺酮抗微生物分子的连接基团。

连接基团断开在很快和很慢之间。例如，可解离连接基团的半衰期可为约1分钟、约15分钟、约30分钟、约1小时、约5小时、约10小时、约15小时、约1天或约48小时或更长。可解离连接基团可以是仅被选择的特异性酶(例如酰胺酶、酯酶、金属蛋白酶等)解离的酶敏感性连接基团，或对通过其它化学方式例如但不限于酸催化或自解离断开敏感的连接基团。例如按照本发明，可以具有仅被骨特异性酯酶解离的酯酶敏感性连接基团(Goding等Biochim BiophysActa(2003)，1638(1)：1-19)或被骨特异性金属蛋白酶(MMP)解离的酯酶敏感性连接基团(Kawabe等，Clin Orthop.(1986)211：244-51；Tuckermann等，Differentiation(2001)，69(1)：49-57；Sellers等，BiochemJ.(1978)171(2)：493-6)，从而在其需要的作用部位释放氟喹诺酮抗生素。类似地，可使用在血浆中不很容易解离的可解离连接基团，从而允许足量的膦酸酯化的氟喹诺酮化合物到达并在骨组织中蓄积，然后断开，释放氟喹诺酮抗生素。例如，可选择连接基团以使在给予本发明化合物后，仅1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、50％、60％或70％骨结合氟喹诺酮抗生素在延长至1分钟、15分钟、30分钟、1小时、5小时、10小时、15小时、1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、1周、2周、3周或更长时间内释放。优选，选择连接基团以便每日仅释放约1％-约25％骨结合氟喹诺酮抗生素。连接基团的选择可能取决于多种因素例如：(i)膦酸酯基与氟喹诺酮分子连接的部位，(ii)使用的膦酸酯基的种类；(iii)使用的氟喹诺酮的种类，和(iv)需要的断开连接基团和有关的氟喹诺酮抗生素释放的难易程度。

当膦酸酯基与氟喹诺酮分子的羧基部分连接时，有效的可解离连接基团包括但不限于具有以下结构的那些：

其中：n为≤10的整数，优选1、2、3或4，更优选1或2；

p为0或≤10的整数，优选0、1、2、3或4，更优选0或1；

R_L为H、乙基或甲基，优选H；

R_x为S、NR_L或O，优选NR_L，更优选NH；且

B为本文中所述膦酸酯基；且

A₁为本文中所述氟喹诺酮抗微生物分子或其抗菌类似物。

当膦酸酯基与氟喹诺酮分子的胺基连接时，有效的可解离连接基团包括但不限于具有以下结构的那些：

其中：n为≤10的整数，优选1、2、3或4，更优选1或2；

各p独立为0或≤10的整数，优选0、1、2、3或4，更优选0或1；

q为2或3；

R_L为H、乙基或甲基；

各R_w独立为H或甲基；

R_y为C_aH_b，以使a为0-20的整数，b为1至2a+1之间的整数；

X为CH₂、-CONR_L-、-CO-O-CH₂-或-CO-O-；且

Y为O、S、S(O)、SO₂、C(O)、CO₂、CH₂或不存在。

按照另一个特定实施方案，本发明化合物由式(II)化合物及其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物和前药代表：

其中：

Z₅为氢、卤素、烷基或-O-烷基；

当B-L₃连接在A₂时，A₂为氨基基团，而当B-L₃不连接在A₂时，A₂为氢、卤素、烷基、芳基、吡啶基、-O-烷基或氨基基团；所述氨基基团包括但不限于N-连接取代的含氮杂环基团，尤其吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶；

各B独立为下式膦酸酯基：

各X₅独立为H、OH、NH₂或卤基；且L₂为下式连接基团：

其中：n为≤10的整数，优选1、2、3或4，更优选1或2；

p为0或≤10的整数，优选1、2、3或4，更优选0或1；

R_L为H、乙基或甲基，优选H；

R_x为S、NR_L或O，优选NR_L，更优选NH；且

L₃为下式连接基团：

其中：n为≤10的整数，优选1、2、3或4，更优选1或2；

各p独立为0或≤10的整数，优选1、2、3或4，更优选0或1；

q为2或3；

R_L为H、乙基或甲基，优选H；

各R_w独立为H或甲基；

R_y为C_aH_b，以使a为0-20的整数，b为1至2a+1之间的整数；

X为CH₂、-CONR_L-、-CO-O-CH₂-或-CO-O-；且

Y为O、S、S(O)、SO₂、C(O)、CO₂、CH₂或不存在。

本发明还包括含与两个或多个氟喹诺酮分子连接的一个膦酸酯基的化合物。在此类情况下，氟喹诺酮分子可相同(例如2分子的环丙沙星)或不同(例如1分子的环丙沙星和1分子的加替沙星)。膦酸酯基也可与相同基团(例如羧基)或不同基团(例如一个氟喹诺酮分子的羧基和另一个氟喹诺酮分子的胺基)连接。本发明潜在有效的可断开的多氟喹诺酮连接基团的实例包括但不限于具有以下结构的那些：

其中：各R_d独立为烷基或芳基；

R_L为H、乙基或甲基，优选H；

p为0或≤10的整数，优选0、1、2、3或4，更优选0或1。

A₁和A₂是与本文中所述氟喹诺酮分子连接的位置，B是与本文中定义的二膦酸酯连接的位置。

由于其对骨组织的高亲和力，膦酸酯基B很可能长时间(长达几年)保持与骨结合。因此，膦酸酯基的毒性低或优选无可测毒性很重要。按照另一个实施方案，选择膦酸酯基B和连接基团，以使连接基团在体内(优选多数在骨组织中)水解或解离，从而释放：(i)氟喹诺酮抗微生物分子A和(ii)选择的具有已证实骨治疗活性的无毒膦酸酯化的分子。因此此类化合物具有双重用途，即：1)向骨局部提供延长时间和/或增加浓度的有效防止和/或治疗骨细菌感染的抗生素，和2)向骨提供刺激骨再生或抑制骨重吸收的药物，从而促使骨从感染或其它伤害导致的损害中恢复。按照本发明，合适的具有已证实有效骨治疗活性的膦酸酯化的分子包括但不限于利塞膦酸盐和奥帕膦酸盐，而且还包括其它例如帕米膦酸盐、阿仑膦酸盐、伊卡膦酸盐、伊替膦酸盐、伊班膦酸盐、唑来膦酸盐或奈立膦酸盐)，这些分子是熟知的二膦酸盐骨重吸收抑制剂，通常用于治疗骨质疏松症。

如果二膦酸酯化的部分具有游离羟基，以下流程举例说明该实施方案的原理：

由利塞膦酸和奥帕膦酸衍生的本发明二膦酸酯化的衍生物的其它具体实例见下文所示：

如果二膦酸酯化的部分具有伯或仲氨基，该实施方案的类似示例由以下流程表示：

由伊卡膦酸和帕米膦酸衍生的本发明二膦酸酯化的衍生物的其它具体实例在下文中列出：

本发明还包括仅在预先规定pH范围内解离的pH敏感性连接基团的用途。在一个实施方案中，pH敏感性连接基团为在约7-约9的碱性pH范围内解离的碱敏感性连接基团。按照另一个实施方案，连接基团为在约7.5-约4，优选约6.5和更低的酸性pH范围内解离的酸敏感性连接基团。假定这种酸敏感性连接基团允许大部分在细菌感染的部位特异性释放氟喹诺酮抗生素，因为已知组织酸化通常发生在感染期间(O′Reilly等，Antimicrobial Agents and Chemotherapy(1992)，36(12)：2693-97)。

当然，本领域技术人员可选择其它类型的连接基团并合成。例如IIex Oncology Research在WO 04/026315中公开的，连接基团也可含有对骨具有亲和力的体内可水解的膦酸酯基。连接基团也可含有活性基团(例如可释放的刺激骨形成和减少骨重吸收的基团)。这些和其它合适的连接基团包括在本发明中。

在再一个实施方案中，本发明包括以下化合物：

其中是式C_nH_mCO的简单烷酰基，其中n为0-20的整数，m为1至2n+1之间的整数；或α-氨基-酰基或β-氨基酰基。

本发明还包括式I和式II化合物及其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物和前药。药学上可接受的盐的实例包括但不限于硫酸盐、焦硫酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐、氯化物、溴化物、碘化物、乙酸盐、丙酸盐、癸酸盐、辛酸盐、丙烯酸盐、甲酸盐、异丁酸盐、己酸盐、庚酸盐、丙炔酸盐、草酸盐、丙二酸盐、琥珀酸盐、辛二酸盐、癸二酸盐、富马酸盐、马来酸盐、丁炔-1，4-二酸盐、己炔-1，6-二酸盐、苯甲酸盐、氯苯甲酸盐、甲基苯甲酸盐、二硝基苯甲酸盐、羟基苯甲酸盐、甲氧基苯甲酸盐、邻苯二甲酸盐、磺酸盐、二甲苯磺酸盐、苯乙酸盐、苯丙酸盐、苯丁酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、γ-羟基丁酸盐、羟乙酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、丙磺酸盐、萘-1-磺酸盐、萘-2-磺酸盐和扁桃酸盐。

如果本发明化合物是碱，则可通过本领域中已知的任何合适方法制备需要的盐，这些方法包括用例如以下的无机酸处理游离碱：盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等，或用例如以下的有机酸处理游离碱：乙酸、马来酸、琥珀酸、扁桃酸、富马酸、丙二酸、丙酮酸、草酸、乙醇酸、水杨酸；吡喃糖苷酸(pyranosidyl acids)例如葡糖醛酸和半乳糖醛酸；α-羟基酸例如柠檬酸和酒石酸；氨基酸例如天冬氨酸和谷氨酸；芳酸例如苯甲酸和肉桂酸；磺酸例如对甲苯磺酸或乙磺酸等。

如果本发明化合物是酸，则可通过本领域中已知的任何合适方法制备需要的盐，这些方法包括用无机或有机碱例如胺(伯、仲或叔)、碱金属或碱土金属氢氧化物等处理游离酸。合适的盐的说明性实例包括由以下的碱衍生的有机盐：氨基酸例如甘氨酸和精氨酸、氨；伯、仲和叔胺；和环胺例如哌啶、吗啉和哌嗪；以及衍生自钠、钙、钾、镁、锰、铁、铜、锌、铝和锂的无机盐。

在化合物、盐、前药或溶剂合物是固体的情况下，本领域技术人员可理解，本发明化合物、盐和溶剂合物可存在不同的晶型，所有这些晶型均应包括在本发明范围内。

本发明化合物可存在单一立体异构体、外消旋体和/或对映体和/或非对映体的混合物。所有此类单一立体异构体、外消旋体及其混合物均应包括在本发明范围内。优选，使用光学纯形式的本发明化合物。

可以前药形式给予式I和/或式II化合物，该前药在人或动物体内分解，产生式I或式II化合物。前药的实例包括式I和/或式II化合物的体内可水解的酯。

含羧基或羟基的式I和/或式II化合物的体内可水解的酯是例如药学上可接受的酯，它在人或动物体内水解，得到母体酸或醇。羧基的合适的药学上可接受的酯包括(1-6C)烷氧基甲基酯例如甲氧基甲基酯；(1-6C)烷酰基氧基甲基酯例如新戊酰基氧基甲基酯；2-苯并[c]呋喃酮基酯；(3-8C)环烷氧基羰基氧基(1-6C)烷基酯例如1-环己基羰基氧基乙基酯；1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮基甲基酯例如5-甲基-1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮基甲基酯；和(1-6C)烷氧基羰基氧基乙基酯例如1-甲氧基羰基氧基乙基酯，它们可在本发明化合物的任何羧基上形成。

含羟基的式I和/或式II化合物的体内可水解的酯包括无机酯，例如磷酸酯、α-酰氧基烷基醚和由酯体内水解得到母体羟基而得到的有关化合物。α-酰氧基烷基醚的实例包括乙酰氧基甲氧基和2，2-二甲基丙酰基氧基甲氧基。羟基的体内可水解的酯形成基团的选择包括烷酰基、苯甲酰基、苯乙酰基、取代的苯甲酰基和苯乙酰基、烷氧基羰基(得到碳酸烷基酯)、二烷基氨基甲酰基和N-(二烷基氨基乙基)-N-烷基氨基甲酰基(得到氨基甲酸酯)、二烷基氨基乙酰基和羧基乙酰基。

D)抗微生物组合物和治疗方法

本发明的有关方面涉及在治疗或预防目的的治疗或抗菌组合物中，本发明化合物作为活性成分的用途。

药用组合物

可将本发明化合物配制成药学上可接受的组合物。

本发明提供药用组合物，这些组合物含有治疗有效量的本文中所述本发明化合物和组合应用的药学上可接受的载体或赋形剂。此类载体包括但不限于盐水、缓冲盐水、葡萄糖、水、甘油、乙醇及其组合。

本领域技术人员已知制备合适药物形式的本发明药用组合物的可接受的方法。例如，可按照常规药物药剂技术制备药物制剂，这些技术涉及步骤例如当需要片剂时混合、制粒和压片，或混合、填充和适当溶解成分，得到用于各种给药途径的需要的产品。

本发明化合物和组合物可具有广谱抗菌活性，包括抗对抗生素例如甲氧西林、利福平、异烟肼、链霉素和万古霉素耐药的菌株活性(Woodcock，J.M.等Antimicrob.Agents Chemother(1997)，41：101-106；Donskey等，Antimicrob.Agents Chemother.(2004)，48：326-328和其中引用的参考文献)；和抗革兰氏阳性菌(例如金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermis)、化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis))和革兰氏阴性菌(例如大肠杆菌(E.coli)、肺炎念珠菌(Chlamydiapneumoniae)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、流感嗜血杆菌(H.influenza)、肺炎克雷白杆菌(K.pneumoniae)、肺炎军团菌(Legionellapneumoniae)、绿脓杆菌(P.aeruginosa))活性(参见Mitscher L.A.，ChemRev.(2005)，105：559-592)。

含其它抗生素的药用组合物

宽范围的第二种抗生素可与本发明氟喹诺酮化合物、组合物和方法联用。此类第二种抗生素可通过干扰细胞壁合成、质膜完整性、核酸合成、核糖体功能、叶酸合成等起作用。可与本发明化合物和组合物联合的有效的第二种抗生素的非限制性例举实例包括：磺胺类、β-内酰胺类、四环素类、氯霉素、氨基糖苷类、大环内酯类、糖肽类、链阳性霉素类、喹诺酮类、氟喹诺酮类、噁唑烷酮类和脂肽类。

优选，第二种抗生素是利福霉素类似物例如利福平(美国专利3,342,810)、利福喷丁(美国专利4,002,752)、利福布丁(美国专利4,219,478)、利福拉齐(美国专利4,983,602)、利福定(美国专利4,353,826)、利福昔明(美国专利4,341,785)或其它利福霉素衍生物和杂化体例如在美国专利申请公布2005/0043298中所述那些。或优选第二种抗生素是四环素或tygecycline或其它四环素、甘氨酰环素和二甲胺四环素衍生物。

抑制细菌生长的方法

按照有关方面，本发明涉及抑制细菌生长，更尤其革兰氏阳性菌生长的方法。该方法包括为这种抑制目的使细菌与有效量的本发明膦酸酯化的氟喹诺酮化合物或其抗菌类似物(或其药学上可接受的前药、盐、活性代谢物或溶剂合物)接触。例如，可通过使细菌与本发明化合物接触，在细菌中抑制细菌拓扑异构酶II(DNA促旋酶)和/或细菌拓扑异构酶IV酶-依赖性DNA转录、复制和/或修复。

本领域技术人员可通过任何可利用的方法测量本发明化合物作为DNA转录、复制和/或修复抑制剂的活性，这些方法包括体内和体外测定。Domagala及其同事(J.Med.Chem.(1986)，29：394-404)、Mizuuchi及其同事(J.Biol.Chem.(1984)，258：9199-9201)和Tanaka及其同事(Antimicrob.Agents Chemother.(1997)，41：2362-2366)已描述了细菌拓扑异构酶II(DNA促旋酶)和细菌拓扑异构酶IV的超螺旋和解链(decatenation)测定的某些实例。

接触可在体外(用生物化学和/或细胞测定)、非人动物体内、哺乳动物包括人体内和/或离体(例如用于无菌目的)进行。

可以任何有效、便利的方式给予药用组合物，这些方式其中包括例如通过局部、肠胃外、口服、肛门、阴道内、静脉内、腹膜内、肌内、眼内、皮下、鼻内、气管内或皮内途径给药。

在治疗或预防中，可以注射组合物例如无菌水分散体，优选等渗的形式给予个体一种或多种本发明化合物和/或药学上可接受的前药、盐、活性代谢物和溶剂合物。或者，可将组合物配制成局部使用的形式，例如软膏剂、霜剂、洗剂、眼软膏剂、滴眼剂、滴耳剂、漱口剂、浸渍敷料和缝线以及气雾剂的形式，且可含有合适的常规添加剂，它们包括例如防腐剂、帮助药物渗透的溶剂和软膏剂和霜剂中的润肤剂。此类局部制剂还可含有可配伍的常规载体，例如霜剂或软膏剂的基质、乙醇或洗剂用油醇。此类载体可占制剂约1％-约98％重量；更通常它们占制剂高达约80％重量。

全身给药的备选方式包括用渗透剂例如胆汁酸盐或梭链孢酸或其它洗涤剂进行跨膜和透皮给药。另外，如果本发明化合物可配制成肠溶或微囊化制剂，口服给药也是可行的。还可以油膏剂、糊剂、凝胶剂等形式，局部和/或定位给予这些化合物。

虽然可通过上述方式，按全身方式给药治疗，但也可以定位方式给药。例如可直接给予骨治疗，例如通过注射到骨中。也可以其它的定位方式给药治疗，例如将局部组合物敷在创伤上或直接施用于皮下或其它形式的创伤上。

也可作为骨替代物或骨修复化合物例如骨粘固剂或填充剂(例如Skelite^TM，Millenium Biologies，Kingston，ON，Canada)和钙或羟基磷灰石珠的一部分，给予个体一种或多种活性化合物及其药学上可接受的前药、盐、代谢物和溶剂合物。

药用组合物的剂量含至少药物或治疗有效量的活性化合物(即式I、式II化合物和/或其药学上可接受的前药、盐、活性代谢物或溶剂合物)，且优选由一个或多个药物剂量单位组成。可给予需要治疗的哺乳动物例如人患者选择的剂量。“治疗有效量”应表示式I和/或式II化合物(和/或其药学上可接受的前药、盐、活性代谢物或溶剂合物)将疗效赋予所治疗患者的量。疗效可以是客观的(即可通过某些试验或标记物(例如低细菌计数))测量，或主观的(即患者出现感觉作用的迹象或感觉效果)。

对应于“治疗有效量”的量应取决于因素例如具体化合物、给药途径、使用的赋形剂、疾病状态及其严重程度、有需要的哺乳动物的特性和与治疗该疾病的其它药物联用的可能性。然而，本领域技术人员可容易确定治疗有效量。对于给予哺乳动物，尤其人，预计活性化合物的日剂量水平应为0.1mg/kg-200mg/kg，通常约1-5mg/kg。无论如何，应由医师决定对个体最适合的实际剂量，该剂量因具体个体的年龄、体重和反应而异。以上剂量是平均情况的范例。当然，可以存在更高或更低剂量范围的个别情况，这种情况在本发明范围内。

本发明提供治疗需要治疗的患者的方法，其中给予患者对骨组织具有高亲和力的膦酸酯化的氟喹诺酮分子。优选，膦酸酯基通过可解离连接基团与氟喹诺酮分子偶合。优选患者是哺乳动物例如人。在兽医方面，治疗方法还可用于动物例如农场动物，它们包括马、牛、绵羊和山羊，和宠物例如狗、猫和鸟。

尽管优选本发明涉及预防和/或治疗骨有关感染，但本发明包括抗由细菌感染造成的或与其有关的其它疾病的治疗和预防方法，这些疾病包括但不限于耳炎、结膜炎、肺炎、菌血症、鼻窦炎、胸膜肺气肿和心内膜炎、钙化动脉粥样硬化血管附近低度感染和脑膜炎。按照此类方法，按足以提供疗效从而防止或治疗哺乳动物感染的量，给予哺乳动物(优选人)有效治疗或预防量的前文中定义的抗菌化合物和/或组合物。本领域技术人员可通过惯例确定准确量，它取决于几个因素，例如所涉及的具体菌株和所使用的具体抗菌化合物。

预防和防止

尤其期望本发明化合物的另外用途是用于预防和防止目的。的确，许多整形外科医师认为应考虑给予装假关节的人抗生素预防措施，然后进行可能产生菌血症的治疗。深度感染是有时导致假关节丧失的严重并发症，并伴随显著的发病率和死亡率。因此在该情况下，本发明化合物和组合物可用作预防性抗生素的替代品。例如，可在侵入性医疗例如外科手术或插入留置装置(例如关节置换(臀、膝、肩等)、骨移植物、骨折修复、牙手术或移植开始前不久，通过注射给予本发明化合物和/或组合物，达到全身和/或局部抗相关细菌的作用。在侵入性医疗后例如手术后或装置存留在体内期间，可继续治疗。

另外，也可在侵入性医疗前，给予化合物和/或组合物，以在治疗前使进入骨组织中的化合物蓄积。

在每一种情况中，在外科手术前1、2、3、4、5、6、7天或更长至10、9、8、7、6、5、4、3、2或1小时或更短时间内，给予一种或多种本发明化合物1次、2次、3次或更多次，使化合物适当存在于全身或局部，和/或在骨中，优选在外科手术期间潜在暴露于细菌污染的区域蓄积。甚至更优选，应按可达到局部浓度高于在给予未经修饰的母体氟喹诺酮类化合物即非膦酸酯化的等同物期间通常达到的浓度约5、10、20、30、40、50、75、100、500或甚至1000倍的方式，给予本发明膦酸酯化衍生物。可在侵入性医疗后一段时间例如1、2、3、4、5或6天；1、2、3或更多周，或装置存在于体内的整个时间内，给予一种或多种化合物。

因此，本发明提供在哺乳动物骨中引起氟喹诺酮分子蓄积的方法，其中给予哺乳动物对骨组织具有高亲和力的膦酸酯化的氟喹诺酮分子。膦酸酯化的氟喹诺酮与骨组织结合，且在哺乳动物骨中蓄积的量大于氟喹诺酮分子的非膦酸酯化的等同物的量。优选，膦酸酯基通过可解离连接基团与氟喹诺酮分子偶合。

本发明还提供延长氟喹诺酮抗微生物分子在哺乳动物骨中存在时间的方法，其中给予哺乳动物对骨组织具有高亲和力的膦酸酯化的氟喹诺酮分子。膦酸酯基通过可解离连接基团与氟喹诺酮分子偶合。膦酸酯化的氟喹诺酮与骨组织结合，并在哺乳动物骨中蓄积，连接基团在骨中逐步断开，因而释放氟喹诺酮分子，并延长骨中氟喹诺酮分子的存在时间。

E)涂布本发明膦酸酯化的氟喹诺酮衍生物的留置装置和产品

本发明还包括涂布本发明化合物的留置装置。本文中使用的术语“留置装置”是指外科移植物、整形外科装置、修复装置和导管，即引入个体体内并长时间保留在适当位置的装置。此类装置包括但不限于人造关节和移植物、心脏瓣膜、起博器、血管移植物、血管导管、脑脊液分流器、尿导管、连续流动腹膜透析(CAPD)导管。

按照一个实施方案，在插入体内前，将留置装置浸泡在约1mg/ml-约10mg/ml浓度的本发明化合物和/或组合物中，或用该化合物和/或组合物喷涂留置装置。

按照另一个实施方案，留置装置由骨样类型的材料(例如磷酸钙、Ca离子和羟基磷灰石(Yoshinari等，Biomaterials(2001)，22(7)：709-715))制成，或用该材料将留置装置预涂覆。在用本发明化合物涂布装置期间和/或它们局部或全身给药后，这种材料很可能对改善本发明化合物与留置装置的结合有利。也可用预负载或含结合的一种或多种本发明骨靶向化合物的骨质涂布留置装置。对于上述实施方案，优选羟基磷灰石为骨质。有关羟基磷灰石涂布假体的涂布方法、用途和优点的更详细的内容可在Dumbleton和Manly的综述(TheJournal of Bone & Joint Surgery(2004)86A：2526-40)中找到，其通过引用结合到本文中。

F)制备方法

可通过使用本领域中可利用的技术，用容易得到的原料制备本发明化合物及其盐、溶剂合物、晶型、活性代谢物和前药。在以下范例部分中阐述制备本发明化合物的某些新的和示范方法。此类方法在本发明范围内。

实施例

本文中提出的实施例提供合成本发明代表性化合物的示范方法。还提供测定本发明化合物的骨结合活性的示范方法、测定本发明化合物抗微生物的最小抑制浓度(MIC)的测定方法，以及测试体内活性和细胞毒性的方法。

实施例1：莫西沙星、加替沙星和环丙沙星二膦酸酯轭合物的合成

A)通用实验方法

在Chem.Rev.(2005)，105：559-592中，对制备喹诺酮抗生素的合成方法进行了综述。在美国专利4,990,517、美国专利4,980,470和美国专利4,670,444中，分别阐述了莫西沙星、加替沙星和环丙沙星的合成。

A1)制备二膦酸酯结构单元

按照Bioorg.Med.Chem.(1999)，7：901-919中所述方案，可通过用4-取代的苄基溴II或溴乙酸酯IV将I的阴离子烷基化，得到通用结构III和V的苄基取代的二膦酸酯结构单元。可通过在氢化条件下，用催化剂例如PtO₂，将硝基还原，将硝基化合物IIIa转化为苯胺IIIb。可通过酯裂解，将酯例如IIIc和Va转化为相应的酸IIId或Vb。例如，可用TFA处理其中R′＝t-Bu的酯IIIc，得到相应的酸IIId。在相似的条件下，可将其中X＝Ot-Bu的酯Va转化为酸Vb。

按由苄基卤化分开的两步Arbuzov反应顺序，可由母体苄基卤化物VI得到通式IX芳基取代的亚甲基二膦酸酯。可按Org.Biomol.Chem.(2004)，21：3162-3166中所述，通过将亚磷酸二烷基酯的碱金属盐亲核加成到4-羟基苯甲醛，得到羟基取代的母体分子IXa。

可用Synth.Comm.(2002)，32：2951-2957和美国专利5,952,478(1999)中所述方法，制备(乙氧基氧膦基)甲基膦酸二乙酯X。酯中间体XIIa裂解后，可使它与4-取代的溴苯(XI)偶合，得到酸XIIb。

可按照Synth.Comm.(1996)，26：2037-2043中所述方案，由二苄胺、二烯丙胺或其它N-苄基和N-烯丙基仲胺、亚膦酸二乙酯和原甲酸三乙酯制备通式XIII胺。用琥珀酸酐XIVa或戊二酸酐XIVb将XIII酰化，可分别得到酸XVa和XVb(J.Drug Targeting(1997)，5：129-138)。按照类似方法，用XIV(a-b)处理前述IIIb或IX，得到琥珀酰胺酸和戊酰胺酸XVI(a-d)。

可按照J.Org.Chem.(1986)，51：3488-3490中所述方案，由I制备烯烃XVII。

如Phosphorus，Sulfur and Silicon(1998)，132：219-229中所述，可通过用保护的各种链长度的XVIII的ω-羟基溴化物将I的阴离子烷基化，制备通用结构XIX(c-d)醇和通用结构XXI碘化物。脱保护后，通过用原位产生的三苯膦：碘络合物处理，可将醇转化为相应的碘化物。还可通过常规氧化方法例如用重铬酸吡啶鎓处理，将这些醇XIX(c-d)转化为通用结构XX的酸。

可按照J.Drug Targeting(1995)，3：273-282中所述方法的改进，由母体胺IIIb和XIII制备溴乙酰胺XXII和XXIII。

可按照Bioorg.Med.Chem.(1999)，7：901-919中所述方案，用保护的3-碘丙烷-1-硫醇将I的阴离子烷基化，制备硫醇XXIV(a-b)。或可由碘化物XXI(a-b)和适当选择的能够提供巯基的试剂，包括试剂例如硫脲接着水解和硫代乙酸接着水解或还原，制备它们。

可通过将胺官能化的二膦酸酯例如IIIb和XIII与活化形式的巯基乙酸或与J.Ind.Chem.Soc.(1997)，74：679-682中所述用于其它胺的巯基乙酸本身缩合，制备巯基乙酰胺XXV和XXVI。

可在适当选择的碱的存在下，通过使母体(羟基苯基)乙烯基甲酮XXVII与碘化物XXI(a-b)缩合，制备乙烯基甲酮类例如XXVIII(a-b)。

可用Synth.Comm.(2002)，32：2951-2957和美国专利5,952,478(1999)中所述方法，制备(乙氧基氧膦基)甲基膦酸二乙酯XXIX。可使它与卤代1，3-二氧杂环戊烯酮XXX偶合，得到二膦酸酯XXXI。然后可进行自由基卤化反应，得到二膦酸酯XXXII。

本节中所述二膦酸酯结构单元是它们的膦酸酯形式，R为Me、Et、i-Pr、烯丙基或Bn；或作为游离二膦酸和/或游离二膦酸盐。

A2)氟喹诺酮-二膦酸酯轭合物的合成

如J.Med.Chem.(2002)，45：2338-2341中所述，在亲核催化条件下，用亚乙烯基二膦酸酯XVII处理在C-7取代基上具有伯或仲胺官能团的氟喹诺酮，得到二膦酸酯的加合物。因此，可将莫西沙星XXXIII、加替沙星XXXIV和环丙沙星XXXV转化为氨基甲基化的亚甲基二膦酸酯XXXVI-XXXVIII。

将XXXIII-XXXV的仲氨基保护，然后用ω-碘烷基二膦酸酯XXI(a-b)处理，得到氟喹诺酮二膦酸酯加合物XL(a-f)。

按照J.Drug Targeting(1995)，3：273-282中所述类似方法，使保护的氟喹诺酮类化合物与二膦酸酯化烷基卤化物例如XXII和XXIII进行类似的反应，得到它们的母体二膦酸酯化的羟乙酰胺(glycoamide)前药XLI(a-c)和XLII(a-c)。

将氟喹诺酮类化合物的羧基保护，得到化合物XLIII-XLV。可如Synlett(1994)：894中所述，在碱的存在下，用溴乙酰胺XXIII和二氧化碳处理这些化合物，得到二膦酸酯化的氨基甲酸酯XLVI-XLVIII。用XXII代替XXIII，进行类似处理，得到类似化合物IL-LI：

按J.Med.Chem.(1991)，34：78-81中所述用于其它化合物的方式，用氯甲酸1-氯烷基酯处理莫西沙星XXXIII，形成母体氨基甲酸1-氯烷基酯，使它与XV(a-b)、XVI(a-d)或XX(a-b)的盐反应，分别得到二膦酸酯的加合物LII(a-b)、LIII(a-d)或LIV(a-b)。类似地，通过相同反应顺序，分别将加替沙星转化为LV(a-f)和LVI(a-b)，和将环丙沙星转化为LVII(a-f)和LVIII(a-b)。

可在标准偶合剂的存在下，通过使保护的氟喹诺酮类化合物XXXIX(a-c)与二膦酸酯化的酚IXa缩合，制备二膦酸酯化的苯基酯。

类似地，可在适当选择的标准偶合剂存在下，使XXXIX(a-c)与硫醇XXIV(a-b)、XXV或XXVI反应，得到通用结构LX(a-c)、LXI(a-c)、LXII(a-c)和LXIII(a-c)的二膦酸酯化的硫代酸酯。

使氟喹诺酮类化合物例如XXXIII、XXXIV和XXXV与二膦酸酯化乙烯基甲酮类例如XXVII(a-b)缩合，得到二膦酸酯化的氟喹诺酮前药LXIV(a-b)、LXV(a-b)和LXVI(a-b)。

在非亲核性碱的存在下，用二膦酸酯化的卤代甲基二氧杂环戊烯酮XXXII处理氟喹诺酮类化合物XXXIII-XXXV，得到二膦酸酯化的二氧杂环戊烯酮基甲基氟喹诺酮类化合物LXVII、LXVIII和LXIX。

可在偶合剂的存在下，通过用羧酸Vb处理，或在碱的存在下，用酰氯Vc处理，由母体保护的氟喹诺酮类化合物XLIII-XLV制备二膦酸酯化的酰胺LXX-LXXII。

可在标准脱水偶合条件下，通过用二膦酸酯化3-(2-酰氧基苯基)-3-甲基丁酸(LXXIII X＝OH)处理，或在合适的碱的存在下，用母体酰卤(LLXIII X＝卤素)处理，由母体保护的氟喹诺酮类化合物XLIII-XLV制备二膦酸酯化的酰胺LXXIV-LXXVI。

可按相似方式，用适当保护的二膦酸酯化的3-(2-磷酰基氧基苯基)-3-甲基丁酸(LLXVII X＝OH)或其母体酰卤(LXXVII X＝卤素)制备类似化合物LXXVIII-LXXX。

本节中所述二膦酸酯结构单元是它们的膦酸酯形式，R为Me、Et、i-Pr、烯丙基或Bn；或为游离二膦酸和/或游离二膦酸盐。可通过常规方法，例如在有或无碱的存在下，用三甲基溴硅烷化物或碘化物处理；当二膦酸酯是苄基二膦酸酯时，氢化处理；当二膦酸酯是烯丙基二膦酸酯时，用钯催化剂和亲核试剂处理，将二膦酸酯转化为游离酸和酸式盐。

可用文献中所述常规方法，例如″Protective Groups in OrganicSynthesis″，Greene，T.W.and Wuts，P.M.G.，Wiley-Interscience，NewYork，1999中的综述，加入和除去其它保护基团。

B)实验方法详述

流程1.合成亚乙烯基二膦酸四甲酯(2)

亚乙烯基二膦酸四甲酯(2)：

按J.Org.Chem.1986，51，3488-3490中所述，制备化合物2。得到化合物2，为澄清液体，总收率74％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ3.78-3.81(m，12H)，6.94-7.12(m，2H)。

流程2.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物5

7-((4aS，7aS)-1-(2，2-二(二甲基膦酰基)乙基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4)：

将莫西沙星3(0.800g，1.99mmol)溶于无水CHCl₃(30ml)。向该溶液中加入亚乙烯基二膦酸四甲酯2(0.515g，2.11mmol)和催化量的DMAP。将反应混合物在室温下搅拌3.5h，然后在40℃下蒸发。通过以下方法将1.022g部分粗产物纯化。用小体积乙酸乙酯处理。将不溶物滤除，用己烷使产物沉淀析出，用己烷洗涤，干燥，得到纯的4(0.448g，45％)。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ0.86-0.87(m，1H)，0.94-1.05(m，2H)，1.10-1.35(m，4H)，1.55-1.85(m，5H)，2.25-2.40(m，2H)，2.64(tt，J＝23.9，6.0，1H)，2.75-2.95(m，2H)，3.05-3.25(m，2H)，3.54(s，3H)，3.56-3.72(m，6H)，3.74-4.01(m，8H)，7.77(d，J＝14.1，1H)，8.76(s，1H).

7-((4aS，7aS)-1-(2，2-二膦酰基乙基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(5)：

搅拌下，将TMSBr(0.76ml，5.76mmol)一次性加入4(371mg，0.575mmol)的CH₂Cl₂(10ml)溶液，将得到的混合物在室温下搅拌24h。将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。然后将固体悬浮于H₂O(15mL)，立即加入1M NaOH，将pH调至pH 7，同时产物溶解。蒸发后，得到基本上纯的产物(定量)。112mg部分产物经C18Sep-Pak^TM(H₂O)上纯化，得到纯的5(66mg，59％回收率)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ.0.78-1.36(m，4H)，1.56-2.15(m，4H)，2.36-2.53(m，1H)，2.60-2.85(m，1H)，3.32-3.85(m，7H)，3.62(s，3H)，4.05-4.38(m，4H)，7.59(d，J＝13.7，1H)，6.59(s，1H).

流程3.制备环丙沙星二膦酸酯轭合物8

7-(4-(2，2-二(二甲基膦酰基)乙基)哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代喹啉-3-甲酸(7)：

将环丙沙星6(0.40g，1.21mmol)悬浮于无水CHCl₃(50mL)。向该悬浮液中加入亚乙烯基二膦酸四甲酯2(0.301g，1.23mmol)和催化量的DMAP。将反应混合物在室温下搅拌2h，然后在40℃下蒸发。将粗产物在沸腾的甲苯(50mL)中加热。得到不溶物8，为白色粉末(0.309g，44％)。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ1.17-1.21(m，2H)，1.36-1.43(m，2H)，1.63(bs，1H)，2.67-2.84(m，5H)，2.95-3.07(m，2H)，3.35(bs，4H)，3.48-3.56(m，1H)，3.80-3.88(m，12H)，7.34(d，J＝7.0，1H)，8.02(d，J＝12.9，1H)，8.77(s，1H).

7-(4-(2，2-二膦酰基乙基)哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代喹啉-3-甲酸(8)：

搅拌下，将TMSBr(0.58ml，4.39mmol)一次性加入7(252mg，0.438mmol)的CH₂Cl₂(10mL)溶液中，将得到的混合物在室温下搅拌16h。将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。将固体悬浮于H₂O(30mL)中，立即加入1M NaOH，将pH调至pH 7.6，同时产物溶解。将产物溶液用CHCl₃(2×25mL)洗涤，过滤，蒸发，得到8，定量收率。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.14(bs，2H)，1.32-1.38(m，2H)，2.35-2.50(m，1H)，3.36-3.90(m，11H)，7.66(d，J＝7.0，1H)，7.93(d，J＝13.1，1H)，8.51(s，1H).

流程4.1-(3-碘丙基)亚甲基二膦酸四乙酯(11)的制备：

4-(2-四氢-2H-吡喃氧基)亚丁基-1，1-二膦酸四乙酯(9)：

向NaH(60％的矿物油悬浮液，900mg，22.0mmol)的无水THF(20mL)悬浮液滴加亚甲基二膦酸四乙酯(6.46g，22.4mmol)。将得到的澄清溶液在室温下搅拌15min，然后滴加2-(3-溴丙氧基)四氢-2H-吡喃(5.05g，22.6mmol)。将反应混合物加热回流6h，用CH₂Cl₂(75mL)稀释，用盐水(2×50mL)洗涤，干燥(MgSO₄)，蒸发。在以下步骤中无需处理即可使用。

4-羟基亚丁基-1，1-二膦酸四乙酯(10)：

搅拌下，向粗产物9(最大量，22.4mmol)的MeOH(40mL)溶液中加入Amberlite IR-120(0.6g)。将反应混合物加热至50℃，保持4h，过滤，蒸发。粗产物经硅胶闪层析纯化，用5-10％甲醇/乙酸乙酯梯度洗脱，得到纯的10(2.67g，34％以亚甲基二膦酸四乙酯计)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.34(t，J＝7.1Hz，12H)，1.81(qulnt，J＝6.5Hz，2H)，1.99-2.13(m，2H)，2.37(tt，J＝24.4，5.6Hz，1H)，2.51(t，J＝5.9Hz，2H)，3.66(q，J＝5.9Hz，2H)，4.13-4.22(m，8H).

4-碘亚丁基-1，1-二膦酸四乙酯(11)：

向10(1.52g，4.39mmol)的CH₂Cl₂(50ml)溶液中加入三苯膦(1.32g，5.033mmol)和咪唑(0.45g，6.61mmol)。将反应混合物冷却至0℃，然后加入碘(1.22g，4.81mmol)。然后将混合物从冷浴中移开，搅拌2h，用己烷(100mL)稀释，过滤，再用己烷(2×30mL)洗涤沉淀。将滤液蒸发，经硅胶闪层析纯化，用0-10％甲醇/乙酸乙酯梯度洗脱，得到纯的11(1.6g，80％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.32-1.38(m，12H)，1.95-2.15(m，4H)，2.28(tt，J＝24.1，6.1，1H)，3.18(t，J＝6.6，2H)，4.12-4.24(m，8H).

流程5.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物14

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(12)：

在室温下，将莫西沙星(3，834mg，2.078mmol)、Boc₂O(459.1mg，2.082mmol)和4.2mL 1M NaOH水溶液在20mL THF中的混合物搅拌过夜。将有机溶剂除去后，将残渣用饱和氯化铵水溶液中和。将混合物用乙酸乙酯(3×)萃取，经无水硫酸钠干燥。将溶剂除去，得到黄色泡沫状物12(947mg，91％)，经¹H NMR表明，其中含有痕量杂质，其可在下一步骤中直接使用，无需纯化。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：0.79-0.86(m，1H)，1.03-1.18(m，2H)，1.23-1.34(m，2H)，1.44-1.54(m，1H)，1.49(s，9H)，1.76-1.84(m，2H)，2.25-2.29(m，1H)，2.89(t，J＝11.8，1H)，3.22-3.30(m，1H)，3.38(bs，1H)，3.57(s，3H)，3.88(dt，J＝2.7，10.0，1H)，3.96-4.01(m，1H)，4.07-4.12(m，2H)，4.79(bs，1H)，7.82(d，J＝13.7，1H)，8.79(s，1H)ppm.

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4，4-二(二乙基膦酰基)丁酯(13)：

在室温下，将12(576mg，1.15mmol)、碘代二膦酸酯11(497mg，1.09mmol)和碳酸钾(151mg，1.09mmol)在10mL无水DMF中的混合物搅拌21h。加入乙酸乙酯(100mL)，将有机液用水(3×20mL)和盐水(20mL)萃取，经MgSO₄干燥。经硅胶闪层析纯化，用5-10％甲醇/乙酸乙酯梯度洗脱，得到纯产物(518mg，57％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.72-0.80(m，1H)，0.92-1.10(m，1H)，1.16-1.30(m，2H)，1.33(t，J＝7.0，12H)，1.47(s，9H)，1.71-1.83(m，4H)，2.05-2.16(m，4H)，2.18-2.28(m，1H)，2.32-2.50(m，1H)，2.81-2.94(m，1H)，3.13-3.26(m，1H)，3.28-3.42(m，1H)，3.55(s，3H)，3.78-3.90(m，2H)，3.98-4.08(m，2H)，4.12-4.23(m，8H)，4.25-4.36(m，2H)，4.76(bs，1H)，7.79(d，J＝4.3，1H)，8.51(s，1H)，

7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4，4-二膦酰基丁酯(14)：

搅拌下，将TMSBr(0.82mL，6.21mmol)一次性加入13(518mg，0.624mmol)的CH₂Cl₂(50mL)溶液中，将得到的混合物在室温下搅拌23h。将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。然后将固体再悬浮于H₂O(200mL)中，立即加入1M NaOH，将pH调至pH 7，同时产物溶解。将产物溶液用CHCl₃(2×50mL)洗涤，过滤，蒸发，得到产物，定量收率。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.83(bs，1H)，0.98(bs，1H)，1.08(bs，1H)，1.21(bs，1H)，1.65-2.15(m，9H)，2.61(bs，1H)，2.93(bs，1H)，3.20-3.35(m，1H)，3.43-3.64(m，2H)，3.52(s，3H)，3.75(bs，2H)，3.84-4.17(m，2H)，4.31(bs，2H)，7.41(d，J＝12.1，1H)，8.80(s，1H).

流程6：制备加替沙星-二膦酸酯轭合物18

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(16)：

在室温下，将加替沙星(15，335.1mg，0.8927mmol)、Boc₂O(202mg，0.9163mmol)和1.9mL 1M NaOH水溶液在10ml THF中的混合物搅拌过夜。将有机溶剂除去后，将残渣用饱和氯化铵水溶液中和。将混合物用乙酸乙酯(3×)萃取，经无水硫酸钠干燥。将溶剂除去，得到白色固体16(403mg，95％)。

¹H NMR(400 MHz，CDCl₃)：

0.94-1.04(m，2H)，1.19-1.26(m，2H)，1.33(d，J＝6.9，3H)，1.50(s，9H)，3.23-3.37(m，3H)，3.44-3.51(m，2H)，3.73(s，3H)，3.95-4.03(m，2H)，4.36(bs，1H)，7.89(d，J＝11.4，1H), 8.83(s，1H)ppm.

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4，4-二(二乙基膦酰基)丁酯(17)：

在室温下，将16(476mg，1.00mmol)、碘代二膦酸酯11(465mg，1.02mmol)和碳酸钾(180mg，1.30mmol)在10mL无水DMF中的混合物搅拌22h。将溶剂在70℃下蒸发，残渣经硅胶闪层析(2×)纯化，用5％甲醇/CH₂Cl₂洗脱，得到纯的17(460mg，57％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.86-0.96(m，2H)，1.08-1.18(m，2H)，1.28-1.40(m，15H)，1.50(s，9H)，2.00-2.16(m，4H), 2.32-2.49(m，1H)，3.17-3.50(m，5H)，3.71(s，3H)，3.84-3.98(m，2H)，4.12-4.24(m，8H)，4.28-4.38(m，3H)，7.86(d，J＝12.3，1H)，8.54(s，1H).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4，4-二膦酰基丁酯(18)：

搅拌下，将TMSBr(0.76mL，5.76mmol)一次性加入17(460mg，0.573mmol)的CH₂Cl₂(50ml)溶液中，将得到的混合物在室温下搅拌15h。将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。然后将固体再悬浮于H₂O(200mL)中，立即加入1M NaOH，将pH调至pH 7.35，同时产物溶解。将产物溶液用CHCl₃(2×100mL)洗涤，过滤，蒸发，得到粗产物(300mg，77％回收率，按产物的四钠盐计)。粗物质经C18 Sep-Pak^TM(H₂O)纯化，得到纯的18(89mg，23％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.88-1.03(m，2H)，1.10-1.24(m，2H)，1.36(d，J＝6.3，3H)，1.80-2.12(m，5H)，3.18-3.61(m，7H)，3.72(s，3H)，4.02-4.15(m，1H)，4.34(t，J＝6.6，2H)，7.48(d，J＝12.3，1H)，8.83(s，1H).

流程7.制备1-(4-碘丁基)亚甲基二膦酸四乙酯(23)

4-溴-1-丁醇(19)：

回流下，向67.5mL(832.2mmol)四氢呋喃中滴加31mL(274mmol)48％氢溴酸，使黄色溶液再回流2h。冷却至室温后，将反应物小心用饱和碳酸氢钠水溶液中和。将得到的混合物用乙醚(3×)萃取，经无水硫酸钠干燥。将溶剂除去，得到产物19，为黄色油状物(10.7g，26％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：1.69-1.76(m，2H)，2.01-1.94(m，2H)，3.46(t，J＝6.6，2H)， 3.70(t，J＝6.4，2H).

2-(4-溴丁氧基)-四氢-2H-吡喃(20)：

将3，4-二氢-2H-吡喃(8.5mL，90.96mmol)滴加到19(10.7g，69.93mmol)和对甲苯磺酸一水合物(26.5mg，0.1372mmol)的二氯甲烷(20mL)溶液中。将混合物在室温下搅拌过夜。将溶剂除去后，残渣经硅胶闪层析纯化，用5∶1的己烷/乙酸乙酯洗脱，得到产物20，为无色油状物(15.3g，92％)。

¹H NMR(400MHz, CDCl₃)：1.48-1.62(m，4H)，1.68-1.85(m，4H)，1.94-2.02(m，2H)，3.40-3.53(m，4H)，3.74-3.88(m，2H)，4.57-4.59(m，1H).

5-(2-四氢-2H-吡喃基氧基)亚戊基-1，1-二膦酸四乙酯(21)：

向氢化钠(60％，840.5mg，21.01mmol)的40ml THF悬浮液中小心加入亚甲基二膦酸四乙酯(6.16g，20.95mmol)，将得到的浅黄色澄清溶液在室温下搅拌45min。然后加入溴化物20(4.97g，20.96mmol)，并用5ml THF冲洗。使反应物回流过夜，冷却至室温，然后用饱和氯化铵水溶液淬灭。还需要少量水溶解固体。将混合物用乙酸乙酯(3×)萃取，经无水硫酸钠干燥，真空浓缩。经硅胶闪层析纯化，用20∶1(v/v)的二氯甲烷/甲醇洗脱，得到7.3g不纯产物21，为微黄色油状物。该物质直接用于下一步骤，无需纯化。选择的¹HNMR信号(400MHz，CDCl₃)：

δ2.28(tt，J＝6.1，24.3，1H)，3.37-3.51(m，2H)，3.71-3.89(m，2H)，4.56-4.58(m，1H).

5-羟基亚戊基-1，1-二膦酸四乙酯(22)：

将粗化合物21溶于20mL甲醇，加入74.6mg(0.3863mmol)对甲苯磺酸一水合物。在室温下搅拌过夜后，将混合物浓缩，经闪层析纯化，用15∶1-8∶1-6∶1的乙酸乙酯/甲醇梯度洗脱，得到无色油状物(3.1g，两步合计41％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ1.24-1.36(m，12H)，1.55-1.72(m，4H)，1.89-2.03(m，2H)，2.16(bs，1H)，2.29(tt，J＝6.1，24.3，1H)，3.66(bs，2H)，4.11-4.22(m，8H).

5-碘亚戊基-1，1-二膦酸四乙酯(23)：

将醇22(1.419g，3.938mmol)、三苯膦(1.25g，4.718mmol)和咪唑(325.6mg，4.735mmol)溶于15mL无水乙腈，分批加入1.196g(4.703mmol)I₂。在室温下搅拌过夜后，将溶剂真空除去，将残渣溶于乙酸乙酯和饱和Na₂S₂O₃水溶液。将混合物搅拌直至有机层变浅黄色，将两相分离。有机相经无水硫酸钠干燥，浓缩。经硅胶闪层析纯化，用15∶1的乙酸乙酯/甲醇洗脱，得到产物23，为黄色油状物(1.26g，68％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ1.36(t，J＝7.0，12H)，1.66-1.72(m，2H)，1.81-1.99(m，4H)，2.35(tt，J＝5.9，24.1，1H)，3.20(t，J＝6.9，2H)，4.17-4.23(m，8H).

流程8.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物25

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸5，5-二(二乙基膦酰基)戊酯(24)：

在65℃下，将在15ml无水DMF中含化合物12(464.7mg，0.9265mmol)、碘代二膦酸酯23(435.5mg，0.9262mmol)和碳酸钾(129.3mg，0.9355mmol)的混合物加热2天。冷却至室温后，将反应物用水稀释，用乙酸乙酯(3×)萃取，经无水硫酸钠干燥，浓缩。经硅胶闪层析纯化，用15∶1-8∶1-5∶1的乙酸乙酯/甲醇梯度洗脱，得到425.6mg(54％)产物24，为黄色泡沫状物。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.72-0.80(m，1H)，1.00-1.08(m，2H)，1.24-1.36(m，13H)，1.48(s，9H)，1.63-1.81(m，8H)，1.92-2.04(m，2H)，2.20-2.28(m，1H)，2.36(tt，J＝5.8，24.1，1H)，2.82-2.92(m，1H), 3.16-3.24(m，1H)，3.30-3.38(m，1H)，3.56(s，3H)，3.80-3.85(m，1H)，3.89-3.94(m，1H)，4.01-4.08(m，2H)，4.12-4.21(m，8H)，4.29-4.36(m，2H)，4.77(bs，1H), 7.78(d，J＝14.4，1H)，8.55(s，1H).

7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸5，5-二膦酰基戊酯(25)：

向化合物24(377.6mg，0.4475mmol)的5mL CH₂Cl₂溶液中加入0.61ml(4.529mmol)溴代三甲基硅烷。将混合物在室温下搅拌过夜，然后浓缩。将残渣在高真空中保持至少30min，然后溶于水。用1N氢氧化钠水溶液将得到的溶液调至pH 7.4，将溶剂除去。两次将固体溶于水，除去溶剂。得到的固体经Waters

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-10∶1-5∶1的水/甲醇梯度洗脱，得到产物25，为灰白色固体(211mg，70％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)；

0.78-0.84(m，1H)，0.97-1.10(m，2H)，1.17-1.24(m，1H)，1.62-2.00(m，11H)，2.81(bs，1H)，3.04-3.10(m，1H), 3.39-3.43(m，1H)，3.54(s，3H)，3.63-3.68(m，2H)，3.80(dt，J＝3.3，9.6，1H)，3.92-3.94(m，1H)，4.05-4.08(m，2H)，4.25-4.28(m，2H)，7.47(d，J＝14.1，1H)，8.76(s，1H)；³¹P NMR(162MHz，D₂O)：

21.45；¹⁹F NMR(376MHz，D₂O)：

-121.64(d，J＝13.8)；MS(m/e)：630(M-H).

7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸5，5-二(二乙基膦酰基)戊酯，三氟乙酸盐(26)：

将三氟乙酸(0.5mL)加入化合物23(90.7mg，0.1075mmol)的3mlCH₂Cl₂的溶液中。将反应混合物在室温下搅拌1h，用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭，将水层用CH₂Cl₂(2×)萃取。将合并的有机相依次用1N氢氧化钠溶液(1×)和水(2×)洗涤，经无水硫酸钠干燥。由半制备HPLC得到纯产物26，为粘性油状物。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.79-0.83(m，1H)，1.00-1.07(m，2H)，1.16-1.20(m，1H)，1.33(t，J＝7.2，12H)，1.71-1.84(m，8H)，1.93-2.01(m，2H)，2.22-2.36(m，2H)，2.69-2.74(m，1H)，3.05-3.08(m，1H)，3.31-3.34(m，1H)，3.38-3.44(m，2H)，3.55(s，3H)，3.86-3.97(m，3H)，4.13-4.22(m，8H)，4.30(dt，J＝2.7，6.9，2H)，7.77(d，J＝14.3，1H)，8.50(s，1H)；¹⁹F NMR(376MHz，CDCl₃)：-123.61，-75.80.

流程9.制备加替沙星二膦酸酯轭合物28

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸5，5-二(二乙基膦酰基)戊酯(27)：

将在15mL无水DMF中含化合物16(486mg，1.022mmol)、碘代二膦酸酯23(481.4mg，1.024mmol)和碳酸钾(144.3mg，1.044mmol)的混合物在65℃下加热2天。冷却至室温后，将反应物用水稀释，用乙酸乙酯(3×)萃取，经无水硫酸钠干燥，浓缩。经硅胶闪层析纯化，用12∶1-10∶1-8∶1-6∶1的乙酸乙酯/甲醇梯度洗脱，得到455.3mg(54％)产物27，为棕色油状物。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.88-0.96(m，2H)，1.10-1.17(m，2H)，1.32-1.40(m，15H)，1.50(s，9H), 1.67-1.82(m，4H)，1.93-2.05(m，2H)，2.30(tt，J＝6.1，24.1，1H)，3.18-3.45(m，5H)，3.72(s，3H), 3.86-3.96(m，2H)，4.14-4.22(m，8H), 4.29-4.38(m，3H)，7.88(d，J＝12,3，1H)，8.56(s，1H).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸5，5-二膦酰基戊酯(28)：

向化合物27(479.4mg，0.5862mmol)的5mL CH₂Cl₂溶液中加入0.79mL(5.866mmol)溴代三甲基硅烷。将混合物在室温下搅拌过夜，然后浓缩。将残渣在高真空中保持至少30min，然后溶于水。用1N氢氧化钠水溶液将得到的溶液调至pH 7.1，将溶剂除去。两次将固体溶于水，真空除去溶剂。得到的固体经

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-2∶1水/甲醇-1∶2-甲醇梯度洗脱，得到产物28，为灰白色固体(203mg，50％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)：

0.96-1.02(m，2H)，1.14-1.20(m，2H)，1.35(d，J＝6.5，3H)，1.64-1.71(m，2H)，1.77-1.92(m，5H)，3.26-3.38(m，2H)，3.43-3.66(m，5H), 3.79(s，3H), 4.09-4.15(m，1H)，4.31(t，J＝6.9，2H)，7.66(d，J＝12.3，1H)，8.83(s，1H)；³¹P NMR(162MHz，D₂O)：

21.24；¹⁹FNMR(376MHz，D₂O)：

121.86(d，J＝12.6)：MS(m/e)：604(M-H).

流程10.合成4-[(四乙基二膦酰基甲基)氨基甲酰基]丁酸(31)和3-[(四乙基二膦酰基甲基)氨基甲酰基]丙酸(32)

N，N-二苄基-1-氨基亚甲基二膦酸四乙酯(29)：

按经改良的Synth.Comm.1996，26，2037-2043的方案制备化合物29。将原甲酸三乙酯(8.89g，60mmol)、亚磷酸二乙酯(16.57g，120mmol)和二苄胺(11.80g，60mmol)在带蒸馏头的100ml圆底烧瓶中混合。在Ar下，将反应物加热至180-195℃，保持1h。当EtOH生成完全后，将反应混合物冷却至室温，用CHCl₃(300mL)稀释，用NaOH水溶液(2M，3×60mL)和盐水(2×75ml)洗涤，然后经MgSO₄干燥。蒸发后，得到粗产物25.2g(87％)。4.95g部分粗油状物经层析(乙酸乙酯∶己烷∶甲醇14∶4∶1)纯化，得到纯的29(2.36g，41％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)

1.32(dt，J＝2.0，7.0，12H)，3.55(t，J＝25.0，1H)，3.95-4.25(m，12H)，7.20-7.45(m，10H).

1-氨基亚甲基二膦酸四乙酯(30)：

将化合物29(2.00g，4.14mmol)溶于EtOH(40mL)。向该溶液中加入披钯碳(10％，1.5g)和环己烯(2.5mL，24.7mmol)。在氩气下，将反应混合物回流15小时，通过硅藻土过滤，蒸发，得到30，为略微不纯的浅黄色油状物(1.50g，119％)，它可在下一步骤中直接使用，无需纯化。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.35(t，J＝7.0，12H)，3.58(t，J＝20.3，1H)，3.65-3.90(br s，2H)，4.20-4.28(m，8H).

4-[(四乙基二膦酰基甲基)氨基甲酰基]丁酸(31)：

按J.Drug Targeting，1997，5，129-138中所述制备化合物31。得到的产物为澄色油状物，按30计，粗产物收率85％。粗产物可经层析(10％AcOH/EtOAc)纯化，得到白色固体。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ1.30(t，J＝7.0，6H)，1.34(t，J＝7.0，6H)，1.92-2.02(m，2H)，2.38-2.44(m，2H)，2.54(t，J＝7.3，1H)，4.04-4.28(m，8H)，5.16(td，J＝22.1，J＝10.0，1H)，8.45(d，J＝10.2，1H).

3-[(四乙基二膦酰基甲基)氨基甲酰基]丙酸(32)：

按J.Drug Targeting，1997，5，129-138中所述制备化合物32。得到的产物为缓慢固化的油状物，按30计，粗产物收率57％。粗产物可经层析(10％AcOH/EtOAc)纯化，得到白色固体。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ1.31(t，J＝7.0，6H)，1.33(t，J＝7.1，6H)，2.61-2.73(m，4H)，4.05-4.28(m，8H)，5.07(td，J＝21.6，J＝9.8，1H)，7.90(d，J＝9.4，1H).

流程11.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物36

4-[(四乙基二膦酰基甲基)氨基甲酰基]丁酸的钠盐(33)：

将羧酸31(300.2mg，0.7193mmol)溶于2ml THF，加入0.72ml(0.72mmol)1N氢氧化钠水溶液。将混合物在室温下搅拌4h，将有机溶剂除去。通过在高真空下过夜或冷冻干燥，将残余水除去。得到的固体可直接用于下一步骤。

7-((4aS，7aS)-1-((1-氯乙氧基)羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(34)：

将氯甲酸1-氯乙酯(0.27mL，2.478mmol)加入莫西沙星3(994.5mg，2.477mmol)和547.9mg(2.557mmol)质子海绵的25mL氯仿溶液中。将黄色澄清溶液在室温下搅拌5h，然后用水(3×)洗涤，经无水硫酸钠干燥。将溶剂除去，得到产物34，为黄色泡沫状物(1.228g，98％)。在水洗涤后质子海绵仍存在的情况下，使粗产物通过硅胶短柱，用19∶1的二氯甲烷/甲醇洗脱。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.78-0.86(m，1H)，1.03-1.17(m，2H)，1.25-1.35(m，1H)，1.47-1.64(m，1H)，1.78-1.90(m，5H)，2.32(bs，1H)，2.95-3.05(m，1H)，3.24-3.64(m，2H)，3.58(s，3H)，3.86-4.03(m，2H)，4.04-4.22(m，2H)，4.70-4.98(m，1H)，6.63(q，J＝5.9，1H)，7.82(dd，J＝1.6，13.7，1H)，8.79(s，1H).

混合缩醛35：

在60℃油浴中，将34(741.4mg，1.460mmol)和33(1.454mmol)在7mL无水乙腈中的混合物加热2天。冷却至室温后，使反应混合物通过硅藻土垫过滤。将滤液浓缩，经

C18 Sep-Pak^TM短柱(35cc)纯化，用纯水-2∶1水/甲醇-1∶2-甲醇梯度洗脱。得到纯产物，为棕色玻璃状固体(556.3mg，43％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.78-0.86(m，1H)，1.04-1.20(m，2H)，1.28-1.36(m，12H)，1.46-1.64(m，4H)，1.74-2.03(m，5H)，2.26-2.44(m，4H)，2.90-3.02(m，1H)，3.22-3.50(m，3H)，3.58(s，3H)，3.84-4.03(m，3H)，4.03-4.28(m，8H)，4.64-4.94(bs，1H)，5.02(dt，J＝10.0，21.9，1H)，6.15(d，J＝10.2，1H)，6.84(q，J＝4.7，1H)，7.82(d，J＝13.9，1H)，8.79(s，1H).

混合缩醛36：

向四酯35(556mg，0.6256mmol)的5mL CH₂Cl₂溶液中加入0.83mL(6.289mmol)溴代三甲基硅烷。在室温下搅拌6h后，将混合物浓缩，将残渣在高真空中保持至少30min。将得到的物质溶于稀氢氧化钠溶液(≤2当量NaOH，该方法相当费时，且时常需要超声振荡以维持溶液)，然后用1N氢氧化钠溶液将pH小心调至7.20。得到的水溶液经

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-10∶1水/甲醇梯度洗脱。将所有含需要的产物的组分立即合并，在丙酮/干冰冷浴中冷冻。通过冷冻干燥将溶剂除去，将得到的物质用CH₂Cl₂洗涤，得到90mg(18％)产物36，为灰白色粉末。

¹H NMR(400MHz，D₂O)：

0.75-0.83(m，1H)，0.96-1.04(m，1H)，1.04-1.13(m，1H)，1.18-1.27(m，1H)，1.46-1.60(m，2H)，1.52(d，J＝5.5，3H)，1.73-1.86(m，2H)，1.93(五重峰，J＝7.6，2H)，2.28-2.40(m，1H)，2.38(t，J＝7.1，2H)，2.49(t，J＝7.2，2H)，2.98-3.12(m，1H)，3.30(d，J＝9.4，1H)，3.43-3.53(m，1H)，3.59(s，3H)，3.90-4.10(m，4H)，4，24(t，J＝19.4，1H)，6.77(q，J＝5.5，1H)，7.64(d，J＝14，5，1H)，8.46(s，1H)ppm；³¹PNMR(162MHz，D₂O)：

14.23ppm；¹⁹F NMR(376 MHz，D₂O)：

-123.52(bs)ppm；MS(m/e)：777(M+H).

流程12.制备加替沙星二膦酸酯轭合物39

7-(4-((1-氯乙氧基)羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(37)：

将氯甲酸1-氯乙酯(82μl，0.7525mmol)加入加替沙星15(282.8mg，0.7533mmol)和质子海绵(166.6mg，0.7773mmol)的10mL CHCl₃溶液中。白色悬浮液迅速变澄清，在室温下再搅拌2h。将混合物用水(3×)洗涤，经无水硫酸钠干燥。将溶剂除去，得到产物37，为黄色固体(356.5mg，98％)。在水洗涤后质子海绵仍存在的情况下，使粗产物通过硅胶短柱，用19∶1的二氯甲烷/甲醇洗脱。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.94-1.04(m，2H)，1.21-1.26(m，2H)，1.40(d，J＝7.1，3H)，1.85(d，J＝5.9，3H)，3.31-3.34(m，2H)，3.41-3.53(m，4H)，3.74(s，3H)，3.98-4.07(m，2H)，4.45(bs，1H)，6.65(dq，J＝1.8，5.7，1H)，7.92(d，J＝12.0，1H)，8.84(s，1H).

混合缩醛38：

在60℃油浴中，将37(324.1mg，0.6725mmol)和甲酸钠33(0.7193mmol)在5ml无水乙腈中的混合物加热2天。冷却至室温后，使反应混合物通过硅藻土垫过滤。将滤液浓缩，经

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-2∶1水/甲醇-1∶2-甲醇梯度洗脱。得到的纯产物为棕色粘性油状物(247.6mg，43％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.96-1.04(m，2H)，1.16-1.29(m，2H)，1.34(t，J＝7.1，12H)，1.52(d，J＝5.5，3H)，1.69(bs，3H)，1.99(五重峰，J＝7.0，2H)，2.35(t，J＝7.2，2H)，2.42(t，J＝7.2，2H)，3.22-3.53(m，5H)，3.74(s，3H)，3.98-4.04(m，2H)，4.14-4.24(m，8H)，4.36-4.44(m，1H)，5.03(dt，J＝10.2，21.7，1H)，6.18-6.21(m，1H)，6.86(q，J＝6.5，1H)，7.91(d，J＝12.1，1H)，8.83(s，1H).

混合缩醛39：

向四酯38(247.1mg，0.2864mmol)的6ml CH₂Cl₂溶液中加入0.40mL(3.031mmol)溴代三甲基硅烷。在室温下搅拌过夜后，将溶剂除去，将残渣在高真空中保持至少30min。将得到的物质溶于稀氢氧化钠溶液(≤2当量NaOH，该方法相当费时，且时常需要超声振荡以帮助保持溶解)，然后用1N氢氧化钠溶液将pH小心调至7.25。得到的水溶液经

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-10∶1的水/甲醇梯度洗脱。将所有含需要的产物的组分立即合并，在丙酮/干冰冷浴中冷冻。通过冷冻干燥将溶剂除去，将得到的物质用二氯甲烷洗涤，得到65mg(30％)产物39，为灰白色粉末。

¹H NMR(400MHz，D₂O)：

0.89-1.00(m，2H)，1.08-1.17(m，2H)，1.37(t，J＝7.2，3H)，1.53(d，J＝5.5，3H)，1.93(五重峰，J＝7.2，2H)，2.38(t，J＝7.6，2H)，2.50(t，J＝7.0，2H)，3.24-3.34(m，2H)，3.42-3.50(m，3H)，3.75(s，3H)，3.93(bs，1H)，4.06-4.12(m，1H)，4.22(t，J＝19.0，1H)，4.34(bs，1H)，6.79(q，J＝5.5，1H)，7.73(d，J＝12.7，1H)，8.51(s，1H)；³¹P NMR(162MHz，D₂O)：

14.27；¹⁹F NMR(376MHz，D₂O)：

-122.32(bs)；MS(m/e)：751(M+H).

流程13.制备加替沙星二膦酸酯轭合物44

5-(2-四氢-2H-吡喃基氧基)-亚戊基-1，1-二膦酸四异丙酯(40)：

向氢化钠(60％，342.5mg，8.563mmol)的15mL THF悬浮液中小心加入亚甲基二膦酸四异丙酯(2.80mL，8.61mmol)，将得到的浅黄色澄清溶液在室温下搅拌30min。然后用移液管加入纯化合物20(2.0194g，8.516mmol)，并用5mL THF冲洗。使反应物回流8h，冷却至室温，然后用饱和NH₄Cl淬灭。将混合物用乙酸乙酯(3×)萃取，经硫酸钠干燥，真空浓缩。经闪层析纯化，用10∶1的EtOAc∶MeOH洗脱，回收到760mg未反应的原料20。未将需要的产物40与其它未反应的原料亚甲基二膦酸四异丙酯分离，该混合物可在下一步骤中直接使用。选择的¹H NMR信号

(400MHz，CDCl₃)

1.48-2.02(m，12H)，2.14(tt，J＝24.2，5.9，1H)，3.36-3.42(m，1H)，3.46-3.52(m，1H)，3.71-3.77(m，1H)，3.83-3.89(m，1H)，4.57-4.58(m，1H).

5-羟基亚戊基-1，1-二膦酸四异丙酯(41)：

将在前步骤中通过闪层析得到的混合物溶于4ml MeOH，加入24.5mg(0.127mmol)对甲苯磺酸一水合物。在室温下搅拌过夜后，将混合物浓缩，经闪层析纯化，用12∶1的EtOAc∶MeOH洗脱，得到41，为无色油状物(1.2g，两步合计50％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)

1.33-1.36(m，24H)，1.54-1.61(m，2H)，1.65-1.72(m，2H)，1.84-1.98(m，2H)，2.15(tt，J＝24.1，6.1，1H)，2.28(t，J＝5.7，1H)，3.66(q，J＝6.1，2H)，4.72-4.82(m，4H).

5-羧基亚戊基-1，1-二膦酸四异丙酯(42)：

将化合物41(365.5mg，0.9083mmol)和重铬酸吡啶鎓(1.22g，3.18mmol)溶于3mL N，N-二甲基甲酰胺，并在室温下搅拌过夜。经TLC监测反应完成后，将混合物用水稀释，用EtOAc(3×)萃取，经硫酸钠干燥，真空浓缩。经硅胶闪层析纯化，用19∶1的EtOAc∶乙酸洗脱，得到42，为无色油状物(246.8mg，65％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.29-1.35(m，24H)，1.90-1.99(m，4H)，2.18(tt，J＝24.4，5.5，1H)，2.34(t，J＝6.8，2H)，4.73-4.82(m，4H).

混合缩醛43：

向二膦酸四异丙酯甲酸42(277.4mg，0.6445mmol)的2mL THF溶液中加入0.65mL(0.65mmol)1N氢氧化钠水溶液。在室温下搅拌4h后，将溶剂除去。在60℃油浴中，将得到的244mg(0.5394mmol)固体和加替沙星衍生物37(239.6mg，0.4972mmol)在4mL无水乙腈中的混合物加热过夜。冷却至室温后，使混合物通过硅藻土垫过滤。将滤液浓缩，经

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-2∶1-1∶2水/甲醇-甲醇梯度洗脱。将溶剂除去，得到产物43，为粘性黄色油状物(322mg，74％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.88-1.04(m，2H)，1.14-1.25(m，2H)，1.28-1.42(m，24H)，1.51(d，J＝5.5，3H)，1.61(bs，3H)，1.86-2.00(m，4H)，2.13(tt，J＝4.7，24.3，1H)，2.35(t，J＝6.0，2H)，3.22-3.53(m，5H)，3.73(s，3H)，3.96-4.04(m，2H)，4.34-4.44(m，1H)，4.78(septet，，J＝6.1，1H)，6.86(q，J＝5.3，1H)，7.90(d，J＝12.2，1H)，8.83(s，1H).

混合缩醛44：

向四异丙酯43(319.7mg，0.3650mmol)的6mL CH₂Cl₂溶液中加入2.40mL(18.18mmol)溴代三甲基硅烷。在室温下搅拌过夜后，将溶剂除去，将残渣在高真空中保持至少30min。将得到的物质溶于稀氢氧化钠溶液(≤2当量NaOH，该方法相当费时，且时常需要超声振荡以帮助保持溶解)，然后用1N氢氧化钠溶液将pH小心调至7.47。得到的水溶液经

C18 Sep-Pak^TM短柱(20cc)纯化，用纯水-10∶1水/甲醇梯度洗脱。将所有含需要的产物的组分立即合并，在丙酮/干冰冷浴中冷冻。通过冷冻干燥将溶剂除去，将得到的物质用二氯甲烷洗涤，得到93mg(30％)产物44，为灰白色粉末。

¹H-NMR(400MHz，D₂O)：

0.88-1.02(m，2H)，1.07-1.20(m，2H)，1.37(t，J＝7.3，3H)，1.55(d，J＝5.5，3H)，1.72-1.85(m，5H)，2.48(t，J＝6.4，2H).3.25-3.34(m，2H)，3.43-3.52(m，4H)，3.75(s，3H)，3.93(bs，1H)，4.10(septet，，J＝3.5，1H)，4.36(bs，1H)，6.80(dq，J＝0.8，5.5，1H)，7.73(d，J＝12.7，1H)，8.52(s，1H)；³¹P NMR(162MHz，D₂O)：

20.87；¹⁸F NMR (376MHz，D₂O)：

-122.32(bs)；MS(m/e)：708(M+H).

流程14.制备加替沙星二膦酸酯轭合物49

3-(叔丁氧基羰基)亚丙基-1，1-二膦酸四乙酯(45)：

向亚甲基二膦酸四乙酯(10.0g，34.7mmol)的苯(56mL)溶液中加入丙烯酸叔丁酯(5.54mL，38.2mmol)、K₂CO₃(4.79g，34.7mmol)和氯化苄基三乙基铵(0.79g，3.5mmol)。将混合物搅拌回流18小时。然后过滤，将滤液浓缩。经硅胶闪层析纯化，用0-10％ MeOH/EtOAc梯度洗脱，得到化合物45，为无色油状物(3.8g，26％)。

¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.34(t，J＝7.0Hz，12H)，1.43(s，9H)，2.11-2.25(m，2H)，2.48(tt，J＝23.9，6.5Hz，1H)，2.56(t，J＝7.4Hz，2H)，4.13-4.22(m，8H).

3-羧基亚丙基-1，1-二膦酸四乙酯(46)

将叔丁酯45(4.3g，10.3mmol)在TFA(8.6mL)中搅拌15min，然后浓缩至干。经反相Biotage 40M C18柱纯化，用10-60％MeOH/H₂O梯度洗脱，得到化合物46(3.7g，99％)，为无色油状物，其经过一段时间后固化。

¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.34(t，J＝7.0Hz，12H)，2.18-2.28(m，2H)，2.60(tt，J＝23.9，6.5Hz，1H)，2.69(t，J＝7.3Hz，2H)，4.14-4.23(m，8H).

备选方法：

在35℃下，向醇10(12.7g，36.7mmol)的MeCN(200mL)溶液和磷酸缓冲盐溶液(200mL，由等体积0.67M Na₂HPO₄溶液和0.67MNaH₂PO₄溶液混合制成)的溶液中加入催化量的TEMPO(430mg，2.75mmol)。将装备两个加料漏斗的反应烧瓶保持在35℃。一个漏斗中盛NaClO₂(8.3g，91.7mmol)的75mL H₂O溶液。另一个漏斗中盛家用漂白剂(5.25％，25mL)的250mL H₂O溶液。依次加入约1/5NaClO₂溶液、约1/5漂白剂溶液，引发反应。同时滴加入两种溶液剩余的部分，将速度调至使两种溶液同时滴加完毕。将反应混合物在35℃下搅拌4h，然后在室温下搅拌18h。将反应混合物用300mL H₂O稀释，通过加入1M NaOH将溶液pH调至8.0。将得到的溶液冷却至0℃，缓慢加入Na₂SO₃冷溶液(6.1％(重量)，185mL)。将混合物在0℃下搅拌30min，然后加入一份Et₂O。剧烈搅拌后，将混合物倾入萃取漏斗，将Et₂O层分离，弃去。将水层用浓HCl酸化至pH 3.4，用CHCl₃/i-PrOH混合物(4∶1)萃取3×。合并的有机层经MgSO₄干燥，过滤，浓缩至干，得到46，为浅黄色油状物(12.9g，98％)，其无需进一步纯化即可使用。该化合物的¹H-NMR图谱与酯45水解后得到的图谱一致。

7-(4-(氯甲氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(47)：

将15(8.65g，22.9mmol)和质子海绵(4.90g，22.9mmol)的无水CH₂Cl₂(100mL)悬浮液在冰浴中冷却，然后滴加入氯甲酸氯甲基酯(2.03mL，22.9mmol)。将得到的混合物在相同温度下搅拌4小时。加入CH₂Cl₂(300mL)，将反应混合物稀释，用冷HCl水溶液(5％)和饱和NaCl溶液洗涤，然后经无水硫酸钠干燥。滤除干燥剂后，将有机溶剂减压除去，得到47，为黄色固体(10.2g，95％)，其无需纯化即可使用：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.94-1.04(m，2H)，1.17-1.27(m，2H)，1.40(d，J＝6.7，3H)，3.28-3.53(m，5H)，3.73(s，3H)，3.98-4.10(m，2H)，4.45(bs，1H)，5.85(m，2H)，7.92(d，J＝12.3，1H)，8.83(s，1H).

混合缩醛48：

将化合物46(3.70g，10.3mmol)溶于CH₃CN(20mL)，然后加入KOH(0.634g，11.3mmol)H₂O溶液。将得到的溶液搅拌5分钟，然后减压浓缩。将46的钠盐溶于DMF(25mL)，然后加入47(2.09g，4.47mmol)。将得到的溶液在室温下搅拌3h，然后加入冰-冷H₂O(150mL)淬灭。将产物用EtOAc(3×100mL)萃取，将合并的有机液用水和盐水洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。滤除干燥剂后，将有机溶剂减压除去，得到48，为黄色固体(3.3g，93％)，其无需纯化即可使用：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：0.92-1.04(m，2H)，1.17-1.27(m，2H)，1.34(t，J＝6.9，12H)，1.39(d，J＝10.5，3H)，1.95(bs，2H)，2.19-2.33(m，2H)，2.47(tt，J＝7.5，31.1，1H)，2.77(t，J＝7.6，2H)，3.28-3.52(m，5H)，3.73(s，3H)，3.98-4.23(m，8H)，4.42(bs，1H)，5.87(m，2H)，7.90(d，J＝11.9，1H)，8.83(s，1H).

混合缩醛49：

将粗48(3.25g，4.11mmol)和2，6-二甲基吡啶(9.53mL，82.1mmol)的CH₂Cl₂(30mL)溶液在冰浴中冷却，然后滴加入TMSBr(8.13mL，61.6mmol)。将得到的黄色溶液搅拌，同时在24h内升温至室温。然后将溶剂和过量二甲基吡啶减压除去。将残渣悬浮于H₂O中，在Biotage^TM闪层析系统上，经反相层析(0％-60％CH₃CN/水)纯化。将CH₃CN减压除去，通过冷冻干燥将水除去，得到49的浅黄色单-2，6-二甲基吡啶盐(1.58g，49％)：

¹H NMR(400MHz，D₂O)：δ0.88-1.11(m，2H)，1.20-1.31(m，2H)，1.36(d，J＝6.9，3H)，2.04-2.22(m，3H)，1.79(t，J＝7.7，2H)，2.71(s，6H)，3.28-3.55(m，5H)，3.75(s，3H)，3.97(bd，J＝12.0，1H)，4.20-4.26(m，1H)，4.38(bs，1H)，5.82(s，2H)，7.41(d，J＝12.8，1H)，7.62(d，J＝8.2，1H)，8.26(t，J＝7.7，2H)，8.84(s，1H)：³¹P NMR(162MHz，D₂O)：

20.94(s，1P)：¹⁹F NMR(376MHz，D₂O)：

-119.05(d，J＝10.5，1F)：LCMS-98.8％(254nm)，98.8％(220nm)，98.9％(320nm)：MS(MH⁺)680.2.

流程15.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物52

1-(N-2-溴乙酰基氨基)亚甲基二膦酸四乙酯(50)：

搅拌下，将溴乙酰溴(0.35ml，4.0mmol)的CH₂Cl₂(1mL)溶液滴加到30(1.1g，3.6mmol)和吡啶(0.59mL，7.3mmol)的CH₂Cl₂(10mL)冷(冰浴)溶液中。在相同温度下搅拌4小时后，加入水，淬灭反应。将产物用CH₂Cl₂萃取，将合并的有机液用10％HCl水溶液、盐水洗涤，经硫酸钠干燥，减压浓缩。粗黄色油经硅胶柱层析(0％-3％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到50，为无色固体(0.58g，37％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.35(t，J＝7.2，12H)，3.92(s，2H)，4.12-4.28(m，8H)，4.92(dt，J＝10.2，21.7，1H)，6.91(bd，J＝10.0，1H).

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(1，1-二(二乙基膦酰基)甲基氨基甲酰基)甲酯(51)：

将12(1.1g，2.1mmol)、50(0.90g，2.1mmol)和Cs₂CO₃(0.76g，2.3mmol)的溶液在室温下搅拌12h。然后将混合物用H₂O稀释，用CH₂Cl₂萃取。将有机液用盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得到棕色油状物，经硅胶层析(0％-8％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到51，为浅褐色固体(1.29g，72％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.75-0.80(m，1H)，0.99-1.09(m，2H)，1.22-1.29(m，1H).1.31-1.37(m，12H)，1.46-1.51(m，1H)，1.48(s，9H)，1.75-1.83(m，3H)，2.22-2.27(m，1H)，2.86-2.91(m，1H)，3.19-3.23(m，1H)，3.34-3.38(m，1H)，3.56(s，3H)，3.83(dt，J＝1.9，10.0，1H)，3.87-3.92(m，1H)，4.02-4.09(m，2H)，4.20-4.38(m，8H)，4.73-4.82(bs，1H)，4.83(d，J＝15.8，1H)，4.91(d，J＝15.8，1H)，5.22(dt，J＝10.0，23.0，1H)，7.75(d，J＝14.1，1H)，8.49(s，1H)，9.24(d，J＝9.2，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(1，1-二膦酰基甲基氨基甲酰基)甲酯(52)：

搅拌下，将TMSBr(3.0mL，23mmol)一次性加入51(1.27g，1.50mmol)的CH₂Cl₂溶液。18h后，将溶剂减压除去，将黄色固体再悬浮于H₂O中，加入NaOH，将pH调至7.4。得到的溶液经Waters C18Sep-Pak^TM纯化，将产物依次用H₂O(150mL)、5％MeOH/H₂O(50mL)洗脱，得到52，为黄色固体(744mg，69％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.70-0.78(m，1H)，0.86-1.00(m，2H)，1.03-1.10(m，1H)，1.67-1.78(m，4H)，2.61(bs，1H)，2.90-2.95(m，1H)，3.23-3.26(m，1H)，3.40(s，3H)，3.51-3.65(m，3H)，3.75(bs，1H)，3.83-3.87(m，1H)，3.92-3.97(m，1H)，4.19(t，J＝18.0，1H)，4.74(s，2H)，7.24(d，J＝14.5，1H)，8.77(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.76(d，J＝15.4，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ13.90(s，2P)：LCMS：94.8％(254nm)，95.6％(220nm)，97.0％(320nm).MS；(MH⁺)633.1.

流程16.制备加替沙星二膦酸酯轭合物54

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(1，1-二(二乙基膦酰基)甲基氨基甲酰基)甲酯(53)：

按51的合成中所述，以1.3mmol规模，使50和16之间进行偶合反应。粗产物经硅胶层析(0％-5％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到53，为浅黄色固体(0.672g，62％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.90-0.95(m，2H)，1.13-1.19(m，2H)，1.32-1.36(m，15H)，1.50(s，9H)，3.19-3.46(m，5H)，3.72(s，3H)，3.89-3.97(m，2H)，4.21-4.37(m，9H)，4.87(s，2H)，5.21(dt，J＝9.9，22.9，1H)，7.81(d，J＝12.4，1H)，8.53(s，1H)，9.10(d，J＝9.9，1H)：LCMS：97.8％(254nm)，96.1％(220nm)，98.0％(320nm).MS：(MH⁺)819.3.

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(1，1-二膦酰基甲基氨基甲酰基)甲酯(54)：

按51方法所述，以0.45mmol规模，完成使53脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(150mL H₂O-50mL 5％ MeOH/H₂O)纯化，得到54，为浅黄色固体(235mg，75％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.02-1.06(m，2H)，1.18-1.23(m，2H)，1.38(d，J＝6.7，3H)，3.31-3.43(m，2H)，3.49-3.69(m，5H)，3.81(s，3H)，4.14-4.20(m，1H)，4.49(t，J＝20.1，1H)，4.94(s，2H)，7.68(d，J＝12.3，1H)，9.00(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-119.20(d，J＝12,0，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ16.41(s，2P)：LCMS：97.5％(254nm)，97.4％(220nm)，98.4％(320nm).MS：(MH⁺)607.0.

流程17.制备环丙沙星二膦酸酯轭合物57

7-(4-(叔丁氧基羰基)哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代喹啉-3-甲酸(55)：

将盐酸环丙沙星6(3.95g，10.7mmol)、二碳酸二叔丁酯(2.46g，11.3mmol)和NaOH(1.29g，32.2mmol)的THF/H₂O(105ml；2∶1)的悬浮液在室温下搅拌6h。将产物过滤收集，得到无色固体55(3.93g，78％)，其无需进一步纯化即可使用。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ1.89-1.23(m，2H)，1.37-1.43(m，2H)，1.50(s，9H)，3.28(bd，J＝5.0，4H)，3.51-3.56(m，1H)，3.67(bt，J＝5.0，4H)，7.37(d，J＝7.3，1H)，8.05(d，J＝13.0，1H)，8.78(s，1H).

7-(4-(叔丁氧基羰基)哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代喹啉-3-甲酸(1，1-二(二乙基膦酰基)甲基氨基甲酰基)甲酯(56)：

将55(0.472g，1.01mmol)、50(0.408g，0.962mmol)和Cs₂CO₃(0.345g，1.06mmol)溶液在室温下搅拌3h。然后将混合物用H₂O稀释，用EtOAc萃取。将有机液用盐水洗涤，经Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩，得到棕色油状物，经硅胶层析(0％-7％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到56，为浅黄色固体(0.737g，90％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.12-1.17(m，2H)，1.31-1.36(m，14H)，1.50(s，9H)，3.26(bt，J＝4.9，4H)，3.41-3.47(m，1H)，3.66(bt，J＝4.9，4H)，4.20-4.38(m，8H)，4.88(s，2H)，5.22(dt，J＝10.3，22.6，1H)，7.31(d，J＝6.9，1H)，7.99(d，J＝13.3，1H)，8.49(s，1H)，9.21(d，J＝9.8，1H)，¹⁹F(376MHz，CDCl₃)δ-123.57(dd，J＝7.5，13.2，1F)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ17.35(s，2P).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代-7-(哌嗪-1-基)喹啉-3-甲酸(1，1-二膦酰基甲基氨基甲酰基)甲酯(57)：

按51方法所述，以0.938mmol规模，完成使56脱保护。将pH调至8后，粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(150mL H₂O-50mL 5％MeOH/H₂O)纯化，得到57，为无色固体(350mg，66％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.18-1.22(m，2H)，1.36-1.41(m，2H).3.15(m，4H)，3.25(m，4H)，3.52(bs，1H)，4.22(t，J＝18.7，1H)，4.79(s，2H)，7.36(d，J＝7.2，1H)，7.60(d，J＝12.5，1H)，8.80(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-123.72(dd，J＝6.9，12.0，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ13.91(s，2P)：LCMS：97.9％(254nm)，97.4％(220nm)，98.2％(290nm).MS：(MH⁺)563.1.

流程18.制备2-{4-[(溴乙酰基)氨基]苯基}-1-(二甲氧基磷酰基)乙基膦酸二甲酯

1-(二甲氧基磷酰基)-2-(4-硝基苯基)乙基膦酸二甲酯(58a)：

搅拌下，将氢化钠(1.02g，25.4mmol)分批加入亚甲基二膦酸四甲酯的DMF(40ml)溶液中。30min后，加入4-硝基苄基溴(5.00g，23.1mmol)的THF(5ml)溶液，将得到的混合物在室温下搅拌4.5h。加入饱和NH₄Cl水溶液(20mL)，将反应淬灭。加入水(100mL)后，将产物用EtOAc萃取，将合并的有机液用盐水洗涤，经MgSO₄干燥，过滤，减压浓缩。粗产物经硅胶层析(0％-10％ MeOH/EtOAc)纯化，得到58a，为无色固体(2.55g，30％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ2.65(tt，J＝6.5，23.8，1H)，3.31(dt，J＝6.5，16.5，2H)，3.73(d，J＝7.0，6H)，3.75(d，J＝7.0，6H)，7.42(d，J＝8.9，2H)，8.15(d，J＝8.9，2H).

1-(二乙氧基磷酰基)-2-(4-硝基苯基)乙基膦酸二乙酯(58b)：

按照58a的方法，用亚甲基二膦酸四乙酯代替四甲酯制备，得到58b，为黄色油状物(34％收率)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.27(t，J＝5.3，12H)，2.62(tt，J＝6.5，23.6，1H)，3.33(dt，J＝6.2，16.4，2H)，4.11(m，8H)，7.44(d，J＝8.9，2H)，8.14(d，J＝8.9，2H).³¹P NMR(162MHz，CDCl₃)δ23.256(s，2P)

2-(4-氨基苯基)-1-(二甲氧基磷酰基)乙基膦酸二甲酯(59a)：

在55p.s.i H₂下，将59a(1.01g，2.75mmol)和PtO₂(0.035g，0.15mmol)在EtOH(40mL，95％)中的混合物在PARR装置中振摇14h。通过玻璃纤维滤纸过滤，将催化剂除去，将溶剂减压除去，得到59a，为浅黄色固体(0.959g，103％)，其无需纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ2.62(tt，J＝6.3，23.9，1H)，3.12(dt，J＝6.3，16.2，2H)，3.70(d，J＝1.9，6H)，3.73(d，J＝1.9，6H)，6.61(d，J＝8.5，2H).7.04(d，J＝8.5，2H).

2-(4-氨基苯基)-1-(二乙氧基磷酰基)乙基膦酸二乙酯(59b)：

按照59a的方法，但以53b为原料制备，得到59b，为红色油状物(96％)，其无需纯化即可使用。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ1.27(t，J＝5.3，12H)，2.56(tt，J＝6.5，23.6，1H)，3.14(dt，J＝6.2，16.4，2H)，3.63(s，2H)，4.08(m，8H)，6.59(d，J＝8.9，2H)，7.03(d，J＝8.9，2H).³¹P NMR(162MHz，CDCl₃)δ24.356(s，2P).

2-{4-[(溴乙酰基)氨基]苯基}-1-(二甲氧基磷酰基)乙基膦酸二甲酯(60a)：

搅拌下，将59a(0.959g，2.87mmol)和吡啶(349μL，4.31mmol)的CH₂Cl₂溶液在冰浴中冷却。滴加入溴乙酰溴(250μL，2.87mmol)的CH₂Cl₂(5ml)溶液，将得到的混合物在该温度下搅拌4h。加入水，将反应淬灭，将产物用CH₂Cl₂萃取。将合并的有机层用盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩。粗黄色固体经硅胶层析纯化，得到60a，为无色固体(0.897g，67％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ2.65(tt，J＝6.2，24.4，1H)，3.22(dt，J＝6.2，17.4，2H)，3.72(d，J＝3.7，6H)，3.75(d，J＝3.7，6H)，4.01(s，2H)，7.26(d，J＝8.6，2H)，7.47(d，J＝8.6，2H)，8.15(bs，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ26.33(s，2P).

2-{4-[(溴乙酰基)氨基]苯基}-1-(二乙氧基磷酰基)乙基膦酸二乙酯(60b)：

按照60a的方法，但以59b为原料制备，得到60b，为红色油状物(82％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.27(t，J＝5.3，12H)，2.63(tt，J＝6.5，23.6，1H)，3.26(dt，J＝6.2，16.4，2H)，4.14(m，10H)，7.29(d，J＝8.9，2H)，7.49(d，J＝8.9，2H)，6.28(s，1H)³¹P NMR(162MHz，CDCl₃)δ23.964(s，2P)，

流程19.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物62

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-(2，2-二(二甲基膦酰基)乙基)苯基氨基甲酰基)甲酯(61)：

按51的合成所述，以0.97mmol规模，使60a与12之间进行偶合反应。粗产物经硅胶层析(0％-8％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到61，为黄色固体(0.562g，65％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.73-0.84(m，1H)，0.97-1.11(m，2H)，1.20-1.28(m，2H)，1.41-1.52(m，1H)，1.46(s，9H)，1.70-1.85(m，2H)，2.19-2.29(m，1H)，2.67(tt，J＝6.3，23.7，1H)，2.82-2.93(m，1H)，3.20(dt，J＝6.2，16.0，3H)，3.36(bs，1H)，3.55(s，3H)，3.69(d，J＝3.1，6H)，3.72(d，J＝3.1，6H)，3.74-3.95(m，2H)，4.01-4.13(m，2H)，4.77(bs，1H)，4.89(AB q，J＝14.9，2H)，7.24(d，J＝8.4，2H)，7.88(d，J＝8.4，2H)，7.89(d，J＝14.1，1H)，8.49(s，1H)，11.0(s，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-(2，2-二膦酰基乙基)苯基氨基甲酰基)甲酯(62)：

按52的方法所述，以0.63mmol规模，完成使61脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(0％-10％ MeOH/H₂O)纯化，得到62，为浅黄色固体(40mg，9％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.60-0.69(m，1H)，0.93-1.07(m，2H)，1.12-121(m，1H)，1.72-1.96(m，4H)，2.16(tt，J＝6.9，20.6，1H)，2.62-2.72(m，1H)，2.90-3.17(m，3H)，3.31-3.40(m，1H)，3.44-3.63(m，5H)，3.65-3.72(m，1H)，3.75-3.99(m，3H)，4.60(s，2H)，7.25-7.39(m，5H)，8.57(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)

-121.42(d，J＝14.0，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ20.25(d，J＝22.4，2P)：LCMS：95.7％(254nm)，95.4％(220nm)，96.0％(290nm)，MS：(MH⁺)633.1.

流程20.制备加替沙星二膦酸酯轭合物64

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-(2，2-二(二甲基膦酰基)乙基)苯基氨基甲酰基)甲酯(63)：

按51的合成所述，以1.84mmol规模，使60a与16之间进行偶合反应。粗产物经硅胶层析(0％-8％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到63，为浅黄色固体(1.10g，70％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.92-1.00(m，2H)，1.16-1.25(m，2H)，1.35(d，J＝6.8，3H)，1.50(s，9H)，2.69(tt，J＝6.4，24.3，1H)，3.17-3.50(m，7H)，3.71(d，J＝2.5，6H)，3.74(s，3H)，3.75(d，J＝2.5，6H)，3.93-3.99(m，2H)，4.36(bs，1H)，4.92(s，2H)，7.26(d，J＝8.8，2H)，7.89(d，J＝8.8，2H)，7.98(d，J＝12.6，1H)，8.57(s，1H)，10.90(s，1H)：¹⁹F(376MHz，CDCl₃)δ-120.65(d，J＝11.5，1F)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ26.5(s，2P).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-(2，2-二膦酰基乙基)苯基氨基甲酰基)甲酯(64)：

按52的方法所述，以0.413mmol规模，完成使63脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(0％-10％ MeOH/H₂O)纯化，得到64，为浅黄色固体(141mg，43％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.98-1.01(m，2H)，1.15-1.18(m，2H)，1.22(d，J＝6.3，3H)，2.20(tt，J＝6.7，21.0，1H)，3.07-3.49(m，9H)，3.80(s，3H)，4.05-4.11(m，1H)，4.92(s，2H)，7.46(AB q，J＝8.4，4H)，7.55(d，J＝11.9，1H)，8.80(S，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.16(d，J＝12.6，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ20.23(s，2P)：LCMS：89.3％(254nm)，91.4％(220nm)，94.0％(290nm).Ms：(MH⁺)697.2.

流程21.合成(4-溴乙酰氨基苯基)亚甲基-二膦酸四乙酯(71)

(4-硝基苯基)甲基膦酸二乙酯(65)：

将4-硝基苄基溴(8.4g，39mmol)和亚磷酸三乙酯(7.5mL，43mmol)纯溶液在密封管中搅拌，同时加热至120℃，保持2h。然后将混合物冷却，将过量亚磷酸三乙酯在高真空下除去。粗产物无需纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCL₃)δ1.26(t，J＝7.1，6H)，3.24(d，J＝23.1，2H)，4.01-4.10(m，4H)，7.47(dd，J＝8.7，2.4，2H)，8.18(d，J＝8.3，2H).

(4-(2，2，2-三氟乙酰氨基)苯基)甲基膦酸二乙酯(67)：

将粗的65溶于无水EtOH，在H₂(60psi)下，经PtO₂(200mg)氢化4h。将催化剂滤除，将溶剂除去，得到浅棕色固体66。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.22(t，J＝7.2，6H)，3.03(d，J＝23.1，2H)，3.70(bs，2H)，3.95-4.03(m，4H)，6.61(d，J＝8.4，2H)，7.15(dd，J＝8.5，2.4，2H).

将粗苯胺66和吡啶(4.7mL，59mmol)溶于CH₂Cl₂，将得到的溶液在冰浴中冷却至约4℃。然后搅拌下，滴加入三氟乙酸酐(5.42mL，39mmol)，将得到的溶液再搅拌20h，同时缓慢升温至室温。加入水(100ml)，淬灭反应，将产物用CH₂Cl₂萃取。将有机萃取液合并，用10％HCl和盐水洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。过滤并浓缩后，粗产物经闪柱层析(90-100％EtOAc/己烷梯度)纯化，得到无色固体67(9.41g，71％收率，以4-硝基苄基溴计)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.23(t，J＝7.2，6H)，3.15(d，J＝23.1，2H)，3.98-4.07(m，4H)，7.18(dd，J＝8.5，2.4，2H)，7.54(d，J＝8.4，2H)，9.98(s，1H).

(4-(2，2，2-三氟乙酰氨基)苯基)溴甲基膦酸二乙酯(68)：

在强可见光存在下，将67(9.41g，27.7mmol)、NBS(7.5g，41.6mmol)和偶氮二(环己烷甲腈)(70mg，0.29mmol)的苯溶液加热回流5h。加入水后，将产物用EtOAc萃取。将有机液用饱和NaCl洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。粗固体经硅胶层析(1∶1的EtOAc∶己烷)纯化，得到68，为浅黄色固体(4.0g，34％收率)。

¹HNMR(CDCl₃，400MHz)δ1.37(t，J＝8.3，6H)，4.22-4.30(m，4H)，4.85，(d，J＝13.6，1H)，7.54(dd，J＝8.7，1.7，2H)，7.60(d，J＝8.6，2H)，8.85(s，1H).

(4-(2，2，2-三氟乙酰氨基)苯基)亚甲基二膦酸四乙酯(69)：

将68(4.0g，9.6mmol)和亚磷酸三乙酯(1.6ml，9.6mmol)的THF溶液加热回流20h。将溶液冷却至室温，浓缩至约5mL，然后加入乙醚。收集产物69，为无色沉淀物(0.6g，14％收率)。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz)δ1.15(t，J＝7.5，6H)，1.32(t，J＝7.5，6H)，3.7(t，J＝24.8，1H)，3.82-3.92(m，2H)，3.96-4.06(m，2H)，4.13-4.20(m，4H)，7.40(m，2H)，7.59(d，J＝8.9，2H)，9.92(s，1H).

(4-氨基苯基)亚甲基膦酸四乙酯(70)：

将69(0.45g，0.95mmol)和KOH(64mg，1.05mmol)的H₂O悬浮液搅拌，同时升温至50℃，保持5h。将溶液用H₂O稀释，用20ml饱和NH₄Cl中和。将水相用CH₂Cl₂萃取，合并的有机萃取液经Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩至70的浅黄色固体(330mg，92％粗品收率)。

¹H NMR(DMSO-d₆，400MHz)δ1.13(t，J＝7.2，6H)，1.25(t，J＝7.2，6H)，3.59(t，J＝25.0，1H)，3.70(s，2H)，3.84-3.94(m，4H)，3.97-4.13(m，4H)，6.61(d，J＝8.5，2H)，7.20-7.23(m，2H).

(4-溴乙酰氨基苯基)亚甲基二膦酸四乙酯(71)：

搅拌下，将溴乙酰溴(0.36mL，4.2mmol)的CH₂Cl₂(1mL)溶液滴加到70(1.05g，2.77mmol)和吡啶(0.34mL，4.2mmol)的CH₂Cl₂(14ml)冷(冰浴)溶液中。在相同温度下搅拌4h后，加入水，将反应淬灭。将产物用CH₂Cl₂萃取，将合并的有机液用10％HCl水溶液、盐水洗涤，然后经MgSO₄干燥。将干燥剂过滤后，将有机液减压浓缩，粗棕色固体经硅胶闪柱层析(0％-6％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到71，为浅黄色固体(1.16g，77％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.15(t，J＝6.8，6H)，1.28(t，J＝6.8，6H)，3.70(t，J＝25.3，1H)，3.99-4.17(m，6H)，7.42(dt，J＝1.6，8.8，2H)，7.50(bd，J＝8.2，2H)，8.54(bs，1H).³¹P(162MHz，D₂O)δ19.42(s，2P).

流程22.制备莫西沙星-二膦酸酯轭合物73

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-二(二乙基膦酰基)甲基苯基氨基甲酰基)甲酯(72)：

按51的合成所述，以1.34mmol规模，使70与12之间进行偶合反应。粗产物经硅胶闪柱层析(0％-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到72，为黄色固体(0.539g，45％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.75-0.83(m，1H)，0.98-1.11(m，2H)，1.15(t，J＝7.2，6H)，1.26(t，J＝7.2，6H)，1.24-1.28(m，1H)，1.44-1.60(m，11H)，1.72-1.85(m，2H)，2.20-2.29(m，1H)，2.82-2.94(m，1H)，3.17-3.29(m，1H)，3.32-3.43(m，1H)，3.56(s，3H)，3.71(t，J＝25.8，1H)，3.81-3.98(m，4H)，3.99-4.16(m，8H)，4.77(bs，1H)，4.91(AB q，J＝16.0，2H)，7.45(d，J＝8.6，2H)，7.91(d，J＝14.1，2H)，7.97(d，J＝8.6，2H)，8.49(s，1H)，11.10(s，1H)：³¹P(162MHz，D₂O)δ19.65(s，2P)，

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-二膦酰基甲基苯基氨基甲酰基)甲酯(73)：

按51方法所述，以0.59mmol规模，完成使72脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(0％-20％MeOH/H₂O)纯化，得到73，为浅黄色固体(110mg，27％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.83-0.93(m，1H)，0.99-1.14(m，2H)，1.17-1.27(m，1H)，1.74-1.93(m，4H)，2.61-2.70(m，1H)，2.96-3.05(m，1H)，3.29-3.36(m，1H)，3.48(t，J＝23.2，1H)，3.62(s，3H)，3.56-3.65(m，3H)，3.69-3.77(m，1H)，3.87-3.95(m，1H)，3.99-4.06(m，1H)，4.90(AB q，J＝15.4，2H)，7.37-7.56(m，5H)，8.78(s，1H)：³¹P(162MHz，D₂O)δ16.68(s，2P)：LCMS：100％(254nm)，100％(220nm)，100％(290nm).MS：(MH⁺)633,1.

流程23.制备环丙沙星-二膦酸酯轭合物75

7-(4-(叔丁氧基羰基)哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代喹啉-3-甲酸(4-二(二乙基膦酰基)甲基苯基氨基甲酰基)甲酯(74)：

按51的合成所述，以1.0mmol规模，使55与71之间进行偶合反应。粗产物经硅胶闪柱层析(0％-6％ MeOH/EtOAc)纯化，得到74，为浅黄色固体(0.53g，62％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.15(t，J＝7.0，6H)，1.21-1.30(m，8H)，1.32-1.39(m，2H)，1.48(s，9H)，3.21-3.28(m，4H)，3.42-3.49(m，1H)，3.62-3.69(m，4H)，3.72(t，J＝25.1，1H)，3.87-4.16(m，8H)，4.91(s，2H)，7.31(d，J＝8.1，1H)，7.55(m，2H)，7.98(d，J＝9.3，2H)，8.15(d，J＝12.8，1H)，8.49(s，1H)，11.07(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-122.84(dd，J＝7.3，12.9，1F).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧代-7-(哌嗪-1-基)喹啉-3-甲酸(4-二膦酰基甲基苯基氨基甲酰基)甲酯(75)：

按51的方法所述，以0.62mmol规模，完成使74脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(0％-8％MeOH/H₂O)纯化，得到75，为浅黄色固体(230mg，58％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.14-1.20(m，2H)，1.45-1.38(m，2H)，3.09-3.19(m，4H)，3.22-3.29(m，4H)，3.36(t，J＝22.7，1H)，3.70-3.78(m，1H)，4.72(s，2H)，7.42(d，J＝8.5，2H)，7.49(d，J＝7.0，1H)，7.60(d，J＝8.5，1H)，7.84(d，J＝14.0，1H)8.62(bs，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-123,25(dd，J＝7.1，13.3，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ16.74(s，2P)：LCMS：100％(254nm)，100％(220nm)，100％(290nm).MS：(MH⁺)639.1.

流程24.制备N-(溴乙酰基)-N-甲基-1-氨基亚甲基二膦酸四乙酯(78)

N-苄基-N-甲基-1-氨基亚甲基二膦酸四乙酯(76)：

用Synth.Comm.1996，26，2037-2043中所述改良方法制备化合物76。将原甲酸三乙酯(13.8g，93.3mmol)、亚磷酸二乙酯(32.2g，233mmol)和N-苄基甲胺(9.42g，77.7mmol)在装有蒸馏装置的100mL圆底烧瓶中加热。在Ar下，将反应物加热至180-190℃，保持3h，此时EtOH生成完全。将反应混合物冷却至室温，用CHCl₃(400mL)稀释，用NaOH水溶液(1M)和盐水洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。将溶剂在吸气器压力下除去，得到无色油状物。

76(31.79，100％).¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.34(dt，J＝1.6，7.1，12H)，2.66(s，3H)，3.48(t，J＝24.9，1H)，3.99(s，2H)，4.07-4.24(m，8H)，7.24-7.39(m，5H).

N-甲基-1-氨基亚甲基二膦酸四乙酯(77)：

将化合物76(12.4g，30.4mmol)溶于EtOH(150mL)，然后加入披钯碳(10％，5g)和环己烯(9.0mL，88.7mmol)。在氩气下，将得到的混合物加热回流16h。将冷溶液通过玻璃纤维滤纸过滤，减压浓缩，得到77，为浅黄色油状物(8.7g，90％)，其无需进一步纯化即可用于下一步骤。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.38(t，J＝7.4，12H)，2.69(s，3H)，4.20-4.31(m，8H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ19.44(s，2P).

N-(溴乙酰基)-N-甲基-1-氨基亚甲基二膦酸四乙酯(78)：

搅拌下，将溴乙酰溴(1.48mL，17.0mmol)的CH₂Cl₂(1mL)溶液滴加到77(4.5g，14mmol)和吡啶(1.78mL，21.3mmol)的CH₂Cl₂(25mL)冷(冰浴)溶液中。将反应物搅拌18h，同时缓慢升温至室温。加入水，淬灭反应后，将产物用CH₂Cl₂萃取，将合并的有机液用10％HCl水溶液、盐水洗涤，经硫酸钠干燥，减压浓缩。粗黄色油经硅胶HPFC(0％-10％MeOH/EtOAc)纯化，得到78，为浅黄色液体(2.93g，47％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.32(t，J＝7.1，12H)，3.38(s，3H)，3.92(s，2H)，4.15-4.25(m，8H)，5.69(t，J＝24.5，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ16.93(s，2P).

流程25.制备莫西沙星-二膦酸酯轭合物80

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(N-甲基-1，1-二(二乙基膦酰基)甲基氨基甲酰基)甲酯(79)：

按51的合成方法所述，以3.27mmol规模，使12与78之间进行偶合反应。粗产物经硅胶闪柱层析(0％-10％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到79，为黄色固体(0.710g，25％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.74-0.83(m，1H)，0.96-1.15(m，2H)，1.18-1.25(m，1H)，1.31-1.39(m，14H)，1.48(s，9H)，1.75-1.81(m，2H)，2.20-2.27(m，1H)，2.88(bt，J＝8.7，1H)，3.21(bs，1H)，3.31(s，3H)，3.36(bs，1H)，3.54(s，3H)，3.80-3.91(m，2H)，4.01-4.08(m，2H)，4.13-4.26(m，8H)，4.77(bs，1H)，4.99(AB q，J＝15.8，2H)，5.70(t，J＝24.8，1H)，7.81(d，J＝7.8，1H)，8.61(s，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ17.10(s，2P).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(N-甲基-1，1-二膦酰基甲基氨基甲酰基)甲酯(80)：

按51方法所述，以0.815mmol规模，完成使79脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(0％-10％ MeOH/H₂O)纯化，得到80，为浅黄色固体(110mg，27％)，为顺/反旋转异构体的混合物。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.89-0.96(m，1H)，1.06-1.17(m，2H)，1.20-1.26(m，1H)，1.83-1.93(m，4H)，2.78(bs，1H)，3.10(bs，1H)，3.16(s，1/3-3H)，3.27(s，2/3-3H)，3.39(bs，1H)，3.55(s，1/3-3H)，3.57(s，2/3-3H)，3.67-3.83(m，3H)，3.88-4.14(m，3H)，4.92(t，J＝21.9，1H)，5.12(AB q，J＝15.7，2/3-2H)，5.16(AB q，J＝15.7，1/3-2H)，7.37(d，J＝14.0，2/3-1H)，7.44(d，J＝14.0，1/3-1H).8.96(s，1H)；¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.92(d，J＝14.0，2/3-1F)，-121.84(d，J＝14.0，1/3-1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ12.31(s，1/3-2P)，13.08(s，2/3-2P)：LCMS：98.4％(254nm)，99.2％(220nm)，98.9％(320nm).MS：(MH⁺)647.1.

流程26.制备加替沙星-二膦酸酯轭合物82

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(N-甲基-1，1-二(二乙基膦酰基)甲基氨基甲酰基)甲酯(81)：

按51的合成方法所述，以1.92mmol规模，使78与16之间进行偶合反应。粗产物经硅胶层析(0％-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到81，为浅黄色固体(0.415g，30％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.87(bt，J＝3.8，2H)，1.13(d，J＝7.5，2H)，1.30-1.39(m，15H)，1.50(s，9H)，3.19-3.27(m，3H)，3.31(s，3H)，3.42(bt，J＝13.4，2H)，3.70(s，3H)，3.84-3.90(m，1H)，3.94(d，J＝12.2，1H)，4.11-4.26(m，8H)，4.33(bs，1H)，4.97-5.01(m，2H)，5.70(t，J＝24.8，1H)，7.88(d，J＝12.6，1H)，8.63(s，1H)：¹⁹F(376MHz，CDCl₃)δ-121.61(d，J＝13.0，1F)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ17.11(s，2P).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(N-甲基-1，1-二膦酰基甲基氨基甲酰基)甲酯(82)：

按51方法所述，以0.354mmol规模，完成使81脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(0％-5％ MeOH/H₂O)纯化，得到82的顺/反旋转异构体的混合物，为浅黄色固体(135mg，54％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.06-1.11(m，2H)，1.19-1.23(m，2H)，1.33-1.36(m，3H)，3.16(s，1/3-3H)，3.27(s，2/3-3H)，3.21-3.30(m，1H)，3.32-3.36(m，1H)，3.40-3.48(m，1H)，3.53-3.64(m，3H)，3.74(s，2/3-3H)，3.79(s，1/3-3H)，3.89(t，J＝21.0，1/3-1H)，4.13-4.17(m，1H)，4.92(t，J＝21.0，2/3-1H)，5.13(s，2/3-2H)，5.19(s，1/3-2H)，7.45(bd，J＝12.0，2/3-1H)，7.59(bd，J＝12.0，1/3-1H)，9.02(s，2/3-1H)，9.03(s，1/3-1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.83(d，J＝12.0，1/3-1F)，-122.02(d，J＝12.0，2/3-1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ12.32(s，1/3-2P)，13.11(s，2/3-2P)：LCMS：98.0％(254nm)，97.3％(220nm)，97.4％(290nm)，MS：(MH⁺)621.1.

流程27.制备莫西沙星-二膦酸酯轭合物(85)

(4-羟基苯基)亚甲基二膦酸四乙酯(83)：

按Org.Biomol.Chem.(2004)，21：3162-3166中所述制备该化合物。在室温下，分批少量向亚磷酸二乙酯(20ml，155mmol)中小心加入金属钠(0.55g，23.9mmol)，确保反应混合物温度切勿超过50℃。将4-羟基苯甲醛(1.0g，8.2mmol)加入得到的溶液中。将反应混合物在室温下搅拌48h，然后用水(100mL)淬灭，用氯仿(3×100ml)萃取。将氯仿层用盐水洗涤，经Na₂SO₄干燥，真空浓缩。通过圆形烧瓶-圆形烧瓶(bulb-to-bulb)蒸馏，将过量亚磷酸二乙酯除去。将得到的固体残渣用乙醚洗涤，过滤，得到83(2.42g，78％)。

¹H NMR(CDCl₃，400MHz)δ1.12(t，J＝7.0，6H)，1.30(t，J＝7.0，6H)，3.63(t，J＝25.4，1H)，3.84-3.95(m，2H)，3.98-4.22(m，6H)，6.54(d，J＝8.2，2H)，7，21(bd，J＝8.2，2H)，8.42(s，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.11(s，2P).

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4-(二(二乙基膦酰基)甲基)苯基酯(84)：

搅拌下，将甲苯磺酸2-氟-1-甲基吡啶鎓(0.340g，1.20mmol)加入在冰浴中冷却的12(0.502g，1.00mmol)的CH₂Cl₂的溶液中。然后滴加入三乙胺(0.558g，4.00mmol)，将得到的混合物在该温度下搅拌70min。然后加入83(0.380g，1.00mmol)的CH₂Cl₂(1ml)溶液，将得到的溶液搅拌，同时在18h内升温至室温。用EtOAc稀释后，将有机层用10％HCl水溶液、盐水、5％碳酸氢盐水溶液、盐水洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。粗产物经硅胶HPFC(0％-25％ MeOH/EtOAc)纯化，得到84，为浅黄色固体(0.508g，59％)。

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4-(二膦酰基甲基)苯基酯(85)：

按51方法所述，以0.289mmol规模，完成使84脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(40ml H₂O-40mL 5％MeOH/H₂O)纯化，得到85，为浅黄色固体(214mg，54％)：

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.05-1.29(m，4H)，1.77-1.87(m，4H)，2.71(bs，1H)，2.96(bt，J＝10.7，1H)，3.26-3.30(m，1H)，3.40(t，J＝21.9，1H)，3.56-3.69(m，6H)，3.82-3.86(m，1H)，4.05-4.09(m，1H)，4.15-4.20(m，1H)，7.10(d，J＝7.6，2H)，7.59-7.64(m，3H)，8.90(d，J＝2.3，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-120.98(d，J＝10.5，1F)：³¹P(162MHz，D₂O)δ16.79(s，2P)：LCMS：100％(254nm)，100％(220nm)，100％(320nm)，MS：(MH⁺)652.1.

流程28.制备加替沙星-二膦酸酯轭合物87

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4-(二(二乙基膦酰基)甲基)苯基酯(86)：

按84的合成方法所述，以1.05mmol规模，使16与83之间进行偶合反应。粗产物经硅胶HPFC(0％-30％ MeOH/EtOAc)纯化，得到86，为无色固体(0.318g，36％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.96(t，J＝3.9，2H)，1.14-1.20(m，2H)，1.17(t，J＝6.8，6H)，1.29(t，J＝6.8，6H)，1.34(d，J＝6.7，3H)，1.50(s，9H)，3.20-3.25(m，3H)，3.40-3.47(m，2H)，3.74(s，3H)，3.91-4.00(m，3H)，4.02-4.16(m，8H)，4.35(bs，1H)，7.20(d，J＝8.5，2H)，7.40(d，J＝8.5，2H)，7.93(d，J＝12.3，1H)，8.71(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.16(d，J＝12.5，1F)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ19.35(s，2P).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸4-(二膦酰基甲基)苯基酯(87)：

按51方法所述，以0.185mmol规模，完成使86脱保护。粗产物经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(40ml H₂O)纯化，得到87，为无色固体(80mg，61％)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.24(d，J＝6.2，3H)，1.21-1.30(m，2H)，1.36-1.45(m，2H)，2.51-2.59(m，1H)，2.86(bs，1H)，3.04-3.14(m，2H)，3.20-3.26(m，1H)，3.42(t，J＝23.2，1H)，3.46-3.56(m，2H)，3.65(s，3H)，4.02(bs，1H)，7.27(d，J＝7.7，2H)，7.37(d，J＝12.0，1H)，7.67(d，J＝7.0，2H)，8.96(s，1H)：¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.76(d，J＝12.2，1F)：³¹P(162MHz，D2O)δ16.74(s，1P)：LCMS：100％(254nm)，100％(220nm)，100％(290nm).MS：(MH⁺)626.1，

流程29.制备5-硫代(thia)亚戊基-1，1-二膦酸四异丙酯(92)：

4-(2-四氢-2H-吡喃基氧基)亚丁基-1，1-二膦酸四异丙酯(88)：

向NaH(60％的矿物油悬浮液，1.43g，35.8mmol)的无水THF(35mL)悬浮液中滴加亚甲基二膦酸四异丙酯(12.35g，35.9mmol)。将得到的澄清溶液在室温下搅拌15min，然后滴加入2-(3-溴丙氧基)四氢-2H-吡喃(8.0g，36mmol)，将烧瓶用2×5mL THF冲洗。将反应混合物加热回流6h。将溶剂蒸发，将残渣溶于乙酸乙酯，用半饱和盐水洗涤。将水溶液用乙酸乙酯萃取，将合并的有机液用盐水洗涤，干燥(MgSO₄)，蒸发。它在以下步骤中无需处理即可使用。

4-羟基亚丁基-1，1-二膦酸四异丙酯(89)：

搅拌下，向粗产物88(最大量，36mmol)的MeOH(70mL)溶液中加入Amberlyst 15(1.05g)。将反应混合物回流40min，过滤，蒸发。粗产物经硅胶闪层析纯化，用0-10％甲醇/乙酸乙酯梯度洗脱，得到纯89(7.0g，48％，按亚甲基二膦酸四异丙酯计)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.33-1.36(m，24H)，1.77-1.83(m，1H)，1.96-2.10(m，2H)，2.21(tt，J＝24.8，5.4，1H)，2.31-2.42(m，2H)，3.68(t，J＝5.9 2H)，4.40-4.83(m，4H).

4-碘亚丁基-1，1-二膦酸四异丙酯(90)：

向89(7.0g，17mmol)的CH₂Cl₂(150mL)溶液中加入三苯膦(5.25g，20.0mmol)和咪唑(1.78g，26.1mmol)。将反应混合物冷却至0℃，然后加入碘(4.86g，19.1mmol)。然后将混合物从冷浴中移开，搅拌2h，加入到己烷(300mL)中，过滤，再用己烷(2×50mL)洗涤沉淀。将滤液蒸发，经硅胶闪层析纯化，用乙酸乙酯洗脱，得到纯的90(7.6g，85％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.33-1.37(m，24H)，1.92-2.23(m，5H)，3.18(t，J＝6.7，2H)，4.74-4.83(m，4H).

4-氨基异硫脲基亚丁基-1，1-二膦酸四异丙酯，氢碘酸盐(91)：

向90(3.8g，7.4mmol)的乙醇(20mL)溶液中加入硫脲(0.59g，7.75mmol)。将反应混合物回流18h，蒸发，在以下步骤中无需处理即可使用。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.35-1.38(m，24H)，1.94-2.09(m，4H)，2.50-2.67(m，1H)，3.17(t，J＝6.1，2H)，4.70-4.85(m，4H).

5-硫代亚戊基-1，1-二膦酸四异丙酯(92)：

向粗的91(7.4mmol)的水(30mL)溶液中加入氢氧化钠(0.396g，9.90mmol)。将反应混合物回流1.5h，冷却至0℃，用1M HCl(10mL)酸化。将产物用CHCl₃(3×50mL)萃取，将有机液用盐水(70mL)洗涤，干燥(MgSO₄)，蒸发，得到定量收率的粗的92，在以下步骤中无需处理即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.33-1.36(m，24H)，1.88-2.19(m，5H)，2.50-2.56(m，2H)，4.74-4.83(m，4H).

流程30.制备莫西沙星二膦酸酯轭合物94

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-硫代羧酸S-4，4-二(二异丙基膦酰基)丁酯(93)：

向12(200mg，0.400mmol)的CH₂Cl₂(3mL)溶液中加入甲苯磺酸2-氟-1-甲基吡啶鎓(0.136g，0.480mmol)。将反应混合物冷却至0℃，通过注射器加入三乙胺(0.20mL，1.43mmol)。在0℃下搅拌1h后，加入硫醇92(0.208g，0.497mmol)的CH₂Cl₂(3mL)溶液。在0℃下再搅拌1h后，使反应升温至室温，过夜。将反应混合物用乙酸乙酯稀释，用冰冷饱和NH₄Cl溶液、5％NaHCO₃和水洗涤。干燥(MgSO₄)后，蒸发，残渣经硅胶闪层析纯化，用2.5-5％甲醇/CH₂Cl₂梯度洗脱，得到纯的93(0.2410g，67.0％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.73-0.82(m，1H)，0.97-1.11(m，2H)，1.24-1.27(m，1H)，1.32-1.36(m，24H)，1.48(s，9H)，1.59-2.28(m，10H)，2.82-2.93(m，1H)，2.97(t，J＝7.2，2H)，3.17-3.26(m，1H)，3.30-3.43(m，1H)，3.55(s，3H)，3.78-3.95(m，2H)，4.05-4.12(m，2H)，4.72-4.85(m，5H)，7.84(d，J＝13.9，1H)，8.54(s，1H).

7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-硫代羧酸S-4，4-二膦酰基丁酯(94)：

向93(633mg，0.702mmol)的CH₂Cl₂(50mL)溶液中加入TMSBr(0.93mL，7.05mmol)。将反应混合物搅拌65h，将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。将固体悬浮于H₂O(200mL)中，立即加入1M NaOH，将pH调至pH 8，同时产物溶解。将产物溶液过滤，将不溶物用水和CHCl₃洗涤。将水相蒸发，经反相层析(梯度洗脱，100％水-33％甲醇/水)纯化。得到纯产物94，为微黄白色固体(236mg，47％回收率，按产物的四钠盐计)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.02-1.11(m，1H)，1.13-1.22(m，2H)，1.27-1.36(m，1H)，1.64-1.98(m，9H)，2.42-2.52(m，1H)，2.59-2.69(m，1H)，2.74-2.84(m，1H)，2.95-3.25(m，1H)，3.34-3.44(m，1H)，3.56-3.70(m，2H)，3.61(s，3H)，3.83-3.96(m，2H)，4.08-4.18(m，2H)，7.53(d，J＝14.1，1H)，8.59(s，1H)，¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.38(d，J＝13.2，1F).³¹P(162MHz，D₂O)δ20.74(s，2P).MS：(MH⁺)634.0.

流程31.制备加替沙星-二膦酸酯轭合物96

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-硫代羧酸S-4，4-二(二异丙基膦酰基)丁酯(95)：

向16(601mg，1.26mmol)的CH₂Cl₂(5mL)溶液中加入甲苯磺酸2-氟-1-甲基吡啶鎓(0.371g，1.31mmol)。将反应混合物冷却至0℃，通过注射器加入三乙胺(0.63mL，4.52mmol)。在0℃下搅拌80min后，加入硫醇92(0.575g，1.37mmol)的CH₂Cl₂(5mL)溶液。在0℃下再搅拌10min后，让反应物升温至室温，过夜。将反应混合物用乙酸乙酯(50mL)稀释，用冰冷饱和NH₄Cl溶液(2×25mL)、冰冷5％NaHCO₃(2×25mL)、水(25mL)和盐水(25mL)洗涤。干燥(MgSO₄)和蒸发后，残渣经硅胶闪层析纯化，用2.5-5％甲醇/CH₂Cl₂梯度洗脱，得到95(0.663g，60.0％)，其中含少量16。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.88-1.01(m，2H)，1.10-1.27(m，2H)，1.31-1.39(m，27H)，1.49(s，9H)，1.85-2.28(m，5H)，2.97(t，J＝7.4，2H)，3.18-3.52(m，5H)，3.71(s，3H)，3.80-4.06(m，2H)，4.34(bs，1H)，4.72-4.87(m，4H)，7.91(d，J＝12.5，1H)，8.57(s，1H).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-硫代羧酸S-4，4-二膦酰基丁酯(96)：

向95(663mg，0.757mmol)的CH₂Cl₂(50ml)溶液中加入TMSBr(1.0mL，7.6mmol)。将反应混合物搅拌92h，将溶剂减压除去，将固体在高真空中干燥1h。将固体悬浮于H₂O(200mL)中，立即加入1MNaOH，将pH调至pH 7.5，同时产物溶解。将产物溶液用CHCl₃(2×50mL)洗涤，蒸发，经反相层析(梯度洗脱，100％水-30％甲醇/水)纯化。得到纯产物96，为白色固体(103mg，20％回收率，按产物的四钠盐计)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.96-1.04(m，2H)，1.16-1.25(m，2H)，1.33(d，J＝6.3，3H)，1.76-2.02(m，5H)，2.99-3.08(m，2H)，3.16-3.59(m，7H)，3.76(s，3H)，4.06-4.14(m，1H)，7.34(d，J＝12.1，1H)，8.66(s，1H).¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-121.26(d，J＝12.0，1F).³¹P(162MHz，D₂O)δ20.80(s，2P).MS：(MH⁺)608.1.

流程32.制备莫西沙星-二膦酸酯轭合物99

1-(N-3-硫代丙酰氨基)亚甲基二膦酸四乙酯(97)：

在连续通入Ar下，将胺30(691mg，2.28mmol)和巯基乙酸(200μL，2.89mmol)的混合物加热至140-150℃。当气流放出明显完全后，残渣经硅胶闪层析纯化，用5％甲醇/CH₂Cl₂洗脱，得到97(0.321g，37％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.339(t，J＝7.0，6H)，1.344(t，J＝7.0，6H)，1.99(t，J＝8.8，1H)，3.25-3.35(m，2H)，4.11-4.30(m，8H)，4.97(td，J＝21.4，J＝10.1，1H).

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-硫代羧酸S-(1，1-二(二乙基膦酰基)甲基氨基甲酰基)甲酯(98)：

向12(427mg，0.851mmol)的CH₂Cl₂(6.5ml.)溶液中加入甲苯磺酸2-氟-1-甲基吡啶鎓(0.292g，1.03mmol)。将反应混合物冷却至0℃，通过注射器加入三乙胺(0.43ml，3.09mmol)。在0℃下搅拌1h后，加入硫醇97(0.32g，0.85mmol)的CH₂Cl₂(10mL)溶液。在0℃下再搅拌10min后，让反应物升温至室温，过夜。将反应混合物用CH₂Cl₂稀释，用冰冷饱和NH₄Cl溶液、冰冷5％NaHCO₃、水和盐水洗涤。干燥(MgSO₄)和蒸发后，残渣经硅胶闪层析纯化，用4％甲醇/CH₂Cl₂洗脱，得到略微不纯的98(0.418g，57％)，为黄色泡沫状物。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.75-0.85(m，1H)，0.99-1.17(m，2H)，1.21-1.39(m，13H)，1.48(s，9H)，1.61(s，2H)，1.75-1.83(m，2H)，2.21-2.30(m，1H)，2.82-2.94(m，1H)，3.17-3.28(m，1H)，3.30-3.44(m，1H)，3.57(s，3H)，3.72(s，2H)，3.81-3.88(m，1H)，3.91-3.98(m，1H)，4.01-4.28(m，10H)，4.70-4.86(bs，1H)，4.98(td，J＝21.6，9.9，1H)，7.10(d，J＝10.3，1H)，8.59(s，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-硫代羧酸S-(1，1-二膦酰基甲基氨基甲酰基)甲酯(99)：

向98(418mg，0.486mmol)的CH₂Cl₂(30mL)溶液中加入TMSBr(0.64mL，4.8mmol)。将反应混合物搅拌41h，将溶剂减压除去，将固体在高真空中干燥1h。将固体悬浮于H₂O(100mL)，立即加入1MNaOH，将pH调至pH 7，同时产物溶解。将产物溶液用CHCl₃(2×50mL)洗涤，过滤，蒸发，经反相层析(梯度洗脱，100％水-15％甲醇/水)纯化。得到纯产物99，为微黄白色固体(90mg，25％回收率，按产物的四钠盐计)。

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.93-1.03(m，1H)，1.03-1.19(m，2H)，1.19-1.29(m，1H)，1.78-2.01(m，4H)，2.79(bs，1H)，3.02-3.12(m，1H)，3.36-3.44(m，1H)，3.61(s，3H)，3.57-3.85(m，3H)，3.78(bs，2H)，3.89-3.95(m，1H)，4.02-4.16(m，2H)，4.27(t，J＝18.7，1H)，7.40(d，J＝13.9，1H)，8.59(3，1H).¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-94.67(d，J＝13.4，1F).³¹P(162MHz，D₂O)δ14.08(d，J＝22.0，1P)，13.95(d，J＝22.0，1P).MS：(MH⁺)649.0.

流程33.制备2-氯羰基亚乙基-1，1-二膦酸四乙酯102

按Bioorg.Med.Chem.(1999)，7：901-19中所述化合物的类似方法，合成以上化合物。

2-叔丁氧基羰基亚乙基-1，1-二膦酸四乙酯(100)：

向亚甲基二膦酸四乙酯(3.00g，10.4mmol)的无水DMF(9ml)溶液中分批加入NaH(60％的矿物油悬浮液，0.46g，11.5mmol)。将得到的浆状物在室温下搅拌30min，然后迅速加入纯溴乙酸叔丁酯(1.7ml，11.5mmol)。将反应混合物搅拌1h，加入2ml饱和NH₄Cl溶液淬灭。将反应混合物蒸发，经硅胶闪层析纯化，用5％甲醇/乙酸乙酯洗脱，得到纯的100(2.1g，50％)，为透明无色油状物。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.33(bt，J＝7.0，12H)，1.46(s，9H)，2H)，2.76(td，J＝16.0，6.1，2H)，3.07(tt，J＝24.0，6.1，1H)，4.10-4.25(m，8H).

2-羧基亚乙基-1，1-二膦酸四乙酯(101)：

将酯100(2.1g，5.2mmol)在TFA(12ml)中搅拌2.5min，减压浓缩。粗酸101经闪层析(100％乙酸乙酯-10％甲醇/乙酸乙酯梯度洗脱)纯化。得到酸101，为白色固体(1.35g，75％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.28-1.39(m，12H)，2.86(td，J＝16.1，6.3，2H)，3.12(tt，J＝24.0，6,3，1H)，4.13-4.26(m，8H).

2-氯羰基亚乙基-1，1-二膦酸四乙酯(102)：

向酸101(1.02g，2.95mmol)的CH₂Cl₂(15ml)溶液中加入新蒸馏的SOCl₂(0.84mL，11.6mmol)。将混合物搅拌回流3h，浓缩至干，得到粗102，为无色油状物(定量)，立即将它在下一步骤中使用，无需进一步纯化。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.30-1.40(m，12H)，3.05(tt，J＝23.5，6.2，1H)，3.40(td，J＝14.8，6.2，2H)，3.12(tt，J＝24.0，6.3，1H)，4.13-4.27(m，8H).

流程34.制备莫西沙星-二膦酸酯轭合物107

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸烯丙基酯(103)：

向酸12(1.00g，2.0mmol)的无水DMF(20mL)溶液中加入K₂CO₃(332mg，2.4mmol)和烯丙基溴(210μl，2.4mmol)。将反应混合物在75-80℃下加热24h，蒸发，将残渣溶于水和乙酸乙酯。将水层用乙酸乙酯萃取，将合并的有机液用盐水洗涤，干燥(MgSO₄)，蒸发。粗的103(0.80g，74％)在以下步骤中使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.73-0.83(m，1H)，0.88-1.12(m，2H)，1.18-1.29(m，1H)，1.48(s，9H)，1.58-1.85(m，4H)，2.19-2.28(m，1H)，2.82-2.93(m，1H)，3.15-3.26(m，1H)，3.30-3.40(m，1H)，3.56(s，3H)，3.78-3.92(m，2H)，3.99-4.11(m，2H)，4.70-4.90(m，3H)，5.27(dd，J＝10.4，1.3，1H)，5.48(dd，J＝17.2，1.5，1H)，6.00-6.11(m，1H)，7.84(d，J＝14.3，1H)，8.56(s，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸烯丙基酯(104)：

向冷却至0℃的保护的胺103(0.80g，1.5mmol)的无水甲醇(25mL)溶液中加入乙酰氯(5.33mL，74.6mmol)。在1.5h内让得到的溶液升温至室温，浓缩，将残渣溶于冰冷饱和NaHCO₃和CH₂Cl₂。干燥和浓缩后，得到粗104(0.62g，95％)，它足够纯，可直接用于下一步骤。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.75-0.85(m，1H)，0.95-1.10(m，2H)，1.14-1.24(m，1H)，1.53-1.68(m，1H)，1.72-1.90(m，3H)，2.38(bs，1H)，2.73-2.87(m，1H)，3.12-3.24(m，1H)，3.35-3.64(m，3H)，3.55(s，3H)，3.82-4.02(m，3H)，4.74-4.88(m，2H)，5.26(dd，J＝10.6，1.1，1H)，5.46(dd，J＝17.2，1.5，1H)，5.98-6.11(m，1H)，7.61(d，J＝13.9，1H)，8.53(s，1H).

7-((4aS，7aS)-1-(3，3-二(二乙基膦酰基)丙酰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸烯丙基酯(105)：

向冷却至0℃的粗胺104(0.624g，1.41mmol)、三乙胺(0.24mL，1.69mmol)和DMAP(17mg，0.14mmol)的CH₂Cl₂(20mL)溶液中滴加入粗酰氯102(1.76mmol，12.5mL)的CH₂Cl₂溶液。让得到的混合物升温至室温过夜，用CH₂Cl₂稀释，用饱和NaHCO₃洗涤，将水层用CH₂Cl₂反萃取，将合并的有机液用盐水洗涤，干燥(MgSO₄)，浓缩。经闪层析(5％甲醇/CH₂Cl₂)纯化，得到纯酰胺105(0.80g，74％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃，旋转异构体混合物)δ0.72-0.81(m，1H)，0.93-1.10(m，2H)，1.15-1.26(m，1H)，1.28-1.38(m，12H)，1.43-1.64(m，2H)，1.78-1.90(m，2H)，2.18-2.36(m，1H)，2.75-3.10(m，3H)，3.13-3.29(m，2H)，3.34-3.66(m，2H)，3.55(s，3H，主要旋转异构体)，3.59(s，3H，次要旋转异构体)，3.74-4.26(m，12H)，4.53-4.66(m，1H)，4.76-4.88(m，2H)，5.17-5.35(重叠的双二重峰，1H)，5.42-5.54(重叠的双二重峰，1H)，5.98-6.10(m，1H)，7.82(d，J＝13.9，1H，主要旋转异构体)，7.84(d，J＝14.3，1H，次要旋转异构体)，8.54(s，1H，主要旋转异构体)，8.55(s，1H，次要旋转异构体).

7-((4aS，7aS)-1-(3，3-二(二乙基膦酰基)丙酰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(106)：

向烯丙基酯105(0.80g，1.04mmol)的THF(20mL)溶液中加入Pd(PPh₃)₄(24mg，0.02mmol)和甲苯亚磺酸钠(204mg，1.14mmol)的水(2mL)溶液。将混合物在室温下搅拌1.25h，蒸发，经闪层析(5％甲醇/CH₂Cl₂-10％甲醇/CH₂Cl₂梯度洗脱)纯化，得到106(0.60g，79％)。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃，旋转异构体混合物)δ0.76-0.85(m，1H)，1.02-1.19(m，2H)，1.25-1.40(m，13H)，1.46-1.67(m，2H)，1.80-1.93(m，2H)，2.33-2.40(m，1H)，2.72-3.10(m，3H)，3.12-3.36(m，2H)，3.40-3.65(m，1H)，3.56(s，3H，主要旋转异构体)，3.60(s，3H，次要旋转异构体)，3.78-4.28(m，11H)，4.57-4.70(m，1H)，5.20-5.30(m，1H)，7.81(d，J＝13.9，1H，主要旋转异构体)，7.84(d，J＝13.6，1H，次要旋转异构体)，8.78(s，1H，主要旋转异构体)，8.79(s，1H，次要旋转异构体).

7-((4aS，7aS)-1-(3，3-二膦酰基丙酰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(107)：

向107(0.60g，0.82mmol)的CH₂Cl₂(40mL)溶液中加入TMSBr(1.1mL，8.2mmol)。将反应混合物搅拌38h，将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。将固体悬浮于H₂O(80mL)中，立即加入1MNaOH，将pH调至pH 7，同时产物溶解。将产物溶液浓缩，经反相层析(100％水-25％甲醇/水梯度洗脱)纯化。得到纯产物107，为黄色固体(189mg，32％回收率，按产物的四钠盐计)。¹H NMR(400MHz，D₂O，旋转异构体的混合物)

δ0.73-0.83(m，1H)，0.95-1.16(m，2H)，1.17-1.28(m，1H)，1.46-1.73(m，2H)，1.76-1.89(m，2H)，2.30-2.62(m，2H)，2.67-4.48(m，8H)，3.60(s，3H)，4.87-4.98(m，0.43H)，5.08-5.18(m，0.57H)，7.64(d，J＝14.3，1H)，8.47(s，1H).¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-96.88-96.73(m，1F).³¹P(162MHz，D₂O)δ19.94-20.26(m，2P).MS：(MH⁺)618.1，

流程35.制备加替沙星-二膦酸酯轭合物112

7-(4-(叔丁氧基羰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸烯丙基酯(108)：

向酸16(0.60g，1.3mmol)的无水DMF(14ml)溶液中加入K₂CO₃(221mg，1.6mmol)和烯丙基溴(140μL，1.6mmol)。将反应混合物在75-80℃下加热24h，蒸发，将残渣溶于水和乙酸乙酯。将水层用乙酸乙酯萃取，将合并的有机液用盐水洗涤，干燥(MgSO₄)，蒸发。粗的108(0.51g，78％)在下一步骤中使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.83-0.98(m，2H)，1.07-1.20(m，2H)，1.33(d，J＝6.6，1H)，1.49(s，9H)，3.15-3.49(m，5H)，3.72(s，3H)，3.84-3.99(m，2H)，4.34(bs，1H)，4.83(d，J＝5.9，2H)，5.28(dd，J＝10.4，1.3，1H)，5.48(dd，J＝17.2，1.5，1H)，6.00-6.11(m，1H)，7.90(d，J＝12.5，1H)，8.59(s，1H).

7-(3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸烯丙基酯(109)：

向冷却至0℃的保护的胺108(0.51g，0.99mmol)的无水甲醇(20ml)悬浮液中加入乙酰氯(4.3ml，60.5mmol)。在40min内将得到的溶液升温至室温，蒸发，将残渣溶于冰冷饱和NaHCO₃和CH₂Cl₂。干燥和蒸发后，得到粗的109(0.38g，92％)，它足够纯，可直接用于下一步骤。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.86-1.00(m，2H)，1.08-1.18(m，5H)，2.87-2.97(m，1H)，3.00-3.14(m，3H)，3.21-3.39(m，3H)，3.77(s，3H)，3.86-3.95(m，1H)，4.80-4.86(m，2H)，5.25-5.30(m，1H)，5.45-5.51(m，1H)，6.00-6.10(m，1H)，7.88(d，J＝12.5，1H)，8.58(s，1H).

7-(4-(3，3-二(二乙基膦酰基)丙酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸烯丙基酯(110)：

向冷却至0℃的粗胺109(0.378g，0.910mmol)、三乙胺(0.15mL，1.09mmol)和DMAP(11mg，0.09mmol)的CH₂Cl₂(15mL)溶液中滴加粗酰氯102(1.13mmol，8.5mL)的CH₂Cl₂溶液。使得到的混合物升温至室温，过夜，用CH₂Cl₂稀释，用饱和NaHCO₃洗涤，水层用CH₂Cl₂反萃取，将合并的有机液用盐水洗涤，干燥(MgSO₄)，蒸发。经闪层析(5％甲醇/CH₂Cl₂)纯化后，得到纯酰胺110(0.55g，81％)。¹H NMR(400MHz，CDCl₃，旋转异构体的混合物)

δ0.87-0.99(m，2H)，1.10-1.21(m，2H)，1.29-1.43(m，15H)，2.78-3.05(m，2H)，3.16-3.82(m，6H)，3.72(s，3H)，3.85-3.95(m，1H)，4.12-4.30(m，9H)，4.47-4.59(m，0.5H)，4.80-4.92(m，2.5H)，5.28(dd，J＝10.4，1.3，1H)，5.45-5.55(m，1H)，6.00-6.12(m，1H)，7.91(d，J＝12.5，1H)，8.59(s，1H).

7-(4-(3，3-二(二乙基膦酰基)丙酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(111)：

向烯丙基酯110(0.55g，0.74mmol)的THF(20mL)溶液中加入Pd(PPh₃)₄(20mg，0.02mmol)和甲苯亚磺酸钠(158mg，0.89mmol)的水(1.6mL)溶液。将混合物在室温下搅拌45min，加入1M HCl(0.95mL，0.95mmol)，使其呈微酸性，蒸发。将残渣再溶于CHCl₃，干燥(MgSO₄)，蒸发，然后经闪层析(5％甲醇/CHCl₃)纯化，得到111(0.35g，67％)。¹H NMR(400MHz，CDCl₃，旋转异构体的混合物)

δ0.93-1.06(m，2H)，1.16-1.28(m，2H)，1.30-1.40(m，15H)，2.81-3.05(m，2H)，3.18-3.84(m，6H)，3.73(s，3H)，3.97-4.05(m，1H)，4.12-4.28(m，9H)，4.49-4.61(m，0.5H)，4.84-4.94(m，0.5H)，7.91(d，J＝12.5，1H)，8.83(s，1H).

7-(4-(3，3-二膦酰基丙酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(112)：

向111(0.35g，0.50mmol)的CH₂Cl₂(30mL)溶液中加入TMSBr(0.66mL，5.0mmol)。将反应混合物搅拌22h，将溶剂减压除去，将固体在高真空下干燥1h。将固体悬浮于H₂O(120mL)中，立即加入1M NaOH，将pH调至pH 7.5，同时产物溶解。将产物溶液蒸发，经反相层析重复纯化，用水洗脱。得到纯产物112，为浅黄色固体(108mg，34％回收率，按产物的四钠盐计)。¹H NMR(400MHz，D₂O，旋转异构体的混合物)

δ0.88-1.04(m，2H)，1.06-1.22(m，2H)，1.38(d，J＝7.0，1.7H)，1.51(d，J＝6.6，1.3H)，2.39-2.62(m，1H)，2.78-3.08(m，2H)，3.27-3.48(m，4H)，3.77(s，3H)，3.98-4.78(m，3H)，7.75(d，J＝12.8，1H)，8.53(s，1H).¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-95.77-95.63(m，1F).³¹P(162MHz，D₂O)δ19.76-20.16(m，2P).MS：(M-H)590.0.

流程36.制备莫西沙星-二膦酸酯轭合物117

7-((4aS，7aS)-1-(叔丁氧基羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸苄酯(113)：

搅拌下，将碳酸钾(749mg，5.42mmol)加入12(2.267g，4.52mmol)的DMF(40ml)溶液中。10min后，加入苄基溴(4.32g，20.0mmol)，将得到的混合物在室温下搅拌20h。将混合物减压浓缩，然后用EtOAc(4×150mL)和盐水(200ml)萃取。合并的有机层经MgSO₄干燥，过滤，减压浓缩，得到113，为白色固体(2.366g，89％)，其无需纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.74(m，1H)，1.02(m，2H)，1.23(m，1H)，1.48(s，11H)，1.77(m，2H)，2.22(m，1H)，2.88(s，1H)，3.21(m，1H)，3.35(m，1H)，3.54(s，3H)，3.86(m，2H)，4.03(m，2H)，4.76(s，1H)，5.39(dd，J＝12.6，20.6，2H)，7.33(m，3H)，7.51(d，J＝8.4，2H)，7.83(d，J＝14.1，1H)，8.54(s，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸苄酯(114)：

在冰冷浴中，将乙酰氯(5.33ml，74.95mmol)滴加到25mL无水甲醇中。15min后，将113(2.668g，4.52mmol)加入到3M HCl的甲醇溶液中，得到的混合物变黄。30min后，反应完成，然后将混合物减压浓缩，用EtOAc(4×150mL)和饱和碳酸氢钠溶液(200mL)萃取。合并的有机层经MgSO₄干燥，过滤，减压浓缩，得到114，为白色固体(1.791g，80％)，其无需纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.77(m，1H)，1.01(m，2H)，1.14(m，1H)，1.52(m，1H)，1.77(m，3H)，2.29(m，1H)，2.68(t，J＝10.3，1H)，3.05(d，J＝12.1，1H)，3.35(m，3H)，3.54(s，3H)，3.86(m，3H)，5.36(dd，J＝12.6，20.6，2H)，7.36(m，3H)，7.51(d，J＝8.4，2H)，7.78(d，J＝14.1，1H)，8.52(s，1H).

7-((4aS，7aS)-1-(((4-(2，2-二(二乙基膦酰基)乙基)苯基氨基甲酰基)甲氧基)羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸苄酯(115)：

在室温下，在114(100mg，0.203mmol)和碳酸铯(200mg，0.610mmol)的25mL无水DMF溶液中鼓泡通入二氧化碳1h。然后将60b(104mg，0.203mmol)加入该溶液，再继续加入二氧化碳，持续30min。20h后，反应完成，然后将混合物减压浓缩，用CH₂Cl₂(3×100mL)和盐水(100ml)萃取。合并的有机层经MgSO₄干燥，过滤，减压浓缩。粗油经硅胶层析(5％甲醇/CH₂Cl₂)纯化，得到115，为浅黄色油状物(101mg，51％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.74(m，1H)，0.99(m，2H)，1.23(m，13H)，1.52(m，2H)，1.78(m，2H)，2.28(m，1H)，2.57(tt，J＝6.3 23.8，1H)，3.19(m，4H)，3.42(t，J＝9.2，1H)，3.54(s，3H)，3.84(m，2H)，4.12(m，9H)，4.71(m，2H)，4.84(q，J＝8.8，1H)，5.34(dd，J＝12.6，20.6，2H)，7.30(m，5H),7.46(d，J＝7.3，4H)，7.78(d，J＝14.1，1H)，8.52(s，2H).³¹P NMR(162MHz，CDCl₃)δ23.964(s，2P)，

7-((4aS，7aS)-1-(((4-(2，2-二(二乙基膦酰基)乙基)苯基氨基甲酰基)甲氧基)羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(116)：

向115(101mg，0.104mmol)和Pd/C 10％(50mg)在EtOH(10mL)中的混合物中加入环己烯(2mL，20mmol)。将混合物回流20h。然后通过玻璃纤维滤纸将催化剂除去，将溶剂减压除去，得到116，为无色油状物(88mg，96％)，其无需纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.81(m，1H)，1.11(m，2H)，1.25(m，15H)，1.53(m，2H)，1.83(m，2H)，2.33(m，1H)，2.59(tt，J＝23.8，6.3，1H)，3.22(m，4H)，3.48(t，J＝9.2，1H)，3.57(s，3H)，3.95(m，2H)，4.09(m，8H)，4.74(s，2H)，4.88(q，J＝8.8，1H)，7.25(m，3H)，7.46(d，J＝7.3，1H)，7.78(d，J＝14.1，1H)，8.10.(s，1H)，8.76(s，2H).³¹P NMR(162MHz，CDCl₃)δ23.949(s，2P).

7-((4aS，7aS)-1-(((4-(2，2-二膦酰基乙基)苯基氨基甲酰基)甲氧基)羰基)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(117)

向化合物116(200mg，0.227mmol)的25mL CH₂Cl₂溶液中加入0.35mL(2.724mmol)溴代三甲基硅烷。将混合物在室温下搅拌过夜，然后浓缩。将残渣在高真空中保持至少30min，然后溶于水。用1N氢氧化钠水溶液将得到的溶液调至pH 7.1，将溶剂减压除去。得到的固体经Waters C18 Sep-Pak^TM柱(20cc)纯化，用纯水-2∶1水/甲醇梯度洗脱，冻干后，得到产物117(75mg，43％)，为灰白色固体。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.61(m，1H)，0.84(m，1H)，0.95(m，1H)，1.03(m，1H)，1.43(m，2H)，1.70(m，2H)，2.03(tt，J＝23.8，6.3，1H)，2.21(m，1H)，2.95(t，J＝15.3，3H)，3.17(d，J＝9.8，1H)，3.38(s，1H)，3.45(s，3H)，3.85(t，J＝9.4，1H)，3.93(m，3H)，4.65(q，J＝10.3，2H)，4.77(s，1H)，7.18(d，J＝8.6，2H)，7.26(d，J＝8.6，2H)，7.49(d，J＝14.5，1H)，8.31(s，1H)，³¹P NMR(162MHz，CDCl₃)δ20.279(s，2P).

流程37.制备加替沙星-二膦酸酯轭合物121

1-(4-羟基苯基)丙-2-烯-1-酮(118)：

将4′-羟基苯乙酮(2.70g，19.9mmol)、低聚甲醛(2.68g，89.3mmol)和N-甲基苯胺三氟乙酸盐(6.51g，29.4mmol)在THF(20mL)中的混合物回流3h。将混合物冷却，加入到乙醚(200mL)中，将烧瓶再用乙醚(100mL)冲洗。将产物溶液从红色胶状物中轻轻倒出，过滤。蒸发，得到粗118(2.0g，68％)，它可在下一步骤中直接使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ5.69(bs，1H)，5.92(dd，J＝10.4，1.7，1H)，6.44(dd，J＝17.0，1.7，1H)，6.93(d，J＝8.8，2H)，7.18(dd，J＝17.2，10.6，1H)，7.93(d，J＝8.8，2H).

1-(4-(4，4-二(二乙基膦酰基)丁氧基)苯基)丙-2-烯-1-酮(119)：

将碘化物11(3.1g，6.8mmol)、酚118(1.21g，8.17mmol)和K₂CO₃(1.033g，7.47mmol)在丙酮(75mL)中的混合物回流6.5h。将混合物冷却，过滤，蒸发。将残渣再溶于CH₂Cl₂(170mL)，通过硅藻土过滤，蒸发，得到粗119(3.2g，99％)，它可在下一步骤中直接使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.28-1.39(m，12H)，1.89-2.25(m，4H)，2.26-2.48(m，1H)，4.05(t，J＝5.7，2H)，4.12-4.26(m，8H)，5.87(dd，J＝10.6，1.8，1H)，6.42(dd，J＝16.9，1.8，1H)，6.93(d，J＝8.8，2H)，7.17(dd，J＝17.0，10.4，1H)，7.95(d，J＝8.8，2H)，

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-(4-(3-(4-(4，4-二(二乙基膦酰基)丁氧基)苯基)-3-氧代丙基)-3-甲基哌嗪-1-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(120)：

将粗烯酮119(3.2g，6.7mmol)、加替沙星15(3.07g，8.18mmol)、DMAP(200mg，1.64mmol)和三乙胺(1.4mL，10.0mmol)在CH₂Cl₂(200mL)中的混合物在室温下搅拌20h。将混合物蒸发，然后经闪层析(5％甲醇/CH₂Cl₂-10％甲醇/CH₂Cl₂梯度洗脱)纯化，得到120(3.6g，63％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.94-1.04(m，2H)，1.12-1.28(m，5H)，1.30-1.37(m，12H)，2.06-2.24(m，4H)，2.27-2.45(m，1H)，2.55-3.50(m，10H)，3.74(s，3H)，3.97-4.08(m，3H)，4.13-4.24(m，8H)，6.92(d，J＝8.8，2H)，7.86(d，J＝12.1，1H)，7.94(d，J＝8.8，2H)，8.80(s，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-(4-(3-(4-(4，4-二膦酰基丁氧基)苯基)-3-氧代丙基)-3-甲基哌嗪-1-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(121)：

向120(3.6g，4.3mmol)的CH₂Cl₂(150mL)溶液中加入TMSBr(5.6mL，42mmol)。将反应混合物搅拌26.5h，将溶剂减压除去，将固体在高真空中干燥1h。将固体悬浮于H₂O(800mL)中，立即加入1M KOH，将pH调至pH 8，同时产物缓慢溶解。将产物溶液在30℃下蒸发，经反相层析(100％水-30％甲醇/水梯度洗脱)纯化。得到纯产物121，为白色蓬松固体(1.26g，33％回收率，按产物的四钾盐计)。

NMR(400MHz，D₂O)δ0.88-1.02(m，2H)，1.08-1.22(m，2H)，1.17(d，J＝6.2，3H)，1.77-2.14(m，5H)，2.72-3.30(m，10H)，3.79(s，3H)，4.06-4.14(m，1H)，4.21(t，J＝6.4，2H)，7.14(d，J＝8.8，2H)，7.73(d，J＝12.8，1H)，8.05(d，J＝8.8，2H)，8.52(s，1H).¹⁹F(376MHz，D₂O)δ-122.44(d，J＝12.0，1F).³¹P(162MHz，D₂O)δ20.88(s，2P).MS：(MH+)740.2.

流程38.制备加替沙星-二膦酸酯轭合物129

甲酸1-(4-溴苯基)-1-氧代丙-2-基酯(123)：

将甲酸(1.6ml，43mmol)的乙腈(20ml)溶液在冰浴中冷却，然后依次滴加入TEA(6.0mL，43mmol)、2，4′-二溴苯基·乙基甲酮(propriophenone)(10.0g，34.2mmol)的10mL THF/乙腈(1∶1)溶液。将得到的溶液搅拌，同时在18h内升温至室温。将得到的无色沉淀物滤除，将有机液减压除去。将残渣再溶于EtOAc，再过滤，浓缩，得到123，为黄色油状物，其无需进一步纯化即可使用：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.56(d，J＝7.0，3H)，6.02(q，J＝7.0，1H)，7.63(d，J＝8.7，2H)，7.80(d，J＝8.7，2H)，8.11(s，1H)，

1-(4-溴苯基)-2-羟基丙-1-酮(124)：

将粗123溶于MeOH(100mL)，然后加入1M NaOH(1.5mL)，将得到的溶液搅拌18h。将甲醇减压除去约一半，加入饱和NH₄Cl水溶液淬灭反应，用EtOAc萃取产物。将有机层用盐水洗涤，经Na₂SO₄干燥，浓缩至黄色残渣，经硅胶闪层析(10％-50％ EtOAc/己烷)纯化，得到124，为黄色油状物(5.27g，2步合计68％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.44(d，J＝7.0，3H)，3.7(bs，1H)，5.11(bq，J＝6.9，1H)，7.65(d，J＝8.5，2H)，7.79(d，J＝8.5，2H).

4-(4-溴苯基)-5-甲基-1，3-间二氧杂环戊烯-2-酮(125)：

将124的1，2-二氯乙烷(DCE，60mL)溶液在冰浴中冷却，然后加入20％光气(23.5mL，40.1mmol)的甲苯溶液。搅拌15min后，在1小时内，在相同温度下，滴加入N，N-二甲基苯胺(4.0mL，79mmol)的DCE(10mL)溶液。撤去冰浴，将反应物加热至70℃，保持20h。将溶液用CH₂Cl₂稀释，用水、10％HCl水溶液、水、盐水洗涤，然后经Na₂SO₄干燥，过滤。将溶剂除去后，产物在EtOAc/己烷中重结晶，得到125(6.07g，63％)，为浅绿色固体：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ2.36(s，3H)，7.33(d，J＝8.7，2H)，7.58(d，J＝8.7，2H)。

(二乙基膦酰基甲基)(4-(5-甲基-2-氧代-1，3-间二氧杂环戊烯-4-基)苯基)次膦酸乙酯(126)：

在90℃下，将125(0.323g，1.27mmol)、(乙氧基膦酰基)甲基膦酸二乙酯(0.325g，1.33mmol)、TEA(0.530mL，3.80mmol)和Pd(PPh₃)₄(0.146g，0.127mmol)在乙腈(3mL)中的混合物加热3h。将溶剂减压除去，产物经硅胶闪柱层析(0％- 6％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到126(0.368g，70％)，为黄色固体：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.15-1.23(m，3H)，1.27-1.36(m，6H)，2.42(s，3H)，2.54-2.72(m，2H)，3.93-4.21(m，6H)，7.58(dd，J＝2.8，8.5，2H)，7.94(dd，J＝8.3，12.2，2H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ17.41-17.54(m，1P)，30.86-31.08(m，1P).

(二乙基膦酰基甲基)(4-(5-(溴甲基)-2-氧代-1，3-间二氧杂环戊烯-4-基)苯基)次膦酸乙酯(127)：

在强可见光下，将126(1.79g，4.28mmol)、NBS(0.761g，4.28mmol)和1，1’-偶氮二(环己烷甲腈)(0.11g，0.43mmol)在CCl₄中的混合物加热回流4h，此时，根据¹H-NMR，证实所有126均已耗尽。将溶剂在吸气器压力下除去，粗产物经硅胶闪柱层析(0％-5％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到127(1.26g，60％)，为黄色油状物：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.22(t，J＝7.1，3H)，1.31(t，J＝7.1，3H)，1.35(t，J＝7.1，3H)，2.64(ddd，J＝2.8，18.0，20.4，2H)，3.95-4.23(m，6H)，4.44(s，2H)，7.66(dd，J＝2.9，8.4，2H)，8.02(dd，J＝8.4，12.2，2H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ19.63(d，J＝5.6，1P)，32.93(d，J＝5.6，1P).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-7-(3-甲基-4-((2-氧代-5-(4-(O-乙基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-1，3-间二氧杂环戊烯-4-基)甲基)哌嗪-1-基)-4-氧代喹啉-3-甲酸(128)：

将15和127的DMF溶液在室温下搅拌16h。加入饱和NH₄Cl水溶液，将反应淬灭，将产物用乙酸乙酯萃取。将有机层用盐水洗涤，经Na₂SO₄干燥，过滤，减压浓缩。粗产物经硅胶HPFC(10％MeOH/EtOAc-5％ MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到128(44mg，28％)，为浅黄色固体：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.97-1.03(m，2H)1.17-1.38(m，14H)，2.61-2.70(m，3H)，2.79(bs，1H)，2.97(bd，J＝3.0，1H)，3.16(bt，J＝9.2，1H)，3.39-3.47(m，3H)，3.58(d，J＝14.7，1H)，3.77(s，3H)，3.99-4.23(m，8H)，7.79(dd，J＝2.1，8.3，2H)，7.89(d，J＝7.9，1H)，8.00(dd，J＝8.3，11,4，2H)，8.82(s，1H).

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-7-(3-甲基-4-((2-氧代-5-(4-(膦酰基甲基膦酰基)苯基)-1，3-间二氧杂环戊烯-4-基)甲基)哌嗪-1-基)-4-氧代喹啉-3-甲酸(129)：

搅拌下，将TMSBr(0.175mL，1.33mmol)加入128(70mg，0.088mmol)的CH₂Cl₂(4mL)溶液中。将得到的溶液在室温下搅拌15h，然后将溶剂减压除去。将固体悬浮于30mM三乙基碳酸氢铵缓冲液(2mL)，然后加入三乙胺，将pH调至约6。然后溶液经C18HPFC(5％-50％ CH₃CN/30mM三乙基碳酸氢铵)纯化。分离的产物再经C18HPFC(5％-50％ CH₃CN/水)纯化，得到129(20mg，32％)，为单三乙铵盐：

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ1.03-1.08(m，2H)1.23(d，J＝7.6，2H)，1.36(d，J＝5.8，2H)，2.33(d，J＝18.2，2H)，3.05-3.25(m，2H)，3.32-3.44(m，2H)，3.55-3.70(m，3H)，3.81(s，3H)，4.23-4.33(m，2H)，4.58(d，J＝14.8，1H)，7.74-7.77(m，3H)，7.93(dd，J＝8.3，11.1，2H)，8.92(s，1H)：³¹P(162MHz，D₂O)δ12.82(s，1P)，29.37(s，1P)：LCMS：87.4％(254nm)，87.1％(220nm).88.5％(290nm).MS：(MH⁺)708.2.

流程39.制备加替沙星二膦酸酯轭合物134

1-(N-(N-α，δ-二(叔丁氧基羰基)赖氨酰基)氨基)亚甲基二膦酸四乙酯(130)：

向Boc-Lys(Boc)-OH二环己胺盐(1.57g，2.97mmol)的CH₂Cl₂(12mL)溶液中加入胺30(900mg，2.97mmol)、EDCI(626mg，3.26mmol)和DMAP(36mg，0.30mmol)。将混合物搅拌18小时，然后将沉淀过滤除去，用一份CH₂Cl₂洗涤。将合并的滤液用1M HCl、饱和NaHCO₃溶液和盐水洗涤。有机层经Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩至干。残渣经硅胶闪层析纯化，用0-15％MeOH/EtOAc梯度洗脱。得到酰胺130，为白色泡沫状物(1.35g，72％)。

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ1.30-1.34(m，12H)，1.43(s，18H)，1.38-1.53(m，4H)，1.59-1.69(m，1H)，1.79-1.87(m，1H)，(3.07-3.12(m，2H)，4.11-4.24(m，8H)，4.71(bs，1H)，4.97(dt，J＝21.4，10.1Hz，1H)，5.11(bs，1H)，6.76(d，J＝10.0Hz，1H)，

1-(N-赖氨酰基氨基)亚甲基二膦酸四乙酯(131)：

向氨基甲酸酯130(1.35g，2.14mmol)中加入TFA/CH₂Cl₂(11mL，40％v/v)的溶液。搅拌18小时后，将反应混合物浓缩至干，与Et₂O共蒸发几次。得到的脱保护物质为黄色油状物(2.1g，＞定量)，其无需进一步纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆)δ1.22-1.28(m，12H)，1.34-1.40(m，2H)，1.48-1.54(m，2H)，1.68-1.74(m，2H)，2.71-2.76(m，2H)，3.93-3.97(m，1H)，4.03-4.15(m，8H)，4.82(dt，J＝22.4，9.8Hz，1H)，7.77(bs，3H)，8.25(bd，J＝4.2Hz，3H)，9.27(d，J＝9.8Hz，1H).

1-(N-(N-α，ε-二-(溴乙酰基)赖氨酰基)氨基)亚甲基二膦酸四乙酯(132)：

在0℃下，向TFA盐131(最大量2.14mmol)的CH₂Cl₂(27mL)溶液中加入吡啶(1.73mL，21.4mmol)和溴乙酰溴(390μL，4.49mmol)。将混合物在0℃下搅拌1.5h，然后用CH₂Cl₂稀释，用5％HCl、饱和NaHCO₃溶液和盐水洗涤。有机层经MgSO₄干燥，过滤，浓缩至干。经硅胶闪层析纯化，用0-20％ MeOH/EtOAc梯度洗脱，得到132，为白色泡沫状物(574mg，40％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.30-1.37(m，12H)，1.38-1.46(m，2H)，1.53-1.61(m，2H)，1.72-1.81(m，1H)，1.86-1.93(m，1H)，3.25-3.34(m，2H)，3.87(s，2H)，3.88(s，2H)，4.13-4.25(m，8H)，4.53(q，J＝6.2Hz，1H)，4.97(dt，J＝21.7，9.9Hz，1H)，6.96(bs，1H)，7.01(bd，J＝9.8Hz，1H)，7.17(d，J＝7.8Hz，1H).

二(加替沙星酯)轭合物133：

向二溴化物133(311mg，0.46mmol)的DMF(5mL)溶液中加入碳酸铯(187mg，097mmol)和Boc加替沙星16(439mg，0.92mmol)。将混合物在室温下搅拌18h。然后将它倾入H₂O，用3×EtOAc萃取。将合并的有机层用饱和NaHCO₃溶液、盐水洗涤，经MgSO₄干燥，过滤，浓缩至干。粗产物经C18柱反相闪层析纯化，用20-100％MeCN/H₂O梯度洗脱，然后经硅胶闪层析纯化，用0-10％MeOH/CH₂Cl₂梯度洗脱，得到轭合物133，为浅粉红色固体(316mg，47％)。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.93-0.99(m，4H)，1.14-1.19(m，4H)，1.25-1.34(m，18H)，1.49(s，9H)，1.50(s，9H)，1.55-1.61(m，1H)，1.65-1.77(m，3H)，1.99-2.06(m，2H)，3.20-3.35(m，9H)，3.39-3.47(m，4H)，3.74(s，6H)，3.91-3.98(m，4H)，4.11-4.18(m，8H)，4.34(bs，2H)，4.49-4.68(m，5H)，5.03(dt，J＝21.9，10.2Hz，1H)，7.12(d，J＝10.2Hz，1H)，7.86(d，J＝12.3Hz，2H)，8.47-8.50(m，2H)，8.72(t，J＝5.6Hz，1H)，9.51(d，J＝8.2Hz，1H).LCMS：92.6％(254nm)，95.2％(220nm)，96.7％(320nm)，

质谱(ES^-)C₆₇H₉₅F₂N₉O₂₁P₂理论值1461，实测值1460(M-H)^-。

二(加替沙星酯)轭合物134：

向保护的轭合物133(391mg，0.27mmol)的CH₂Cl₂(5ml)溶液中加入2，6-二甲基吡啶(1.55ml，13.4mmol)。将混合物冷却至-78℃，缓慢加入三甲基溴硅烷(882μL，6.68mmol)。使混合物升温至室温，搅拌18h，然后浓缩至干。粗产物经2根连续的C18柱反相闪层析纯化，第一根柱用5-60％ MeCN/50mM Et₃NH₂CO₃ pH 7缓冲液梯度洗脱，然后第二根柱用5-50％ MeCN/50mM Et₃NH₂CO₃ pH 7缓冲液梯度洗脱。将合并的纯组分冻干，得到轭合物134，为白色固体(16mg，5％)。

¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆+TFA)δ0.97(bs，4H)，1.07-1.10(m，4H)，1.17(t，J＝7.4Hz，9H)，1.26(d，J＝6.4Hz，6H)，1.34-1.49(m，4H)，1.61-1.64(m，1H)，1.72-1.76(m，1H)，3.10(q，J＝7.4Hz，6H)，3.17-3.26(m，4H)，3.38-3.52(m，10H)，3.81(s，8H)，4.01，4.06(m，2H)，4.45-4.64(m，5H)，7.67(d，J＝12.1Hz，1H)，7.68(d，J＝12.1Hz，1H)，8.52(s，1H)，8.53(s，1H).LCMS：98.1％(254nm)，97.6％(220nm)，99.1％(320nm)。

质谱(ES^-)C₄₉H₆₃F₂N₉O₁₇P₂理论值1149，实测值1148.2(M-H)^-。

流程40.制备加替沙星二膦酸酯轭合物141

6-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)-3，4-二氢-4，4-二甲基苯并吡喃-2-酮(135)：

将6-溴-4，4-二甲基苯并二氢吡喃-2-酮(3.5g，9.7mmol)、(乙氧基氧膦基)甲基膦酸二乙酯(1.7g，9.7mmol)、三乙胺(4.1ml，29mmol)和Pd(PPh₃)₄(0.56g，0.48mmol)在乙腈(20mL)中的混合物加热至100℃，保持18h。将反应混合物冷却，用乙腈(50mL)稀释，然后用HCl水溶液(10％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤。有机相经Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩。在Biotage^TM闪层析系统上，粗产物经硅胶层析(0-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到135，为浅黄色油状物(3.0g，73％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.21(t，J＝7.2，3H)，1.30-1.37(m，6H)，1.40(s，6H)，2.61(dd，J＝1.7，17.2，20.7，2H)，2.66(s，2H)，3.95-4.08(m，2H)，4.11-4.21(m，4H)，7.16(dd，J＝3.1，8.3，2H)，7.73(dd，J＝3.1，8.3，2H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.07(d，J＝7.7，1P)，33.74(d，J＝7.7，1P).

3-(2-羟基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸(136)：

将135(0.99g，2.4mmol)和KOH(0.095g，24mmol)的MeOH溶液在室温下搅拌2h。将溶剂减压除去，将产物再悬浮于水，加入HCl，将pH调至4，将产物用CH₂Cl₂萃取。有机液经Na₂SO₄干燥，过滤，浓缩，得到136，为浅黄色油状物(1.1g，105％)，其无需纯化即可使用。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.26(t，J＝7.2，3H)，1.29-1.37(m，6H)，1.45(s，3H)，1.48(s，3H)，2.63(dd，J＝17.7，20.9，2H)，2.93(AB q，J＝14.2，2H)，4.00-4.20(m，6H)，6.74(bs，1H)，7.56(ddd，J＝1.6，8.5，12.2，2H)，7.63(d，J＝13.3，1H).

3-(2-羟基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸苄酯(137)：

搅拌下，将KOH水溶液(0.14g，2.5mmol)加入136(1.1g，2.5mmol)的乙腈(5ml)溶液中。10min后，将溶剂减压蒸发，将残渣在真空下干燥1h。将浅黄色固体再悬浮于DMF(10ml)，然后加入苄基溴(330μl，2.8当量)。将得到的溶液在室温下搅拌2h。将混合物用EtOAC(80mL)稀释，用H₂O和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗产物经硅胶层析(0-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到137，为浅黄色液体(0.64g，48％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.23(t，J＝7.1，3H)，1.26(t，J＝7.1，3H)，1.30(t，J＝7.1，3H)，1.45(s，3H)，1.49(s，3H)，2.60(dd，J＝17.4，20.9，2H)，3.00(AB q，J＝14.0，2H)，3.78-3.88(m，2H)，3.99-4.15(m，4H)，4.93(s，2H)，6.75-6.78(m，1H)，7.14(dd，J＝2.0，7.5，2H)，7.25-7.31(m，3H)，7.56(ddd，J＝1.4，8.0，11.9，1H)，7.64(d，J＝13.4，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ21.04(d，J＝4.6，1P)，36.00(d，J＝4.6，1P).

3-(2-乙酰氧基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸苄酯(138)：

将137(0.64g，1.2mmol)和DMAP(催化量)的吡啶(10mL)溶液在冰浴中冷却，然后滴加入乙酰氯(94μL，1.3mmol)。将得到的溶液在该温度下搅拌2h，然后用EtOAc(80mL)稀释。将有机液用HCl水溶液(10％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗产物经硅胶层析(0-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到138，为浅黄色液体(0.52g，75％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.20(t，J＝7.1，3H)，1.30(t，J＝7.1，6H)，1.49(s，3H)，2.33(s，3H)，2.56(ddd，J＝6.8，17.3，23.4，2H)，2.84(AB q，J＝14.4，2H)，3.95-4.04(m，2H)，4.06-4.18(m，4H)，4.95(s，2H0，7.14-7.20(m，3H)，7.28-7.34(m，3H)，7.73(ddd，J＝1.9，8.2，11.8，1H)，7.89(dd，J＝1.9，13.3，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.20(d，J＝9.9，1P)，33.88(d，J＝9.9，1P).

3-(2-乙酰氧基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸(139)：

将化合物138(0.50g，0.87mmol)溶于MeOH，在H₂(1atm)下，经Pd/C(10％，250mg)催化氢化2h。将催化剂滤除，将溶剂除去，得到浅黄色固体139(0.41g，98％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.21(dt，J＝0.4，7.1，3H)，1.28(dt，J＝0.4，7.1，3H)，1.31(t，J＝7.1，3H)，1.50(s，3H)，1.53(s，3H)，2.37(s，3H)，2.62(ddd，J＝5.4，18.4，22.4，2H)，2.74(AB q，J＝13.9，2H)，3.89-4.16(m，6H)，7.17(dd，J＝3.6，8.2，1H)，7.69(ddd，J＝1.9，8.2，11.9，1H)，7.86(dd，J＝1.9，13.7，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.17(d，J＝5.0，1P)，34.51(d，J＝5.0，1P).

7-(4-(3-(2-乙酰氧基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(140)：

将139(400mg，0.836mmol)、15(310mg，0.84mmol)和二异丙基乙胺(291μl，1.67mmol)的DMF(5mL)溶液在冰浴中冷却，然后一次性加入HBTU(317mg，0.836mmol)。将得到的混合物搅拌，同时缓慢升温至室温，过夜。将反应混合物用EtOAc(100mL)稀释，用HCl水溶液(10％)、水、饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗浅褐色固体经硅胶层析(0-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到140，为浅黄色固体(260mg，34％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.92-0.94(m，2H)，1.12-1.27(m，14H)，1.43(s，3H)，1.46(s，3H)，2.31(s，3H)，2.53-5.63(m，1H)，2.74-2.85(m，3H)，3.00-3.40(m，5H)，3.65(s，3H)，3.88-4.08(m，6H)，4.27(bs，1H)，4.66(bs，1H)，7.07(dd，J＝3.2，8.1，1H)，7.60-7.65(m，1H)，7.75(d，J＝12.0，1H)，7.82(dd，J＝5.2，8.1，1H)，8.72(s，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.07(d，J＝8.7，1P)，33.90(d，J＝8.7，1P).

7-(4-(3-(2-乙酰氧基-5-((膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(141)：

搅拌下，将TMSBr(355μl，2.69mmol)加入140(150mg，0.179mmol)和2，6-二甲基吡啶(416μl，3.59mmol)的CH₂Cl₂(5mL)溶液。将得到的黄色溶液在室温下搅拌23h，然后将溶剂减压除去。将黄色固体再悬浮于水，加入1M NaOH，将溶液调至约pH 6.5。然后在Biotage^TM闪层析系统上，溶液经反相层析(0％-60％CH₃CN/水)纯化，得到141，为单2，6-二甲基吡啶盐(80mg，60％)：

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.99-1.09(m，2H)，1.16-1.29(m，5H)，1.51(s，6H)，2.46(s，3H)，2.70(s，6H)，2.98-3.10(m，2H)，3.18-3.54(m，4H)，3.71(s，3H)，3.83(d，J＝12.7，1H)，4.17(d，J＝12.9，1H)，4.21-4.27(m，1H)，4.56(bs，1H)，7.20(dd，J＝2.9，8.0，1H)，7.56(dd，J＝3.7，12.2，1H)，7.62(d，J＝8.0.2H)，7.71(bd，J＝9.2，1H)，7.93(dd，J＝3.8，12.2，1H)，8.26(t，J＝8.0，1H)，8.89(s，1H)：MS(MH^-)750.1.

流程41.制备加替沙星二膦酸酯轭合物145

3-(2-(2，2-二甲基乙酰氧基)-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸苄酯(142)：

在室温下，搅拌下，将异丁酰氯(165μL，1.56mmol)滴加到137(825mg，1.56mmol)和DMAP(催化量)的吡啶(10mL)溶液中。将得到的溶液搅拌2h，然后用EtOAc(80mL)稀释。将有机液用HCl水溶液(5％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗产物经硅胶层析(0-10％MeOH/CH₂Cl₂)纯化，得到142，为浅黄色液体(728mg，78％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.18-1.22(m，6H)，1.29-1.33(m，9H)，1.46(s，3H)，1.49(s，3H)，2.58(ddd，J＝6.9，17.5，23.5，2H)，2.79-2.90(m，3H)，3.98-4.19(m，6H)，4.96(s，2H)，7.09(dd，J＝3.4，8.3，1H)，7.18-7.21(m，2H)，7.28-7.32(m，3H)，7.72(ddd，J＝1.9，8.3，11.8，1H)，7.88(dd，J＝1.9，13.3，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.28(d，J＝9.8，1P)，34.04(d，J＝9.8，1P).

3-(2-(2，2-二甲基乙酰氧基)-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸(143)：

将化合物142(725mg，1.21mmol)溶于MeOH(20mL)，在H₂(1atm)下，经Pd/C(10％，500mg)催化氢化5h。将催化剂滤除，将溶剂除去，得到浅黄色固体143(543mg，88％)：

¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ1.21(t，J＝7.1，3H)，1.29(t，J＝7.3，3H)，1.31(t，J＝7.0，3H)，1.36(d，J＝7.0，6H)，1.50(s，3H)，1.52(s，3H)，2.63(ddd，J＝3.9，17.2，22.2，2H)，2.76(AB q，J＝14.0，2H)，2.86(septet，，J＝7.1，1H)，3.91-4.16(m，6H)，7.10(dd，J＝3.4，8.2，1H)，7.69(ddd，J＝1.8，8.2，11.7，1H)，7.86(dd，J＝1.8，13.6，1H).

7-(4-(3-(2-(2，2-二甲基乙酰氧基)-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(144)：

将含143(398mg，0.790mmol)、15(296mg，0.790mmol)和二异丙基乙胺(275μl，1.58mmol)的DMF(5mL)溶液在冰浴中冷却，然后一次性加入HBTU(300mg，0.790mmol)。将得到的混合物搅拌，同时升温至室温过夜。将反应混合物用EtOAc(100mL)稀释，用HCl水溶液(10％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗物质经硅胶层析(0-5％MeOH/EtOAc)纯化，得到144，为浅黄色液体(229g，34％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ0.97-1.00(m，2H)，1.18-1.38(m，14H)，1.38(d，J＝7.1，6H)，1.54(s，3H)，1.56(s，3H)，2.63(ddd，J＝5.6，17.2，22.0，2H)，2.85-2.92(m，3H)，3.13(bs，1H)，3.27-3.51(m，5H)，3.71(s，3H)，3.98-4.19(m，6H)，4.43(bs，1H)，4.83(bs，1H)，7.08(dd，J＝3.5，8.1，1H)，7.67-7.74(m，1H)，7.89(d，J＝12.1，1H)，7.95(dd，J＝1.7，13.7，1H)，8.83(s，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.1.(d，J＝9.0，1P)，34.32(d，J＝9.0，1P).

7-(4-(3-(2-(2，2-二甲基乙酰氧基)-5-((膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(145)：

搅拌下，将TMSBr(1.29mL，9.89mmol)加入144(565mg，0.654mmol)和2，6-二甲基吡啶(1.52mL，13.1mmol)的CH₂Cl₂(15mL)溶液。将得到的浅绿色溶液在室温下搅拌18h，然后将溶剂减压除去。将微红色固体再悬浮于水(5mL)中，加入1M NaOH，将溶液调至约pH7。然后在Biotage^TM闪层析系统上，溶液经双反相层析(0％-60％CH₃CN/水)纯化，得到145，为二钠盐(130mg，16％)：

¹H NMR(400MHz，D₂O)δ0.99-1.09(m，2H)，1.21(d，J＝7.3，3H)，1.33-1.44(m，2H)，1.38(d，J＝7.0，6H)，1.51(s，6H)，2.29(AB q，J＝18.4，2H)，2.93-3.10(m，3H)，3.14-3.41(m，2H)，3.48-3.56(m，2H)，3.71(s，3H)，3.85(d，J＝13.1，1H)，4.18(d，J＝13.1，1H)，4.25(七重峰，J＝3.6，1H)，4.58(bs，1H)，7.10-7.15(m，1H)，7.65(d，J＝12.1，1H)，7.70(t，J＝9.4，1H)，7.93(bd，J＝12.5，1H)，8.89(s，1H)：MS(MH-)778.1.

流程42.制备加替沙星二膦酸酯轭合物149

3-(2-丁酰氧基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸苄酯(146)：

在室温下，搅拌下，将丁酰氯(127μL，1.21mmol)滴加到137(640mg，1.21mmol)和DMAP(催化量)的吡啶(5mL)溶液中。将得到的溶液搅拌2h，然后用EtOAc(80mL)稀释。将有机液用HCl水溶液(5％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗产物经硅胶层析(0-20％MeOH/EtOAc)纯化，得到146，为无色液体(360mg，49％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.02(t，J＝7.5，3H)，1.20(t，J＝7.1，3H)，1.30(t，J＝7.1，3H)，1.31(t，J＝7.1，3H)，1.46(s，3H)，1.49(s，3H)，1.78(sextet，J＝7.3，2H)，2.50-2.62(m，4H)，2.84(AB q，J＝14.3，2H)，3.88-4.19(m，6H)，4.96(s，2H)，7.14-7.32(m，6H)，7.73(ddd，J＝1.4，8.7，11.7，1H)，7.89(dd，J＝1.4，13.1，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.22(d，J＝9.8，1P)，33.90(d，J＝9.8，1P).

3-(2-丁酰氧基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸(147)：

将化合物146(200mg，0.335mmol)溶于MeOH(20mL)，在H₂(1atm)下，经Pd/C(10％，75mg)催化氢化3h。将催化剂滤除，将溶剂除去，得到浅黄色固体143(165mg，98％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.06(t，J＝7.3，3H)，1.23(t，J＝7.2，3H)，1.29(t，J＝7.0，3H)，1.32(t，J＝7.0，3H)，1.51(s，3H)，1.54(s，3H)，1.82(sextet，J＝7.3，2H)，2.57-2.68(m，4H)，2.73(AB q，J＝13.8，2H)，3.90-4.17(m，6H)，7.16(d，J＝3.6，1H)，7.69(ddd，J＝1.6，8.4，11.7，1H)，7.86(dd，J＝1.6，13.6，1H)：³¹P(162MHz，CDCl₃)δ20.05(d，J＝3.7，1P)，34.35(d，J＝3.7，1P).

7-(4-(3-(2-丁酰氧基-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(148)：

将含147(163mg，0.322mmol)、15(121mg，0.322mmol)和二异丙基乙胺(112μL，0.644mmol)的DMF(4mL)溶液在冰浴中冷却，然后加入HBTU(122mg，0.322mmol)。将得到的混合物搅拌，同时升温至室温过夜。将反应混合物用EtOAc(100mL)稀释，用HCl水溶液(10％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。得到148的浅棕色液体(194mg，70％)，其无需纯化即可使用。

7-(4-(3-(2-丁酰氧基-5-((膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(149)：

搅拌下，将TMSBr(1.29mL，9.89mmol)加入粗的148(194mg，0.225mmol)和2，6-二甲基吡啶(521μl，4.49mmol)的CH₂Cl₂(2mL)溶液中。将得到的浅黄色溶液在室温下搅拌24h，然后将溶剂减压除去。将微红色固体再悬浮于水(2mL)中，加入1M NaOH，将溶液调至约pH 7。然后在Biotage^TM闪层析系统上，使溶液经反相层析(0％-60％CH₃CN/水)纯化，得到149，为单-2，6-二甲基吡啶盐(60mg，30％)：MS(MH⁺)780.2。

流程43.制备加替沙星二膦酸酯轭合物153

3-(2-(二乙基磷酰基氧基)-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸苄酯(150)：

搅拌下，将氯磷酸二乙酯(283μL，1.98mmol)滴加到137(695mg，1.32mmol)和三乙胺(368μL，2.64mmol)的THF溶液中。将得到的混合物在室温下搅拌24h，然后用EtOAc(80mL)稀释。将有机液用HCl水溶液(5％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。在Biotage^TM闪层析系统上，粗产物经硅胶层析(0-20％MeOH/EtOAc)纯化，得到150，为浅黄色液体(390mg，45％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.21(t，J＝7.0，3H)，1.24-1.36(m，12H)，1.51(s，3H)，1.53(s，3H)，2.50-2.61(m，2H)，2.94(AB q，J＝14.1，2H)，3.86-4.24(m，10H)，4.93(s，2H)，7.13-7.17(m，2H)，7.26-7.29(m，3H)，7.59(dd，J＝2.9，8.3，1H)，7.71(t，J＝9.8，1H)，7.83(d，J＝13.1，1H).

3-(2-(二乙基磷酰基氧基)-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酸(151)：

将化合物150(430mg，0.335mmol)溶于MeOH(20ml)，在H₂(1atm)下，经Pd/C(10％，200mg)催化氢化2h。将催化剂滤除，将溶剂除去，得到无色油状物151(165mg，98％)：

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ1.19-1.39(m，15H)，1.57(s，3H)，1.59(s，3H)，2.62(bt，J＝19.4，2H)，2.80(AB q，J＝13.9，2H)，3.90-4.17(m，6H)，4.22-4.32(m，4H)，7.57(dd，J＝3.4，8.4，1H)，7.69(ddd，J＝1.7，8.4，11.8，1H)，7.81(bd，J＝13.5，1H).

7-(4-(3-(2-(二乙基磷酰氧基)-5-(乙氧基(二乙基膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(152)：

将HBTU(229mg，0603mmol)加入含151(345mg，0.603mmol)、15(226mg，0.603mmol)和二异丙基乙胺(210μL，1.21mmol)的DMF(5mL)溶液中，将溶液在冰浴中冷却。将得到的混合物搅拌，同时升温至室温，过夜。将反应混合物用EtOAc(100mL)稀释，用HCl水溶液(10％)、水和饱和NaCl水溶液洗涤，然后经Na₂SO₄干燥。152的浅棕色液体(326mg，58％)无需纯化即可使用。

7-(4-(3-(2-磷酰基氧基-5-((膦酰基甲基)膦酰基)苯基)-3-甲基丁酰基)-3-甲基哌嗪-1-基)-1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸(153)：

搅拌下，将TMSBr(1.29mL，9.89mmol)滴加到粗的152(326mg，0.351mmol)和2，6-二甲基吡啶(814μL，7.01mmol)的CH₂Cl₂(3mL)溶液中。将得到的浅绿色溶液在室温下搅拌24h，然后将溶剂减压除去。将呈褐色固体再悬浮于三乙胺/碳酸盐缓冲液(30mM，2mL)，加入1M NaOH，将溶液调至约pH 6.5。然后在Biotage^TM闪层析系统上，使溶液经反相层析(0％-60％CH₃CN/水)纯化，得到152，为二-2，6-二甲基吡啶盐(110mg，31％)：

¹HNMR(400MHz，D₂O)δ0.97-1.09(m，2H)，1.26-1.36(m，5H)，1.56(s，6H)，2.34(t，J＝16.7，2H)，2.69(s，12H)，2.91-3.10(m，2H)，3.16-3.55(m，3H)，3.68(s，3H)，3.90(d，J＝13.5，1H)，4.14(d，J＝13.5，1H)，4.22-4.27(m，1H)，4.32(bs，1H)，4.57(bs，1H)，7.49(bd，J＝8.5，1H)，7.61(d，J＝6.1，4H)，7.64-7.66(m，1H)，7.73-7.81(m，2H)，8.25(t，J＝8.1，2H)，8.94(s，1H)：¹⁹F NMR(376MHz，D₂O)：119.15(d，J＝12.8)：MS(MH⁺)790.2.

流程43.制备莫西沙星甲酯154

1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-7-((4aS，7aS)-八氢吡咯并[3，4-b]吡啶-6-基)-8-甲氧基-4-氧代喹啉-3-甲酸甲酯(154)：

在2滴浓硫酸存在下，将莫西沙星(3，113mg，0.2815mmol)的3mL甲醇溶液回流5h。浓缩后，将残渣溶于饱和碳酸氢钠水溶液，用乙酸乙酯(3×)萃取，然后经无水硫酸钠干燥。将溶剂除去后，得到的混合物经

C18 Sep-Pak^TM短柱(6cc)纯化，用纯水-2∶1-1∶2水/甲醇-甲醇梯度洗脱，得到12mg酯154(10％收率)，为灰白色粉末。

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：

0.79-0.84(m，1H)，0.99-1.05(m，2H)，1.16-1.20(m，1H)，1.69-1.81(m，3H)，2.26-2.32(m，1H)，2.67-2.72(m，1H)，3.04(dt，J＝4.1，12.7，1H)，3.29-3.32(m，1H)，3.36-3.42(m，2H)，3.56(s，3H)，3.86-3.98(m，3H)，3.91(s，3H)，7.82(d，J＝14.3，1H)，8.55(s，1H)，

实施例2：体外抗菌活性和细胞毒性测定

体外抗菌活性

按照Clinical and Laboratory Standards Institute (前NationalCommittee for Clinical Laboratory Standards)(M26-A)设立的指导原则，测定金黄色葡萄球菌(S.aureus)株ATCC13709和RN4220对市售抗生素和合成化合物的敏感性。按两倍稀释度，用DMSO制备化合物的系列稀释溶液，转移到阳离子调节的Mueller Hinton肉汤(CAMHB；Becton Dickinson)中。在96孔微量滴定板中，将使用CAMHB稀释的50μL化合物与用CAMHB稀释的100μL细菌混合。该测定中的微生物的最终数目是5×10⁵c.f.u./mL，该测定中的DMSO终浓度为1.25％。测定按一式两份进行，在37℃下温育18h。按最小抑制浓度(MIC)报道抑制可见细菌生长的化合物浓度。

在血清的存在下，还进行敏感性测量实验。按类似于敏感性测试方法进行这些实验，但做以下改进。将使用CAMHB稀释的75μL化合物与用100％血清稀释的75μL细菌混合，血清取自任何给定来源(市售混合小鼠血清(MS)和人血清(HS)，Equitech-Bio Inc)或用8％纯化的人血清白蛋白(HSA)(Calbiochem)稀释。该测定中的动物血清终浓度为50％，该测定中的纯化人血清白蛋白的终浓度为4％；所有其它成分的浓度与敏感性测定中所述那些相同。

尽管未列出，但结果表明化合物可分为两组。如莫西沙星3、加替沙星15和环丙沙星6所示，游离氟喹诺酮在抗菌活性方面显示出高效力，MIC通常小于0.5-1μg/mL。含膦酸酯化的氟喹诺酮的前药的活性弱的多，MIC通常高于10-100倍，范围为8至＞128μg/mL，例如化合物44(1-8μg/mL)、49(0.5-1μg/mL)、54(4-16μg/mL)和141(4μg/mL)。

在缺乏骨矿物质时，血清对与未保护状态下的二膦酸酯轭合药物有关的MIC值几乎无影响，由此提示，如果抗菌活性是因测定期间释放的氟喹诺酮部分所致，则解离至少不需要血清水解酶参与。实质上，在缓冲水溶液中的药物释放似乎未超过在血清中的药物释放。相反，保护的二膦酸酯26(在50％小鼠血清存在下，在培养基中，MIC 32μg/mL变为0.5μg/mL)的活性急剧增加。事实上，26与其脱保护的母体25(MIC 32μg/mL，在血清中未改变)的对比明确提示，如果抗菌活性是因测定期间释放的氟喹诺酮部分所致，则溶液中游离二膦酸酯不是血清水解酶的底物。

细胞毒性测定

通过测量(3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺基苯基)-2H-四唑鎓(MTS试剂)内盐生物还原的试验，还测定了选择的化合物抑制哺乳动物细胞生长的能力，以便确定它们对哺乳动物宿主的细胞毒性水平。测定在96孔微量滴定板中进行。简而言之，在37℃下，在5％CO₂下，将100、50、25和12.5μM浓度化合物与2×10⁴海拉细胞/孔在含1％牛生长血清(HyClone)的Dulbecco氏改良Eagle培养基(Invitrogen Corporation)中一起温育18h。温育结束时，通过在490nm处测量由MTS试剂(3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺基苯基)-2H-四唑鎓内盐)还原为其母体甲

产物((4，5-二甲基噻唑-2-基)-3-(3-羧基甲氧基苯基)-5-(4-磺基苯基)-甲)显示的吸光率，确定还原当量的量。

在上述条件下，测定化合物4、5、7、8、14、18、26、28、39、53、54、64和154，在高达100μM浓度下，未出现任何细胞毒性迹象(未显示数据)。

实施例3：氟喹诺酮-二膦酸酯轭合物的稳定性

用基于LC/MS(液体色谱和质谱联用)的方法或通过生物检测测定选择的氟喹诺酮-二膦酸酯轭合物在溶液和不同培养基中的稳定性。对于LC/MS检测，将200μM化合物溶液的5μL等份试样加入95μL培养基(100mM PBS(pH 7.5)，100mM Tris(pH 7.5)或大鼠血浆血清)。将混合物温育到不同时间点，然后用500μL甲醇稀释。将混合物振荡15min，在10000g下离心15min。在氩气流下，将上清液蒸发，将得到的残渣溶于100μL水。将混合物振荡15min，在10000g下离心10min。然后通过与LC/MS标准对比，用20μL等份试样确定母体药物的浓度。LC/MS分析方法依据配备Zorbax^TM SB-Aq柱(2×30mm，3.5μ)的Agilent 1100^TM系列LC/MSD阱，用0.1％甲酸/水∶0.1％甲酸/乙腈(85∶15)作流动相，流速0.3ml/min。对于生物测定检测，将1mg/mL单一化合物的PBS溶液用等体积的培养基稀释，在环境温度下温育。在规定时间点，将100μL溶液等份试样加入100μL 20mg/ml骨粗粉(Now Foods，Bloomingdale，Illinois，USA)的PBS浆状物中。将药物/前药的骨粗粉悬浮液在环境温度下温育10min，以使结合，在16000g下离心2min。通过以下微生物测定，测定上清液中氟喹诺酮含量：将分离的指示菌株(大肠杆菌(E.coli)LBB925to/C)菌落再悬浮于0.85％盐水至OD₆₀₀＝0.2，涂布在用阳离子调节的Miller Hinton琼脂(CAMHA)板上。将已知体积的上清液加入培养皿，干燥。然后将培养皿置于接种的CAMHA板上。将板在37℃下温育18h，然后测量由培养皿产生的抑制圈的直径。由已知量的游离加替沙星15的标准曲线推导前药的量，游离加替沙星15在每个实验中作为参照。结果见表1所示。

表1.由前药溶液再生母体药物

PBS：100mM PBS(pH 7.5)；RS：大鼠血浆血清；Tris：100mM Tris(pH 7.5)。

收集到并列于表1的数据支持两个趋势。第一，在溶液中，由前药再生母体药物，当活化的与失活大鼠血清(化合物49、54和121)对比时，这种再生似乎有些独立于血清水解酶。第二，测得加替沙星15的前药18、28和54的速度出乎意料之外地分别显著快于使用相同二膦酸酯连接基团的莫西沙星3的母体前药14、25和52测量的速度。

实施例4：化合物与骨粉体外结合，随后再生母体药物

骨粉结合

按两试样平行方式，用LC/MS或荧光检测，确定实施例分子与骨粉结合的能力。对于LC/MS检测，将待测化合物贮备液(5mM)加入0.1M Tris-HCl缓冲液pH 7，0.15M NaCl，以达到100μM终浓度。按一式三份，加或不加25mg新制的或20mg真空干燥的大鼠胫骨粉，将化合物样品溶液(1mL)剧烈振摇10min。然后在10000g下，将样品离心15min。通过将30μl各上清液注射到Agilent 1100^TMLC/UV系统，测量存在的未结合化合物。对于荧光检测，将具体化合物溶于PBS或水(化合物52)，再悬浮于1mg/ml浓度的骨粗粉(NowFoods，Bloomingdale，Illinois，USA)的10mg/ml PBS浆状物中。将药物/前药的骨粗粉悬浮液在37℃下温育1h，使结合，按13000rpm离心2min，然后回收上清液。然后将骨粗粉沉淀用1ml PBS洗涤三次。保存所有上清液，在激发/发射波长280/465nm处，通过荧光测量评价氟喹诺酮含量。由各实验得到的标准曲线确定氟喹诺酮的量。由加入量(通常1mg)和结合后上清液中回收的量之差，推导与骨粉结合的药物/前药的量。在所有结合实验中，在母体药物的上清液中回收的加入药物＞99％。结果见表2所示。

表2.体外骨结合水平

-：未测试

表2中列举的结果证明，可通过骨质很有效地从溶液中除去二膦酸酯化的前药。通过前药(一般而言＞85％结合)与母体药物(在每种情况中＜2％结合)对比，这些结果也毫无疑问证实，使用二膦酸酯作为介质向骨释药。有理由相信，通过荧光检测的未结合物质部分不是二膦酸酯化的前药，而是污染或再生的母体药物。然而，与骨质结合的程度反映骨吸收/吸附动力学也是可能的。具有3个羟基(化合物129、141、145、149和153)的二膦酸酯具有结合有效性较差的明显趋势。事实上，化合物153根本不结合，这是完全出乎意料之外的情况。

由与骨粉结合的前药再生药物

前药在感染部位释放活性实体的能力对体内的用途极为重要。可通过体外测量由与骨质结合的前药释放的药物，部分预测该能力。

可如下测量由膦酸酯化母体前药“再生”药物的量。将经过洗涤的上节中所述与骨粉结合的前药再悬浮于400μL PBS或400μL50％(v/v的PBS溶液)人或大鼠血清。将悬浮液在37℃下温育过夜、3天或6天，按13000rpm离心2min，回收上清液。将甲醇(相对于上清液5×体积)加入各上清液，将混合物在落地式漩涡混合器上振荡15min，萃取游离氟喹诺酮。然后按10000rpm，将混合物离心15min，使不溶物沉淀。将含萃取的氟喹诺酮的上清液回收，在真空离心蒸发干燥器中蒸发至干。将干燥的沉淀再悬浮于PBS，按上述荧光测量方法测定氟喹诺酮的量。由结合前药的量与再生药物的量之差推导再生药物的百分率。通过MIC测定，推导再生药物的特性；再生物质的MIC与母体药物的MIC相匹配，但与前药的MIC不匹配。

表3：体外由与骨结合的前药再生母体药物

表3中列举的数据证明了选择适当的二膦酸酯连接基团，对前药释放母体活性实体能力的重要性。这些数据表明几个趋势。第一，化合物5和8均含有曾报道的连接基团(J.Med.Chem.2002；45，2338-2341)，24h后，未出现可测量量的由骨质中释放的药物，只有5在温育7天后出现痕量药物。第二，数据说明了在骨质上固定后水解速度大幅下降的事实。因此一旦固定24h后，化合物14和25未释放出任何可测量程度的莫西沙星3(表3)，但是它们的确在溶液中(表l)，仅在温育7天后，出现药物释放的迹象。几乎同样，在骨粉上固定的化合物52产生1.2％再生的莫西沙星3(表3)，但在溶液中，它产生18％同一化合物(表1)。化合物54产生2.7％加替沙星15(表3)，但在溶液中同一化合物提供31.7％其母体药物(表1)。第三，单独的二膦酸酯连接基团不能预测前药释放母体药物的速度。根据化合物52和54的溶液相再生数据和骨粉结合再生数据判断，这一点显而易见：这两种化合物具有相同的二膦酸酯连接基团和与它们的母体氟喹诺酮相同的连接位点(羧基)。但是，前药54释放加替沙星15的速度是前药52释放莫西沙星3的2倍，无论在溶液中(表1)，还是与骨粉结合(表3)。因此，必须根据经验为所选择母体药物定制合适的二膦酸酯连接基团，以便使前药按适合体内活性的速度释放该连接基团。最后，可以忽略培养基的作用，无论血清存在与否，速度相当类似。化合物36、39、44、52、64、73、82、85、87和141是这种情况。尽管这并不防碍在与骨结合的前药释放活性实体中血清水解酶的作用，但它的确证明该过程至少不需要依赖它们的催化。在另一方面，对于某些化合物例如49、57、62、80、99、121、129、134、145、149和153，在血清存在下，速度明显加快，24h再生后，又产生2-4倍再生氟喹诺酮，但对于54，出现速度下降。由该效果得出其中涉及生物分子催化剂的结论，证据不充分。的确，不能排除某些培养基作用例如离子强度的影响，或通过螯合辅助解离的某些金属离子的作用。事实上，54的行为是化学而非生物化学为主引起的解离的指示。另外，涉及2-羟乙酰胺连接基团的前药还出现想当奇怪的行为，高度依赖连接基团上的取代基和所涉及的具体氟喹诺酮。因此，在该组化合物中，52、64、73和82不受培养基变化的影响。在血清的存在下，化合物57、62、80和99再生较多，而化合物54再生较少。连接基团上的取代方式不能预测该行为，且其仅可通过实验测得。

实施例5：体内测定大鼠胫骨中莫西沙星-二膦酸酯轭合物52号和加替沙星-二膦酸酯轭合物49和54号的水平

为研究二膦酸酯化的氟喹诺酮前药的体内骨结合和分解速度，用二膦酸酯化莫西沙星前药52或二膦酸酯化的加替沙星前药49或54处理大鼠，注射后，在不同的时间点分析它们的胫骨中的药物含量。分别按18.8mg/kg(相当于9mg/kg 15)、15.8mg/kg(相当于10mg/kg 3)和17.4mg/kg(相当于10mg/kg 15)体重，单次一次性大剂量静脉内(尾静脉)给予雌性CD大鼠(鼠龄，57-70天；n＝5/组；Charles River，St-Constant，Canada)化合物49、52或54的剂量(溶于0.85％NaCl)。i.v.给药后，在规定时间点，将动物人性化处死，评价骨中49、52或54的水平。通过解剖、清除软组织回收胫骨，用金属球磨(RetschMM301^TM)粉碎，在-80℃下保存，然后测定骨药物浓度。

测定胫骨中二膦酸酯化的化合物49、52和54的浓度

将试验中得到的粉碎的骨粉悬浮于5％甲酸的甲醇溶液(500mg/1.6mL)。将混合物振荡10min，在10000g下离心10min。将得到的沉淀干燥，称重，用于测定二膦酸酯化的前药的量。

为测定胫骨中前药的剂量，如下制备标准、QC(质量控制)和空白(按一式两份)：向20mg干燥空白胫骨粉中加入掺加前药的溶液(10μL)和990μl缓冲液(0.1M tris-HCl，pH 7，0.15M NaCl)；将混合物振荡10min(RT)，在10000g(RT)下离心15min，弃去上清液，保存沉淀物，以备解离过程使用。标准范围(6水平)为0.05-10μM，QC水平为0.075、0.75和7.5μM。

向各标准、QC、空白和实验样品胫骨沉淀(20mg干重)中加入500μL 6N NaOH，用于将前药解离为药物(莫西沙星3或加替沙星15)。在50℃下温育1小时(对于49)或2小时(对于52和54)后，将混合物用6N HCl(500μL)酸化，加入内标(对于52为加替沙星15，对于49和54为莫西沙星3)。在10000g(RT)下离心15min后，在Strata^TM短柱(30mg/1ml)上萃取上清液，用100％甲醇为洗脱液。在氩气流下，将洗脱液蒸发至干，通过振荡15min，将干躁残渣溶于用于LC/MS分析的200μL流动相中。在10000g下离心15min后，将20μL上清液注入LC/MS分析仪。

在Agilent 1100^TM系列LC/MSD阱上分析由前药解离得到的药物量。将上清液注入Zorbax^TM SB-Aq柱(2×30mm，3.5μ)，用0.1％甲酸/水∶0.1％甲酸/乙腈(85∶15)作流动相，流速0.3mL/min。MS设置如下：ESI探针，正极性，雾化器45psi，干燥气体温度350℃，干燥气体流速10L/min，毛细管出口140V，撇乳器37V。对于化合物52和54，运行时间8min，选择将初始1.2min分流阀调至废气档。对于化合物49，运行时间14min，选择将初始2min分流阀调至废气档。按单反应模式(SRM)测定检测离子。

对于测定52，在m/z 402.2处分析莫西沙星3，在m/z 376.1→332.1范围内分析内标(加替沙星15)。

对于测定49和54，在m/z 376.1→332.1范围内分析加替沙星15，在m/z 402.2处分析内标(莫西沙星3)。

注射后7-28天，胫骨中二膦酸酯化的化合物52和54的浓度

大鼠胫骨中52和54的测定结果分别见图1和2所示。

数据表明，骨中存在高浓度的前药49、52和54，支持用前药中的二膦酸酯化的部分将氟喹诺酮抗菌素转运至骨组织。化合物52的半衰期为20天，化合物54的半衰期为21天。结果与骨中前药量按指数减少非常一致(数据未显示)。

注射后5min-24h，胫骨中二膦酸酯化的化合物52的浓度

大鼠胫骨中的52短时间内的测定结果见图3所示。

数据表明二膦酸酯化的前药在骨中极快速蓄积，蓄积过程的半衰期小于1小时。

注射后0-120小时，胫骨中二膦酸酯化的化合物49的浓度

大鼠胫骨中49的测定结果见图4所示。

数据表明，尽管快速解离的前药49存在于骨中的浓度高，但低于较慢解离的52和54的浓度。这仍然支持用前药中的二膦酸酯化的部分将氟喹诺酮抗菌素转运至骨组织。预计体外再生速度高得多的化合物49的有效期限短得多。胫骨药物消除发生在两相，初始快速相(半衰期11h)和缓慢第二相(半衰期2天)。

实施例6：体内大鼠血浆中莫西沙星-二膦酸酯轭合物52号水平测定

为评价血液循环中氟喹诺酮的二膦酸酯化的前药的清除动力学，在注射后短时间间隔(5min-24h)，测定血浆中二膦酸酯化莫西沙星前药52的水平。按15.8mg/kg体重(对应于10mg/kg莫西沙星3)给予雌性CD大鼠(鼠龄，57-70天；n＝3/组；Charles River，St-Constant，Canada)单次大剂量静脉内(尾静脉)剂量的化合物52(溶于0.85％NaCl)。i.v.给药后，在规定时间点，通过吸入CO₂处死动物，评价血浆中52水平。通过心脏穿刺采集血样，转移至BD Vacutainer试管(绿盖)，分离血浆。通过将这些样品离心，得到血浆组分，将它们贮存在-80℃下以备分析。

通过LC/MS测定血浆中二膦酸酯化的化合物52的浓度

为测定血浆中前药的剂量，如下制备标准和QC(一式两份)：向100μl空白血浆中加入掺加前药的溶液(5μL)(52的水溶液)。标准范围(8水平)为0.06-25μM，QC水平为0.18、1.87和18.75μM。也制备不含前药的空白血浆样品4份。

向各标准、QC、空白和实验血浆(100μl)中加入10μl羟基磷灰石悬浮液(Sigma #H02520)，用于与前药结合。振荡(10min)和离心(10min，10000g，RT)后，弃去上清液，将沉淀用水(HPLC级)洗涤两次，然后离心(10min，10000g，RT)。将6N氢氧化钠(500μl)加入洗涤的沉淀中，将混合物振荡并在37℃水浴中温育1小时，以便将前药解离为药物(莫西沙星3)。温育期后，将混合物用6N盐酸(500μl)酸化，加入内标(环丙沙星6，5μl贮备液，50μM水溶液)。将内标加入空白血浆样品，但不加入到双份空白血浆样品中。将样品振荡10分钟，在strata短柱(30mg/1ml)上萃取，用甲酸∶甲醇(1∶99)作洗脱液。将洗脱液蒸发至干，将干残渣溶于200μl流动相(初始条件)，将20μl注入LC/MS。

用相同方法，在Agilent 1100^TM系列LC/MSD阱上，分析由前药解离得到的莫西沙星3。将萃取样品注入Zorbax^TM SB-Aq柱(2×30mm，3.5μ)，用0.1％甲酸水溶液(水相)和0.1％甲酸的乙腈溶液(有机相)作流动相，流速0.3ml/min。操作程序为：初始2分钟为12％有机相，然后在0.01分钟内转换为20％有机相，在这些条件下保持5分钟，然后在0.01分钟内转换为50％有机相，在这些条件下保持1分钟，然后回复到初始条件，平衡。MS设置如下：ESI探针，正极性，雾化器45psi，干燥气体温度350℃，干燥气体流速10L/min，毛细管出口125V(1.8-4分钟)或140V(4-13分钟)和撇乳器37V。运行时间13min，在初始1.8min将分流阀调至废气档。按单反应模式(SRM)，在7.1分钟时，在m/z 402.2→358.1范围内分析莫西沙星3，在2.9分钟时，在m/z 332.1→288.0处分析内标(环丙沙星6)。

52的血浆浓度检测结果见图5所示。前药52从循环中迅速清除，半衰期小于1小时，与图3所示的骨中蓄积的补充速度完全一致。

实施例7：前药化合物39、44、49、52、54、107、121、129、141、145、149和153在大鼠中的预防用途

为测定二膦酸酯化的氟喹诺酮前药体内活性，在预防感染的模型中，使用母体化合物莫西沙星3的衍生物(对于52)化合物52和107，和母体化合物加替沙星15的衍生物化合物39、44、49、54、121、129、141、145、149。尤其在37℃下，使金黄色葡萄球菌(S.aureus)ATCC13709细胞在脑心脏肉浸汁(BHIB)中生长过夜。将细胞在新鲜BHIB中传代培养，在37℃下温育4-5h。将细胞用磷酸缓冲盐溶液(PBS)洗涤两次，按约10¹⁰菌落形成单位(CFU)/ml(按比浊法)密度，再悬浮于补充10％(体积/体积)胎牛血清的BHIB中。将悬浮液等分，用一份检查CFU计数。将培养物冷冻(-80℃)贮存，使用时无需传代培养。当用作接种物时，将培养物解冻，用PBS稀释，在冰浴中保存备用。

按O′Reilly等(Antimicrobial Agents and Chemotherapy(1992)，36(12)：2693-97)所述将动物感染，制备骨感染模型。在手术前和手术期间，用异氟烷麻醉雌性CD大鼠(鼠龄，57-70天；n＝5/组；CharlesRiver，St-Constant，Canada)。完全诱导麻醉后，使大鼠腹部朝上放置，除去手术部位的毛。净化腿部皮肤，消毒(proviodine-乙醇70％)。在矢状面中，在膝关节下制备纵向切口。在“膝关节”(胫骨头或骨节)下的骨上制备切口，但不全部延伸至裸。用带有2mm球形钻头的高速钻在胫骨的髓腔中钻孔。给大鼠胫骨内注射0.05ml 5％鱼肝油酸钠(硬化剂)，然后注射0.05ml金黄色葡萄球菌(S.aureus)悬浮液(约5×10⁵CFU/大鼠)。用少量的干燥牙科粘固粉密封钻孔，粘固粉立即吸收流体并粘结至部位。用3根金属皮肤回形针将伤口闭合。感染1h后，按10mg/kg静脉内注射莫西沙星3的盐水溶液(为阳性对照)一次，而在感染前不同时间点，单次静脉内大剂量注射氟喹诺酮前药(用0.9％盐水制备)。为了对比，还在感染前相同时间点，静脉内注射摩尔当量剂量的母体药物(莫西沙星3或加替沙星15)一次。

感染24h后，通过CO₂窒息将感染的大鼠处死，观察细菌CFU计数。将感染的胫骨切除，除去软组织，称重。将骨用金属球磨粉碎，再悬浮于5ml 0.9％NaCl，系列稀释，处理，用于定量培养。对于化合物39、44、49、54、141、145、149，将1ml 0.9％NaCl溶液加入50mg碳，然后制备系列稀释液。按照Log存活的细菌数(LogCFU/g骨)测量处理效力。通过计算平均Log CFU和标准差，评价由各组大鼠得到的结果。检测限为2Log CFU/g骨。用Dunnett多重比较检验，对不同处理组和未处理组进行存活细菌计数统计学对比。当处理的感染动物与未处理的感染动物进行对比时，若P值＜0.05，则视为有显著性差异。

用化合物52(莫西沙星的二膦酸酯化的前药)进行实验，在感染前，在不同时间点(长达30天)，按15.8mg/kg(相当于10mg/kg莫西沙星3)剂量静脉内注射。感染后1h，重复未处理组和用莫西沙星3处理组(列出两组)。与第二未处理组进行对比，证明感染前5、10、15和20天，前药52处理组和感染1h后莫西沙星3处理组的细菌滴度显著减少(p＜0.05)。结果见图6所示。用对应于20mg/kg莫西沙星3的32mg/kg 52进行平行实验。在该情况下，与未处理组对比(p值)表明，在感染前，7、14、21和甚至28天给药后，用52处理的动物中细菌滴度显著减少。感染1h后，用10mg/kg 3处理的那些也表明细菌滴度显著减少，但不是在7天前用20mg/kg 3处理的那些。结果见图7所示。

用化合物54(加替沙星前药的二膦酸酯化的前药)进行实验，感染前48h，按不同剂量静脉内注射。为了对比，感染前48h，还按10mg/Kg剂量(相当于17.3mg/Kg 54)给予加替沙星15。与未处理组对比后证明，感染前48h，用17.3mg/Kg前药54处理组和之后1h给予莫西沙星3的处理组(阳性对照)的细菌滴度显著减少(p值≤0.0002)。结果见图8所示。

用莫西沙星和加替沙星15的其它二膦酸酯化的前药预防性治疗大鼠的结果见表4所示。

表4：大鼠骨感染模型中预防性治疗后恢复的细菌滴度

a：感染后注射莫西沙星(10mg/kg)，b：n.d.：未检测到

结果明确表明二膦酸酯化的氟喹诺酮前药49、52、54、121和141的有效预防作用。图6和7中数据证明，当手术前数星期给药时，莫西沙星前药52能够减少感染的细菌滴度。这与先前测得的该前药的20天半衰期相关性很好(图1)。值得注意的是，当感染前5或甚至2天使用时，莫西沙星3本身未能显示这种有效预防作用。这些结果和骨结合数据强烈支持二膦酸酯化的前药在体内靶向骨质的能力，在此它能够以抗菌活性需要的以上那些浓度释放其活性部分。单次注射后，该释放可维持数星期。

通过加替沙星前药54可清楚表达剂量和抗菌活性之间的关系。当在感染前48h，按17.3mg/Kg给药时，该化合物可导致几乎无菌骨，而在相当的剂量下，加替沙星15无作用(图8)。类似地，如图6和7对比所示，当按32mg/kg使用化合物52时，预防作用持续更长。通过改变它们的剂量，得到的剂量和预防活性之间的明确关系证明本发明膦酸酯化的化合物调节体内作用的能力。它还提供了另一个证据，即在体内模型中作为治疗药物的本发明膦酸酯化的化合物和治疗结果之间的明确关系。

在相同摩尔剂量下，前药121具有预防作用和轭合物107缺乏作用，说明了二膦酸酯化的实体经历解离过程释放母体抗菌药物能力的重要性。单纯向骨递药不够。这也证明用二膦酸酯化的实体覆盖骨表面的方法本身很不足以产生预防作用。

更出乎意料之外的是前药39、44、129、145、149和153的结果。这些化合物在体外再生良好(表3)，但在体内未能得到阳性结果。尽管在某些情况下，对再生过程需要生物催化和骨组织中不存在适当的酶可能存有争议，但化合物39和44的再生速度与54的类似，且在有和无血清存在下再生均良好是无可辨驳的(表3)。另一方面，对活性缺乏是因在可到达骨之前血浆中再生所致可能存有争议。但是，在溶液、血浆中再生极快的化合物49(表1)的确提供阳性结果。

体外和体内结果之间的差异强调需要实验确定具体前药的适应性。

这些实验还证明，有效治疗需要早已证实因存在二膦酸酯官能团而非常有效地向骨递药，和二膦酸酯化的实体随后分解为其母体抗微生物氟喹诺酮。

实施例8：测定感染和未感染骨中由二膦酸酯化莫西沙星前药52再生莫西沙星3的量

为测量感染对二膦酸酯化的前药进入的影响，尤其根据外科手术介入部位炎症和循环减少，测定感染大鼠的感染和未感染后肢胫骨中的再生莫西沙星水平。

按实施例7方法使大鼠感染，手术1天后，按15.8或31.6mg/kg体重，用前药52IV治疗。治疗1天和6天后，如前所述收集胫骨。如下测定再生莫西沙星3水平。

通过LC/MS测定胫骨中再生的莫西沙星

将实验中得到的全胫骨粉碎成粉末，将它悬浮于5％甲酸的甲醇溶液(500mg/1.6ml)，萃取释放的莫西沙星3。将混合物振荡10分钟，在1250g下离心20分钟。收集上清液(160μl)，添加内标(环丙沙星6)，在氮气流下振荡，蒸发至干。

如下制备标准(5-1000ng)、QC(25和250ng)和空白(一式两份)：向空白胫骨粉(50mg，未干燥)中加入5％甲酸的甲醇溶液(160μl)和掺加莫西沙星3的水溶液(10μl)中。将混合物振荡10分钟，在2500g下离心10分钟。将上清液转移到另一瓶中，添加内标，振荡，蒸发至干。在各情况中，将得到的干燥残渣(样品、标准、QC和空白)溶于200μl水，振荡15min，在10000g下离心15min。将溶液(20μl)注入LC/MS。LC/MS法如实施例6中所述。结果见图9所示。

该实验表明，根据治疗化学实体的可达性，可忽略感染和未感染骨之间的差异。在感染肢体中，循环下降和炎症增加未显著干扰前药52的分布，因为无论二膦酸酯化的前药的剂量还是给药与胫骨收集之间的延迟，未感染和感染胫骨之间的再生莫西沙星3的水平没有显著差异。这一点明确说明二膦酸酯将氟喹诺酮抗菌素释放到需要其治疗活性的部位的效率。

实施例9：由二膦酸酯化莫西沙星前药52和加替沙星前药54再生的母体药物的组织分布

测定在不同器官和骨中由二膦酸酯化的前药52再生的莫西沙星3的水平和由二膦酸酯化的前药54再生的加替沙星15的水平，以评价二膦酸酯官能团对组织分布的影响。按实施例6中所述用感染的大鼠进行这些实验，用研究前药的不同给药方案治疗。

通过微生物试验测定莫西沙星3和加替沙星15

将粉碎骨样品和组织匀浆悬浮于PBS，振荡，按13000rpm离心2min。将上清液收集，在随后所述测定中使用，测定再生药物3或15的量。

通过如下微生物测定方法测量，评价由骨样品和组织匀浆得到的上清液中的前药量：将指示菌株(大肠杆菌(E.coli)LBB925 to/C)的分离菌落再悬浮于0.85％盐水至OD₆₀₀＝0.1，在阳离子调节的MillerHinton琼脂(CAMHA)板上划线培养。将已知体积的上清液涂在培养皿中，干燥。然后将培养皿置于接种的CAMHA板上。将板在37℃下温育18h，然后测量由培养皿产生的抑制圈的直径。由已知量的游离莫西沙星3或游离加替沙星15的标准曲线推导前药的量，在各实验中，用游离莫西沙星3和游离加替沙星15作参照。

在手术引起感染后第14、15、16和17天的每一天，对用32mg/kg体重二膦酸酯化莫西沙星前药52处理的大鼠进行该实验。然后在手术43天后，将大鼠处死，收集需要的组织，测定莫西沙星3的水平。结果见表5所示。

表5.在选择的骨和器官中莫西沙星3的浓度(μg/g组织)

器官或骨	莫西沙星3的浓度
器官或骨	莫西沙星3的浓度	胫骨	0.98±0
股骨	0.57±0.09	胫骨	0.98±0
股骨	0.57±0.09	下颌骨	0.69±0
肾	0.18±0.02	下颌骨	0.69±0
肾	0.18±0.02	肝	0.07±0.01
脾	0.82±0.14	肝	0.07±0.01
脾	0.82±0.14	感染的腓肠	低于定量限
未感染的腓肠	低于定量限	感染的腓肠	低于定量限

用2种不同的给药方案，对用34mg/kg体重二膦酸酯化的加替沙星前药54处理的大鼠也进行该实验。给药方案A涉及在手术引起感染后第14、21、28和35天的每一天进行治疗。给药方案B涉及在手术引起感染后第14、15、16和17天的每一天进行治疗。在两种情况下，然后在手术43天后处死大鼠，收集需要的组织，测定加替沙星15的水平。结果见表6所示。

表6.在选择的骨和器官中加替沙星15的浓度(μg/g组织)

由再生前药52和54看到几个趋势。第一，可在选择的骨中检测到再生药物，即使在治疗数星期后。第二，药物在骨中分布不均匀，明显优先分布在胫骨，其次在下颌骨和股骨。在两种前药中均出现这种趋势，它表明各骨的解剖学和生理学是影响前药分布的关键因素。第三，在肝、脾和肾而非紧邻骨附近的组织中检测到的母体药物量较少。这与注射时发生的现象一致，而非从骨扩散到这些器官的再生物质的结果所致。按照有关其它二膦酸酯的论述(Adv.Drug Delivery Rev.(2000)，42：175-195)，这可通过注射后二膦酸酯与循环金属离子(尤其钙)络合形成不溶性颗粒得到解释，不溶性颗粒通常聚集在肾、肝和脾中。

由该体内实验观察到的重要现象是组织和骨中由54产生的加替沙星15的浓度一直高于由52产生的莫西沙星3的浓度，即使前药52和54涉及相同连接基团。虽然该观察结果可能是药物从骨中消除的不同速度的结果，但它也与先前观测得的体外再生速度平行(表3)。

实施例10.利福平和二膦酸酯化的加替沙星前药54联合治疗诱导的大鼠骨髓炎

二膦酸酯化的前药54相对缓慢释放加替沙星15抑制了骨中形成高浓度的15。该缓慢释放机制的优点是使细菌长时间暴露于治疗药物，如尤其实施例5和7所示。在该方面，可证明抗菌素和抗菌素的二膦酸酯化的前药联用在提供高初始剂量的治疗药物，然后长时间暴露于第二种药物中很有吸引力。可证明该联合药物在减少患者治疗频率和提供骨靶向治疗的益处，而使与抗生素的全身暴露有关的副作用减少中尤其有吸引力。

在该方面，选择利福平(美国专利3,342,810)作为联合给药的抗生素，是因为它已被证实的在治疗骨髓炎中的历史记录，但对与该抗生素有关的细菌抗性频率高有保留(Antimicrob.Agents Chemother.(1992)，36：2693-7；J.Antimicrob.Chemother.(2004)，53：928-935)。

在该实验中，按实施例7所述将大鼠感染，在手术诱发感染后第14、15、16和17天的每一天，用20mg/kg体重利福平皮下给药治疗，或用34mg/kg前药54(对应于20mg/kg加替沙星15)静脉内给药和20mg/kg利福平皮下给药联合治疗。还包括涉及未治疗和每日20mg/kg利福平治疗的标准对照。在手术43天后，将大鼠人性化处死，测定感染胫骨中的细菌滴度，结果见图10所示。

在相同给药方案下，利福平和前药54联合而非单独的利福平得到统计学上显著减少(p＝0.007)的细菌滴度。这提供了二膦酸酯化的氟喹诺酮前药延长联合药物中其它抗菌素药物疗效的潜力的证据，这向医学界证明，该联合药物将具有治疗骨髓炎的价值。

应理解，本文中所述实施例和实施方案仅用于举例说明目的，可建议本领域技术人员对其进行各种改进或变化，且这些改进或变化应包括在本申请的宗旨和范围以及权利要求的范围内。

本文中引用的所有文件包括专利、专利中请、出版物、书籍、书中章节、杂质文章、手册、指南和产品文献均通过引用结合到本文中。

Claims

1.一种式(I)化合物或其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物或前药：

其中：

f为0或1；

m为0或1；

A为氟喹诺酮分子或其抗菌类似物；

B为膦酸酯基；且

L_a和L_b为使B与A偶合的可解离连接基团。

2.权利要求1的化合物，其中所述氟喹诺酮分子或类似物A由式A1a和A1b代表：

其中：

当f＝1时，所述连接基团L_a连接在A₂，且当m＝1时，连接基团L_b连接在A₁；

当m＝1时，A₁为O或S，而当m＝0时，A₁为OH；

Z₁为烷基、芳基或-O-烷基；

Z₂为氢、卤素或氨基基团；

X₃为N或CH；且

X₄为N或CH。

3.权利要求2的化合物，其中Z₁为环丙基，且X₂为-CY₂-、其中Y₂为氟。

4.权利要求1的化合物，其中所述氟喹诺酮分子或类似物A由式A2代表：

其中：

当m＝1时，A₁为O或S，而当m＝0时，A₁为OH；

Z₁为烷基、芳基或-O-烷基；

Z₂为氢、卤素或氨基基团；

Z₃为氢或卤素；且

Z₄为氢、卤素、烷基、-O-烷基或-S-烷基，或与Z₁形成桥。

5.权利要求4的化合物，其中Z₁为环丙基，且Z₃为氟。

6.权利要求1的化合物，其中所述氟喹诺酮分子或类似物A由式A3代表：

其中：

当m＝1时，A₁为O或S，而当m＝0时，A₁为OH；

Z₅为氢、卤素、烷基或-O-烷基。

7.权利要求2、4或6的化合物，其中所述氨基基团为N-连接取代的含氮杂环基团。

8.权利要求7的化合物，其中所述N-连接取代的含氮杂环基团为选自以下的基团：吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶。

9.权利要求1的化合物，其中B为二膦酸酯。

10.权利要求9的化合物，其中各二膦酸酯独立为

各X₅独立为H、OH、NH₂或卤基。

11.权利要求1的化合物，其中L_b为选自以下的可解离连接基团：

且L_a为选自以下的可解离连接基团：

其中：n为≤10的整数；

各p独立为0或≤10的整数；

R_L为H、乙基或甲基；

R_x为S、NR_L或O；

q为2或3；

各R_w独立为H或甲基；

R_y为C_aH_b，以使a为0-20的整数，且b为1至2a+1之间的整数；

X为CH₂、-CONR_L-、-CO-O-CH₂-或-CO-O-；和

Y为O、S、S(O)、SO₂、C(O)、CO₂、CH₂或不存在。

12.权利要求11的化合物，其中各n独立为1或2，各p独立为0或1，R_L为H，且R_x为NH。

13.权利要求1的化合物，其中所述氟喹诺酮分子或类似物A为环丙沙星或其抗菌类似物。

14.权利要求1的化合物，其中所述氟喹诺酮分子或类似物A为加替沙星或其抗菌类似物。

15.权利要求1的化合物，其中所述氟喹诺酮分子或类似物A为莫西沙星或其抗菌类似物。

16.一种式(II)化合物或其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物或前药：

其中：

虚线代表与任选的基团B-L₃和L₂-B连接的键，其中B-L₃和L₂-B中至少一个存在；

Z₅为氢、卤素、烷基或-O-烷基；

各B独立为下式膦酸酯基：

其中：各R₂独立为H、低级烷基、环烷基、芳基或杂芳基、条件是至少两个R₂为H；

各X₅独立为H、OH、NH₂或卤基；

且L₂为下式连接基团：

其中：n为≤10的整数；

p为0或≤10的整数；

R_L为H、乙基或甲基；

R_x为S、NR_L或O；且

L₃为下式连接基团：

其中：n为≤10的整数；

各p独立为0或≤10的整数；

q为2或3；

R_L为H、乙基或甲基；

各R_w独立为H或甲基；

R_y为C_aH_b，以使a为0-20的整数，且b为1至2a+1之间的整数；

X为CH₂、-CONR_L-、-CO-O-CH₂-或-CO-O-；且

Y为O、S、S(O)、SO₂、C(O)、CO₂、CH₂或不存在。

17.权利要求16的化合物，其中对于各连接基团，n为1或2，各p独立为0或1，R_L为H，且R_x为NH。

18.权利要求16的化合物，其中所述氨基基团为N-连接取代的含氮杂环基团。

19.权利要求18的化合物，其中所述N-连接取代的含氮杂环基团为选自以下的基团：吡咯、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、硫代吗啉、1，4-二氮杂环庚烷、二氢吡咯烷、二氢吡啶和四氢吡啶。

20.一种化合物或其药学上可接受的盐、代谢物、溶剂合物或前药，所述化合物由选自以下的式化合物代表：

21.一种药用组合物，所述组合物包含选自权利要求1、16和20的化合物和药学上可接受的载体或赋形剂。

22.一种治疗患者细菌感染的方法，所述方法包括给予需要这种治疗的患者药用组合物，所述组合物包含药物有效量的第一种抗生素化合物，所述第一种抗生素化合物选自权利要求1、16和20。

23.权利要求22的方法，其中在所述药用组合物中包含第二种抗生素化合物。

24.权利要求23的方法，其中所述第二种抗生素化合物为利福霉素类似物。

25.权利要求23的方法，其中所述第二种抗生素化合物为四环素、tygecycline或四环素、glycycycline或二甲胺四环素类似物。

26.权利要求22的方法，其中所述患者为人。

27.一种预防患者细菌感染的方法，所述方法包括给予需要预防的患者药用组合物，所述组合物包含药物有效量的抗生素化合物，所述抗生素化合物选自权利要求1、16和20。

28.权利要求27的方法，其中所述药用组合物在侵入性医学治疗前、期间或之后给予所述患者。

29.一种使氟喹诺酮分子或其类似物在患者骨中蓄积的方法，所述方法包括给予患者权利要求1、16和20中任一项的化合物。