CN102250221A - 万古霉素类衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属药物化学和医药技术领域，涉及一种新的具有抗菌活性的糖肽类衍生物。具体涉及式(1)的万古霉素类衍生物及其制备方法和用途。经体外抑菌实验表明，本发明的化合物对多种格兰氏阳性菌的抑菌活性明显，可作为药物有效成分用于制备药物，尤其是抗细菌感染的药物。

Description

万古霉素类衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明属药物化学和医药技术领域，涉及一种新的具有抗菌活性的糖肽类衍生物。具体涉及万古霉素类衍生物及其制备方法和用途。

背景技术

在过去的半个多世纪中，抗生素在对细菌感染性疾病的治疗中取得了巨大的成功。但是，它的广泛使用也使得耐药致病菌株成为引起临床感染十分常见的病原菌。在传统感染性疾病尚未完全控制的同时，新的感染性疾病和病原体仍在不断涌现，多种微生物的耐药现象也越来越严重，成为临床治疗中的难题。因此发展新一代对耐药菌株有效的抗生素十分迫切而重要。

万古霉素(vancomycin)和去甲万古霉素(demethylvancomycin)是从放线菌发酵液中提取获得的一种天然糖肽类抗生素。它的作用方式是和细菌细胞壁前体的D-丙氨酰-D-丙氨酸(acyl-D-Ala-D-Ala)二肽残基结合，抑制肽聚糖的合成，从而抑制细菌细胞壁的合成。自上个世纪60年代应用于临床以来，在过去的50年中一直作为抗革兰氏阳性菌的最后手段在细菌感染治疗中广泛使用。但是，自1986年临床上第一次检测到耐万古霉素的肠球菌(VRE)以来，肠球菌对它的耐药性变得越来越普遍(＞20％)并且开始扩散到其它生物体中，最近有报道显示，国外在对血液透析病人的抗感染治疗中检测到了对万古霉素高度耐药的新的耐甲氧西林青霉素的金葡菌(VRSA)。因此，开发第二代对耐药致病菌株有效的糖肽类抗生素的重要性和迫切性不言而喻。在过去的数十年中，运用结构修饰的策略制备合成活性万古霉素类似物取得了一些重要进步，目前已有数个经不同天然万古霉素类似物化学修饰得到的化合物进入了临床实验阶段，一些修饰化合物如：Oritavancin，Dalbavancin和Telavancin显示出对万古霉素敏感菌和耐药菌(MRSA，VRSA和VRA)均具有良好的抑菌作用。

发明内容

本发明的一个目的是提供新型万古霉素类衍生物，尤其涉及万古霉素或去甲万古霉素类衍生物。

本发明的另一个目的是提供上述万古霉素或去甲万古霉素类衍生物的制备方法。

本发明的再一个目的是提供上述万古霉素或去甲万古霉素类衍生物在制备抗菌药物上的应用。

本发明提供的是如下式(1)所示的万古霉素或去甲万古霉素类衍生物：

式中R₁代表C(＝X)NR₅R₆，其中，X代表氧、硫；R₅代表氢或取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、杂环烷基、芳香基、杂芳香取代基或芳香烷基；R₆代表氢或取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、杂环烷基、芳香基、杂芳香取代基或芳香烷基，或者R₅和R₆连接起来，与氮原子形成杂环。R₂代表羟基、胺基、取代胺基。R₃代表氢和胺烷基，其中胺烷基上的胺基进一步被各种取代基取代，这些取代基包括：取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、芳香烷基、烷氧基。R₄代表氢或甲基。或者以上衍生物在药学上可接受的盐、酯、立体异构体或前药。

优选地，R₁可以列举例如：-C(＝O)NHCH₂CH₃，-C(＝O)NHPh，C(＝O)CH₂Ph，-C(＝S)NHPh，-C(＝O)NH(CH₂)₅CH₃，-C(＝O)NH(CH₂)₉CH₃；R₂代表羟基、胺基，推荐为羟基；R₃代表氢和胺烷基，其中胺烷基上的胺基进一步被各种取代基取代，这些取代基包括：取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、芳香烷基、烷氧基。其中胺烷基为C₁-C₃胺烷基，胺基上的取代基为C₁-C₂氧取代烷基；R₄代表氢或甲基。

更优选地：X是氧或硫，R₅是氢，R₆是长链脂肪或芳香烷烃，R₂是羟基，R₃是氢或-CH₂NHCH₂PO₃H₂，R₄是氢或甲基。

上述通式(1)所示的本发明的(去甲)万古霉素衍生物采用下述方法制备，但本发明化合物的制备方法不限于这些方法。

以万古霉素为原料，在有或没有碱存在下，在没有溶剂条件下或在溶剂中与下面通式(2)或(3)所示的化合物进行反应：

其中R₅、R₆和X的定义与前述相同。

该制备方法所使用的碱的例子包括有机碱，如三乙胺、吡啶、N，N-二异丙基乙胺、4-二甲胺基吡啶、1，8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯和1，2，2，6，6-五甲基哌啶等，或无机碱，如碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾等。在该制备方法中所使用的溶剂可以是任何一种溶剂，只要溶剂本身在反应中是惰性的，且不会抑制反应就可以。这样的溶剂包括卤代烃溶剂，如二氯甲烷、1，2-二氯乙烷和氯仿等，芳香族烃类溶剂，如苯和甲苯等，非质子传递性溶剂，丙酮、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、和六甲基磷酰胺等，酯类溶剂，如乙酸乙酯和乙酸甲酯等，醚类溶剂，如四氢呋喃、乙醚和1，4-二氧六环等，有机碱溶剂，如吡啶、甲基吡啶、卢替啶和克立啶等，质子溶剂，如水和甲醇等，或这些溶剂的混合物。该反应可在冰冷却下至120℃的温度范围内进行。

随后得到的如通式(4)所示的产物：

其中R₁与前述定义相同。通式(4)所示的化合物，参照文献方法(M.R.Leadbetter et al.，The Journal of Antibiotics，2004，57(5)，326-336和M.N.Preobrazhenskaya et al.，The Journal of Antibiotics，2007，60(4)，235-244)在缩合剂存在下，在DMF溶剂中与下面通式RRNH所示的化合物进行反应。

随后得到下面通式(5)所示的产物：

其中R₁和R₂的定义与前述相同，通式(5)所示的化合物，参照文献相同的修饰合成方法【P.A.Pavlov et al.，The Journal of Antibiotics，1997，50(6)，509-513，和M.R.Leadbetter et al.，The Journal of Antibiotics，2004，57(5)，326-336】与取代胺和甲醛在碱性条件下进行Mannich反应。

随后得到下面通式(6)所示的产物：

其中R₁、R₂和R₃的定义与前述相同。

以去甲万古霉素为原料，首先对去甲万古霉素苷元的末端胺基进行选择性保护，在碱性条件下与芴甲氧羰酰氯FmocCl反应，得到化合物(7)。

化合物(7)经与万古霉素相同步骤，可引入R₁、R₂、和R₃，所得化合物根据文献相似方法(M.R.Leadbetter et al.，The Journal of Antibiotics，2004，57(5)，326-336和M.N.Preobrazhenskaya et al.，The Journal of Antibiotics，2007，60(4)，235-244)，在N，N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜中，用哌啶或二乙胺脱除芴甲氧羰酰基(Fmoc)保护基。

得到下面通式(8)所示的化合物：

其中R₁、R₂和R₃的定义与前述相同。

本发明的化合物可用于制备药物，尤其是抗细菌感染的药物。对通式(1)所示的化合物的体外抑菌实验表明，其对多种格兰氏阳性菌的抑菌活性明显高于万古霉素和去甲万古霉素。

本发明提供了一类新的(去甲)万古霉素衍生物在制备抗菌药物上的应用。其中有的化合物具有比万古霉素或去甲万古霉素更高的抗菌活性(＞60倍)，因而可用于制备含有这种衍生物作为有效成分的药物。

因此，本发明的新的(去甲)万古霉素衍生物可制成包含安全有效量新的(去甲)万古霉素衍生物及药用载体的各种制剂。

所述的“安全有效量”指的是：化合物的量足以明显改善病情，而不至于产生严重的副作用。安全有效量根据治疗对象的年龄、病情、疗程等来确定。

所述的“药用载体”指的是：一种或多种相容性固体或液体填料或凝胶物质，它们适合于人使用，而且必须有足够的纯度和足够低的毒性。“相容性”在此指的是组合物中各组份能和本发明的化合物以及它们之间相互掺和，而不明显降低化合物的药效。药学上可以接受的载体部分例子有糖(如葡萄糖、蔗糖、乳糖等)，淀粉(如玉米淀粉、马铃薯淀粉等)，纤维素及其衍生物(如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素钠、纤维素乙酸酯等)，明胶，滑石，固体润滑剂(如硬脂酸、硬脂酸镁)，硫酸钙，植物油(如豆油、芝麻油、花生油、橄榄油等)，多元醇(如丙二醇、甘油、甘露醇、山梨醇等)，乳化剂(如吐温

)、润湿剂(如十二烷基硫酸钠)，着色剂，调味剂，稳定剂，抗氧化剂，防腐剂，无热原水等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝不是对本发明的任何限制。

实施例1合成芴甲氧羰酰基(Fmoc)去甲万古霉素

如Scheme 1所示，在10ml反应管中加入去甲万古霉素盐酸盐(100mg，0.068mmol)，用0.5ml水和0.5ml二氧六烷溶解后，加入9-fluouenylmethyl(21.10mg，0.082mmol)，滴加DIEA(11.65ul，0.068mmol)，室温反应10h。反应液经RP-18硅胶柱层析，用CH₃OH∶H₂O＝1∶1→2∶1梯度洗脱得到化合物3110mg，收率为95.2％。

实施例合成2N-胺基羰酰万古霉素

如Scheme 2所示，在5ml反应管中加入万古霉素盐酸盐(90mg，0.061mmol)，用混合溶剂(Py∶H₂O＝1∶1)2ml溶解后，滴加乙基异氰酸酯(7.1ul，0.091mmol)，30℃反应4h。减压蒸干溶剂，残留物经反相硅胶柱层析纯化，用CH₃OH∶H₂O＝1∶1洗脱得到得乙胺羰酰万古霉素(4)a 62mg，收率为53％。

根据相同的方法，高收率制得了(4)b-d所代表的化合物。

实施例3合成N-胺基羰酰去甲万古霉素

如Scheme 3所示，取化合物N-Fmoc去甲万古霉素(100mg，0.06mmol)溶于2ml混合溶剂(Py∶DMF＝1∶1)，滴加乙基异氰酸酯(6.4ul，0.09mmol)，常温反应5h，减压蒸去大部分溶剂，加入20ml乙醚析出白色固体，滤除乙醚液，再用2*20ml乙醚清洗固体。干燥固体得到化合物98.8mg，产率为94.8％。在5ml反应管中加入上述固体(90mg，0.061mmol)，用1ml DMF溶解后，滴加哌啶0.2ml，10℃反应12h。反应液经硅胶柱层析，用CHCl₃∶CH₃OH∶H₂O＝4∶4∶0.7洗脱得化合物(8)a 72mg，产率为91.8％。

根据相同的方法，高收率制得了(8)b-d代表的化合物。

实施例4

最终产物(4)a-d和(8)a-d对金黄色葡萄球菌ATCC 25923，粪肠球菌ATCC29212，耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌09-250，耐万古霉素肠球菌193，186，435进行了体外抑菌活性的测试。方法，按照2006年CLSI(临床实验室标准化协会)推荐的琼脂二倍稀释法进行抗菌药物最低抑菌浓度测定(Minimal Inhibitory concentration MIC)进行。实验设计：取不同种类及不同浓度的抗菌药物1ml倒入9cm无菌空平皿中，然后将冷至55℃左右的无菌M-H琼脂19ml立即倾注于平板上，与药液充分混匀，使培养基抗菌药物最终浓度为128、64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、0.06μg/ml；同时制备不含抗菌药物的M-H平板作对照。细菌接种将已经孵育18小时的细菌用接种针加入到无菌生理盐水中，配制成浓度为0.5麦氏单位的菌液，然后用无菌盐水稀释10倍，将细菌悬液加入96孔板，根据接种平板的数量，加入不同浓度的菌液。用微量多点接种仪(每点含菌10⁴CFU)将细菌接种到含不同浓度抗菌药物的上述琼脂表面。将点种后的平板在35℃温箱中培养18h～24h。检查各平板接种部位是否有菌生长，试验菌不生长的最低抗菌药物浓度，即为该药的MIC，结果如表1所示。

表1

Claims (8)

1.万古霉素类衍生物，其特征在于，是式(1)所示的万古霉素或去甲万古霉素衍生物：

式中，R₁代表C(＝X)NR₅R₆，其中，X代表氧、硫或氮；R₅代表氢或取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、杂环烷基、芳香基、杂芳香取代基或芳香烷基；R₆代表代表氢或取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、杂环烷基、芳香基、杂芳香取代基或芳香烷基，或者R₅和R₆连接起来，与氮原子形成杂环；R₂代表羟基、取代胺基；R₃代表氢或胺烷基，其中胺烷基上的胺基被各种取代基取代；R₄代表氢或甲基；或者以上衍生物在药学上可接受的盐、酯、立体异构体或前药。

2.如权利要求1所述的万古霉素类衍生物，其特征在于，所述的取代胺烷基上的胺基的各种取代基选自：取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、芳香烷基、烷氧基、膦酰基或羟基。

3.如权利要求1所述的万古霉素类衍生物，其特征在于，所述的R₅代表氢，R₆代表氢或取代或非取代的烷基、烯基、环烷基、环烯基、杂环烷基、芳香基、杂芳香取代基或芳香烷基，或者R₅和R₆连接起来，与氮原子形成杂环。

4.如权利要求3所述的万古霉素类衍生物，其特征在于，所述R₆代表氢、C₁-C₁₂的烷基或含有一个或多个取代基的C₂-C₁₂的烷基，这些取代基选自：卤素、羟基、C₁-C₃烷氧基、胺基和C₁-C₃烷胺基、含有芳香取代的C₁-C₁₂烷基、含有取代芳香基取代的C₁-C₁₂烷基、或含有取代或非取代的杂芳香基取代的C₁-C₁₂烷基。

5.如权利要求1所述的万古霉素类衍生物，其特征在于，所述的R₅和R₆连接起来，形成5-7元含氮杂环。

6.如权利要求1所述的万古霉素类衍生物的制备方法，其特征是，万古霉素或去甲万古霉素在有碱或没有碱存在下，在没有溶剂条件下或在溶剂中与下述通式(2)或(3)所示的化合物进行反应：

得到如通式(4)所示的产物，并进一步引入R₂和R₃，得到通式(1)所示的化合物，

7.如权利要求1或2或3所述的万古霉素类衍生物在制备药物中的用途。

8.如权利要求7所述的用途，其特征是所述的药物是抗细菌感染的药物。