CN103003293A - 氨基糖苷衍生物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抗微生物和抗生的氨基糖苷衍生物。本发明的化合物具有下列化学结构。本发明还涉及使用上述氨基糖苷衍生物的组合物、制备方法以及治疗细菌感染的方法。
Description
相关申请
本申请要求2010年5月12日提交的第61/334088号美国临时申请以及2010年10月12日提交的第61/392258号美国临时申请的权益，所述两个申请以其整体内容并入本申请作为参考。
发明领域
本发明涉及抗微生物剂。某些实施方案包括涉及氨基糖苷和氨基糖苷衍生物的化合物、组合物、制备方法以及治疗方法。
背景
抗生素是治疗感染性疾病的有效手段。从采用抗生素疗法开始到20世纪80年代末，在发达国家中几乎完全控制了细菌感染。然而，响应抗生素使用的压力，多种耐药机制已变得广泛并且威胁着抗菌疗法的临床效用。在主要的医院和护理中心，耐抗生素菌株的增加已变得尤其常见。耐药菌株增加的结果包括更高的发病率和死亡率、更长的患者住院治疗期以及治疗成本的增加。
在20世纪50年代开始广泛使用抗生素，其包括某些氨基糖苷类，例如链霉素和卡那霉素。由于全球耐抗生素的问题已经持续增加，因此，已设想抗生素在临床实践中日益重要。对于某些氨基糖苷类而言，它们的广泛的抗微生物谱、快速杀菌作用以及与其它药物的协同作用使得它们特别适用于治疗严重的医院内感染(Umezawa,H.;Hooper,I.R.,Aminoglycoside Antibiotics(氨基糖苷类抗生素),Publisher:SpringerVerlag 1982;Price KE,Godfrey JC,Kawaguchi H.Effect of structuralmodifications on the biological properties of aminoglycoside antibioticscontaining 2-deoxystreptamine(结构修饰对包含2-脱氧链霉胺的氨基糖苷类抗生素的生物性质的影响).In:Perlman D,editor.Structure-activityrelationships among the semisynthetic antibiotics(半合成抗生素的构效关系).New York:Academic Press;1977.p.239-375;AminocyclitolAntibiotics(氨基环醇类抗生素),ACS Symposium Series 125,June 1980,K.L.Rhinehart,T.Suami(Editors);以及Wright,G.D.et al.,Aminoglycoside antibiotics.Structures,functions,and resistance(氨基糖苷类抗生素：结构、功能和耐药性).Adv Exp Med Biol 1998,456,27-69)。
然而，某些氨基糖苷类在药物中的有效性已经受到多种因素的削弱。例如，微生物耐药性的发展已经降低了一些氨基糖苷类抗生素的效能。在一些情况下，通过细菌酶修饰氨基糖苷的结构来介导微生物耐药性(Mingeot-Leclercq,M.P.et al.,“Aminoglycosides:activity andresistance(氨基糖苷类：活性和耐药性)”,Antimicrob.Agents Chemother.(1999),43(4),727-737;Magnet S.,Blanchard,J.S.,“Molecular insightsinto aminoglycoside action and resistance(对氨基糖苷的作用和耐药性的分子水平上的见解)”,Chem.Rev.,(2005),105(2),477-498;Vakulenko,S.B.;和Mobashery,S.,“Versatility of Aminoglycosides andProspects for Their Future(氨基糖苷类的多功能性及其未来前景)”Clin.Microbiol.Rev.,(2003),16,430-450;以及Kotra,L.P.et al.,“Aminoglycoside:perspectives on mechanisms of action and resistanceand strategies to counter resistance(氨基糖苷：对作用机制和耐药机制的见解和对逆耐药性的策略)”,Antimicrob.Agents Chemother.,(2000),44(12),3249-3256)。
此外，诸如阿米卡星、奈替米星、阿贝卡星和依替米星的一些氨基糖苷类抗生素的用途由于毒性考虑而受到限制(Rougier,F.et al.,Aminoglycoside dosages and nephrotoxicity:quantitative relationships(氨基糖苷的剂量和肾毒性：定量关系).Clin Pharmacokinet(2003),42,(5),493-500;以及Rougier,F.et al.,Aminoglycoside nephrotoxicity(氨基糖苷的肾毒性).Curr Drug Targets Infect Disord(2004),4,(2),153-62)。
因此，亟需新的氨基糖苷抗生素。
发明简述
本发明涉及抗微生物剂。某些实施方案包括涉及氨基糖苷和氨基糖苷衍生物的化合物、组合物、制备方法以及治疗方法。在某些实施方案中，提供了通式(I)化合物或其药物可接受的盐或前药：
其中
R1选自
R2选自-(CR5R6)nR7、-C(=X)NR10(CR5R6)nR7和-C(=X)(CR5R6)nR7；
R3选自H和Me；
R4选自未取代的碳环基、取代或未取代的杂环基、-C(=NR8)R14、-(CR5R6)nR7和-C(=NR8)(CR5R6)nR7；
每一R5独立地选自H、F、氨基、氨基C1-6烃基、OH、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基；
每一R6独立地选自H、F、氨基C1-6烃基、-C1-6烃基OR12以及C1-6烃基，条件是每一CR5R6单元不包含两个OH、两个NH2、一个OH和一个NH2、一个F和一个NH2、以及一个F和一个OH；
每一R7选自H、OR12、NR9R10和-NHC(=NR8)R14；
或者，R5和R7或者R6和R7与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成四元、五元或六元取代或未取代的杂环基环；
或者，R5和R6与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成三元、四元、五元或六元取代或未取代的碳环基环或取代或未取代的杂环基环；
每一R8独立地选自H、OR12、CN和C1-6烃基；
条件是R5、R6、R7和R8中至少一个不为H；
每一R9独立地选自H和-(CR5R6)nR13；
每一R10独立地选自H和-(CR5R6)mR13；
每一R12独立地选自H、C1-6烃基、C2-6烃基OH和C2-6烃基氨基；
每一R13独立地选自OH和NH2；
每一R14独立地选自H和NR9R10；
每一X独立地选自O和NR8；
每一m独立地为0至5的整数；以及
每一n独立地为1至5的整数。
在某些实施方案中，提供了通式(I)化合物或其药物可接受的盐或前药：
其中
R1选自
R2选自-C(=NR8)NR10(CR5R6)nR7和-C(=NR8)(CR5R6)nR7；
R3选自H和Me；
R4选自H和Me；
每一R5独立地选自H、F、氨基、氨基C1-6烃基、OH、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基；
每一R6独立地选自H、F、氨基C1-6烃基、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基，条件是每一CR5R6单元不包含两个OH、两个NH2、一个OH和一个NH2、一个F和一个NH2、以及一个F和一个OH；
每一R7选自H、OR12、NR9R10、-NHC(=NR8)R14和-NHNH2；
或者，R5和R7或者R6和R7与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成四元、五元或六元取代或未取代的杂环基环；
或者，R5和R6与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成三元、四元、五元或六元取代或未取代的碳环基环或者取代或未取代的杂环基环；
每一R8独立地选自H、OR12、CN以及C1-6烃基；
每一R9独立地选自H和-(CR5R6)nR13；
每一R10独立地选自H和-(CR5R6)mR13；
每一R12独立地选自H、C1-6烃基、C2-6烃基OH和C2-6烃基氨基；
每一R13独立地选自OH和NH2；
每一R14独立地选自H和NR9R10；
每一m独立地为0至5的整数；以及
每一n独立地为1至5的整数。
某些实施方案包括通式(I)化合物的立体异构体、前药和药物可接受的盐。
本发明的某些实施方案包括包含前述化合物中的任一种化合物以及药物可接受的载体的药物组合物。
本发明的某些实施方案包括用于治疗或预防细菌感染的方法。某些这样的实施方案包括向有需要的个体给予有效量的前述化合物或组合物中的任一种。在某些实施方案中，个体为哺乳动物。在某些实施方案中，哺乳动物为人。
本发明的某些实施方案包括前述化合物或组合物中的任一种在制备用于治疗细菌感染的药物中的用途。更多的实施方案包括治疗细菌感染的前述化合物或组合物中的任一种。
在某些实施方案中，细菌感染包括选自下列的细菌：铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、食酸假单胞菌(Pseudomonas acidovorans)、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)、亲水气单胞菌(Aeromonas hydrophilia)、大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)、伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphi)、副伤寒沙门氏菌(Salmonella paratyphi)、肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)、志贺氏痢疾杆菌(Shigella dysenteriae)、弗氏志贺氏菌(Shigella flexneri)、索氏志贺氏菌(Shigella sonnei)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、土拉弗朗西斯菌(Francisellatularensis)、摩氏摩根菌(Morganella morganii)、奇异变形杆菌(Proteusmirabilis)、普通变形杆菌(Proteus vulgaris)、产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)、雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)、斯氏普罗威登斯菌(Providencia stuartii)、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)、溶血不动杆菌(Acinetobacterhaemolyticus)、小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)、鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)、假结核耶尔森氏菌(Yersiniapseudotuberculosis)、中间耶尔森氏菌(Yersinia intermedia)、百日咳杆菌(Bordetella pertussis)、副百日咳杆菌(Bordetella parapertussis)、支气管败血性博德特氏杆菌(Bordetella bronchiseptica)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、副流感嗜血杆菌(Haemophilusparainfluenzae)、溶血性嗜血杆菌(Haemophilus haemolyticus)、副溶血嗜血杆菌(Haemophilus parahaemolyticus)、杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi)、多杀巴斯德氏杆菌(Pasteurella multocida)、溶血性巴斯德氏杆菌(Pasteurella haemolytica)、卡他布兰汉氏球菌(Branhamella catarrhalis)、幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)、胎儿弯曲杆菌(Campylobacter fetus)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、结肠弯曲杆菌(Campylobacter coli)、伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)、单核细胞增生性李斯特氏菌(Listeria monocytogenes)、淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae)、脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)、金氏菌属(Kingella)、莫拉克斯氏菌属(Moraxella)、阴道嗜血杆菌(Gardnerella vaginalis)、脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)、狄氏拟杆菌(Bacteroides distasonis)、3452A同源群拟杆菌(Bacteroides 3452A homology group)、普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)、卵形拟杆菌(Bacteroides ovalus)、多形拟杆菌(Bacteroidesthetaiotaomicron)、单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)、埃氏拟杆菌(Bacteroides eggerthii)、内脏拟杆菌(Bacteroides splanchnicus)、艰难梭状芽孢杆菌(Clostridium difficile)、结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)、鸟型分枝杆菌(Mycobacterium avium)、胞内分枝杆菌(Mycobacterium intracellulare)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheriae)、溃疡棒状杆菌(Corynebacterium ulcerans)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、化脓性链球菌(Streptococcuspyogenes)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、屎肠球菌(Enterococcusfaecium)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、腐生葡萄球菌(Staphylococcussaprophyticus)、中间葡萄球菌(Staphylococcus intermedius)、猪葡萄球菌猪亚种(Staphylococcus hyicus subsp.hyicus)、溶血葡萄球菌(Staphylococcus haemolyticus)、人葡萄球菌(Staphylococcus hominis)以及解糖葡萄球菌(Staphylococcus saccharolyticus)。
在特定的实施方案中，细菌选自铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、嗜麦芽窄食单胞菌、大肠埃希氏菌、弗氏柠檬酸杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、志贺氏痢疾杆菌、弗氏志贺氏菌、索氏志贺氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、粘质沙雷氏菌、醋酸钙不动杆菌、溶血不动杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌、中间耶尔森氏菌、流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血性嗜血杆菌、副溶血嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、胎儿弯曲杆菌、空肠弯曲杆菌、结肠弯曲杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、嗜肺军团菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、莫拉克斯氏菌属、脆弱拟杆菌、普通拟杆菌、卵形拟杆菌、多形拟杆菌、单形拟杆菌、埃氏拟杆菌或者内脏拟杆菌。
本发明的某些实施方案包括用于制备前述化合物或组合物中的任一种的方法。
发明详述
本发明涉及抗微生物剂。某些实施方案包括涉及氨基糖苷和氨基糖苷衍生物的化合物、组合物、制备方法以及治疗方法。在某些实施方案中，对庆大霉素C1a的N1和N6’位的修饰对具有氨基糖苷类修饰酶的菌株具有改善的活性。某些实施方案包括具有改善的抗微生物活性和降低的毒性的氨基糖苷和氨基糖苷衍生物。
某些实施方案涉及诸如庆大霉素C1a、C2和C2a、小诺霉素和地贝卡星的结构。某些实施方案包括庆大霉素C1a、C2和C2a、小诺霉素和地贝卡星的N1-和N6’-修饰的衍生物。在某些实施方案中，碳原子编号如下列(A)中所示：
本发明的某些实施方案包括通式(I)化合物或其盐、或其药物可接受的盐或前药：
在某些实施方案中，R1选自
在某些实施方案中，R2选自-(CR5R6)nR7、-C(=X)NR10(CR5R6)nR7和-C(=X)(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，R3选自H和Me。
在某些实施方案中，R4选自未取代的碳环基、取代或未取代的杂环基、-C(=NR8)R14、-(CR5R6)nR7和-C(=NR8)(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，每一R5独立地选自H、F、氨基、氨基C1-6烃基、OH、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基。
在某些实施方案中，每一R6独立地选自H、F、氨基C1-6烃基、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基，条件是每一CR5R6单元不包含两个OH、两个NH2、一个OH和一个NH2、一个F和一个NH2、以及一个F和一个OH。
在某些实施方案中，每一R7选自H、OR12、NR9R10以及-NHC(=NR8)R14。
在某些实施方案中，或者，R5和R7或者R6和R7与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成四元、五元或六元取代或未取代的杂环基环。
在某些实施方案中，或者，R5和R6与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成三元、四元、五元或六元取代或未取代的碳环基环或者取代或未取代的杂环基环。
在某些实施方案中，每一R8独立地选自H、OR12、CN以及C1-6烃基。
在某些实施方案中，每一R5、R6、R7和R8不全部同时为H。
在某些实施方案中，每一R9独立地选自H和-(CR5R6)nR13。
在某些实施方案中，每一R10独立地选自H和-(CR5R6)mR13。
在某些实施方案中，每一R12独立地选自H、C1-6烃基、C2-6烃基OH以及C2-6烃基氨基。
在某些实施方案中，每一R13独立地选自OH和NH2。
在某些实施方案中，每一R14独立地选自H和NR9R10。
在某些实施方案中，每一X独立地选自O和NR8。
在某些实施方案中，每一m独立地为0至5的整数。
在某些实施方案中，每一n独立地为1至5的整数。
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R2为-(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，R2为-C(=X)(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，R2为-C(=X)NR10(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，X为O；n为2至3的整数；R10为-(CR5R6)mR13；m为0；R13为OH。
在某些实施方案中，X为O。
在某些实施方案中，X为NH。
在某些实施方案中，R7为OH。
在某些实施方案中，R7为NH2。
在某些实施方案中，R7为-NHNH2。
在某些实施方案中，R7为-NHC(=NH)NH2。
在某些实施方案中，R2选自：
其中*为R或S构型的立体中心(stereogenic center)。
在某些实施方案中，R2选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
在某些实施方案中，R2选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
在某些实施方案中，R2选自：
在某些实施方案中，R3为H。
在某些实施方案中，R4为-C(=NR8)R14。
在某些实施方案中，R8为H，并且R14为-NR9R10。
在某些实施方案中，R4为-(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，n为2至3的整数，并且R7为OH。
在某些实施方案中，R4选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
在某些实施方案中，R4为-C(=NR8)(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，R8为H；n为1至3的整数，并且R7选自OH和NH2。
在某些实施方案中，R4选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
本发明的某些实施方案包括通式(I)化合物或其盐、其药物可接受的盐或前药：
在某些实施方案中，R1选自
在某些实施方案中，R2选自-C(=NR8)NR10(CR5R6)nR7和-C(=NR8)(CR5R6)nR7。
在某些实施方案中，R3选自H和Me。
在某些实施方案中，R4选自H和Me。
在某些实施方案中，每一R5独立地选自H、F、氨基、氨基C1-6烃基、OH、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基。
在某些实施方案中，每一R6独立地选自H、F、氨基C1-6烃基、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基，条件是每一CR5R6单元不包含两个OH、两个NH2、一个OH和一个NH2、一个F和一个NH2、以及一个F和一个OH。
在某些实施方案中，每一R7选自H、OR12、NR9R10、-NHC(=NR8)R14以及-NHNH2。
在某些实施方案中，或者，R5和R7或者R6和R7与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成四元、五元或六元取代或未取代的杂环基环。
在某些实施方案中，或者，R5和R6与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成三元、四元、五元或六元取代或未取代的碳环基环或者取代或未取代的杂环基环。
在某些实施方案中，每一R8独立地选自H、OR12、CN以及C1-6烃基。
在某些实施方案中，每一R9独立地选自H和-(CR5R6)nR13。
在某些实施方案中，每一R10独立地选自H和-(CR5R6)mR13。
在某些实施方案中，每一R12独立地选自H、C1-6烃基、C2-6烃基OH以及C2-6烃基氨基。
在某些实施方案中，每一R13独立地选自OH和NH2。
在某些实施方案中，每一R14独立地选自H和NR9R10。
在某些实施方案中，每一m独立地为0至5的整数。
在某些实施方案中，每一n独立地为1至5的整数。
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，R1为
在某些实施方案中，每一R2为-C(=NH)(CR5R6)nR7；R7选自OH和NH2。
在某些实施方案中，R2选自
其中*为R或S构型的立体中心。
在某些实施方案中，R4为Me。
在某些实施方案中，通式(I)化合物不包括选自下列的化合物：
氨基糖苷
氨基糖苷是有效的杀菌化合物。氨基糖苷的实例包括阿米卡星、阿贝卡星、庆大霉素、卡那霉素、新霉素、奈替米星、巴龙霉素、链霉素、妥布霉素和安普霉素。
某些氨基糖苷对好氧的革兰氏阴性菌特别有效，并且针对某些革兰氏阳性生物有机体与β-内酰胺协同作用。某些氨基糖苷用于治疗严重感染，包括例如，腹部和泌尿道感染、菌血症和心内膜炎。它们还用于预防，特别针对心内膜炎进行预防。
氨基糖苷包括具有氨基和羟基取代基的饱和的氨基环醇环。在某些临床可用的氨基糖苷中，氨基环醇部分为链霉胺或2-脱氧链霉胺。在链霉素中，氨基环醇部分包含链霉胍部分。氨基环醇核通过糖苷键与多种氨基糖连接(氨基糖苷)。
氨基糖苷基于它们的糖苷键的位置而适宜分为三种结构类型。氨基糖苷是带正电荷的(阳离子的)碱性、强极性化合物。它们高度溶于水，相对不溶于脂质，并且在碱性而非酸性环境中具有增强的抗微生物活性。因此，氨基糖苷最低程度地由内脏吸收，并且透过血脑屏障能力差。氨基糖苷是代谢稳定的化合物，其无变化地被排泄在尿液中。氨基糖苷的阳离子性质有利于它们的抗微生物活性。由于它们的正电荷，所以它们能结合细菌细胞壁的带负电荷的脂多糖以及多种细胞内和细胞膜阴离子分子，例如DNA、RNA和磷脂质。细胞摄取过程是自促进的，其涉及在相邻的脂多糖分子之间Mg2+桥的药物诱导性破坏。
不期望受任一理论的限制，认为某些氨基糖苷的杀菌作用是通过化合物结合于细菌30S或50S核糖体亚单元以破坏RNA转录和蛋白合成而介导的。这样的破坏产生了损害细菌膜的屏障性质的异常的跨膜蛋白。
许多氨基糖苷是有毒的。毒性的类型包括急性毒性、肾毒性和耳毒性。已提议了氨基糖苷慢性毒性的各种分子机制(Mingeot-Leclercq,M.P.;Tulkens,P.M.,Aminoglycosides:nephrotoxicity.AntimicrobAgents Chemother(1999),43,(5),1003-12.)。在某些情况下，例如肾单位的近端小管中的可逆肾毒性以及听毛细胞中的不可逆耳毒性，氨基糖苷的毒性作用可以部分归因于在这些器官的细胞中氨基糖苷的活性积聚(Nagai,J.;Takano,M.,Molecular aspects of renal handling ofaminoglycosides and strategies for preventing the nephrotoxicity(氨基糖苷类的肾处理的分子观点以及预防肾毒性的策略))，并且还归因于由铁-氨基糖苷配合物介导的活性氧自由基(ROS)的产生(Ali,B.H.,Agents Ameliorating or Augmenting Experimental GentamicinNephrotoxicity(改善或增强庆大霉素肾毒性的试剂):Some RecentResearch.Food Chem Toxicol(2003),41(11),1447-52.,Schacht,J.,Antioxidant therapy attenuates aminoglycoside-induced hearing loss(抗氧化剂疗法减弱氨基糖苷诱导的听力损伤).Ann N Y Acad Sci(1999),884,125-30;Song,B.B.;et al.,Iron Chelators Protect fromAminoglycoside-induced Cochleo-and Vestibulo-Toxicity(铁螯合剂预防氨基糖苷诱导的耳蜗毒性和前庭毒性).Free Radic Biol Med(1998),25,(2),189-95.)。此外，许多对氨基糖苷结构的修饰导致具有降低的抗菌活性的修饰的氨基糖苷类(Wang,J.;Chang,C.-W.T.InAminoglycoside Antibiotics:From Chemical Biology to DrugDiscovery(在氨基糖苷抗生素中：由化学生物学到药物发现),Arya,D.P.,Eds.;Wiley,2007;pp 141-177)。
本发明的某些实施方案包括包含具有改善的抗微生物活性和降低的毒性的氨基糖苷和氨基糖苷衍生物的化合物和组合物。
定义
除非另有定义，术语和取代基规定为它们的一般含义，并且除非另有所指，可以引入时被定义，并且自始至终保留它们的定义，以及除非另有所指，无论单独时或作为另一基团的一部分时都保留它们的定义。
如本文所用，“烃基”表示支链或直链的仅含碳和氢的化学基团，例如，甲基、异丙基、异丁基、仲丁基和戊基。烃基能为未取代的或被一个或多个取代基取代，例如，卤素、烃氧基、酰氧基、氨基、酰胺基(amido)、氰基、硝基、羟基、巯基、羧基、羰基、苄氧基、芳基、杂芳基，或其它官能团，该官能团对于本发明的目的而言若需要、则可以用保护基适当地进行保护。烃基可以在一个或多个位置为饱和或不饱和的(例如，包含-C=C-或-C≡C-亚单元)。通常，烃基包含1至9个碳原子，优选1至6个，并且更优选1至5个碳原子。
如本文所用，“碳环基”表示在环体系骨架中仅包含碳的环状环体系，例如，环丙基、环丁基、环戊基、环己基以及环己烯基。碳环基可以包含多个稠合环。碳环基可以具有任意的饱和度，条件是在环体系中的至少一个环不为芳香的。碳环基可为未取代的或被一个或多个取代基取代，例如，卤素、烃氧基、酰氧基、氨基、酰胺基、氰基、硝基、羟基、巯基、羧基、羰基、苄氧基、芳基、杂芳基，或其它官能团，该官能团对于本发明的目的而言若需要、则可以用保护基适当地进行保护。通常，碳环基包含3至10个碳原子，优选3至6个。
如本文所用，“低级烃基”表示烃基的子集，并由此为直链或支链的烃取代基。优选的低级烃基具有1至约4个碳，并且可以为支链或直链的。低级烃基的实例包括丁基、丙基、异丙基、乙基和甲基。同样地，使用术语“低级”的基团是指在基团的烃基部分中优选具有1至约4个碳的基团。
如本文所用，“酰胺基”表示H-CON-或烃基-CON-、碳环基-CON-、芳基-CON-、杂芳基-CON-或杂环基-CON，其中烃基、碳环基、芳基或杂环基如本文所述。
如本文所用，“芳基”表示具有单环(例如苯基)或多个稠环(例如，萘基或蒽基)的芳香族基团，其在环骨架中仅存在碳原子。芳基可为未取代的或被一个或多个取代基取代的，例如氨基、氰基、羟基、低级烃基、卤代烃基、烃氧基、硝基、卤素、巯基和其它取代基。优选的碳环芳基为苯基。
如本文所用，术语“杂芳基”表示在环骨架中具有一个或多个杂原子(例如，N、O或S)的芳香族基团，并且可以包括单环(例如吡啶)或多个稠环(例如，喹啉)。杂芳基可为未取代的或被一个或多个取代基取代的，例如氨基、氰基、羟基、低级烃基、卤代烃基、烃氧基、硝基、卤素、巯基和其它取代基。杂芳基的实例包括噻吩基、吡啶基、呋喃基、噁唑基、噁二唑基、吡咯基、咪唑基、三唑基、噻二唑基(thiodiazolyl)、吡唑基、异噁唑基、噻二唑基(thiadiazolyl)、吡喃基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、噻唑基等。
在这些定义中，清楚地涉及在芳基和杂芳基环上的取代在某些实施方案的范围内。在发生取代的情况下，基团被称为取代的芳基或取代的杂芳基。在芳基环上优选出现1至3个取代基，更优选出现1或2个取代基。尽管许多取代基是有用的，但优选的取代基包括在芳基化合物中常发现的那些，例如，烃基、环烃基、羟基、烃氧基、氰基、卤素、卤代烃基、巯基等。
如本文所用，“酰胺”包括RNR’CO-(在R=烃基、烃氨基羰基-的情况下)以及RCONR’-(在R=烃基、烃基羰基氨基-的情况下)。
如本文所用，术语“酯”包括ROCO-(在R=烃基、烃氧基羰基-的情况下)以及RCOO-(在R=烃基、烃基羰基氧基-的情况下)。
如本文所用，“酰基”表示H-CO-或烃基-CO-、碳环基-CO-、芳基-CO-、杂芳基-CO-或杂环基-CO-基团，其中烃基、碳环基、芳基或杂环基如本文所述。优选的酰基包含低级烃基。示例性烃基酰基包括甲酰基、乙酰基、丙酰基、2-甲基丙酰基、叔丁基乙酰基、丁酰基和棕榈酰基。
如本文所用，“卤素或卤化物”为氯、溴、氟或碘原子基团。氯和氟是优选的卤化物。术语”卤素(halo)”还包括有时称为“卤素(halogen)”或”卤化物”的术语。
如本文所用，“杂环基”表示在环体系骨架中包含至少一个杂原子的环状环体系。杂环基可以包含多个稠合环。杂环基可以具有任意饱和度，条件是在环体系中至少一个环不为芳香族的。杂环基可为未取代的或被一个或多个取代基取代，例如卤素、烃氧基、酰氧基、氨基、酰胺基、氰基、硝基、羟基、巯基、羧基、羰基、苄氧基、芳基、杂芳基以及其它取代基，并且通过任何可行的化合价、优选任何可行的碳或氮而与其它基团连接。更优选的杂环基具有5至7元。在6元单环杂环中，杂原子选自O、N或S中的1个至多达3个，并且其中当杂环为5元时，优选其具有一个或两个选自O、N或S的杂原子。
如本文所用，“取代的氨基”表示由一个或两个取代基取代的氨基基团，该取代基选自烃基、环烃基、芳基、杂芳基或杂环基，其中烃基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所定义。
如本文所用，“取代的羟基”表示RO-基团，其中R为烃基、芳基、杂芳基或杂环基，其中烃基、环烃基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所定义。
如本文所用，“取代的巯基”表示RS-基团，其中R为烃基、芳基、杂芳基或杂环基，其中烃基、环烃基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所定义。
如本文所用，“磺酰基”表示烃基SO2、芳基SO2、杂芳基SO2、碳环基SO2或杂环基SO2，其中烃基、碳环基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所定义。
如本文所用，“磺胺基(sulfamido)”表示烃基-N-S(O)2N-、芳基-NS(O)2N-、杂芳基-NS(O)2N-、碳环基-NS(O)2N-或杂环基-NS(O)2N-，其中烃基、碳环基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所述。
如本文所用，“磺酰胺基(sulfonamido)”表示烃基-S(O)2N-、芳基-S(O)2N-、杂芳基-S(O)2N-、碳环基-S(O)2N-或杂环基-S(O)2N-，其中烃基、碳环基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所述。
如本文所用，“脲基”表示烃基-NCON-、芳基-NCON-、杂芳基-NCON-、碳环基-NCON-或杂环基-NCON-，其中烃基、碳环基、芳基、杂芳基或杂环基如本文所述。
如本文所用，“胍基”表示烃基-NC(=NR’)N-、芳基-NC(=NR’)N-、杂芳基-NC(=NR’)N-、碳环基-NC(=NR’)N-或杂环基-NC(=NR’)N-，其中R为H、取代或未取代的羟基、CN、烃基、芳基、杂芳基或杂环基，其中烃基、碳环、芳基、杂芳基或杂环基如本文所述。
技术人员应认识到本文所述某些结构可以为化合物的共振形式或互变异构体，其可以完全由其它化学结构表示，甚至当在动力学上表示时亦是如此；技术人员认识到这样的结构仅为这样的化合物的实例中非常小的一部分。这样的化合物明确地包括在本发明的范围内，尽管这样的共振形式或互变异构体在本文中未表示。
本文提供的化合物可以涵盖多种立体化学形式。化合物还包含非对映异构体以及光学异构体，例如包括外消旋混合物在内的对映异构体混合物以及单独的对映异构体和非对映异构体，其源自某些化合物中结构不对称的结果。单独的异构体的分离或者单独的异构体的选择性合成能通过应用本领域技术人员公知的多种方法而实现。
术语“试剂(agent)”或“受试剂(test agent)”包括任何物质、分子、元素、化合物、实体或其组合。试剂包括但不限于例如，蛋白、多肽、肽或模拟物、小的有机分子、多糖、多核苷酸等。试剂能为天然产物、合成化合物或化学上的化合物或者两种或多种物质的组合。除非另有所指，术语“试剂”、“物质”和“化合物”在本文可互换使用。
本文所用术语“类似物”是指结构上与参照分子类似、但已经通过使用可替代的取代基替换参照分子的特定取代基而以靶向且受控的方式被修饰的分子。与参照分子相比，本领域技术人员期望类似物表现出相同、相似或改善的效用。为了鉴别具有改善的特性(例如，对靶分子的更高的结合亲和性)的已知化合物的变体，类似物的合成和筛选是药物化学领域中公知的途径。
本文的化合物和组合物还特别地包含药物可接受的盐，无论为阳离子或阴离子。“药物可接受的盐”是在任何酸性基团(例如羧基)上形成的阴离子盐或者在任何碱性基团(例如氨基)上形成的阳离子盐。在本领域中已知许多这类盐，如在1987年9月11日公开的Johnston等人的WO 87/05297中描述的(并入本文作为参考)。在酸性基团上可形成的盐的优选的抗衡离子包括盐的阳离子，例如碱金属盐(例如，钠和钾)和碱土金属盐(例如镁和钙)以及有机盐。在碱性位点上可形成的优选的盐包括阴离子，例如卤化物(例如氯离子盐)。当然，技术人员意识到可以使用大量的盐以及盐的变体，并且实例存在于以这种方式可用的有机或无机盐的文献中。
还明确包括，能以可生物水解的前药的形式提供本发明的化合物，因为它们在本领域中是已知的。如本文所用，“前药”是其中当其暴露于有机体内的生物过程时，其被水解、代谢、衍生化等以产生具有所期望活性的活性物质的任何化合物。技术人员应认识到前药作为前药可以或可以不具有任何活性。旨在于本文所述前药当以安全和有效量给药时对要治疗的个体没有有害影响。这些包括例如，可生物水解的酰胺和酯。“可生物水解的酰胺”是基本上不干扰化合物活性的酰胺化合物，或者易于在体内被细胞、组织或人、哺乳动物或动物个体转化以产生本发明的活性化合物。“可生物水解的酯”是指本发明的酯化合物，其不干扰这些化合物的活性，或者易于被动物进行转化以产生活性通式(I)化合物。技术人员能理解这样的可生物水解的前药，并且可在药政法规中体现。
术语“哺乳动物”以其常用的生物学含义而使用，并且包括人、牛、马、狗和猫，以及许多其它物种。
术语“微生物感染”是指病原微生物对宿主有机体的入侵，无论有机体为脊椎动物、无脊椎动物、鱼、植物、鸟或哺乳动物。这包括通常存在于哺乳动物或其它有机体的体内或体上的微生物的过度生长。更通常地，微生物感染可以为其中微生物种群的存在损害宿主哺乳动物的任何情况。因此，当在哺乳动物体内或体上存在过量的微生物种群时，或当微生物种群的存在的影响损害哺乳动物的细胞或其它组织时，哺乳动物正“经受”微生物感染。应注意，优选实施方案的化合物还可用于处理细胞培养物或其它介质或无生命表面或物体的微生物生长或污染，并且本文不存在将优选实施方案仅限于治疗高等有机体，除非当权利要求中明确如此指出。
术语“药物可接受的载体”或“药物可接受的赋形剂”能包括任何以及所有的溶剂、分散介质、包衣、抗菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延迟剂等。这类介质和试剂在药物活性物质中的用途是本领域公知的。除了与活性成分不相容的任何常规介质或试剂以外，预期其在治疗组合物中的用途。还能将辅助活性成分加入组合物中。此外，可以包括各种辅料，例如在本领域中常用的辅料。这些和其它这样的化合物已在文献中描述，例如，在Merck Index(默克索引)、Merck & Company,Rahway,N.J.中描述。对于在药物组合物中包含的各种组分的注意事项例如在Gilman等人(编辑)(1990);Goodman and Gilman’s:ThePharmacological Basis of Therapeutics(Goodman and Gilman：治疗学的药物基础),第八版,Pergamon Press中描述，将其全部内容并入本文作为参考。
术语“药物可接受的盐”是指保持优选实施方案的化合物的生物有效性和性质并且不为生物学上或其它方面所不期望的盐。在许多情况下，优选实施方案的化合物能够通过存在的氨基和/或羧基或与其相类似的基团而形成酸和/或碱盐。药物可接受的酸加成盐能由无机酸和有机酸形成。能形成盐的无机酸包括例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等。能形成盐的有机酸包括例如乙酸、丙酸、乙醇酸、丙酮酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸等。药物可接受的碱加成盐能由无机碱和有机碱形成。能形成盐的无机碱包括例如钠盐、钾盐、锂盐、铵盐、钙盐、镁盐、铁盐、锌盐、铜盐、锰盐、铝盐等，特别优选为铵盐、钾盐、钠盐、钙盐和镁盐。能形成盐的有机碱包括例如：伯胺、仲胺和叔胺，包括天然取代的胺在内的取代的胺、环状胺；碱性离子交换树脂等，特别例如异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺和乙醇胺。许多这类盐在本领域中是已知的，如在1987年9月11日公开的Johnston等人的WO 87/05297中描述的(并入本文作为参考)。
“溶剂化物”是指通过溶剂和EPI、代谢物或其盐相互作用而形成的化合物。合适的溶剂化物为药物可接受的溶剂化物，包括水合物。
如本文所用，“个体”表示人或其它哺乳动物，例如，狗、猫、小鼠、大鼠、牛、绵羊、猪、山羊、非人类灵长类动物或诸如鸡的鸟类，以及任何其它脊椎动物或无脊椎动物。
治疗效果在某些程度上减轻感染的一种或多种症状，并且包括治愈感染。“治愈”表示消除活动性感染的症状，包括消除在感染中涉及的那些活微生物的过量成员。然而，可能存在感染的某些长期或永久性影响，即使在获得治愈之后(例如，大量的组织损伤)。
如本文所用，“治疗(treat)”、“治疗(treatment)”或“治疗(treating)”是指为了预防和/或治疗目的而给予药物组合物。术语“预防性治疗”是指治疗未受感染、但易于受特定感染影响或在其它方面处于特定感染的风险的患者，由此治疗降低了患者受感染的可能性。术语“治疗性治疗”是指向已经患有感染的患者给予治疗。
给药和药物组合物
某些实施方案包括药物组合物，其包含(a)安全且治疗有效量的氨基糖苷或其相应的对映异构体、非对映异构体或互变异构体或药物可接受的盐；以及(b)药物可接受的载体。
以治疗有效剂量，例如足以对前述的病情提供治疗的剂量来给予新型氨基糖苷衍生物。尽管对于优选实施方案的化合物还没有优化人的剂量水平，但通常对于本文所述的大部分氨基糖苷而言，每日剂量为体重的大于等于约0.5mg/kg至小于等于约20mg/kg，优选体重的约1.0mg/kg至15.0mg/kg，并且最优选体重的约1.5mg/kg至10.0mg/kg。因此，对于向70kg的人给药，剂量范围为每天大于等于约35mg至每天小于等于约1400mg，优选每天约70mg至每天1050mg，并且最优选每天约105mg至每天700.0mg。当然，给予的活性化合物的量将取决于正在治疗的个体和病情、痛苦的严重性、给药方式和方案以及处方医师的判断。
本文公开的化合物或其药物可接受的盐的给药能通过用于具有类似效用的试剂的任何可接受的给药方式来实现，包括但不限于口服给药、皮下给药、静脉内给药、鼻内给药、局部给药、经皮给药、腹膜内给药、肌内给药、肺内给药、阴道给药、直肠给药或眼内给药。口服给药和肠胃外给药在治疗为优选实施方案的个体的适应症中是常用的。
上述可用的化合物能配制为用于治疗这些疾病状态的药物组合物。使用标准药物配制技术，例如在Remington’s The Science andPractice of Pharmacy(雷明顿的药物科学与实践),第21版,LippincottWilliams & Wilkins(2005)中公开的那些即使，将其整体内容并入本文作为参考。
除了选定的上述可用的化合物以外，本发明的组合物还包含药物可接受的载体。如本文所用，术语“药物可接受的载体”表示适于向哺乳动物给药的一种或多种相容的固体或液体填充剂、稀释剂或包封物质。如本文所用，术语“相容的”表示组合物的组分能以不存在相互作用的方式与题述化合物混合以及彼此互相混合，所述相互作用在一般使用情况下将大幅降低组合物的药物效能。当然，药物可接受的载体必须具有足够高的纯度和足够低的毒性以使它们适于优选向动物、优选正在治疗的哺乳动物给药。
能用作药物可接受的载体或其组分的物质的某些实例为：糖，例如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，例如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，例如羟甲基纤维素钠、乙基纤维素和甲基纤维素；粉状黄芪胶；麦芽；明胶；滑石粉；固体润滑剂，例如硬脂酸和硬脂酸镁；硫酸钙；植物油，例如花生油、棉籽油、芝麻油、橄榄油、玉米油和可可油；多元醇，例如丙二醇、丙三醇、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇；海藻酸；乳化剂，例如TWEENS；润湿剂，例如月桂基硫酸钠；着色剂；调味剂；压片剂；稳定剂；抗氧化剂；防腐剂；无热原水；等渗盐水；以及磷酸缓冲液。
待与题述化合物一起使用的药物可接受的载体的选择基本由待给药的化合物决定。
如果待注射题述化合物，则优选的药物可接受的载体是无菌生理盐水和血液相容性的助悬剂。特别地，用于全身给药的药物可接受的载体包括糖、淀粉、纤维素及其衍生物、麦芽、明胶、滑石粉、硫酸钙、植物油、合成油、多元醇、海藻酸、磷酸盐缓冲液、乳化剂、等渗盐水以及无热原水。用于肠胃外给药的优选载体包括丙二醇、油酸乙酯、吡咯烷酮、乙醇和芝麻油。
优选以单位剂量形式提供本发明的组合物。如本文所用，“单位剂量形式”是根据良好的医疗实践在单一剂量中包含适于向动物、优选哺乳动物个体给药的量的化合物的本发明组合物。(然而，单一剂量形式或单位剂量形式的制剂不意味着每天一次或每疗程一次地给予剂量形式。这样的剂量形式包括每天给药一次、两次、三次或更多次，并且期望在疗程期间给予多于一次，尽管未明确排除单次给药。技术人员应认识到制剂不明确涉及整个疗程，并且将这样的决策留给治疗领域的技术人员而非制剂领域的技术人员。)
上述可用的组合物可以为多种形式中的任一种，适于(例如)口服给药、鼻内给药、直肠给药、局部(包括经皮)给药、眼内给药、脑内给药、颅内给药、鞘内给药、动脉内给药、静脉内给药、肌内给药或其它肠胃外途径的给药。(技术人员应认识到口服给药和鼻内给药的组合物包括通过吸入给予的、并使用可行方法制备的组合物。)根据所需的特定给药途径，可以使用本领域中公知的多种药物可接受的载体。这些包括固体或液体填充剂、稀释剂、助溶剂、表面活性剂和包封物质。可以包括基本上不干扰化合物的抑制活性的任选的药物活性材料。与化合物一起使用的载体的量足以为每单位剂量的化合物的给药提供实际数量的材料。用于制备可用于本发明方法的剂型的技术和组合物已在下列文献中描述，全部并入本文作为参考：ModernPharmaceutics(现代制药学),第4版本，第9和10章(Banker & Rhodes,editors,2002);Lieberman等人，Pharmaceutical Dosage Forms(药物剂型):Tablets(片剂)(1989);以及Ansel,Introduction to PharmaceuticalDosage Forms(药物剂型的介绍)第八版(2004)。
可以使用各种口服剂型，包括诸如片剂、胶囊、颗粒剂和松散粉末(bulk powders)的固体形式。这些口服形式包括安全且有效量的化合物，通常至少约5%，并且最大值为约90%的化合物。片剂能够是压制片、模印片、肠溶衣片、糖衣片、薄膜衣片或多层压制片，包含合适的粘合剂、润滑剂、稀释剂、崩解剂、着色剂、调味剂、导流剂(flowinducing agent)和熔化剂(melting agent)。液体口服剂型包括水溶液剂、乳剂、混悬剂、由非泡腾颗粒重组的溶液剂和/或混悬剂、以及由泡腾颗粒重组的泡腾剂，包含合适的溶剂、防腐剂、乳化剂、助悬剂、稀释剂、甜味剂、熔化剂、着色剂和调味剂。
适于制备经口给药的单位剂型的药物可接受的载体在本领域中是公知的。片剂通常包含：作为惰性稀释剂的常规的药物可相容的辅料，例如碳酸钙、碳酸钠、甘露醇、乳糖和纤维素；粘合剂，例如淀粉、明胶和蔗糖；崩解剂，例如淀粉、海藻酸和交联羧甲基纤维素；润滑剂，例如硬脂酸镁、硬脂酸和滑石粉。能使用诸如二氧化硅的助流剂以改善粉末混合物的流动特性。能添加诸如FD&C染料的着色剂用于外观。甜味剂和调味剂，例如阿斯巴甜、糖精、薄荷醇、薄荷和水果香料是用于咀嚼片的有用辅料。胶囊通常包含一种或多种上述的固体稀释剂。载体组分的选择取决于诸如味道、成本和贮存稳定性等次要考虑，这对于题述发明的目的不是至关重要的，并且能易于由本领域技术人员决定。
经口的组合物还包括液体溶液剂、乳剂、混悬剂等。适于制备这样的组合物的药物可接受的载体是本领域公知的。用于糖浆、酏剂、乳剂和混悬剂的载体的典型组分包括乙醇、丙三醇、丙二醇、聚乙二醇、液体蔗糖、山梨醇和水。对于混悬剂，通常助悬剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、AVICEL RC-591、黄芪胶和藻酸钠；典型的润湿剂包括卵磷脂和聚山梨醇酯80；以及典型的防腐剂包括对羟基苯甲酸甲酯和苯甲酸钠。经口的液体组合物还可以包含一种或多种组分，诸如上述甜味剂、调味剂和着色剂。
这样的组合物还可以通过常规方法进行包衣，通常使用pH或时间依赖性包衣，以便题述化合物在所期望的局部应用的附近的胃肠道中释放，或者在不同时间释放以延长所期望的作用。这样的剂型通常包括但不限于下列中的一种或多种：邻苯二甲酸乙酸纤维素、聚乙酸乙烯酯邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、Eudragit包衣、石蜡和紫胶。
题述发明的组合物可以任选地包含其它药物活性物。
可用于获得题述化合物的全身递送的其它组合物包括舌下、口腔和鼻内剂型。这样的组合物通常包含下列中的一种或多种：可溶性填充物质，例如蔗糖、山梨醇和甘露醇；以及粘合剂，例如阿拉伯胶、微晶纤维素、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。还可以包含上述的助流剂、润滑剂、甜味剂、着色剂、抗氧化剂和调味剂。
为局部的眼内应用而配制的液体组合物被配制成其能向眼局部给药。应使舒适度尽可能地最大化，尽管有时配方考虑(例如药物稳定性)可能比最佳舒适度更不迫切。在不能使舒适度最大化的情况下，应配制液体，以便液体对需要局部眼睛应用的患者而言是可容忍的。此外，眼睛可接受的液体应当被封装以用于单次使用，或者包含防腐剂以防止在多次使用时的污染。
对于眼睛应用，通常使用生理盐水溶液作为主要的介质来制备溶液或药物。优选地，应使用适当的缓冲体系将眼用溶液维持在舒适的pH下。制剂还可以包含常规的药物可接受的防腐剂、稳定剂和表面活性剂。
可以在本文公开的药物组合物中使用的防腐剂包括但不限于：苯扎氯铵、PHMB、氯丁醇、硫柳汞、醋酸苯汞和硝酸苯汞。可用的表面活性剂例如为吐温80。同样地，可以在本文公开的眼用制剂中使用各种可用的介质。这些介质包括但不限于聚乙烯醇、聚维酮、羟丙基甲基纤维素、泊洛沙姆、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和净水。
根据需要或便利性，可以添加张度调节剂。它们包括但不限于：盐，特别是氯化钠、氯化钾；甘露醇和丙三醇，或者任何其它合适的眼睛可接受的张度调节剂。
可以使用用于调节pH的各种缓冲液和方法，只要所得制剂为眼睛可接受的。对于许多组合物，pH为4至9。因此，缓冲液包含醋酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液和硼酸盐缓冲液。可以根据需要使用酸和碱调节这些制剂的pH。
在类似的情况下，眼睛可接受的抗氧化剂包括但不限于焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、乙酰半胖氨酸、丁基化羟基苯甲醚和丁基化羟基甲苯。
可以包含在眼用制剂中的其它赋形剂组分为螯合剂。可用的螯合剂为依地酸二钠，尽管还可以适当地使用或与该依地酸二钠一起使用其它螯合剂。
对于局部应用，使用包含本文公开的化合物的乳膏剂、软膏剂、凝胶、溶液剂或混悬剂等。局部制剂可以通常由药用载体、共溶剂、乳化剂、促渗剂、防腐体系和软化剂组成。
本发明的活性化合物的实际剂量取决于具体的化合物，并且取决于待治疗的疾病状态；合适剂量的选择完全在技术人员所掌握的知识范围内。
方法和治疗
本发明的某些实施方案包括使用包含本文所述的氨基糖苷和氨基糖苷衍生物的化合物和组合物治疗细菌感染的方法。某些方法包括向有需要的个体给予本文公开的化合物、组合物、药物组合物。在某些实施方案中，个体能为动物，例如哺乳动物、人。在某些实施方案中，细菌感染包括本文所述的细菌。从前述中认识到，治疗细菌感染的方法包括对处于细菌感染的风险中的个体预防细菌感染的方法。
其它实施方案包括向有需要的个体给予化合物的组合。组合能包括本文公开的化合物、组合物、药物组合物与另外的药物。另外的药物的实例包括抗菌剂、抗真菌剂、抗病毒剂、抗炎剂和抗过敏剂。
另外的抗菌剂的实例包括氯霉素、四环素类、合成和半合成的青霉素类、β-内酰胺类、喹诺酮类、氟喹诺酮类、大环内酯类抗生素、肽类抗生素和环孢霉素。抗真菌剂的实例包括唑类、二唑类、三唑类、咪康唑、氟康唑、酮康唑、克霉唑、伊曲康唑、灰黄霉素、环吡酮胺、阿莫罗芬、特比萘芬、两性霉素B、碘化钾和氟胞嘧啶(5FC)。抗病毒剂的实例包括阿糖腺苷、阿昔洛韦、更昔洛韦、核苷类似物逆转录酶抑制剂、AZT(齐多夫定)、ddI(地丹诺新)、ddC(扎西他滨)、d4T(司他夫定)、3TC(拉米夫定)、非核苷逆转录酶抑制剂、奈韦拉平、地拉夫定、蛋白酶抑制剂、沙奎那韦、利托那韦、茚地那韦、奈非那韦、利巴韦林、金刚烷胺、金刚乙胺和干扰素。抗炎剂和/或抗过敏剂的实例包括皮质类固醇、非类固醇抗炎药物、抗组胺类、免疫调节剂和免疫抑制剂。
适应症
包含本文所述的氨基糖苷和氨基糖苷衍生物的化合物和组合物能用于治疗细菌感染。能使用本文所述的化合物、组合物和方法治疗的细菌感染能包括广谱细菌。示例性的有机体包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、好氧细菌和厌氧细菌，例如葡萄球菌属(Staphylococcus)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)、八叠球菌属(Sarcina)、埃希氏菌属(Escherichia)、肠杆菌属(Enterobacter)、克雷伯菌属(Klebsiella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、变形杆菌属(Proteus)、弯曲菌属(Campylobacter)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、奈瑟氏菌属(Nisseria)、芽孢杆菌属(Baccillus)、拟杆菌属(Bacteroides)、消化球菌属(Peptococcus)、梭菌属(Clostridium)、沙门氏菌属(Salmonella)、志贺菌属(Shigella)、沙雷菌属(Serratia)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、布鲁菌属(Brucella)和其它有机体。
细菌感染的更多实例包括：铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、食酸假单胞菌、产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌、嗜麦芽窄食单胞菌、洋葱伯克霍尔德氏菌、亲水气单胞菌、大肠埃希氏菌、弗氏柠檬酸杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、志贺氏痢疾杆菌、弗氏志贺氏菌、索氏志贺氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、粘质沙雷氏菌、土拉弗朗西斯菌、摩氏摩根菌、奇异变形杆菌、普通变形杆菌、产碱普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、斯氏普罗威登斯菌、醋酸钙不动杆菌、溶血不动杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌、中间耶尔森氏菌、百日咳杆菌、副百日咳杆菌、支气管败血性博德特氏杆菌、流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血性嗜血杆菌、副溶血嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、多杀巴斯德氏杆菌、溶血性巴斯德氏杆菌、卡他布兰汉氏球菌、幽门螺旋杆菌、胎儿弯曲杆菌、空肠弯曲杆菌、结肠弯曲杆菌、伯氏疏螺旋体、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、嗜肺军团菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、金氏菌属、莫拉克斯氏菌属、阴道嗜血杆菌、脆弱拟杆菌、狄氏拟杆菌、3452A同源群拟杆菌、普通拟杆菌、卵形拟杆菌、多形拟杆菌、单形拟杆菌、埃氏拟杆菌、内脏拟杆菌、艰难梭状芽孢杆菌、结核分枝杆菌、鸟型分枝杆菌、胞内分枝杆菌、麻风分枝杆菌、白喉棒状杆菌、溃疡棒状杆菌、肺炎链球菌、无乳链球菌、化脓性链球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌、中间葡萄球菌、猪葡萄球菌猪亚种、溶血葡萄球菌、人葡萄球菌或者解糖葡萄球菌。
下列实施例进一步描述本发明，并且仅用于示例性描述目的，不应认为是限定。
实施例
一般步骤
用于制备本文所述氨基糖苷的材料可以通过已知方法制备或商业购得。对于技术人员而言，显而易见的是用于制备与本文所要求保护的化合物相关的前体和官能团的方法通常在文献中描述。参考所述文献和本公开内容，技术人员完全有能力制备任何化合物。
应认识到，有机化学领域的技术人员能容易地实施操作而无需进一步指导，即，完全在技术人员所掌握的范围和实践内实施这些操作。这些包括将羰基化合物还原为它们相应的醇、氧化、酰化、芳香取代、亲电反应和亲核反应、醚化、酯化和皂化等。这些操作已在标准的课本中进行讨论，例如March Advanced Organic Chemistry(Wiley),Carey和Sundberg,Advanced Organic Chemistry(整体并入本文作为参考)等。
技术人员将容易地认识到，当分子中的其它官能团被掩蔽或保护时，最好实施某些反应，由此避免任何不期望的副反应和/或由此增加反应产率。技术人员通常利用保护基来实现这样的产率增加或避免不期望的反应。这些反应能在文献中找到或者也完全在技术人员的范围内。许多这些操作的实例能在例如T.Greene和P.Wuts ProtectingGroups in Organic Synthesis(有机合成中的保护基),第4版,John Wiley& Sons(2007)中找到，将其整体内容并入本文作为参考。
提供下列示例性方案以用于指导读者，并且表明制备本文示例性描述的化合物的优选方法。这些方法是非限制性的，并且显而易见的是可以采用其它途径来制备这些化合物。这样的方法具体地包括基于固相的化学，包括组合化学。技术人员完全有能力通过文献和本公开中给出的那些方法来制备这些化合物。在下列描述的合成方案中使用的化合物编号仅表示那些特定方案，并且不应解释为在本申请的其它部分中的相同编号或与其相混淆。
本文使用的商标仅为实例，并且反应在发明时使用的示例性材料。技术人员应认识到，许多变更和制备方法等是能预期的。因此，在它们中使用的实例和商标是非限制性的，并且它们不旨在限定，而是仅为技术人员提供可以如何选择以实施本发明的一个或多个实施方案的例示。
在Bruker NMR光谱仪(Avance TM DRX500,对1H为500MHz)或Varian NMR光谱仪(Mercury 400BB,对1H为400MHz)上，在所指明的溶剂中测量1H核磁共振谱(NMR)。从四甲基硅烷开始的低磁场以百万分率(ppm)表示峰位置。峰多重性如下表示，s：单峰；d：双重峰；t：三重峰；m：多重峰。
根据下列方法之一进行分析HPLC。
方法1：Thermo Finnigan LCQ LC/MS/MS系统；Agilent EclipsePlus C184.6×150mm柱(5μm)，梯度(流动相，A-具有0.01%NH4OH的水，以及B-具有0.01%NH4OH的乙腈)：通过质谱TIC检测，在2mL/min的流速下，在0%乙腈下2分钟，然后在6.4分钟内为0-90%，然后90%持续1.4分钟。
方法2：Applied Biosystems 3200 Q LC/MS/MS系统；SupelcoDiscovery HS F5 15cm×2.1mm柱(5μm)，梯度(流动相，A-具有0.1%TFA的水，以及B-具有0.1%TFA的乙腈)：通过质谱TIC检测，在0.4mL/min的流速下，在5%乙腈下0.01分钟，然后在9分钟内为5-95%。
下列缩写具有如下所指明的含义：
AMG=氨基糖苷
Boc2O=二碳酸二叔丁酯
盐水=饱和氯化钠水溶液
CBz-OSu=N-(苄氧基羰基氧基)琥珀酰亚胺
DBU=1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯
DCC=二环己基碳二亚胺
DCM=二氯甲烷
DMAP=4-(二甲基氨基)-吡啶
DMF=二甲基甲酰胺
DMSO=二甲亚砜
ESIMS=电喷雾质谱法
EtOAc=乙酸乙酯
EtOH=乙醇
HONB-pNZ=N-(4-硝基苄基碳酸酯)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酰亚胺
HOSu=N-羟基琥珀酰亚胺
iPrOH=异丙醇
MeCN=乙腈
MeOH=甲醇
MsCl=甲磺酰氯
NMR=核磁共振
Nos=2-硝基苯磺酰基
pNZ=对硝基苄氧基羰基
p-TsOH=对甲苯磺酸
py=吡啶
RP HPLC=反相高效液相色谱
TBAB=四正丁基溴化胺
TFA=三氟乙酸
THF=四氢呋喃
THP=四氢吡喃基
TMSCN=三甲基氰硅烷
Z=苄氧基-羰基
提供下列示例性方案以用于指导读者，并且共同表示制备本文提供的化合物的示例性方法。该方法不受限制，并且显而易见的是可以采用其它途径来制备这些化合物。
方案1a.
方案1a描述了在乙酸锌的存在下通过首先使庆大霉素C1a或衍生物(I)与N-(4-硝基苄基碳酸酯)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酰亚胺(HONB-pNZ)反应以保护N6’，从而制备氨基糖苷衍生物(XI)的方法。R基团定义如上文所述。在乙酸锌的存在下使用二碳酸二叔丁酯在N2’和N3位进一步保护AMG (II)，然后使用三氟乙酸乙酯来保护N”，产生AMG(IV)。AMG(IV)与R2的酸或醛/酮反应，然后使N”进行氨脱保护，产生了所需的N1取代的AMG (V)。用二碳酸二叔丁酯再保护N3”，然后从N6’除去对硝基苄氧基羰基，产生AMG(VII)。使用2-硝基苯磺酰氯活化N6’，然后使用R4的烃基卤化物处理N6’，产生AMG(IX)。最终使所有的胺脱保护，产生所需的AMG衍生物(XI)。
方案1b.
方案1b描述了制备氨基糖苷衍生物(XI)的可替换方法。R基团定义如上所述。从方案1a中采用AMG(VII)并使用R4的醛来进行还原性胺化，产生N1,N6’取代的受保护的AMG(X)。最终使所有的胺脱保护，产生所需的AMG衍生物(XI)。
方案2.
方案2描述在乙酸锌的存在下通过首先使小诺霉素或衍生物(XII)与二碳酸二叔丁酯反应以保护N2’、N6’和N3来产生AMG(XIII)，从而制备氨基糖苷衍生物(XVI)的方法。R基团定义如上所述。使用三氟乙酸乙酯进行N3”保护，产生AMG(XIV)。AMG(XIV)与R2的酸或醛/酮反应，然后使N3”进行氨脱保护，产生了所需的N1取代的AMG(XV)。最终使所有的胺脱保护，产生所需的AMG衍生物(XVI)。
方案3
方案3描述了在乙酸锌的存在下首先使地贝卡星或衍生物(XVII)与HONB-pNZ反应以保护N6’，从而制备氨基糖苷衍生物(XXV)的方法。R基团定义如上所述。使用二碳酸二叔丁酯和乙酸锌在N2’、N3和N3”位进一步保护AMG(XVIII)，然后与R2的酸或醛/酮反应以产生所需的N1取代的AMG(XX)。从N6’位除去对硝基苄氧基羰基，产生AMG (XXI)。使用2-硝基苯磺酰氯活化N6’，然后使用R4的烃基卤化物处理N6’，产生AMG(XXIII)。最终使所有的胺脱保护，产生所需AMG衍生物(XXV)。
方案4
方案4描述了通过首先使庆大霉素C1a或衍生物(I)与2-硝基苯磺酰氯反应以活化N6’，从而制备氨基糖苷衍生物(XXXV)的方法。R基团定义如上所述。使用二碳酸二叔丁酯在N2’、N3、N1和N3”位进一步保护AMG(XXVI)，然后与R4的烃基卤化物反应产生AMG(XXVIII)。除去全部的4个Boc基团产生AMG(XXIX)。在乙酸锌的存在下用二碳酸二叔丁酯在N2’和N3位选择性保护，产生AMG(XXX)。用三氟乙酸乙酯进行N3”保护，然后与乙酰亚氨酸乙酯(XXXII)反应，产生AMG(XXXIII)。最终使所有的胺脱保护，产生所需的AMG衍生物(XXXV)。
示例性中间体化合物实施例
(4R,5S)-4-(叠氮基甲基)-3-(叔丁氧基羰基)-2,2-二甲基噁唑烷-5-羧酸
XXXIX的合成
XXXIX的合成在方案5和实施例1中描述。
方案5
实施例1
步骤1
将化合物XXXVI(0.23g,0.81mmol)溶解在DCM(20mL)和Et3N(0.12g,1.2mmol)的混合物中，然后冷却至-10°C。在10分钟内分批次添加MsCl(0.13g,1.15mmol)，并且将混合物搅拌额外的4小时。添加冷DCM(20mL)，然后添加水(20mL)和1N HCl(20mL)。将有机相分离，经Na2SO4干燥并蒸发，产生粗制(4R,5S)-3-叔丁基5-甲基-2,2-二甲基-4-((甲基磺酰氧基)甲基)噁唑烷-3,5-二羧酸酯XXXVII(0.30g,0.80mmol,定量)，将其用于下一步骤。C14H25NO8S的ESIMS测得m/z 390(M+Na)。
步骤2
将化合物XXXVII(0.30g,0.80mmol)溶解在DMF(10mL)中，然后加入NBu4Br(0.092g,0.28mmol)，然后添加NaN3(0.15g,2.32mmol)。将混合物在70°C下加热7小时。将水(30mL)加入冷却的反应混合物中，使用EtOAc(3×20mL)对其萃取。将有机相分离，经Na2SO4干燥并蒸发。在硅胶柱(3:1己烷/EtOAc→1:1 己烷/EtOAc)上纯化残渣，从而产生(4R,5S)-3-叔丁基5-甲基4-(叠氮基甲基)-2,2-二甲基噁唑烷-3,5-二羧酸酯XXXVIII(0.078g,0.25mmol,31%)。C13H22N4O5的ESIMS测得m/z 337(M+Na)。
步骤3
将化合物XXXVIII(0.064g,0.21mmol)溶解在MeOH(1mL)，并且添加2M KOH(0.15mL,0.3mmol)溶液。将溶液在室温下搅拌2小时。将溶剂减压蒸发，并且用水处理所得残渣，并用二乙醚萃取。将水相分离，用1N HCl酸化(pH=2)，并且用EtOAc(3×15mL)萃取。将有机相经Na2SO4干燥并蒸发，产生(4R,5S)-4-(叠氮基甲基)-3-(叔丁氧基羰基)-2,2-二甲基噁唑烷-5-羧酸XXXIX(0.057g,0.19mmol,92%)。C12H20N4O5的ESHMS测得m/z 301(M+H)。
(4S,5R)-5-(叔丁氧基羰基氨基)-2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4-羧酸XLIII的
合成
XLIII的合成在方案6和实施例2中描述。
方案6
实施例2
步骤1
将化合物XL(1.11g,2.90mmol)溶解在MeOH(80mL)中，并加入叔丁醇钾(100mg,1mmol)，并且将混合物在室温下保持搅拌过夜。用NH4Cl(0.5g)处理混合物，并且蒸发至干。在硅胶柱(20:1DCM/MeOH)上纯化残渣以产生(2S,3R)3-(叔丁氧基羰基氨基)-2,4-二羟基丁酸甲酯XLI(0.42g,1.68mmol,58%)。C10H19NO6的ESHMS测得m/z 272(M+Na)。
步骤2
将化合物XLI(0.17g,0.69mmol)溶解在具有2,2-二甲氧基丙烷(2mL)和对甲苯磺酸(10mg)的丙酮(10mL)中。将混合物在室温下搅拌1小时，并且用Et3N(3滴)淬灭。将其蒸发至干并且在硅胶柱(4:1己烷/EtOAc)上纯化残渣，以产生(4S,5R)5-(叔丁氧基羰基氨基)-2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4-羧酸甲酯XLII(0.15g,0.50mmol,73%)。C13H23NO6的ESIMS测得m/z 312(M+Na)。
步骤3
将化合物XLII(0.15g,0.50mmol)溶解在THF/H2O/MeOH(10/5/5体积,20mL)的混合物中，并且添加LiOH x H2O(50mg,1.20mmol)，将混合物在室温下保持搅拌过夜。将反应混合物用水(10mL)稀释并且用10%柠檬酸酸化直至pH=3。将混合物用氯仿萃取。将有机相经Na2SO4干燥并且蒸发至干，产生(4S,5R)-5-(叔丁氧基羰基氨基)-2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4-羧酸XLIII(0.12g,0.43mmol,90%)。C12H21NO6的ESIMS测得m/z 274(M-H)。
(4S,5R)-5-(叠氮基甲基)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-羧酸XLVII的合成
XLVII的合成在方案7和实施例3中描述。
方案7
实施例3
步骤1-3
制备过程能在实施例1中得到。分离得到固体形式的最终化合物XLVII为。C7H11N3O5的ESIMS测得m/z 224(M+H)。
(S)-5-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)-2-羟基戊酸LI的合成
LI的合成在方案8和实施例4中描述。
方案8
实施例4
步骤1
用氩气吹扫(S)-12,12-二甲基-3,10-二氧代-1-苯基-2,11-二氧杂-4,9-二氮杂十三烷-8-羧酸XLVIII(7.60g,20.7mmol)的MeOH(200mL)溶液，然后加入10%Pd/C催化剂(0.15g)。用氢气吹扫烧瓶，并且将反应混合物在室温下及大气压下搅拌18小时。将混合物通过硅藻土(Celite)过滤，并且滤液浓缩至干以获得(S)-5-氨基-2-(叔丁氧基羰基氨基)戊酸XLIX(4.48g,19.3mmol,93%)，将其无需纯化而用于下一步。
步骤2
向(S)-5-氨基-2-(叔丁氧基羰基氨基)戊酸XLIX(6.64g,28.6mmol)的DMF(150mL)溶液加入邻苯二甲酸酐(4.3g,29.0mmol)。将混合物放置在紧密封闭的安瓿中，并且在120°C下加热24小时。在反应完成后，将溶剂在真空下蒸发，并且使残留物在硅胶上实施柱色谱法(100:1DCM:MeOH→10:1 DCM:MeOH)，产生(S)-2-(叔丁氧基羰基氨基)-5-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)戊酸L(8.92g,24.6mmol,86%)。C18H22N2O6的ESIMS测得m/z 361(M-H)-。
步骤3
(S)-2-(叔丁氧基羰基氨基)-5-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)戊酸L(1.45g,4.0mmol)的二氯乙烷(25mL)溶液冷却至0°C。一次添加三氟乙酸，并且使混合物升温至室温并搅拌2小时。将混合物浓缩至干，与水(18.5mL)、HOAc(9.5mL)和NaNO2水溶液(1.2g，在25mL H2O中)混合。在15分钟之后，添加另外一份HOAc(14mL)，并且将混合物在室温下搅拌18小时。将反应混合物浓缩至干。将残留物溶解在水(100mL)中，并且通过加入10%HCl水溶液将pH调节至1，并且用二乙醚(5×100mL)萃取溶液。将有机相经Na2SO4干燥，并且在减压下浓缩至干，产生(S)-5-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)-2-羟基戊酸LI(0.98g,3.73mmol,93%)。C13H13NO5的ESIMS测得m/z 262(M-H)-。
1-(叔丁氧基羰基)-3-羟基吖丁啶-3-羧酸LIII的合成
LIII的合成在方案9和实施例5中描述。
方案9
实施例5
步骤1-3
在氩气气氛下，向3-氧代吖丁啶-1-羧酸叔丁酯LII(2.0g,11.7mmol)的THF(50mL)溶液中加入ZnI2(0.11mg,催化剂)，然后加入TMSCN(1.62g,16.4mmol)。将混合物在室温下搅拌18小时，并且在减压下浓缩至干。将残留物溶解在EtOAc(100mL)中，用NaHCO3水溶液和水洗涤，然后浓缩至干。将残留物溶解在HOAc(25mL)中，并且用浓HCl水溶液(25mL)处理。将混合物在回流下加热3小时，并且浓缩至干。将残留物溶解在iPrOH(20mL)中，并且添加2M NaOH(20mL)水溶液，然后添加Boc2O(1.66g,8.0mmol)。用旋转蒸发除去iPrOH，然后将水(30mL)加入残留物中，并且用Et2O(2×30mL)萃取混合物。用1N HCl水溶液将水相酸化至pH=2，并且用EtOAc (3×30mL)萃取。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并在减压下浓缩。将粗产物在硅胶上通过柱色谱法(100%EtOAc→1:1 EtOAc:MeOH)纯化，产生1-(叔丁氧基羰基)-3-羟基吖丁啶-3-羧酸LIII(0.17g,0.79mmol,7%)。C9H15NO5的ESIMS实测m/z 216(M-H)-。
(S)-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基4-甲基苯磺酸酯LV的合成
LV的合成在方案10和实施例6中描述。
方案10
实施例6
步骤1
在0°C下，向(R)-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲醇LIV(23.1g,0.175mol)的吡啶(150mL)溶液中分批加入对甲苯磺酰氯(44.5g,0.23mol)。将混合物在0°C下搅拌7小时，并且放置在冰箱中18小时。添加Et2O(150mL)并且用1N HCl水溶液(5×150mL)洗涤混合物。用NaHCO3水溶液(150mL)和水(150mL)洗涤有机层。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并真空下浓缩并干。在硅胶上通过柱色谱(1:1 Et2O:己烷)纯化粗产物，得到(S)-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基4-甲基苯磺酸酯LV(42.1g,0.15mol,84%)。
2,4-二硝基苯磺酸2-氟乙酯LVII的合成
LVII的合成在方案11和实施例7中描述。
方案11
实施例7
步骤1
在-10°C下，向2-氟乙醇(1.28g,20mmol)的2,6-二甲基吡啶(20mL)溶液中分批加入2,4-二硝基苯-1-磺酰氯LVI(4.91g,18.7mmol)。形成沉淀，因而向反应混合物加入CHCl3(50mL)从而确保有效搅拌。在10分钟之后，用冷10%HCl水溶液(150mL)和水(2×50mL)洗涤混合物。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并减压浓缩。在硅胶上通过柱色谱法(1:2EtOAc:己烷)纯化粗产物，从而得到2,4-二硝基苯磺酸2-氟乙酯LVII(1.44g,4.90mmol,24%)。
(S)-3-(1,2-双(叔丁氧基羰基)肼基)-2-羟基丙酸LX的合成
LX的合成在方案12和实施例8中描述。
方案12
实施例8
步骤1
将(S)-环氧乙烷-2-羧酸钾LVIII(0.63g,5mmol)和水合肼(2.57g,51mmol)在95°C下加热3天。除去肼和水，并且将残留物在40°C下真空干燥，产生(S)-3-肼基-2-羟基丙酸钾LIX(0.75g)，将其无需纯化而用于下一步。C3H7N2O3K的ESIMS测得m/z119(M)-。
步骤2
在室温下，向(S)-3-肼基-2-羟基丙酸钾LIX(0.74g,4.7mmol)的甲醇(10mL)溶液滴加Boc2O(3.2g,14.6mmol)的MeOH(5mL)溶液。在30分钟之后，用KOH将pH调节至9，并且将混合物搅拌18小时。将其蒸发至干，并且在水(10mL)和二乙醚(10mL)之间分配。用二乙醚(10mL)和EtOAc(10mL)另外萃取水相，然后用1N HCl酸化，直至pH=2。用EtOAc(3×10mL)对其萃取。用水洗涤合并的有机萃取物，经Na2SO4干燥，并且浓缩，产生(S)-3-(1,2-双(叔丁氧基羰基)肼基)-2-羟基丙酸LX(0.99g,3.1mmol,基于两个步骤为66%)。C13H24N2O7的ESIMS测得m/z 319(M-H)-。
示例性化合物实施例
(2S)-4-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟
基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,5R)-3,5-二羟基
-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基
丁酰胺1的合成
1的示例性合成在方案13和实施例9中描述。
方案13
实施例9
步骤1
将庆大霉素C1a(LXI)(100.0g,90%的含量,0.20mol)溶解在甲醇(1.0L)中。在室温下添加Zn(OAc)2x2H2O(145g,0.66mol)，并且将混合物搅拌18小时，此后，滴加HONB-pNZ(71.6g,0.20mol)的DCM(0.5L)溶液。将其在室温下搅拌18小时。将混合物在减压下浓缩。用氨水(2.4L)和DCM(0.9L)的混合物处理残留物，并且搅拌0.5小时。丢弃有机相，同时用氯化钠使水相饱和，并且用DCM:iPrOH(7:3)混合物(8×0.8L,通过TLC监测来控制过程)萃取。将有机萃取物浓缩至干，并且在硅胶柱(5:1DCM:MeOH→20:l MeOH/NH3)上纯化残留物，产生((2S,5R,6R)-5-氨基-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-4,6-二氨基-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基环己氧基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基甲酸4-硝基苄酯LXII(51.6g,82mmol,41%的产率)。C27H44N6O11的ESIMS测得m/z629(M+H)。
步骤2
将化合物LXII(10.43g,16.6mmol)溶解在MeOH(200mL)中。在室温下添加Zn(OAc)2x2H2O(11.0g,50mmol)，并且将混合物搅拌18小时，此后，制备Boc2O(8.63g,41.5mmol)和DMAP(100mg)的THF(80mL)溶液，并滴加至上述反应混合物中。将反应在室温下搅拌18小时。将混合物在减压下浓缩。用乙醇(50mL)和氨水(25mL)处理残留物，并且搅拌0.5小时。将混合物蒸发至干，用水(100mL)处理并用DCM(3×100mL)萃取。将有机萃取物在Na2SO4上干燥，浓缩并且在硅胶柱上(100%MeOH→10:1 MeOH/NH3)纯化残留物，产生((2S,5R,6R)-6-((1R,2R,3S,4R,6S)-4-氨基-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基环己氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基甲酸4-硝基苄酯LXIII(9.62g,11.6mmol,70%的产率)。C37H60N6O15的ESIMS测得m/z829(M+H)。
步骤3
将化合物LXIII(26.9g,32.5mmol)溶解在DMSO(160mL)中，并且添加CF3CO2Et(5.10g,35.7mmol)。将混合物在室温下搅拌1小时。将反应混合物倒入水(350mL)和盐水(30mL)中。用EtOAc(5×100mL)萃取混合物。用5%NaCl水溶液洗涤有机萃取物，在Na2SO4上干燥并且浓缩至干，从而获得粗制((2S,5R,6R)-6-((1R,2R,3S,4R,6S)-4-氨基-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(2,2,2-三氟-N-甲基乙酰胺基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基环己氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基甲酸4-硝基苄酯LXIV(28.5g)。C39H59N6O16F3的ESIMS测得m/z 925(M+H)。
步骤4-5
将化合物LXIV(1.36g,6.2mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(0.71g,6.2mmol)溶解在THF(50mL)中。在室温下，用DCC(1.28g,6.1mmol)处理溶液并且搅拌1.5小时，同时形成沉淀物。将固体滤除，并且将澄清溶液加入(S)-4-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基丁酸LXV(2.53g,2.74mmol)[Tetrahedron Letters(2002),43(48),8693-8696]溶解在吡啶(65mL)中的溶液。将混合物在室温下保持搅拌18小时，然后浓缩至干。将所得黄色泡沫溶解在MeOH(25mL)，用氨水(25mL)处理，并且搅拌4小时。将混合物浓缩至干，并且将固体残留物LXVI溶解在DMF(15mL)中。用Et3N(0.42g,4.2mmol)处理溶液，并且添加Boc2O(1.20g,5.5mmol)的DMF(2mL)溶液。将混合物在室温下搅拌18小时。添加水(20mL)和NaCl，直至饱和。用EtOAc(3×30mL)萃取混合物，并且随后用DCM(2×20mL)萃取。将合并的有机萃取物经Na2SO4干燥，并浓缩至干。将残留物在硅胶柱上(100%CHCl3→9:1CHCl3/EtOH)纯化，从而获得((2S,5R,6R)-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-((甲基)叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基-4-((S)-2-羟基-4-(叔丁氧基羰基氨基)丁酰胺基)环己氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基甲酸4-硝基苄酯LXVII(1.75g,1.55mmol,56%的产率)。C51H83N7O21的ESIMS测得m/z 1152(M+Na)。
步骤6
将化合物LXVII(1.86g,1.65mmol)溶解在EtOH(40mL)和水(24mL)的混合物中，并且添加Na2S2O4(1.0g,6.0mmol)，然后添加NaOH(0.35g,8.7mmol)的水(8.0mL)溶液。将混合物在70°C下加热2小时。蒸发EtOH，添加更多的水(25mL)，并用EtOAc(3×25mL)萃取混合物，用5%NaOH水溶液和水洗涤合并的有机萃取物。将溶液经Na2SO4干燥并蒸发至干，从而产生粗制(2R,3R,6S)-6-(氨基甲基)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-4-((甲基)叔丁氧基羰基氨基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)-4-((S)-4-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基丁酰胺基)-2-羟基环己氧基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXVIII(1.34g)。C43H78N6O17的ESIMS测得m/z 951(M+H)。
步骤7
将化合物LXVIII(0.56g,0.59mmol)溶解在MeOH(20mL)和HOAc(0.1mL)中。添加溶解在MeOH(5mL)中的苯甲酸2-氧代乙酯LXIX[Tetrahedron(2009),65(11),2344-2350](0.077g,0.47mmol)，然后添加NaBH3CN(0.06g,0.94mmol)。将混合物在室温下保持搅拌3小时，然后蒸发至干。用EtOAc(15mL)处理残留物，并且用NaHCO3水溶液(10mL)洗涤溶液。将有机相经Na2SO4干燥并浓缩。使用0-90%水(0.1%甲酸)/MeOH(0.1%甲酸)梯度，通过在Titan 150×50mm 10μm柱上实施RP HPLC来纯化粗制LXX，产生2-(((2S,5R,6R)-5-(叔丁氧基羰基氨基)-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-4-((甲基)叔丁氧基羰基氨基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)-4-((S)-4-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基丁酰胺基)-2-羟基环己氧基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基)乙基苯甲酸酯LXX(58.3mg,0.053mmol,9%的产率)。C52H86N6O19的ESIMS测得m/z 1099.4(M+H)。
步骤8
将化合物LXX(58.3mg,0.053mmol)溶解在6%NaOH的MeOH(4mL)中并在室温下搅拌30分钟。使用1N HCl将溶液调节至pH 7，然后添加盐水(5mL)。用DCM(3×)萃取该溶液，经MgSO4干燥，在真空下蒸发至干，并且在硅胶柱(100%DCM→5:1DCM/MeOH)上纯化，从而制备(2R,3R,6S)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-4-((甲基)叔丁氧基羰基氨基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)-4-((S)-4-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基丁酰胺基)-2-羟基环己氧基)-6-((2-羟基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXI(27.9mg,0.03mmol,52.9%的产率)。C45H82N6O18的ESIMS测得m/z995.4(M+H)。
步骤9
向化合物LXXI(27.9mg,0.03mmol)添加30%TFA/DCM(2mL)，并且将混合物搅拌3小时。在真空下除去溶剂，并且将所得固体从水/乙腈中冻干，从而制备(S)-4-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基丁酰胺1(22.2mg,0.02mmol,70%的产率)。C25H50N6O10的ESIMS测得m/z595.2(M+H)。HPLC保留时间5.22分钟(方法1)。
(S)-3-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟
基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟
基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟
基丙酰胺2的合成
2的示例性合成在方案14和实施例10中描述。
方案14
实施例10
步骤1
向庆大霉素Cla(LXI)(20.0g,90%的含量,0.04mol)的MeOH(400mL)溶液加入Et3N(4.5g,0.045mol)，并且将混合物冷却至-60°C。滴加2-硝基苯磺酰氯(9.9g,0.045mol)的DCM(80mL)。将混合物在室温下搅拌18小时，此后，使其在减压下浓缩。将残留物在硅胶柱上进行色谱分析(5:1DCM:MeOH→10:l MeOH/NH3)，从而产生N-((2S,5R,6R)-5-氨基-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-4,6-二氨基-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基环己氧基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基)-2-硝基苯磺酰胺LXXII(10.1g,0.015mol,40%的产率)。C25H42N6O11S的ESIMS测得m/z 635(M+H)。
步骤2
在室温下，向化合物LXXII(17.4g,27.5.mmol)的MeOH(350mL)溶液添加Zn(OAc)2x2H2O(15.1g,68.8mmol)。将混合物搅拌1小时，此后，向反应混合物中滴加Boc2O(12.5g,57.5mmol)的THF(100mL)溶液。将反应在室温下搅拌18小时。在减压下浓缩混合物，溶解在DCM(500mL)中，用10%氨水(100mL)处理，并且搅拌0.5小时。将有机相分离，并且用10%氨水(4×100mL)和水(100mL)萃取。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并蒸发至干，从而产生(2R,3R,6S)-2-((1R,2R,3S,4R,6S)-4-氨基-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-6-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-6-((2-硝基苯基磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXIII(14.6g,17.5mmol,63%的产率)。C35H58N6O15S的ESIMS测得m/z 835(M+H)。
步骤3
向化合物LXXIII(20.2g,24.2mmol)的DMSO(100mL)溶液中加入CF3COOEt(2.85mL,24.0mmol)。在室温下搅拌混合物1.5小时。将反应混合物倾入水(300mL)和盐水(30mL)中，然后用EtOAc(5×100mL)萃取。用5%的NaCl水溶液洗涤有机萃取物，经Na2SO4干燥，并且浓缩至干。将残留物溶解在吡啶(150mL)中。将(S)-3-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基丙酸LXXIV(8.43g,41.1mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(4.73g,41.1mmol)溶解在THF(150mL)中，并且冷却至0°C。用DCC(8.47g,41.1mmol)处理溶液，升温至室温，并且搅拌3小时，同时形成沉淀物。将固体滤除，并且将活性酯的澄清溶液添加至上述吡啶溶液中。将混合物在室温下搅拌3小时，然后浓缩至干。将所得黄色泡沫溶解在甲醇(120mL)中，用氨水(50mL)处理，并且搅拌1小时。将混合物浓缩至干，并且将残留物溶解在EtOAc(300mL)中，用盐水洗涤，经Na2SO4干燥，过滤并且在真空下蒸发。将残留物溶解在MeOH(120mL)中。添加Et3N(5mL,36.0mmol)，然后添加Boc2O(7.5g,34.4mmol)。在室温下，将混合物保持搅拌18小时。将混合物蒸发至干，用水洗涤残留物，并且经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将粗制产物在硅胶柱(50:1DCM:MeOH→15:1 DCM:MeOH)上纯化，从而获得(2R,3R,6S)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-((S)-2-羟基-3-叔丁氧基羰基氨基丙酰胺基)-6-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-6-((2-硝基苯基磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXV(18.1g,16.1mmol,66%的产率)。C48H79N7O21S的ESIMS测得m/z 1122(M+H)。
步骤4
向化合物LXXV(18.0g,16.0mmol)的MeCN(100mL)溶液中添加2-(2-溴乙氧基)四氢-2H-吡喃(16.9g,81.2mmol)、K2CO3(11.4g,82.6mmol)和nBu4NBr(0.85g,2.6mmol)。将混合物在60°C下加热24小时。在反应完成之后，将溶剂蒸发，并且将残留物溶解在EtOAc中，并且用水洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将残留物在硅胶柱上进行色谱分析(2:1EtOAc:DCM→20:1EtOAc:MeOH)，从而获得(2R,3R,6S)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-((S)-2-羟基-3-叔丁氧基羰基氨基丙酰胺基)-6-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-6-((2-硝基-N-(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)苯基磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXVI(10.2g,8.16mmol,50%的产率)。C55H91N7O23S的ESIMS测得m/z 1250(M+H)。
步骤5
向化合物LXXVI(14.5g,11.6mmol)的MeCN(230mL)溶液添加2-巯基乙醇(4.57g,63.0mmol)，然后添加DBU(3.97g,26mmol)。在室温下，将混合物搅拌2.5小时。将溶剂蒸发，并且将残留物在水(60mL)和EtOAc(200mL)之间分配。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将残留物在硅胶柱上进行色谱分析(9:1 EtOAc:MeOH→4:1EtOAc:MeOH)，从而获得(2R,3R,6S)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-((S)-2-羟基-3-叔丁氧基羰基氨基丙酰胺基)-6-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-6-((2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXVII(8.9g,8.36mmol,72%的产率)。C49H88N6O19的ESIMS测得m/z 1065(M+H)。
步骤6
将化合物LXXVII(9.86g,9.27mmol)溶解在30%TFA/DCM(500mL)中，并且搅拌2小时。将溶剂在真空下除去，并且将残留物用乙醚研磨，过滤，产生TFA盐LXXVIII。使水溶液经过Amberlite IRA 400(氢氧化物形式)树脂柱来中和所得固体。在减压下除去溶剂，并且将固体从水/乙腈中冻干，从而制备(S)-3-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基丙酰胺2(4.73g,8.16mmol,88%的产率)。C24H48N6O10的ESIMS测得m/z 581.2(M+H)。HPLC保留时间4.36分钟(方法2)。
(2S,3R)-3,4-二氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基
-6-(氨基甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-
甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基丁酰
胺3的合成
3的示例性合成在方案15和实施例11中描述。
方案15
实施例11
步骤1-3
制备过程能在实施例9中得到。
步骤4
在氩气下，将化合物LXXXI(0.034g,0.033mmol)溶解在MeOH(10mL)中，然后添加5%Pd/C催化剂(10mg)。用H2冲刷烧瓶，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。通过硅藻土垫进行过滤而除去催化剂，并且浓缩滤液。将残留物在硅胶柱(2:1己烷/EtOAc→100%EtOAc)上纯化，从而制备(4R,5S)4-(氨基甲基)-5-((1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-(叔丁氧基羰基氨基)-4-((2R,3R,6S)-3-(叔丁氧基羰基氨基)-6-((叔丁氧基羰基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己基氨基甲酰基)-2,2-二甲基噁唑烷-3-羧酸叔丁酯LXXXII(0.016g,0.015mmol,48%的产率)。C46H83N7O17的ESIMS测得m/z1006(M+H)。
步骤5
制备步骤在实施例9中得到。以三氟乙酸盐形式将最终化合物3分离。C23H47N7O9的ESIMS测得m/z566(M+H)。HPLC保留时间4.95分钟(方法1)。
(2S)-4-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2,3-
二羟基丙氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二
羟基-5-甲基-4-(甲氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟
基丁酰胺8的合成
8的示例性合成在方案16和实施例12中描述。
方案16
实施例12
步骤1
向来自实施例9的化合物LXVIII(12.9g,15.3mmol)的THF(50mL)溶液中添加NaHCO3(5.8g,68.8mmol)。将混合物冷却至0°C，并且滴加2-硝基苯磺酰氯(3.9g,17.6mmol)的THF(30mL)溶液。将混合物在室温下搅拌18小时。将混合物浓缩，溶解在EtOAc(200mL)中，并且用水洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将残留物在硅胶柱上通过柱色谱法(100%DCM→1:1 DCM:MeOH)纯化，从而制备(2R,3R,6S)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-((S)-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基丁酰胺基)-6-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-6-((2-硝基苯基磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXXII(12.6g,11.1mmol,73%的产率)。C49H81N7O21S的ESIMS测得m/z 1136(M+H)。
步骤2
向冷却至-60°C的化合物LXXXII(1.13g,1.0mmol)的DMF(5mL)溶液中添加NaH(0.044g,1.1mmol)。移除冷却浴并使混合物升温至室温。在混合物变得均匀之后，添加(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基4-甲基苯磺酸酯LXXXIII(0.71g,2.5mmol)，然后添加KI(催化剂)。将混合物在100°C下加热3天。将混合物浓缩，并且载硅胶柱上通过柱色谱法(50:1DCM:MeOH→30:1 DCM:MeOH)纯化，从而获得(2R,3R,6S)-2-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-((S)-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基丁酰胺基)-6-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-6-((N-((2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基)-2-硝基苯磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-3-基氨基甲酸叔丁酯LXXXIV(0.48g,0.38mmol,38%的产率)。C55H91N7O23S的ESIMS测得m/z 1250(M+H)。
步骤3-4
制备步骤能在实施例10中得到。以三氟乙酸盐形式将最终化合物8分离(0.13g,0.11mmol,对于两步的产率为29.5%)。C26H52N6O11的ESIMS测得m/z 625(M+H)。HPLC保留时间4.10分钟(方法2)。
(2S,3R)-3-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基
-6-(氨甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲
基-4-(甲氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2,4-二羟基丁酰
胺20的合成
20的示例性合成在方案17和实施例13中描述。
方案17
制备步骤在实施例9中得到。以三氟乙酸盐形式将最终化合物20分离。C23H46N6O10的ESIMS测得m/z 567(M+H)。HPLC保留时间5.01分钟(方法1)。
(2S,3R)-4-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基
-6-(氨基甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-
甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2,3-二羟基
丁酰胺21的合成
21的示例性合成在方案18和实施例14中描述。
方案18
实施例14
步骤1-2
制备步骤能在实施例9中得到。
步骤3
在氩气下，将化合物LXXXVI(0.30g,0.32mmol)溶解在MeOH(20mL)中，并且添加5%Pd/C催化剂(25mg)。添加Boc2O(0.15g,0.70mmol)，并且用H2冲刷烧瓶，将反应混合物在室温下搅拌过夜。通过硅藻土垫进行过滤而除去催化剂，并且浓缩滤液。将残留物在硅胶柱(2:1己烷/EtOAc→100%EtOAc)上纯化，从而获得((2S,5R,6R)-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((4S,5R)-2,2-二甲基-5-((叔丁氧基羰基氨基)甲基)-1,3-二氧戊环-4-甲酰胺基)-2-羟基-6-(叔丁氧基羰基氨基)环己氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基甲酸叔丁酯LXXXVI(0.27g,0.24mmol,75%的产率)。C51H90N6O20的ESIMS测得m/z 1130(M+Na)。
步骤4
制备步骤在实施例9中得到。以三氟乙酸盐形式将最终化合物21分离。C23H46N6O10的ESIMS测得m/z 567(M+Na)。HPLC保留时间4.82分钟(方法1)。
按照上述实施例6所述的制备步骤来制备下列化合物。
(2S,3R)-4-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((甲基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2,3-二羟基丁酰胺23。C24H48N6O10的ESIMS测得m/z 581(M+H)。HPLC保留时间5.28分钟(方法1)。
N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-(氨基甲基)四氢
-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R，4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)
四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基乙脒(acetimidamide)22
的合成
22的示例性合成在方案19和实施例15中描述。
方案19
实施例15
步骤1-2
将化合物LXXX(0.50g,0.59mmol)溶解在MeOH(15mL)中，并且用Et3N(0.30g,2.95mmol)处理，然后用2-羟基亚氨逐乙酸乙酯LXXXVIII[Archiv der Pharmazie(1998),321,45-49，以其整体并入本文作为参考](0.42g,2.95mmol)处理。将混合物在室温下搅拌3天。添加氨水(10mL)，并且将混合物搅拌4小时。将混合物浓缩至干，并且将残留物在硅胶柱(20:1 EtOAc/MeOH→4:1 EtOAc/MeOH)上纯化。将包含LXXXIX的部分(0.34g)通过溶解在DCM(10mL)中并用水萃取而进一步纯化。将有机相经Na2SO4干燥并浓缩。用二乙醚处理固体，过滤并且干燥，产生((2S,5R,6R)-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氨基)-2-羟基-4-(2-羟基乙脒基)-6-(叔丁氧基羰基氨基)环己氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基氨基甲酸叔丁酯LXXXIX(0.17g,0.21mmol,36%的产率)。
步骤3
制备步骤在实施例9中得到。以三氟乙酸盐形式将最终化合物22分离。C21H42N6O8的ESIMS测得m/z 507(M+H)。
(S)-5-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟
乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基
-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基
戊酰胺40的合成
40的示例性合成在方案20和实施例16中描述。
方案20
实施例16
步骤1
制备步骤能在实施例9步骤3中得到。
步骤2-4
制备步骤能在实施例9步骤4-5中得到，其中化合物LXV、HOSu和DCC被CBz-Su替代，从而得到化合物XC(2.66g,58%的产率)。
步骤5
向化合物XC(3.22g,3.0mmol)的DMF(15mL)溶液中添加K2CO3(2.05g,14.8mmol)和Et4NI(0.73g,2.83mmol)。将混合物在室温下搅拌20分钟，然后添加2-(2-溴乙氧基)四氢-2H-吡喃(3.25g,15mmol)。将混合物在室温下搅拌48小时。添加水(15mL)并且用EtOAc(3×15mL)萃取混合物。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将产物在硅胶上通过柱色谱法(100% DCM→20:1 DCM/MeOH)纯化，产生含有残留物2-(2-溴乙氧基)四氢-2H-吡喃的(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((2R,3R,6S)-3-(叔丁氧基羰基氨基)-6-((2-硝基-N-(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)苯磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯XCI(3.54g)。
步骤6
制备步骤能在实施例10步骤5中得到。由化合物XCI(3.50g,含有2-(2-溴乙氧基)四氢-2H-吡喃)获得(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基-4-((2R,3R,6S)-3-叔丁氧基羰基氨基-6-((2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己基氨基甲酸苄酯(1.80g,1.78mmol,从XC开始的产率为59%)。C49H81N5O17的ESIMS测得m/z 1012(M+H)。
步骤7
向(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基-4-((2R,3R,6S)-3-叔丁氧基羰基氨基-6-((2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己基氨基甲酸苄酯(1.78g,1.76mmol)的MeOH(7mL)溶液中添加Et3N(0.27g,2.65mmol)，然后添加Boc2O(0.49g,2.24mmol)的MeOH(1mL)溶液。将混合物在室温下搅拌18小时。将混合物浓缩至干，并且将残留物溶解在EtOAc(30mL)，用水(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。粗产物硅胶柱上通过柱色谱法(4:1 EtOAc:己烷)纯化，产生(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基-4-((2R,3R,6S)-3-叔丁氧基羰基氨基-6-((N-(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己基氨基甲酸苄酯XCII(1.70g,1.53mmol,87%的产率)。C54H89N5O19的ESIMS测得m/z 1134(M+Na)。
步骤8
向在氩气吹扫下的化合物XCII(1.69g,1.52mmol)的MeOH(30mL)溶液中添加10%Pd/C催化剂(0.18g)。用氢气吹扫烧瓶，并且在室温下，在大气压下搅拌18小时。混合物通过硅藻土进行过滤，并且将滤液浓缩，产生(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2R,3R,4S,6R)-6-氨基-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基-3-((2R,3R,6S)-3-叔丁氧基羰基氨基-6-((N-(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯XCIII(1.42g,1.45mmol,95%的产率)。C46H83N5O17的ESIMS测得m/z 978(M+H)。
步骤9
在0°C下，向化合物XCIII(0.22g,0.85mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(0.10g,0.85mmol)的THF(5mL)溶液中添加DCC(0.17g,0.85mmol)。使混合物升温至室温，并且搅拌1.5小时，同时形成沉淀物。固体通过滤过而除去，并且将活性酯的澄清溶液添加至(S)-5-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)-2-羟基戊酸LI(0.48g,0.50mmol)的吡啶(4mL)溶液。将混合物在室温下搅拌18小时，然后浓缩至干。将残留物溶解在DCM(30mL)中，并且用水洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并用旋转蒸发仪浓缩。将粗产物硅胶柱上通过柱色谱法(100%EtOAc→9:1EtOAc/MeOH)纯化，产生(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2S,3R,4S,6R)-6-((S)-5-(1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)-2-羟基戊酰胺基)-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基-3-((2R,3R,6S)-3-叔丁氧基羰基氨基-6-((N-(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯XCIV(0.45g,0.36mmol,73%的产率)。C59H94N6O21的ESIMS测得m/z 1245(M+Na)。
步骤10
向化合物XCIV(0.17g,0.14mmol)的EtOH(1.0mL)溶液中添加肼(2滴)。将混合物在回流下加热1.5小时，在此期间形成沉淀物并且混合物变黄。将混合物浓缩至干，并且将残留物溶解在EtOAc(15mL)中，并用水洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并在减压下浓缩。将粗产物在硅胶柱上通过柱色谱法(100% MeOH→10:1 MeOH/NH4OH)纯化，产生(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2S,3R,4S,6R)-6-((S)-5-氨基-2-羟基戊酰胺基)-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基-3-((2R,3R,6S)-3-叔丁氧基羰基氨基-6-((N-(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯XCV(0.068g,0.06mmol,44%的产率)。C51H92N6O19的ESIMS测得m/z 1293(M+H)。
步骤11
在-20°C下，向化合物XCV(0.068g,0.062mmol)的二氯乙烷(2mL)溶液中添加TFA(0.7mL)，然后添加水(3滴)。将混合物搅拌1.5小时并使其升温至室温。将混合物浓缩至干，并且将所得的浓稠的油用二乙醚(5mL)处理。通过过滤除去所得沉淀物，并且用二乙醚洗涤并干燥，产生三氟乙酸盐形式的(S)-5-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基戊酰胺40(0.073g,0.06mmol,定量产率)。C26H52N6O10的ESIMS测得m/z 609(M+H)。
(S)-N-((1R，2S，3S，4R，5S)-5-氨基-4-((2R，3R，6S)-3-氨基-6-((2-羟基乙基
氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲
基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-3-肼基-2-羟
基丙酰胺41的合成
41的示例性合成在方案21和实施例17中描述。
方案21
实施例17
步骤1-4
制备步骤能在实施例9步骤3-5中得到，除了在DMF中而不是在MeOH中完成最终的N-3”氮的Boc保护。获得1-((S)-3-((1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-4-(叔丁氧基羰基(甲基)氨基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)-4-((2R,3R,6S)-3-(叔丁氧基羰基氨基)-6-((2-硝基苯磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基氨基)-2-羟基-3-氧代丙基)肼-1,2-二羧酸二叔丁酯XCVII(1.09g,0.88mmol,51%的产率)。C53H88N8O23S的ESIMS测得m/z 1259(M+Na)。
步骤5
向化合物XCVII(0.63g,0.51mmol)的MeCN(1.5mL)溶液中添加DBU(0.031g,0.20mmol)，然后添加环氧乙烷(4.0mL)。在室温下，将混合物搅拌24小时。在反应结束之后，将其蒸发至干，并且将残留物溶解在EtOAc(15mL)中，并用水洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将粗产物在硅胶上通过柱色谱法(100%EtOAc)上纯化，从而制备1-((S)-3-((1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-4-(叔丁氧基羰基(甲基)氨基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)-4-((2R,3R,6S)-3-(叔丁氧基羰基氨基)-6-((N-(2-羟基乙基)-2-硝基苯磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基氨基)-2-羟基-3-氧代丙基)肼-1,2-二羧酸二叔丁酯XCVIII(0.20g,0.15mmol,30%的产率)。C55H92N8O24S的ESIMS测得m/z 1303(M+Na)。
步骤6-7
制备步骤能在实施例10步骤5-6中得到。由化合物XCVIII(0.19g,0.15mmol)获得三氟乙酸盐形式的(S)-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-3-肼基-2-羟基丙酰胺41(0.066g,0.056mmol,对于两步的产率为80%)。C24H49N7O10的ESIMS测得m/z 596(M+H)。HPLC保留时间4.21分钟(方法2)。
N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟乙基氨基)甲
基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R，4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲
基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-3-羟基吖丁啶-3-甲酰
胺43的合成
43的示例性合成在方案22和实施例18中描述。
方案22
实施例18
步骤1
在0°C下，向3-羟基-1-(氧代硼烷基)吖丁啶-3-羧酸LIII(0.16g,0.74mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(0.11g,1.0mmol)的THF(5mL)溶液中添加DCC(0.21g,1.0mmol)。使混合物升温至室温，并且搅拌1.5小时，在此期间形成沉淀物。将固体通过过滤而除去，并且向溶解在吡啶(10mL)中的化合物XCIII(0.49g,0.50mmol)溶液添加活性酯的澄清溶液。使混合物在室温下搅拌18小时，然后浓缩至干。将残留物溶解在EtOAc(30mL)中，并且用水(30mL)洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并在真空下浓缩并干燥。将粗产物在硅胶上通过柱色谱法(100% EtOAc→10:1 EtOAc/MeOH)纯化，产生3-((1R,2S,3S,4R,5S)-4-((2R,3R,6S)-6-((叔丁氧基羰基(2-(四氢-2H-吡喃-2-基氧基)乙基)氨基)甲基)-3-(叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-4-(叔丁氧基羰基(甲基)氨基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-5-(叔丁氧基羰基氨基)-3-羟基环己基氨基甲酰基)-3-羟基吖丁啶-1-羧酸叔丁酯XCIX(0.19g,0.16mmol,32%的产率)。C55H96N6O21的ESIMS测得m/z 1199(M+Na)。
步骤2
向冷却至-20°C的化合物17(0.19g,0.16mmol)的二氯乙烷(5mL)溶液中添加TFA(2mL)，然后添加水(3滴)。使混合物升温至室温，并且搅拌1.5小时。将混合物浓缩至干，并且所得的浓稠的油用二乙醚(5mL)处理。将所得沉淀物过滤，并且用二乙醚洗涤并干燥，产生三氟乙酸盐形式的N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-羟基乙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-3-羟基吖丁啶-3-甲酰胺43(0.15g,0.13mmol,定量产率)。C25H48N6O11的ESIMS测得m/z 593(M+H)。2-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-(((R)-2,3- 二羟基丙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5- 二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)乙 酰胺44的合成
44的示例性合成在方案23和实施例19中描述。
方案23
实施例19
步骤1
向化合物XC(32.40g,0.03mol)的DMF(400mL)溶液中添加K2CO3(20.7g,0.15mol)和Et4NI(23.0g,0.09mol)。在室温下搅拌20分钟之后，将混合物用(S)-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基4-甲基苯磺酸酯LV(17.6g,0.061mol)处理。将混合物在85°C下加热24小时。将溶剂在减压下蒸发。残留物用水(200mL)处理，并且混合物用EtOAc(2×200mL)萃取。将有机相用5%NaCl水溶液洗涤，经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。粗产物在硅胶柱上通过柱色谱法(100%己烷→1:2己烷/EtOAc)纯化，从而产生(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((2R,3R,6S)-6-((N-(((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基)-2-硝基苯磺酰胺基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯C(32.27g,0.027mole,83%的产率)。
步骤2
向化合物C(32.0g,0.027mol)的MeCN(400mL)溶液中添加2-巯基乙醇(12.8g,0.16mol)，然后添加DBU(11.9g,0.078mol)。将混合物在室温下搅拌4小时，然后将溶剂蒸发。将残留物在水(200mL)和EtOAc(400mL)之间分配。将有机相用水(3×150mL)洗涤，经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。在硅胶柱上对残留物实施柱色谱法(100%EtOAc→9:1 EtOAc/MeOH→1:1 EtOAc/MeOH)纯化，从而产生(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((2R,3R,6S)-6-(((((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基)氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯CI(17.5g,0.0175mol,65%的产率)。C48H79N5O17的ESIMS测得m/z 998(M+H)。
步骤3
向化合物CI(17.5g,0.0175mol)的MeOH(200mL)溶液中添加Et3N(2.63g,0.026mol)，然后添加Boc2O(5.4g,0.026mol)。将混合物在室温下搅拌18小时。将反应混合物浓缩至干，并且将残留物溶解在EtOAc(100mL)中，并且用水(50mL)洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。粗产物在硅胶柱上通过柱色谱法(1:1 EtOAc/己烷)纯化，从而产生(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((2R,3R,6S)-6-((N-(((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯CII(18.4g,0.0168mol,96%的产率)。C53H87N5O19的ESIMS测得m/z 1120(M+H)。
步骤4
使用氩气吹扫化合物CII(18.40g,16.8mmol)的MeOH(200mL)溶液，然后添加10%Pd/C催化剂(2.0g)。用氢气吹扫烧瓶，并且在室温下，在大气压下保持18小时。将混合物通过硅藻土过滤，并且将滤液浓缩至干，产生(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2R,3R,4S,6R)-6-氨基-3-((2R,3R,6S)-6-((N-(((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯CIII(14.95g,15.5mmol,92%的产率)。C45H81N5O17的ESIMS测得m/z 964(M+H)。
步骤5
在0°C下，向(S)-3-(叔丁氧基羰基氨基)-2-羟基丙酸LXXIV(5.20g,25.2mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(3.20g,27.7mmol)的THF(100mL)溶液添加DCC(5.70g,27.7mmol)。使混合物升温至室温，并且搅拌1.5小时，在此期间形成沉淀物。将固体通过过滤而除去，并且向化合物CIII(14.95g,15.5mmol)的吡啶(100mL)溶液添加活性酯的澄清溶液。使混合物在室温下搅拌18小时，然后浓缩至干。将残留物溶解在EtOAc(100mL)中，并且用水(100mL)洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并在真空下浓缩并干燥。将粗产物在硅胶柱上通过柱色谱法(1:1己烷/EtOAc→1:2己烷/EtOAc→100%EtOAc)纯化，从而产生(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2S,3R,4S,6R)-3-((2R,3R,6S)-6-((N-(((R)-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-基)甲基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-6-((S)-2-羟基-3-叔丁氧基羰基氨基丙酰胺基)-4-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯CIV(8.26g,7.13mmol,42%的产率)。C53H94N6O21的ESIMS测得m/z 1173(M+Na)。
步骤6
向冷却至-20°C的化合物CIV(8.20g,7.13mmol)的二氯乙烷(150mL)溶液中添加TFA(30mL)，然后添加水(4mL)。使混合物升温至室温，并且搅拌1.5小时。将混合物浓缩至干，并且所得的浓稠的油用二乙醚(100mL)处理。将所得沉淀物过滤，用二乙醚洗涤并干燥，产生2-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-(((R)-2,3-二羟基丙基氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)乙酰胺CV(8.50g,定量产率)。
步骤7
将化合物CV(8.50g,7.13mmol)溶解在去离子水(200mL)中，并且倾倒在Amberlite IRA 400树脂(OH形式)(500mL)床上。将柱用水洗脱，并且收集碱性部分(c.a.2000mL)。使用旋转蒸发仪将体积降低至约150mL，并且将溶液冻干以产生水合的游离碱形式的44(3.95g,5.94mmol,84%的产率)。C25H50N6O11的ESIMS测得m/z 611(M+H)。
按照上述实施例19所述的步骤来制备下列化合物。
(S)-3-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-(((S)-2,3-二羟基丙氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基丙酰胺45。C25H50N6O11的ESIMS测得m/z 611(M+H)。
(S)-3-氨基-N-((1R，2S，3S，4R，5S)-5-氨基-4-((2R，3R，6S)-3-氨基-6-((2-氟
乙氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-
甲基-4-(甲氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基丙酰胺
46的合成
46的示例性合成在方案24和实施例20中描述。
方案24
实施例20
步骤1
向庆大霉素C1a(LXI)(30.0g,90%的含量,0.067mol)的MeOH(300mL)溶液添加Zn(OAc)2x2H2O(36.7g,0.167mol)。将混合物在室温下搅拌1小时，然后冷却至-60°C，并且添加Et3N(13.43g,0.133mol)。滴加2-硝基苯磺酰(2-硝基苯磺酰基，nosyl)氯(29.5g,0.133mol)的DCM(100mL)溶液。使混合物在室温下搅拌18小时，此后，使其在减压下浓缩。将残留物溶解在DCM(200mL)中，并且用10%NH3OH(200mL)处理。将混合物搅拌1小时。将有机相分离，经Na2SO4干燥并浓缩。使残留物在硅胶柱上进行柱色谱分析(1:1 DCM/MeOH→10:1MeOH/Et3N)，从而产生N-(((2S,5R,6R)-6-((1R,2S,3S,4R,6S)-4,6-二氨基-3-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基环己氧基)-5-(2-硝基苯磺酰胺基)四氢-2H-吡喃-2-基)甲基)-2-硝基苯磺酰胺CVI(8.66g,0.010mol,16%的产率)。C31H45N7O15S2的ESIMS测得m/z 820(M+H)。
步骤2
在室温下，向化合物CVI(16.11g,19.67mmol)的MeOH(350mL)溶液中添加Zn(OAc)2x2H2O(10.8g,49.17mmol)。将混合物搅拌1小时，此后，滴加Boc2O(4.71g,21.69mmol)和Et3N(2.18g,21.63mmol)的THF(50mL)溶液。将混合物在室温下搅拌18小时。将混合物在减压下浓缩。将残留物溶解在DCM(250mL)中，用10%NH4OH(100mL)处理，并且搅拌0.5小时。将有机相分离并且用10%NH4OH(4×100mL)和水(100mL)洗涤。将有机相经Na2SO4干燥，过滤并在减压下浓缩至干。将残留物溶解在热EtOAc(50mL)中，并且用己烷处理，直至其变浑浊(约15mL)。将混合物在冰浴中冷却，并且将固体过滤，用己烷洗涤并干燥，从而得到(1S,2R,3R,4S,5R)-5-氨基-4-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-2-((2R,3R,6S)-3-(2-硝基苯磺酰胺基)-6-((2-硝基苯磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己基氨基甲酸叔丁酯CVII(11.05g,12.02mmol,67%的产率)。C36H53N7O17S2的ESIMS测得m/z 920(M+H)。
步骤3-6
制备步骤能在实施例16步骤1-4中得到。由化合物CVII(11.00g,12.00mmol)获得(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基-4-((2R,3R,6S)-3-(2-硝基苯磺酰胺基)-6-((2-硝基苯磺酰胺基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)环己基氨基甲酸苄酯CVIII(8.92g,7.73mmol,对于4步的产率为64%)。C49H67N7O21S2的ESIMS测得m/z 1176(M+Na)。
步骤7-8
向化合物CVIII(1.16g,1.0mmol)的DMF(4mL)溶液中添加2,4-二硝基苯磺酸2-氟乙酯LVII(0.89g,3.0mmol)，然后添加DBU(0.34g,2.2mmol)，此时，显示红色。将混合物在45°C下加热48小时。在1天之后，化合物CIX:CX的比为2:1，并且进一步加热也不变化。将水(10mL)添加至反应混合物中，并且将混合物用EtOAc(3×15mL)萃取。将合并的有机相经Na2SO4干燥，过滤并浓缩至干。将残留物溶解在MeCN(50mL)中，并且添加2-巯基乙醇(1.54g,20mmol)，然后添加DBU(1.9g,12.5mmol)。将混合物在室温下搅拌4小时，并且将溶剂蒸发。将残留物在水(40mL)和EtOAc(40mL)之间分配。将有机相用水(3×15mL)洗涤，经Na2SO4干燥，过滤并浓缩。将残留物在硅胶上进行色谱分析(100%EtOAc→1:1 EtOAc/MeOH→10:1MeOH/NH4OH)，从而产生(1R,2S,3S,4R,5S)-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-氟乙氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯CIX(0.34g,0.41mmol,41%的产率)和(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((2R,3R,6S)-3-(2-氟乙氨基)-6-((2-氟乙氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯CX(0.17g,0.20mmol,20%的产率)。
步骤9
制备步骤能在实施例16步骤7中得到。由化合物CIX(0.34g,0.41mmol)获得(1R,2S,3S,4R,5S)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(N-甲基-叔丁氧基羰基氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-4-((2R,3R,6S)-6-((N-(2-氟乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基-5-叔丁氧基羰基氨基环己基氨基甲酸苄酯CXI(0.34g,0.33mol,80%的产率)。C49H80N5O17F的ESIMS测得m/z 1052(M+Na)。
步骤10
制备步骤能在实施例16步骤8中得到。由化合物CXI(0.34g,0.33mmol)获得(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2R,3R,4S,6R)-6-氨基-3-((2R,3R,6S)-6-((N-(2-氟乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-4-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯CXII(0.27g,0.30mmol,90%的产率)。C41H74N5O15F的ESIMS测得m/z 896(M+H)。
步骤11
制备步骤能在实施例19步骤5中得到。由化合物CXII(0.26g,0.46mmol)获得(2R,3R,4R,5R)-2-((1S,2S,3R,4S,6R)-3-((2R,3R,6S)-6-((N-(2-氟乙基)叔丁氧基羰基氨基)甲基)-3-叔丁氧基羰基氨基四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-羟基-6-((S)-2-羟基-3-叔丁氧基羰基氨基丙酰氨基)-4-叔丁氧基羰基氨基环己氧基)-3,5-二羟基-5-甲基四氢-2H-吡喃-4-基(甲基)氨基甲酸叔丁酯CXIII(0.23g,0.21mmol,74%的产率)。C49H87N6O19F的ESIMS测得m/z 1105(M+Na)。
步骤12
制备步骤能在实施例19步骤6中获得。由化合物CXIII(0.23g,0.21mmol)获得(S)-3-氨基-N-((1R,2S,3S,4R,5S)-5-氨基-4-((2R,3R,6S)-3-氨基-6-((2-氟乙氨基)甲基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-2-((2R,3R,4R,5R)-3,5-二羟基-5-甲基-4-(甲氨基)四氢-2H-吡喃-2-基氧基)-3-羟基环己基)-2-羟基丙酰胺46(0.22g,0.19mmol,91%的产率)。C24H47N6O9F的ESIMS测得m/z 583(M+H)。
通式(I)的示例性化合物在表1中示出。显示了在所选的立构中心处具有所定义的构型的优选结构，但是并不意味着所示的立体化学仅局限于此，并且所示结构的所有可能的立体异构体均包括在本发明中。在立构中心处的任何绝对构型和相对构型的化合物以及任何给定结构的对映异构体和非对映异构体的混合物也包含在本发明中。
表1
实施例21-测试化合物对QC菌株的对比微生物活性
为了对比测试化合物的微生物活性，测定最小抑制浓度(MIC)。根据临床实验室标准化研究所(CLSI)认可的指南，使用微量肉汤稀释法(针对需氧性生长的细菌的抗菌药物稀释法敏感性试验方法;认证标准-第7版.CLSI document M7-A7.临床实验室标准化研究所,Wayne,PA,以其整体并入本文作为参考)获得抗生素MIC。按照CLSI所详述的，溶解抗生素(抗菌药物敏感性试验的性能标准;第十七信息附录CLSI document M100-S17.临床实验室标准化研究所,Wayne,PA,以其整体并入本文作为参考)，并且以2X浓度在阳离子调节的MuellerHinton肉汤(CaMHB)中连续2倍稀释。通过将来自在前天制备的琼脂平板的菌落悬浮而在CaMHB中制备细菌接种体，从而获得5×105CFU/ml的最终浓度。将平板在35°C下孵育18小时。将MIC定义为导致不可见细菌生长的测试化合物的最低浓度。在600nm下使用SpectraMax Plus384平板读取器(Molecular Devices,Sunnyvale,CA,USA)，通过读取板孔的浊度而测定MIC，并且通过目视检查来确认。
使用不具有已知的氨基糖苷耐药机制的一组菌株来评价化合物。该组包含大肠埃希氏杆菌(ATCC 25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC29213)、肺炎克雷伯菌(ATCC 43816)、铜绿假单胞菌(ATCC 27853)和鲍氏不动杆菌(ATCC 19606)的ATCC菌株。这些菌株通常用作参考以为抗生素范围提供质量对照。结果总结在表2中。
表2
实施例22-测试化合物对具有已知耐药机制的菌株的活性
使用QC菌株和具有已知的氨基糖苷耐药机制的菌株来测定测试化合物的活性(表3)。该特定组包含表达共价修饰N2”、N3和N3’位的酶的菌株。如所预计的，没有一个化合物对氨基糖苷磷酸转移酶在N3’位的修饰是易受影响的(与庆大霉素C1a类似，所有测试化合物在N3’位缺少OH基团)。具有新的N1取代基的多个庆大霉素C1a衍生物对N2”和N3修饰酶的修饰是耐受的。
这组还包含表达核糖体RNA甲基化酶RmtB的菌株。RmtB先前已表现出对基于2-脱氧链霉胺的氨基糖苷类具有高水平的耐受性。虽然RmtB对所有可商购的氨基糖苷和大部分的新型衍生物具有32倍至大于64倍的增加的耐受性，但是RmtB对化合物28仅具有8倍耐受性。
表3
实施例23-测试化合物对表达N6’修饰酶的菌株的活性
测定测试化合物对表达能够修饰N6’位的多种乙酰转移酶的菌株组的活性(表4和表5)。尽管在N6’位的甲基修饰提供了对某些ACC6’酶(来自铜绿假单胞菌的aac6’-Ib)的耐受性，但需要更大体积的修饰来给予对来自大肠埃希氏杆菌和鲍氏不动杆菌的ACC6’酶的耐受性。通常，双取代的衍生物表现出对N6’修饰酶的最高耐受性。
表4
表5
实施例24-大鼠中测试化合物的肾毒性
在7天和14天的每天一次皮下给药之后，在大鼠中测定测试化合物的肾毒性，结果总结在表6中。
表6
实施例25-测试化合物44和45对各种细菌的代表性菌株的活性
表7示出44和45对各种细菌的代表性菌株的MIC，并且表8示出44和45对表达各种氨基糖苷修饰酶的菌株的MIC。数据指出44的活性通常比45更有效2至4倍。
表7
表8
实施例26-测试化合物44和45对肠杆菌科的多种物种的活性
表9总结了测试化合物44和45对肠杆菌科的多种物种的143临床分离菌株的结果。结果证实了44的优异的活性。
表9
| 44 | 45 | |
| MIC50 * | 0.5 | 1 |
| MIC90 | 2 | 2 |
*MIC50和MIC90分别表示50%和90%总体的MIC。
表10示出基于45对44的MIC比的菌株分布。为1的比表示两个化合物具有相同的活性，为0.5的比表示45比44更有效2倍，以及≥2的比表示44至少比45更有效2倍。当45在小于2%的菌株中比44更有效时，44在约75%的肠杆菌科的菌株中比45更有效。
表10
| MIC比 | 菌株量 | 菌株百分比 |
| 0.5 | 3 | 1.8 |
| 1 | 40 | 23.8 |
| ≥2 | 125 | 74.4 |
实施例27-在小鼠中的44对45的急性毒性
在小鼠中，将44的急性毒性与45的急性毒性作比较。通过尾静脉向小鼠(n=3)IV给予上升剂量的每一化合物。在给药之后观察动物24小时。将急性毒性报道为最小致死剂量或MLD，定义为对于至少一只小鼠为致命的最低化合物剂量。对于45，MLD为100mg/kg，而对于44，其>125mg/kg(即，在最高试验剂量下，125mg/kg时，为非致命的)，表明44与45相比急性毒性更低。
实施例28-在HK-2细胞中的氨基糖苷细胞毒性
人肾皮质近端小管细胞(HK-2)购自ATCC，并且按照制造商的建议保持在具有0.05mg/ml牛脑垂体提取物和5ng/ml表皮生长因子的角质形成细胞无血清培养基(Keratinocyte Serum-Free Media)(SFM;Invitrogen)中。
在无菌去离子水中制备浓度为50mg/mL(对照和新测试化合物)的氨基糖苷溶液。在处理细胞之前，将浓缩的药物溶液在角质形成细胞SFM稀释至合适的浓度{20、10、5、2.5、1.25、0.6、0.3和0mM}。将喷他脒用作阳性对照。
将HK-2细胞以2.5×104细胞/孔的密度接种在角质形成细胞SFM的96孔板中，并且放置在37°C的组织培养CO2孵育器中。在接种后一天，抽吸细胞培养基，并且用如上所述制备的0.1ml的在细胞培养基中的稀释的药物溶液进行替换。将每一处理进行两次。在37°C下，将平板在CO2孵育器中孵育48小时。抽吸药物溶液，并且用0.1ml的在角质形成细胞SFM中的5%阿尔玛蓝(Abd Serotec)细胞增殖试剂进行替换。在em=544nm、ex=590nm下，在37°C预热的分子装置Gemini EM荧光计上对平板进行读数。将平板在0小时和4小时进行读数，并且在两次读数之间，在CO2孵育器中在37°C下孵育。从4小时时点的荧光信号中减去0小时时点的荧光信号，从而计算背景荧光。
将细胞毒性数据报道为与非药物处理对照相比，导致阿尔玛蓝信号50%降低的药物的量。结果提供在表11中。
表11
化合物44基本上是无细胞毒性的，与庆大霉素和阿贝卡星类似。化合物45至少比化合物44的细胞毒性高2倍。
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上述描述公开了本发明的数个方法和材料。本发明受方法和材料的修饰以及在制造方法和设备中的改变的影响。从本文公开的发明的公开内容或实践角度考虑，这样的修饰对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，不旨在将本发明限定于本文公开的具体实施方案，而是其覆盖在本发明真实范围和精神内的所有修饰和改变。
Claims (37)
1.具有通式I结构的化合物或其药物可接受的盐或前药：
其中：
R1选自
R2选自-(CR5R6)nR7、-C(=X)NR10(CR5R6)nR7和-C(=X)(CR5R6)nR7；
R3选自H和Me；
R4选自未取代的碳环基、取代或未取代的杂环基、-C(=NR8)R14、-(CR5R6)nR7和-C(=NR8)(CR5R6)nR7，条件是R4不为Me；
每一R5独立地选自H、F、氨基、氨基C1-6烃基、OH、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基；
每一R6独立地选自H、F、氨基C1-6烃基、-C1-6烃基OR12和C1-6烃基，条件是每一CR5R6单元不包含两个OH、两个NH2、一个OH和一个NH2、一个F和一个NH2、以及一个F和一个OH；
每一R7选自H、OR12、NR9R10和-NHC(=NR8)R14；
或者，R5和R7或者R6和R7与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成四元、五元或六元取代或未取代的杂环基环；
或者，R5和R6与和它们相连接的一个原子或多个原子一起形成三元、四元、五元或六元取代或未取代的碳环基环或者取代或未取代的杂环基环；
每一R8独立地选自H、OR12、CN和C1-6烃基；
条件是R5、R6、R7和R8中至少一个不为H；
每一R9独立地选自H和-(CR5R6)nR13；
每一R10独立地选自H和-(CR5R6)mR13；
每一R12独立地选自H、C1-6烃基、C2-6烃基OH和C2-6烃基氨基；
每一R13独立地选自OH和NH2；
每一R14独立地选自H和NR9R10；
每一X独立地选自O和NR8；
每一m独立地为0至5的整数；以及
每一n独立地为1至5的整数。
2.如权利要求1所述的化合物，其中R1为
3.如权利要求1所述的化合物，其中R2为-(CR5R6)nR7。
4.如权利要求1所述的化合物，其中R2为-C(=X)(CR5R6)nR7。
5.如权利要求4所述的化合物，其中X为O。
6.如权利要求4所述的化合物，其中X为NH。
7.如权利要求1所述的化合物，其中R2为-C(=X)NR10(CR5R6)nR7。
8.如权利要求5所述的化合物，其中X为O；n为2至3的整数；R10为-(CR5R6)mR13；m为0；并且R13为OH。
9.如权利要求3至8中任一权利要求所述的化合物，其中R7为OH。
10.如权利要求3至8中任一权利要求所述的化合物，其中R7为NH2。
11.如权利要求3至8中任一权利要求所述的化合物，其中R7为-NHNH2。
12.如权利要求3至8中任一权利要求所述的化合物，其中R7为-NHC(=NH)NH2。
13.如权利要求3所述的化合物，其中R2选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
14.如权利要求4所述的化合物，其中R2选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
15.如权利要求4所述的化合物，其中R2选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
16.如权利要求6所述的化合物，其中R2选自：
17.如权利要求1所述的化合物，其中R3为H。
18.如权利要求1所述的化合物，其中R4为-C(=NR8)R14。
19.如权利要求18所述的化合物，其中R8为H并且R14为-NR9R10。
20.如权利要求1所述的化合物，其中R4为-(CR5R6)nR7。
21.如权利要求20所述的化合物，其中n为2至3的整数，并且R7为OH。
22.如权利要求20所述的化合物，其中R4选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
23.如权利要求1所述的化合物，其中R4为-C(=NR8)(CR5R6)nR7。
24.如权利要求23所述的化合物，其中R8为H；n为1至3的整数，并且R7选自OH和NH2。
25.如权利要求23所述的化合物，其中R4选自：
其中*为R或S构型的立体中心。
26.如权利要求1所述的化合物，其具有选自如下的结构：
以及
27.如权利要求1所述的化合物，其具有选自如下的结构：
28.具有下列结构的化合物或其药物可接受的盐或前药，
29.具有下列结构的化合物或其药物可接受的盐或前药，
30.药物组合物，其包含治疗有效量的权利要求1至29中任一权利要求所述的化合物以及药物可接受的赋形剂。
31.治疗或预防细菌感染的方法，其包括向有需要的个体给予权利要求1至29中任一权利要求所述的化合物。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述个体为哺乳动物。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述哺乳动物为人。
34.权利要求1至29中任一权利要求所述的化合物在制备用于治疗或预防细菌感染的药物中的用途。
35.用于治疗或预防细菌感染的权利要求1至29中任一权利要求所述的化合物。
36.如权利要求31所述的方法、权利要求34所述的用途或者权利要求35所述的化合物，其中所述细菌感染包括由选自下列的细菌而引起的感染：铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、食酸假单胞菌、产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌、嗜麦芽窄食单胞菌、洋葱伯克霍尔德氏菌、亲水气单胞菌、大肠埃希氏菌、弗氏柠檬酸杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、志贺氏痢疾杆菌、弗氏志贺氏菌、索氏志贺氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、粘质沙雷氏菌、土拉弗朗西斯菌、摩氏摩根菌、奇异变形杆菌、普通变形杆菌、产碱普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、斯氏普罗威登斯菌、醋酸钙不动杆菌、溶血不动杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌、中间耶尔森氏菌、百日咳杆菌、副百日咳杆菌、支气管败血性博德特杆菌、流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血性嗜血杆菌、副溶血嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、多杀巴斯德氏杆菌、溶血性巴斯德氏杆菌、卡他布兰汉氏球菌、幽门螺旋杆菌、胎儿弯曲杆菌、空肠弯曲杆菌、结肠弯曲杆菌、伯氏疏螺旋体、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、嗜肺军团菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、金氏菌属、莫拉克斯氏菌属、阴道嗜血杆菌、脆弱拟杆菌、狄氏拟杆菌、3452A同源群拟杆菌、普通拟杆菌、卵形拟杆菌、多形拟杆菌、单形拟杆菌、埃氏拟杆菌、内脏拟杆菌、艰难梭状芽孢杆菌、结核分枝杆菌、鸟型分枝杆菌、胞内分枝杆菌、麻风分枝杆菌、白喉棒状杆菌、溃疡棒状杆菌、肺炎链球菌、无乳链球菌、化脓性链球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌、中间葡萄球菌、猪葡萄球菌猪亚种、溶血葡萄球菌、人葡萄球菌以及解糖葡萄球菌。
37.如权利要求31所述的方法、权利要求34所述的用途或者权利要求35所述的化合物，其中所述细菌感染包括由选自下列的细菌而引起的感染：铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、嗜麦芽窄食单胞菌、大肠埃希氏菌、弗氏柠檬酸杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、志贺氏痢疾杆菌、弗氏志贺氏菌、索氏志贺氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、粘质沙雷氏菌、醋酸钙不动杆菌、溶血不动杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、假结核耶尔森氏菌、中间耶尔森氏菌、流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血性嗜血杆菌、副溶血嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、胎儿弯曲杆菌、空肠弯曲杆菌、结肠弯曲杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、嗜肺军团菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、淋病奈瑟菌、脑膜炎奈瑟菌、莫拉克斯氏菌属、脆弱拟杆菌、普通拟杆菌、卵形拟杆菌、多形拟杆菌、单形拟杆菌、埃氏拟杆菌以及内脏拟杆菌。
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