CN104159587A - 组合物、使用方法、以及治疗方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容的实施方案一方面涉及β-内酰胺酶抑制剂、包含β-内酰胺酶抑制剂的药物组合物、状况(例如，感染)或疾病的治疗方法、使用组合物或药物组合物的治疗方法等。

Description

组合物、使用方法、以及治疗方法
相关申请的优先权要求
本申请要求在2012年1月6日提交的具有序列号：61/583,679的题为“COMPOSITIONS，METHODS OF USE，AND METHODS OFTREATMENT(组合物、使用方法、以及治疗方法)”的共同待审的美国临时申请的优先权，其通过引用被完整地并入本文。
背景
β-内酰胺化合物比如青霉素是最广泛使用的抗生素，因为其有效抑制对细菌细胞壁的合成所需要的转肽酶。β-内酰胺酶催化β-内酰胺水解并且是细菌对这些化合物的耐药性的主要中介体。有四种β-内酰胺酶家族，A类到D类，其中A类和C类在临床中最通常被观察到。CTX-M是一组新的A类β-内酰胺酶，所述CTX-M对超广谱β-内酰胺类抗生素比如头孢噻肟特别有效，所述头孢噻肟本身被开发以对抗细菌对第一代青霉素类以及头孢菌素类的耐药性。超广谱β-内酰胺酶(ESBL)比如CTX-M的普遍出现将继续限制对细菌感染的治疗选择。自20世纪90年代其发现以来，在世界的多个地区，CTX-M已经变成最频繁被观察到的ESBL。
β-内酰胺酶抑制剂与β-内酰胺类抗生素组合使用是得到确认的对抗耐药性的策略。现存的β-内酰胺酶抑制剂(例如，克拉维酸)通常也包含β-内酰胺环，使得其对源于β-内酰胺酶产生的上调、对新的β-内酰胺酶的选择、以及在细菌和产生β-内酰胺的微生物之间的数百万年的化学战争中逐步形成的其它机制的耐药性敏感。因此，有解决这些问题的需要。
概述
根据如本文体现的以及广泛描述的本公开内容的目的，本公开内容的实施方案一方面涉及β-内酰胺酶抑制剂、包含β-内酰胺酶抑制剂的药物组合物、状况(例如，感染)或疾病的治疗方法、使用组合物或药物组合物的治疗方法等。
在实施方案中，除其他外，组合物包含：β-内酰胺酶抑制剂。在实施方案中，组合物还包含抗生素比如β-内酰胺类抗生素。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以由通过结构A描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下部分中的一种：
其中X1、X2、以及X3各自独立地选自C-R’或N；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基；其中R是烷基机关、芳基基团、杂芳基基团、或环基团或杂环基团；并且Q是O或S。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以由通过结构B描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下中的一种：
其中X4和X5各自独立地选自CH或N；其中Y选自-CH2-、-CHR’-、-CR’(R’)-、＞C＝O、-S-、-S(＝O)-、或-S(＝O)2-；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基；其中R是烷基基团、芳基基团、杂芳基基团、环基团或杂环基团；并且其中Q是O或S。
在实施方案中，除其他外，药物组合物包含：治疗有效量的β-内酰胺酶抑制剂、或β-内酰胺酶抑制剂的药学上可接受的盐、以及药学上可接受的载体，以治疗状况。在实施方案中，药物组合物还包含抗生素比如β-内酰胺类抗生素。在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以由通过如本文描述的结构A或B描述的结构中的任一种代表。
在实施方案中，除其他外，治疗状况的方法包括：向需要其的受试者递送药物组合物，其中药物组合物包含治疗有效量的β-内酰胺酶抑制剂、或β-内酰胺酶抑制剂的药学上可接受的盐、以及药学上可接受的载体，以治疗状况。在实施方案中，药物组合物还包含抗生素比如β-内酰胺类抗生素。在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以由通过如本文描述的结构A或B描述的结构中的任一种代表。
在查阅以下附图和详细描述时，其它结构、组合物、方法、特征、以及优点对本领域的技术人员将是或将变得明显。意图是所有此类另外的结构、体系、方法、特征、以及优点被包括在本说明书内、被包括在本公开内容的范围内、并且被所附权利要求保护。
附图简述
参考以下附图，本公开内容的许多方面可以被更好地理解。附图中的构成要素不必按比例，而是重点在于清楚地阐明本公开内容的原理。而且，在附图中，同样的参考数字在这些附图中指定相应的部分。
图1示出与CTX-M-9络合的化合物1的晶体结构。化合物1(Ki＝21μM)碳原子(浅灰色)、氮(深灰色)、氧(中灰色)、以及氟(非常浅的灰色)。虚线代表氢键，并且球体代表水分子。
图2示出化合物靶向Pro167的晶体络合结构：(a)化合物4、(b)化合物10、以及(c)化合物11。灰色虚线代表配体和CTX-M-9之间的氢键。蛋白质的碳原子与氧和氮一起被着色成中灰色。对这些结构的分辨率的范围从无偏2Fo-Fc密度以蓝色被显示为1.5σ。
图3示出与青色的设计构象(pose)相比的化合物靶向Asp240的晶体络合结构：(a)化合物18、(b)化合物16、以及(c)化合物12。灰色虚线代表配体和CTX-M-9之间的氢键。对这些结构的分辨率的范围从无偏2Fo-Fc密度以蓝色被显示为1.5σ。
图4的表1示出被设计为靶向由Pro167形成的疏水性架的类似物。
图5的表2示出被设计为靶向Asp240的类似物。
图6的表3示出被设计为靶向Pro167和Asp240两者的类似物。
图7示出描述多种新的抑制剂与CTX-M活性位点的结合的表。
讨论
本公开内容不限于描述的特定实施方案，并且本身当然可以变化。本文所使用的术语仅仅用于描述特定实施方案的目的，并且不意图是限制性的，因为本公开内容的范围将仅被所附权利要求限制。
在提供一范围内的值的情况下，在范围的上限和下限之间的每一个中间值至下限单位的十分之一(除非上下文另外清楚地指明)以及在规定的范围中的任何其它规定的值或中间值被包括在本公开内容内。这些较小范围的上限和下限可以独立地被包含在较小范围中并且也被包含在本公开内容内，在所规定的范围中经受任何特别地排除的限值。在所规定的范围包含限值中的一个或两个的情况下，排除包含限值的那些范围中的一个或两个的范围也被包括在被公开内容中。
在阅读本公开内容时对本领域技术人员将明显的是，本文描述并且阐明的单独的实施方案中的每一个具有不相关联的组分和特征，这些特征可以容易地与其它若干实施方案中的任一个的特征分开或组合而不离开本公开内容的范围或精神。任何叙述的方法可以按照所叙述事件的顺序或按照逻辑上可行的任何其它顺序来实施。
除非另外说明，否则本公开内容的实施方案将利用在本领域技术内的有机化学技术、生物化学技术、分子生物学技术、药理学技术、医学技术等。这样的技术在文献中被充分地解释。
文本中引用的申请和专利的每一个、以及在申请和专利(包括在每个发布的专利的审查期间；“申请引用的文件”)的每一个中引用的每个文件或参考文献、以及对应于这些申请和专利的任一个和/或要求这些申请和专利的任一个的优先权的PCT申请和外国申请或专利的每一个、以及在申请所引用的文件的每一个中引用或参考的文件的每一个，据此通过引用明确地并入本文。此外，在文本中、在权利要求书之前的参考文献列表中、或在文本本身中引用的文件或参考文献；以及这些文件或参考文献的每一个(“本文引用的参考文献”)；以及在本文所引用的参考文献(包括任何的制造商的说明书、使用说明等)的每一个中引用的每个文件或参考文献据此通过引用明确地并入本文。
在描述多种实施方案之前，以下定义被提供并且除非另有指明，否则应该被使用。
定义：
除非另外限定，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与被分子生物学领域、药物化学领域、和/或有机化学领域的普通技术人员通常所理解的相同的意思。虽然类似于或相当于本文描述的那些的方法和材料可以被用于本公开内容的实践或试验中，但是适当的方法和材料在本文中被描述。
如在说明书和所附权利要求中使用的，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”、以及“所述(the)”可以包括复数指代对象。因此，例如，提到的“支撑物(support)”包括多个支撑物。除非相反的意图是明显的，否则在本说明书和下面的权利要求中将参考被定义为具有以下的意思的多个术语。
术语“取代的”指的是在指定的原子上的任何一个或更多个氢可以被替换为从所表示的基团中所选择的，条件是没有超过指定原子的正常化合价，并且取代导致稳定的化合物。当取代基是酮基(即，C-C(＝O)-C)时，那么在原子上两个氢可以被替换。酮基取代基不存在于芳香族部分上。当环系(例如，碳环的或杂环的)被双键取代时，意图是羰基或双键是环的部分。
术语“脂肪族基团”指的是饱和的或不饱和的直链的或支链的烃基团并且包括例如烷基、烯基、以及炔基。
如本文所使用，“烷基”或“烷基基团”指的是具有1个到20个碳原子的、可以是直链或支链的饱和的脂肪族烃基，其中所规定的碳原子的范围单独地包括每个中间的整数以及子范围。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、以及仲戊基。术语“低级烷基”意指具有少于10个碳原子的烷基基团。
如本文所使用，“烯基”或“烯基基团”指的是具有2个到20个碳原子的、含有至少一个碳-碳双键的、可以是直链或支链的脂肪族烃基，其中所规定的碳原子的范围单独地包括每个中间的整数以及子范围。烯基的实施例包括但不限于乙烯基、丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、3-甲基丁-2-烯基、正戊烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基等。
术语“芳基烷基”指的是其中芳基和烷基是如本文所描述的芳基烷基基团。芳基烷基的实例包括但不限于-苯基甲基、-苯基乙基、-苯基丙基、-苯基丁基、以及-苯基戊基。
如在“取代的烷基”、“取代的环烷基”、“取代的环烯基”、“取代的芳基”、“取代的联芳基”、“取代的稠合芳基”等中的术语“取代的”意指取代的基团可以包含代替一个或更多个氢的基团比如羟基、氨基、卤素、三氟甲基、氰基、--NH(低级烷基)、--N(低级烷基)2、低级烷氧基、低级烷硫基(lower alkylthio)、或羧基，并且因此包括术语卤代烷基、烷氧基、氟代苄基、以及在下面提到的含硫和磷的取代物。
如本文所使用，“卤代”、“卤素”、或“卤素自由基”指的是氟、氯、溴、以及碘、以及其自由基。此外，当被使用在复合词比如“卤代烷基”或“卤代烯基”中时，“卤代”指的是其中一个或更多个氢被卤素自由基取代的烷基自由基或烯基自由基。卤代烷基的实例包括但不限于三氟甲基、三氯甲基、五氟乙基、以及五氯乙基。
术语“烷氧基”代表如上文限定的指定数目的碳原子通过氧桥附接的烷基基团。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、以及仲戊氧基。术语“低级烷氧基”意指具有少于10个碳原子的烷氧基。
术语“环烷基”指的是约3个到约10个碳原子，优选地约5个到约10个碳原子的非芳香族的单环或多环的环系。环系的环的优选的环尺寸包括约5个到约6个环原子。例证性的单环环烷基包括环戊基、环己基、环庚基等。例证性的多环环烷基包括1-萘烷、降冰片烷基(norbornyl)、金刚烷-(1-或2-)基等。
术语“环烯基”指的是约3个到约10个碳原子，优选地约5个到约10个碳原子的并且含有至少一个碳-碳双键的非芳香族单环或多环的环系。环系的环的优选的环尺寸包括约5个到约6个环原子。例证性的单环环烯基包括环戊烯基、环己烯基、环庚烯基等。例证性的多环环烯基是降冰片烯基(norbornylenyl)。
如本文使用的术语“芳基”指的是约6个到约14个碳原子，优选地约6个到约10个碳原子的芳香族单环或多环的环系。例证性的芳基基团包括苯基或萘基、或取代的苯基或取代的萘基。
术语“杂芳基”在本文中被用于表示在环中或在稠环结构的环的一个或更多个中具有一个或更多个非碳原子比如氧、氮、以及硫的碳原子的芳香族环结构或稠环结构。实例是呋喃基、吡喃基、噻吩基、咪唑基、吡咯基、吡啶基、吡唑基、吡嗪基、嘧啶基、吲哚基、吲唑基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、以及喹唑啉基。优选的实施例是呋喃基、吲唑基、咪唑基、吡喃基、吡咯基、以及吡啶基。
术语“联芳基”指的是如上文所限定的其中两个芳基基团通过直接的键或通过间接的烷基基团优选地低级烷基基团被连接的芳基。
术语“稠合芳基”指的是如被包括在术语“芳基”中的多环环系，并且包括被稠合的芳基基团和杂芳基基团。实例是萘基、蒽基以及菲基。键可以被附接到环的任何一个。
“芳烷基”和“杂芳烷基”分别指的是通过例如含有一个或更多个亚甲基的间接的烷基基团被连接到主结构的芳基部分和杂芳基部分。
术语“氟代苄基”指的是其中苯基部分被一个或更多个氟原子，包含2个、3个、4个以及5个氟原子的取代基取代的苄基。
类似地，“卤代苄基”指的是被包括氟、氯、溴、以及碘(没有砹)的一个或更多个不同的卤素取代的苄基。
如本文单独地或组合地使用的术语“硫化物”和“硫醚”指的是被共价地连接到两个原子的硫原子；所述硫的形式氧化态(formal oxidation state)是(II)。这些术语可以被可交换地使用。
如本文单独地或组合地使用的术语“硫烷基”指的是--S--R基团，其中R可以是基团比如：烷基、烯基、炔基、芳基、脂环、杂环、芳基、杂芳基、芳基烷基以及杂芳基烷基基团，其中烷基、烯基、炔基、芳基、脂环、杂环、芳基、杂芳基、芳基烷基以及杂芳基烷基基团可以被任选地取代。硫烷基的非限制性实例包括甲基硫烷基(-SCH3)以及异丙基硫烷基(--SCH(CH3)2)等。
如本文单独地或组合地使用的术语“亚砜”指的是被共价地连接到三个原子的硫原子，所述三个原子中的至少一个是氧原子，所述硫原子的形式氧化态是(IV)。
如本文单独地或组合地使用的术语“亚磺酰基”指的是基团-S(O)--R，其中R可以是但不限于烷基、烯基、炔基、芳基、脂环、杂环、芳基、杂芳基、芳基烷基以及杂芳基烷基基团，其中烷基、烯基、炔基、芳基、脂环、杂环、芳基、杂芳基、芳基烷基以及杂芳基烷基基团可以被任选地取代。亚磺酰基的非限制性实例包括甲基亚磺酰基(-S(O)CH3)等。
如本文单独地或组合地使用的术语“砜”指的是被共价地连接到四个原子的硫原子，所述四个原子中的至少两个是氧原子，所述硫原子的形式氧化态是(VI)。
如本文单独地或组合地使用的术语“磺酰基”指的是基团--S(O2)--R，其中R可以是但不限于烷基、烯基、炔基、芳基、脂环、杂环、芳基、杂芳基、芳基烷基以及杂芳基烷基，其中烷基、烯基、炔基、芳基、脂环、杂环、芳基、杂芳基、芳基烷基以及杂芳基烷基基团可以被任选地取代。磺酰基的非限制性实例包括甲基磺酰基(-S(O2)CH3)等。
如本文单独地或组合地使用的术语“亚磷酸根(phosphite)”指的是被共价地连接到三个碳原子的磷原子，其中所述磷的形式氧化态是(III)。
如本文单独地或组合地使用的术语“氧膦基(phosphinyl)”指的是从如上文所定义的亚磷酸根基团衍生的单价基(monoradical)。
如本文单独地或组合地使用的术语“膦酸根(phosphonate)”指的是被共价地连接到四个原子的磷原子，所述四个原子中的三个是氧并且所述四个原子中的一个是碳，其中所述磷的形式氧化态是(V)。
如本文单独地或组合地使用的术语“膦酰基”指的是从如上文所定义的膦酸根基团衍生的单价基。
如本文单独地或组合地使用的术语“磷酸根(phosphate)”指的是被共价地连接到四个氧原子的磷原子，其中所述磷的形式氧化态是(V)。
如本文单独地或组合地使用的术语“磷脂酰基”指的是从如上文所定义的磷酸根基团衍生的单价基。
术语酮、酯、醚、以及酰基具有其领域公认的意思。
如本文使用的术语“单位剂量形式”指的是适合作为用于人和/或动物受试者的单一剂量的物理上不相关联的单位，每个单位包含以足以产生与药学上可接受的稀释剂、载体或媒介物相关联的预期效果的量计算出的预定数量的化合物(例如，如本文描述的组合物或药物组合物)。用于单位剂量形式的说明书取决于利用的特定化合物、给药途径以及给药频率、以及待要达到的效果、以及与宿主中每个化合物相关的药效学。
“药学上可接受的赋形剂”、“药学上可接受的稀释剂”、“药学上可接受的载体”、或“药学上可接受的佐剂”意指可用于制备通常安全、无毒并且在生物学和另外的方面上都不是不良的药物组合物的赋形剂、稀释剂、载体、和/或佐剂，并且包括用于兽医用途和/或人类制药用途的赋形剂、稀释剂、载体、以及佐剂。如在说明书和权利要求中使用的“药学上可接受的赋形剂、稀释剂、载体和/或佐剂”包括一种或更多种此类赋形剂、稀释剂、载体、以及佐剂。
如本文所使用，“药物组合物”意图包括适合于向受试者比如哺乳动物特别是人给药的组合物或药物组合物。通常，“药物组合物”是无菌的，并且优选地没有能够在受试者内诱发不良反应的污染物(例如，在药物组合物中化合物是制药等级)。药物组合物可以被设计用于经由包括口服、静脉内、口腔、直肠、肠胃外、腹膜内、皮肤内、气管内、肌内、皮下、吸入等许多不同的给药途径向需要其的受试者或患者给药。
如本文使用的术语“治疗有效量”指的是将在某种程度上解除正被治疗的疾病即感染的一种或更多种症状的被施用的组合物或药物组合物的某种实施方案的那种量、和/或将在某种程度上预防具有发展的风险或处于风险的正被治疗的宿主的疾病即感染的一种或更多种症状的那种量。
“药学上可接受的盐”指的是保留游离碱的生物有效性以及任选地其它性质并且通过与无机酸或有机酸比如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸、苹果酸、马来酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸等反应获得的那些盐。
在组合物或药物组合物中所公开的化合物的实施方案形成盐的情况下，这些盐在本公开内容的范围内。除非另外说明，否则本文对配方的任一种中的组合物或药物组合物中使用的化合物的提及被理解为包括对其盐的提及。如本文利用的术语“盐”，表示与无机酸和无机碱和/或有机酸和有机碱形成的酸性盐和/或碱性盐。此外，当化合物包含碱性部分和酸性部分两者时，两性离子(“内盐”)可以形成并且被包括在如本文使用的术语“盐”内。药学上可接受的(例如，无毒的、生理学上可接受的)盐是优选的，即使其它盐也是有用的，例如在制备期间可以被利用的分离步骤或纯化步骤中。化合物的化合物盐可以例如通过使化合物与一定量的酸或碱诸如等量的酸或碱在盐可在其中沉淀的介质中或者水性介质中反应随后冻干来形成。
含有碱性部分的本公开内容的组合物或药物组合物的化合物的实施方案可以与多种有机酸和无机酸形成盐。例证性的酸加成盐包括乙酸盐(比如与乙酸、三卤代乙酸例如三氟乙酸形成的那些盐)、己二酸盐、藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、柠檬酸盐、樟脑酸盐(camphorate)、樟脑磺酸盐(camphorsulfonate)、环戊烷丙酸盐、二葡萄糖酸盐(digluconate)、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐(glucoheptanoate)、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、盐酸盐(与盐酸形成)、氢溴酸盐(与氢溴酸形成)、氢碘酸盐、2-羟基乙磺酸盐、乳酸盐、马来酸盐(与马来酸形成)、甲磺酸盐(与甲磺酸形成)、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、草酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、特戊酸盐、丙酸盐、水杨酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐(比如与硫酸形成的那些盐)、磺酸盐(比如本文提到的那些盐)、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐比如对甲苯磺酸盐、十一烷酸盐等。
含有酸性部分的本公开内容的组合物或药物组合物的化合物的实施方案可以与多种有机碱和无机碱形成盐。例证性的碱性盐包括：铵盐；碱金属盐比如钠盐、锂盐、以及钾盐；碱土金属盐比如钙盐和镁盐；与有机碱(例如，有机胺)比如苄星青霉素、二环己基胺、海巴明(hydrabamine)(与N，N-双(去氢松香基)乙二胺形成)、N-甲基-D-葡萄糖胺、N-甲基-D-葡萄糖酰胺、叔丁胺的盐；以及与氨基酸比如精氨酸、赖氨酸的盐等。
碱性含氮基团可以用如下剂季铵化：比如低级烷基卤化物(例如，甲基、乙基、丙基、以及丁基的氯化物、溴化物以及碘化物)、硫酸二烷基酯(例如，硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、硫酸二丁酯、以及硫酸二戊酯)、长链卤化物(例如，癸基、月桂基、肉豆蔻基以及硬脂酰基的氯化物、溴化物以及碘化物)、芳烷基卤化物(例如，苄基溴以及苯乙基溴)等。
本公开内容的组合物或药物组合物的化合物的溶剂化物在本文中也被考虑。
在公开的程度上，本公开内容的组合物或药物组合物的化合物以及其盐可以以其互变异构的形式存在，所有此类互变异构形式在本文中作为本公开内容的部分被考虑。
本公开内容的组合物或药物组合物的化合物的所有立体异构体，比如因为在多种取代基上的不对称碳而可以存在的那些，包括对映异构体形式(其可以甚至在没有不对称碳时存在)和非对映异构体形式，均被考虑在本公开内容的范围内。本公开内容中的化合物的单个立体异构体可以例如基本上没有其它异构体、或可以例如作为外消旋体被掺合、或可以与所有其它的或其它选中的立体异构体掺合。本公开内容中的化合物的手性中心可以具有如由IUPAC1974建议(IUPAC1974Recommendations)定义的S构型或R构型。
术语“前药”指的是本公开内容的在体内被转变成生物学活性形式的组合物或药物组合物的化合物的无活性前体。前药通常是有用的，因为在某些情况下其可以比母体化合物更容易施用。其可以是例如通过口服给药生物可利用的，而母体化合物不是。前药在药物组合物中还可以具有超过母体药物的改善的溶解度。前药可以通过包括酶促过程和代谢水解的多种机制被转变成母体药物。Harper，N.J.(1962).由Jucker编辑的DrugLatentiation。Progress in Drug Research，4：221-294；Morozowich等(1977)。
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术语“给药”指的是把本公开内容的组合物引入到宿主内。组合物的一种优选的给药途径是口服给药。另一种优选的途径是静脉内给药。然而，任何给药途径比如局部的、皮下的、腹膜的、动脉内的、吸入的、阴道的、直肠的、鼻腔的(nasal)、进入脑脊液的引入、或进入身体隔室的输注的给药途径可以被使用。
如本文所使用，“治疗(treat)”、“治疗(treatment)”、“治疗(treating)”等指的是用组合物对状况、疾病或紊乱起作用以通过使其改善或改变来影响状况、疾病或紊乱。改善或改变可包括与状况、疾病或紊乱相关的症状的改善或生理通道的改变。如本文使用的“治疗”包括宿主(例如，哺乳动物，典型地人或兽医感兴趣的非人的动物)中肿瘤或疾病的一种或更多种治疗，并且包括：(a)减少在被确定为预先安排为状况或疾病但还未诊断其的受试者中疾病发生的风险；(b)阻碍状况或疾病的发展；和/或(c)减轻状况或疾病，例如，引起状况或疾病的消退和/或减轻一种或更多种疾病的症状。
如本文所使用，术语“预防性治疗(prophylactically treat)”或“预防性治疗(prophylactically treating)”指的是完全地或部分地预防(例如，约50％或更多、约60％或更多、约70％或更多、约80％或更多、约90％或更多、约95％或更多、或约99％或更多)状况、疾病、或其症状，和/或在对状况、疾病、和/或可归因于疾病的不良作用的部分的或完全的治愈方面可以是治疗性的。
如本文所使用，术语“宿主”、“受试者”、或“患者”包括人和哺乳动物(例如，小鼠、大鼠、猪、猫、狗、以及马)。本公开内容中的化合物可以被施用到其的典型的宿主将是哺乳动物，特别是灵长类，尤其是人类。对于兽医应用，广泛种类的受试者将是适合的，例如：家畜比如牛、绵羊、山羊、乳牛、猪等；家禽比如鸡、鸭、鹅、火鸡等；以及驯养动物特别是宠物比如狗和猫。对于诊断应用或研究应用，广泛种类的哺乳动物将是合适的受试者，所述广泛种类的哺乳动物包括啮齿动物(例如，小鼠、大鼠、仓鼠)、兔、灵长类、以及猪比如近交猪等。术语“活的宿主”指的是上文提到的宿主或活着的另外的有机体。术语“活的宿主”指的是完整的宿主或有机体并且不只是从活的宿主中切除的部分(例如，肝或其它器官)。
讨论：
本公开内容提供包含β-内酰胺酶抑制剂的组合物、包含β-内酰胺酶抑制剂的药物组合物、状况(例如，感染)或疾病的治疗方法、使用组合物或药物组合物的治疗方法等。本公开内容的实施方案可以组合地(例如，在相同的组合物中或分开地)使用以治疗细菌的耐药菌株(例如，MRSA)。另外的细节在实施例中被描述。
如在实施例中更详细地描述的，在世界许多地区中CTX-Mβ-内酰胺酶是针对超广谱β-内酰胺类抗生素的主要的耐药机制。针对这些蛋白质的抑制剂可以恢复β-内酰胺类抗生素针对耐药细菌比如MRSA(超级病菌)的效力。本公开内容的实施方案描述针对CTX-Mβ-内酰胺酶的新颖的抑制剂。
此外，本公开内容的实施方案包括可以与β-内酰胺类抗生素组合使用的β-内酰胺酶抑制剂以治疗细菌的耐药菌株。在实施方案中，β-内酰胺类抗生素可以包括青霉素和青霉素衍生物、头孢菌素和头孢菌素衍生物、单菌霉素和单菌霉素衍生物、碳青霉烯和碳青霉烯衍生物、以及其组合。在实施方案中，关于β-内酰胺类抗生素衍生物描述的衍生物是本领域已知的那些衍生物。
本公开内容的实施方案包括包含β-内酰胺酶抑制剂的组合物和药物组合物。在实施方案中，药物组合物和(例如，感染比如由细菌感染直接或间接引起的感染的)治疗方法包括治疗有效量的β-内酰胺酶抑制剂或β-内酰胺酶抑制剂的药学上可接受的盐以及药学上可接受的载体，以治疗状况(例如，细菌感染)。
在实施方案中细菌感染可以由一种或更多种类型的细菌特别是耐药细菌或多重耐药细菌引起。在实施方案中，细菌可以包括但不限于金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumonia)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、艰难梭菌(Clostridium difficile)、大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(Salmonella)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、结核分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、或其组合。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以包括如下面示出的结构A、A’、A”、以及A”’。
在实施方案中，Z可以选自以下结构中的一种：
在实施方案中，X1、X2、以及X3可以各自独立地选自C-R’或N。任选地在实施方案中，X2或X3可以是邻近碳之间的键。在实施方案中，R’可以是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基。
在实施方案中，R可以是烷基基团(例如，C1到C5烃比如甲基、乙基等)、芳基基团、杂芳基基团、或环基团或杂(例如，O、N)环基团(例如，C1到C7环烃)。在实施方案中，本文描述的R基团可以是取代的或未取代的。
在实施方案中，Q可以是O或S。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以包括结构：
其中X1、X2、X3、R、以及R’在本文中可以参考结构A被描述；
其中X1、X2、X3、以及R’在本文中可以参考结构A被描述；以及
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以包括如下面示出的结构B。
在实施方案中，Z可以选自以下的一种：
在实施方案中，X4和X5可以各自独立地选自CH或N。
在实施方案中，Y可以选自-CH2-、-CHR’-、-CR’(R’)-、＞C＝O、-S-、-S(＝O)-、以及-S(＝O)2-。任选地，在实施方案中，基团Y可以不存在，在这种情况下X4和X5可以各自独立地选自CH2或NH。
在实施方案中，R’可以是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基。
在实施方案中，R可以是烷基基团(例如，C1到C5烃比如甲基、乙基等)、芳基基团、杂芳基基团、或环基团或杂(例如，O、N)环基团(例如，C1到C7环烃)。在实施方案中，本文描述的R基团可以是取代的或未取代的。
在实施方案中，Q可以是O或S。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以包括结构：
其中Y、R、以及R’是如本文参考结构B描述的；以及
此外，上文列出的结构的任一个中的R’基团可以包括实施例1中的表1-表3(分别是图4-6)中列出的结构。
在实施方案中，被化合物A包括的化合物排除用于组合物和药物组合物的化合物A”’。在实施方案中，方法包括被包括化合物A”’的化合物A包括的化合物。在实施方案中，方法包括被排除化合物A”’的化合物A包括的化合物。
应该注意的是，导致将β-内酰胺酶抑制剂和/或抗生素(例如，各自单独的或彼此组合的)摄取到宿主内的治疗有效量将取决于多种因素，所述多种因素包括例如：宿主的年龄、体重、总体健康状况、性别、以及饮食；给药时间；给药途径；所利用的具体化合物的排泄速率；治疗的持续时间；与所利用的具体组合物组合地或巧合地使用的其它药物的存在；以及在医学领域中众所周知的类似因素。
药物剂型以及给药途径
本公开内容的实施方案包括如本文确定的β-内酰胺酶抑制剂并且可以与一种或更多种药学上可接受的赋形剂、稀释剂、载体和/或佐剂一起被配制。此外，本公开内容的实施方案包括与一种或更多种药学上可接受的辅助物质一起被配制的β-内酰胺酶抑制剂。特别地，β-内酰胺酶抑制剂可以与一种或更多种药学上可接受的赋形剂、稀释剂、载体和/或佐剂一起被配制以提供本公开内容的组合物的实施方案。
广泛种类的药学上可接受的赋形剂在本领域中是已知的。药学上可接受的赋形剂已经在多种出版物中被充分地描述，所述出版物包括例如：A.Gennaro(2000)“Remington：The Science and Practice of Pharmacy，”第20版，Lippincott，Williams，&Wilkins；Pharmaceutical Dosage Forms and DrugDelivery Systems(1999)H.C.Ansel等编辑，第7版，Lippincott，Williams，&Wilkins；以及Handbook of Pharmaceutical Excipients(2000)A.H.Kibbe等编辑，第3版.Amer.Pharmaceutical Assoc.。
药学上可接受的赋形剂比如媒介物、佐剂、载体或稀释剂对公众是容易得到的。而且，药学上可接受的辅助物质比如pH调节剂和缓冲剂、张力调节剂、稳定剂、润湿剂等对公众是容易得到的。
在本公开内容的实施方案中，可以使用能够引起期望的效果的任何方式将β-内酰胺酶抑制剂施用到宿主。因此，β-内酰胺酶抑制剂可以被结合到用于治疗性给药的多种剂型中。例如，β-内酰胺酶抑制剂可以通过与适当的药学上可接受的载体或稀释剂组合被配制成药物组合物，并且可以被配制成固体形式制剂、半固体形式制剂、液体形式制剂或气体形式制剂，比如片剂、胶囊剂、粉剂、颗粒剂、软膏剂、溶液、栓剂、注射剂、吸入剂以及气雾剂。
在药物剂量形式中，β-内酰胺酶抑制剂可以以其药学上可接受的盐的形式被施用，或主要的(subject)活性组合物可以单独地或与其它药学活性化合物适当联合地以及组合地被使用。以下方法和赋形剂仅仅是例证性的并且决不是限制性的。
对于口服制剂，β-内酰胺酶抑制剂可以单独地或与适当的添加剂组合地被使用以制造片剂、粉剂、颗粒剂或胶囊剂，例如：与常用的添加剂比如乳糖、甘露醇、玉米淀粉或马铃薯淀粉组合地被使用；与粘合剂比如结晶纤维素、纤维素衍生物、阿拉伯胶、玉米淀粉或明胶组合地被使用；与崩解剂比如玉米淀粉、马铃薯淀粉或羧甲基纤维素钠组合地被使用；与润滑剂比如滑石或硬脂酸镁组合地被使用；以及若需要，与稀释剂、缓冲剂、润湿剂、防腐剂以及调味剂组合地被使用。
β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以通过使其溶解、悬浮或乳化在水性溶剂或非水性溶剂比如植物油或其它类似的油、合成脂肪酸甘油酯、高级脂肪酸的酯或丙二醇中被配制成用于注射的制剂；并且若需要与常用的添加剂比如增溶剂、等张剂、助悬剂、乳化剂、稳定剂以及防腐剂一起被配制成用于注射的制剂。
β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以被利用在气雾剂剂型中以经由吸入被施用。β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以被配制成加压可接受的推进剂比如二氯二氟甲烷、丙烷、氮气等。
此外，β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以通过与多种基质比如乳化基质或水溶性基质混合被制成栓剂。β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以经由栓剂经直肠地施用。栓剂可以包括在体温下熔化而在室温下固化的媒介物比如可可油、碳蜡以及聚乙二醇。
用于口服给药或直肠给药的单位剂量形式比如糖浆、酏剂、以及混悬剂可以被提供，其中每个剂量单位例如一茶匙的量、一大汤匙的量的片剂或栓剂包含预定量的包含一种或更多种组合物的组合物。类似地，用于注射给药或静脉内给药的单位剂量形式可以包含在作为无菌水、生理盐水或其它药学上可接受的载体中的溶液的组合物中的β-内酰胺酶抑制剂。
根据本公开内容，β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以被配制成可注射的组合物。典型地，可注射的组合物被制备成液体溶液或混悬剂；在注射之前适合于溶解在或悬浮在液体媒介物中的固体形式也可以被制备。根据本公开内容，制剂还可以被乳化或活性成分(三氨基-吡啶衍生物和/或标记的三氨基-吡啶衍生物)还可以被封装在脂质体媒介物中。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以被配制为通过连续递送系统来递送。在本文中术语“连续递送系统”与“控制递送系统”被可交换地使用并且包括与导管、注射装置等组合的连续(例如，控制)递送装置(例如，泵)，多种多样的连续递送装置在本领域中是已知的。
机械的或电动机械的输注泵也可以适合用于本公开内容。此类装置的实例包括在例如美国专利第4,692,147、4,360,019、4,487,603、4,360,019、4,725,852、5,820,589、5,643,207、6,198,966号等中描述的那些装置。通常，β-内酰胺酶抑制剂的递送可以使用各种可再填充的泵系统中的任一种来完成。泵提供随着时间的一致性的控制释放。在某些实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以以液体制剂在不可渗透药物的储器中，并且以连续方式被递送到个体。
在一个实施方案中，药物递送系统是至少部分地可植入的装置。该可植入装置可以使用本领域众所周知的方法和装置在任何适当的植入部位被植入。植入部位是药物递送装置被引入并且定位在其中的受试者身体内的部位。植入部位包括但不必限于皮下(subdermal)部位、皮下(subcutaneous)部位、肌内部位、或受试者体内其它适当的位置。在某些实施方案中皮下植入部位因为药物递送装置植入和除去的便利性被使用。
适合用于本公开内容中的药物释放装置可以基于多种操作模式中的任一种。例如，药物释放装置可以基于扩散系统、对流系统、或可侵蚀系统(例如，基于侵蚀的系统)。例如，药物释放装置可以是电化学泵、渗透泵、电渗透泵、蒸气压力泵、或渗透爆发性基质(osmotic bursting matrix)，例如其中药物被掺入聚合物中并且该聚合物伴随充满药物的聚合物材料(例如，生物可降解的充满药物的聚合物材料)的降解提供药物剂型的释放。在其它实施方案中，药物释放装置基于电扩散系统、电解泵、泡腾泵(effervescent pump)、压电泵、水解系统等。
基于机械输注泵或电动机械输注泵的药物释放装置也可以适合用于本公开内容。此类装置的实例包括在例如美国专利第4,692,147、4,360,019、4,487,603、4,360,019、4,725,852号等中描述的那些装置。通常，受试者治疗方法可以使用各种可再填充的非可交换的泵系统的任一种来完成。因为其随着时间的通常更加一致性的控制释放，泵和其它对流系统通常是优选的。渗透泵因为其更加一致性的控制释放和相对小的尺寸相结合的优点而被用于某些实施方案中(见，例如，PCT公布申请第WO97/27840号以及美国专利第5,985,305号和第5,728,396号)。适合用于本公开内容的例证性的渗透驱动装置包括但不一定限于在美国专利第3,760,984、3,845,770、3,916,899、3,923,426、3,987,790、3,995,631、3,916,899、4,016,880、4,036,228、4,111,202、4,111,203、4,203,440、4,203,442、4,210,139、4,327,725、4,627,850、4,865,845、5,057,318、5,059,423、5,112,614、5,137,727、5,234,692、5,234,693、5,728,396号等中描述的那些渗透驱动装置。
在某些实施方案中，药物递送系统是可植入装置。药物递送装置可以使用本领域众所周知的方法和装置在任何适当的植入部位被植入。如本文所提到，植入部位是药物递送装置被引入以及定位在其中的受试者身体内的部位。植入部位包括但不必限于皮下(subdermal)部位、皮下(subcutaneous)部位、肌内部位、或受试者体内的其它适当的部位。
在某些实施方案中，活性剂(例如，β-内酰胺酶抑制剂)可以使用可植入药物递送系统例如可编程以提供剂的施用的系统来递送。例证性的可编程的可植入系统包括可植入输注泵。例证性的可植入输注泵或可用于与此类泵相连的装置在例如美国专利第4,350,155、5,443,450、5,814,019、5,976,109、6,017,328、6,171,276、6,241,704、6,464,687、6,475,180、以及6,512,954号中被描述。可适合于本公开内容的另外的例证性装置是Synchromed输注泵(Medtronic)。
用于β-内酰胺酶抑制剂的适当的赋形剂媒介物是：例如，水、盐水、葡萄糖、甘油、乙醇等、以及其组合。此外，若需要，媒介物可以包含少量的辅助物质比如润湿剂或乳化剂或pH缓冲剂。制备此类剂量形式的方法是已知的，或基于本公开内容的考虑对于本领域的技术人员将是明显的。见例如Remington′s Pharmaceutical Sciences，Mack Publishing Company，Easton，Pennsylvania，第17版，1985。待被施用的组合物或剂型无论如何将包含足以在被治疗的受试者中达到期望状态的数量的β-内酰胺酶抑制剂。
本公开内容的组合物可以包括包含持续释放基质或控制释放基质的那些组合物。此外，本公开内容的实施方案可以与使用持续释放剂型的其它治疗结合被使用。如本文所使用，持续释放基质是由通常是聚合物的材料制成的基质，所述材料通过酶促水解或基于酸的水解或通过溶解是可降解的。一旦被插入到体内，基质通过酶和体液起作用。持续释放基质合意地选自生物相容性材料比如脂质体、聚交酯(聚乳酸)、聚乙交酯(乙醇酸的聚合物)、聚交酯共乙交酯(乳酸和乙醇酸的共聚物)、聚酸酐、聚原酸酯、聚肽、玻璃酸、胶原、硫酸软骨素、羧酸、脂肪酸、磷脂、多糖、核酸、聚氨基酸、氨基酸比如苯丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、多聚核苷酸、聚乙烯丙烯、聚乙烯吡咯烷酮以及硅酮。例证性的可降解的基质包括聚交酯基质、聚乙交酯基质、以及聚交酯共乙交酯(乳酸和乙醇酸的共聚物)基质。
在另一实施方案中，本公开内容的药物组合物(以及合并组合物)可以在控制释放系统中被递送。例如，β-内酰胺酶抑制剂可以使用静脉输注、可植入渗透泵、皮肤贴剂、脂质体、或其它给药方式被施用。在一个实施方案中，泵可以被使用(Sefton(1987).CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.14：201；Buchwald等(1980).Surgery 88：507；Saudek等(1989).N.Engl.J.Med.321：574)。在另一实施方案中，聚合物材料被使用。在又一另外的实施方案中控制释放系统被放置在治疗靶点的附近，因此仅仅需要全身剂量的一部分。在又一另外的实施方案中，控制释放系统被放置在治疗靶点的附近，因此仅仅需要全身剂量的一部分。在又一另外的实施方案中，控制释放系统被放置在治疗靶点的附近，因此仅仅需要系统的一部分。其它控制释放系统在由Langer(1990)Science249：1527-1533的综述中被讨论。
在另一实施方案中，本公开内容的组合物(以及分开的或在一起的合并组合物)包括通过把本文描述的β-内酰胺酶抑制剂注入到吸收性材料比如缝合线、绷带、以及纱布中所形成的那些或被涂覆到固相材料比如外科缝合器(surgical staple)、拉链以及导管的表面上以递送该组合物的那些。鉴于本公开内容，此类型的其它递送系统对本领域的技术人员将是很明显的。
剂量
β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以以一种或更多种剂量被施用到宿主。技术人员将容易理解剂量水平可根据施用的具体β-内酰胺酶抑制剂、症状的严重程度以及受试者对副作用的敏感性而变化。给予化合物的优选剂量可由本领域的技术人员通过多种方法容易地确定。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂的多种剂量被施用。β-内酰胺酶抑制剂的给药频率可以根据多种因素中的任何一种例如症状的严重程度等而变化。例如，在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂可以每月一次、每月两次、每月三次、每隔一周(qow)、每周一次(qw)、每周两次(biw)、每周三次(tiw)、每周四次、每周五次、每周六次、每隔一天(qod)、每天(qd)、一天两次(qid)、或一天三次(tid)被施用。如上文所讨论，在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂被连续地施用。
β-内酰胺酶抑制剂类似物的给药持续时间例如β-内酰胺酶抑制剂被施用所经过的时间段可以根据多种因素中的任何一种例如患者反应等而变化。例如，在约一天到一周、约两周到四周、约一个月到两个月、约两个月到四个月、约四个月到六个月、约六个月到八个月、约八个月到1年、约1年到2年、或约2年到4年或更多的时间段内，β-内酰胺酶抑制剂可以组合地或分开地被施用。
给药途径
本公开内容的实施方案提供使用包括体内方法和离体方法以及全身给药途径和局部给药途径的适合于药物递送的任何可利用的方法和途径把活性剂(例如，β-内酰胺酶抑制剂)施用到宿主(例如，人)的方法和组合物。
给药途径包括鼻内给药途径、肌内给药途径、气管内给药途径、皮下给药途径、皮内给药途径、局部应用给药途径、静脉内给药途径、直肠给药途径、鼻腔给药途径、口服给药途径、以及其它肠内和肠胃外的给药途径。若需要，给药途径可以被组合、或被调整，这取决于剂和/或预期效果。活性剂(例如，β-内酰胺酶抑制剂)可以以单一剂量或多种剂量被施用。
β-内酰胺酶抑制剂的实施方案可以使用包括全身途径和局部途径的适合于常用药物的递送的可利用的常用方法以及途径被施用到宿主。通常，由本公开内容考虑的给药途径包括但不限于肠内途径、肠胃外途径、或吸入途径。
除了吸入给药之外的肠胃外给药途径包括但不限于局部途径、经皮途径、皮下途径、肌内途径、眼眶内(intraorbital)途径、囊内途径、脊柱内途径、胸骨内途径、以及静脉内途径，即除了经过消化道之外的任何给药途径。肠胃外给药可以被进行以产生β-内酰胺酶抑制剂的全身递送或局部递送。在全身递送被需要的情况下，给药典型地包括药物制剂的侵入或全身吸收的局部给药或粘膜给药。
在实施方案中，β-内酰胺酶抑制剂还可以通过肠内给药被递送到受试者。肠内给药途径包括但不限于口服递送和直肠(例如，使用栓剂)递送。
β-内酰胺酶抑制剂经过皮肤或粘膜的给药方法包括但不限于适当药物制剂的局部应用、经皮传送给药、注射给药以及表皮给药。对于经皮传送，吸收促进剂或电离子透入疗法是适当的方法。电离子透入疗法传送可以使用商购的“贴剂”来完成，该商购的“贴剂”在若干天或更多的时期内经由电脉冲连续地把其产品递送穿过完整的皮肤。
虽然本公开内容的实施方案与实施例和相应的文本以及附图结合被描述，不意图把本公开内容限制于这些说明中的实施方案。相反，意图包括被包括在本公开内容的实施方案的精神和范围内的所有的可选方案、修改、以及等效物。
实施例
实施例1：
介绍：
β-内酰胺化合物比如青霉素是最广泛使用的抗生素，因为其有效抑制对细菌细胞壁的合成所需要的转肽酶1-3。β-内酰胺酶催化β-内酰胺水解并且是细菌对这些化合物的耐药性的主要中介体4，5。有四种β-内酰胺酶家族，即A类到D类，其中A类和C类在临床中最通常地被观察到6，7。CTX-M是一组新的A类β-内酰胺酶，所述CTX-M对超广谱β-内酰胺类抗生素比如头孢噻肟特别有效8-12，所述头孢噻肟本身被开发以对抗细菌对第一代青霉素类以及头孢菌素类的耐药性。超广谱β-内酰胺酶(ESBL)比如CTX-M的普遍出现将继续限制对细菌感染的治疗选择。自20世纪90年代其发现以来，在世界的多个地区，CTX-M已经变成最频繁地被观察到的ESBL。
β-内酰胺酶抑制剂与β-内酰胺类抗生素组合使用是得到确认的对抗耐药性的策略13。现存的β-内酰胺酶抑制剂(例如，克拉维酸)通常也包含β-内酰胺环，使得其对源于β-内酰胺酶产生的上调、对用于新的β-内酰胺酶的选择、以及在细菌和产生β-内酰胺的微生物14-17之间的数百万年的化学战争中逐步形成的其它机制的耐药性敏感。原则上，这些问题可以通过开发结构新颖(非β-内酰胺)的β-内酰胺酶抑制剂被克服。
最近我们描述我们的基于片段的分子对接的应用以确定新种类的CTX-Mβ-内酰胺酶的非共价抑制剂18。基于片段的方法允许我们克服先导化合物库/药物尺寸化合物库的有限的化学多样性，这对抗生素的发现提出特别有挑战性的问题。这是因为当与靶向人蛋白质比如GPCR的药物相比时抗生素的明显不同的化学特征，对于所述明显不同的化学特征，大部分HTS筛选库内在地是有偏差的19，20。因此，我们的片段库的虚拟筛选导致发现由化合物1代表的基于四唑的抑制剂化学型，最高亲和力时(Ki＝21μM)的任何A类β-内酰胺酶非共价抑制剂(图4，表1)。基于四唑的化学型因为若干原因吸引我们。首先，四唑基团具有与通常结合传统的β-内酰胺类抗生素的C(3)4’羧酸盐的CTX-M的活性位点亚口袋的优良的形状互补性和静电互补性(图1)。其次，四唑环是通常具有较有利的药代动力学性质的羧酸根基团的众所周知的结合的生物电子等排体。
对与化合物1的络合晶体结构的仔细检查揭示出可能被利用以改善亲和力的两个可能的结合热点(hot spot)(图1)。第一个是围绕Pro167的相对非极性的结合表面，然而构成Asp240的第二个位点表明引入有利的静电相互作用的可能性。集中于与这些结合热点相互作用的化合物的设计和合成已经产生若干新颖的高亲和力的非共价抑制剂。多种新的抑制剂与CTX-M活性位点的结合使用X-射线晶体学来进一步研究(图7)。用小取代基靶向两个热点允许我们确定更加配体有效的抑制剂，包括迄今为止报道的A类CTX-Mβ-内酰胺酶的最高亲和力的(Ki＝89nM)非共价抑制剂。
结果：
基于结构的设计
化合物1以及其它较小效力的抑制剂通过使用程序DOCK的ZINC似先导物的数据库的分子对接筛选被确定18，21-23。在1与CTX-M的络合晶体结构中，氟代苯环紧密靠近Asp240以及围绕Pro167的结合表面。氟代苯环上的两个碳原子与Asp240的Oδ1原子处于范德华氏接触()。虽然1的环氢原子和Asp240Oδ1之间有有利的静电相互作用，但是我们假定在修饰的配体中与Asp240的氢键相互作用或盐桥将会极大地改善亲和力。在以前测定的与含有头孢他啶侧链(pdb ID1YLY)9的硼酸抑制剂的络合结构中，Asp240已经被观察到与配体的末端氨基基团形成这样的氢键，这部分地解释对头孢他啶的改善的CTX-M活性。同时，化合物1的氟原子离包括Pro167Cβ、Pro167Cγ、Pro157C、Thr168Cα以及Thr171Cγ的蛋白质碳原子的簇，这表明更有利的范德华氏接触和疏水性相互作用可以形成于这一位点和在芳基环的三位被修饰的类似物之间。因此，基于从1的络合结构的这些观察结果，独立地靶向两个可能的结合热点中的每个的两个系列的类似物被设计、被对接并且被合成。
合成
如与传统的β-内酰胺酶抑制剂相比，1的简单的非手性结构是这种化学型的引人注目的特征。被充分地计算对接到CTX-M的设计的类似物按照1-3合成步骤被合成，或在某些情况下可以被商业上购买。因此，商购的3-(1H-四唑-5-基)苯胺与多种商业的或合成的羧酸或酰基氯(acidchloride)的反应提供最终的类似物。我们的初始设计专门地集中于1的3-氟代芳基环，因为这部分接近我们寻求靶向的两个推定的结合热点。1的芳基四唑部分已经呈现与其结合位点高度互补并且因此被视为结构锚，所述结构锚在新的类似物中将不可能非常不同地结合。当新的类似物的络合结构被解决时，这种预测被证实，如稍后详细说明的。
酶学和结合亲和力
为了研究新的类似物的效力，我们利用CTX-M-9和基于紫外吸收的生物化学试验以获得结合亲和力。在这些化合物将会与Pro167形成更有利的非极性接触的期望下，在三个位置有修饰的一系列类似物被评价(表1，图4)。化合物2-11具有大致渐增尺寸并且具有通常亲脂性特征的3-取代基，即使不是专门如此。有趣地，在Ki方面所有这些修饰的类似物被证实优于1，但大多数配体有效的类似物是具有大致球状体疏水物的那些(例如，Me、Br、CF3)。靶向Pro167的系列中的最高亲和力化合物是具有2.4μM的Ki的3-氟代甲基化合物10(表1，图4)。具有较少疏水性以及非球状体取代基的类似物6-8具有类似于1的配体效率但具有较高的LipE值(对于1的1.37vs.对于7的2.51)。参数LipE(被定义为logKi-clogP)24提供当保留有利的生理化学性质时对所获得的结合亲和力的改善的测量。意外的结果是甚至大取代基(2-嘧啶基，化合物11)可以在3-位被接纳，虽然配体效率受损。11的络合晶体结构被确定类似于1(见下面)的结合构象，因此此类似物的减少的配体效率可能反映与嘧啶环氮原子的掩埋相关的空间位阻和/或不利的去溶剂化能量。
为了靶向包括围绕Asp240的区域的第二热点，我们设计在芳基环的多个位置具有氢键供体和/或带电荷侧链的类似物。这些多种设计被对接到CTX-M并且得分最好的类似物被合成并且在生物化学试验中被测试(表2，图5)。通过引入碱性二甲氨基侧链(化合物12)形成对Asp240的盐桥的我们的尝试是不成功的，该类似物具有仅仅不太大的亲和力(Ki＝76μM)。区域异构的芳基腈13和14具有非常不同的亲和力，其中如14中的间位取代是优选的(Ki＝7.2μM)。到目前为止此系列中最感兴趣的类似物(Ki～1μM)是杂环类似物16-18，其每一个在通过对接被预测处于紧密靠近Asp240的位置(假间位或假对位)中具有可能的氢键供体。而且，与1(0.31和1.37)相比，化合物16-18呈现改善的配体效率(0.34-0.35)以及LipE值(2.59-3.58)。
从这些初始的两个库中，我们推断每个结合热点(Asp240和Pro167)的独立靶向可能实际上被杠杆投机以产生较有效的以及较有配体效率的抑制剂。如下面描述，这些初始类似物的设计原则以及预测的结合构象通过用于代表性实施例的络合晶体结构的解决方案被验证。确定了对于两个热点的较有利的结合要素(binding element)，合理的下一步是使这些要素组合以产生同时靶向两个位点的抑制剂(表3、图6)。实际上，如在16中的苯并咪唑环与如在10中的三氟甲基取代基的组合提供类似物19，已经确定的最有效的类似物(Ki＝89nM；L.E.＝0.36；LipE＝3.86)。我们预期19中的苯并咪唑环可能贡献出对Asp240的重要的氢键并且因此探究在此位置中的简单的羟基或氨基取代基是否可以类似地起作用(类似物20-22)。这些类似物实际上比没有氢键供体的直接的比较物4和10更有效，但20-22不如19一样有效。如稍后详细说明的，苯并咪唑类似物16的络合结构的解决方案揭示出另外的接触，所述另外的接触可以解释与20和22相比的苯并咪唑19的改善的效力。意外地，氟代苯并咪唑类似物23仅仅与脱氟代的比较物16等效，氟取代基明显地不能经由与Pro167的推定的相互作用提供任何另外的亲和力。可能苯并咪唑环与Asp240的较紧密的联系吸引稍微远离Pro167的配体，因此需要较大的取代基(比如19中的三氟甲基)以富有成效地接触Pro167。
X-射线晶体结构测定
CTX-M-9和新的类似物的若干个之间的相互作用的结构细节被研究以便获得对结合亲和力改善的分子基础的理解并且利于将来的抑制剂开发。与CTX-M-9的络合晶体结构被测定到在的范围中的分辨率，其中配体结合构象可以被明确地测定。在所有这些结构中，抑制剂采取如通过无偏置的2Fo-Fc电子密度示出的单一构象。
图2示出在CTX-M-9的活性位点中的化合物4、10、以及11的X射线晶体结构；这些化合物被设计为与Pro167形成重要的非极性相互作用。与1中氟原子的尺寸增加相比，在较庞大的侧链取代基比如三氟甲基中的尺寸增加以其较大的电子密度体积来证明。在较大的意义上，新配体的原子与周围的活性位点原子形成类似于1进行的接触。例如，化合物4、10、以及11(图2a-c)全部在四唑环和来自蛋白质中的Thr235、Ser237、以及Ser130之间形成氢键，这类似于化合物1(图1，表1)。它们还共享酰胺键和Ser237之间的特征性的水介导的相互作用、以及与Asn132或Asn104的两个氢键。如在化合物1中观察到的末端苯环和Asp240之间的接触被保持在其中两个环碳原子处于vdw接触并且离Asp240的Oδ1原子大约的化合物4和10中。Pro167与4以及10上的官能团之间的有利接触是明显的。4的环结构上的溴原子离包括Pro167Cβ、Pro167Cγ、Pro167C、Thr168Cα以及Thr171Cγ的蛋白质的碳原子的簇同样，化合物10的三个支链氟原子与这些蛋白质的碳原子处于紧密的vdw接触，所述化合物10的三个支链氟原子离这些蛋白质的碳原子大约另一方面，在这些区域中化合物11的结合稍微不同于化合物1、4以及10(图2c)。嘧啶环与Asp240形成水介导的相互作用并且诱导Asp240呈现新的构象(图2)。此类水介导的接触存在于仅具有部分占位的络合结构中，如通过水的相对弱的电子密度(2σ)以及包括先前在apo和其它络合结构中观察到的那种的两种Asp240构象的存在所表明的。在11中的嘧啶环碳原子和Pro167Cγ、Thr168Cγ、Thr171Cγ之间观察到Vdw接触，11中的嘧啶环的碳原子和Pro167Cγ、Thr168Cγ、Thr171Cγ相隔尽管有水介导的氢键以及环碳原子与Pro167以及Thr168之间的vdw接触，化合物11的亲和力少于4或10的亲和力；这可能是因为极性嘧啶环的氮原子的掩埋以及这个氮与Pro167O之间的静电排斥。此外，对于vdw相互作用中的最佳的碳-碳距离()而言，上文描述的vdw接触可能稍微太靠近，并且因此表明可能的较小的空间位阻。
被设计为建立与Asp240的极性相互作用的化合物(包括化合物12、16、以及18)也获得晶体结构。此外，包括四唑环和酰胺键的这些化合物的核心结构建立类似于化合物1的与Ser130、Thr235、Ser237、Asn104以及Asn132的接触(图3a-c)。化合物16和18两者与Asp240形成如设计的直接氢键。此外，化合物16在苯并咪唑环的N-1/C-2/N-3和Gly238周围的主链原子之间具有有利的接触，然而化合物18与Pro167和Thr168建立更多的vdw相互作用。苯并咪唑16和吲哚(indaole)15两者皆通过来自N-1的氢键接触Asp240。16中的另外的环氮(N-3)似乎与Ser237形成水介导的氢键接触(图3b)。接触16中N-3的水分子的电子密度(2.4σ)比活性位点中的其它结构的水弱，这可能解释为什么与15相比16中这种另外的相互作用的存在不能明显地改善效力。可选择地，化合物16的适度的另外的亲和力可能起源于在N-3和近端酰胺N-H之间的分子内氢键，所述分子内氢键使有益于化合物和Asp240之间的氢键的构象稳定。
图3c示出化合物12与Asp240的设计的相互作用(以青色)和在晶体结构中观察到的其实际的相互作用(以浅灰色)之间的差异。首先，我们设计化合物12以与Asp240形成盐桥。然而，X射线晶体结构揭示出其中水介导的氢键形成在带正电荷的侧链和Asp240之间的实际的结合构象。新的侧链被放在围绕Pro167的小口袋中，这再一次强调这种结合表面在与将来的抑制剂建立的新的相互作用中的可能性。
讨论
A类β-内酰胺酶的新颖的非共价抑制剂的确定是保持β-内酰胺类抗生素效力的有前途的新方法。这个初始研究的目的是快速地确定可以更富有成效地与设计的配体结合的活性位点的区域，因此能够进一步优化CTX-Mβ-内酰胺酶的基于四唑的抑制剂。在1的末端环中精确引入新的官能团成功产生与CTX-Mβ-内酰胺酶形成非极性接触和极性接触两者的改善的类似物，这把亲和力改善～200倍，同时保留似先导物的性质(反应在明显改善的LipE值上)。结果确定在CTX-Mβ-内酰胺酶中Pro167和Asp240作为结合热点的重要性并且证明新颖的四唑抑制剂化学型的易处理性。
在与CTX-M-9的络合结构中Pro167和Asp240两者皆被观察到与β-内酰胺底物或共价抑制剂相互作用。在最近的CTX-M-9S70G突变体和头孢噻肟(pdb代码3HLW)12的晶体结构中，头孢噻肟的氨基噻唑环上的氨基基团与Asp240形成氢键然，而甲氧基亚氨基基团舒适地安置在Pro167周围的亚口袋中。与apo结构相比，此类相互作用引起此区域中残基的原子位置的小移位(例如，对于Asp240Co，)，在与较小的底物比如苄青霉素的络合结构中没有观察到构象变化。类似的与Asp240的氢键也已经在以前的与硼酸抑制剂9，12的络合物结构中被发现。此外，在另外的CTX-M类型酶比如Toho-125-27中Pro167和Asp240是保守的。在Toho-1Glu166A突变体与头孢噻肟(pdb ID，1IYO)26的酰基-酶络合结构中，氨基噻唑环与Asp240形成直接的并且水介导的氢键两者，同时与Pro167建立vdw相互作用。连同我们的实验，这些观察结果表明Asp240和Pro167两者皆是可用于针对CTX-Mβ-内酰胺酶的抑制剂设计的结合热点。
甚至更明显地，还可能考虑使用针对其它A类β-内酰胺酶的类似的热点靶点。对于窄谱β-内酰胺酶比如TEM-1和SHV-2，残基240是谷氨酸根(glutamate)。虽然已经假定用Glu240代替Asp可能扩大活性位点并且允许ESBL比如CTX-M容纳头孢噻肟以及其它第三代头孢菌素的较庞大的侧链，但是Glu240和Asp240两者在蛋白质结合口袋中呈现出类似的特征，所述类似的特征包括净负电荷以及羧酸根基团中的一个氧原子的几乎相同的定位。似头孢他啶的硼酸抑制剂和CTX-M-9(pdb ID，1YLY)之间的络合结构与相同化合物和TEM-1(pdb ID1M40)的络合结构的比较表明抑制剂的氨基噻唑环被放置在类似位置中并且在两种结构9，28中与残基240形成氢键。此外，化合物19的亲和力与化合物21和22的亲和力的比较表明与在Gly238即直接在Asp240之前的残基(注意因为惯例的编号间断)周围的主链原子的相互作用也可以明显地有助于结合。在CTX-M酶、TEM酶以及SHV酶中Gly238是高度保守的。同时，在这些β-内酰胺酶中在残基167周围的非极性结合表面在很大程度上也是保守的。与CTX-M相同、TEM-1在此位置含有脯氨酸。虽然在SHV酶中其被苏氨酸替换，但是大部分碳原子如残基167和残基168的Cα原子、Cβ原子处于类似的位置中，并且因此形成虽然具有某些新的特征比如Thr167Oγ但具有与CTX-M中的那些特征可相比的特征的结合亚口袋。在头孢哌酮和SHV-1之间的晶体结构中，化合物的哌嗪环的碳原子与Thr167的Cβ原子和C原子处于范德华氏接触29。
除了揭示Pro167和Asp240在配体结合中的重要性之外，化合物1到纳摩尔级抑制剂如19的快速演化说明四唑化学型作为先导骨架的易处理性。五元四唑环展现出与通常被β-内酰胺化合物的C(3)4’羧酸根基团占据的亚口袋的良好的形状互补性以及静电互补性，这使得当相对Thr235和Gly236之间的肽键堆叠时与Ser130、Thr235以及Ser237形成三个氢键。这样的结合子口袋的若干关键特征也存在于AmpC C类β-内酰胺酶的活性位点中。例如，Thr235和Gly236在AmpC(Thr316和Gly317)中是保守的。Tyr150即AmpC中关键的催化残基把其羟基放在类似于CTX-M中Ser130的那种的位置中。由A类酶和C类酶共享的其它共同特征还可以允许设计具有更广谱的抑制剂。例如，针对两类酶的现存的共价抑制剂几乎恒定地把氧原子放在通过两个主链酰胺基团形成的氧阴离子洞(oxyanion hole)中。在我们目前的基于四唑的抑制剂的络合结构中这样的结合热点反而被水分子占据。适当地占据氧阴离子洞的四唑类型抑制剂的确定可以扩展这样化学型的效用以靶向更广泛范围的β-内酰胺酶。此类扩大谱的化合物还可以具有用于针对抗药细菌的细胞活性的较大可能性。迄今为止，目前研究中的抑制剂不能逆转在表达CTX-Mβ-内酰胺酶的大肠杆菌菌株中的β-内酰胺耐药性(数据未示出)。是否这反映出缺乏足够的效力或其它因素比如从细菌中的弱的渗透性或主动外排是我们积极追寻的问题。
结论
新颖种类的CTX-Mβ-内酰胺酶抑制剂的结构导向优化已经确定两个结合热点，这两个结合热点可在寻找较高亲和力抑制剂中被靶向。重要地，这些热点被β-内酰胺酶的其它治疗上重要的组共享，这表明具有扩大谱的β-内酰胺酶活性的四唑类抑制剂的可能性。更通常地，我们已经使用以确定并且优化CTX-M的新颖的非共价抑制剂的方法可以被有效地使用以确定用于其它β-内酰胺酶的另外种类的抑制剂。总之，19的纳摩尔级效力将此化合物区分为已经被确定用于A类β-内酰胺酶的最高亲和力的非共价抑制剂。在产生有效针对广泛范围的临床相关的β-内酰胺酶的新颖种类的化合物的目标下，目前的努力集中于进一步精心设计四唑化学型。
实验方法
化合物对接
如先前描述18，分子对接被使用以用程序DOCK 3.5.5418，21-23评价新设计的化合物或来自ZINC小分子数据库的现存化合物。
合成
一般方法
1H NMR波谱在Varian INOVA-400 400MHz波谱测定仪上被记录。化学位移相对于作为内标的TMS以δ单位(ppm)被报告。偶合常数(J)以赫兹(Hz)被报告。已知的化合物1、2、3、4、6、8、10以及1330根据一般程序来制备和/或从商业来源(Ryan Scientific，TimTec)中获得。所有其它试剂和溶剂购自Aldrich Chemical、Acros Organics、Enamine、Alfa Aesar、ApolloScientific并且按原样使用。空气和/或湿度敏感的反应在氩气氛下在烘干的玻璃仪器中使用来自商业供应商的无水溶剂来进行。空气和/或湿度敏感的试剂经由注射器或插管被转移并且经过橡胶隔膜(rubber septa)被引入到反应容器内。溶剂除去用旋转蒸发仪在大约10-50托下来完成。柱色谱法使用Biotage SP1快速色谱系统和来自Biotage的硅胶盒来进行。来自EMScience的分析型TLC板(Silica Gel60F254)被利用用于TLC分析。微波加热使用CEM反应微波来完成。氢化反应用ThalesNano H-Cube氢化器来进行。
针对CTX-M进行测试的所有合成的类似物被判断为具有基于分析型LC/MS分析的95％或更高的纯度。LC/MS分析在由MassLynx4.0软件控制的Waters Micromass ZQ/Waters2795分离模块/Waters2996光电二极管阵列检测系统上被进行。在室温下在MS C185μm4.6x50mm柱上使用含有0.05％三氟乙酸的水-乙腈流动相来进行分离。梯度洗脱被利用，其中乙腈-水的比率在2.5分钟期间从5％乙腈被线性增加到95％乙腈，然后持续1.5分钟被保持在95％乙腈，并且然后在0.5分钟期间被降低到5％乙腈，并且持续0.5分钟被保持在5％乙腈。化合物纯度通过对在254nm处监控到的液相色谱图的峰面积求积分来测定。
一般程序A.烘干的小瓶或烧瓶装有3-(1H-四唑-5-基)苯胺(1当量)、适当的羧酸(1当量)、1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐(1.5当量)、1-羟基苯并三氮唑(1.5当量)以及N，N’-二异丙基乙胺(2当量)并且在室温下在DMF(0.5mL)中搅拌24h或直到通过LC/MS分析判断完成为止。将反应混合物用水(2mL)稀释并且在用1N HCl把pH调节到～2之后，将混合物用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用盐水洗涤、经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过反相HPLC被纯化以提供期望的产物。
一般程序B.烘干的小瓶或烧瓶装有3-(1H-四唑-5-基)苯胺(1当量)、适当的酰基氯(1.05当量)以及N，N’-二异丙基乙胺(2当量)并且在室温下在二氯甲烷(5mL)中搅拌30分钟。将反应混合物用二氯甲烷稀释并且用水来洗涤。在用1N HCl把pH调节到～2之后，将混合物用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用盐水洗涤、经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过快速柱色谱法纯化(5％-20％甲醇/二氯甲烷)。
3-环丙基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-苯甲酰胺(5)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-环丙基苯甲酸反应以提供63％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.42(s，1H)，8.55(s，1H)，7.93(d，J＝8Hz，1H)，7.72(d，J＝8Hz，2H)，7.65(s，1H)，7.56(t，J＝8Hz，1H)，7.39(t，J＝8Hz，1H)，7.29(d，J＝8Hz，1H)，1.97-2.03(m，1H)，0.97-1.01(m，2H)，0.74-0.78(m，2H)；LCMS(ESI)m/z306(MH+)。
3-乙酰基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-苯甲酰胺(7)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-乙酰基苯甲酸反应以提供33％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.67(s，1H)，8.57(s，1H)，8.52(s，1H)，8.22(d，J＝8Hz，1H)，8.16(d，J＝8Hz，1H)7.96(d，J＝8Hz，1H)，7.75(d，J＝8Hz，1H)，7.70(t，J＝8Hz，1H)，7.59(t，J＝8Hz，1H)，2.65(s，3H)；LCMS(ESI)m/z308(MH+)。
N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-异酞酰胺酸甲酯(9)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的异酞酸单甲酯反应以提供22％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.70(s，1H)，8.56(s，2H)，8.25(d，J＝8Hz，1H)，8.16(d，J＝8Hz，1H)7.96(d，J＝8Hz，1H)，7.68-7.75(m，2H)，7.58(t，J＝8Hz，1H)，3.90(s，3H)；LCMS(ESI)m/z324(MH+)。
3-氰基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-苯甲酰胺(14)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-氰基苯甲酸反应并且通过快速柱色谱法(5％-15％甲醇/二氯甲烷)纯化以提供66％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.63(s，1H)，8.53(s，1H)，8.43(s，1H)，8.25(d，J＝8Hz，1H)，8.06(d，J＝8Hz，1H)7.92(d，J＝8Hz，1H)，7.75(d，J＝8Hz，2H)，7.56(t，J＝8Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z291(MH+)。
1H-吲哚-4-羧酸[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-酰胺(15)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的吲哚-4-羧酸反应以提供10％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ11.35(s，1H)，10.41(s，1H)，8.65(s，1H)，7.93(d，J＝8Hz，1H)，7.70(d，J＝4Hz，1H)，7.53-7.62(m，3H)，7.47(s，1H)，7.20(t，J＝8Hz，1H)，6.85(s，1H)；LCMS(ESI)m/z305(MH+)。
3H-苯并咪唑-4-羧酸[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-酰胺(16)。在室温下将3-(1H-四唑-5-基)苯胺(75mg，0.47mmol)、1H-苯并咪唑-4-羧酸(76mg，0.47mmol)、1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐(135mg，0.7mmol)、1-羟基苯并三氮唑(95mg，0.7mmol)以及N，N’-二异丙基乙胺(0.17mL，0.94mmol)在DMF(0.5mL)中搅拌24h。将反应混合物用水(2mL)稀释并且在用1N HCl把pH调节到4之后，将混合物用乙酸乙酯来萃取。将有机萃取物用盐水洗涤、经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。粗材料通过反相HPLC纯化以提供5％收率的作为三氟乙酸盐的产物。1H NMR(DMSO-d6)δ8.62(s，1H)，8.53(s，1H)，7.99-8.02(m，3H)，7.86(d，J＝8Hz，1H)，7.77(d，J＝4Hz，1H)，7.62(t，J＝8Hz，1H)，7.43(t，J＝8Hz，1H)，7.04(s，1H)；LCMS(ESI)m/z306(MH+)。
1H-吲哚-5-羧酸[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-酰胺(17)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的吲哚-5-羧酸反应以按9％的收率提供标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ11.39(s，1H)，10.36(s，1H)，8.62(s，1H)，8.30(s，1H)，7.96(d，J＝8Hz，1H)，7.75(d，J＝8Hz，1H)，7.69(d，J＝8Hz，1H)，7.45-7.57(m，3H)，6.58(s，1H)；LCMS(ESI)m/z305(MH+)。
1H-吲唑-5-羧酸[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-酰胺(18)。酸根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的吲唑-5-羧反应以提供6％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.50(s，1H)，8.61(s，1H)，8.51(s，1H)，8.26(s，1H)，7.95-7.98(m，3H)，7.71(d，J＝4Hz，1H)，7.64(d，J＝8Hz，1H)，7.57(t，J＝8Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z306(MH+)。
6-三氟甲基-3H-苯并咪唑-4-羧酸[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-酰胺(19)。在室温下将3-(1H-四唑-5-基)苯胺(15mg，0.09mmol)、6-三氟甲基-苯并咪唑-4-羧酸(中间体27，25mg，0.09mmol)、1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐(26mg，0.135mmol)、1-羟基苯并三唑(18mg，0.135mmol)以及N，N’-二异丙基乙胺(0.047mL，0.27mmol)在DMF(0.2mL)中搅拌24h。反应混合物被过滤并且通过反相HPLC被纯化以提供30％收率的作为三氟乙酸盐的标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)δ8.78(s，1H)，8.54(s，1H)，8.24(d，J＝12Hz，2H)，8.02(d，J＝8Hz，1H)，7.80(d，J＝8Hz，1H)，7.64(t，J＝8Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z374(MH+)。
3-溴-5-羟基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-苯甲酰胺(20)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-溴-5-羟基苯甲酸反应以提供22％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.48(s，1H)，10.27(s，1H)，8.55(s，1H)，7.91(d，J＝8Hz，1H)，7.72(d，J＝4Hz，1H)，7.60(s，1H)，7.56(d，J＝8Hz，1H)，7.34(s，1H)，7.15(s，1H)；LCMS(ESI)m/z361(MH+)。
3-羟基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-5-三氟甲基-苯甲酰胺(21)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-羟基-5-三氟甲基羧酸反应以提供24％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.60(s，1H)，10.51(s，1H)，8.55(s，1H)，7.94(d，J＝8Hz，1H)，7.74(d，J＝12Hz，2H)，7.64(s，1H)，7.58(d，J＝8Hz，1H)，7.24(s，1H)；LCMS(ESI)m/z350(MH+)。
3-氨基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-5-三氟甲基-苯甲酰胺(22)。在室温下将3-(1H-四唑-5-基)苯胺(75mg，0.47mmol)、3-氨基-5-三氟甲基-苯甲酸(96mg，0.47mmol)、1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐(135mg，0.7mmol)、1-羟基苯并三唑(95mg，0.7mmol)以及N，N’-二异丙基乙胺(0.16mL，0.94mmol)在DMF(0.5mL)中搅拌18h。将反应混合物过滤并且通过反相HPLC纯化以提供52％收率的标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)δ10.50(s，1H)，8.53(s，1H)，7.92(d，J＝8Hz，1H)，7.72(d，J＝8Hz，1H)，7.56(t，J＝8Hz，1H)，7.37(d，J＝8Hz，2H)，7.24(s，1H)；LCMS(ESI)m/z349(MH+)。
6-氟-3H-苯并咪唑-4-羧酸[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-酰胺(23)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的6-氟-苯并咪唑-4-羧酸反应以提供17％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ8.63(s，1H)，8.53(s，1H)，7.99(d，J＝8Hz，1H)，7.71-7.80(m，4H)，7.63(t，J＝8Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z324(MH+)。
3-溴-5-氰基-N-[3-(1H-四唑-5-基)-苯基]-苯甲酰胺(24)。根据一般程序A使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-氰基-5-溴苯甲酸反应以提供24％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.70(s，1H)，8.53(s，1H)，8.45(s，1H)，8.41(d，J＝8Hz，2H)，7.94(d，J＝8Hz，1H)，7.76(d，J＝8Hz，1H)，7.59(t，J＝8Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z370(MH+)。
2-氨基-3-硝基-5-三氟甲基苯甲酸(25)。在120℃下在CEM微波中使商购的2-氯-3-硝基-5-三氟甲基苯甲酸(0.10g，0.37mmol)和氢氧化铵水溶液(2mL)在密封管中加热一小时。冷却后，用1N HCl把pH调节到2。沉淀被过滤并且被干燥以获得作为黄色固体(80mg)的2-氨基-3-硝基-5-三氟甲基苯甲酸。这样的材料在没有另外纯化的情况下被用于下一步骤中。1HNMR(DMSO-d6)δ8.49(s，1H)，8.32(s，1H)。
2，3-二氨基-5-三氟甲基苯甲酸(26)。使用H-Cube氢化系统使2-氨基-3-硝基-5-三氟甲基苯甲酸(25，75mg，0.3mmol)在甲醇中的溶液以1mL/min的流速经过Pd/C盒(10wt％)。溶液在减压下被浓缩并且被干燥以获得标题化合物(62mg)。这样的材料在没有另外纯化的情况下被使用。1H NMR(CDCl3)δ7.80(s，1H)，7.05(s，1H)；LCMS(ESI)m/z221(MH+)。
6-三氟甲基-苯并咪唑-4-羧酸(27)。甲酸(0.34mmol，3当量)被添加到在4M HCl(0.35mL)水溶液中的中间体26(0.11mmol，1当量)并且反应混合物被加热到100℃持续两小时。反应混合物在减压下被浓缩并且被干燥以获得作为盐酸盐的标题化合物(35mg)。这样的材料在没有另外纯化的情况下被使用。1H NMR(DMSO-d6)δ8.74(s，1H)，8.33(s，1H)，8.07(s，1H)；LCMS(ESI)m/z231(MH+)。
一般程序C.烘干的小瓶或烧瓶装有3-(1H-四唑-5-基)苯胺(1当量)、适当的羧酸(1当量)、O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸盐(1.1当量)以及N，N’-二异丙基乙胺(2当量)并且在室温下在N，N-二甲基甲酰胺(0.5mL)中搅拌24h或直到通过LC/MS分析判断完成为止。将混合物通过反相HPLC纯化以提供期望的产物。
3-(4-甲基苯基)-N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1H-吡唑-5-甲酰胺(28)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-(4-甲基苯基)-1H-吡唑-5-羧酸反应以提供21％收率的作为三氟乙酸盐的标题化合物；1HNMR(DMSO-d6)δ10.31(s，1H)，8.63(s，1H)，7.95(d，J＝6Hz，1H)，7.71-7.72(m，3H)，7.54(t，J＝6Hz，1H)，7.28(d，J＝6Hz，1H)，7.16(s，1H)，2.32(s，3H)；LCMS(ESI)m/z346(MH+)。
3-苯基-N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1，2-噁唑-5-甲酰胺(29)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-苯基-5-异噁唑羧酸反应以提供50％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ11.07(s，1H)，8.57(s，1H)，7.94-7.96(m，3H)，7.85(s，1H)，7.79(d，J＝6Hz，1H)，7.61(t，J＝6Hz，1H)，7.53-7.55(m，3H)；LCMS(ESI)m/z333(MH+)。
1-苯基-N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1H-咪唑-4-甲酰胺(30)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的1-苯基-1H-咪唑-4-羧酸反应以提供21％收率的作为三氟乙酸盐的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.25(s，1H)，8.67(s，1H)，8.48(d，J＝9Hz，2H)，7.96(d，J＝6Hz，1H)，7.78(d，J＝6Hz，2H)，7.70(d，J＝6Hz，1H)，7.53-7.57(m，3H)，7.42(t，J＝6Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z332(MH+)。
1-苯基-N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1H-咪唑-5-甲酰胺(31)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的1-苯基-1H-咪唑-5-羧酸反应以提供54％收率的作为三氟乙酸盐的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.60(s，1H)，8.41(d，J＝9Hz，2H)，8.04(s，1H)，7.76(d，J＝9Hz，1H)，7.70(d，J＝6Hz，1H)，7.44-7.54(m，6H)；LCMS(ESI)m/z332(MH+)。
3-甲基-N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1H-吲哚-5-甲酰胺(32)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-甲基-1H-吲哚-5-羧酸反应以提供20％收率的作为三氟乙酸盐的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ11.05(s，1H)，10.34(s，1H)，8.60(s，1H)，8.26(s，1H)，7.98(d，J＝9Hz，1H)，7.75(d，J＝6Hz，1H)，7.70(d，J＝6Hz，1H)，7.56(t，J＝6Hz，1H)，7.41(d，J＝6Hz，1H)，7.21(s，1H)，2.32(s，3H)；LCMS(ESI)m/z319(MH+)。
N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1H-吲唑-6-甲酰胺(33)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的1H-吲唑-6-羧酸反应以提供9％收率的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ10.61(s，1H)，8.61(s，1H)，8.18(d，J＝6Hz，2H)，7.96(d，J＝6Hz，1H)，7.89(d，J＝9Hz，1H)，7.69-7.74(m，2H)，7.58(t，J＝6Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z306(MH+)。
3-溴-N-[3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)苯基]-1H-吲哚-5-甲酰胺(34)。根据一般程序C使3-(1H-四唑-5-基)苯胺与商购的3-溴-1H-吲哚-5-羧酸反应以提供3％收率的作为三氟乙酸盐的标题化合物；1H NMR(DMSO-d6)δ11.77(s，1H)，10.50(s，1H)，8.60(s，1H)，8.19(s，1H)，7.98(d，J＝6Hz，1H)，7.85(d，J＝9Hz，1H)，7.71(d，J＝6Hz，1H)，7.68(d，J＝3Hz，1H)，7.57(d，J＝6Hz，1H)，7.53(d，J＝6Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z383(MH+)。
3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-羧酸甲酯(35)。在室温下将装有在N，N-二甲基甲酰胺(0.5mL)中的3-氨基-2，3-二氢-1H-茚-1-羧酸甲酯(参考Synthesis(2)239-242，2001)(135mg，0.7mmol)、3-(三氟甲基)苯甲酸(134mg，0.7mmol)、O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸盐(293mg，0.77mmol)以及N，N’-二异丙基乙胺(0.24mL，1.4mmol)的烘干的小瓶搅拌16h。将反应混合物用水(2mL)稀释并且用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用盐水洗涤、经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过快速柱色谱法(25％乙酸乙酯-己烷)被纯化以提供总收率为69％的3∶1比率的反式异构体(Rf＝0.44)和顺式异构体(Rf＝0.28)。反式异构体1H NMR(CDCl3)δ8.13(s，1H)，7.95(d，J＝6Hz，1H)，7.70-7.76(m，2H)，7.52-7.57(m，2H)，7.38-7.40(m，1H)，7.28-7.31(m，2H)，5.75-5.80(m，1H)，4.11(d，J＝6Hz，1H)，3.77(s，3H)，2.68-2.75(m，1H)，2.33-2.38(m，1H)；LCMS(ESI)m/z364(MH+).顺式异构体1H NMR(CDCl3)δ8.02(s，1H)，7.96(d，J＝6Hz，1H)，7.75(d，J＝6Hz，1H)，7.56(d，J＝6Hz，1H)，7.30-7.44(m，4H)，6.39(bs，1H)，5.87-5.93(m，1H)，4.20-4.23(m，1H)，3.71(s，3H)，3.01-3.08(m，1H)，2.17-2.24(m，1H)；LCMS(ESI)m/z364(MH+)。
N-[(1R，3S)-3-氰基-2，3-二氢-1H-茚-1-基]-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(36)
在40℃下将装有在2∶1比率的甲醇/水(3mL)中的3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-羧酸甲酯的顺式异构体(75mg，0.21mmol)和氢氧化锂在水中的1M溶液(0.41mL，0.41mmol)的烘干的小瓶搅拌一小时。将反应混合物用1N HCl调节到大约pH2并且用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用盐水洗涤、经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩以获得粗的(1S，3R)-3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-羧酸，该粗的(1S，3R)-3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-羧酸在没有另外纯化的情况下被使用。
在室温下将(1S，3R)-3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-羧酸、二碳酸二叔丁酯(60mg，0.27mmol)、碳酸氢铵(21mg，0.27mmol)以及吡啶(2μL，0.027mmol)在丙酮(3mL)中搅拌18h。反应混合物在减压下被浓缩并且被再溶解在乙酸乙酯中。将有机层用0.1N HCl、水以及盐水洗涤、经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩以获得粗的(1S，3R)-3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-甲酰胺，该粗的(1S，3R)-3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-甲酰胺在没有另外纯化的情况下被使用。
在室温下将在1，4-二氧六环(2mL)中的(1S，3R)-3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]-2，3-二氢-1H-茚-1-甲酰胺(50mg，0.14mmol)、三氟乙酸酐(0.08mL，0.56mmol)以及吡啶(0.068ml，0.84mmol)搅拌3h。将反应混合物用乙酸乙酯稀释并且用水和盐水洗涤。将有机萃取物经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过快速柱色谱法(25％乙酸乙酯-己烷)被纯化以提供52％收率的标题化合物。1H NMR(CDCl3)δ8.07(s，1H)，7.97(d，J＝6Hz，1H)，7.79(d，J＝6Hz，1H)，7.59(t，J＝6Hz，1H)，7.52(d，J＝3Hz，1H)，7.41-7.44(m，3H)，5.73-5.79(m，1H)，4.13(t，J＝6Hz，1H)，3.13-3.20(m，1H)，2.27-2.34(m，1H)；LCMS(ESI)m/z331(MH+)。
N-[(1R，3S)-3-(1H-1，2，3，4-四唑-5-基)-2，3-二氢-1H-茚-1-基]-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(37)。将装有在2-丙醇/水的1∶2混合物(3mL)中的N-[(1R，3S)-3-氰基-2，3-二氢-1H-茚-1-基]-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(36mg，0.11mmol)、叠氮化钠(14mg，2.0mmol)、溴化锌(12mg，0.055mmol)的烘干的小瓶加热至回流持续18h。将反应混合物冷却、用0.1N HCl调节到pH2并且用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过反相HPLC被纯化以提供39％收率的标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)δ9.23(d，J＝6Hz，1H)，8.30(s，1H)，8.25(d，J＝6Hz，1H)，7.91(d，J＝6Hz，1H)，7.73(t，J＝6Hz，1H)，7.26-7.29(m，3H)，5.70-5.74(m，1H)，4.79(t，J＝6Hz，1H)，2.93-2.98(m，1H)，2.21-2.30(m，1H)；LCMS(ESI)m/z374(MH+)。
N-[3-(甲磺酰基氨基甲酰基)苯基]-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(38)。将装有在二氯甲烷(5.0ml)中的3-(三氟甲基)苯甲酸(0.1g，0.52mmol)的烘干的小瓶冷却到0℃。1-氯-N，N，2-三甲基-1-丙烯胺(0.077mL，0.58mmol)被添加到反应混合物并且在0℃下被搅拌30分钟。3-氨基苯甲酸(71mg，0.52mmol)和N，N’-二异丙基乙胺(0.18mL，1.04mmol)然后被添加到反应混合物并且在室温下被搅拌持续2h。将反应混合物用饱和NaHCO3洗涤，水相用1N HCl调节到大约pH2并且用乙酸乙酯萃取。将乙酸乙酯萃取物经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗的3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]苯甲酸在没有另外纯化的情况下被使用。
在室温下将在四氢呋喃(2.0mL)中的3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]苯甲酸(30mg，0.097mmol)和1，1’-羰二咪唑(31mg，0.194mmol)搅拌90分钟。甲磺酰胺(14mg，0.145mmol)和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(0.022mL，0.145mmol)被添加并且混合物在室温下被搅拌18h。将反应混合物用乙酸乙酯稀释并且用1N HCl、水以及盐水洗涤。将有机萃取物经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过反相HPLC被纯化以提供14％收率的标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)δ10.64(s，1H)，8.31(s，2H)，8.26(d，J＝6Hz，1H)，8.03(d，J＝6Hz，1H)，7.96(d，J＝6Hz，1H)，7.78(t，J＝6Hz，1H)，7.68(d，J＝6Hz，1H)，7.50(t，J＝6Hz，1H)，3.35(s，3H)；LCMS(ESI)m/z387(MH+)。
N-{3-[(苄氧基)氨基甲酰基]苯基}-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(39)。在室温下将装有在N，N-二甲基甲酰胺(0.5mL)中的3-氨基苯甲酸甲酯(90mg，0.6mmol)、3-(三氟甲基)苯甲酸(113mg，0.6mmol)、O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸盐(250mg，0.66mmol)以及N，N’-二异丙基乙胺(0.2mL，1.2mmol)的烘干的小瓶搅拌18h。将反应混合物用水(2mL)稀释并且用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用水、盐水洗涤，经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。粗的3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]苯甲酸甲酯在没有另外纯化的情况下被使用。
烘干的烧瓶装有在四氢呋喃(2mL)中的3-[3-(三氟甲基)苯甲酰胺基]苯甲酸甲酯(20mg，0.062mmol)和O-苄基羟胺盐酸盐(10mg，0.062mmol)并且在-78℃下被搅拌。在添加双(三甲基甲硅烷基)氨基锂在四氢呋喃中的1M溶液(0.19mL，0.19mmol)并且在-78℃下搅拌另外的10分钟之后，反应混合物被加温到室温。将反应混合物用饱和NH4Cl淬灭并且用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用水、盐水洗涤，经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过快速柱色谱法(40％乙酸乙酯-己烷)被纯化以提供40％收率的标题化合物。1H NMR(CDCl3)δ8.19(s，1H)，8.11(d，J＝6Hz，1H)，7.87(d，J＝6Hz，2H)，7.78(d，J＝6Hz，2H)，7.61(t，J＝6Hz，1H)，7.34-7.45(m，7H)，5.00(s，2H)；LCMS(ESI)m/z415(MH+)。
N-[3-(羟基氨基甲酰基)苯基]-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(40)。使用H-Cube氢化系统使N-{3-[(苄氧基)氨基甲酰基]苯基}-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(20mg，0.048mmol)在甲醇中的溶液以1mL/min的流速经过Pd/C盒(10wt％)。溶液在减压下被浓缩并且通过反相HPLC被纯化以获得41％收率的标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)δ8.19(s，1H)，8.11(s，1H)，7.85(d，J＝6Hz，2H)，7.78(d，J＝6Hz，1H)，7.61(t，J＝6Hz，1H)，7.52(s，1H)，7.41(t，J＝6Hz，1H)；LCMS(ESI)m/z325(MH+)。
N-(3-硝基苯基)-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(41)。在室温下将装有在N，N-二甲基甲酰胺(2mL)中的3-硝基苯胺(100mg，0.72mmol)、3-(三氟甲基)苯甲酸(138mg，0.72mmol)、O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸盐(300mg，0.79mmol)以及N，N’-二异丙基乙胺(0.25mL，1.44mmol)的烘干的小瓶搅拌18h。将反应混合物用水(5mL)稀释并且用乙酸乙酯萃取。将有机萃取物用水、盐水洗涤，经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过快速柱色谱法(30％乙酸乙酯-己烷)被纯化以获得45％的收率。1H NMR(CDCl3)δ8.38(s，1H)，8.30(d，J＝6Hz，2H)，8.03-8.14(m，2H)，7.67(d，J＝6Hz，1H)，7.55-7.69(m，3H)；LCMS(ESI)m/z311(MH+)。
N-[3-(甲磺酰基氨基甲酰基氨基)苯基]-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(42)。使用H-Cube氢化系统使N-(3-硝基苯基)-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(100mg，0.32mmol)在甲醇中的溶液以1mL/min的流速经过Pd/C盒(10wt％)。溶液在减压下被浓缩以获得粗的N-(3-氨基苯基)-3-(三氟甲基)苯甲酰胺，该粗的N-(3-氨基苯基)-3-(三氟甲基)苯甲酰胺在没有另外纯化的情况下被使用。
在室温下将装有在二氯甲烷(2mL)中的N-(3-氨基苯基)-3-(三氟甲基)苯甲酰胺(25mg，0.089mmol)、氯甲酸对硝基苯酯(20mg，0.098mmol)以及吡啶(8μL，0.098mmol)的烘干的小瓶搅拌2h。甲磺酰胺(17mg，0.178mmol)和三乙胺(0.062mL，0.44mmol)被添加到反应混合物并且在室温下被搅拌18h。将反应混合物用二氯甲烷稀释并且用0.1N HCl、水以及盐水洗涤。将有机层经过硫酸镁干燥并且在减压下浓缩。如此获得的粗材料通过快速柱色谱法被纯化以提供14％收率的标题化合物。1H NMR(DMSO-d6)δ10.46(s，1H)，8.89(s，1H)，8.26(s，1H)，8.23(d，J＝6Hz，1H)，7.94(d，J＝6Hz，2H)，7.76(t，J＝6Hz，1H)，7.46(d，J＝6Hz，1H)，7.26(t，J＝6Hz，1H)，7.15(d，J＝6Hz，1H)，1.20(s，3H)；LCMS(ESI)m/z402(MH+)。
蛋白质的纯化、结晶以及结构测定
CTX-M-9，即我们以前已经研究过的A类β-内酰胺酶，被用于代表CTX-M家族。蛋白质如以前描述31被纯化并且根据悬滴法在20℃下在1.2M-1.6M磷酸钾缓冲液(pH8.3)中结晶。滴中的蛋白质的最终浓度范围从6.5mg ml-1到9mg ml-1。络合晶体通过浸泡法获得。基于在溶解度和亲和力方面的可变性，化合物的浸泡时间相当地不同，从1小时到24小时。衍射在三条光束线下被测量：纽约州的布鲁克海文的National SynchrotronLight Source的X6A；伊利诺斯州的阿贡的Advanced Photon Source(APS)的GM/CA CAT的23-ID-B；以及加利福尼亚州的伯克利的8.3.1，AdvancedLight Source(ALS)。数据用HKL200032来处理。用于精化的模型通过首先使用在具有apo CTX-M-9结构的CCP433中使用Refmac的刚体精化来获得。CCP4和Coot34被使用以完成模型重建以及精化。
抑制试验
CTX-M的水解反应活性使用在100mM Tris-HCl(pH7.0，具有0.01％v/v Triton X-100)中的β-内酰胺底物头孢硝噻吩来测量并且使用Hewlett-Packard分光光度计在480nM波长下来监控。头孢硝噻吩在抑制试验中是50μM。头孢硝噻吩对CTX-M的Km被确定为24μM。化合物如先前描述被合成或购自Chembridge公司，并且在没有另外纯化的情况下被试验。在IC50实验中化合物被测试的最高浓度是至多1-3mM(取决于其溶解度)。反应通过把蛋白质添加到最后的反应缓冲液中来引发。
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应该注意的是，比率、浓度、数量、以及其它数值数据可以以范围形式在本文中被表示。应理解的是，此类范围形式因为方便和简洁被使用，并且因此应该以灵活的方式被理解为不仅包括被明确叙述为范围的限值的数值，而且包括被包含在那一范围内的所有单个数值或子范围，犹如每个数值和子范围被明确地叙述。举例说明，“约0.1％到约5％”的浓度范围应该被理解为不仅包括被明确叙述的约0.1wt％到约5wt％的浓度，而且包括在所示范围内的单个浓度(例如，1％、2％、3％、以及4％)以及子范围(例如，0.5％、1.1％、2.2％、3.3％、以及4.4％)。在实施方案中，术语“约”可以包括根据数值的有效数字的传统舍入。此外，词组“约‘x’到‘y’”包括“约‘x’到约‘y’”。
对上文描述的实施方案可以做出多种变化形式以及改良。在本文中所有这样的改良和变化形式意图被包括在本公开内容的范围内并且通过以下的权利要求书来保护。

Claims (32)

1.一种组合物，所述组合物包含β-内酰胺酶抑制剂。
2.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含抗生素。
3.如权利要求3所述的组合物，其中所述抗生素是β-内酰胺类抗生素。
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下部分中的一种：
其中X1、X2、以及X3各自独立地选自C-R’或N；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基；其中R是取代的或未取代的烷基基团、取代的或未取代的芳基基团、取代的或未取代的杂芳基基团、或取代的或未取代的环基团或杂环基团；并且Q是O或S。
5.如权利要求4所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A’描述的结构中的任一种代表：
6.如权利要求4所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A”描述的结构中的任一种代表：
7.如权利要求4所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A”’描述的结构中的任一种代表：
8.如权利要求4所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由下面描述的结构中的任一种代表：
9.如权利要求1所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构B描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下中的一种：
其中X4和X5各自独立地选自CH或N；其中Y选自-CH2-、-CHR’-、-CR’(R’)-、＞C＝O、-S-、-S(＝O)-、或-S(＝O)2-；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基，其中R是取代的或未取代的烷基基团、取代的或未取代的芳基基团、取代的或未取代的杂芳基基团、或取代的或未取代的环基团或杂环基团；并且其中Q是O或S。
10.如权利要求9所述的组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过以下描述的结构中的任一种代表：
11.一种药物组合物，所述药物组合物包含治疗有效量的β-内酰胺酶抑制剂、或所述β-内酰胺酶抑制剂的药学上可接受的盐、以及药学上可接受的载体，以治疗状况。
12.如权利要求11所述的药物组合物，所述药物组合物还包含抗生素。
13.如权利要求12所述的药物组合物，其中所述抗生素是β-内酰胺类抗生素。
14.如权利要求11所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下中的一种：
其中X1、X2、以及X3各自独立地选自C-R’或N；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基；其中R是取代的或未取代的烷基基团、取代的或未取代的芳基基团、取代的或未取代的杂芳基基团、或取代的或未取代的环基团或杂环基团；并且Q是O或S。
15.如权利要求14所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A’描述的结构中的任一种代表：
16.如权利要求14所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A”描述的结构中的任一种代表：
17.如权利要求14所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A”’描述的结构中的任一种代表：
18.如权利要求14所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由下面描述的结构中的任一种代表：
19.如权利要求11所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构B描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下中的一种：
其中X4和X5各自独立地选自CH或N；其中Y选自-CH2-、-CHR’-、-CR’(R’)-、＞C＝O、-S-、-S(＝O)-、或-S(＝O)2-；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基，其中R是取代的或未取代的烷基基团、取代的或未取代的芳基基团、取代的或未取代的杂芳基基团、或取代的或未取代的环基团或杂环基团；并且其中Q是O或S。
20.如权利要求19所述的药物组合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过以下描述的结构中的任一种代表：
21.一种治疗状况的方法，所述方法包括：向需要其的受试者递送药物组合物，其中所述药物组合物包含治疗有效量的β-内酰胺酶抑制剂、或所述β-内酰胺酶抑制剂的药学上可接受的盐、以及药学上可接受的载体，以治疗所述状况。
22.如权利要求21所述的方法，所述方法还包括向需要其的受试者递送抗生素。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂和所述抗生素在相同的药物组合物中被递送。
24.如权利要求22所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂和所述抗生素被分开地递送。
25.如权利要求22所述的方法，其中所述抗生素是β-内酰胺类抗生素。
26.如权利要求21所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下结构中的一种：
其中X1、X2、以及X3各自独立地选自C-R’或N；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基；其中R是取代的或未取代的烷基基团、取代的或未取代的芳基基团、取代的或未取代的杂芳基基团、或取代的或未取代的环基团或杂环基团；并且Q是O或S。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A’描述的结构中的任一种代表：
28.如权利要求26所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A”描述的结构中的任一种代表：
29.如权利要求26所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构A”’描述的结构中的任一种代表：
30.如权利要求26所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由下面描述的结构中的任一种代表：
31.如权利要求26所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过结构B描述的结构中的任一种代表：
其中Z选自以下中的一种：
其中X4和X5各自独立地选自CH或N；其中Y选自-CH2-、-CHR’-、-CR’(R’)-、＞C＝O、-S-、-S(＝O)-、或-S(＝O)2-；其中R’是H、卤素、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的环烯基、取代的或未取代的杂芳基、取代的或未取代的联芳基、取代的或未取代的稠合芳基、取代的或未取代的烯基、或取代的或未取代的炔基，其中R是取代的或未取代的烷基基团、取代的或未取代的芳基基团、取代的或未取代的杂芳基基团、或取代的或未取代的环基团或杂环基团；并且其中Q是O或S。
32.如权利要求36所述的方法，其中所述β-内酰胺酶抑制剂由通过以下描述的结构中的任一种代表：
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