CN111196808B - 二氮杂双环类化合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药化学领域，涉及一类二氮杂双环类化合物及其应用，具体地，本发明提供式(I)所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，它们的制备方法以及含有这些化合物的药物组合物和这些化合物或组合物用于治疗细菌感染的用途。本发明的化合物具有优异抑菌活性，非常有希望成为细菌感染的治疗剂。
Description
技术领域
本发明属于医药化学领域，具体涉及一类二氮杂双环类化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，它们的制备方法以及含有这些化合物的药物组合物和这些化合物或组合物用于治疗细菌感染的用途。
背景技术
鲍曼不动杆菌已成为医院内感染的主要致病菌之一。根据2010年中国CHINET细菌耐药性监测网数据显示，中国10省市14家教学医院鲍曼不动杆菌占临床分离革兰阴性菌的16.11％，仅次于大肠埃希菌与肺炎克雷伯菌。鲍曼不动杆菌院内感染最常见的部位是肺部，是医院获得性肺炎(HAP)，尤其是呼吸机相关肺炎(VAP)重要的致病菌。
鲍曼不动杆菌耐药情况日趋严重(Magiorakos,A.P.Multidrug-resistant,extensively drug-resistant andpandrug-resistant bacteria:an internationalexpert proposal for interim standard definitions for acquired resistance.Clin.Microbiol.Infect.2012,18,268–281；Lahiri,S.D.et al.Molecular basis ofselective inhibition and slow reversibility of avibactam against class Dcarbapenemases:a structure-guided study of OXA-24and OXA-48.ACSChem.Biol.2015,10,591–600)。β内酰胺酶参与了鲍曼不动杆菌的耐药，特别是D型β内酰胺酶是鲍曼不动杆菌耐药的关键(Ming-Feng Lin,et al.Antimicrobial resistance inAcinetobacter baumannii:From bench to bedside,World J Clin Cases 2014December16；2(12):787-814)。已有研究报道，在鲍曼不动杆菌中，D型β内酰胺酶的检出率最高，可达98％-100％，C型β内酰胺酶检出率为60％-85％，A型β内酰胺酶检出率为约50％，B型β内酰胺酶酶检出率最低，为约1.3％(http://www.entasistx.com/our-science/presentations-by-program
advancedSearchDisplayed＝&akID％5B160％5D％5BatSelectOptionID％5D％5B％5D＝84&search＝&ccm_paging_p＝2&ccm_order_by＝ak_presentation_date&ccm_order_by_direction＝desc)。
现在急需能够控制多重耐药鲍曼不动杆菌(MDRAB)感染和蔓延的新型药物，以降低医院内感染率。针对鲍曼不动杆菌的耐药，目前国内外各企业展开了大量研究，目前进展较快的是ETX2514，处于临床II期，其可以抑制A、C、D型β内酰胺酶，是Entasis研究人员在Avibactam的结构基础上，通过合理药物设计以增强与OXA-24结合抑制活性设计合成而来(Durand-Réville T.F.et al.ETX2514 is a broad-spectrumβ-lactamase inhibitorfor the treatment of drug-resistant Gram-negative bacteria includingAcinetobacter baumannii.Nat Microbiol.2017,2:17104)。
不过，还需要开发更安全、更有效、对鲍曼不动杆菌抑制更强的抗感染药物。
发明内容
本发明的一个目的是提供通式(I)所示的一类具有β内酰胺酶抑制活性的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，
其中，
M为氢或阳离子；
R1选自烷基、卤素、卤代烷基、烷基氨基、羟基烷基、烷氧基、羟基烷氧基和环烷基；和
R2选自任选取代的杂芳基烷基、杂环基烷基、4元-5元杂环基氨基酰基、环烷基氨基酰基、氨基磺酰基烷基和-C(O)NH-X-L-R3，其中，X为NH或O，L不存在或选自亚烷基和亚羰基，R3选自氢、氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，所述的氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基任选被一个或多个羰基、卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、双烷基氨基、磺酰基、烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基取代。
本发明的另一个目的是提供制备本发明的通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药的方法。
本发明的再一个目的是提供包含本发明的通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药和可药用载体的组合物，以及包含本发明的通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药和另一种或多种药物的组合物。
本发明的还一个目的是提供本发明的通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药治疗细菌感染的方法，以及本发明的通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药在制备用于治疗细菌感染的药物中的应用。
针对上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供通式(I)所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，
其中，
M为氢或阳离子；
R1选自烷基、卤素、卤代烷基、烷基氨基、羟基烷基、烷氧基、羟基烷氧基和环烷基；和
R2选自任选取代的杂芳基烷基、杂环基烷基、4元-5元杂环基氨基酰基、环烷基氨基酰基、氨基磺酰基烷基和-C(O)NH-X-L-R3，其中，X为NH或O，L不存在或选自亚烷基和亚羰基，R3选自氢、氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，所述的氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基任选被一个或多个羰基、卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、双烷基氨基、磺酰基、烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基取代。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中：M为氢、Na、K、Mg、Ca、NH4 +或(CH3CH2)3N+。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中：
R1选自C1-6烷基、卤素、卤代C1-6烷基、C1-6烷基氨基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基和C3-8环烷基；
进一步优选地，R1选自C1-3烷基、卤素、卤代C1-6烷基、C1-6烷基氨基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基和C3-6环烷基；
更进一步优选地，R1选自甲基、乙基、丙基、异丙基、氟、氯、溴、碘、环丙基、环丁基、环戊基、环己基烷基、卤素和环烷基。
在一些实施方案中，本发明的化合物为通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中R2选自任选取代的杂芳基烷基、杂环基烷基、4元-5元杂环基氨基酰基、环烷基氨基酰基、氨基磺酰基烷基和-C(O)NH-X-L-R3，其中X为NH或O，L不存在或选自亚烷基和亚羰基，R3选自氢、氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，所述的氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基任选被一个或多个羰基、卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、双烷基氨基、磺酰基、烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、环烷基、杂环基、芳基和杂芳基取代；所述杂芳基烷基、杂环基烷基、4元-5元杂环基氨基酰基、环烷基氨基酰基、氨基磺酰基烷基任选被一个或多个选自卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、烷基磺酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基和氧代的基团取代。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中：
R2选自5-12杂芳基C1-6烷基、3-12元杂环基C1-6烷基、4元-5元杂环基氨基酰基、C3-12环烷基氨基酰基和氨基磺酰基C1-6烷基，其中所述的基团任选被一个或多个选自卤素、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、C1-6烷基磺酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-12环烷基、3-12元杂环基、6-12元芳基、5-12元杂芳基和氧代的基团取代；
进一步优选地，R2选自5-8杂芳基C1-3烷基、3-8元杂环基C1-6烷基、4-5元杂环基氨基酰基、C3-8环烷基氨基酰基和氨基磺酰基C1-3烷基，其中所述的基团任选被一个或多个选自卤素、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、C1-6烷基磺酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-12环烷基、3-12元杂环基、6-12元芳基、5-12元杂芳基和氧代的基团取代；
更进一步优选地，R2选自5-6杂芳基C1-3烷基、3-6元杂环基C1-6烷基、4-5元杂环基氨基酰基、C3-6环烷基氨基酰基和氨基磺酰基C1-3烷基，其中所述的基团任选被一个或多个选自卤素、羟基、C1-3烷基、卤代C1-3烷基、羟基C1-3烷基、C1-3烷氧基、卤代C1-3烷氧基、羟基C1-3烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-3烷基氨基、C1-3烷基酰基氨基、C1-3烷基酰基、C1-3烷基磺酰基、氨基酰基、C1-3烷基氨基酰基、双C1-3烷基氨基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-8环烷基、3-8元杂环基、6-10元芳基、5-10元杂芳基和氧代的基团取代。
在一些具体的实施方案中，根据本发明提供通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，R2为氧杂环丁烷基氨基酰基。在另一些具体的实施方案中，根据本发明提供通式(I)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，R2为氮杂环丁烷基氨基酰基。
在一些实施方案中，本发明提供通式(Ia)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，
其中，
X为NH或O；
L不存在或选自亚烷基和亚羰基；和
R3选自氢、氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基，所述的氨基、烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基任选被一个或多个选自卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、磺酰基、烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基和氧代的基团取代，和
R1和M具有以上通式(I)所述的定义。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式(Ia)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中：
L不存在或选自C1-6亚烷基和C1-6亚羰基；
进一步优选地，L不存在或选自C1-3亚烷基和C1-3亚羰基；
更进一步优选地，L不存在或选自亚甲基、亚乙基、亚丙基、-C(O)-、-CH2C(O)-和-C(O)CH2-。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式(Ia)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中：
R3选自氢、氨基、C1-6烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、C3-12环烷基、3-12元杂环基、6-12元芳基和5-12元杂芳基，所述的氨基、C1-6烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、C3-12环烷基、3-12元杂环基、6-12元芳基和5-12元杂芳基任选被一个或多个选自卤素、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、磺酰基、C1-6烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、C3-12环烷基、3-12元杂环基、6-12元芳基、5-12元杂芳基和氧代的基团取代；
进一步优选地，R3选自氢、氨基、C1-3烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、C3-8环烷基、3-8元杂环基、6-10元芳基和5-10元杂芳基，所述的氨基、C1-3烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、C3-8环烷基、3-8元杂环基、6-10元芳基和5-10元杂芳基任选被一个或多个选自卤素、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、磺酰基、C1-6烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、C3-12环烷基、3-12元杂环基、6-12元芳基、5-12元杂芳基和氧代的基团取代；
更进一步优选地，R3选自氢、氨基、C1-3烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、C3-6环烷基、3-6元杂环基、苯基和5-6元杂芳基，所述的氨基、C1-3烷基磺酰胺基、氨基磺酰胺基、氨基磺酰基、C3-6环烷基、3-6元杂环基、苯基和5-6元杂芳基任选被一个或多个选自卤素、羟基、C1-3烷基、卤代C1-3烷基、羟基C1-3烷基、C1-3烷氧基、卤代C1-3烷氧基、羟基C1-3烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-3烷基氨基、C1-3烷基酰基氨基、C1-3烷基酰基、氨基酰基、C1-3烷基氨基酰基、双C1-3烷基氨基、C2-6烯基、C2-6炔基、磺酰基、C1-6烷基磺酰基、氨基磺酰基、氧代基团、C3-8环烷基、3-8元杂环基、6-10元芳基、5-10元杂芳基和氧代的基团取代。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式(Ia)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中：
R3选自氨基、
在一些实施方案中，本发明提供通式(Ib)的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，
其中，Y选自O、N(R4)和C(R5)(R6)，R4、R5、R6各自独立地具有R2所述的定义，R1、M具有以上通式(I)中所述的定义。
本发明提供以下具体化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药：
另一方面，本发明提供本发明的通式化合物的制备方法，例如本发明的式(Ia)的化合物的制备方法包括如下步骤：
1)式1的化合物和式2的化合物反应生成式3的化合物；
2)式3的化合物经脱除苄基，与四丁基硫酸氢铵反应制得式(Ia)的化合物；
其中，R1、R3、X、L、M具有通式(Ia)所述的定义，式1的化合物和式2的化合物为市售化合物或可采用本领域技术人员惯用的其它技术手段进行合成。
第三方面，本发明提供药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药。
在一些实施方案中，本发明提供药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，还包含属于但不限于选自β-内酰胺抗生素和附加的抗生素和/或附加的β-内酰胺酶抑制剂、对丝氨酸β-内酰胺酶敏感的任何其它化合物结合施用。在一些实施方案中，本发明提供的药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，与以下的一种或多种结合：青霉素、甲氧西林、苯唑西林、萘夫西林、氯唑西林、双氯西林、氟氯西林、替莫西林、阿莫西林、氨苄青霉素、阿莫克拉、阿洛西林、羧苄西林、替卡西林、美洛西林、哌拉西林、头孢氨苄、头孢噻吩、CXA-101、头孢唑啉、头孢克洛、头孢呋辛、头孢孟多、头孢替坦、头孢西丁、头孢曲松、头孢噻肟、头孢泊肟、头孢克肟、头孢他啶、头孢比罗酯、头孢吡肟、头孢匹罗、ceftaroline、亚胺培南、美罗培南、厄他培南、法罗培南、硫培南、多利培南、PZ-601(Protez Pharmaceuticals)、ME1036(Forest Labs)、BAL30072、MC-1、托莫培南(tomopenem)、替比培南、氨曲南、替吉莫南、诺卡杀菌素A、烟草素(tabtoxinine)、舒巴坦、三唑巴坦、阿维巴坦、阿莫克拉、LK-157、LK-176、SA-1-204、SA-2-13、BLI-489(Pfizer/Wyeth)、BAL0029880或MK7655、氨基糖苷类、大观霉素类、大环内酯类、酮内酯类、链阳性菌素类、噁唑烷酮类(oxazolidinones)、四环素类、氟喹诺酮类、香豆素抗菌素类、糖肽类、脂糖肽类、硝咪唑类、安沙霉素类、苯丙醇类、莫匹罗星(mupirocyn)、磷霉素、妥布霉素、利奈唑胺、达托霉素、万古霉素的类别或ANTIMICROBIAL AGENTS。在一些实施方案中，本发明提供的药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药与美罗培南，氨曲南或头孢他啶结合。
在一些实施方案中，本发明提供本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药及包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药的药物组合物，所述化合物或药物组合物用于治疗细菌感染。
在一些实施方案中，本发明提供药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药和可药用载体。
可以将本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药与可药用载体、稀释剂或赋形剂混合制备成药物制剂，以适合于经口或胃肠外给药。给药方法包括，但不限于皮内、肌内、腹膜内、静脉内、皮下、鼻内和经口途径。所述制剂可以通过任何途径施用，例如通过输注或推注，通过经上皮或皮肤粘膜(例如口腔粘膜或直肠等)吸收的途径施用。给药可以是全身的或局部的。经口施用制剂的实例包括固体或液体剂型，具体而言，包括片剂、丸剂、粒剂、粉剂、胶囊剂、糖浆、乳剂、混悬剂等。所述制剂可通过本领域已知的方法制备，且包含药物制剂领域常规使用的载体、稀释剂或赋形剂。
第四方面，本发明提供本发明式(I)、式(Ia)或式(Ib)所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，或包含其的药物组合物用于治疗细菌感染的方法以及在制备治疗细菌感染的药物中的用途。在一些优选的实施方案中，本发明提供本发明式(I)、式(Ia)或式(Ib)所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，或包含其的药物组合物用于治疗细菌感染的方法以及在制备治疗细菌感染的药物中的用途，其中所述的细菌感染包括但不限于：妇科感染、呼吸道感染(RTI)、尿路感染(UTI)、复杂性尿路感染(含肾盂肾炎)、性传播疾病、慢性支气管炎的急性发作(ACEB)、急性中耳炎、急性窦炎、耐药性细菌造成的感染、与导管相关的败血病、软下疳、衣原体、肺炎、前列腺炎、社区获得性肺炎(CAP)、复杂性皮肤和皮肤结构感染、非复杂性皮肤和皮肤结构感染、皮肤与软组织感染、心内膜炎、发热性嗜中性球减少症、淋球菌脑膜炎、淋球菌性尿道炎、医院获得性肺炎(HAP)、呼吸机相关性肺炎(VAP)、骨髓炎、原发性或继发性血液感染(败血症)、梅毒、腹内感染、复杂性腹腔内感染、术后相关感染等。在一些优选的实施方案中，本发明提供本发明通式I所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，或包含其的药物组合物用于治疗细菌感染的方法以及在制备治疗细菌感染的药物中的用途，其中所述的细菌感染包括但不限于：社区获得性肺炎(CAP)、医院获得性肺炎(HAP)、呼吸机相关性肺炎(VAP)、原发性或继发性血液感染(败血症)、复杂性尿路感染(含肾盂肾炎)、复杂性腹腔内感染、术后相关感染等。
在一些优选的实施方案中，本发明的细菌感染为革兰氏阴性菌造成的感染，也称为“革兰氏阴性感染”。在另一些优选的实施方案中，本发明的细菌感染为抗药性微生物(包括多重抗药性微生物)造成的感染。在另一些优选的实施方案中，本发明的细菌感染为多重抗药性微生物造成的感染。在另一些优选的实施方案中，本发明的革兰氏阴性感染为耐受一种或多种抗菌素的感染。在另一些优选的实施方案中，本发明的革兰氏阴性感染为耐受多种药物的感染。在一些优选的实施方案中，本发明的化合物可用于治疗由以下细菌导致的感染：枸橼酸杆菌属(Citrobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)、埃希氏菌属(Escherichia)、克雷伯氏菌属(Kle bsiella)、摩根氏菌属(Morganella)、变形菌属(Proteus)、沙门氏菌属(Salmonella)、沙雷氏菌属(Serratia)、假单胞菌属、不动杆菌属(Acinetobacter)、拟杆菌属(Bacteroides)、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、弯曲杆菌属(Campylobacter)、奈瑟氏球菌属(Neisseria)和寡氧单胞菌属。特别是可治疗由枸橼酸杆菌属、肠杆菌属、埃希氏菌属、克雷伯氏菌属、摩根氏菌属、变形菌属、沙门氏菌属、沙雷氏菌属、假单胞菌属或不动杆菌属的种类导致的细菌感染。对于所述治疗而言，特定的细菌种类包括弗罗因德氏枸橼酸杆菌、柯氏枸橼酸杆菌(Citrobacter koseri)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、粪肠杆菌(Enterobacter faecalis)、屎肠杆菌(Enterobacterfaecium)、大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、摩氏摩根氏菌(Morganella morganii)、奇异变形菌(Proteusmirabilis)、沙门氏菌属种类、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌(Acinetobacterbaumanii)，以及双路拟杆菌(Bacteroides bivius)、脆弱拟杆菌(Bacteroidesfragilis)、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)、空肠弯曲杆菌(Campylobacterjejuni)、淋病奈瑟氏球菌(Neisseria gonorrhoeae)和嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。
在一个实施方案中，本发明提供用于治疗一种或多种上面列举的感染的方法，包括向受困于细菌感染的对象施用与附加抗生素组合的有效量的式(I)、式(Ia)或式(Ib)的化合物或其药学上可接受的盐。在该实施方案的一个方面，该附加抗生素是β-内酰胺抗生素。在该实施方案的一个方面，该附加抗生素是青霉素结合蛋白抑制剂。
术语定义
除非有相反陈述，在说明书和权利要求书中使用的术语具有下述含义。
本发明化合物中的“氢”、“碳”、“氧”包括其所有同位素。同位素应理解为包括具有相同原子数但具有不同质量数的那些原子。举例来说，氢的同位素包括氕、氚和氘，碳的同位素包括12C、13C和14C，氧的同位素包括16O和18O等。
本发明的“阳离子”包括Na、K、Mg、Ca、NH4 +、(CH3CH2)3N+等。
本发明的“卤素”是指氟、氯、溴、碘。本发明的“卤代”是指被氟、氯、溴或碘取代。
本发明的“烷基”指直链或支链的饱和脂肪烃基团，优选含1至6个碳原子的直链或支链基团，进一步优选含有1至3个碳原子的直链或支链基团，非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基等。烷基可以是取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“亚烷基”是指烷基从形式上去掉一个氢原子所剩下的基团，如亚甲基(-CH2-)，亚乙基(-CH2-CH2-)，亚丙基(-CH2-CH2-CH2-)等，在本文中，所述的“亚C1-10烷基”是指C1-10烷基从形式上去掉一个氢原子所剩下的基团，所述的“亚C1-6烷基”是指C1-6烷基从形式上去掉一个氢原子所剩下的基团。
本发明的“亚羰基”是指“亚烷基”被氧代基团取代的基团，如亚甲羰基(又称羰基-C(O)-)，亚乙羰基(-CH2-C(O)-)，亚丙羰基(-CH2-CH2-C(O)-、-CH2-C(O)-CH2-)等。
本发明的“羰基”、“酰基”均指-C(O)-。
本发明的“磺酰基”是指-S(O)2-。
本发明的“磺酰胺基”是指-S(O)2NH-。
本发明的“卤代烷基”是指至少被一个卤素取代的烷基。
本发明的“羟基烷基”是指至少被一个羟基取代的烷基。
本发明的“烷氧基”是指-O-烷基。烷氧基的非限制性实例包括：甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丙氧基、异丙氧基、异丁氧基、仲丁氧基等。烷氧基可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“环烷基”是指环状的饱和烃基。合适的环烷基可以为取代或未取代的具有3-12个碳原子的单环、二环或三环饱和烃基，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基。
本发明的“杂环基”是指具有1至4个环杂原子(其中每个杂原子独立地选自氮、氧、硫、硼、磷以及硅)的3-至20-元非芳香族环系统的基团(“3-20元杂环基”)。在包含一个或多个氮原子的杂环基基团中，连接点可以是碳或氮原子，只要化合价许可。杂环基基团或者可以是单环的(“单环杂环基”)或者是融合的、桥联的或螺的环系统(例如二环系统(又称“二环杂环基”))并且可以是饱和的或可以是部分不饱和的。本发明的“二环杂环基”可以在一个或两个环中包括一个或多个杂原子，其为9-20元环，优选为9-12元环。杂环基的每个实例可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“芳基”是指可以包含单环或稠合多环的芳香体系，优选包含单环或稠合双环的芳香体系，其含有6个至18个碳原子，优选含有约6至约12个碳原子。合适的芳基包括但不限于苯基、萘基、蒽基、四氢萘基、芴基、茚满基。芳基可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“杂芳基”是指至少有一个碳原子被杂原子替代的芳基，优选由5-20个原子构成(5-20元杂芳基)，进一步优选由5-12个原子组成(5-12元杂芳基)，所述的杂原子为O、S、N。所述杂芳基包括但不限于咪唑基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡唑基、噁唑基、噻唑基、异噁唑基、异噻唑基、噁二唑基、三唑基、四唑基、吲哚基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、异吲哚基、苯并吡唑基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并吡喃基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、二氢喹唑啉基、噌啉基、喹喔啉基、苯并噁嗪基、苯并噻嗪基、咪唑并吡啶基、、嘧啶并吡唑基、嘧啶并咪唑基等。杂芳基可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“异构体”是具有相同分子式的但在性质上或在其原子的键序列上或在其原子的空间排列上不同的化合物。立体异构体是其原子在空间排列上不同的异构体。彼此不成镜像的立体异构体是非对映体并且互相是非重叠的镜像的立体异构体是对映体。当化合物具有不对称中心时，例如，它被键合到四个不同的基团，一对对映体是可能的。对映体以其不对称中心的绝对构型为特征并且通过Cahn和Prelog的R-和S-测序规则，或通过分子旋转偏振光的平面的方法被描述并指定作为右旋的或左旋的(即分别作为(+)或(-)-异构体)。手性化合物可以作为单一的对映体或其混合物存在。包含对映体的相等比例的混合物称作“外消旋混合物”。
本发明的“药学上可接受的盐”是指本发明化合物的盐，这类盐用于哺乳动物体内时具有安全性和有效性，且具有应有的生物活性。
本发明的“溶剂化物”在常规意义上是指溶质(如活性化合物、活性化合物的盐)和溶剂(如水)组合形成的复合物。溶剂是指本领域的技术人员所知的或容易确定的溶剂。如果是水，则溶剂化物通常被称作水合物，例如半水合物、一水合物、二水合物、三水合物或其替代量等。
具有化学式(I)的化合物的体内作用可以部分地由在给予具有化学式(I)的化合物之后在人体或动物体内形成的一种或多种代谢物来发挥。如上所述，具有化学式(I)的化合物的体内作用也可以经由前体化合物(“前药”)代谢来发挥。本发明的“前药”是指在生物体中的生理条件下，由于与酶、胃酸等反应而转化成式(I)的化合物的化合物，即通过酶的氧化、还原、水解等转化成式(I)的化合物的化合物和/或通过胃酸等的水解反应等转化成式(I)的化合物的化合物等。
本发明的“结晶”是指其内部结构是在三维上规律地重复构成原子(或其集团)而形成的固体，有别于不具有这种规律的内部结构的无定形固体。
本发明的“药物组合物”是指包含任何一种本发明所述的化合物，包括对应的异构体、前药、溶剂化物、药学上可接受的盐或其化学的保护形式，和一种或多种可药用载体和/或另一种或多种药物的混合物。药用组合物的目的是促进化合物对生物体的给药。所述组合物通常用于制备治疗和/或预防由一种或多种激酶介导的疾病的药物。
本发明的“可药用载体”是指对有机体不引起明显刺激性和不干扰所给予化合物的生物活性和性质的载体，包含所有的溶剂、稀释剂或其它赋形剂、分散剂、表面活性剂等渗剂、增稠剂或乳化剂、防腐剂、固体粘合剂、润滑剂等。除非任何常规载体介质与本发明化合物不相容。可以作为药学上可接受的载体的一些实例包括，但不限于糖类，如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉，如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，如羧甲基纤维素钠、以及纤维素和乙酸纤维素；麦芽、明胶等。
本发明的“赋形剂”指加入到药用组合物中以进一步促进给予化合物的惰性物质。赋形剂可以包括碳酸钙、磷酸钙、多种糖类和多种类型的淀粉、纤维素衍生物、明胶、植物油、聚乙二醇。
本发明的“感染”可以由多种细菌造成，所述多种细菌可能用所要求保护的药物结合青霉素结合蛋白抑制剂或通过其自身来治疗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细阐述，但本发明不限于这些实施例。以下实施例中使用的材料如无特殊说明均为商购获得。
实施例1：(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-(2-((R)-哌啶-3-羰基)肼-1-羰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸氢盐
步骤1(S)-2-(1-羟基丁-3-烯-2-基)异吲哚-1,3-二酮的制备
称取碳酸钠(1.63g，15.4mmol)加入反应瓶，加热约30min，冷却时通入氩气，随后加入(1R,2R)-(+)-1,2-二氨基环己烷-N,N′-双(2-苯基膦-1-萘酰基)(3.39g，4.28mmol)，邻苯二甲基酰亚胺(37.80g，256.8mmol)和烯丙基氯化钯(0.63g，1.71mmol)。氩气置换后加入无水二氯甲烷(300mL)和2-乙烯基环氧乙烷(20g，285.3mmol)，室温下搅拌24h。反应完毕后抽滤，减压浓缩。经硅胶柱层析色谱法纯后制得标题化合物。ESI-MS m/z:218[M+H]+。
步骤2(S)-2-(1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-基)异吲哚-1,3-二酮的制备
称取步骤1制得的(S)-2-(1-羟基丁-3-烯-2-基)异吲哚-1,3-二酮(61.0g，281mmol)，咪唑(22.86g，337mmol)加入反应瓶，加入无水二氯甲烷(500mL)使完全溶解，氩气保护下，缓慢滴加叔丁基二甲基氯硅烷的二氯甲烷溶液(48.7g，323mmol)，常温搅拌2h，有大量白色固体产生。TLC(薄层层析法)监测反应完毕后，加入饱和碳酸氢钠溶液，分液，保留有机相，水相用二氯甲烷萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩制得标题化合物。ESI-MS m/z:332[M+H]+。
步骤3(S)-1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-胺的制备
称取步骤2制得的(S)-2-(1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-基)异吲哚-1,3-二酮(93.0g，280.80mmol)加入反应瓶，加入乙醇(500mL)，氩气保护下加入80％水合肼(84.35g，1685mmol)，加热至回流搅拌约30min后有大量白色固体产生。反应完毕后抽滤，分液，水相用二氯甲烷萃取五次，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩。经硅胶柱层析色谱法纯化减压浓缩后制得标题化合物。1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ:5.86-5.67(m,1H),5.24-5.09(m,1H),5.03-4.93(m,1H),3.51-3.17(m,1H),2.47(m,1H),1.95(s,1H),0.87-0.79(m,9H),0.03(s,6H).ESI-MS m/z:202[M+H]+.
步骤4(S)-(1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-基)(2-(甲氧基(甲基)氨基)-2-氧代乙基)氨基甲酸叔丁酯的制备
称取碳酸铯(84g，258mmol)加入反应瓶，加入纯化水(118mL)使完全溶解，加入步骤3制得的(S)-1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-胺(49g，244mmol)，倾入乙腈(680mL)，氩气保护下降温至0℃，缓慢滴加2-溴-N-甲氧基-N-甲基乙酰胺(57g，320mmol)的乙腈溶液，0℃搅拌约48h后经LC-MS检测反应完全后加入二碳酸二叔丁酯(69g，320mmol)的四氢呋喃溶液，0℃搅拌过夜，反应完毕后分液，水相用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩。经硅胶柱层析色谱法纯化减压浓缩后获得标题化合物。1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ:5.95-5.73(m,1H),5.28-5.11(m,2H),4.31-4.66(m,1H),4.01-3.94(m,2H),3.83-3.72(m,2H),3.67-3.65(d,J＝8.0Hz,3H),3.09-3.07(m,3H),1.39(s,3H),1.33(s,6H),0.85-0.84(d,J＝4.0Hz,9H),0.03(s,6H).ESI-MS m/z:403[M+H]+。
步骤5(S)-(1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-基)(2-氧代戊-3-烯-1-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
称取步骤4制得的(S)-(1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-基)(2-(甲氧基(甲基)氨基)-2-氧代乙基)氨基甲酸叔丁酯(50g，124.3mmol)加入反应瓶，同时加入活化后的分子筛，置换空气后氩气保护，加入无水四氢呋喃(400mL)使完全溶解，降温至0℃，缓慢滴加1-丙烯基溴化镁(423mL，187mmol)，0℃下搅拌1h，反应完毕后加入10％柠檬酸水溶液，分液，水相用乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩。经硅胶柱层析色谱法纯化后获得白色固体，即标题化合物。1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ:6.98-6.85(m,1H),6.25-6.19(m,1H),5.95-5.77(m,1H),5.28-5.19(m,2H),4.77-4.36(m,1H),4.28-4.00(m,2H),3.86-3.70(m,2H),1.92-1.89(m,3H),1.51-1.38(m,9H),0.94-0.84(m,9H),0.09(s,6H).ESI-MS m/z:384[M+H]+。
步骤6(S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-3-氧代-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯的制备
称取步骤5制得的(S)-(1-((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)丁-3-烯-2-基)(2-氧代戊-3-烯-1-基)氨基甲酸叔丁酯(37.6g，98.1mmol)倾入甲苯(500mL)使完全溶解。将该溶液置于氩气环境中约15分钟，加入2代Hoveyda-Grubbs催化剂(1.23g，1.96mmol)。氩气保护下加热至65℃使之回流约两小时。反应完毕后减压浓缩。经硅胶柱层析色谱法纯化后制得标题化合物。1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ:6.99(s,1H),6.26-6.22(m,1H),4.92-4.35(m,2H),4.15-3.72(m,3H),1.50(s,9H),0.86(s,9H),0.04(s,6H).ESI-MS m/z:342[M+H]+。
步骤7(S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-3-氧代-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯的制备
称取碘化亚铜(21g，110.3mmol)于三口瓶中，氩气保护下加入乙醚(200mL)，降温至0℃，缓慢滴加甲基锂的乙醚溶液(139mL，181mmol)，滴加完毕，放置于-45℃下搅拌。称取步骤6制得的(S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-3-氧代-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯(20.6g，60.3mmol)，加入无水四氢呋喃(50mL)使完全溶解，并缓慢滴加到铜锂试剂体系中，-45℃搅拌45分钟，加入三甲基氯硅烷(7.8mL，90.5mmol)，接着加入三乙胺(12.5mL，90.5mmol)，升温至16℃搅拌2小时。反应完毕后，硅藻土抽滤，将滤液分层取有机层。水层用乙酸乙酯萃取多次，经饱和食盐水洗涤后加入无水硫酸钠干燥，经减压蒸馏后获得黄色油状物。称取醋酸钯(14.2g，63.6mmol)，加入乙腈(200mL)，将前述之黄色油状物用乙腈溶解后滴加入醋酸钯体系，室温搅拌2天，反应完毕后，减压蒸馏，经硅胶柱层析色谱法纯化后制得标题化合物。1H-NMR(CDCl3,400MHz)δ:6.08(s,1H),4.74-4.31(m,2H),4.06-3.75(m,3H),2.05(s,3H),1.50-1.49(d,J＝4.0Hz,9H),0.84(s,9H),0.02(s,6H).ESI-MSm/z:356[M+H]+。
步骤8(3S,6S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-3-羟基-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯的制备
将步骤7制得的(S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-3-氧代-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯(10.0g，28mmol),氯化铈(10.6g，56mmol)溶于200mL甲醇溶液中，冷却至0℃，分批加入硼氢化钠(2.2g，28mmol)，氩气保护，0℃反应1h。反应结束后加入50mL饱和氯化铵溶液，搅拌0.5h后除去混合液中的有机相，乙酸乙酯萃取(200mL*4)，水洗一次，饱和食盐水洗一次，干燥浓缩后制得标题化合物，直接投下一步反应。ESI-MS m/z:358[M+H]+。
步骤9(3R,6S)-3-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯的制备
将步骤8制得的(3S,6S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-3-羟基-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯(10.0g，28mmol)，N-(苄氧基)苯磺酰胺(17.2g，56mmol)，三苯基膦(29.2g，84mmol)及200mL甲苯加入反应瓶中，冰盐浴冷却后，氩气保护，滴加偶氮二甲酸二异丙酯(20g，84mmol)，后常温反应过夜。反应结束后除去甲苯，柱层析分离纯化后制得标题化合物。ESI-MS m/z:648[M+H]+。
步骤10(3R,6S)-3-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-6-(羟甲基)-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯的制备
将步骤9制得的(3R,6S)-3-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯(14.0g，21.6mmol)，200mL四氢呋喃加入反应瓶，冰盐浴冷却至0℃，滴加1mol/L四丁基氟化铵的四氢呋喃溶液43mL，后常温反应6h。除去反应液中有机相，柱层析分离纯化后制得标题化合物。ESI-MS m/z:534[M+H]+。
步骤11(2S,5R)-5-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-1-(叔丁氧基羰基)-3-甲基-1,2,5,6-四氢吡啶-2-甲酸的制备
1)将三氧化铬(1.08g，10.7mmol)，高碘酸(9.0g，39.0mmol)溶于100mL的乙腈水(7：1)的溶液中，室温搅拌至完全溶解，备用。2)将步骤10制得的(3R,6S)-3-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-6-(羟甲基)-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯(10g，18.7mmol)溶于100mL的乙腈水(7：1)的溶液中，冰盐浴降温至0℃，氩气保护后滴加1)中制备的混合溶液，冰浴条件下反应1.0h。加入300mL乙酸乙酯稀释，而后用10％的柠檬酸溶液洗涤，水相用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，饱和食盐水洗1次，干燥后制得标题化合物。ESI-MS m/z:548[M+H]+。
步骤12 2-烯丙基-1-(叔丁基)(2S,5R)-5-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-3-甲基-5,6-二氢吡啶-1,2(2H)-二羧酸酯的制备
将步骤11制得的(2S,5R)-5-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-1-(叔丁氧基羰基)-3-甲基-1,2,5,6-四氢吡啶-2-甲酸(2.7g,4.9mmol)溶于50mL无水N,N-二甲基甲酰胺中，加入碳酸铯(3.2g,9.8mmol)，降温至0℃，氩气保护。加入烯丙基溴溶液(0.65g,5.48mmol)，冰浴下反应20min，常温反应3h。反应结束后向反应液中加入乙酸乙酯100mL，饱和碳酸氢钠100mL，分液保留有几层，有基层用饱和碳酸氢钠溶液，水以及饱和碳酸氢钠溶液依次洗涤，干燥，浓缩。后柱层析分离纯化制得标题化合物。ESI-MS m/z:588[M+H]+。
步骤13 2-烯丙基-1-(叔丁基)(2S,5R)-5-((苄氧基)氨基)-3-甲基-5,6-二氢吡啶-1,2(2H)-二羧酸酯的制备
将步骤12制得的2-烯丙基-1-(叔丁基)(2S,5R)-5-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-3-甲基-5,6-二氢吡啶-1,2(2H)-二羧酸酯(1.9g,3.2mmol)，苯硫酚钠(1.28g,9.6mmol)溶于无水乙腈中，冰盐浴降温至0℃以下，缓慢加入N,N-二异丙基乙胺，0℃反应1h。反应结束后，浓缩柱层析分离纯化，制得标题化合物。ESI-MS m/z:403[M+H]+。
步骤14 2-烯丙基-1-(叔丁基)(2S,5R)-5-((苄氧基)((三氯甲氧基)羰基)氨基)-3-甲基-5,6-二氢吡啶-1,2(2H)-二羧酸酯的制备
将步骤13制得的2-烯丙基-1-(叔丁基)(2S,5R)-5-((苄氧基)氨基)-3-甲基-5,6-二氢吡啶-1,2(2H)-二羧酸酯(1.2g,3.0mmol)溶于无水二氯甲烷中，降温至0℃，依次加入三乙胺0.45g，双光气0.59g(3.0mmol)，0℃反应1h。反应结束后，浓缩反应液，柱层析分离纯化，制得标题化合物。
步骤15(2S,5R)-6-(苄氧基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-羧酸烯丙酯的制备
将将步骤14制得2-烯丙基-1-(叔丁基)(2S5R)-5-((苄氧基)((三氯甲氧基)羰基)氨基)-3-甲基-56-二氢吡啶-1,2(2H)-二羧酸酯(1.32g，2.3mmol)加入反应瓶中，加入4M盐酸二氧六环溶液(26mL)，0℃反应20min，室温搅拌，反应完全后，浓缩反应液，除去有机溶剂。加入二氯甲烷40mL，降温至0℃后加入三乙胺，升至室温反应3h。反应结束后浓缩反应液，柱层析分离纯化，制得标题化合物。ESI-MS m/z:329[M+H]+。
步骤16(2S,5R)-6-(苄氧基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-羧酸的制备
将步骤15制得的(2S,5R)-6-(苄氧基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-羧酸烯丙酯(0.8g,2.4mmol)溶于无水四氢呋喃中，降温至0℃，依次加入异辛酸钠(0.48g，2.89mmol)和四三苯基膦钯(0.28g,0.24mmol)，逐渐升至室温反应1h。反应结束后浓缩反应液，柱层析分离纯化，冻干后制得标题化合物。1H NMR(400MHz,DMSO)δ13.33(s,1H),7.44–7.33(m,5H),6.08-6.07(d,J＝4.0Hz,1H),4.87(s,2H),4.14(s,1H),3.84-3.80(m,1H),3.37(s,1H),3.09-3.07(m,1H),1.64(s,3H).ESI-MS m/z:287[M-H]-。
步骤17 1-(叔丁基)-3-甲基-(R)-哌啶-1,3-二甲酸酯的制备
将(R)-哌啶-3-甲酸甲酯(5g,31.8mmol)与80mL二氯甲烷混合于200mL单口瓶中，降温至0℃，加入三乙胺(13mL,95.4mmol)，滴加二碳酸二叔丁酯，相同温度下反应20min。升至室温反应过夜。依次用10％柠檬酸、饱和碳酸氢纳和饱和食盐水洗，干燥，旋干，硅胶柱分离，制得标题化合物。
步骤18(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯的制备
将步骤17制得的1-(叔丁基)-3-甲基-(R)-哌啶-1,3-二甲酸酯(2g,7.78mmol)与80％水合肼(6mL,116.7mmol)混合于50mL单口瓶中，升温至122℃，相同温度下反应4h，TLC监测显示反应基本完毕，旋干，硅胶柱分离纯化制得标题化合物。ESI-MS m/z:244[M+H]+。
步骤19(3R)-3-(2-((2S,5R)-6-(苄氧基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-羰基)肼-1-羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯的制备
将步骤16制得的(2S,5R)-6-(苄氧基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-羧酸(150mg,0.52mmol)、步骤18制得的(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯(110mg,0.62mmol)、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU，240mg,0.62mmol)与15mL无水乙腈混合于100mL单口瓶中，氩气保护下，降温至-2℃，滴加N,N-二异丙基乙胺(0.4mL,1.56mmol)，相同温度下反应30min，升至室温，反应4h。依次用10％柠檬酸、饱和碳酸氢纳和饱和食盐水洗，干燥，旋干，柱层析分离纯化，制得标题化合物。ESI-MS m/z:514[M+H]+。
步骤20(2S,5R)-2-(2-((R)-1-(叔丁氧基羰基)哌啶-3-羰基)肼-1-羰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸四丁基铵盐的制备
将步骤19制得的(3R)-3-(2-((2S,5R)-6-(苄氧基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-羰基)肼-1-羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯(128mg，0.25mmol)、钯碳(20mg，10％)、三氧化硫三甲胺盐(52mg，0.37mmol)，N,N-二异丙基乙胺(66uL，0.5mmol)、12mL乙酸乙酯和12mL水混合于50mL单口瓶中，氢气中反应35min，移除氢气继续反应2h，抽滤，向滤液中加入四丁基硫酸氢铵(338mg,1.0mmol)，室温下搅拌2h。用二氯甲烷萃取两次，合并有机层干燥，旋干，用丙酮与二氯甲烷进行硅胶柱分离得标题化合物。ESI-MS m/z:502[M-N(n-Bu)4]-。
步骤21(2S,5R)-2-(2-((R)-1-(叔丁氧基羰基)哌啶-3-羰基)肼-1-羰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠的制备
取20g离子交换树脂(Dowex 50WX8-200)，加入含16g氢氧化钠的200mL水溶液中，搅拌2h，抽滤，用2L水洗至中性。装入玻璃柱中，依次用200mL水和200mL丙酮水(1:1)冲洗。将步骤20制得的(2S,5R)-2-(2-((R)-1-(叔丁氧基羰基)哌啶-3-羰基)肼-1-羰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸四丁基铵盐(100mg，0.13mmol)用2mL丙酮水(1:1)溶解后加至玻璃柱中，用丙酮水(1:1)冲洗至无产物，收集流出的液体冻干，得白色固体产物。ESI-MS m/z:502[M-Na]-。
步骤22(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-(2-((R)-哌啶-3-羰基)肼-1-羰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸氢盐的制备
将步骤21制得的(2S,5R)-2-(2-((R)-1-(叔丁氧基羰基)哌啶-3-羰基)肼-1-羰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠(40mg,0.10mmol)与6mL无水二氯甲烷混合于50mL单口瓶中，氩气保护下降温至-2℃，滴加0.5mL三氟乙酸，相同温度下反应2h，旋干，制备分离得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.24–6.15(m,1H),4.41(s,1H),4.1-4.19(m,1H),3.47-3.44(m,1H),3.41–3.29(m,2H),3.10-3.23(m,2H),3.07–2.93(m,1H),2.90–2.77(m,1H),2.07–1.95(m,1H),1.94–1.81(m,1H),1.79–1.69(m,2H),1.67(s,3H).ESI-MS m/z:402[M-H]-。
实施例2(2S,5R)-2-((2-氨基乙氧基)氨基甲酰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸氢盐
步骤1(2-((1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)氧基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的制备
将(2-羟乙基)氨基甲酸叔丁酯(1.61g，10.00mmol)，三苯基氧膦(7.86g，30.00mmol)，N-羟基邻苯二甲酰亚胺(3.26g，20.00mmol)溶于四氢呋喃(100mL)中，冰浴冷却至0℃，接着缓慢加入偶氮二甲酸二异丙酯(6.03g，30.00mmol)，滴加完毕，升温至室温反应过夜。反应结束后，浓缩，经柱层析分离纯化，制得标题化合物。ESI-MS m/z:307[M+H]+。
步骤2(2-(氨基氧基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的制备
将步骤1制得的(2-((1,3-二氧代异吲哚啉-2-基)氧基)乙基)氨基甲酸叔丁酯(1.53g，5.000mmol)，水合肼(2.5g，50.00mmol)溶于乙醇(30ml)中，然后加热至65℃。反应3h。反应结束后，经过滤，滤液浓缩，经柱色谱纯化，制得标题化合物。ESI-MS m/z:177[M+H]+。
步骤3(2S,5R)-2-((2-氨基乙氧基)氨基甲酰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸氢盐的制备
制备方法同实施例1步骤19-22的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为步骤2制得的(2-(氨基氧基)乙基)氨基甲酸叔丁酯，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.29–6.16(m,1H),4.27(s,1H),4.20-4.18(m,1H),4.16–4.08(m,2H),3.51(s,1H),3.38-3.34(m,1H),3.27–3.15(m,2H),1.64(s,3H).ESI-MS m/z:335[M-H]-。
实施例3(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-((2-氨磺酰基乙基)氨基甲酰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法同实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为2-氨基乙基磺酰胺，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.16-6.15(d,J＝4.0Hz,1H),4.30(s,1H),4.16-4.14(m,1H),3.74-3.60(m,2H),3.41-3.36(m,3H),3.32-3.29(m,1H),1.65(s,3H).ESI-MS m/z:383[M-Na]-。
实施例4(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-((吡咯烷-3-基氧基)氨基甲酰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸氢盐
制备方法同实施例1步骤19-22的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为3-(氨氧基)吡咯烷-1-羧酸叔丁酯(制备方法同(2-(氨基氧基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的制备方法)，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.29–6.22(m,1H),4.84-3.99(m,1H),4.30(s,1H),4.24-4.19(m,1H),3.62–3.51(m,2H),3.48–3.34(m,4H),2.37–2.25(m,1H),2.23-2.14(m,1H),1.66(s,3H).ESI-MS m/z:361[M-H]-。
实施例4A
将实施例4中所得(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-((吡咯烷-3-基氧基)氨基甲酰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠(60mg)经HPLC制备分离(Titank C185μ，流动相A：乙腈，B：水)得到实施例4A的化合物(保留时间33.15min)。
实施例4B
将实施例4中所得(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-((吡咯烷-3-基氧基)氨基甲酰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠(60mg)经HPLC制备分离(Titank C185μ，流动相A：乙腈，B：水)得到实施例4B的化合物(保留时间34.32min)。
实施例5(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-(((四氢呋喃-3-基)氧基)氨基甲酰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法同实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为O-(四氢呋喃-3-基)羟胺(制备方法同(2-(氨基氧基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的制备方法)，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.21-6.19(m,1H),4.67(s,1H),4.24–4.14(m,2H),3.95–3.82(m,2H),3.79-3.74(m,1H),3.70-3.67(m,1H),3.58–3.49(m,1H),3.34-3.31(m,1H),2.13–2.00(m,2H),1.60(s,3H).ESI-MS m/z:362[M-Na]-。
实施例6(2S,5R)-3-甲基-2-(2-烟酰基肼-1-羰基)-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法同实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为烟酰肼，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ8.87-8.86(d,J＝4.0Hz,1H),8.66-8.65(m,1.3Hz,1H),8.19-8.16(m,1H),7.54-7.51(m,1H),6.26–6.18(m,1H),4.50(s,1H),4.21-4.20(m,1H),3.56-3.52(m,1H),3.43-3.40(m,1H),1.72(s,3H).ESI-MS m/z:397[M-Na]-。
实施例7(2S,5R)-2-((1H-1,2,3-三唑-1-基)甲基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
步骤1 N-(苄氧基)-N-((3R,6S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-1,2,3,6-四氢吡啶-3-基)-4-硝基苯的制备
在100mL单口瓶中，将(3R,6S)-3-((N-(苄氧基)-2-硝基苯基)磺酰胺基)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-3,6-二氢吡啶-1(2H)-羧酸叔丁酯(1.00g，1.55mmol)和溴化锌(0.696g，3.10mmol)加入无水二氯甲烷(20mL)中，室温避光条件下，反应6h，反应结束后，加入饱和碳酸氢钠溶液(20mL)，水相用二氯甲烷(20mL×3)洗涤，有机相经无水硫酸钠干燥，浓缩，经柱色谱纯化得标题化合物。
ESI-MS m/z:548[M+H]+。
步骤2 O-苄基-N-((3R,6S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-1,2,3,6-四氢吡啶-3-基)羟胺的制备
将化合物N-(苄氧基)-N-((3R,6S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-1,2,3,6-四氢吡啶-3-基)-2-硝基苯(710mg，1.30mmol)、苯硫酚钠(514mg，3.90mmol)加入无水乙腈(15mL)中，冷却至0℃，然后加入N,N-二异丙基乙胺(503mg，3.90mmol)，然后反应过夜。反应液直接减压浓缩，经柱色谱纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:363[M+H]+。
步骤3(2S,5R)-6-(苄氧基)-2-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮的制备
将化合物O-苄基N-((3R,6S)-6-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-5-甲基-1,2,3,6-四氢吡啶-3-基)羟胺(440mg，1.22mmol)和N,N-二异丙基乙胺(1.3g，10.0mmol)加入乙腈(10ml)中，冷却至-25℃，然后缓慢加入三光气(184mg，0.500mmol)的乙腈(5mL)溶液，滴加完毕后，继续反应2h。反应液减压浓缩，经柱色谱纯化制得标题化合物。ESI-MS m/z:389[M+H]+。
步骤4(2S,5R)-6-(苄氧基)-2-(羟甲基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮的制备
将化合物(2S,5R)-6-(苄氧基)-2-(((叔丁基二甲基硅烷基)氧基)甲基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮(300mg，0.773mmol)溶于四氢呋喃(5mL)中，冷却至0℃，然后加入四丁基氟化铵的四氢呋喃(1mmol/mL)溶液(3ml)，滴加完毕后，升温至室温反应过夜。反应液减压浓缩，经柱色谱纯化制得标题化合物。ESI-Ms m/z:275[M+H]+。
步骤5(2S,5R)-6-(苄氧基)-2-(氯甲基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮的制备
将化合物(2S,5R)-6-(苄氧基)-2-(羟甲基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮(196mg，0.715mmol)，三苯基膦(374mg，1.43mmol)，四氯化碳(3mL)溶于二氯甲烷(10mL)中，然后加热至50℃，反应5h。反应结束后，反应液减压浓缩，经柱色谱纯化制得标题化合物。ESI-MS m/z:293/295[M+H]+。
步骤6(2S,5R)-2-((1H-1,2,3-三唑-1-基)甲基)-6-(苄氧基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮的制备
将化合物(2S,5R)-6-(苄氧基)-2-(氯甲基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮(106mg，0.326mmol)溶于乙腈(10mL)中，加入碳酸钾(276mg，2.00mmol)，然后升温至60℃，反应过夜。反应结束后，过滤，滤液浓缩，经柱色谱纯化制得标题化合物。ESI-MSm/z:326[M+H]+。
步骤7(2S,5R)-2-((1H-1,2,3-三唑-1-基)甲基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸四丁基铵的制备
将(2S,5R)-2-((1H-1,2,3-三唑-1-基)甲基)-6-(苄氧基)-3-甲基-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-7-酮(56mg，0.101mmol)，10％的钯碳(30mg)，三乙胺(41.0mg，0.400mmol)，三氧化硫三甲胺络合物(42.0mg，0.300mmol)溶于乙酸乙酯/水(12mL，1:1)，氢气氛围中反应，反应结束后，移除氢气继续反应2h，抽滤，向滤液中加入(170mg，0.500mmol)四丁基硫酸氢铵，室温下搅拌2h。用二氯甲烷(20mL×2)萃取，合并有机层干燥，旋干，经柱色谱纯化，得标题化合物。ESI-MS m/z:314[M-N(n-Bu)4]-。
步骤8(2S,5R)-2-((1H-1,2,3-三唑-1-基)甲基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠的制备
取20g离子交换树脂(H+)，加入含氢氧化钠(16g)的200mL水溶液中，搅拌2h，抽滤，用2L水洗至中性。装入色谱柱中，依次用水(100mL)和丙酮/水(1:1))(100mL)冲洗。将(2S,5R)-2-((1H-1,2,3-三唑-1-基)甲基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸四丁基铵(20.0mg)用丙酮/水(1:1)(3mL)溶解后加至色谱柱中，用丙酮/水(1:1)洗脱至无产物流出，收集洗脱液，冷冻干燥，得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ8.00(s,1H),7.71(s,1H),5.22-5.21(d,J＝4.0Hz,1H),4.78-4.77(d,J＝4.0Hz,2H),3.84-3.79(m,1H),3.63-3.54(m,1H),3.20-3.11(m,1H),3.01-2.90(m,1H),2.07(s,3H).ESI-MS m/z:314[M-Na]-。
实施例8(2S,5R)-3-甲基-2-(氧杂环丁烷-3-氨基甲酰基)-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法类似于实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为3-氧杂环丁胺，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.15–6.13(m,1H),4.87-4.82(m,3H),4.59-4.57(m,2H),4.29(s,1H),4.14-4.13(m,1H),3.31-3.30(d,J＝4Hz,1H),3.28-3.27(m,1H),1.60(s,3H)。ESI-MS m/z:332[M-Na]-。
实施例9(2S,5R)-2-((3,3-二氟环丁基)氨基甲酰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法类似于实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为3,3-二氟环丁基氨盐酸盐，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.29–6.19(m,1H),4.35(s,1H),4.28–4.22(m,1H),4.17(ddt,J＝9.7,4.2,3.0Hz,1H),3.55-3.53(d,J＝11.4Hz,1H),3.43–3.35(m,1H),3.07–2.98(m,2H),2.71–2.62(m,2H),1.69(s,3H)。ESI-MS m/z:366[M-Na]-。
实施例10(2S,5R)-3-甲基-2-(1-(甲基磺酰基)杂氮环丁-3-基)氨甲酰基)-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-基-6-基硫酸钠
制备方法同实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为1-(甲基磺酰基)-氮杂环丁烷-3-胺，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.18-6.17(dd,J＝3.4,1.5Hz,1H),4.61–4.54(m,1H),4.32(s,1H),4.20-4.16(dd,J＝10.8,5.5Hz,3H),3.96-3.90(dd,J＝14.6,7.6Hz,2H),3.44-3.31(m,2H),3.04(s,3H),1.63(s,3H).ESI-MS m/z:409[M-Na]-。
实施例11(2S,5R)-2-((环丙基甲氧基)氨基甲酰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法同实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为O-环丙基甲基羟胺盐酸盐，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.36–6.26(m,1H),4.34–4.23(m,2H),3.80-3.78(d,J＝7.4Hz,2H),3.67-3.64(d,J＝11.4Hz,1H),3.45-3.42(dd,J＝11.5,2.1Hz,1H),1.71(s,3H),1.18-1.12(m,1H),0.66–0.55(m,2H),0.35–0.25(m,2H).ESI-MS m/z:346[M-Na]-。
实施例12(2S,5R)-3-甲基-7-氧代-2-(3-吡唑烷酮-1-羰基)-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-烯-6-基硫酸钠
制备方法同实施例1步骤19-21的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为3-吡唑烷酮盐酸盐，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,CD3OD)δ6.38-6.33(,J＝18.2Hz,1H),4.58-4.42(m,1H),4.35-4.33(d,J＝2.5Hz,1H),4.14–4.02(m,1H),3.82-3.79(d,J＝11.4Hz,1H),3.61-3.58(d,J＝11.3Hz,1H),3.48-3.30(m,1H),3.03(s,1H),2.84–2.74(m,1H),1.71(d,J＝15.5Hz,3H).ESI-MS m/z:345[M-Na]-。
实施例13(2S,5R)-2-(2-(L-脯氨酰)肼-1-羰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛基-3-烯-6-基硫酸氢盐
制备方法同实施例1步骤19-22的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为(R)-2-(肼羰基)吡咯烷-1-羧酸叔丁酯，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.30(s,1H),4.52-4.47(m,2H),4.28-4.27(m,1H),3.57-3.38(m,4H),2.55–2.42(m,2H),2.12-2.08(m,2H),1.77(s,3H)。ESI-MS:388[M-H]-。
实施例14(2S,5R)-2-(1-环丁胺基-3-氨基甲酰基)-3-甲基-7-氧代-1,6-二氮杂双环[3.2.1]辛-3-基-6-基硫酸氢盐
制备方法同实施例1步骤19-22的制备方法，不同的是将原料(R)-3-(肼羰基)哌啶-1-羧酸叔丁酯替换为替换为1-叔丁氧羰基-3-氨基环丁胺，制得标题化合物。1H NMR(400MHz,D2O)δ6.19(s,1H),4.38-4.26(m,4H),4.22-4.13(m,3H),3.41-3.33(m,2H),1.66(s,3H).ESI-MS:331[M-H]-。
按照本发明实施例1的合成方法，利用不同市售原料合成实施例15-25的化合物，这些化合物的表征参数如表1所示：
表1
比较例1
根据WO2013/150296(PCT/GB2013/050869)中实施例10公开的方法制备下式代表的化合物(化合物A)，并通过氢谱和质谱鉴定，
比较例2
根据WO2013/030733(PCT/IB2012/054290)中实施例2公开的方法制备下式代表的化合物(化合物B)，并通过氢谱和质谱鉴定，
实验例1体外抑菌活性评价
1.实验材料
检测本发明的化合物和舒巴坦(Sulbactam)协同的体外抑菌活性。
化合物：以上实施例制备的本发明的化合物。所有测试化合物均用DMSO溶解和稀释。实验时舒巴坦终浓度配制为64、32、16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、0.0625μg/mL，本发明的化合物终浓度配制为4μg/mL。
细菌菌株：6株鲍曼不动杆菌(代号为HDBAB-YK4、HDBAB-YK7、HDBAB-YK12、HDBAB-YK16、HDBAB_OXA_7、ATCC 19606)，2株铜绿假单胞菌(代号为HDBPA-YK9、HDBPA-YK15)，1株大肠杆菌(代号为CLB30048)均由辉源生物科技(上海)有限公司提供。
培养基：胰酶大豆琼脂(Trypticase soy agar，TSA)(BD BBL 211043)，离子校正的马-欣二氏肉汤(Cation-adjusted Mueller Hinton broth，CAMHB)(BD BBL212322)。
2.实验方法
2.1.细菌复苏
用于最小抑菌浓度(MIC)测试的细菌冻存于负80℃，使用需要提前2天复苏。用无菌接种环刮取少许冻存的细菌在TSA固体培养基平皿上划线接种，放入普通培养箱中35±2℃培养20-24小时。用无菌接种环从上述培养皿中挑取5-10个形态相似的菌落，再次划线接种于TSA固体培养基平皿上。随后放入普通培养箱中35±2℃培养20-24小时。
2.2.接种细菌准备
将1.02X CAMHB液体培养基从4℃冰箱取出放置室温预热。从上述2.1节固体培养皿中挑取5-10个细菌单菌落重悬于500μL的0.9％NaCl中，再用分光光度计调节OD600至0.1～0.15。随后用1.02X CAMHB将细菌稀释400倍(两步稀释法：先稀释10倍，再稀释40倍)。
接种的细菌数量可以通过平皿菌落计数获得(参照2.4节)。
2.3.试验板准备
2.3.1试验板安排
96孔试验板的每行安排1个化合物：舒巴坦最高测试浓度64μg/mL，进行2倍倍比稀释。本发明化合物固定浓度4μg/mL
生长对照(Growth control，GC)：含有细菌接种物的1.02X CAMHB和二甲亚砜(DMSO)，无化合物。
无菌对照(Sterile control，SC)：含有1.02X CAMHB和DMSO，无化合物。
2.3.2化合物稀释
所有测试化合物均用DMSO溶解和稀释。转移50μL 3.2mg/mL的舒巴坦到稀释板的起始孔中(A1-H1)，再转25μL的DMSO至其他孔中。依次从第1列到第11列对舒巴坦进行2倍倍比稀释(即从第1列吸取25μL舒巴坦至第2列并混匀，再从第2列吸取25μL舒巴坦到第3列并混匀，再从第3列吸取25μL舒巴坦到第4列并混匀，以此类推稀释至第11列)。最后，再将等体积的0.4mg/mL的各测试实施例化合物加入每孔中。
从化合物板中转移2μL的化合物到试验板的相应孔中，同时转移2μL的100％DMSO到无化合物孔中(GC和SC孔)。
加入98μL相应的细菌接种物至试验板中(SC孔除外)。
加入98μL的1.02X CAMHB培养基至试验板的SC孔中。
体系加完后用无菌盖盖住试验板，放入离心机800rpm离心30秒，再在振板机上400rpm振1分钟混匀后放入培养箱中35±2℃培养20小时。
2.4.菌落计数
将接种细菌用液体培养基进行稀释，从10-1稀释至10-3。将100μL上述细菌稀释液均匀涂布于TSA平皿中，每个稀释度2个重复。待培养基被TSA吸收10分钟后，反转平皿在培养箱中35±2℃培养24小时。
2.5.最小抑菌浓度(MIC)记录及菌落数统计
打开化合物管理系统检查每块试验板的条形码和化合物排布是否正确。
将试验板置于读板设备上，调节反射镜观察记录每个孔中细菌生长情况。同时用QCount系统对每块试验板拍照。
参照临床和实验室标准研究所指南记录每个化合物的最小抑菌浓度(MIC)。
统计不同稀释度细菌接种物在TSA平皿的菌落数并计算细菌接种量。
3.实验结果
在本发明实施例化合物协同下舒巴坦的最小抑菌浓度(MIC)结果见表2。
表2
从以上实验结果可以看出，本发明的化合物协同舒巴坦对鲍曼不动杆菌和大肠杆菌具有显著的抑菌活性。
实验例2细菌β-内酰胺酶抑制试验
1实验材料
1.1试剂
以上实施例制备的本发明的化合物及比较例1和2的化合物。细菌β-内酰胺酶：AmpC_AB、AmpC_PA、KPC-2和OXA 24/40由辉源生物科技有限公司提供。酶反应缓冲液：加入77ml的Na2HPO4(1M)和23ml的KH2PO4(1M)至900ml的ddH2O中，再加入500μl的10％吐温-20(Sigma,P7949)和10μl的ZnSO4(1M)，混匀备用。酶反应底物：头孢硝噻吩(Nitrocefin)(Acme Bioscience,A5006)。
1.2仪器
Bravo自动液体处理平台(Agilent)；SELMA移液工作站(Cybio)；SpectraMax Plus384读板机(Molecular Devices)。
2试验方法
2.1化合物试验板准备
化合物稀释：所有测试化合物均用DMSO稀释。转移30μl 10mM的化合物到稀释板的起始孔中，加入21.62μl的DMSO至其他孔中。使用Bravo依次从第3列到第12列或第13列到第22列对每个化合物进行3.16倍倍比稀释；
从化合物板中转移1μl的化合物到7块试验板的相应孔中，同时转移1μl的100％DMSO到无化合物孔中。
2.2加入底物头孢硝噻吩
用DMSO溶解头孢硝硝噻吩配制成20mM的母液，避光保存。实验当天用酶反应缓冲液稀释母液至浓度为416μM的底物反应液。
通过Cybio SELMA加入24μl的底物反应液(反应终浓度为200μM)至试验板中。
2.3加入β-内酰胺酶
实验当天用酶反应缓冲液稀释β-内酰胺酶至不同反应浓度：
·AmpC_AB(15x 2pM)
·AmpC_PA(35x 2pM)
·KPC-2(80x 2pM)
·OXA 24/40(15x 2nM)
通过Cybio SELMA加入25μl的2xβ-内酰胺酶至试验板中。
2.4酶反应及读板
将总共50μl的酶反应体系缓慢混匀8次(避免气泡产生)，混匀后的试验板放入25℃的培养箱中避光培养2小时，在MD SpectraMax Plus 384读板机上读取试验板在OD490的光吸收值(OD值)，收集数据。
2.5数据处理
化合物每个浓度的抑制率％＝[1-(化合物OD值–L孔OD平均值)/(H孔OD平均值–L孔OD平均值]x 100％；将试验板读值导入XLfit拟合曲线计算每个化合物的对β-内酰胺酶的半数抑制率(IC50)。
3实验结果
部分化合物对细菌β-内酰胺酶抑制结果见表3。
表3
从以上实验结果可以看出，本发明的化合物对A、C、D三型β-内酰胺酶表现出优异的抑制活性。相对于化合物A和B，本发明实施例1的化合物对C、D型β-内酰胺酶抑制活性更优。
另外，本发明的发明人还检测了5种已上市的β-内酰胺酶抑制剂，即克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦、阿维巴坦和Vaborbactam以及处于临床阶段的β-内酰胺酶抑制剂Relebactam对A、C、D三型β-内酰胺酶的抑制活性。实验结果显示，本发明的实施例1的化合物对A、C、D型β-内酰胺酶的抑制活性均远优于这些β-内酰胺酶抑制剂。
尽管以上已经对本发明作了详细描述，但是本领域技术人员理解，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明进行各种修改和改变。本发明的权利范围并不限于上文所作的详细描述，而应归属于权利要求书。
Claims (5)
1.一种通式(Ia)所示的化合物及其异构体、药学上可接受的盐，
其中，
X为NH或O；
L不存在或选自C1-6亚烷基和C1-6亚羰基；
M为氢、Na、K；
R1为C1-6烷基；和
R3选自氨基、
2.一种通式(Ib)所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐，
M为氢、Na或K；
R1为C1-6烷基；和
Y选自O、N(R4)和C(R5)(R6)；R4为氢或甲基磺酰基，R5、R6各自独立选自氢、F。
3.一种化合物或其异构体、药学上可接受的盐，其中所述化合物为选自以下的化合物：
4.一种药物组合物，其包含权利要求1-3之任一项所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐和可药用载体。
5.权利要求1-3之任一项所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐或权利要求4所述的药物组合物在制备用于治疗细菌感染的药物中的应用。
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