DE60111757T2

DE60111757T2 - 3-(Heteroarylacetamido)-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure-derivate als antibakterielle Mittel

Info

Publication number: DE60111757T2
Application number: DE60111757T
Authority: DE
Inventors: George Ronald MICETICH; Nath Samarendra MAITI; Charles Fiakpui; George Thomas; V. Andhe REDDY; M. Sameeh SALAMA; Rajeshwar Singh
Original assignee: PANTHERIX Ltd LONDON; Pantherix Ltd
Current assignee: Basilea Pharmaceutica AG
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: BR0113861A; US20040019203A1; CN1189469C; ATE298750T1; AU1261402A; EP1322648A1; HUP0301025A2; DE60111757D1; AU2002212614B2; KR100854810B1; CN1458932A; IL154593A0; NO20031162L; NO324946B1; HUP0301025A3; HK1054377A1; EP1322648B1; DK1322648T3; NZ524292A; CA2422375C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft neue syn-Isomere von Racematen und optischen Isomeren von 3-(Heteroarylacetamido)-2-oxoazetidin-1-sulfonsäuren und deren Verwendung bei der Behandlung der Infektionen, die von gram-negativen pathogenen Bakterien verursacht werden.
Hintergrund der Erfindung
Bakterien sind sehr anpassfähige Mikroorganismen, die die Fähigkeit besitzen, sich an ungünstige Bedingungen anzupassen und unter diesen zu überleben. Ärzte in Krankenhäusern und Kliniken in der ganzen Welt verlieren die Schlacht gegen einen Angriff durch neue Arzneimittel-resistente bakterielle Infektionen, welche jene einschließen, die von Staphylococci, Streptococci, Enterococci und Pseudomonas verursacht werden.
Die Bakterienresistenz gegen die derzeitigen Antibiotika befindet sich aufgrund der Änderung des Ziels, einer Änderung des Permeabilitätsmusters oder durch ein Ausströmen des aktiven Bestandteils und durch Desaktivierung des Antibiotikums, bevor es den Wirkort erreicht, in steilem Anstieg.
Die β-Lactam-Antibiotika (Penicilline, Cephalosporine, Monobactame und Carbapeneme) sind wegen erwiesener klinischer Wirksamkeit und ihres ausgezeichneten Sicherheitsprofils die am umfangreichsten verwendete Gruppe von Antibiotika für die Behandlung von vielen infektiösen Krankheiten. Die Bakterienresistenz von gram-positiven Pathogenen gegen β-Lactam-Antibiotika beruht hauptsächlich auf der Änderung von Penicillin-bindenden Proteinen (PBP's), dem Ausströmen des aktiven Bestandteils und der Desaktivierung des aktiven Bestandteils. Dagegen beruht die Bakterienresistenz von gram-negativen Pathogenen gegen β-Lactam-Antibiotika zusätzlich zu jenen der gram-positiven Pathogene auch auf Änderungen des Permeabilitätsmusters der äußeren Membran.
Um die Änderungen der Permeabilität der äußeren Membran zu überwinden, sind in den letzten Jahren eine Anzahl von β-Lactam-Verbindungen (Cephem und Monobactam) mitgeteilt worden, die Eisenchelatisierende Brenzkatechin- und Dihydroxypyridon-Gruppen enthalten (29. ICAAC, Houston, Texas, 18. September 1989, Abstract Nr. 355, 356; 30. ICAAC, Atlanta, Georgia, 22. Oktober 1990, Abstract Nr. 458; Antimicrobial Agents and Chemotherapy 1991, 35, 104–110). Die potente Aktivität dieser Verbindungen beruht auf der Verwendung des TonB-abhängigen Eisen-Transportsystems für den Transport durch die bakterielle äußere Membran hindurch (Antimicrobial Agents and Chemotherapy 1995, 39, 613–619).
Monobactame sind eine Klasse von antibakteriellen Mitteln und sind verwendet worden, um Infektionen zu behandeln, die von gram-negativen Mikroorganismen verursacht werden. Zur Zeit sind Aztreonam und Carumonam in der klinischen Verwendung. Chinoxalin, das direkt an einer Oxim-Seitenkette des Monobactam-Kerns angebracht ist, befindet sich in der Entwicklung (Curr. Opin. Antiinfect. Drugs 1999, 1(1), 96–100; Antimicrobial Agents and Chemotherapy 1997, 41, 1010–1016).
Die US-A-5888998 offenbart Dihydroxypyridin, das durch einen Methylen-Spacer an einer Oxim-Seitenkette in der anti-Orientierung angebracht ist, als einen β-Lactamase-Inhibitor.
Pseudomonas aeruginosa ist immer noch ein sehr häufiges opportunistisches Pathogen, das eine große Vielfalt von Infektionen bei immungeschwächten Patienten verursachen kann. Diese Infektionen sind häufig mit einer signifikanten Morbidität verbunden und sind schwierig zu behandeln.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Klasse von Verbindungen, in denen eine Dihydroxypyridon-Gruppe durch einen geeigneten Spacer an einer Oxim-Seitenkette an einem Monobactam-Kern angebracht ist, und deren Verwendung, um gram-negative Infektionen, insbesondere jene, die von Pseudomonas verursacht werden, zu behandeln.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind neue syn-Isomere von Racematen und optischen Isomeren von 3-(Heteroarylacetamido)-2-oxoazetidin-1-sulfonsäuren der Formel
in der
M für H oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz-bildendes Kation steht;
R für CH₃, CH₂F oder CH₂OCONH₂ steht;
entweder R₁ für OH steht und R₂ für Wasserstoff steht oder R₁ und R₂ zusammen -CH=C(OH)-C(OH)=CH- sind, das zusammen mit den C-Atomen, an die R₁ und R₂ gebunden sind, einen sechsgliedrigen cyclischen Ring bildet; und
entweder R₃ und R₄ jeweils Wasserstoff sind oder R₃ und R₄ zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, Cyclopropyl sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verbindung der Formel I zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer bakteriellen Infektion verwendet.
Beschreibung der Erfindung
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „Racemat" die Mischung von Diastereoisomeren mit null optischer Drehung des Moleküls der Formel I.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „optische Isomere" reine einzelne R- und S-Diastereoisomere an den asymmetrischen Kohlenstoffatomen, die im Molekül der Formel I vorliegen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „pharmazeutisch annehmbares Salz-bildendes Kation" Alkalimetalle (z.B. Natrium, Kalium), Erdalkalimetalle (z.B. Calcium, Magnesium), organische Basen (z.B. Triethylamin, Ethanolamin, N-Methylmorpholin) oder basische Aminosäuren (z.B. Lysin, Arginin, Ornithin oder Histidin). Darüber hinaus kann, wenn M in der Formel I Wasserstoff ist, die Verbindung durch Wechselwirkung mit einem basischen Stickstoffatom, das im Molekül der Formel I vorliegt, Zwitterionen (inneres Salz oder internes Salz) bilden.
Die Verbindungen dieser Erfindung können allein oder in Kombination mit anderen Arzneistoffen verwendet werden, um bakterielle Infektionen bei Säugern, einschließlich Menschen, zu behandeln, die von gram-negativen Bakterien verursacht werden, einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein Pseudomonas, E. eloaecae, C. freundii, M. morganii, K. pneumoniae und E. coli. Die Verbindungen können in pharmazeutischen Dosierungsformen verabreicht werden, die parenterale Präparate, wie Injektionen, Suppositorien oder Aerosole, und orale Präparate, wie Tabletten, beschichtete Tabletten, Pulver, Granulate oder Flüssigkeiten, einschließen. Derartige Präparate werden auf eine in der Technik wohlbekannte Weise formuliert.
Für die Formulierung von festen Präparaten zur oralen Verabreichung werden ein Träger und, falls gewünscht, ein Bindemittel, Sprengmittel, Gleitmittel, Färbemittel, Korrigens, Geschmacksmittel usw. zu der Verbindung der Erfindung gegeben, und dann werden auf herkömmliche Weise Tabletten, beschichtete Tabletten, Granulate, Pulver, Kapseln und dergleichen hergestellt.
Für die Formulierung von Injektionen wird ein pH-einstellendes Mittel, Puffer, Stabilisator, isotones Mittel, Lokalanästhetikum oder dergleichen zu dem aktiven Bestandteil der Erfindung gegeben. Formulierungen zur Injektion für die subkutane, intramuskuläre oder intravenöse Verabreichung können auf herkömmliche Weise hergestellt werden.
Für die Formulierung von Suppositorien werden eine Grundsubstanz und, falls gewünscht, Tenside zu dem aktiven Bestandteil der Erfindung gegeben, und die Suppositorien werden auf herkömmliche Weise hergestellt.
Die Hilfsstoffe, die für feste Präparate zur oralen Verabreichung nützlich sind, sind die allgemein in der Technik verwendeten, und nützliche Beispiele sind Träger wie Lactose, Saccharose, Natriumchlorid, Stärken, Calciumcarbonat, Kaolin, kristalline Cellulose, Methylcellulose, Glycerin, Natriumalginat, Gummi arabicum und dergleichen, Bindemittel wie Polyvinylalkohol, Polyvinylether, Polyvinylpyrrolidon, Ethylcellulose, Gummi arabicum, Schellack, Saccharose, Wasser, Ethanol, Propanol, Carboxymethylcellulose, Kaliumphosphat und dergleichen, Gleitmittel wie Magnesiumstearat, Talkum und dergleichen, und schließen weiter Additive, wie übliche bekannte Färbemittel, Sprengmittel und dergleichen ein. Beispiele für Grundsubstanzen , die für die Formulierung von Suppositorien nützlich sind, sind ölhaltige Grundsubstanzen, wie Kakaobutter, Polyethylenglycol, Lanolin, Fettsäuretriglyceride, Witepsol (eingetragene Marke, Dynamit Nobel Co. Ltd.) und dergleichen. Flüssige Präparate können in Form von wässrigen oder ölhaltigen Suspensionen, Lösungen, Sirupen, Elixieren oder dergleichen vorliegen, die auf herkömmliche Weise unter Verwendung von Additiven hergestellt werden können.
Die der pharmazeutischen Zusammensetzung der Erfindung einverleibte Menge der Verbindung I der Erfindung variiert mit der Dosierungsform, Löslichkeit und den chemischen Eigenschaften der Verbindung, dem Verabreichungsweg, dem Verabreichungsschema und dergleichen. Bevorzugt beträgt die Menge etwa 1 bis 25 Gew./Gew.-% im Fall von oralen Präparaten und etwa 0,1 bis 5 Gew./Gew.-% im Fall von Injektionen, die parenterale Präparate sind.
Die Dosierung der Verbindung I der Erfindung wird geeignet abhängig von den einzelnen Fällen festgelegt, wobei die Symptome, das Alter und das Geschlecht des Subjekts und dergleichen berücksichtigt werden. Gewöhnlich beträgt die Dosierung im Fall einer oralen Verabreichung etwa 50 bis 1500 mg pro Tag für einen Erwachsenen in 2 bis 4 aufgeteilten Dosen, und die Dosierung im Fall einer Injektion, zum Beispiel durch intravenöse Verabreichung, beträgt 2 ml (etwa 1 bis 100 mg) für Erwachsene, die einmal am Tag verabreicht werden, wobei die Injektion mit physiologischer Kochsalzlösung oder Glucose-Injektionsflüssigkeit, falls gewünscht, verdünnt und über mindestens 5 Minuten langsam verabreicht werden kann. Diese Dosierung im Fall von Suppositorien beträgt 1 bis 1000 mg, welche einmal oder zweimal am Tag in einem Abstand von 6 bis 12 Stunden verabreicht werden, wobei die Suppositorien durch Einführen in das Rektum verabreicht werden.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung mit der Formel I können durch Umsetzen von 3-Aminoazetidin-2-onsulfonsäure der Formel (II) mit Heteroarylcarbonsäure der Formel (III), gefolgt von der Entfernung der Schutzgruppe, hergestellt werden. In den folgenden Schemata steht X für CH.
Schema 1
Gewisse Derivate der allgemeinen Formel IV wurden durch Kuppeln von 3-Aminoazetidin-2-onsulfonsäure (II) mit einer Heteroarylcarbonsäure (III) in Anwesenheit von Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) oder mit einem Säurechlorid der Verbindung (III) in Anwesenheit von Base oder mit einem aktivierten Ester der Verbindung (III) innerhalb des Könnens auf diesem Gebiet hergestellt.
Alternativ können Verbindungen der Formel 1 auch wie folgt hergestellt werden:
Die Herstellung der Verbindung II (R = CH₃) wurde durch Befolgen des Syntheseschemas 2 durchgeführt, wie in J. Org. Chem. 1982, 47, 5160–5167 beschrieben.
Schema 2
R = trans-CH₃, abgeleitet von Threonin R = cis-CH₃, abgeleitet von Allothreonin
Die Herstellung der Verbindung II (R = CH₂F, CH₂OCONH₂) wurde durch Befolgen des Syntheseschemas 3 für die gemeinsame Zwischenproduktverbindung V durchgeführt, wie in J. Antibiotics 1983, 36, 1201–1204 und J. Antibiotics 1985, 38, 346–357 beschrieben.
Schema 3
Die gemeinsame Zwischenproduktverbindung V wurde durch Befolgen des Synthesewegs hergestellt, der in Schema 4 beschrieben ist. Die Diastereoisomere der Verbindung VI werden durch optische Auftrennungsverfahren getrennt (J. Antibiotics 1985, 38, 346). Schema 4

* stellt cis-Isomere am Kohlenstoff 3 und 4 dar

Die Herstellung der Verbindungen III wurde durch Umsetzung von 2-Heteroaryl-2-oxoessigsäure (VII) mit O-Heteroarylhydroxylamin (VIII) bei Raumtemperatur vorgenommen und lieferte ausschließlich das syn-Isomer. Die Herstellung der Verbindung VIII wurde ausgehend von Heteroarylmethanol vorgenommen, wie es im Schema 5 beschrieben ist, (J. Antibiotics 1990, 43, 189–198).
Schema 5
DEAD = Diethylazodicarboxylat
In den vorstehenden Beschreibungen (Schemata 1–5) werden die Reaktanten zusammen mit einem geeigneten Lösungsmittel bei erhöhten oder niedrigen Temperaturen über eine ausreichende Zeit umgesetzt, um zu ermöglichen, dass die Reaktion bis zur Vollständigkeit abläuft. Die Reaktionsbedingungen hängen von der Natur und der Reaktivität der Reaktanten ab. Wann immer eine Base in einer Reaktion verwendet wird, ist sie aus Triethylamin, Tributylamin, Trioctylamin, Pyridin, 4-Dimethylaminopyridin, Diisopropylethylamin, 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en, 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumbicarbonat oder Cäsiumcarbonat ausgewählt.
Die Entfernung der Schutzgruppe wird entweder durch Hydrierung oder durch Hydrolyse mit geeigneten Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Trifluoressigsäure oder Essigsäure, in einem Lösungsmittel wie Methanol, Ethanol, Propanol oder Ethylacetat durchgeführt. Die Hydrierungsreaktion wird gewöhnlich in Anwesenheit eines Metallkatalysators, wie Pd, Pt oder Rh, unter normalem Druck bis hohem Druck durchgeführt.
Die Lösungsmittel der Wahl für die Reaktion werden auf der Grundlage der verwendeten Reaktanten und aus solchen Lösungsmitteln wie Benzol, Toluol, Acetonitril, Tetrahydrofuran, Ethanol, Methanol, Chloroform, Ethylacetat, Methylenchlorid, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosphorsäuretriamid oder dergleichen ausgewählt. Lösungsmittelmischungen können ebenfalls verwendet werden.
Die Reaktionstemperaturen liegen im Allgemeinen im Bereich zwischen –70°C bis 150°C. Das bevorzugte Molverhältnis der Reaktanten beträgt 1:1 bis 1:5. Die Reaktionszeit liegt im Bereich von 0,5 bis 72 Stunden, abhängig von den Reaktanten.
Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die folgenden nicht-beschränkenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1 (3S)-trans-3-[(2-Amino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure, Natriumsalz Schritt 1: 1,5-Dibenzyhydryloxy-2-(N-phthalimido)oxymethyl-4-pyridon
Eine Lösung von 1,5-Dibenzhydryloxy-2-hydroxymethyl-4-pyridon (20,0 g, 0,041 Mol) und N-Hydroxyphthalimid (6,64 g, 0,048 Mol) in einer Mischung von TNF (200 ml) und trockenem DMF (200 ml) wurde mit Triphenylphosphin unter Stickstoff behandelt und auf 0°C abgekühlt. Die Reaktionsmischung wurde dann tropfenweise über 10 min mit Diethylazodicarboxylat versetzt, 1 h bei 0°C gerührt, dann mit Ethylacetat und Wasser verdünnt. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Rohprodukt wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung von EA:Hexan (1:2 bis 1:0) gereinigt, was die reine Titelverbindung ergab.
Ausbeute: 19,0 g, 73%
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 4,78 (s, 2H), 6,24 (s, 1H), 6,29 (s, 1H), 6,46 (s, 1H), 7,18–7,38 (m, 20H), 7,62 (s, 1H), 7,85 (s, 4H).
Schritt 2: 2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-[1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy]iminoessigsäure
Eine Lösung von 1,5-Dibenzhydryloxy-2-(N-phthalimido)oxymethyl-4-pyridon (10 g, 15,8 mMol) in Ethanol (98%-ig, 100 ml) wurde mit Hydrazin (0,76 ml) behandelt. Die Mischung wurde 1 h am Rückfluss erwärmt und auf RT abgekühlt. Die so erhaltene Suspension wurde filtriert, und das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft und mit Chloroform behandelt. Der so abgetrennte Feststoff wurde abfiltriert, die Mutterlaugen wurden konzentriert, und der erhaltene Rückstand wurde in Ethanol (98%-ig) gelöst, dann mit einer Lösung von 2-Oxo-2-[(N-tritylamino)thiazol-5-yl]essigsäure (6,38 g) in Chloroform behandelt. Die Reaktionsmischung wurde 18 h bei Raumtemperatur gerührt und im Vakuum eingedampft. Der erhaltene Rückstand wurde in Ethylacetat gelöst und mit Hexanen verdünnt. Der abgetrennte Festkörper wurde abfiltriert und getrocknet, was 2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-[1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy]iminoessigsäure ergab.
Ausbeute: 11,2 g, 79%
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 4,62 (s, 2H), 6,03 (s, 1H), 6,28 (s, 1H), 6,40 (s, 1H), 6,66 (s, 1H), 7,18–7,35 (m, 35H), 7,48 (s, 1H), 8,64 (s, 1H).
Schritt 3: (3S)-trans-3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure
Eine Mischung von (3S)-trans-3-Amino-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure [7,30 g, 40,52 mMol, J. Org. Chem., 47, 5160, (1982)], 2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-[1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy]iminoessigsäure (aus Schritt 2, 36,50 g, 40,51 mMol), DCC (9,15 g, 44,34 mMol) und 1-Hydroxybenzotriazol (5,47 g, 40,5 mMol) in trockenem DMF (400 ml) wurde 30 min bei Raumtemperatur gerührt, und zu dieser Mischung wurde NaHCO₃ (30,40 g, 40,52 mMol) gegeben. Die Mischung wurde über Nacht unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt und filtriert. Die Mutterlauge wurde im Vakuum eingedampft, um DMF zu entfernen, und der erhaltene Rückstand wurde in Ethylacetat und destilliertem Wasser gelöst und auf pH ~3 eingestellt. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, filtriert: und im Vakuum eingedampft.
Das so erhaltene Produkt wurde über HP-20-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung von Wasser:Acetonitril (1:0 bis 1:9) gereinigt, was die Titelverbindung ergab.
Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung von Ethylacetat:Methanol (1:9 bis 9:1) ergab die Titelverbindung.
Ausbeute: 37,00 g, 85,9%
¹N-NMR (DMSO-d₆): δ 1,29 (d, 3H, J = 6,0 Hz), 3,54–3,61 (m, 1H), 4,30–4,35 (m, 1H), 4,70 (s, 2H), 5,98 (s, 1H), 6,29 (s, 2H), 6,71 (s, 1H), 7,25–7,35 (m, 35H), 7,51 (s, 1H), 8,83 (s, 1H), 9,39 (d, 1H, J = 7,7 Hz).
Schritt 4: (3S)-trans-3-[((2-Amino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure
Eine Suspension von (3S)-trans-3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure (5,00 g, 4,703 mMol) in trockenem Anisol (14 ml) bei –10°C unter Stickstoff wurde mit Trifluoressigsäure (25 ml) behandelt und 2 h bei 0°C gerührt. Die Lösungsmittel wurden unter verringertem Druck verdampft, und der Rückstand wurde mit einer Mischung von Ether-Hexan und Ethylacetat (1:1:1) digeriert. Der so erhaltene Festkörper wurde abfiltriert, mit einer Mischung von Ether-Hexan und Ethylacetat (1:1:1) gewaschen, was einen Festkörper ergab. Der obige Festkörper wurde weiter durch HP-20-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung aus destilliertem Wasser und Acetonitril (1:9 bis 9:1) gereinigt, und die geeigneten Fraktionen wurden lyophilisiert, was die Titelverbindung ergab.
Ausbeute: 2,7 g, 92%; F.p.: 200°C Zers.
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 1,41 (d, 3H, J = 6,2 Hz), 3,70–3,80 (m, 1H), 4,46 (dd, 1H, J = 2,4 Hz und 5,2 Hz), 5,30 (s, 2H), 6,85 (s, 1H), 7,05 (s, 1H), 7,35 (br. s, 2H), 8,17 (s, 1H), 9,50 (d, 1H, J = 7,7 Hz).
Schritt 5: (3S)-trans-3-[((2-Amino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure, Natriumsalz
Eine Suspension von (3S)-trans-3-[(Z)-((2-Amino)thiazol-4-yl)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure (1,30 g, 2,66 mMol) in destilliertem Wasser (15 ml) wurde auf ~5–6°C abgekühlt, und NaHCO₃ (f, 0,223 g, 2,654 mMol) wurde in Portionen unter Rühren dazugegeben. Die so innerhalb von 10 min erhaltene klare Lösung wurde filtriert und lyophilisiert, was (3S)-trans-3-[((2-Amino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure, Natriumsalz, ergab.
Ausbeute: 1,32 g, 97,13%,
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 1,42 (d, 3H, J = 6,1 Hz), 3,70–3,80 (m, 1H), 4,48–4,53 (m, 1H), 5,13 (s, 2H), 6,64 (s, 1H), 6,79 (s, 1H), 7,24 (br. s, 2H), 7,68 (s, 1H), 9,52 (d, 1H, J = 7,0 Hz).
Beispiel 2 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz Schritt 1: 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon
Eine Lösung von 2-((2-Tritylamino)thiazol-4-y]-(Z)-2-[1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy]iminoessigsäure (0,34 g, 0,377 mMol) in trockenem DMF (20 ml) wurde mit DCC (0,078 g, 0,377 mMol) und 1-Hydroxybenzotriazol (0,050 g, 0,0377 mMol) behandelt. Die Mischung wurde 30 min unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt, und zu dieser Mischung wurde NaHCO₃ (0,032 g, 0,377 mMol) und 3-Amino-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon (0,06 g, 0,377 mMol) in DMF (5 ml) gegeben. Die Reaktionsmischung wurde 18 h bei Raumtemperatur gerührt, und DMF wurde im Vakuum entfernt. Das so erhaltene Produkt wurde durch Kieselgel-Säulenchromatographie mittels einer Gradientenmischung von Ethylacetat und Methanol (10:1 bis 9,5:0,5) gereinigt, was die Titelverbindung ergab.
Ausbeute: 0,2 g, 97,13%
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 3,80–3,92 (m, 2H) 3,97–4,05 (m, 1H), 4,70 (s, 2H), 5,17–5,25 (m, 1H), 6,00 (s, 1H), 6,31 (s, 1H), 6,53 (br. s, 2H), 6,74 (s, 1H), 7,24–7,38 (m, 35H), 7,58 (s, 1H), 8,50 (s, 1H), 8,80 (s, 1H), 9,29 (d, 1H, J = 9,0 Hz).
Schritt 2: 3-[{2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)}-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure
Eine Lösung von 3-[{2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)}-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon (0,25 g, 0,244 mMol) in Pyridin (2 ml) wurde mit Schwefeltrioxid-Pyridin-Komplex (0,153 g, 0,96 mMol) behandelt, und die Mischung wurde 45 min bei 70°C erwärmt. Die Reaktionsmischung wurde auf RT abgekühlt, mit Diethylether behandelt, und der Festkörper wurde abfiltriert, mit destilliertem Wasser, gefolgt von Ether, gewaschen und getrocknet, was cis-3-[{2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl}-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure ergab.
Ausbeute: 0,23 g, 85%
Schritt 3: 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz
Eine Suspension von 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure (0,390 g, 0,353 mMol) in destilliertem Wasser (10 ml) wurde mit NaHCO₃ (f, 0,050 g, 0,595 mMol) behandelt und 30 min bei RT gerührt, und die klare Lösung wurde lyophilisiert. Der erhaltene Festkörper wurde durch HP-20-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung von dd. Wasser und Acetonitril (1:0 bis 3:7) gereinigt, und die geeigneten Fraktionen wurden lyophilisiert, was 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz, ergab.
Ausbeute: 0,21 g, 52%
Schritt 4: 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure
Eine Suspension von 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz (0,8 g, 0,874 mMol) in Anisol (5 ml) unter Stickstoffatmosphäre wurde auf ~0°C abgekühlt und mit Trifluoressigsäure (25 ml) behandelt, und die Mischung wurde 2 h bei weniger als 10°C gerührt und mit Ether behandelt. Der abgetrennte Festkörper wurde filtriert, mit Aceton gewaschen und in einer Mischung von Acetonitril/dd. H₂O gelöst und gefriergetrocknet, was die Titelverbindung ergab.
Ausbeute: 0,34 g, 89%; F.p.: 190°C Zers.
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 3,90–4,30 (m, 3H), 5,22–5,40 (m, 5H), 6,50 (br. s, 2H), 6,82 (s, 1H), 6,95 (s, 1H), 7,33 (br. s, 2H), 8,00 (s, 1H), 9,45 (d, 1H, J = 7,5 Hz).
Schritt 5: 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz
NaHCO₃ (f, 6 mg, 0,073 mMol) wurde zu einer Suspension von 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-carbamoyloxymethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure (40 mg, 0,073 mMol) in destilliertem Wasser gegeben. Nach 5-minütigem Rühren wurde die Mischung gefriergetrocknet, was die Titelverbindung als Festkörper ergab.
Ausbeute: 30 mg, 71%
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 4,03–4,15 (m, 2H), 4,20–4,33 (m, 1H), 5,12 (s, 2H), 5,26–5,37 (m, 1H), 6,54 (br. s, 2H), 6,70 (s, 1H), 6,77 (s, 1H), 7,24 (br. s, 2H), 7,72 (s, 1H) 9,38 (d, 1H, J = 7,5 Hz).
Beispiel 3 3-(2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz Schritt 1: 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure
Eine Lösung von 3-(N-Benzyloxycarbonyl)amino-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Tetrabutylammoniumsalz (0,5 g, 0,89 mMol) in DMF (20 ml) wurde mit Pd-C (0,3 g) behandelt, und die Suspension wurde 5 h lang bei 50 psi hydriert. Die Suspension wurde durch Celite filtriert, und zu dem Filtrat wurde DCC (0,18 g, 0,89 mMol), 1-HBT (0,12 g, 0,89 mMol), gefolgt von 2-{(2-Tritylamino)thiazol-4-yl}-(Z)-[1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy]iminoessigsäure (0,4 g, 0,89 mMol), gegeben. Die Reaktionsmischung wurde 18 h bei RT gerührt und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde in Aceton gelöst, mit Kaliumnonafluoroborat (0,6 g) in Aceton behandelt und weitere 18 h gerührt. Die Lösungsmittel wurden verdampft, und der Rückstand wurde mit einer Mischung aus Ethylacetat-Ether-Hexan (1:1:1) behandelt. Der abgetrennte Festkörper wurde abfiltriert und mittels Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung von Ethylacetat und Methanol (10:1 bis 9:1) gereinigt, was die Titelverbindung ergab.
Ausbeute: 0,22 g, 42,8%
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 4,00–4,20 (m, 2H), 4,40–4,50 (m, 1H), 4,67 (s, 2H), 5,16–5,24 (m, 1H), 6,00 (s, 1H), 6,32 (s, 1H), 6,37 (s, 1H), 6,67 (s, 1H), 7,27–7,43 (m, 35H), 7,63 (s, 1H), 8,85 (s, 1H), 9,46 (d, 1H, J = 9,0 Hz).
Schritt 2: 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz
Eine Suspension von 3-[2-((2-Tritylamino)thiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dibenzhydryloxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure (0,5 g, 0,46 mMol) in Anisol (2 ml) unter Stickstoff bei –10°C wurde mit Trifluoressigsäure (20 ml) behandelt und 2 h bei 5–10°C gerührt. Die Reaktionsmischung wurde im Vakuum eingedampft, und der Rückstand wurde mit einer Mischung von Ether:Ethylacetat und Hexanen (1:1:1) digeriert. Der abgetrennte Festkörper wurde filtriert, in einer Acetonitril-Wasser-Mischung gelöst und gefriergetrocknet. Das erhaltene Rohprodukt wurde weiter durch HP-20-Säulenchromatographie unter Verwendung einer Gradientenmischung von dd. H₂O und Acetonitril (1:0 bis 9,4:0,6) gereinigt, was 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure ergab.
Ausbeute: 80 mg, 34%; F.p.: 200°C Zers.
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 3,83–4,35 (m, 2H), 4,47–4,63 (m, 1H), 4,68–4,85 (m, 1H), 5,28 (s, 2H), 6,29 (s, 1H), 7,03 (s, 1H), 7,30 (br. s, 3H), 8,12 (s, 1H), 9,45 (d, 1 H, J = 8,1 Hz).
Schritt 3: 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz
NaHCO₃ (f, 13 mg, 0,155 mMol) wurde zu einer Suspension von 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure (80 mg, 0,158 mMol) in destilliertem Wasser gegeben. Die Mischung wurde 5 min gerührt und gefriergetrocknet, was 3-[2-(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-fluormethyl-2-azetidinon-1-sulfonsäure, Natriumsalz, ergab.
Ausbeute: 75 mg, 89%
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 3,83–4,30 (m, 2H), 4,47–4,64 (m, 1H), 4,73–4,84 (m, 1H), 5,13 (s, 2H), 5,30 (s, 1H), 6,55 (s, 1H), 6,74 (s, 1H), 7,27 (br. s, 2H), 7,57 (s, 1H), 9,57 (br. s, 1H).
Test auf antibakterielle Aktivität
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung wurden bezüglich der minimalen Hemmkonzentration (MIC) gegen die in Tabelle 1 angeführten Bakterien gemäß dem Standard-Mikronährbrühe-Verdünnungsverfahren getestet, wie im NCCLS-Dokument beschrieben. Die minimale Hemmkonzentration ist in μg/ml ausgedrückt.
Tabelle 1: Antibakterielle Aktivität der Verbindungen der Formel I

Claims

Verbindung der Formel I
in der M für H oder ein ein pharmazeutisch annehmbares Salz bildendes Kation steht; R für CH₃, CH₂F oder CH₂OCONH₂ steht; entweder R₁ für OH steht und R₂ für Wasserstoff steht oder R₁ und R₂ zusammen -CH=C(OH)-C(OH)=CH- sind, welches zusammen mit den C-Atomen, an die R₁ und R₂ gebunden sind, einen sechsgliedrigen cyclischen Ring bildet; und entweder R₃ und R₄ jeweils Wasserstoff sind oder R₃ und R₄ zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, Cyclopropyl sind.
Verbindung nach Anspruch 1 in Form eines Racemats.
Verbindung nach Anspruch 1 in Form eines optischen Isomers, das ein reines einzelnes R- und S-Diastereoisomer ist.
Verbindung nach Anspruch 1, die (3S)-trans-3-[(2-Aminothiazol-4-yl)-(Z)-2-{(1,5-dihydroxy-4-pyridon-2-ylmethoxy)imino}acetamido]-4-methyl-2-oxoazetidin-1-sulfonsäure, Natriumsalz, ist.
Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 in Form eines oralen Präparats, das 1 bis 25 Gew./Gew.-% der Verbindung umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 in Form eines parenteralen Präparats, das 0,1 bis 5 Gew./Gew.-% der Verbindung umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, in der die Verbindung mit physiologischer Kochsalzlösung oder Glucose-Injektionsflüssigkeit verdünnt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 in Form eines Suppositoriums, das 1 bis 1000 mg der Verbindung enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach Anspruch 1, umfassend (a) das Umsetzen einer entsprechenden 3-Aminoazetidin-2-onsulfonsäure der Formel (II)
mit einer entsprechenden Heteroarylcarbonsäure der Formel (III)
und (b) das Entfernen der Schutzgruppe.
Verwendung einer Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 für die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer bakteriellen Infektion.
Verwendung nach Anspruch 11, bei der die Infektion durch einen gram-negativen Organismus verursacht wird.
Verwendung nach Anspruch 11, bei der die Infektion durch Pseudomonas verursacht wird.