DE602004012269T2

DE602004012269T2 - Quervernetzte glycopeptid-cephalosporin-antibiotika

Info

Publication number: DE602004012269T2
Application number: DE602004012269T
Authority: DE
Inventors: Paul R. San Francisco FATHEREE; Martin S. San Mateo LINSELL; Daniel Half Moon Bay MARQUESS; Sean G. San Francisco TRAPP; Edmund J. San Francisco MORAN; James B. Burlingame AGGEN
Original assignee: Theravance Inc
Current assignee: Innoviva Inc
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2024-07-10
Also published as: JP2007530423A; JP4555823B2; US7279458B2; DE602004012269D1; JP2013047267A; EP1644382A2; ATE388153T1; JP2010254697A; JP5161269B2; WO2005005436A2; ES2302034T3; EP1644382B1; US20060189517A1; US20050026818A1; WO2005005436A3; US7067482B2

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft neuartige vernetzte Vancomycin-Cephalosporin-Verbindungen, die als Antibiotika geeignet sind. Diese Erfindung betrifft außerdem pharmazeutische Zusammensetzungen, die solche Verbindungen umfassen; Verfahren zur Verwendung solcher Verbindungen als antibakteriell wirkende Substanzen und Verfahren und Zwischenprodukte zum Herstellen solcher Verbindungen.
Stand der Technik
Verschiedene Klassen von antibiotischen Verbindungen sind in der Technik bekannt, darunter beispielsweise β-Lactam-Antibiotika, wie Cephalosporine, und Glykopeptid-Antibiotika, wie Vancomycin. Vernetzte antibiotische Verbindungen sind ebenfalls in der Technik bekannt. Siehe beispielsweise die US-Patentschrift Nr. 5,693,791 , erteilt an W. L. Truett und mit dem Titel „Antibiotics and Process for Preparation"; und WO 99/64049 A1 , veröffentlicht am 16. Dezember 1999 und mit dem Titel „Novel Antibacterial Agents". Darüber hinaus offenbart WO 03/031449 A2 , veröffentlicht am 17. April 2003 und mit dem Titel „Cross-Linked Glycopeptide – Cephalosporin Antibiotics" Verbindungen mit einer Glykopeptidgruppe, die kovalent mit der Oximeinheit einer Cephalosporingruppe verknüpft ist.
Aufgrund des Potentials von Bakterien, eine Resistenz gegen Antibiotika zu entwickeln, besteht jedoch Bedarf an neuen Antibiotika mit einzigartigen chemischen Strukturen. Darüber hinaus besteht Bedarf an neuartigen Antibiotika mit verbesserten antibakteriellen Eigenschaften, darunter beispielsweise eine erhöhte Wirksamkeit gegen gram-positive Bakterien. Insbesondere besteht Bedarf an neuen Antibiotika, die gegen Stämme von Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, wie gegen Methicillin resistente Staphylococci aureus (MRSA), sehr wirksam sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt neuartige vernetzte Glykopeptid-Cephalosporin-Verbindungen bereit, die als Antibiotika geeignet sind. Die Verbindungen dieser Erfindung weisen eine einzigartige chemische Struktur auf, in der eine Glykopeptidgruppe kovalent mit einer Pyridiniumeinheit einer Cephalosporingruppe verknüpft ist. Neben anderen Eigenschaften wurde von Verbindungen dieser Erfindung festgestellt, dass sie eine überraschende und unerwartete Wirksamkeit gegen gram-positive Bakterien, darunter gegen Methicillin resistente Staphylococci aureus (MRSA), haben.
Demgemäß stellt die Erfindung in einem Gesichtspunkt eine Verbindung der Formel I bereit:
oder ein pharmazeutisch unbedenkliches Salz davon; in der
X¹ und X² jeweils unabhängig Wasserstoff oder Chlor sind;
W N oder CCl ist;
R¹ und R² unabhängig aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl ausgewählt sind;
jedes R³ unabhängig aus C_1-6-Alkyl, OR, Halogen, -SR, -S(O)R, -S(O)₂R und -S(O)₂OR ausgewählt ist, wobei jedes R unabhängig C_1-6-Alkyl ist, das gegebenenfalls mit COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert ist;
eines von R⁴ und R⁵ Hydroxy ist und das andere Wasserstoff ist;
R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind;
R⁸ Wasserstoff oder eine Gruppe der folgenden Formel ist:
R⁹ aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl und C_3-6-Cycloalkyl ausgewählt ist, wobei Alkyl und Cycloalkyl gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert sind;
R^a -Y-R''- ist, wobei R'' aus C_1-12-Alkylen, C_2-12-Alkenylen, C_2-12-Alkinylen, C_3-6-Cycloalkylen, C_6-10-Arylen, C_2-9-Heteroarylen, C_3-6-Heterocyclus und Kombinationen davon ausgewählt ist und gegebenenfalls mit 1 oder 2 Gruppen substituiert ist, die aus Z ausgewählt sind, wobei jedes Z unabhängig aus -OR', -SR', -F, -Cl, -N(R')₂, -OC(O)R', -C(O)OR', -NHC(O)R', -C(O)N(R')₂, -CF₃, -OCF₃ und Seitenketten natürlich vorkommender Aminosäuren ausgewählt ist, wobei jedes R' unabhängig Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl ist; und R'' höchstens 20 Atome enthält, bei denen es sich nicht um Wasserstoffatome handelt; und Y, das R'' mit dem Pyridiniumring an einer meta- oder para-Position verknüpft, aus der Gruppe bestehend aus einer Direktbindung, NR', O (Ether), S (Sulfid), C(O) (Carbonyl), NR'C(O) und C(O)NR' ausgewählt ist, was Direktbindungen zwischen Heteroatomen in Y und R'' ausschließt;
jedes R^b und R^d unabhängig aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl und C_2-6-Alkinyl ausgewählt ist;
jedes R^c unabhängig eine Direktbindung oder -Y'-R''-Y'- ist, wobei jedes Y' unabhängig aus einer Direktbindung, O (Ether) und NR' ausgewählt ist, was Direktbindungen zwischen Heteroatomen in Y' und R'' ausschließt;
jedes R^e unabhängig aus der Gruppe, die von R'' oben definiert wird, ausgewählt ist;
n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist;
x eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist und
y eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.
In einem anderen ihrer Zusammensetzungsgesichtspunkte stellt die Erfindung eine Verbindung der Formel II bereit:
oder ein pharmazeutisches Salz davon; in der
W N oder CCl ist;
R⁹ aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl und C_3-6-Cycloalkyl ausgewählt ist, wobei Alkyl und Cycloalkyl gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert sind;
der Pyridiniumring eine meta- oder para-Substitution aufweist;
R¹⁰ Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl ist;
R¹¹ C_1-12-Alkylen oder C_2-12-Alkenylen ist und
R¹² Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl ist.
In einem anderen ihrer Zusammensetzungsgesichtspunkte stellt diese Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die einen pharmazeutisch unbedenklichen Trägerstoff und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst; einschließlich beliebiger der bestimmten Ausführungsformen, die hierin erörtert werden.
Die Verbindungen dieser Erfindung sind als antibakteriell wirkende Substanzen geeignet. Demgemäß stellt diese Erfindung in einem ihrer Verfahrensgesichtspunkte ein Verfahren zum Behandeln einer bakteriellen Infektion in einem Säuger bereit, wobei das Verfahren das Verabreichen einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch unbedenklichen Trägerstoff und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst, an einen Säuger umfasst; einschließlich beliebiger der bestimmten Ausführungsformen, die hierin erörtert werden.
Ohne eine Beschränkung auf eine Theorie zu beabsichtigen, wird von den Verbindungen dieser Erfindung angenommen, dass sie die Bakterienzellwand-Biosynthese inhibieren, wodurch das Wachstum der Bakterien inhibiert oder eine Lyse der Bakterien bewirkt wird. Demgemäss stellt diese Erfindung in einem anderen ihrer Verfahrensgesichtspunkte ein Verfahren zum Inhibieren des Wachstums von Bakterien bereit, wobei das Verfahren das Inkontaktbringen von Bakterien mit einer das Wachstum inhibierenden Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst, einschließlich beliebiger der bestimmten Ausführungsformen, die hierin erörtert werden.
Darüber hinaus stellt diese Erfindung in noch einem anderen ihrer Verfahrensgesichtspunkte ein Verfahren zum Inhibieren von Bakterienzellwand-Biosynthese bereit, wobei das Verfahren das Inkontaktbringen von Bakterien mit einer die Zellwand-Biosynthese inhibierenden Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst, einschließlich beliebiger der bestimmten Ausführungsformen, die hierin erörtert werden.
Diese Erfindung betrifft außerdem Verfahren zum Herstellen von Verbindungen der Formel I oder eines Salzes davon. Demgemäss stellt diese Erfindung in einem anderen ihrer Verfahrensgesichtspunkte ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung der Formel I oder eines Salzes davon bereit; wobei das Verfahren das Umsetzen einer Verbindung der Formel 1 oder eines Salzes, aktivierten Derivats oder geschützten Derivats davon mit einer Verbindung der Formel 2 oder eines Salzes, aktivierten Derivats oder geschützten Derivats davon und einer Verbindung der Formel 3 oder eines Salzes, aktivierten Derivats oder geschützten Derivats davon umfasst, um die Verbindung der Formel I zu bilden, wobei die Verbindungen der Formel 1, 2 und 3 wie hierin definiert sind.
In einer Ausführungsform umfasst das obige Verfahren den Schritt des Bildens eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes einer Verbindung der Formel I. Diese Erfindung betrifft außerdem das Produkt, das mittels eines beliebigen dieser Verfahren, die hierin beschrieben werden, hergestellt wurde.
Diese Erfindung betrifft außerdem eine Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch unbedenkliches Salz davon zur Verwendung in der Therapie. Darüber hinaus betrifft diese Erfindung die Verwendung einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon zur Herstellung eines Arzneimittels, einschließlich eines Arzneimittels zum Behandeln einer bakteriellen Infektion in einem Säuger.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt repräsentative Beispiele von vernetzten Glykopeptid-Cephalosporin-Antibiotika gemäß ausgewählten Ausführungsformen der Erfindung.
2 zeigt ein repräsentatives Verfahren zum Herstellen von Cephalosporin-Zwischenprodukten, die als Zwischenprodukte für die Verbindungen der Erfindung geeignet sind.
3 zeigt ein repräsentatives Verfahren zum Herstellen von vernetzten Glykopeptid-Cephalosporin-Antibiotika der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung stellt neuartige Glykopeptid-Cephalosporin-Verbindungen der Formel I oder pharmazeutisch unbedenkliche Salze davon bereit. Diese Verbindungen weisen mehrere Chiralitätszentren auf und die Verbindungen sollen in dieser Hinsicht die gezeigte Stereochemie aufweisen. Insbesondere soll der Glykopeptidteil der Verbindung die Stereochemie des entsprechenden natürlich vorkommenden Glykopeptids (d. h. Vancomycin, Chloroorienticin A und dergleichen) aufweisen. Der Cephalosporinteil des Moleküls soll die Stereochemie bekannter Cephalosporin-Verbindungen aufweisen. Fachmänner werden jedoch verstehen, dass geringfügige Mengen von Isomeren mit einer anderen Stereochemie als der gezeigten in den Zusammensetzungen dieser Erfindung vorliegen können, vorausgesetzt, dass der Nutzen der Zusammensetzung insgesamt nicht durch das Vorliegen solcher Isomere beeinträchtigt wird.
Darüber hinaus kann der Verknüpfungsteil der Verbindungen dieser Erfindung ein oder mehrere Chiralitätszentren enthalten. In der Regel wird dieser Teil des Moleküls als eine racemische Mischung hergestellt werden. Auf Wunsch können jedoch reine Stereoisomere (d. h. individuelle Enantiomere oder Diastereomere) verwendet werden oder eine mit Stereoisomeren angereicherte Mischung kann eingesetzt werden. Alle derartigen Stereoisomere und angereicherten Mischungen werden vom Schutzumfang dieser Erfindung umfasst.
Des Weiteren enthalten Verbindungen dieser Erfindung mehrere saure Gruppen (d. h. Carbonsäuregruppen) und mehrere basische Gruppen (d. h. primäre und sekundäre Amingruppen) enthalten und die Verbindungen der Formel I können folglich in verschiedenen Salzformen existieren. Alle derartigen Salzformen werden vom Schutzumfang dieser Erfindung umfasst. Zudem kann, da die Verbindungen der Formel I einen Pyridiniumring enthalten, gegebenenfalls ein anionisches Gegenion für die Pyridiniumgruppe vorliegen, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Halogenide, wie Chlorid; Carboxylate, wie Acetat; und dergleichen.
Definitionen
Die folgenden Ausdrücke, wie hierin verwendet, haben die folgenden Bedeutungen, sofern nicht anders angegeben:
Der Ausdruck „Alkyl" steht für eine einwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Alkylgruppen in der Regel von 1 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Alkylgruppen zählen beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Alkylen" steht für eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Alkylengruppen in der Regel von 1 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Alkylengruppen zählen beispielsweise Methylen, Ethan-1,2-diyl („Ethylen"), Propan-1,2-diyl, Propan-1,3-diyl, Butan-1,4-diyl, Pentan-1,5-diyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Alkenyl" steht für eine einwertige ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann und mindestens eine und in der Regel 1, 2 oder 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen aufweist. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Alkenylgruppen in der Regel von 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Alkenylgruppen zählen beispielsweise Ethenyl, n-Propenyl, Isopropenyl, n-But-2-enyl, n-Hex-3-enyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Alkinyl” steht für eine einwertige ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann und mindestens eine und in der Regel 1, 2 oder 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen aufweist. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Alkinylgruppen in der Regel von 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Alkinylgruppen zählen beispielsweise Ethinyl, n-Propinyl, n-But-2-inyl, n-Hex-3-inyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Aryl" steht für einen einwertigen aromatischen Kohlenwasserstoff mit einem einzigen Ring (d. h. Phenyl) oder kondensierten Ringen (d. h. Naphthalin). Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Arylgruppen in der Regel von 6 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Arylgruppen zählen beispielsweise Phenyl, Naphthalin-1-yl, Naphthalin-2-yl und dergleichen.
Der Ausdruck „Arylen" steht für einen zweiwertigen aromatischen Kohlenwasserstoff mit einem einzigen Ring (d. h. Phenylen) oder kondensierten Ringen (d. h. Naphthalindiyl). Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Arylengruppen in der Regel von 6 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Arylengruppen zählen beispielsweise 1,2-Phenylen, 1,3-Phenylen, 1,4-Phenylen, Naphthalin-1,5-diyl, Naphthalin-2,7-diyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Cycloalkyl" steht für eine einwertige gesättigte carbocyclische Kohlenwasserstoffgruppe. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Cycloalkylgruppen in der Regel von 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Cycloalkylgruppen zählen beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Cycloalkylen" steht für eine zweiwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Cycloalkylengruppen in der Regel von 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Zu repräsentativen Cycloalkylengruppen zählen beispielsweise Cyclopropan-1,2-diyl, Cyclobutyl-1,2-diyl, Cyclobutyl-1,3-diyl, Cyclopentyl-1,2-diyl, Cyclopentyl-1,3-diyl, Cyclohexyl-1,2-diyl, Cyclohexyl-1,3-diyl, Cyclohexyl-1,4-diyl und dergleichen.
Der Ausdruck „Halogen" steht für Fluor, Chlor, Brom und Iod.
Der Ausdruck „Heteroaryl" steht für eine einwertige aromatische Gruppe mit einem einzigen Ring oder zwei kondensierten Ringen, die im Ring mindestens ein Heteroatom (in der Regel 1 bis 3 Heteroatome) enthält, das aus Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel ausgewählt ist. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Heteroarylgruppen in der Regel von insgesamt 5 bis 10 Ringatome. Zu repräsentativen Heteroarylgruppen zählen beispielsweise einwertige Arten von Pyrrol, Imidazol, Thiazol, Oxazol, Furan, Thiophen, Triazol, Pyrazol, Isoxazol, Isothiazol, Pyridin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrimidin, Triazin, Indol, Benzofuran, Benzothiophen, Benzimidazol, Benzthiazol, Chinolin, Isochinolin, Chinazolin, Chinoxalin und dergleichen, wobei die Verknüpfungsstelle an einem beliebigen verfügbaren Kohlenstoff- oder Stickstoffatom ist.
Der Ausdruck „Heteroarylen" steht für eine zweiwertige aromatische Gruppe mit einem einzigen Ring oder zwei kondensierten Ringen, die im Ring mindestens ein Heteroatom (in der Regel 1 bis 3 Heteroatome) enthält, das aus Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel ausgewählt ist. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche Heteroarylengruppen in der Regel von insgesamt 5 bis 10 Ringatome. Zu repräsentativen Heteroarylengruppen zählen beispielsweise zweiwertige Arten von Pyrrol, Imidazol, Thiazol, Oxazol, Furan, Thiophen, Triazol, Pyrazol, Isoxazol, Isothiazol, Pyridin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrimidin, Triazin, Indol, Benzofuran, Benzothiophen, Benzimidazol, Benzthiazol, Chinolin, Isochinolin, Chinazolin, Chinoxalin und dergleichen, wobei die Verknüpfungsstelle an einem beliebigen verfügbaren Kohlenstoff- oder Stickstoffatom ist.
Der Ausdruck „Heterocyclyl" oder „heterocyclisch" steht für eine einwertige oder zweiwertige gesättigte oder ungesättigte (nicht aromatische) Gruppe mit einem einzigen Ring oder mehreren kondensierten Ringen, die im Ring mindestens ein Heteroatom (in der Regel 1 bis 3 Heteroatome) enthält, das aus Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel ausgewählt ist. Sofern nicht anders definiert, enthalten solche heterocyclische Gruppen in der Regel von insgesamt 2 bis 9 Ringatome. Zu repräsentativen heterocyclischen Gruppen zählen beispielsweise einwertige Arten von Pyrrolidin, Imidazolidin, Pyrazolidin, Piperidin, 1,4-Dioxan, Morpholin, Thiomorpholin, Piperazin, 3-Pyrrolin und dergleichen, wobei die Verknüpfungsstelle an einem beliebigen verfügbaren Kohlenstoff- oder Stickstoffatom ist.
Der Ausdruck „Cephalosporin" wird hierin auf seine in der Technik anerkannte Art und Weise verwendet, um sich auf ein β-Lactam-Ringsystem mit der folgenden Formel und Nummerierungssystem zu beziehen:
wobei R^x und R^y den übrigen Teil des Cephalosporins darstellen.
Der Ausdruck „Glykopeptid-Antibiotikum" oder „Glykopeptid" wird hierin auf seine in der Technik anerkannte Art und Weise verwendet, um sich auf die Klasse von Antibiotika zu beziehen, die als Glykopeptide oder Dalbahpeptide bekannt sind. Siehe beispielsweise R. Nagarajan, „Glycopeptide Antibiotics", Marcel Dekker, Inc. (1994), und darin angeführte Literaturhinweise. Zu repräsentativen Glykopeptiden zählen Vancomycin, A82846A (Eremomycin), A82846B (Chloroorienticin A), A82846C, PA-42867-A (Orienticin A), PA-42867-C, PA-42867-D und dergleichen.
Der Ausdruck „Vancomycin" wird hierin auf seine in der Technik anerkannte Art und Weise verwendet, um sich auf das Glykopeptid-Antibiotikum zu beziehen, das als Vancomycin bekannt ist. Wenn Vancomycin in den Verbindungen der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist die Verknüpfungsstelle für die Verknüpfungseinheit Aminosäure 7 (AS-7) an Position C-29. Diese Position wird manchmal auch als die „7d"- oder die „Resorcinol"-Position von Vancomycin bezeichnet.
Der Ausdruck „vernetzte Glykopeptid-Cephalosporin-Antibiotika" steht für eine kovalente Konjugation eines Glykopeptid-Bestandteils mit einem Cephalosporin-Bestandteil.
Der Ausdruck „pharmazeutisch unbedenkliches Salz" steht für ein Salz, das zur Verabreichung an einen Patienten, wie einen Säuger, unbedenklich ist (z. B. Salze mit einer annehmbaren Sicherheit für einen Säuger für ein gegebenes Dosierungsschema). Solche Salze können von pharmazeutisch unbedenklichen anorganischen oder organischen Basen und von pharmazeutisch unbedenklichen anorganischen oder organischen Säuren abgeleitet sein. Zu Salzen, die von pharmazeutisch unbedenklichen anorganischen Basen abgeleitet sind, zählen Aluminium-, Ammonium-, Kalzium-, Kupfer-, Eisen(III)-, Eisen(II)-, Lithium-, Magnesium-, Mangan(III)-, Mangan(II)-, Kalium-, Natrium-, Zinksalze und dergleichen. Besonders bevorzugt sind Ammonium-, Kalzium-, Magnesium-, Kalium- und Natriumsalze. Zu Salzen, die von pharmazeutisch unbedenklichen organischen Basen abgeleitet sind, zählen Salze primärer, sekundärer und tertiärer Amine, einschließlich substituierter Amine, cyclischer Amine, natürlich vorkommender Amine und dergleichen, wie Arginin, Betgin, Koffein, Cholin, N,N'-Dibenzylethylendiamin, Diethylamin, 2-Diethylaminoethanol, 2-Dimethylaminoethanol, Ethanolamin, Ethylendiamin, N-Ethylmorpholin, N-Ethylpiperidin, Glucamin, Glucosamin, Histidin, Hydrabamin, Isopropylamin, Lysin, Methylglucamin, Morpholin, Piperazin, Piperadin, Polyaminharze, Procain, Purine, Theobromin, Triethylamin, Trimethylamin, Tripropylamin, Tromethamin und dergleichen. Zu Salzen, die von pharmazeutisch unbedenklichen Säuren abgeleitet sind, zählen Essig-, Ascorbin-, Benzolsulfon-, Benzoe-, Camphersulfon-, Citronen-, Ethansulfon-, Fumar-, Glucon-, Glucoron-, Glutamin-, Hippur-, Bromwasserstoff-, Chlorwasserstoff-, Isethion-, Milch-, Lactobion-, Malein-, Äpfel-, Mandel-, Methansulfon-, Schleim-, Naphthalinsulfon-, Nicotin-, Salpeter-, Pamoa-, Pantothen-, Phosphor-, Bernstein-, Schwefel-, Wein-, p-Toluolsulfonsäuresalze und dergleichen. Besonders bevorzugt sind Citronen-, Bromwasserstoff-, Chlorwasserstoff-, Malein-, Phosphor-, Schwefel- und Weinsäure.
Der Ausdruck „Salz davon" steht für eine Verbindung, die gebildet wird, wenn der Wasserstoff einer Säure durch ein Kation ersetzt wird, wie ein Metallkation oder ein organisches Kation und dergleichen (z. B. ein NH₄ ⁺-Kation und dergleichen). Vorzugsweise ist das Salz ein pharmazeutisch unbedenkliches Salz, obwohl dies für Salze von Zwischenverbindungen, die nicht zur Verabreichung an einen Patienten gedacht sind, nicht erforderlich ist.
Der Ausdruck „therapeutisch wirksame Menge" steht für eine Menge, die ausreicht, um eine Behandlung zu bewirken, wenn sie an einen Patienten verabreicht wird, der einer Behandlung bedarf.
Der Ausdruck „Behandeln" oder „Behandlung", wie hierin verwendet, steht für das Behandeln oder die Behandlung einer Erkrankung oder eines Leidens (wie einer bakteriellen Infektion) in einem Patienten, wie einem Säuger (insbesondere einem Menschen oder einem Haustier), das bzw. die Folgendes beinhaltet:

(a) Verhindern der Erkrankung oder des Leidens, d. h. prophylaktische Behandlung eines Patienten;
(b) Bessern der Erkrankung oder des Leidens, d. h. Ausmerzen oder Bewirken eines Rückgangs der Erkrankung oder des Leidens in einem Patienten;
(c) Unterdrücken der Erkrankung oder des Leidens, d. h. Verlangsamen oder Anhalten der Entwicklung der Erkrankung oder des Leidens in einem Patienten; oder
(d) Lindern der Symptome der Erkrankung oder des Leidens in einem Patienten.

Der Ausdruck „das Wachstum inhibierende Menge" steht für eine Menge, die dazu ausreicht, das Wachstum oder die Vermehrung eines Mikroorganismus zu inhibieren, oder dazu ausreicht, den Tod oder die Lyse des Mikroorganismus, einschließlich gram-positiver Bakterien, zu bewirken.
Der Ausdruck „die Zellwand-Biosynthese inhibierende Menge" steht für eine Menge, die dazu ausreicht, die Zellwand-Biosynthese in einem Mikroorganismus, einschließlich gram-positiver Bakterien, zu inhibieren.
Der Ausdruck „Abgangsgruppe" steht für eine funktionelle Gruppe oder ein Atom, die bzw. das in einer Substitutionsreaktion, wie einer nukleophilen Substitutionsreaktion, von einer anderen funktionellen Gruppe oder einem anderen Atom verdrängt werden kann. Beispielsweise zählen zu repräsentativen Abgangsgruppen Chlor-, Brom- und Iodgruppen und Sulfonsäureestergruppen, wie Mesylat, Tosylat, Brosylat, Nosylat und dergleichen; aktivierte Estergruppen, wie 7-Azabenzotriazol-1-oxy und dergleichen; Acyloxygruppen, wie Acetoxy, Trifluoracetoxy und dergleichen.
Der Ausdruck „geschützte Derivate davon" steht für ein Derivat der spezifizierten Verbindung, bei dem eine oder mehrere funktionelle Gruppen der Verbindung mit einer Schutz- oder Blockierungsgruppe vor unerwünschten Reaktionen geschützt ist. Zu funktionellen Gruppen, die geschützt werden können, zählen beispielsweise Carbonsäuregruppen, Aminogruppen, Hydroxygruppen, Thiolgruppen, Carbonylgruppen und dergleichen. Zu repräsentativen Schutzgruppen für Carbonsäuren zählen Ester (wie p-Methoxybenzylester), Amide und Hydrazide; für Aminogruppen Carbamate (wie tert.-Butoxycarbonyl) und Amide; für Hydroxygruppen Ether und Ester; für Thiolgruppen Thioether und Thioester; für Carbonylgruppen Acetale und Ketale und dergleichen. Solche Schutzgruppen sind Fachmännern wohl bekannt und werden beispielsweise in T. W. Greene und G. M. Wuts, Protecting Groups in Organic Synthesis, Dritte Ausgabe, Wiley, New York, 1999, und darin angeführten Literaturhinweisen beschrieben.
Der Ausdruck „Aminoschutzgruppe" steht für eine Schutzgruppe, die zum Verhindern unerwünschter Reaktionen an einer Aminogruppe geeignet ist. Repräsentative Aminoschutzgruppen beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt, tert.-Butoxycarbonyl (BOC), Trityl (Tr), Benzyloxycarbonyl (Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc), Formyl, Trimethylsilyl (TMS), tert.-Butyldimethylsilyl (TBS) und dergleichen.
Der Ausdruck „Carboxyschutzgruppe" steht für eine Schutzgruppe, die zum Verhindern unerwünschter Reaktionen an einer Carboxygruppe (d. h. -COOH) geeignet ist. Repräsentative Carboxyschutzgruppen beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Ester, wie Methyl-, Ethyl-, tert.-Butyl-, Benzyl- (Bn), p-Methoxybenzyl- (PMB), 9-Fluorenylmethyl- (Fm), Trimethylsilyl- (TMS), tert.-Butyldimethylsilyl- (TBS), Diphenylmethylester (Benzhydryl, DPM) und dergleichen.
Ein „aktiviertes Derivat" steht in Bezug auf eine Carbonsäure oder ein geschütztes Derivat davon oder eine solche Säure oder ein solches Derivat in „aktivierter Form" für das Produkt, in der Regel einen reaktionsfähigen Ester, das aus der Reaktion der Carbonsäure oder des Derivats mit einem Aktivierungsmittel (Kopplungsmittel) resultiert, wie beispielsweise 1-Hydroxybenzotriazol (HOBT), 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol (HOAT) oder andere hierin beschriebene oder anderweitig in der Technik bekannte.
Eine „Seitenkette einer natürlich vorkommenden Aminosäure" steht für die Gruppe R in der Formel HOOC-CHR-NH₂, wobei diese Formel eine Aminosäure darstellt, die aus Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin, Tryptophan, Tyrosin und Valin ausgewählt ist; einschließlich der Gruppe, die aus Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Serin, Threonin und Valin ausgewählt ist.
Repräsentative Ausführungsformen
Die folgenden Substituenten und Werte sollen repräsentative Beispiele und Ausführungsformen verschiedener Gesichtspunkte dieser Erfindung bereitstellen. Diese repräsentativen Werte sollen weiterhin solche Gesichtspunkte und Ausführungsformen definieren und sollen andere Ausführungsformen nicht ausschließen oder den Schutzumfang dieser Erfindung nicht einschränken. In dieser Hinsicht soll die Darstellung, dass ein bestimmter Wert oder Substituent bevorzugt ist, in keinerlei Weise andere Werte oder Substituenten von dieser Erfindung ausschließen, sofern nicht spezifisch angegeben.
In Verbindungen der Formel I weist jede Heteroaryl- oder heterocyclische Gruppe, sofern sie in R'' vorliegt, vorzugsweise insgesamt 5 oder 6 Ringatome auf; und jede Arylgruppe, sofern sie vorliegt, weist vorzugsweise insgesamt 6 Ringatome auf. Die Gruppe R'' ist vorzugsweise C_1-12-Alkylen und ist vorzugsweise linear.
In einer spezifischen Ausführungsform ist R¹ Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl, wie Methyl oder Ethyl. In einer anderen Ausführungsform ist R¹ Wasserstoff.
In einer anderen spezifischen Ausführungsform ist R² Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl, wie Methyl oder Ethyl. In einer anderen Ausführungsform ist R² Wasserstoff.
Jede R³-Gruppe, sofern sie vorliegt, ist vorzugsweise unabhängig aus C_1-4-Alkyl, C_1-4-Alkoxy, Fluor und Chlor ausgewählt. In einer Ausführungsform ist n 1 oder 2 und jedes R³ ist unabhängig aus Methyl, Methoxy, Fluor und Chlor ausgewählt. In einer anderen Ausführungsform ist n null, so dass keine R³-Gruppe vorliegt.
Der Pyridiniumring in Formel I ist in der Regel meta- oder para-substituiert, allgemeiner para-substituiert.
In einer Ausführungsform ist R⁸ Wasserstoff. In einer anderen Ausführungsform ist R⁸ eine Gruppe der Formel:
In einer spezifischen Ausführungsform ist R⁹ Wasserstoff, C_1-4-Alkyl und C_3-5-Cycloalkyl, wobei die Alkylgruppe gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert; einschließlich Wasserstoff, Methyl, Ethyl, 2-Fluorethyl, 2-Carboxyprop-2-yl und Cyclopentyl.
In einer Ausführungsform ist W CCl. In einer anderen Ausführungsform ist W N.
Spezifische Ausführungsformen anderer Variablen der Formel I beinhalten unabhängig voneinander jene, in denen X¹ und X² beide Chlor sind; in denen R⁴ und R⁵ OH bzw. Wasserstoff sind; in denen R⁶ und R⁷ Wasserstoff bzw. Methyl sind.
In einer Ausführungsform ist R^a -Y-R'', wobei R'' C_1-6-Alkylen, C_2-6-Alkenylen oder C_2-6-Alkinylen ist und Y aus einer Direktbindung, NR', Ether, Sulfid, Carbonyl, NR'C(O) und C(O)NR' ausgewählt ist, wobei R' Wasserstoff oder Methyl ist. In spezifischen Ausführungsformen ist Y in der Gruppe R^a eine Direktbindung und R'' ist C_1-6-Alkylen, einschließlich C_1-4-Alkylen, z. B. Methylen.
In spezifischen Ausführungsformen sind x und y unabhängig aus 0 und 1 ausgewählt. Demgemäß beinhalten spezifische Ausführungsformen Verbindungen, in denen x + y = 0, Verbindungen, in denen x + y (1) (d. h. x ist 1 und y ist 0 oder x ist 0 und y ist 1), und Verbindungen, in denen x + y = 2.
Darüber hinaus beinhalten spezifische Ausführungsform Verbindungen, in denen die „Linker"-Struktur, die in Formel I von -R^a-[NR^b-C(O)-R^c]_x-[C(O)-NR^d-R^e]_y-NR²- dargestellt wird, höchstens etwa 40 Atome lang ist und vorzugsweise höchstens etwa 30 Atome lang ist (unter Verwendung der kürzesten Reihe aufeinander folgender Atome in dem Linker gemessen).
In ausgewählten Ausführungsformen, in denen x nicht 0 ist und vorzugsweise 1 ist, ist das R^b Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl.
In einer Ausführungsform ist R^c -Y'-R''-Y'- wobei jedes Y' unabhängig aus einer Direktbindung, O (Ether) und NR' ausgewählt ist, wobei R' Wasserstoff oder Methyl ist, und R'' aus der Gruppe bestehend aus C_1-12-Alkylen, C_2-12-Alkenylen und C_2-12-Alkinylen ausgewählt ist. Vorzugsweise ist Y' in der Gruppe R^c eine Direktbindung und R'' ist C_1-12-Alkylen. Mehr bevorzugt ist R'' in der Gruppe R^c C_2-6-Alkylen.
In anderen ausgewählten Ausführungsformen, in denen y nicht 0 ist und vorzugsweise 1 ist, ist die Variable R^d Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl, vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl und mehr bevorzugt Wasserstoff.
In einer Ausführungsform sind R^b und R^d unabhängig Wasserstoff oder Methyl.
In einer Ausführungsform ist R^e aus C_1-12-Alkylen, C_2-12-Alkenylen und C_2-12-Alkinylen ausgewählt; vorzugsweise aus C_1-6-Alkylen, C_2-6-Alkenylen und C_2-6-Alkinylen und mehr bevorzugt aus C_1-4-Alkylen.
Eine beispielhafte Klasse von Verbindungen der Formel I ist diejenige, in der: x 0 oder 1 ist; y 0 oder 1 ist; R^a Methylen ist; R^b (wenn x 1 ist) Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist; R^c (wenn x 1 ist) C_2-12-Alkylen, z. B. n-Butylen (-(-CH₂)₄-) oder n-Decylen (-(CH₂)₁₀-), ist, das mit -COOH substituiert sein kann; R^d (wenn y 1 ist ) Wasserstoff ist und R^e (wenn y 1 ist) Ethylen (-CH₂CH₂-) ist.
In einer Ausführungsform sind die Verbindungen dieser Erfindung die der Formel II. In Formel II ist eine spezifische Ausführungsform für W CCl.
Spezifische Ausführungsformen für R⁹ sind Wasserstoff, C_1-4-Alkyl und C_3-5-Cycloalkyl, wobei die Alkylgruppe gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert ist; einschließlich Wasserstoff, Methyl, Ethyl, 2-Fluorethyl, 2-Carboxyprop-2-yl und Cyclopentyl.
Spezifische Ausführungsformen für R¹⁰ sind Wasserstoff oder Methyl.
Eine spezifische Ausführungsform für R¹¹ ist C_1-10-Alkylen, einschließlich C_1-6-Alkylen; wie -CH₂-, -(CH₂)₂-, -(CH₂)₃-, -(CH₂)₄-, -(CH₂)₅- und -(CH₂)₆-.
Spezifische Ausführungsformen für R¹² sind Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl; einschließlich Wasserstoff oder Methyl.
Eine spezifische Ausführungsform einer Verbindung der Formel II ist eine Verbindung, in der W CCl ist; R⁹ Methyl ist; R¹⁰ Wasserstoff ist; R¹¹ -(CH₂)₄- ist; R¹² Wasserstoff ist und der Pyridiniumring para-substituiert ist.
Wie für Formel I oben ist der Pyridiniumring in Formel II in der Regel meta- oder para-substituiert, allgemeiner para-substituiert.

Zu spezifischen Verbindungen von Verbindungen dieser Erfindung zählen Verbindungen der Formel II oder pharmazeutisch unbedenkliche Salze davon, wobei die Substituenten wie in Tabelle I definiert sind. Tabelle I

Verb. Nr.	R⁹	R¹⁰	R¹¹	R¹²	W	Pyridiniumsubstitution
Ia	-CH₃	-H	-(CH₂)₁₀-	-H	CCl	para
Ib	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Ic	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Id	-CH₃	-H	-CH₂-	-H	CCl	para
Ie	-CH₃	-H	-CH₂-	-H	CCl	meta
If	-CH₃	-H	-(CH₂)₂-	-H	CCl	para
Ig	-CH₃	-H	-(CH₂)₂-	-H	CCl	meta
Ih	-CH₃	-H	-(CH₂)₃-	-H	CCl	para
Ii	-CH₃	-H	-(CH₂)₃-	-H	CCl	meta
Ij	-CH₃	-H	-(CH₂)₅-	-H	CCl	para
Ik	-CH₃	-H	-(CH₂)₅-	-H	CCl	meta
Il	-CH₃	-H	-(CH₂)₆-	-H	CCl	para
Im	-CH₃	-H	-(CH₂)₆-	-H	CCl	meta
In	-CH₃	-H	-(CH₂)₇-	-H	CCl	para
Io	-CH₃	-H	-(CH₂)₇-	-H	CCl	meta
Ip	-CH₃	-H	-(CH₂)₈-	-H	CCl	para
Iq	-CH₃	-H	-(CH₂)₈-	-H	CCl	meta
Ir	-CH₃	-H	-(CH₂)₉-	-H	CCl	para
Is	-CH₃	-H	-(CH₂)₉-	-H	CCl	meta
It	-CH₃	-H	-(CH₂)₁₀-	-H	CCl	meta
Iu	-CH₃	-H	-(CH₂)₁₁-	-H	CCl	para
Iv	-CH₃	-H	-(CH₂)₁₁-	-H	CCl	meta
Iw	-CH₃	-H	-(CH₂)₁₂-	-H	CCl	para
Ix	-CH₃	-H	-(CH₂)₁₂-	-H	CCl	meta
Iy	-CH₂CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Iz	-CH₂CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Iaa	-OH	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Iab	-OH	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Iac	-C(CH₃)₂COOH	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Iad	-C(CH₃)₂COOH	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Iae	-CH₂CH₂F	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Iaf	-CH₂CH₂F	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Iag	-Cyclopentyl	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Iah	-Cyclopentyl	-H	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Iai	-CH₃	-CH₃	-(CH₂)₄-	-H	CCl	para
Iaj	-CH₃	-CH₃	-(CH₂)₄-	-H	CCl	meta
Iak	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-CH₃	CCl	para
Ial	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-CH₃	CCl	meta
Iam	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Ian	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Iao	-CH₂CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Iap	-CH₂CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Iaq	-OH	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Iar	-OH	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Ias	-C(CH₃)₂COOH	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Iat	-C(CH₃)₂COOH	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Iau	-CH₂CH₂F	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Iav	-CH₂CH₂F	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Iaw	-Cyclopentyl	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Iax	-Cyclopentyl	-H	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Iay	-CH₃	-CH₃	-(CH₂)₄-	-H	N	para
Iaz	-CH₃	-CH₃	-(CH₂)₄-	-H	N	meta
Iba	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-CH₃	N	para
Ibb	-CH₃	-H	-(CH₂)₄-	-CH₃	N	meta

Ohne eine Beschränkung auf eine Theorie zu beabsichtigen, wird von den Verbindungen der Formel I angenommen, dass sie die Bakterienzellwand-Biosynthese inhibieren, wodurch das Wachstum der Bakterien inhibiert oder eine Lyse der Bakterien bewirkt wird. Demgemäß sind Verbindungen der Formel I als Antibiotika geeignet.
Neben anderen Eigenschaften wurde von Verbindungen der Erfindung festgestellt, dass sie eine überraschende und unerwartete Wirksamkeit gegen gram-positive Bakterien, darunter gegen Methicillin resistente Staphylococci aureus (MRSA), haben, wie hierin im Folgenden weiter beschrieben wird.
Allgemeines Syntheseverfahren
Die vernetzten Glykopeptid-Cephalosporin-Verbindungen dieser Erfindung können aus leicht erhältlichen Ausgangsmaterialien, wie den hierin beschriebenen Zwischenverbindungen 1–3, hergestellt werden. Man wird zu schätzen wissen, dass, wenn typische oder bevorzugte Verfahrensbedingungen (d. h. Reaktionstemperaturen, Zeitdauern, Molverhältnisse von Reaktionspartnern, Lösemittel, Drücke usw.) angegeben werden, andere Verfahrensbedingungen ebenfalls angewendet werden können, wie von einem Fachmann ermittelt, sofern nicht anders angegeben. Optimale Reaktionsbedingungen können mit den bestimmten verwendeten Reaktionspartnern oder dem bestimmten verwendeten Lösemittel variieren, solche Bedingungen können jedoch mittels routinemäßiger Optimierungsverfahren von einem Fachmann einfach ermittelt werden.
Darüber hinaus, wie Fachmännern offensichtlich sein wird, können herkömmliche Schutzgruppen erforderlich oder erwünscht sein, um zu verhindern, dass bestimmte funktionelle Gruppen unerwünschte Reaktionen erfahren. Geeignete Schutzgruppen für eine bestimmte funktionelle Gruppe sowie geeignete Bedingungen zum Schützen und Entschützen solcher funktionellen Gruppen sind in der Technik wohl bekannt. Schutzgruppen, bei denen es sich nicht um die in den hierin beschriebenen Verfahren dargestellten handelt, können auf Wunsch verwendet werden. Zum Beispiel werden zahlreiche Schutzgruppen und Mittel zu deren Einführung und Entfernung in T. W. Greene und G. M. Wuts, Protecting Groups in Organic Synthesis, Dritte Ausgabe, Wiley, New York, 1999, und darin angeführten Literaturhinweisen beschrieben.
In einem Syntheseverfahren werden die Verbindungen der Formel I durch Umsetzen einer Verbindung der Formel 1:
wobei R¹–R⁸, R^d, R^e, X¹ und X² wie hierin definiert sind, oder ein Salz oder ein aktiviertes und/oder geschütztes Derivat davon mit einer Verbindung der Formel 2:
wobei W, R³, R⁹, R^a-e und n wie hierin definiert sind, oder einem Salz oder einem Carboxy-geschützten Derivat davon in Gegenwart einer Verbindung der Formel 3: HOOC-R^c-COOH 3oder eines Salzes, aktivierten Derivats oder geschützten Derivats davon, in der R^c wie hierin definiert ist, um die Verbindung der Formel I oder eines Salzes oder geschützten Derivats davon zu bilden, hergestellt. Bevorzugte Ausführungsformen der Variablen in 1, 2 und 3 sind wie hierin beschrieben.
Beim Herstellen von Verbindungen der Formel II sind Variablen in den Strukturen 1, 2 und/oder 3 wie folgt definiert: n ist 0; R^a ist CH₂; R^b ist Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl (wie für R¹⁰ oben definiert); R^c ist C_1-12-Alkylen oder C_2-12-Alkenylen (wie für R¹¹ oben definiert); R², R⁵ und R⁶ sind Wasserstoff; R⁷ und R⁹ sind CH₃; R⁴ ist OH und X¹ und X² sind Chlor.
Zum Herstellen von Verbindungen der Formel I, in denen x = y = 1, wird in der Regel ein Lactam-Zwischenprodukt 2 mit einer primären oder sekundären Aminogruppe (-R^a-NHR^b), wie gezeigt, mit einem Überschuss an bifunktionellem Verknüpfungsreagens 3 umgesetzt, wobei das letztere in aktivierter Form vorliegt (siehe 3). Das Einsetzen eines Überschusses an 3; z. B. eines 5-fachen molaren Überschusses, wie in Beispiel 3) gezeigt, begünstigt die Bildung eines Monoaddukts von 2 und 3 anstelle eines Bisaddukts von 3 mit zwei Molekülen von 2. Vorzugsweise wird 3 als ein aktiviertes Derivat, wie das Bis-HOAT-Derivat, bereitgestellt und die Reaktion wird mit einem Amin wie 2,4,6-Collidin katalysiert. Das Addukt wird dann im Verhältnis zu dem ursprünglichen Lactam 3 mit etwa 0,5 bis etwa 2,5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa 1,5 Äquivalenten Glykopeptid 1 oder einem Salz davon in einem inerten Lösemittel wie DMF, das einen Katalysator wie 2,4,6-Collidin enthält, umgesetzt. Die Kopplungsreaktionen werden im Allgemeinen bei einer Temperatur, die von etwa –20°C bis etwa 25°C reicht, vorzugsweise in einem Eisbad (etwa 0–4°C), für etwa 15 Minuten bis 3 Stunden oder bis die Reaktion im Wesentlichen abgeschlossen ist, durchgeführt.
Zwischenprodukte der Formel 1 können wiederum mittels Mannich-Reaktion (Aminoalkylierung) des phenolischen A-Rings auf einem Glykopeptid des Vancomycin-Typs hergestellt werden, wobei das gewünschte Diamin (HR²N-R^e-NHR^d), ein Aldehyd (R¹CHO, wobei vorzugsweise R¹ = H) und eine Base eingesetzt werden, wie in Beispiel 2 beschrieben. Glykopeptide zur Herstellung der Zwischenprodukte der Formel 1 sind entweder im Handel erhältlich oder können mittels Fermentierung des entsprechenden Glykopeptid produzierenden Organismus, gefolgt von Isolierung des Glykopeptids aus der resultierenden Fermentierungsbrühe unter Verwendung von in der Technik anerkannter Verfahren und Ausrüstungen hergestellt werden.
Das Cephalosporin-Zwischenprodukt 2 wird einfach unter Anwendung herkömmlicher Verfahren aus im Handel erhältlichen Ausgangsmaterialien und Reagenzien hergestellt. Zum Beispiel kann ein Zwischenprodukt der Formel 2 wie in 2 gezeigt und in Beispiel 1 beschrieben hergestellt werden. Kurz gesagt, 2-Amino-5-chlor-α-methoxyimino-4-thiazolessigsäure, in 2 bei 6 gezeigt, wurde mit dem Aminocephalosporinsäureester 7 umgesetzt, mit EDAC katalysiert, wobei eine Amidverknüpfung gebildet wird. Dieses Produkt (8) wurde mit Natriumiodid in Aceton umgesetzt, worauf die Verdrängung des primären Iodids mit einem geschützten Aminoalkylpyridinderivat folgte. Das Pyridinderivat enthält einen optionalen Substituenten bzw. mehrere optionale Substituenten R³, wie in der Struktur 2 oben gezeigt. Bei der in 2 gezeigten Herstellung wird die Verbindung 4-(N-tert.-BOC-Amino)methylpyridin (9) eingesetzt, so dass R^a Methylen ist und R^b Wasserstoff ist. Diese Reaktion ergibt ein Zwischenprodukt (10) in geschützter Form; eine Entschützung mit TFA/Anisol ergibt ein Zwischenprodukt 2a (Zwischenprodukt 2, in dem W CCl ist, R⁹ Me ist, n 0 ist, R^a CH₂ ist und R^b Wasserstoff ist).
Zum Herstellen von Verbindungen der Formel I, in denen x = 0, wird ein Zwischenprodukt, wie eine Verbindung der Formel 4:
in der R^a, R^b, R³, R⁹, W und n wie hierin definiert sind, mit einem Zwischenprodukt der Formell kondensiert. Ein Zwischenprodukt 4 kann mittels einer Variierung des in Beispiel 1 angegebenen Verfahrens hergestellt werden, wobei ein Pyridinderivat, das mit einer geschützten Carboxalkylgruppe (-R^aCOOH) substituiert ist, anstelle des Aminoalkyl-substituierten Pyridins verwendet wird.
Zum Herstellen von Verbindungen der Formel I, in denen y = 0, wird ein Glykopeptidderivat der Formel 5:
in der R¹–R⁸, R^c, X¹ und X² wie hierin definiert sind, oder ein Salz oder ein aktiviertes und/oder geschütztes Derivat davon (d. h. Formell, wobei -NHR²-R^e-NHR^d durch -NHR²-R^c-COOH ersetzt ist) mit einem Zwischenprodukt der Formel 2 kondensiert. Zwischenprodukte der Formel 5 können gemäß einer Variierung der in Beispiel 2 gezeigten Herstellung hergestellt werden, wobei eine Aminosäure (R²HN-R^c-COOH, in Carboxy-geschützter Form) anstelle eines Diamins in der Mannich-Reaktion verwendet wird (siehe z. B. J. H. Short und C. W. Ours, J. Heterocyc. Chem. 12(5): 869–876, Okt. 1975).
Zum Herstellen von Verbindungen der Formel I, in denen x > 1, können vor der Reaktion mit 3 und 1, wie oben beschrieben, eine oder mehrere Aminosäuren der Formel HOOC-R^c-NHR^b dem reaktionsfähigen Amin (-R^a-NHR^b) des Zwischenprodukts 2 hinzugefügt werden. In analoger Weise können zum Herstellen von Verbindungen der Formel I, in denen y > 1, können vor der Reaktion mit dem Addukt von 2 und 3, wie oben beschrieben, eine oder mehrere Aminosäuren der Formel HOOC-R^e-NHR^d dem reaktionsfähigen Amin (-NHR²) des Zwischenprodukts 1 hinzugefügt werden.
Zu bevorzugten Kopplungsreagenzien oder Aktivierungsreagenzien zur Verwendung in diesen Reaktionen zählen Benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphoniumhexafluorphosphat (PyBOP), das vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 1,5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa 0,9 bis etwa 1,1 Äquivalenten in Kombination mit etwa 0,5 bis etwa 1,5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa 0,9 bis etwa 1,1 Äquivalenten 1-Hydroxybenzotriazol (HOBT) oder 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol (HOAT) verwendet wird. Zu anderen geeigneten Kopplungsreagenzien zählen O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluroniumhexafluorphosphat (HATU); Bis-(2-oxo-3-oxazolidinyl)phosphinsäurechlorid (BOP-Cl); Diphenylphosphorylazid (DPPA); Diphenylphosphinsäurechlorid; Diphenylchlorphosphat (DPCP) und HOAT; 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid-Hydrochlorid (EDAC); Pentafluorphenyldiphenylphosphinat und dergleichen.
Nachdem die Kopplungsreaktion abgeschlossen ist, werden dann etwaige in dem Produkt vorliegende Schutzgruppen unter Anwendung herkömmlicher Verfahren und Reagenzien entfernt. Zum Beispiel kann eine Entschützung von N-Trityl, N-BOC (N-tert.-Butoxycarbonyl und/oder COO-PMB (para-Methoxybenzylester) mittels Behandlung mit überschüssiger Trifluoressigsäure und überschüssigem Anisol oder Triethylsilan in einem inerten Lösemittel, wie Dichlormethan oder Heptan, bei Umgebungstemperatur für etwa 1 bis etwa 12 Stunden, oder bis die Reaktion abgeschlossen ist, bewirkt werden. Das entschützte Produkt kann unter Anwendung herkömmlicher Verfahren, wie Säulenchromatgraphie, HPLC, Umkristallisierung und dergleichen, gereinigt werden.
Verschiedene substituierte Pyridine zur Verwendung in den obigen Reaktionen oder zum Herstellen von Verbindungen mit variierender Substitution an R^a und/oder R³, wie hierin offenbart, sind entweder im Handel erhältlich oder können unter Anwendung herkömmlicher Verfahren aus im Handel erhältlichen Ausgangsmaterialien und Reagenzien hergestellt werden. Zum Beispiel sind verschiedene Aminoalkyl-substituierte Pyridine im Handel erhältlich, z. B. Aminomethylpyridine, in denen R^a Methylen ist, und Aminoethylpyridine, in denen R^a Ethylen ist, oder können unter Anwendung von Standardverfahren der organischen Synthese hergestellt werden. Zu repräsentativen substituierten Pyridinderivaten zur Verwendung in dieser Reaktion zählen jene, in denen R³ aus Methyl, Methoxy, Thiomethoxy, Carboxythiomethoxy, Fluor, Chlor, Phenyl, Cyclopropyl, Carbonsäure, Carboxamid und Kombinationen davon ausgewählt ist. Zur Herstellung von Verbindungen, in denen Y, das R'' mit dem Pyridiniumring verknüpft, aus NR', O (Ether), S (Sulfid), Carbonyl, NR'(CO) und (CO)NR' ausgewählt ist, sind Pyridin-Ausgangsverbindungen im Handel erhältlich oder können mittels wohl bekannter Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel sind 3-Hydroxypyridin, 4-Hydroxypyridin, 3-Aminopyridin, 4-Aminopyridin, 4-Mercaptopyridin, Nicotinsäure und Isonicotinsäure im Handel von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI, USA, erhältlich.
Beim Herstellen von Verbindungen, in denen Y' in der Linker-Gruppe R^c aus O (Ether) und NR' (anstelle einer Direktbindung) ausgewählt ist, werden Verknüpfungseinheiten, einschließlich R^c, ein oder mehrere Carbamat- oder Harnstoff-Verknüpfungen anstelle von Amid-Verknüpfungen beinhalten. Zum Beispiel kann ein Amin (wie -NHR^b in Zwischenprodukt 3) mit einem Isocyanat oder einem Chlorameisensäureester umgesetzt werden, um eine Harnstoff- bzw. Carbamat-Verknüpfung zu bilden.
Weitere Einzelheiten hinsichtlich spezifischer Reaktionsbedingungen und Verfahren zum Herstellen repräsentativer Verbindungen dieser Erfindung oder Zwischenprodukte dieser sind in den im Folgenden dargelegten Beispielen beschrieben.
Pharmazeutische Zusammensetzungen
Die vernetzten Glykopeptid-Cephalosporin-Verbindungen dieser Erfindung werden in der Regel einem Patienten in der Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung verabreicht. Demgemäß betrifft diese Erfindung in einem ihrer Zusammensetzungsgesichtspunkte eine pharmazeutische Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch unbedenklichen Trägerstoff oder ein pharmazeutisch unbedenkliches Vehikel und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst.
Ein beliebiger herkömmlicher Trägerstoff oder ein beliebiges herkömmliches Vehikel kann in den pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Erfindung verwendet werden. Die Wahl eines bestimmten Trägerstoffs oder Vehikels oder von Kombinationen von Trägerstoffen oder Vehikeln wird vom Verabreichungsmodus abhängen, der zum Behandeln eines bestimmten Patienten oder einer bestimmten Art bakterieller Infektion verwendet wird. In dieser Hinsicht liegt die Herstellung einer geeigneten pharmazeutischen Zusammensetzung für einen bestimmten Verabreichungsmodus, wie orale, topische, Inhalations- oder parenterale Verabreichung, gut innerhalb des Bereichs von Fachmännern der pharmazeutischen Technik. Darüber hinaus sind die Bestandteile solcher Zusammensetzungen von beispielsweise Sigma, P. O. Box 14508, St. Louis, MO 63178, USA, im Handel erhältlich. Der weiteren Veranschaulichung halber werden herkömmliche Formulierungstechniken in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mace Publishing Co., Philadelphia, PA, USA, 17. Ausg. (1985), und „Modern Pharmaceutics", Marcel Dekker, Inc., 3. Ausg. (G. S. Banker & C. T. Rhodes, Hrsg.), beschrieben.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Erfindung werden in der Regel eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon enthalten. In der Regel wird eine solche pharmazeutische Zusammensetzung von etwa 0,1 bis etwa 90 Gew.-% des Wirkstoffs und allgemeiner von etwa 10 bis etwa 30% des Wirkstoffs enthalten.
Bevorzugte pharmazeutische Zusammensetzungen dieser Erfindung sind jene, die zur parenteralen Verabreichung, insbesondere intravenösen Verabreichung geeignet sind. Solche pharmazeutischen Zusammensetzungen umfassen in der Regel eine sterile, physiologisch unbedenkliche wässrige Lösung, die eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon enthält.
Physiologisch unbedenkliche wässrige Trägerstofflösungen, die zur intravenösen Verabreichung von Wirkstoffen geeignet sind, sind in der Technik wohl bekannt. Zu solchen wässrigen Lösungen zählen beispielsweise 5%-ige Dextrose, Ringer-Lösungen (Ringer-Laktatinjektionslösung, Ringer-Laktatinjektionslösung plus 5% Dextrose, acylierte Ringer-Injektionslösung), Normosol-M, Isolyte E und dergleichen.
Gegebenenfalls können solche wässrigen Lösungen ein Cosolvens, beispielsweise Polyethylenglykol; einen Chelatbildner, beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure; einen Lösungsvermittler, beispielsweise Cyclodextrin; ein Antioxidans, beispielsweise Natriummetabisulfit; und dergleichen enthalten.
Auf Wunsch können die wässrigen pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Erfindung lyophilisiert und anschließend vor der Verabreichung mit einem geeigneten Trägerstoff rekonstituiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die pharmazeutische Zusammensetzung eine lyophilisierte Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch unbedenklichen Trägerstoff und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst. Vorzugsweise umfasst der Trägerstoff in dieser Zusammensetzung Saccharose, Mannit, Dextrose, Dextran, Laktose oder eine Kombination davon. Mehr bevorzugt umfasst der Trägerstoff Saccharose, Mannit oder eine Kombination davon.
In einer Ausführungsform enthalten die pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Verbindung ein Cyclodextrin. Bei Verwendung in den pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Erfindung ist das Cyclodextrin vorzugsweise Hydropropyl-β-Cyclodextrin oder Sulfobutylether-β-Cyclodextrin. In solchen Formulierungen wird das Cyclodextrin etwa 1 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent der Formulierung ausmachen. Darüber hinaus wird das Gewichtsverhältnis von Cyclodextrin zu Wirkstoff in der Regel von etwa 1:1 bis etwa 10:1 reichen.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen dieser Erfindung werden vorzugsweise in einer Einheitsdosisform verpackt. Der Ausdruck „Einheitsdosisform" steht für eine physikalisch einzelne Einheit, die zum Dosieren an einen Patienten geeignet ist, d. h. jede Einheit enthält eine vorherbestimmte Menge Wirkstoff, die dahingehend berechnet wurde, den gewünschte therapeutische Wirkung entweder für sich oder in Kombination mit einer oder mehreren zusätzlichen Einheiten hervorzurufen. Zum Beispiel können solche Einheitsdosisformen in sterile, hermetisch verschlossene Ampullen oder dergleichen verpackt werden.
Die folgenden Formulierungen stellen repräsentative pharmazeutische Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung dar:
Formulierungsbeispiel A
Eine gefrorene Lösung, die zum Herstellen einer injizierbaren Lösung geeignet ist, wird wie folgt hergestellt:

Bestandteile Menge

Verbindung der Erfindung 10 bis 1000 mg

Vehikel (z. B. Dextrose) 0 bis 50 g

Wasser für Injektionslösung 10 bis 100 ml
Repräsentatives Verfahren: Die Vehikel, falls vorhanden, werden in etwa 80% des Wassers für Injektionszwecke gelöst und die Wirkverbindung wird zugegeben und gelöst. Der pH-Wert wird mit 1 M Natriumhydroxid auf 3 bis 4,5 eingestellt und dann wird das Volumen mit Wasser für Injektionszwecke auf 95% des Endvolumens gebracht. Der pH-Wert wird überprüft und, falls erforderlich, eingestellt und das Volumen wird mit Wasser für Injektionszwecke auf das Endvolumen gebracht. Die Formulierung wird dann durch einen 0,22-Mikron-Filter sterilfiltriert und unter aseptischen Bedingungen in eine sterile Phiole gegeben. Die Phiole wird verschlossen, etikettiert und gefroren gelagert.
Formulierungsbeispiel B

Ein lyophilisiertes Pulver, das zum Herstellen einer injizierbaren Lösung geeignet ist, wird wie folgt hergestellt:

Bestandteile	Menge
Verbindung der Erfindung	10 bis 1000 mg
Vehikel (z. B. Mannit und/oder Saccharose)	0 bis 50 g
Puffer (z. B. Citrat)	0 bis 500 mg
Wasser für Injektionszwecke	10 bis 100 ml

Repräsentatives Verfahren: Die Vehikel und/oder Puffer, falls vorhanden, werden in etwa 60% des Wassers für Injektionszwecke gelöst. Die Wirkverbindung wird zugegeben und gelöst und der pH-Wert wird mit 1 M Natriumhydroxid auf 3 bis 4,5 eingestellt und das Volumen wird mit Wasser für Injektionszwecke auf 95% des Endvolumens gebracht. Der pH-Wert wird überprüft und, falls erforderlich, eingestellt und das Volumen wird mit Wasser für Injektionszwecke auf das Endvolumen gebracht. Die Formulierung wird dann durch einen 0,22-Mikron-Filter sterilfiltriert und unter aseptischen Bedingungen in eine sterile Phiole gegeben. Die Formulierung wird dann unter Anwendung eines geeigneten Lyophilisierungszyklus gefriergetrocknet. Die Phiole wird verschlossen (gegebenenfalls unter Teilvakuum oder trockenem Stickstoff), etikettiert und bei Kühlung gelagert.
Formulierungsbeispiel C
Eine injizierbare Lösung zur intravenösen Verabreichung an einen Patienten wird aus dem Formulierungsbeispiel B oben wie folgt hergestellt:
Repräsentatives Verfahren: Das lyophilisierte Pulver des Formulierungsbeispiels B (das z. B. 10 bis 1000 mg Wirkverbindung enthält) wird mit 20 ml sterilem Wasser rekonstituiert und die resultierende Lösung wird mit 80 ml steriler Kochsalzlösung in einem 100-ml-Infusionsbeutel weiter verdünnt. Die verdünnte Lösung wird dann dem Patienten über 30 bis 120 Minuten intravenös verabreicht.
Nutzen
Die vernetzten Glykopeptid-Cephalosporin-Verbindungen der Erfindung sind als Antibiotika geeignet. Zum Beispiel sind die Verbindungen dieser Erfindung zum Behandeln oder Verhindern von bakteriellen Infektionen und anderen mit Bakterien in Zusammenhang stehenden Leiden in Säugern, einschließlich Menschen und deren Haustiere (d. h. Hunde, Katzen usw.) geeignet, die von Mikroorganismen verursacht werden, die für die Verbindungen dieser Erfindung empfänglich sind.
Demgemäß stellt die Erfindung in einem ihrer Verfahrensgesichtspunkte ein Verfahren zum Behandeln einer bakteriellen Infektion in einem Säuger bereit, wobei das Verfahren das Verabreichen einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch unbedenklichen Trägerstoff und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon umfasst, an einen Säuger, der einer solchen Behandlung bedarf.
Der Veranschaulichung halber sind die Verbindungen dieser Erfindung besonders zum Behandeln oder Verhindern von Infektionen geeignet, die von gram-positiven Bakterien und verwandten Mikroorganismen verursacht werden. Zum Beispiel sind die Verbindungen dieser Erfindung zum Behandeln oder Verhindern von Infektionen wirksam, die von bestimmten Enterococcus spp.; Staphylococcus spp., einschließlich koagulasenegativer Staphylokokki (coagulase negative staphylococci, CNS); Streptococcus spp.; Listeria spp.; Clostridium spp.; Bacillus spp. und dergleichen verursacht werden. Beispiele von Bakterienspezies, die mit den Verbindungen dieser Erfindung wirksam behandelt werden, beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt, gegen Methicillin resistenten Staphylococcus aureus (MRSA); für Methicillin empfänglichen Staphylococcus aureus (methicillin-susceptible Staphylococcus aureus, MSSA); für Glykopeptid-Zwischenprodukte empfänglichen Staphylococcus aureus (glycopeptide intermediate-susceptible Staphylococcus aureus, GISA); gegen Methicillin resistenten Staphylococcus epidermidis (MRSE); gegenüber Methicillin empfindlichen Staphylococcus epidermidis (methicillin-sensitive Staphylococcus epidermidis, MSSE); gegenüber Vancomycin empfindlichen Enterococcus faecalis (vancomycin-sensitive Enterococcus faecalis, EFSVS); gegenüber Vancomycin empfindlichen Enterococcus faecium (vancomycin-sensitive Enterococcus faecium, EFMVS); gegen Penicillin resistenten Streptococcus pneumoniae (PRSP); Streptococcus pyogenes und dergleichen.
Wie in Tabelle II von Beispiel 6 unten waren die Verbindungen Ia–c um einen Faktor von 10 oder mehr gegen für Methicillin empfindlichen Staphylococcus aureus und gegen Methicillin resistenten Staphylococcus aureus wirksamer als Vancomycin. Die Verbindung Ic war ebenfalls erheblich wirksamer als sein Deschlor-Analogon „des-Cl-Ic", obwohl diese Verbindung gegen MSS ebenfalls wirksamer als Vancomycin war. In einem „Time-Kill"-Assay, wie in Beispiel 7 beschrieben, war eine Verbindung der Formel I, d. h. Verbindung Ib, gegen MRSA in einer Konzentration von 1,0 μg/ml in 4 Stunden bakterizid. Im Vergleich dazu war Vancomycin gegen MRSA in einer Konzentration von 4 μg/ml in 24 Stunden bakterizid. In einem In-vivo-Assay in neutropenischen Mäusen, wie in Beispiel 8 beschrieben, wies eine Verbindung der Formel I, d. h. Verbindung Ib, einen ED₅₀ von weniger als 0,1 mg/kg, intravenös, auf, im Vergleich zu einem ED₅₀ von 9 mg/kg, intravenös, für Vancomycin.
Im Allgemeinen werden die Verbindungen der Erfindung zum Behandeln oder Verhindern von Infektionen bevorzugt, die von Stämmen von Bakterien verursacht werden, die für entweder Glykopeptide oder Cephalosporine empfänglich sind.
Repräsentative Arten von Infektionen oder mit Bakterien in Zusammenhang stehenden Leiden, die mit den Verbindungen dieser Erfindung behandelt oder verhindert werden können, beinhalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Haut- und Hautstrukturinfektionen, Harnwegsinfekte, Lungenentzündung, Endokardentzündung, mit einem Katheter in Zusammenhang stehende Blutstrominfektionen, Knochenmarksentzündung und dergleichen. Beim Behandeln solcher Leiden kann der Patient bereits mit dem zu behandelnden Mikroorganismus infiziert sein oder lediglich für eine Infektion empfänglich sein, wobei der Wirkstoff in diesem Fall prophylaktisch verabreicht wird.
Die Verbindungen dieser Erfindung werden in der Regel in einer therapeutisch wirksamen Menge mittels eines beliebigen unbedenklichen Verabreichungswegs verabreicht. Vorzugsweise werden die Verbindungen parenteral verabreicht. Die Verbindungen können in einer einzigen täglichen Dosis oder in mehreren Dosen täglich verabreicht werden. Der Behandlungsplan kann eine Verabreichung über längere Zeiträume, beispielsweise mehrere Tage oder eine bis sechs Wochen oder länger bedingen. Die Menge Wirkstoff, die pro Dosis verabreicht wird, oder die verabreichte Gesamtmenge wird in der Regel von dem Arzt des Patienten bestimmt und wird von solchen Faktoren wie der Art und Schwere der Infektion, dem Alter und dem Allgemeinzustand des Patienten, der Toleranz des Patienten für den Wirkstoff, dem Mikroorganismus bzw. den Mikroorganismen, der bzw. die die Infektion verursacht bzw. verursachen, dem Verabreichungsweg und dergleichen abhängen.
Im Allgemeinen werden geeignete Dosen von etwa 0,25 bis etwa 10,0 mg/kg/Tag Wirkstoff, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 2 mg/kg/Tag reichen. Für einen durchschnittlichen Menschen von 70 kg würde dies bis zu etwa 15 bis etwa 700 mg Wirkstoff täglich oder vorzugsweise etwa 35 bis etwa 150 mg täglich ausmachen.
Darüber hinaus sind die Verbindungen dieser Erfindung zum Inhibieren des Wachstums von Bakterien wirksam. In dieser Ausführungsform werden Bakterien entweder in vitro oder in vivo mit einer das Wachstum inhibierenden Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon in Kontakt gebracht. In der Regel wird eine das Wachstum inhibierende Menge von etwa 0,008 μg/ml bis etwa 50 μg/ml, vorzugsweise von etwa 0,008 μg/ml bis etwa 25 μg/ml und mehr bevorzugt von etwa 0,008 μg/ml bis etwa 10 μg/ml reichen. Die Inhibition von Bakterienwachstum wird in der Regel von einem Rückgang oder Fehlen der Vermehrung durch die Bakterien und/oder von einer Lyse der Bakterien, d. h. von einem Rückgang von koloniebildenden Einheiten in einem gegebenen Volumen (d. h. pro ml) über einen gegebenen Zeitraum (d. h. pro Stunde) im Vergleich zu unbehandelten Bakterien belegt.
Die Verbindungen dieser Erfindung sind auch zum Inhibieren von Zellwand-Biosynthese in Bakterien wirksam. In dieser Ausführungsform werden Bakterien entweder in vitro oder in vivo mit einer die Zellwand-Biosynthese inhibierenden Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes davon in Kontakt gebracht. In der Regel wird eine die Zellwand-Biosynthese inhibierende Menge von etwa 0,04 μg/ml bis etwa 50 μg/ml, vorzugsweise von etwa 0,04 μg/ml bis etwa 25 μg/ml und mehr bevorzugt von etwa 0,04 μg/ml bis etwa 10 μg/ml reichen. Die Inhibition von Zellwand-Biosynthese wird in der Regel von einer Inhibition oder einem Fehlen des Wachstums der Bakterien, einschließlich einer Lyse der Bakterien, belegt.
Darüber hinaus wurde von Verbindungen dieser Erfindung festgestellt, dass sie eine überraschende und unerwartet schnelle bakterizide Wirkung gegen bestimmte Bakterien, einschließlich gegen Methicillin resistente Staphylococci aureus (MRSA) und gegen Methicillin resistente Staphylococci epidermidis (MRSE). Diese Eigenschaften sowie der Nutzen als Antibiotikum der Verbindungen dieser Erfindung können unter Verwendung verschiedener In-vitro- und In-vivo-Assays, die Fachmännern wohl bekannt sind, demonstriert werden. Zum Beispiel werden repräsentative Assays in den folgenden Beispielen ausführlicher beschrieben.
BEISPIELE
Die folgenden synthetischen und biologischen Beispiele werden dargeboten, um diese Erfindung zu veranschaulichen, und sind in keinerlei Weise als den Schutzumfang dieser Erfindung einschränken auszulegen.

In den Beispielen unten haben die folgenden Abkürzungen die folgenden Bedeutungen, sofern nicht anders angegeben. Im Folgenden nicht definierte Abkürzungen haben ihre allgemein anerkannte Bedeutung.

BOC	= tert.-Butoxycarbonyl
DC	= Dünnschichtchromatographie
DCM	= Dichlormethan
DIPEA	= Diisopropylethylamin
DMF	= N,N-Dimethylformamid
DMSO	= Dimethylsulfoxid
EtOAc	= Essigsäureethylester
HOBT	= 1-Hydroxybenzotriazol
HOAT	= 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol
HPLC	= Hochdruckflüssigchromatographie
KBE	= koloniebildende Einheiten
MIK	= minimale inhibitorische Konzentration
MS	= Massenspektrometrie
PMB	= p-Methoxybenzyl
PyBOP	= Benzotriazol-1-yloxytripyrrolinophosphonium hexafluorphosphat
THF	= Tetrahydrofuran
TFA	= Trifluoressigsäure

Alle in den folgenden Beispielen angegebenen Temperaturen sind in Grad Celsius (°C), sofern nicht anders angegeben. Zudem, sofern nicht anders angegeben, wurden Reagenzien, Ausgangsmaterialien und Lösemittel von gewerblichen Händlern (wie Aldrich, Fluka, Sigma und dergleichen) erworben und wurden ohne weitere Reinigung verwendet. Vancomycin-Hydrochloridhalbhydrat wurde von Alpharma, Inc., Fort Lee, NJ 07024, USA (Alpharma AS, Oslo, Norwegen) erworben.
Umkehrphasen-HPLC wurde in der Regel unter Verwendung einer C₁₈-Säule und (A) 98% Wasser, 2% Acetonitril, 0,1% TFA mit einem ansteigenden Gradienten (z. B. 0 bis etwa 70%) oder (B) 10% Wasser, 90% Acetonitril, 0,1% TFA, sofern nicht anders angegeben, durchgeführt.
Beispiel 1: Herstellung von 2a: (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(methoxyimino)acetamido]-3-[(4-(aminomethyl)-1-pyridino)methyl]-3-cephem-4-carboxylatbistrifluoressigsäuresalz (siehe 2)
A. Herstellung von 2-Amino-5-chlor-α-(methoxyimino)-4-thiazolessigsäure (6)
500 ml DMF wurden 50,0 g (250 mmol) 2-Amino-α-(methoxyimino)-4-thiazolessigsäure und 35 g (260 mmol) N-Chlorsuccinimid zugegeben. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt, wonach eine Massenspektralanalyse zeigte, dass kein Ausgangsmaterial mehr vorlag. Die hellbraune Lösung wurde ohne weitere Reinigung verwendet.
B. Herstellung des Cephalosporinderivats (8)
Der Lösung der Säure 6 in DMF aus Schritt (a) wurden 101,5 g (250 mmol) des Aminocephalosporinsäureesters 7, 34 g (250 mmol), zugegeben. Das Gemisch wurde auf 0°C abgekühlt und 33,5 ml (250 mmol) 2,4,6-Collidin wurden zugegeben. Dieser Lösung wurden 53 g (275 mmol) 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid-Hydrochlorid zugegeben. Nach 2 Stunden wurde die Lösung in 3 l Wasser ausgefällt und filtriert. Die Feststoffe wurden mit Wasser (2 × 1 l), gesättigtem Natriumhydrogencarbonat (500 ml) und Wasser (4 × 500 ml) gewaschen und unter Vakuum getrocknet. Die getrockneten Feststoffe wurden in 500 ml Methylenchlorid bei Raumtemperatur aufgenommen und die Lösung wurde langsam gerührt, wobei ein Niederschlag gebildet wurde. Die Kristalle wurden mittels Filtration gesammelt, mit Methylenchlorid gewaschen, bis die Waschlösungen nicht mehr braun waren, und unter Vakuum getrocknet, um das Amid 8 (74 g) zu ergeben.

Analysedaten: MS m/z berechn. 586,04, erhalt. 586,2 (M + 1); ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 9,60 (d, 1H), 7,35 (m, 3H), 6,91 (d, 2H), 5,82 (m, 1H), 5,17 (m, 3H), 4,56 (m, 2H), 3,84 (s, 3H), 3,76 (s, 3H), 3,62 (m, 2H).

C. Herstellung des Cephalosporinderivats (10)
Aceton (250 ml) wurde unter Stickstoff im Dunkeln einem Gemisch von 50 g (85 mmol) des Chlormethylcephalosporinesters 8 und 13 g (85 mmol) Natriumiodid zugegeben. Nach Rühren für 30 Minuten wurden 27 g (130 mmol) 4-(N-tert.-Butoxycarbonyl)aminomethylpyridin (9) und 30 ml Aceton zugegeben. Nach Rühren für weitere 2 Stunden wurden 1,4 l 0,1 N HCl zugegeben, wobei ein gummiartiger Niederschlag produziert wurde. Der Lösemittelteil wurde dekantiert und der gummiartige Rest wurde mit 800 ml Wasser behandelt, um einen Feststoff zu ergeben. Das Wasser wurde dekantiert und der Feststoff wurde in 1 l Essigsäureethylester/Ethanol (4:1) gelöst. Die Lösung wurde mit 500 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft, um 70 g (79 mmol, 93%) Produkt 10 mit einer Reinheit von 78%, wie mittels HPLC (254 nm) ermittelt, zu ergeben.
D. Herstellung des Cephalosporinderivats (2a)
Das Cephalosporinderivat, 10, wurde wie folgt entschützt. Das Rohprodukt (70 g, 79 mmol) wurde in 550 ml Methylenchlorid unter Stickstoff gelöst und 35 ml (320 mmol) Anisol wurden zugegeben, worauf 150 ml Trifluoressigsäure folgten. Nach 2 Stunden wurde das Gemisch unter Vakuum eingeengt. Das Produkt präzipitierte bei Zugabe von 1 l Diethylether. Die Feststoffe wurden mittels Filtration isoliert, mit Ether gewaschen, in 200 ml Wasser gerührt und filtriert. Das Filtrat wurde zur Trockne lyophilisiert und mittels Umkehrphasen-HPLC gereinigt, was 30 g (ungef. 50%) Verbindung 2a als das Bis-TFA-Salz ergab, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
Beispiel 2: Herstellung von 1a: Formel I, wobei R¹, R², R⁵, R⁶, R⁸ = H; R⁴ = OH; R⁷ = Me; X¹, X² = Cl; R^d = H und R^e = -CH₂CH₂-
Unter Stickstoff wurde Vancomycin-Hydrochloridmonohydrat (20 g, 13 mmol) in Wasser (100 ml) gelöst und in einem Eisbad gekühlt. Ethylendiamin (7 ml, 100 mmol) wurde zugegeben, worauf 1 N NaOH (50 ml, 50 mmol) folgte. Formaldehyd (1,3 ml, 37% wässriges H₂CO, 17 mmol) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde über Nacht im Dunkeln bei 4°C gelagert. Eine HPLC-Analyse des Reaktionsgemischs zeigte 78% des erwünschten Produkts 1a plus nicht umgesetzten Vancomycin und einem Bisadditionsprodukt. Das Reaktionsgemisch wurde bei 4°C angesäuert und das Produkt wurde wiedergewonnen und mittels HPLC gereinigt.
Beispiel 3: Herstellung der Verbindung Ib (siehe 3)
Bis-HOAT-Ester (3a, 6,5 mmol) von Adipinsäure (3, wobei R^c = n-Butylen) wurde in DMF (50 ml) gelöst und Pyridiniumlactambistrifluoracetat 2a (1,0 g, 1,3 mmol), das wie in Beispiel 1 oben beschrieben hergestellt wurde, wurde zugegeben. Die Lösung wurde dann in einem Eisbad gekühlt und 2,4,6-Collidin (342 μl, 2,6 mmol) wurde zugegeben und das Gemisch wurde 15 Minuten in dem Eisbad gerührt, worauf ein Abschrecken mit 300 μl TFA (3,9 mmol) folgte. Das Reaktionsgemisch wurde dann in 400 ml Essigsäureethylester gegossen und die präzipitierten Feststoffe wurden mittels Zentrifugation gesammelt.
Dem gesammelten Feststoff wurde eine Lösung von 3,86 g (1,95 mmol) 1a, wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, in DMF (40 ml) zugegeben und das resultierende Gemisch wurde in einem Eisbad gekühlt, worauf eine Zugabe von 2,4,6-Collidin (1,03 μl, 7,8 mmol) folgte. Das Gemisch wurde 20 Minuten in dem Eisbad gerührt, dann wurde Trifluoressigsäure (800 μl, 10,4 mmol) zugegeben. Das Gemisch wurde dann in Acetonitril (400 ml) gegossen und der präzipitierte Feststoff wurde mittels Umkehrphasen-HPLC gereinigt, um das Produkt Ib (740 mg, 0,29 mmol, 22% Ausbeute) zu ergeben.

Analysedaten: MS m/z 2171,8 (MH⁺).

Beispiel 4: Herstellung der Verbindungen Ia, Ic und Id
Diese Verbindungen wurden gemäß der in den Beispielen 1, 2 und 3 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei die entsprechenden Ausgangsmaterialien ausgetauscht wurden.
Analysedaten:

Verbindung Ia: MS m/z Fragmente 1127,7, 1681,6, 1824,8 (MH⁺);
Verbindung Ic: MS m/z 2171,5 (MH⁺) und
Verbindung Des-Cl-Ic: Das Deschlorderivat von Verbindung Ic (d. h. wobei das Chloratom in dem Thiadiazolring durch Wasserstoff ersetzt wird) wurde zu Vergleichszwecken hergestellt: MS m/z 2137,6 (MH⁺).

Beispiel 5: Ermittlung der Wasserlöslichkeit
Die Wasserlöslichkeit von Verbindungen der Erfindung wurde unter Anwendung des folgenden Verfahrens ermittelt. Eine Dextrosepufferlösung von 5 Gew.-% bei pH 2,2 wurde hergestellt, indem 1 ml IN Salzsäure (Aldrich) 99 ml einer wässrigen Dextroselösung von 5 Gew.-% (Baxter) zugegeben wurde. Dann wurde eine 1-mg/ml-Stammlösung für Eichstandards hergestellt, indem 1 mg der Testverbindung in 1 ml DMSO gelöst wurde. Diese Lösung wurde 30 Sekunden gevortext und dann 10 Minuten beschallt. Die Stammlösung wurde anschließend mit Wasser verdünnt, um Eichstandards mit den folgenden Konzentrationen herzustellen: 50, 125, 250, 375 und 500 μg/ml.
Jede Testverbindung (30 mg) wurde in eine nicht sterile Millipore-Ultrafree-MC-0,1-μm-Filtereinheit (Millipore UFC30VVOO) gewogen und ein Magnetrührbalken wurde in jede Einheit gegeben. Die Dextrosepufferlösung von 5 Gew.-% (750 μl) wurde dann in jede Einheit gegeben und diese Gemische wurden 5 Minuten gevortext. Die Filtereinheiten wurden dann in ein Eppendorf-Reagenzglasgestell gegeben und das Reagenzglasgestell wurde auf ein Magnetrührgerät gestellt. Jede Einheit wurde anschließend unter Verwendung von 1 N NaOH (VWR) auf pH 3 titriert und die resultierenden Lösungen wurden 5 Minuten bei 7000 U/min zentrifugiert. Jede Einheit wurde dann 200-fach mit 5%-iger Dextrosepufferlösung verdünnt und die verdünnten Proben wurden zur Analyse in Autosampler-Phiolen überführt.
Die Eichstandards und die Testproben wurden mittels Umkehrphasen-HPLC unter den folgenden Bedingungen analysiert:
Säule: Luna 150 × 4,6 mm; C18; 5 μm
Mobile Phase: A = 5/95, B = 95/5, beide: MeCN/H₂O; 0,1% TFA
Verfahren: 10 m Lido 100 (0–100% B in 6 min)
Injektionsvolumen: 20 μl
Wellenlänge: 214 nm
Die Löslichkeit jeder Testprobe wurde berechnet, indem der Peak-Bereich der Testprobe mit der Eichkurve verglichen wird und mit dem Verdünnungsfaktor multipliziert wird.
Gemäß dem obigen Verfahren wurde die Löslichkeit von Verbindung Ib in 5%-igem wässrigem Dextrosepuffer bei pH 3 als größer als 7 mg/ml ermittelt.
Beispiel 6: Ermittlung der minimalen inhibitorischen Konzentrationen (MIK)
MIK-Assays (MIK = minimale inhibitorische Konzentration) wurden unter Anwendung des Nährbodenmikroverdünnungsassays, das in den NCCLS-Richtlinien ausgeführt ist (siehe NCCLS. 2000. Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically; anerkannter Standard – Fünfte Ausg., Bd. 20, Nr. 2), durchgeführt. Bakterienstämme wurden von der American Type Tissue Culture Collection (ATTCC), dem Stanford University Hospital (SU), dem Kaiser Permanente Regional Laboratory in Berkeley (KPB), dem Massachusetts General Hospital (MGH), den Centers for Disease Control (CDC), dem San Francisco Veterans' Administration Hospital (SFVA) oder der University of California San Francisco Hospital (UCSF) bezogen. Gegen Vancomycin resistente Enterokokki wurden auf Grundlage ihrer Empfindlichkeit für Teicoplanin als Van A oder Van B phänotypisiert. Einige gegen Vancomycin resistente Enterokokki, die als Van A, Van B, Van C1 oder Van C2 genotypisiert wurden, wurden zudem von der Mayo Clinic bezogen.
In diesem Assay wurden kryokonservierte Bezugsbakterienkulturen und klinische Stämme zur Isolation auf geeignetem Agar-Medium (d. h. Trypticase-Soja-Agar, Trypticase-Soja-Agar mit defibrinierten Erythrozyten des Schafs, Hirn-Herz-Infusionsagar, Schokoladenagar) ausgestrichen. Nach Inkubation, um die Bildung von Kolonien zu ermöglichen, wurden diese Platten mit Parafilm versiegelt und bis zu zwei Wochen gekühlt gelagert. Zur Herstellung von Assay-Inokula und um eine geringe Variabilität sicherzustellen, wurden mehrere Kolonien von einem Bakterienisolat, das auf den Agarplatten kultiviert wurde, mit einer Impföse zerstochen und aseptisch in Mueller-Hinton-Nährboden (der mit zweiwertigen Kationen auf erforderliche Niveaus auf Grundlage der Zertifizierung des Herstellers supplementiert war) überführt. Die Nährbodenkultur wurde über Nacht bei 35°C gezüchtet, in frischem vorgewärmtem Nährboden verdünnt und zur log-Phase gezüchtet; dies entspricht einem MacFarland-Standard von 0,5 oder 1 × 10⁸ koloniebildenden Einheiten pro Milliliter (KBE/ml). Aufgrund der Speziesvariabilität enthielten nicht alle Zellsuspensionen 1 × 10⁸ KBE/ml, wenn die Trübung dem MacFarland-Standard entspricht, daher wurden in Verdünnungen unterschiedlicher Bakterienstämme annehmbare Einstellungen (auf Grundlage der NCCLS-Richtlinien) vorgenommen. Das Inokulum wurde so verdünnt, dass 100 μl dieser Kultur in Mueller-Hinton-Nährboden, supplementiertem Mueller-Hinton-Nährboden oder Haemophilus-Testmedium beim Schichten auf einer 2-fach seriell verdünnten Serie von Antibiotikakonzentrationen, ebenfalls in 100 μl entsprechendem Medium, in einer 96-Well-Mikrotiterplatte in einer Ausgangsbakterienkonzentration von 5 × 10⁵ KBE/ml resultierten. Die Platten wurden dann 18–24 bei 35°C inkubiert. Die MIK wurde visuell als das Well mit der niedrigsten Konzentration ohne Bakterienwachstum abgelesen. Bakterienwachstum ist als mehr als drei Pin-Point-Kolonien, einer Fläche von präzipitierten Zellen mit einem Durchmesser von mehr als 2 mm, oder ersichtliche Trübung definiert.
Zu Stämmen, die routinemäßig in dem anfänglichen Screening getestet wurden, zählen gegenüber Methicillin empfindlicher Staphylococcus aureus (MSSA), gegen Methicillin resistenter Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus aureus, der Penicillinase produziert, gegenüber Methicillin empfindlicher Staphylococcus epidermidis (MSSE), gegenüber Vancomycin empfindlicher Enterococcus faecium (EFMVS), gegenüber Vancomycin empfindlicher Enterococcus faecalis (EFSVS), gegen Vancomycin resistenter Enterococcus faecium, der auch gegen Teicoplanin resistent ist (EFMVR Van A), gegen Vancomycin resistenter Enterococcus faecium, der gegenüber Teicoplanin empfindlich ist (EFMVR Van B), gegen Vancomycin resistenter Enterococcus faecalis, der auch gegen Teicoplanin resistent ist (EFSVR Van A), gegen Vancomycin resistenter Enterococcus faecalis, der gegenüber Teicoplanin empfindlich ist (EFSVR Van B), gegenüber Penicillin empfindlicher Streptococcus pneumoniae (penicillin-sensitive Streptococcus pneumoniae, PSSP) und gegen Penicillin resistenter Streptococcus pneumoniae (PSRP). Aufgrund der Unfähigkeit von PSSP und PSRP, gut in Mueller-Hinton-Nährboden zu wachsen, wurden MIK mit diesen Stämmen unter Verwendung von entweder TS-Nährboden, der mit defibriniertem Blut supplementiert war, oder Haemophilus-Testmedium ermittelt.
Testverbindungen mit beträchtlicher Aktivität gegen die oben erwähnten Stämme wurden dann in einem größeren Auswahl klinischer Isolate, einschließlich der oben aufgeführten Spezies sowie nicht einer Spezies zugeordnetem koagulasenegativem Staphylococcus, sowohl empfindlich gegenüber als auch resistent gegen Methicillin (MS-CNS und MR-CNS), auf MIK-Werte getestet. Darüber hinaus wurden diese Testverbindungen außerdem auf MIK gegen gram-negative Mikroorganismen geprüft, wie Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae, Acinetobacter baumannii, Haemophilus influenzae und Moraxella catarrhalis.
Tabelle II zeigt MIK₉₀-Daten für Verbindungen dieser Erfindung gegenüber gegen Methicillin resistentem S. aureus (MRSA) und für Methicillin empfänglichen S. aureus (MSSA) im Vergleich zu dem bekannten Glykopeptid-Antibiotikum, Vancomycin. Tabelle II. Minimale inhibitorische Konzentrationen (MIK) in μg/ml

Verbindung MIK (μg/ml)

MRSA 33591 MSSA 13709

Ia 0,15 0,15

Ib < 0,1 < 0,1

Ic 0,1 < 0,1

Des-Cl-Ic 3,13 < 0,1

Vancomycin 2,0 1,0
Die Daten in Tabelle II demonstrieren, das Verbindungen dieser Erfindung (d. h. Ia, Ib und Ic) im Vergleich zu entweder einem Deschlor-Analogon oder Vancomycin eine überraschende und unerwartete antibakterielle Wirkung gegen MRSA 33591 hatten und dass Verbindungen dieser Erfindung im Vergleich zu Vancomycin eine überraschende und unerwartete antibakterielle Wirkung gegen MSSA 13709 hatten.
Beispiel 7: Time-Kill-Assay
Dieser Time-Kill-Assay ist ein Verfahren zum Messen der Rate der bakteriziden Wirkung einer Testverbindung. Diese Verfahren sind den in V. Lorian, „Antibiotics in Laboratory Medicine", Vierte Ausgabe, Williams und Wilkins (1996), Seiten 104–105, beschriebenen ähnlich. Ein schneller „Time-Kill" (zeitliche Abtötung) ist wünschenswert, um eine Bakterienkoloniebildung schnell zu verhindern und eine Schädigung des Wirtsgewebes zu mindern.
Bakterieninokula wurden wie in Beispiel 6 zur Ermittlung der MIK beschrieben hergestellt. Die Bakterien wurden in vorgewärmten Medien in Schüttelflaschen verdünnt und unter Schütteln (200 U/min, 35°C) inkubiert. Proben zu 0, 1, 4 und 24 Stunden wurden aus den Flaschen entnommen und die Bakterien wurden mittels Plattenzählung ausgezählt. Nach der ersten Probenahme wurde eine zu prüfende Testverbindung der Schüttelflaschenkultur zugegeben. Plattenzählwerte in diesen Zeitabständen vor und nach Zugabe der Verbindung wurden grafisch in einer Time-Kill-Kurve ausgedrückt. Die bakterizide Wirkung ist als eine Minderung von mehr als oder gleich 3 log (Reduzierung von mehr als oder gleich 99,9%) der Bakterienzellenanzahlen zu 24 Stunden definiert.
In diesem Assay war eine Verbindung der Formel I, d. h. Verbindung Ib, gegen MRSA 33591 in einer Konzentration von 1,0 μg/ml in 4 Stunden bakterizid. Im Vergleich dazu war Vancomycin gegen MRSA 33591 in einer Konzentration von 4 μg/ml in 24 Stunden bakterizid.
Beispiel 8: In-vivo-Wirksamkeitsstudien in neutropenischen Mäusen
Tiere (männliche CD-1-Mäuse, 20–30 g) wurden von den Charles Rivers Laboratories (Gilroy, CA, USA) erworben und ihnen wurde Zugang zu Nahrung und Wasser ad libitum gewährt. Neutropenie wurde mittels intraperitonealer (IP) Injektion von 200 mg/kg Cyclophosphamid, die vier und zwei Tage vor der Inokulation der Bakterien gegeben wurde, induziert.
Der verwendete Organismus war entweder ein empfänglicher oder resistenter Stamm klinisch relevanter gram-positiver Pathogene, wie für Methicillin empfänglicher Staphylococcus aureus (MSSA 13709) und gegen Methicillin resistenter Staphylococcus aureus (MRSA 33591). Die Bakterieninokulumkonzentration war ~10,6 KBE/ml. Die Tiere wurden mit Isofluran leicht anästhesiert und 50 ml des Bakterieninokulums wurden in den Vorderschenkel injiziert. Eine Stunde nach der Inokulation wurde den Tieren Vehikel oder die entsprechende Dosis der Testverbindung intravenös zudosiert. Zu 0 Stunden und 24 Stunden nach der Behandlung wurden die Tiere euthanisiert (CO₂-Erstickung) und der Vorderschenkel und der Hinterschenkel wurden aseptisch abgenommen. Der Schenkel wurde in 10 ml sterile Kochsalzlösung gegeben und homogenisiert. Verdünnungen des Homogenisats wurden auf tryptische Soja-Agar-Platten plattiert, die über Nacht inkubiert wurden. Die Anzahl der Bakterienkolonien auf einer gegebenen Platte wurde mit dem Verdünnungsfaktor multipliziert, durch das Schenkelgewicht (in Gramm) geteilt und als log KBE/g ausgedrückt. Die ED₅₀ (zum Hervorrufen von 50% der maximalen Verringerung des Schenkeltiters erforderliche Dosis) wurde für jede Testverbindung berechnet.
In diesem Assay wies eine Verbindung der Formel I, d. h. Verbindung Ib, einen ED₅₀ von weniger als 7 mg/kg, intravenös, auf, im Vergleich zu einem ED₅₀ von 9 mg/kg, intravenös, für Vancomycin.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen dieser beschrieben wurde, sollten Fachmänner verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation, ein bestimmtes Material, eine bestimmte Stoffzusammensetzung, ein bestimmtes Verfahren, einen bestimmten Verfahrensschritt oder bestimmte Verfahrensschritte an das Ziel, den Sinn und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung anzupassen. Alle derartigen Modifizierungen sollen innerhalb des Schutzumfangs der hieran angefügten Ansprüche liegen.

Claims

Verbindung der Formel I:
oder ein pharmazeutisch unbedenkliches Salz davon; in der X¹ und X² jeweils unabhängig Wasserstoff oder Chlor sind; W N oder CCl ist; R¹ und R² unabhängig aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl ausgewählt sind; jedes R³ unabhängig aus C_1-6-Alkyl, OR, Halogen, -SR, -S(O)R, -S(O)₂R und -S(O)₂OR ausgewählt ist, wobei jedes R unabhängig C_1-6-Alkyl ist, das gegebenenfalls mit COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert ist; eines von R⁴ und R⁵ Hydroxy ist und das andere Wasserstoff ist; R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind; R⁸ Wasserstoff oder eine Gruppe der folgenden Formel ist:
R⁹ aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl und C_3-6-Cycloalkyl ausgewählt ist, wobei Alkyl und Cycloalkyl gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert sind; R^a -Y-R''- ist, wobei R'' aus C_1-12-Alkylen, C_2-12-Alkenylen, C_2-12-Alkinylen, C_3-6-Cycloalkylen, C_6-10-Arylen, C_2-9-Heteroarylen, C_3-6-Heterocyclus und Kombinationen davon ausgewählt ist und gegebenenfalls mit 1 oder 2 Gruppen substituiert ist, die aus Z ausgewählt sind, wobei jedes Z unabhängig aus der Gruppe bestehend aus -OR', -SR', -F, -Cl, -N(R')₂, -OC(O)R', -C(O)OR', -NHC(O)R', -C(O)N(R')₂, -CF₃, -OCF₃ und Seitenketten natürlich vorkommender Aminosäuren ausgewählt ist, wobei jedes R' unabhängig Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl ist; und R'' höchstens 20 Atome enthält, bei denen es sich nicht um Wasserstoffatome handelt; und Y, das R'' mit dem Pyridiniumring an einer meta- oder para-Position verknüpft, aus einer Direktbindung, NR', O, S, C(O), NR'C(O) und C(O)NR' ausgewählt ist, was Direktbindungen zwischen Heteroatomen in Y und R'' ausschließt; jedes R^b und R^d unabhängig aus Wasserstoff, C_1-5-Alkyl, C_2-6-Alkenyl und C_2-5-Alkinyl ausgewählt ist; jedes R^c unabhängig eine Direktbindung oder -Y'-R''-Y'- ist, wobei jedes Y' unabhängig aus einer Direktbindung, O und NR' ausgewählt ist, was Direktbindungen zwischen Heteroatomen in Y' und R'' ausschließt; jedes R^e unabhängig aus der Gruppe, die von R'' definiert wird, ausgewählt ist; n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; x eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist und y eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.
Verbindung nach Anspruch 1, in der R⁹ Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_3-5-Cycloalkyl ist, wobei die Alkylgruppe gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert ist.
Verbindung nach Anspruch 2, in der R⁹ Wasserstoff, Methyl, Ethyl, 2-Fluroethyl, 2-Carboxyprop-2-yl und Cyclopentyl ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der W CCl ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der W N ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der jedes R³ unabhängig aus C_1-4-Alkyl, C_1-4-Alkoxy, Fluor oder Chlor ausgewählt ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der n 0 ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der x 0 ist und y 1 ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der x 1 ist und y 0 ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der x 1 ist und y 1 ist.
Verbindung nach Anspruch 10, in der R^a -Y-R''- ist, wobei R'' C_1-6-Alkylen ist und Y eine Direktbindung ist.
Verbindung nach Anspruch 11, in der R^b und R^d unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind.
Verbindung nach Anspruch 12, in der R^e C_1-4-Alkylen ist.
Verbindung nach Anspruch 13, in der R^e -Y'-R''-Y'- ist, wobei jedes Y' eine Direktbindung ist und R'' C_1-12-Alkylen ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, in der R¹ und R² Wasserstoff sind.
Verbindung nach Anspruch 1 der Formel II:
oder ein pharmazeutisches Salz davon; in der W N oder CCl ist; R⁹ aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl und C_3-6-Cycloalkyl ausgewählt ist, wobei Alkyl und Cycloalkyl gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert sind; der Pyridiniumring eine meta- oder para-Substitution aufweist; R¹⁰ Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl ist; R¹¹ C_1-12-Alkylen oder C_2-12-Alkenylen ist und R¹² Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_2-4-Alkenyl ist.
Verbindung nach Anspruch 16, in der W CCl ist.
Verbindung nach Anspruch 16 oder 17, in der R¹⁰ und R¹² Wasserstoff oder Methyl sind.
Verbindung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, in der R¹¹ C_1-10-Alkylen ist.
Verbindung nach Anspruch 16, in der W CCl ist; R⁹ Methyl ist; R¹⁰ Wasserstoff ist; R¹¹ -(CH₂)₄- ist; R¹² Wasserstoff ist und der Pyridiniumring para-substituiert ist.
Verbindung nach Anspruch 16, in der die Verbindung aus folgenden ausgewählt ist: R⁹ R¹⁰ R¹ R¹² W Pyridiniumsubstitution -CH₃ -H -(CH₂)₁₀- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₄- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₄- -H CCl meta -CH₃ -H -CH₂- -H CCl para -CH₃ -H -CH₂- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₂- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₂- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₃- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₃- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₅- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₅- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₆- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₆- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₇- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₇- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₈- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₈- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₉- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₉- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₁₀- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₁₁- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₁₁- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₁₂- -H CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₁₂- -H CCl meta -CH₂CH₃ -H -(CH₂)₄- -H CCl para -CH₂CH₃ -H -(CH₂)₄- -H CCl meta -OH -H -(CH₂)₄- -H CCl para -OH -H -(CH₂)₄- -H CCl meta -C(CH₃)₂COOH -H -(CH₂)₄- -H CCl para -C(CH₃)₂COOH -H -(CH₂)₄- -H CCl meta -CH₂CH₂F -H -(CH₂)₄- -H CCl para -CH₂CH₂F -H -(CH₂)₄- -H CCl meta -Cyclopentyl -H -(CH₂)₄- -H CCl meta -Cyclopentyl -H -(CH₂)₄- -H CCl para -CH₃ -CH₃ -(CH₂)₄- -H CCl para -CH₃ -CH₃ -(CH₂)₄- -H CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₄- -CH₃ CCl para -CH₃ -H -(CH₂)₄- -CH₃ CCl meta -CH₃ -H -(CH₂)₄- -H N para -CH₃ -H -(CH₂)₄- -H N meta -CH₂CH₃ -H -(CH₂)₄- -H N para -CH₂CH₃ -H -(CH₂)₄- -H N meta -OH -H -(CH₂)₄- -H N para -OH -H -(CH₂)₄- -H N meta -C(CH₃)₂COOH -H -(CH₂)₄- -H N para -C(CH₃)₂COOH -H -(CH₂)₄- -H N meta -CH₂CH₂F -H -(CH₂)₄- -H N para -CH₂CH₂F -H -(CH₂)₄- -H N meta -Cyclopentyl -H -(CH₂)₄- -H N meta -Cyclopentyl -H -(CH₂)₄- -H N para -CH₃ -CH₃ -(CH₂)₄- -H N para -CH₃ -CH₃ -(CH₂)₄- -H N meta -CH₃ -H -(CH₂)₄- -CH₃ N para -CH₃ -H -(CH₂)₄- -CH₃ N meta
Pharmazeutische Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch unbedenklichen Trägerstoff und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Verbindung der Formel I:
oder eines Salzes oder geschützten Derivats davon; in der X¹ und X² jeweils unabhängig Wasserstoff oder Chlor sind; W N oder CCl ist; R¹ und R² unabhängig aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl ausgewählt sind; jedes R³ unabhängig aus C_1-6-Alkyl, OR, Halogen, -SR, -S(O)R, -S(O)₂R und -S(O)₂OR ausgewählt ist, wobei jedes R unabhängig C_1-6-Alkyl ist, das gegebenenfalls mit COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert ist; eines von R⁴ und R⁵ Hydroxy ist und das andere Wasserstoff ist; R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff oder Methyl sind; R⁸ Wasserstoff oder eine Gruppe der folgenden Formel ist:
R⁹ aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl und C_3-6-Cycloalkyl ausgewählt ist, wobei Alkyl und Cycloalkyl gegebenenfalls mit -COOH oder 1 bis 3 Fluorsubstituenten substituiert sind; R^a -Y-R''- ist, wobei R'' aus C_1-12-Alkylen, C_2-12-Alkenylen, C_2-12-Alkinylen, C_3-6-Cycloalkylen, C_6-10-Arylen, C_2-9-Heteroarylen, C_3-6-Heterocyclus und Kombinationen davon ausgewählt ist und gegebenenfalls mit 1 oder 2 Gruppen substituiert ist, die aus Z ausgewählt sind, wobei jedes Z unabhängig aus der Gruppe bestehend aus -OR', -SR', -F, -Cl, -N(R')₂, -OC(O)R', -C(O)OR', -NHC(O)R', -C(O)N(R')₂, -CF₃, -OCF₃ und Seitenketten natürlich vorkommender Aminosäuren ausgewählt ist, wobei jedes R' unabhängig Wasserstoff oder C_1-4-Alkyl ist; und R'' höchstens 20 Atome enthält, bei denen es sich nicht um Wasserstoffatome handelt; und Y, das R'' mit dem Pyridiniumring an einer meta- oder para-Position verknüpft, aus einer Direktbindung, NR', O, S, C(O), NR'C(O) und C(O)NR' ausgewählt ist, was Direktbindungen zwischen Heteroatomen in Y und R'' ausschließt; jedes R^b und R^d unabhängig aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl und C_2-6-Alkinyl ausgewählt ist; jedes R^c unabhängig eine Direktbindung oder -Y'-R''-Y'- ist, wobei jedes Y' unabhängig aus einer Direktbindung, O und NR' ausgewählt ist, was Direktbindungen zwischen Heteroatomen in Y' und R'' ausschließt; jedes R^e unabhängig aus der Gruppe, die von R'' definiert wird, ausgewählt ist; n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; x eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist und y eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; oder eines Salzes davon, wobei das Verfahren das Umsetzen einer Verbindung der Formel 1:
oder eines Salzes oder eines aktivierten und/oder geschützten Derivats davon mit einer Verbindung der Formel 2:
oder eines Salzes oder Carboxy-geschützten Derivats davon in Gegenwart einer Verbindung der Formel 3: HOOC-R^c-COOH 3oder eines Salzes, aktivierten Derivats oder geschützten Derivats davon, um die Verbindung der Formel I oder eines Salzes oder geschützten Derivats davon zu bilden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verfahren weiterhin das Bilden eines pharmazeutisch unbedenklichen Salzes der Verbindung der Formel I umfasst.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Verwendung in der Therapie.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung einer bakteriellen Infektion in einem Säuger.