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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft neue vernetzte Vancomycin-Cephalosporinverbindungen,
die als Antibiotika brauchbar sind. Diese Erfindung betrifft auch
pharmazeutische Zusammensetzungen, die solche Verbindungen enthalten,
wie Verbindungen zur Verwendung als antibakterielle Mittel und Verfahren
und Zwischenprodukte zur Herstellung solcher Verbindungen.
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Stand der Technik
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Es
sind verschiedene Klassen an antibiotischen Verbindungen in der
Technik bekannt, beispielsweise unter anderem β-Lactamantibiotika, wie Cephalosporine
und Glycopeptidantibiotika, wie Vancomycin. Chem. Abstr. 1977, 86,
26406n diskutiert den Wirkmechanismus der β-Lactamantibiotika Penicillin
G und Mecillinam in Gaffkya homari. Unter den untersuchten Bedingungen
hemmen Penicillin G und Mecillinam den Einbau des Peptidoglycans
in die vorher existierende Zellwand von G. homari. Vernetzte antibiotische
Verbindungen sind auch in der Technik bekannt. Siehe beispielsweise
US 5 693 791 A von
W. L. Truett mit dem Titel "Antibiotics and
Process for Preparation" und
WO 99/64049 A1 vom 16. Dezember 1999 mit dem Titel "Novel Antibacterial Agents".
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Trotz
solcher Verbindungen besteht ein Bedarf für neue Antibiotika, die verbesserte
Eigenschaften aufweisen, einschließlich beispielsweise eine erhöhte Wirksamkeit
gegenüber
Gram-positiven Bakterien. Insbesondere besteht ein Bedarf für neue Antibiotika,
die gegenüber
Antibiotikum-resistenten Bakterienstämmen hochwirksam sind, wie
Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus (MRSA) und Methicillin-resistentem Staphylococcus
epidermidis (MRSE).
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung liefert neue quervernetzte Glycopeptid-Cephalosporinverbindungen,
die als Antibiotika brauchbar sind. Unter diesen Eigenschaften wurde
bei den erfindungsgemäßen Verbindungen
festgestellt, dass sie eine überraschende
und unerwartete Wirksamkeit gegen Gram-positiven Bakterien, einschließlich Methicillin-resistentem
Staphylococcus aureus (MRSA) und Methicillin-resistentem Staphylococcus epidermidis
(MRSE) aufweisen.
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Demnach
liefert die Erfindung gemäß einem
der Zusammensetzungsaspekte eine Verbindung der Formel I
oder ein
pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon, worin
X
1 und
X
2 unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
sind, die besteht aus Wasserstoff und Chlor,
R
1 für -Y
a-(W)
n-Y
b-
steht,
W aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus -O-,
-N(R
d)-, -S-, -S(O)-, -S(O)
2-,
C
3-C
6 Cycloalkylen,
C
6-C
10 Arylen und
C
2-C
9 Heteroarylen,
worin jede Arylen-, Cycloalkylen- und Heteroarylengruppe wahlweise
mit 1 bis 3 Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus
R
b ausgewählt sind,
Y
a und
Y
b unabhängig
für C
1-C
5 Alkylen stehen
oder wenn W für
Cycloalkylen, Arylen oder Heteroarylen steht, Y
a und
Y
b unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
sind, die besteht aus einer kovalenten Bindung und C
1-C
5 Alkylen, worin jede Alkylengruppe wahlweise
mit 1 bis 3 Substituenten substituiert ist, die unabhängig ausgewählt sind
aus -OR
d, -NR
dR
e, -CO
2R
d,
-C(O)NR
dR
e und -S(O)
2NR
dR
e,
R
2 für
Wasserstoff oder C
1-C
6 Alkyl
steht,
R
3 jeweils unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus C
1-C
6 Alkyl,
C
2-C
6 Alkenyl, C
2-C
6 Alkinyl, C
3-C
6 Cycloalkyl,
C
6-C
10 Aryl, C
2-C
9 Heteroaryl,
einem C
3-C
6 Heterocyclus
und R
a, oder zwei benachbarte R
3 Gruppen
unter Bildung eines C
3-C
6 Alkylens
oder -O-(C
1-C
6 Alkylen)-O-
zusammengenom men werden, worin jede Alkyl-, Alkylen-, Alkenyl- und
Alkinylgruppe wahlweise mit 1 bis 3 Substituenten substituiert ist,
die unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
sind, die besteht aus R
a und R
c und
jede Aryl-, Cycloalkyl-, Heteroaryl- und Heterocyclusgruppe wahlweise
mit 1 bis 3 Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
sind, die aus R
b besteht,
eines von
R
4 und R
5 für Hydroxy
steht und das andere für
Wasserstoff steht,
R
6 und R
7 unabhängig
für Wasserstoff
oder Methyl stehen,
R
8 für Wasserstoff
oder eine Gruppe der Formel (i) steht
R
a jeweils
unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus -OR
d, Halogen, -SR
d, -S- (O)R
d, -S(O)
2R
d, -S(O)
2OR
d, -S(O)
dNR
dR
e,
-NR
dR
e, -CO
2R
d, -OC(O)R
d, -C(O)NR
dR
e, -NR
dC-(O)R
e, -OC- (O)NR
dR
e, -NR
dC(O)OR
e, -NR
dC(O)NR
dR
e, -CF
3 und
-OCF
3,
R
b jeweils
unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus C
1-C
6 Alkyl,
C
2-C
6 Alkenyl, C
2-C
6 Alkinyl und
R
a,
R
c jeweils
unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus C
3-C
6 Cycloalkyl,
C
6-C
10 Aryl, C
2-C
9 Heteroaryl und einem C
3-C
6 Heterocyclus, worin jede Cycloalkyl-, Aryl-,
Heteroaryl- und Heterocyclusgruppe wahlweise mit 1 bis 3 Substituenten
substituiert ist, die unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
sind, die besteht aus C
1-C
6 Alkyl
und R
f,
R
d und
R
e jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind,
die besteht aus Wasserstoff, C
1-C
6 Alkyl, C
2-C
6 Alkenyl, C
2-C
6 Alkinyl, C
3-C
6 Cycloalkyl, C
6-C
10Aryl, C
2-C
9 Heteroaryl und einem C
3-C
6 Heterocyclus oder R
d und
R
e zusammen mit den Atomen, an die sie gebunden
sind, einen C
3-C
6 Heterocyclusring
mit 1 bis 3 Heteroatomen bilden, die unabhängig aus Sauerstoff, Stickstoff
oder Schwefel ausgewählt
sind, worin jede Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylgruppe wahlweise mit
1 bis 3 Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
sind, die besteht aus R
c und R
f und
jede Aryl-, Cycloalkyl-, Heteroaryl- und Heterocyclusgruppe wahlweise
mit 1 bis 3 Substituenten substituiert ist, die unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
sind, die besteht aus C
1-C
6 Alkyl
und R
f,
R
f jeweils
unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus -OH, -OC
R-C
6 Alkyl, -SC
1-C
6 Alkyl, -F, -Cl, -NH
2,
-NH(C
1-C
6 Alkyl),
-N(C
1-C
6 Alkyl)
2, -OC(O)C
1-C
6 Alkyl, -C(O)OC
1-C
6 Alkyl, -NHC(O)C
1-C
6 Alkyl, -C(O)OH,
-C(O)NH
2, -C(O)NHC
1-C
6 Alkyl, -C(O)N(C
1-C
6 Alkyl)
2, -CF
3 und -OCF
3,
m
für 0,
1, 2 oder 3 steht und
n für
0 oder 1 steht.
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Diese
Erfindung betrifft auch Zwischenprodukte, die zur Herstellung von
Verbindungen der Formel I und Salzen hiervon brauchbar sind. Demnach
liefert die Erfindung in einem weiteren ihrer Zusammensetzungsaspekte
eine Verbindung der Formel II
oder ein Salz hiervon, worin
R
1 und R
2 wie hierin
vorher definiert sind,
P
1 und P
2 unabhängig
für Wasserstoff
oder eine Aminoschutzgruppe stehen,
P
3 für Wasserstoff
oder eine Carboxyschutzgruppe steht,
Q für eine Abgangsgruppe oder eine
Gruppe der folgenden Formel steht
worin R
3 und
m wie hierin definiert sind und X
– für ein wahlweise
vorhandenes Anion steht, wobei die Verbindungen als Zwischenprodukte
zur Herstellung der Verbindungen der Formel I und/oder als Antibiotika
brauchbar sind.
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In
einem weiteren ihrer Zusammensetzungsaspekte liefert die Erfindung
eine Verbindung der ormel III
oder Salze hiervon, worin
R
1, R
2, P
1 und P
2 wie vorher
definiert sind und P
4 für Wasserstoff oder eine Carboxyschutzgruppe
steht, wobei die Verbindungen als Zwischenprodukte zur Herstellung
der Verbindungen der Formel I oder II brauchbar sind.
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In
getrennten und distinkten Zusammensetzungsaspekten liefert die Erfindung
auch Verbindungen der Formeln 2, 5b, 7, 8, 10, 11 und 13, wie sie
hierin definiert sind, oder Salze oder geschützte Derivate hiervon, wobei
die Verbindungen als Zwischenprodukte zur Herstellung der Verbindungen
der Formel I und/oder als Antibiotika brauchbar sind.
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In
einem weiteren ihrer Zusammensetzungsaspekte liefert die Erfindung
eine pharmazeutische Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch annehmbaren
Träger
und eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel
I oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon umfasst.
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Ohne
sich durch eine Theorie binden zu wollen, dürften die Verbindungen der
Formel I die Bakterienzellwandbiosynthese hemmen, wobei sie das
Wachstum der Bakterien hemmen oder die Lyse der Bakterien verursachen.
Daher sind die Verbindungen der Formel I neben anderen Eigenschaften
als Antibiotika brauchbar.
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Demnach
sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
in einem Verfahren zur Behandlung einer bakteriellen Infektion bei
einem Säuger
brauchbar, wobei das Verfahren die Verabreichung einer pharmazeutischen
Zusammensetzung, die einen pharmazeutisch annehmbaren Träger und
eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I
oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon an einen Säuger umfasst.
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Zusätzlich liefert
die Erfindung in einem weiteren ihrer Verfahrensaspekte ein Verfahren
zur Hemmung des Wachstums von Bakterien, wobei das Verfahren das
Zusammenbringen von Bakterien in vitro mit einer wachstumshemmenden
Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch annehmbaren
Salzes hiervon umfasst.
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In
einem weiteren ihrer Verfahrensaspekte liefert die Erfindung ein
Verfahren zur Hemmung der Bakterienzellwandsynthese, wobei das Verfahren
das Zusammenbringen von Bakterien in vitro mit einer die Zellwandbiosynthese
hemmenden Menge einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch
annehmbaren Salzes hiervon umfasst.
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Die
Erfindung richtet sich auch auf Verfahren zur Herstellung von Verbindungen
der Formel I oder eines Salzes hiervon. Demnach liefert die Erfindung
in einem weiteren ihrer Verfahrensaspekte ein Verfahren zur Herstellung
einer Verbindung der Formel I oder eines Salzes hiervon, wobei das
Verfahren umfasst:
- (a) Umsetzung eines Glycopeptids
der hierin definierten Formel I mit einer Verbindung der hierin
definierten Formel 2, oder
- (b) Umsetzung einer Verbindung der hierin definierten Formel
10 mit einer Verbindung der hierin definierten Formel 11, oder
- (c) Umsetzung einer Verbindung der hierin definierten Formel
9 mit einer Verbindung der hierin definierten Formel 13,
unter
Bildung einer Verbindung der Formel I oder eines Salzes hiervon.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst
das obige Verfahren ferner den Schritt der Bildung eines pharmazeutisch
annehmbaren Salzes einer Verbindung der Formel I.
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Die
Erfindung richtet sich auch auf eine Verbindung der Formel I oder
ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon zur Verwendung in der
Therapie. Zusätzlich
richtet sich die Erfindung auf die Verwendung einer Verbindung der
Formel I oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon zur
Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung einer bakteriellen
Infektion bei einem Säuger.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung liefert neue Glycopeptid-Cephalosporinverbindungen der
Formel I oder pharmazeutisch annehmbare Salze hiervon. Diese Verbindungen
haben mehrere chirale Zentren und diesbezüglich sollen die Verbindungen
die gezeigte Stereochemie aufweisen. Insbesondere soll der Glycopeptidteil
der Verbindung die Stereochemie des entsprechenden natürlich vorkommenden
Glycopeptids aufweisen (das heißt
Vancomycin, Chlororienticin A und dergleichen). Der Cephalosporinteil
des Moleküls
soll die Stereochemie der bekannten Cephalosporinverbindungen aufweisen.
Der Fachmann versteht jedoch, dass geringere Mengen an Isomeren, die
eine unterschiedliche Stereochemie von der aufweisen, die gezeigt
ist, in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
vorkommen können
mit der Maßgabe,
dass die Brauchbarkeit der Zusammensetzung als Ganzes durch die
Gegenwart von solchen Isomeren nicht signifikant beeinträchtigt wird.
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Zusätzlich kann
der Vernetzungsteil der erfindungsgemäßen Verbindungen (das heißt R1h)
ein oder mehrere chirale Zentren aufweisen. Typischerweise wird
der Teil des Moleküls
als razemisches Gemisch hergestellt. Falls gewünscht, können jedoch reine Stereoisomere
(das heißt
einzelne Enantiomere oder Diastereomere) verwendet werden oder es
kann ein Stereoisomer-angereichertes Gemisch verwendet werden. Alle solchen
Stereoisomere und angereicherten Gemische sind im Umfang der Erfindung
enthalten.
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Zusätzlich enthalten
die erfindungsgemäßen Verbindungen
mehrere saure Gruppen (das heißt
Carbonsäuregruppen)
und mehrere basische Gruppen (das heißt primäre und sekundäre Amingruppen)
und daher können
die Verbindungen der Formel I in verschiedenen Salzformen vorkommen.
Alle solchen Salzformen sind im Umfang der Erfindung enthalten.
Da die Verbindungen der Formel I einen Pyridiniumring enthalten, kann
ein anionisches Gegenion für
die Pyridiniumgruppe wahlweise vorhanden sein, einschließlich unter
anderem Halogenide, wie Chlorid, Carboxylate, wie Acetat und dergleichen.
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Ferner
versteht der Fachmann, dass labile oder chemisch instabile Verbindungen,
denen jede Brauchbarkeit aufgrund ihrer Instabilität fehlt,
sich nicht im Umfang der Erfindung befinden. Beispielsweise ist
es bevorzugt, dass die Verbindungen der Formel I mindestens 2 Kohlenstoffatome
zwischen den Sauerstoff (-O-), Stickstoff (-N<) oder Schwefel (-S-) Atomen im -O-R1-N(R2)-Rest enthalten,
da bei einer Trennung dieser Atome durch ein einzelnes Kohlenstoffatom
die entstehende Verbindung (das heißt die eine Acetal-, Hemiacetal-, Ketal-,
Hemiketal-, Aminal-, Hemiaminal- oder Thioketalgruppe und dergleichen
enthält)
unter sauren Bedingungen hydrolytisch instabil sein kann.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
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In
den Verbindungen der Formel I sind die folgenden Substituenten und
Bedeutungen bevorzugt:
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
richtet sich die vorliegende Erfindung auf Verbindungen der Formel
Ia
oder ein
pharmazeutisch annehmbares Salz hierin, worin R
1,
R
2, R
3 und m wie
hiern einschließlich
der bevorzugten Ausführungsformen
definiert sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
steht R1 für -Ya-Yb-, das heißt wenn n für 0 steht. In dieser Ausführungsform
stehen Ya und Yb unabhängig für C1-C5 Alkylengruppen,
worin jede Alkylengruppe wahlweise mit 1 bis 3 Substituenten substituiert
ist, die unabhängig
aus -ORd, -NRdRe, -CO2Rd,
-C(O)N-RdRe und -S(O)2NRdRe ausgewählt sind,
wie sie hiern definiert sind. Vorzugsweise sind Ya und
Yb unabhängig
aus C1-C3 Alkylen
und bevorzugter C1-C2 Alkylen
ausgewählt.
Bevorzugter werden Ya und Yb (das
heißt
R1) unter Bildung einer -(CH2)2-8- Gruppe zusammengenommen. Noch bevorzugter
werden Ya und Yb (das
heißt
R1) unter Bildung einer -(CH2)2, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5- oder -(CH2)6- Gruppe zusammengenommen. In einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
werden Ya und Yb unter
Bildung einer -(CH2)3-
Gruppe zusammengenommen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
steht R1 für -Ya-W-Yb-, das heißt wenn n für 1 steht. In dieser Ausführungsform
stehen Ya und Yb unabhängig für C1-C5 Alkylen oder
wenn W für
Cycloalkylen, Arylen oder Heteroarylen steht, sind Ya und
Yb unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt,
die aus einer kovalenten Bindung und C1-C5 Alkylen besteht. Jede Alkylengruppe in
dieser Ausführungsform
ist wahlweise mit 1 bis 3 Substituenten substituiert, die aus -ORd, -NRdRe,
-CO2Rd, -C(O)NRdRe und -S(O)2NRdRe ausgewählt sind,
wie sie hierin definiert sind. Wenn Ya oder
Yb für
eine Alkylengruppe steht, ist die Alkylengruppe vorzugsweise eine C1-C3 Alkylengruppe,
bevorzugter eine C1-C2 Alkylengruppe,
noch bevorzugter eine -(CH2)1-2-
Gruppe. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform stehen Ya und Yb beide für -CH2- und W steht für C6-C10 Arylen, das wahlweise mit 1 bis 3 Substituenten
substituiert ist, die unabhängig
aus Rb ausgewählt sind, wie dies hierin definiert
ist, wobei bevorzugter W für
Phenylen steht. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
stehen Ya und Yb beide
für -CH2CH2- und W steht
für -O-.
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Wenn
es vorkommt, steht W vorzugsweise für C6-C10 Arylen oder -O-. Bevorzugte steht W für Phenylen
oder -O-.
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Vorzugsweise
steht R2 für Wasserstoff oder C1-C3 Alkyl. Bevorzugter
steht R2 für Wasserstoff.
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Wenn
es vorkommt ist R3 jeweils unabhängig ausgewählt aus
C1-C6 Alkyl, C3-C6 Cycloalkyl,
-ORd, -SRd, -F oder
-Cl oder zwei benachbarte R3 Gruppen werden
unter Bildung von C3-C6 Alkylen
zusammengenommen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
steht R4 für Hydroxy und R5 steht
für Wasserstoff.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht R11 für Wasserstoff
und R5 steht für Hydroxy.
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Vorzugsweise
steht R6 für Wasserstoff und R7 steht für
Methyl.
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Vorzugsweise
steht R8 für Wasserstoff.
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Vorzugsweise
steht eines von X1 und X2 für Chlor
und das andere steht für
Wasserstoff oder beide stehen für
Chlor. Bevorzugter stehen X1 und X2 jeweils für Chlor.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
steht R4 für Hydroxy, R5 steht
für Wasserstoff,
R6 steht für Wasserstoff, R7 steht
für Methyl,
R8 steht für Wasserstoff und X1 und X2 stehen beide
für Chlor
(das heißt
der Glycopeptidteil steht für
Vancomycin).
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
steht R4 für Wasserstoff, R5 steht
für Hydroxy,
R6 steht für Wasserstoff, R7 steht
für Methyl,
R8 steht für eine Gruppe der Formel (i)
und X1 und X2 stehen
beide für
Chlor (das heißt
der Glycopeptidteil steht für
Chlororienticin oder A82846B).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
steht m für
0. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht m für 1 oder
2, bevorzugter 1. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
steht m für
2 und die zwei R3 Gruppen bilden zusammen
eine C3-C5 Alkylengruppe,
bevorzugter eine C3-C4 Alkylengruppe.
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Eine
bevorzugte Gruppe an Verbindungen der Formel I sind die der Formel
Ia, worin R1 für -Ya-(W)n-Yb- steht, worin
n für 0
steht und Ya und Yb zusammen
eine -(CH2)2-8-
Gruppe bilden, R2 für Wasserstoff steht und m für 0 steht
oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon. In dieser Ausführungsform
steht R1 (das heißt Ya und
Yb zusammengenommen) vorzugsweise für eine -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5- oder -(CH2)6- Gruppe, bevorzugter
-(CH2)3-.
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Eine
weitere bevorzugte Gruppe an Verbindungen der Formel I sind die
der Formel Ia, worin R
1, R
2, R
3 und m wie in Tabelle I definiert sind oder
ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon. Tabelle
I
- 1 Ph = Phenyl
- 2 1,4-(-Ph-) = 1,4-Phenylen
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Für das Zwischenprodukt
der Formel II gilt:
Q steht vorzugsweise für Halogen oder die definierte
Pyridiniumgruppe.
P1 steht vorzugsweise
für Halogen
oder tert-Butoxycarbonyl.
P2 steht
vorzugsweise für
Wasserstoff oder Triphenylmethyl.
P3 steht
vorzugsweise für
Wasserstoff oder p-Methoxybenzyl.
R1,
R2, R3 und m sind
vorzugsweise so definiert, wie dies hierin einschließlich aller
bevorzugten Ausführungsformen,
Substituenten oder Bedeutungen definiert ist.
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Für das Zwischenprodukt
der Formel III gilt:
P1 steht vorzugsweise
für Wasserstoff
oder tert-Butoxycarbonyl.
P2 steht
vorzugsweise für
Wasserstoff, Formyl oder Triphenylmethyl.
P4 steht
vorzugsweise für
Wasserstoff, C1-C4 Alkyl
oder p-Methoxybenzyl.
R1 und R2 sind wie vorher definiert einschließlich aller
bevorzugten Ausführungsformen,
Substituenten oder Bedeutungen.
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Definitionen
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Wenn
die Verbindungen, Zusammensetzungen, Methoden und Verfahren der
Erfindung beschrieben werden, haben die folgenden Ausdrücke die
folgenden Bedeutungen, falls nichts anderes angegeben ist.
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Der
Ausdruck "Alkyl" bezieht sich auf
eine monovalente, gesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann. Falls
nichts anderes definiert ist, enthalten solche Alkylgruppe typischerweise
1 bis 10 Kohlenstoffatome. Repräsentative
Alkylgruppen umfassen 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.
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Der
Ausdruck "Alkylen" bezieht sich auf
eine divalente, gesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann. Falls
nichts anderes angegeben ist enthalten solche Alkylengruppen typischerweise 1
bis 10 Kohlenstoffatome. Repräsentative
Alkylengruppen umfassen 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.
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Der
Ausdruck "Alkenyl" bezieht sich auf
eine monovalente, ungesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt ist und die zumindest
eine und typischerweise 1, 2 oder 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen aufweist.
Falls nichts anderes angegeben ist enthalten solche Alkenylgruppen
typischerweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Repräsentative Alkenylgruppen umfassen
beispielsweise Ethenyl, n-Propenyl, Isopropenyl, n-But-2-enyl, n-Hex-3-enyl
und dergleichen.
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Der
Ausdruck "Alkinyl" bezieht sich auf
eine monovalente, ungesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe, die linear oder verzweigt sein kann und
die zumindest eine, typischerweise 1, 2 oder 3 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen
aufweist. Falls nichts anderes angegeben ist, enthalten solche Alkinylgruppen
typischerweise 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Repräsentative Alkinylgruppen umfassen
beispielsweise Ethinyl, n-Propinyl, n-But-2-inyl, n-Hex-3-inyl und
dergleichen.
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Der
Ausdruck "Aryl" bezieht sich auf
einen monovalenten, aromatischen Kohlenwasserstoff, der einen einzelnen
Ring (das heißt
Phenyl) oder fusionierte Ringe (das heißt Naphthalin) aufweist. Falls
nichts anderes angegeben ist, enthalten solche Arylgruppen typischerweise
6 bis 10 Ringkohlenstoffatome. Repräsentative Arylgruppen umfassen
beispielsweise Phenyl, Naphthalin-1-yl, Naphthalin-2-yl und dergleichen.
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Der
Ausdruck "Arylen" bezieht sich auf
eine divalenten aromatischen Kohlenwasserstoff, der einen einzelnen
Ring (das heißt
Phenylen) oder fusionierte Ringe (das heißt Naphthalindiyl) aufweist.
Falls nichts anderes angegeben ist, enthalten solche Arylengruppen
typischerweise 6 bis 10 Ringkohlenstoffatome. Repräsentative
Arylengruppen umfassen beispielsweise 1,2-Phenylen, 1,3-Phenylen,
1,4-Phenylen, Naphthalin-1,5-diyl,
Naphthalin-2,7-diyl und dergleichen.
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Der
Ausdruck "Cycloalkyl" bezieht sich auf
eine monovalente, gesättigte,
carbocyclische Kohlenwasserstoffgruppe. Falls nichts anderes definiert
ist, enthalten solche Cycloalkylgruppen typischerweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome.
Repräsentative
Cycloalkylgruppen umfassen beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl,
Cyclopentyl, Cyclohexyl und dergleichen.
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Der
Ausdruck "Cycloalkylen" bezieht sich auf
eine divalente, gesättigte,
carbocyclische Kohlenwasserstoffgruppe. Falls nichts anderes definiert
ist, enthalten solche Cycloalkylengruppen typischerweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome.
Repräsentative
Cycloalkylengruppen umfassen 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.
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Der
Ausdruck "Halogen" steht für Fluor,
Chlor, Brom und Iod.
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Der
Ausdruck "Heteroaryl" bezieht sich auf
eine monovalente, aromatische Gruppe mit einem einzelnen Ring oder
zwei fusionierten Ringen, die im Ring zumindest ein Heteroatom (typischerweise
1 bis 3 Heteroatome) enthalten, die aus Stickstoff, Sauerstoff und
Schwefel ausgewählt
sind. Falls nichts anderes definiert ist, enthalten solche Heteroarylgruppen
typischerweise 5 bis 10 Gesamtringatome. Repräsentative Heteroarylgruppen
umfassen beispielsweise monovalente Spezies von Pyrrol, Imidazol,
Thiazol, Oxazol, Furan, Thiophen, Triazol, Pyrazol, Isoxazol, Isothiazol,
Pyridin, Pyrazin, Pyridazin, Pyri midin, Triazin, Indol, Benzofuran, Benzothiophen,
Benzimidazol, Benzothiazol, Chinolin, Isochinolin, Chinazolin, Chinoxalin
und dergleichen, bei denen die Bindungsstelle jedes verfügbare Kohlenstoff-
oder Ringatom ist.
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Der
Ausdruck "Heteroarylen" bezieht sich auf
eine divalente, aromatische Gruppe mit einem einzelnen Ring oder
zwei fusionierten Ringen, die zumindest ein Heteroatom (typischerweise
1 bis 3 Heteroatome) im Ring enthalten, die aus Stickstoff, Sauerstoff
oder Schwefel ausgewählt
sind. Falls nichts anderes definiert ist, enthalten solche Heteroarylengruppen
typischerweise insgesamt 5 bis 10 Ringatome. Repräsentative
Heteroarylengruppen umfassen beispielsweise divalente Spezies von
Pyrrol, Imidazol, Thiazol, Oxazol, Furan, Thiophen, Triazol, Pyrazol,
Isoxazol, Isothiazol, Pyridin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrimidin, Triazin,
Indol, Benzofuran, Benzothiophen, Benzimidazol, Benzothiazol, Chinolin,
Isochinolin, Chinazolin, Chinoxalin und dergleichen, bei denen die
Bindungsstelle jedes verfügbare
Kohlenstoff- oder Stickstoffringatom ist.
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Der
Ausdruck "Heterocyclyl" oder "heterocyclisch" bezieht sich auf
eine monovalente, gesättigte
oder ungesättigte
(nicht-aromatische) Gruppe mit einem einzelnen Ring oder mehreren
kondensierten Ringen, die im Ring zumindest ein Heteroatom (typischerweise
1 bis 3 Heteroatome) enthalten, die aus Stickstoff, Sauerstoff und
Schwefel ausgewählt
sind. Falls nichts anderes angegeben ist, enthalten solche heterocyclischen Gruppen
typischerweise insgesamt 2 bis 9 Ringatome. Repräsentative, heterocyclische
Gruppen sind beispielsweise monovalente Spezies von Pyrrolidin,
Imidazolidin, Pyrazolidin, Piperidin, 1,4-Dioxan, Morpholin, Thiomorpholin,
Piperazin, 3-Pyrrolin und dergleichen, bei denen die Bindungsstelle
jedes verfügbare
Kohlenstoff- oder Ringatom ist.
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Der
Ausdruck "Cephalosporin" wird hierin in der
allgemein anerkannten Weise verwendet, um ein β-Lactamringsystem zu bezeichnen,
das die folgende allgemeine Formel und das folgende Nummerierungssystem
aufweist:
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Der
Ausdruck "Glycopeptidantibiotikum" oder "Glycopeptid" wird hierin in der
anerkannten Weise verwendet, um die als Glycopeptide oder Dalbahpeptide
bekannte Antibiotikaklasse zu bezeichnen. Siehe beispielsweise R.
Nagarajan, "Glycopeptide
Antibiotics", Marcel
Dekker, Inc. (1994) und die hierin zitierten Literaturangaben. Repräsentative
Glycopeptide umfassen Vancomycin, A82846A (Eremomycin), A82846B
(Chlororienticin A), A82846C, PA-42867-A (Orienticin A), PA-42867-C,
PA-42867-D und dergleichen.
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Der
Ausdruck "Vancomycin" wird hierin in der
allgemein anerkannten Weise verwendet, um das als Vancomycin bekannte
Glycopeptidantibiotikum zu bezeichnen. In den Verbindungen der vorliegenden
Erfindung ist die Bindungsstelle für den verbindenden Rest am "C-Terminus" von Vancomycin.
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Der
Ausdruck "pharmazeutisch
annehmbares Salz" bezieht
sich auf ein Salz, das zur Verabreichung an einen Patienten, wie
einen Säuger
annehmbar ist (beispielsweise Salze, die eine annehmbare Sicherheit bei
Säugern
für einen
gegebenen Dosierungsplan aufweisen). Solche Salze können aus
pharmazeutisch annehmbaren anorganischen oder organischen Basen
und von pharmazeutisch annehmbaren anorganischen oder organischen
Säuren
stammen. Salze, die von pharmazeutisch annehmbaren anorganischen
Basen stammen, umfassen Aluminium, Ammonium, Calcium, Kupfer, Eisen-(III),
Eisen-(II), Lithium, Magnesium, Mangan-(III), Mangan-(II), Kalium,
Natrium, Zink und dergleichen. Besonders bevorzugt sind Ammonium-,
Calcium-, Magnesium-, Kalium- und Natriumsalze. Salze, die von pharmazeutisch
annehmbaren organischen Basen stammen, umfassen Salze von primären, sekundären und
tertiären
Aminen, einschließlich
substituierte Amine, cyclische Amine, natürlich vorkommende Amine und
dergleichen, wie Arginin, Betain, Koffein, Cholin, N,N'-Dibenzylethylendiamin,
Diethylamin, 2-Diethylaminoethanol, 2-Dimethylaminoethanol, Ethanolamin, Ethylenamin,
N-Ethylmorpholin, N-Ethylpiperidin, Glucamin, Glucosamin, Histidin,
Hydrabamin, Isopropylamin, Lysin, Methylglucamin, Morpholin, Piperazin,
Piperadin, Polyaminharze, Prokain, Purine, Theobromin, Triethylamin,
Trimethylamin, Tripropylamin, Tromethamin und dergleichen. Salze,
die von pharmazeutisch annehmbaren Säuren stammen, umfassen Essig-,
Ascorbin-, Benzolsulfon-, Benzoe-, Camphersulfon-, Citronen-, Ethansulfon-,
Fumar-, Glucon-, Glucuron-, Glutamin-, Hippur-, Bromwasserstoff-,
Chlorwasserstoff-, Isethion-, Milch-, Lactobion-, Malein-, Äpfel-, Mandel-,
Methansulfon-, Mucin-, Napthalinsulfon-, Nicotin-, Salpeter-, Pamoin-,
Panthothen-, Phosphor-, Bernstein-, Schwefel-, Wein-, p-Toluolsulfonsäure und
dergleichen. Besonders bevorzugt sind Citronen-, Bromwasserstoff-,
Chlorwasserstoff-, Malein-, Phosphor-, Schwefel- und Weinsäuren.
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Der
Ausdruck "Salz hiervon" bezieht sich auf
eine Verbindung, die gebildet wird, wenn der Wasserstoff einer Säure durch
ein Kation ersetzt wird, wie ein Metallkation oder ein organisches
Kation und dergleichen (beispielsweise ein NH4 Kation
und dergleichen). Vorzugsweise ist das Salz ein pharmazeutisch annehmbares Salz,
obwohl dies nicht für
Salze von Zwischenproduktverbindungen erforderlich ist, bei denen
keine Verabreichung an einen Patienten vorgesehen ist.
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Der
Ausdruck "therapeutisch
wirksame Menge" bezieht
sich auf eine Menge, die zur wirksamen Behandlung ausreicht, wenn
sie einem Patienten verabreicht wird, der einer Behandlung bedarf.
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Der
Ausdruck "behandeln" oder "Behandlung" bezieht sich, wie
er hierin verwendet wird, auf das Behandeln oder die Behandlung
einer Erkrankung oder eines medizinischen Zustands (wie eine bakterielle
Infektion) bei einem Patienten, wie einem Säuger (insbesondere einem Menschen
oder einem Haustier), die umfasst:
- (a) Prävention
der Erkrankung oder des medizinischen Zustands vor dem Auftreten,
das heißt
prophylaktische Behandlung eines Patienten,
- (b) Linderung der Erkrankung oder des medizinischen Zustands,
das heißt
Eliminierung oder Bewirkung der Regression der Erkrankung oder des
medizinischen Zustands bei einem Patienten,
- (c) Unterdrückung
der Erkrankung oder des medizinischen Zustands, das heißt Verlangsamung
oder Anhalten der Entwicklung der Erkrankung oder des medizinischen
Zustands bei einem Patienten, oder
- (d) Linderung der Symptome der Erkrankung oder des medizinischen
Zustands bei einem Patienten.
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Der
Ausdruck "wachstumshemmende
Menge" bezieht sich
auf eine Menge, die zur Hemmung des Wachstums oder der Reproduktion
eines Mikroorganismus ausreicht oder ausreicht, um den Tod oder
die Lyse des Mikroorganismus zu verursachen, einschließlich Gram-positiver
Bakterien.
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Der
Ausdruck "Zellwandbiosynthese-hemmende
Menge" bezieht sich
auf eine Menge, die zur Hemmung der Zellwandbiosynthese in einem
Mikroorganismus, einschließlich
Gram-positiver Bakterien, fähig
ist.
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Der
Ausdruck "Abgangsgruppe" bezieht sich auf
eine funktionelle Gruppe oder ein Atom, das durch eine andere funktionelle
Gruppe oder ein Atom in einer Substitutionsreaktion verdrängt werden
kann, wie einer nukleophilen Substitutionsreaktion. Als Beispiel
umfassen repräsentative
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.
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Der
Ausdruck "geschützte Derivate
hiervon" bezieht
sich auf ein Derivat der angegebenen Verbindung, worin eine oder
mehrere funktionelle Gruppen der Verbindung vor unerwünschten
Reaktionen mit einer Schutz- oder Blockierungsgruppe geschützt sind.
Funktionelle Gruppen, die geschützt
werden können,
umfassen beispielsweise Carbonsäuregruppen,
Aminogruppen, Hydroxylgruppen, Thiolgruppen, Carbonylgruppen und
dergleichen. Repräsentative
Schutzgruppen für
Carbonsäuren
umfassen Ester (wie p-Methoxybenzylester), Amide und Hydrazide,
für Aminogruppen
Carbamate (wie tert-Butoxycarbonyl) und Amide, für Hydroxylgruppen, Ether und
Ester, für
Thiolgruppen Thioether und Thioester, für Carbonylgruppen, Acetale
und Ketale und dergleichen. Solche Schutzgruppen sind dem Fachmann
bekannt und sind beispielsweise in T. W. Greene und G. M. Wuts,
Protecting Groups in Organic Synthesis, 3. Ausgabe, Wiley, New York,
1999 und den hierin zitierten Literaturangaben beschrieben.
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Der
Ausdruck "Aminoschutzgruppe" bezieht sich auf
eine Schutzgruppe, die zur Prävention
der unerwünschten
Reaktionen an einer Aminogruppe geeignet ist. Repräsentative
Aminoschutzgruppen umfassen unter anderem tert-Butoxycarbonyl (BOC),
Trityl (Tr), Benzyloxycarbonyl (Cbz), 9-Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc), Formyl,
Trimethylsilyl (TMS), tert-Butyldimethylsilyl (TBS) und dergleichen.
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Der
Ausdruck "Carboxyschutzgruppe" bezieht sich auf
eine Schutzgruppe, die zur Prävention
von unerwünschten
Reaktionen an einer Carboxygruppe geeignet ist. Repräsentative
Carboxyschutzgruppen umfassen unter anderem Ester, wie Methyl, Ethyl,
tert-Butyl, Benzyl (Bn), p-Methoxybenzyl (PMB), 9-Fluorenylmethyl (Fm),
Trimethylsilyl (TMS), tert-Butyldimethylsilyl (TBS), Diphenylmethyl
(Benzhydryl, DPM) und dergleichen.
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Allgemeine
Syntheseverfahren
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Die
vernetzten Glycopeptid-Cephalosporinverbindungen der Erfindung können aus
leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien
mittels folgender allgemeiner Methoden und Verfahren hergestellt
werden. Es ist verständlich,
dass bei einer Angabe von typischen oder bevorzugten Verfahrensbedingungen
(das heißt
Reaktionstemperaturen, Zeiten, Molverhältnisse der Reaktanden, Lösemittel,
Drücke
etc.), andere Verfahrensbedingungen auch verwendet werden können, falls
nichts anderes angegeben ist. Optimale Reaktionsbedingungen können innerhalb
der bestimmten verwendeten Reaktanden oder Lösemittel variieren, aber solche
Bedingungen können
leicht durch den Fachmann durch Routineoptimierungsverfahren bestimmt
werden.
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Zusätzlich ist
dem Fachmann bekannt, dass herkömmliche
Schutzgruppen erforderlich oder erwünscht sind, um bestimmte funktionelle
Gruppen vor unerwünschten
Reaktionen zu bewahren. Die Wahl der geeigneten Schutzgruppe für eine bestimmte
funktionelle Gruppe wie auch geeignete Bedingungen zur Anbringung
und Entfernung von Schutzgruppen an solchen funktionellen Gruppen
sind in der Technik gut bekannt. Es können andere Schutzgruppen als
die verwendet werden, die im Verfahren angegeben sind, falls dies
erwünscht
ist. Beispielsweise sind mehrere Schutzgruppen und ihre Einführung und
Entfernung in T. W. Greene und G. M. Wuts, Protecting Groups in
Organic Synthesis, 3. Ausgabe, Wiley, New York, 1999 und den hierin
zitierten Literaturangaben beschrieben.
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In
einem bevorzugten Syntheseverfahren werden die Verbindungen der
Formel I durch die Umsetzung eines Glycopeptids der Formel I
worin
R
4, R
5, R
6, R
7, R
8,
X
1 und X
2 wie hierin
definiert sind, oder eines Salzes hiervon mit einer Verbindung der Formel
2
worin R
1,
R
2, R
3 und m wie
hierin definiert sind oder einem Salz oder geschützten Derivat hiervon unter
Bildung einer Verbindung der Formel I oder eines Salzes oder geschützten Derivats
hiervon hergestellt.
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Typischerweise
wird diese Reaktion durch die Kupplung des Glycopeptids 1 oder eines
Salzes hiervon mit etwa 0,5 bis etwa 1,5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa
0,9 bis etwa 1,1 Äquivalenten
einer Verbindung der Formel 2 in einem inerten Verdünnungsmittel,
wie DMF mittels eines herkömmlichen
Carbonsäure-Amin
(Peptid)-Kupplungsreagenzes ausgeführt. In dieser Reaktion wird
das Glycopeptid 1 oder ein Salz hiervon typischerweise zuerst mit
dem Kupplungsreagenz in Gegenwart eines Überschusses, vorzugsweise etwa
1,8 bis etwa 2,2 Äquivalenten
eines Amins, wie Diisopropylethylamin bei einer Temperatur, die
von etwa –20°C bis etwa
25°C reicht,
vorzugsweise bei Umgebungstemperatur für etwa 0,25 bis etwa 3 Stunden
in Kontakt gebracht. Vorzugsweise wird dann überschüssige Trifluoressigsäure (typischerweise
etwa 2 Äquivalente)
unter Bildung eines TFA Salzes des überschüssigen Diisopropylethylamins
zugegeben. Die Umsetzung wird dann auf eine Temperatur von etwa –20°C bis etwa
10°C, vorzugsweise
auf etwa 0°C
abgekühlt
und das Zwischenprodukt 2 wird gefolgt von 2,4,6-Collidin im Überschuss
zugegeben. Diese Reaktion wird typischerweise bei etwa 0°C für etwa 1
bis etwa 6 Stunden gehalten oder bis die Reaktion im wesentlichen
vollständig
ist.
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Ein
bevorzugtes Kupplungsmittel zur Verwendung in dieser Reaktion umfasst
etwa 0,5 bis etwa 1,5 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 0,9 bis etwa 1,1 Äquivalente an Benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphoniumhexafluorphosphat
(PyBOP) und etwa 0,5 bis etwa 1,5 Äquivalente, vorzugsweise etwa
0,9 bis etwa 1,1 Äquivalente
an 1-Hydroxybenzotriazol (HOBT) oder 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol
(HOAT). Andere geeignete Kupplungsreagenzien umfassen O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-tetramethyluroniumhexafluorphosphat (HATU),
Bis(2-oxo-3-oxozolidinyl)phosphinsäurechlorid (BOP-Cl), Diphenylphosphorylazid
(DPPA), Diphenylphosphinsäurechlorid,
Diphenylchlorphosphat (DPCP) und HOAT, Pentafluorphenyldiphenylphosphinat
und dergleichen.
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Nachdem
die Kupplungsreaktion vollständig
ist, werden alle Schutzgruppen, die im Produkt sind, mittels herkömmlicher
Verfahren und Reagenzien entfernt. Nach der Vollständigkeit
der Reaktion wird das Reaktionsprodukt, das heißt die Verbindung der Formel
I, mittels herkömmlicher
Verfahren isoliert und gereinigt, wie Säulenchromatographie, HPLC,
Umkristallisation und dergleichen.
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Glycopeptide
der Formel I, die zur Verwendung im obigen Verfahren geeignet werden,
sind entweder im Handel erhältlich
oder sie können
durch Fermentation des geeigneten, das Glycopeptid produzierenden
Organismus, gefolgt von einer Isolierung des Glycopeptids aus der
entstehenden Fermentationsbrühe
mittels bekannter Verfahren und Ausrüstung hergestellt werden.
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Das
Cephalosporinzwischenprodukt 2, das im obigen Verfahren verwendet
wird, wird leicht aus im Handel erhältlichen Ausgangsmaterialien
und Reagenzien mittels herkömmlicher
Verfahren hergestellt. Als Beispiel kann das Zwischenprodukt 2 hergestellt
werden, wie dies in Schema A gezeigt ist:
-
-
Wie
in Schema A gezeigt, wird das Thiazolzwischenprodukt 3 (worin R9 für
eine Aminoschutzgruppe steht, wie eine Tritylgruppe, und R10 für
eine Carboxyschutzgruppe steht, wie eine Ethylgruppe) zuerst mit
einem ω-funktionalisierten
Amin der Formel 4 umgesetzt (worin R1 und
R2 wie hierin definiert sind, R11 für eine Aminoschutzgruppe
steht, wie eine tert-Butoxycarbonylgruppe (BOC) und Z1 für eine Abgangsgruppe
steht, wie Chlor, Brom, Iod, Mesylat, Tosylat und dergleichen),
um nach der Entfernung der Carboxyschutzgruppe (das heißt R10) ein Zwischenprodukt der Formel 5a zu
erhalten.
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Diese
Umsetzung wird gewöhnlich
ausgeführt,
indem man zuerst die Verbindung 3 mit etwa 1,0 bis etwa 1,1 Äquivalenten,
vorzugsweise mit etwa 1,02 bis etwa 1,06 Äquivalenten einer Verbindung
der Formel 4 in einem inerten Verdünnungsmittel, wie DMF, bei
einer Temperatur im Bereich von etwa 0°C bis etwa 50°C, vorzugsweise
bei Umgebungstemperatur, für
etwa 0,5 bis 6 Stunden oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist,
in Kontakt bringt. Diese Umsetzung wird typischerweise in Gegenwart
eines Überschusses,
vorzugsweise etwa 1,1 bis etwa 5 Äquivalenten einer Base, wie
Cäsiumcarbonat,
ausgeführt.
Zusätzlich
wird, wenn Z1 für Chlor oder Brom steht, eine
katalytische Menge, vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 0,5 Äquivalente eines
Trialkylammoniumiodids, wie Tetrabutylammoniumbromid, wahlweise
zur Erleichterung der Reaktion durch die Erzeugung des Iodderivats
der Formel 4 in situ zugegeben.
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Die
Entfernung der Carboxyschutzgruppe (das heißt R10)
ergibt dann das Zwischenprodukt 5a. Wenn beispielsweise die Carboxyschutzgruppe
ein Alkylester ist, wie eine Ethylgruppe, wird der Ester leicht
zur Carbonsäure
durch das Zusammenbringen des Esters mit einem Überschuss, vorzugsweise mit
etwa 1,1 bis etwa 2,5 Äquivalenten
eines Alkalimetallhydroxids hydrolysiert, wie Natriumhydroxid oder
Kaliumhydroxid. Diese Umsetzung wird typischerweise in einem inerten
Verdünnungsmittel,
wie Ethanol, bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0°C bis etwa
100°C für etwa 0,5
bis etwa 6 Stunden ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist, um das Zwischenprodukt
5a zu erhalten.
-
Die
Thiazolverbindungen der Formel 3 sind im Handel beispielsweise von
Aldrich, Milwaukee, WI erhältlich
oder können
aus im Handel erhältlichen
Ausgangsmaterialien unter Verwendung herkömmlicher Verfahren hergestellt
werden.
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Ähnlich können ω-funktionalisierte
Amine der Formel 4 leicht aus im Handel erhältlichen Ausgangsmaterialien
und Reagenzien mittels herkömmlicher
Verfahren hergestellt werden. Bevorzugte Verbindungen der Formel
4 umfassen als Verdeutlichung N-BOC-3-Brompropylamin, N-BOC-6-Iodhexylamin, N-BOC-2-(2-Iodethoxy)ethylamin,
N-BOC-4-(Iodmethyl)benzylamin und dergleichen. Diese Verbindungen werden
leicht aus im Handel erhältlichen
Ausgangsmaterialien mittels gut bekannter Reagenzien und Reaktionsbedingungen
hergestellt.
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Das
Zwischenprodukt 5a wird dann unter Bildung des Zwischenprodukts
5b chloriert. Diese Reaktion wird typischerweise durch Zusammenbringen
von 5a mit etwa 1,0 bis etwa 1,2 Äquivalenten eines Chlorierungsmittels,
wie N-Chlorsuccinimid in einem inerten Verdünnungsmittel, wie Chloroform
oder DMF bei Umgebungstemperatur für etwa 6 bis etwa 24 Stunden
ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist.
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Das
5-Chlor-1,3-thiazolzwischenprodukt 5b wird dann mit einem Zwischenprodukt
6 (worin R12 für Wasserstoff oder eine geeignete
Carboxylschutzgruppe, wie eine p-Methoxybenzylgruppe steht) unter
Bildung des Zwischenprodukts 7 gekuppelt. Wenn R12 für p-Methoxybenzyl
steht, ist das Zwischenprodukt 6 im Handel von Otsuka, Japan erhältlich.
Typischerweise wird diese Umsetzung durch das Zusammenbringen der
Verbindung 5b mit etwa 0,8 bis etwa 1 Äquivalent der Verbindung 6
in Abwesenheit eines Kupplungsmittels unter herkömmlichen Kupplungsreaktionsbedingungen
ausgeführt.
Ein bevorzugtes Kupplungsreagenz für diese Reaktion ist Phosphoroxychlorid
(typischerweise etwa 1,1 bis etwa 1,2 Äquivalente) und eine überschüssige Menge eines
Amins, wie 2,4,6-Collidin oder Diisopropylethylamin. Die Kupplungsreaktion
wird typischerweise in einem inerten Lösemittel, wie THF, bei einer
Temperatur, die von etwa –50°C bis etwa
25°C reicht
für etwa
0,5 bis etwa 6 Stunden ausgeführt
oder bis die Reaktion im wesentlichen vollständig ist, um das Zwischenprodukt 7
zu erhalten. Um eine Isomerisierung zu vermeiden, wird diese Umsetzung
vorzugsweise bei –35°C mittels 2,4,6-Collidin
als Base ausgeführt.
-
Das
Zwischenprodukt 7 wird dann mit einem Pyridin oder einem substituierten
Pyridin unter Bildung des Zwischenprodukts 8 umgesetzt, worin R3 und n wie hierin definiert sind. Diese
Umsetzung wird typischerweise ausgeführt, indem man zuerst die Chlorgruppe
in Verbindung 7 mit einer Iodgruppe durch Zusammenbringen der Verbindung
7 mit etwa 1 Äquivalent
an Natriumiodid in Aceton (Finkelstein-Reaktion) oder DMF bei Umgebungstemperatur
für etwa
0,25 bis etwa 2 Stunden austauscht. Das entstehende Iodzwischenprodukt wird
typischerweise nicht isoliert, sondern in situ mit etwa 1,1 bis
etwa 1,6 Äquivalenten
eines Pyridins oder substituierten Pyridins unter Bildung der Verbindung
8 umgesetzt. Typischerweise wird diese Umsetzung bei Umgebungstemperatur
für etwa
1 bis etwa 12 Stunden ausgeführt
oder bis die Reaktion im wesentlichen vollständig ist. Das Pyridin oder
die substituierten Pyridine, die in der Umsetzung verwendet werden,
sind entweder im Handel erhältlich
oder können
aus im Handel erhältlichen
Ausgangsmaterialien und Reagenzien mittels herkömmlicher Verfahren erhalten
werden. Repräsentative
Pyridinderivate zur Verwendung in dieser Reaktion umfassen Pyridin,
2-Picolin, 3-Picolin, 4-Picolin,
2-Methoxypyridin, 3-Methoxypyridin, 4-Methoxypyridin, 2-Thiomethoxypyridin,
3-Thiomethoxypyridin, 4-Thiomethoxypyridin, 4-Carboxythiomethoxypyridin,
2-Fluorpyridin, 3-Fluorpyridin, 4-Fluorpyridin, 2-Chlorpyridin,
3-Chlorpyridin, 4-Chlorpyridin, 2-Phenylpyridin, 3-Phenylpyridin, 4-Phenylpyridin,
4-Cyclopropylpyridin, Nicotinsäure,
Isonicotinsäure,
Nicotinamid, Isonicotinamid, 2,3-Lutidin, 3,4-Lutidin, 3,5-Lutidin,
3,4-Dimethoxypyridin, 4-Methoxy-3-methylpyridin, 4-Fluor-3-methoxypyridin,
2,3-Cyclopentenpyridin, 2,3-Cyclohexenpyridin und dergleichen.
-
Alternativ
dazu kann das Zwischenprodukt 5b mit einer Verbindung der Formel
9
worin R
3,
R
12 und m wie hierin definiert sind, unter
Bildung des Zwischenprodukts 8 gekuppelt werden. Diese Umsetzung
wird typischerweise ausgeführt,
indem man die Verbindung 5b mit etwa 0,9 bis etwa 1,1 Äquivalenten
des Zwischenprodukts 9 oder einem Salz hiervon in einem inerten
Verdünnungsmittel,
wie DMF in Gegenwart eines Kupplungsmittels, wie 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid
(EDC), PyBOP und HOAT oder HOBT, HATU, BOP-CI, DPPA, DPCP und HOAT
und dergleichen zusammenbringt. Im allgemeinen wird die Kupplungsreaktion
bei einer Temperatur, die von etwa –40°C bis etwa 25°C reicht,
für etwa
1 bis etwa 12 Stunden ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist. Die Verbindungen
der Formel 9 werden leicht aus dem Zwischenprodukt 6 durch Umsetzung
der Verbindung 6 mit einem Pyridin oder einem substituierten Pyridin
unter Reaktionsbedingungen hergestellt, die zu den oben beschriebenen ähnlich sind.
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Die
Entfernung der Schutzgruppen vom Zwischenprodukt 8 mittels herkömmlicher
Verfahren und Reagenzien ergibt dann das Cephalosporinzwischenprodukt
2. Wenn beispielsweise R9 für Trityl
steht, R11 für tert-Butoxycarbonyl steht
und R12 für para-Methoxybenzyl steht,
werden die Schutzgruppen bequem durch die Behandlung der Verbindung
8 mit überschüssiger Trifluoressigsäure und
einem Überschuss
Anisol oder Triethylsilan in einem inerten Verdünnungsmittel wie Dichlormethan
oder Heptan bei Umgebungstemperatur für etwa 1 bis etwa 12 Stunden
oder bis die Umsetzung vollständig
ist entfernt. Das entstehende von den Schutzgruppen befreite Cephalosporin
2 wird typischerweise mittels herkömmlicher Verfahren isoliert
und gereinigt, wie Fällung,
Lyophilisierung und Umkehrphasen HPLC.
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Alternativ
dazu können
die Verbindungen der Formel I durch die Umsetzung eines Glycopeptidderivats der
Formel 10
oder eines
Salzes hiervon, worin R
1, R
2,
R
4, R
5, R
6, R
7, R
8,
X
1 und X
2 wie hierin
definiert sind, mit einem Cephalosporinderivat der Formel 11
oder einem
Salz hiervon oder einem geschütztem
Derivat hiervon (worin R
3 und m wie hierin
definiert sind) unter Bildung einer Verbindung der Formel I oder
eines Salzes hiervon hergestellt werden.
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Die
Umsetzung wird typischerweise ausgeführt, indem man die Verbindung
10 mit etwa 1 bis etwa 15 Äquivalenten
der Verbindung 11 in einem inerten Verdünnungsmittel, wie Wasser, Methanol
oder Gemischen hiervon, bei einem pH zusammenbringt, der von etwa
4 bis etwa 6,5 reicht. Die Umsetzung wird im allgemeinen bei einer
Temperatur, die von etwa –20°C bis etwa
40°C reicht,
für etwa
1 bis etwa 6 Stunden ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist.
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Die
Vancomycinderivate der Formel 10, welche in dieser Umsetzung verwendet
werden, werden leicht durch Kupplung von Vancomycin oder eines Salzes
hiervon, mit einem Phthalimidderivat der Formel
worin R
1 wie
hierin definiert ist, unter herkömmlichen
Kupplungsbedingungen hergestellt. Beispielsweise wird diese Umsetzung
typischerweise durch das Zusammenbringen von Vancomycin mit etwa
1,1 bis 1,2 Äquivalenten
der Phthalimidoverbindung in Gegenwart eines Kupplungsmittels, wie
PyBOP und HOAT und dergleichen und einer geeigneten Base, wie Diisopropylethylamin
ausgeführt.
Im allgemeinen wird diese Umsetzung in einem inerten Verdünnungsmittel,
wie DMF, bei einer Temperatur, die von etwa –20°C bis etwa 40°C reicht, für etwa 0,5
bis etwa 6 Stunden ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist. Die in dieser Erfindung
verwendeten Phthalimidoverbindungen werden leicht mittels herkömmlicher
Verfahren und Reagenzien hergestellt.
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Cephalosporinderivate
der Formel 11 können
beispielsweise durch die Kupplung einer obigen Verbindung der Formel
9 mit einer Thiazolverbindung der Formel 12
oder einem Salz hiervon,
worin R
13 für Wasserstoff oder eine Aminoschutzgruppe
steht (wie eine Formyl- oder Tritylgruppe), hergestellt werden.
Diese Kupplungsreaktion wird durch Zusammenbringen der Verbindung
9 mit etwa 0,9 bis etwa 1,1 Äquivalenten
der Verbindung 12 in einem inerten Verdünnungsmittel, wie DMF, in Gegenwart
eines Kupplungsmittels, wie EDC und HOAT, und einer geeigneten Base,
wie 2,4,6-Collidin ausgeführt.
Im allgemeinen wird diese Umsetzung bei einer Temperatur, die von
etwa –20°C bis etwa
20°C reicht,
für etwa
0,5 bis etwa 6 Stunden ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist.
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Zusätzlich können Verbindungen
der Formel I durch die Umsetzung eines Glycopeptidderivats der Formel
13
oder eines
Salzes hiervon, worin R
1, R
2,
R
4, R
5, R
6, R
7, R
8,
X
1 und X
2 wie vorher
definiert sind, mit einer Verbindung der obigen Formel 9 unter Bildung
einer Verbindung der Formel I oder eines Salzes hiervon hergestellt werden.
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Diese
Kupplungsreaktion wird typischerweise durch das Zusammenbringen
der Verbindung 13 mit einem Kupplungsmittel, wie DIPC und HOAT und
etwa 0,5 bis etwa 2,0 Äquivalenten
der Verbindung 9 in einem inerten Verdünnungsmittel, wie DMF, in Gegenwart
einer geeigneten Base, wie 2,4,6-Collidin ausgeführt. Im allgemeinen wird diese
Umsetzung bei einer Temperatur, die von etwa –20°C bis etwa 40°C reicht,
für etwa
1 bis etwa 6 Stunden ausgeführt
oder bis die Umsetzung im wesentlichen vollständig ist.
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Die
Verbindung der Formel 13, die in dieser Umsetzung verwendet wird,
wird leicht durch die Kupplung von Vancomycin mit dem obigen Zwischenprodukt
5b unter Verwendung von hierin beschriebenen herkömmlichen
Kupplungsverfahren hergestellt.
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Weitere
Details bezüglich
spezifischer Reaktionsbedingungen und Verfahren zur Herstellung
der repräsentativen
Verbindungen der Erfindung oder der Zwischenprodukte hierfür werden
in den folgenden Beispielen beschrieben.
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Pharmazeutische Formulierungen
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Die
vernetzten Glycopeptid-Cephalosporin-Verbindungen der Erfindung
werden typischerweise einem Patienten in Form einer pharmazeutischen
Zusammensetzung verabreicht. Demnach betrifft die Erfindung in einem
ihrer Zusammensetzungsaspekte eine pharmazeutische Zusammensetzung,
die einen pharmazeutisch annehmbaren Träger oder einen Hilfsstoff und
eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon enthält.
-
Jeder
herkömmliche
Träger
oder Hilfsstoff kann in den pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung
verwendet werden. Die Wahl des bestimmten Trägers oder Hilfsstoffs oder
Kombinationen von Trägern
oder Hilfsstoffen hängt
von der Verabreichungsart ab, die zur Behandlung eines bestimmten
Patienten oder bakteriellen Infektionstyps verwendet werden. Unter
diesem Aspekt liegt die Herstellung einer geeigneten pharmazeutischen
Zusammensetzung für
einen bestimmten Verabreichungsweg, wie orale, topische, inhalative
oder parenterale Verabreichung innerhalb des Schutzumfangs des pharmazeutischen
Fachmanns. Zusätzlich
sind die Bestandteile für
solche Zusammensetzungen im Handel beispielsweise von Sigma P.O.
Box 14508, St. Louis, MO 63178 erhältlich. Zur Verdeutlichung
sind herkömmliche
Formulierungstechniken in Remington's Pharmaceutical Sciences, Mace Publishing
Co., Philadelphia, PA, 17. Ausgabe (1985) und "Modern Pharmaceutics", Marcel Dekker, Inc., 3. Ausgabe (G.
S. Banker & C.
T. Rhodes, Herausgeber) beschrieben.
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Die
pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung enthalten typischerweise
eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon. Typischerweise
enthalten solche pharmazeutischen Zusammensetzungen etwa 0,1 bis
etwa 90 Gewichtsprozent des Wirkstoffs und allgemeiner etwa 10 bis
etwa 30% des Wirkstoffs.
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Bevorzugte
pharmazeutische Zusammensetzungen der Erfindung sind die, welche
zur parenteralen, vorzugsweise intravenösen Verabreichung geeignet
sind. Solche pharmazeutischen Zusammensetzungen enthalten typischerweise
eine sterile, physiologisch annehmbare, wässrige Lösung, die eine therapeutisch wirksame
Menge einer Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch annehmbares
Salz hiervon enthält.
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Physiologisch-annehmbare
wässrige
Trägerlösungen,
die zur intravenösen
Verabreichung von Wirkstoffen geeignet sind, sind in der Technik
gut bekannt. Solche wässrigen
Lösungen
umfassen beispielsweise 5% Dextrose, Ringerlösung (mit Lactat versetzte
Ringer Injektion, mit Lactat versetzte Ringer plus 5% Dextrose Injektion,
acylierte Ringer Injektion), Normosol-M, Isolyte E und dergleichen.
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Wahlweise
können
solche wässrigen
Lösungen
ein Co-Lösemittel,
beispielsweise Polyethylenglycol, ein Chelatmittel, beispielsweise
Ethylendiamintetraessigsäure,
ein Solubilisierungsmittel, beispielsweise ein Cyclodextrin, ein
Antioxidationsmittel, beispielsweise Natriummetabisulfit und dergleichen
enthalten.
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Falls
gewünscht
können
die wässrigen
pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung lyophilisiert und
anschließend
mit einem geeigneten Träger
vor der Verabreichung rekonstituiert werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
ist die pharmazeutische Zusammensetzung eine lyophilisierte Zusammensetzung,
die einen pharmazeutisch annehmbaren Träger und eine therapeutisch
wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch
annehmbares Salz hiervon umfasst. Vorzugsweise umfasst der Trägerin der
Zusammensetzung Saccharose, Mannit, Dextrose, Dextran, Lactose oder
eine Kombination hiervon. Bevorzugter umfasst der Träger Saccharose,
Mannit oder eine Kombination hiervon.
-
In
einer Ausführungsform
enthalten die pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung ein
Cyclodextrin. Wenn es in den pharmazeutischen Zusammensetzungen
der Erfindung verwendet wird, ist das Cyclodextrin vorzugsweise
Hydroxypropxyl-β-cyclodextrin
oder Sulfobutylether-β-cyclodextrin.
In solchen Formulierungen umfasst das Cyclodextrin etwa 1 bis 25
Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent der
Formulierung. Zusätzlich
reicht das Gewichtsverhältnis
von Cyclodextrin zum Wirkstoff typischerweise von etwa 1:1 bis etwa
10:1.
-
Die
pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung werden vorzugsweise
in einer Einheitsdosierungsform verpackt. Der Ausdruck "Einheitsdosierungsform" bezieht sich auf
physikalisch getrennte Einheiten, die zur Dosierung an den Patienten
geeignet sind, das heißt
eine Einheit, die eine vorbestimmte Menge des Wirkstoff enthält, der
zur Bereitstellung des gewünschten
therapeutischen Effekts entweder alleine oder in Kombination mit
einer oder mehreren Einheiten berechnet ist. Beispielsweise können solche
Einheitsdosierungsformen in sterilen, hermetisch verschlossenen
Ampullen und dergleichen verpackt sein.
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Die
folgenden Formulierungen erläutern
repräsentative,
pharmazeutische Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung.
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Formulierungsbeispiel
A
-
Eine
gefrorene Lösung,
die zur Herstellung einer injizierbaren Lösung geeignet ist, kann folgendermaßen hergestellt
werden:
-
-
Repräsentatives Verfahren:
-
Die
Hilfsstoffe werden, falls sie vorhanden sind, in etwa 80% des Wassers
mit Injektionsqualität
gelöst und
der Wirkstoff wird zugegeben und gelöst. Der pH wird mit 1 M Natriumhydroxid
auf 3 bis 4,5 eingestellt und das Volumen wird dann auf 95% des
Endvolumens mit Wasser in Injektionsqualität eingestellt. Der pH wird überprüft und erforderlichenfalls
eingestellt und das Volumen wird mit Wasser in Injektionsqualität auf das
Endvolumen eingestellt. Die Formulierung wird dann durch ein 0,22 μm Filter
sterilfiltriert und in ein steriles Gläschen unter aseptischen Bedingungen
gegeben. Das Gläschen
wird verschlossen und gefroren gelagert.
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Formulierungsbeispiel
B
-
Ein
lyophilisiertes Pulver, das zur Herstellung einer injizierbaren
Lösung
geeignet ist, wird folgendermaßen
hergestellt:
-
-
Repräsentatives Verfahren:
-
Die
Hilfsstoffe und/oder Puffermittel werden, falls sie vorhanden sind,
in etwa 60% des Wassers in Injektionsqualität gelöst. Der Wirkstoff wird zugegeben
und gelöst
und der pH wird mit 1 M Natriumhydroxid auf 3 bis 4,5 eingestellt
und das Volumen wird auf 95% des Endvolumens mit Wasser in Injektionsqualität eingestellt.
Der pH wird überprüft und erforderlichenfalls
eingestellt und das Volumen wird mit Wasser in Injektionsqualität auf das
Endvolumen eingestellt. Die Formulierung wird dann durch ein 0,22 μm Filter
sterilfiltriert und in ein steriles Gläschen unter aseptischen Bedingungen
gegeben. Die Formulierung wird dann mittels eines geeigneten Lyophilisierungszyklus
gefriergetrocknet. Das Gläschen
wird verschlossen (wahlweise unter teilweisem Vakuum oder trockenem
Stickstoff), beschriftet und unter Kühlung gelagert.
-
Formulierungsbeispiel
C
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Es
wird eine injizierbare Lösung
für eine
intravenöse
Verabreichung an einen Patienten aus Formulierungsbeispiel B wie
folgt hergestellt:
-
Repräsentatives Verfahren:
-
Das
lyophilisierte Pulver des Formulierungsbeispiels B (enthält beispielsweise
10 bis 1000 mg des Wirkstoffs) wird mit 20 ml sterilem Wasser rekonstituiert
und die entstehende Lösung
wird weiter mit 80 ml steriler Kochsalzlösung in einem 100 ml fassenden
Infusionsbeutel verdünnt.
Die verdünnte
Lösung
wird dann dem Patienten über
30 bis 120 Minuten intravenös
verabreicht.
-
Brauchbarkeit
-
Die
vernetzten Glycopeptid-Cephalosporinverbindungen der Erfindung sind
als Antibiotika brauchbar. Beispielsweise sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
zur Behandlung oder Prävention
von bakteriellen Infektionen und anderen mit Bakterien zusammenhängenden
medizinischen Zuständen
bei Bakterien brauchbar, einschließlich Menschen und ihren Haustieren
(das heißt
Hunden, Katzen etc.), die durch Mirkoorganismen verursacht werden,
welche gegenüber
den erfindungsgemäßen Verbindungen
empfindlich sind.
-
Demnach
sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
bei der Behandlung einer bakteriellen Infektion bei einem Säuger brauchbar,
wobei das Verfahren die Verabreichung einer pharmazeutischen Zusammensetzung
an einen behandlungsbedürftigen
Säuger
umfasst, die einen pharmazeutisch an nehmbaren Träger und eine therapeutisch
wirksame Menge einer Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch
annehmbaren Salzes hiervon enthält.
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Zur
Verdeutlichung sind die erfindungsgemäßen Verbindungen insbesondere
brauchbar zur Behandlung oder Prävention
von Infektionen, die durch Gram-positive Bakterien und verwandte
Mikroorganismen verursacht werden. Beispielsweise sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
zur Behandlung oder Prävention von
Infektionen brauchbar, die durch bestimmte Enterococcus spp., Staphylococcus
spp., einschließlich
Koagulase negative Staphylokokken (CNS), Streptococcus spp., Listeria
spp. Clostridium spp., Bacillus spp. und dergleichen verursacht
werden. Beispiele für
Bakterienspezies, die wirksam mit den erfindungsgemäßen Verbindungen
behandelt werden können,
umfassen unter anderem Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA),
Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA), Glycopeptidzwischenprodukt-sensitive
Staphylococcus aureus (GISA), Methicillin-resistente Staphylococcus
epidermidis (MRSE), Methicillin-sensitive Staphylococcus epidermidis
(MSSE), Vancomycin-sensitive Enterococcus-faecalis (EFSVS), Vancomycin-sensitive
Enterococcus faecium (EFMVS), Penicillin-resistente Streptococcus pneumoniae
(PRSP), Streptococcus pyogenes und dergleichen. Die Verbindungen
der Erfindung sind weniger wirksam oder nicht wirksam zur Behandlung
oder Prävention
von Infektionen, die durch Bakterienstämme verursacht werden, die
sowohl gegenüber
Vancomycin als auch Cephalosporinen resistent sind.
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Repräsentative
Typen von Infektionen oder bakterienbedingten medizinischen Zuständen, die
mit den erfindungsgemäßen Verbindungen
behandelt oder verhindert werden können, umfassen unter anderem
Haut- und Hautstrukturinfektionen, Harntraktinfektionen, Pneumonien,
Endocarditis, Katheter-bedingte
Blutkreislaufinfektionen, Osteomyelitis und dergleichen. Bei der
Behandlung solcher Zustände
kann der Patient bereits mit dem zu behandelnden Mikroorganismus
infiziert sein oder nur gegenüber
der Infektion empfindlich sein, wobei dann der Wirkstoff prophylaktisch
verabreicht wird.
-
Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
werden typischerweise in einer therapeutisch wirksamen Menge durch
jeden annehmbaren Verabreichungsweg verabreicht. Vorzugsweise werden
die Verbindungen parenteral verabreicht. Die Verbindungen können in
einer einzelnen Dosis oder in mehreren Dosen pro Tag verabreicht
werden. Der Behandlungsplan kann eine Verabreichung über einen
ausgedehnten Zeitraum erfordern, beispielsweise über mehrere Tage oder für 6 Wochen
oder länger.
Die Menge an Wirkstoff, die pro Dosis verabreicht wird oder die
Gesamtmenge, die verabreicht wird, kann typischerweise durch den
Arzt des Patienten bestimmt werden und hängt von Faktoren ab, wie der
Art und Schwere der Infektion, dem Alter und dem allgemeinen Gesundheitszustand
des Patienten, der Toleranz des Patienten gegenüber dem Wirkstoff, der Mikroorganismen,
die die Infektion verursachen, dem Verabreichungsweg und dergleichen.
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Im
allgemeinen reichen geeignete Dosierungen von etwa 0,25 bis etwa
10,0 mg/kg/Tag Wirkstoff, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 2 mg/kg/Tag.
Für einen
durchschnittlichen Menschen mit 70 kg würde dies etwa 15 bis etwa 700
mg pro Tag an Wirkstoff entsprechen, oder vorzugsweise etwa 35 bis
etwa 150 mg pro Tag.
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Zusätzlich sind
die erfindungsgemäßen Verbindungen
zur Hemmung des Bakterienwachstums wirksam. In dieser Ausführungsform
werden die Bakterien in vitro mit einer wachstumshemmenden Menge
einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch annehmbaren
Salzes hiervon zusammengebracht. Typischerweise reicht eine wachstumshemmende
Menge von etwa 0,008 μl/ml
bis etwa 50 μg/ml,
vorzugsweise etwa 0,008 μg/ml
bis etwa 25 μg/ml
und bevorzugter etwa 0,008 μg/ml
bis etwa 10 μg/ml.
Die Hemmung des Bakterienwachstums wird typischerweise durch eine
Abnahme oder das Ausbleiben der Reproduktion der Bakterien und/oder
der Lyse der Bakterien festgestellt, das heißt durch eine Abnahme der Kolonie-bildenden Einheiten
in einem gegebenen Volumen (das heißt pro ml) über einen gegebenen Zeitraum
(das heißt
pro Stunde) im Vergleich zu unbehandelten Bakterien.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
sind auch zur Hemmung der Zelllwandbiosynthese bei Bakterien wirksam.
In dieser Ausführungsform
werden die Bakterien in vitro mit einer die Zellwandbiosynthese
hemmenden Menge einer Verbindung der Formel I oder einem pharmazeutisch
annehmbaren Salz hiervon zusammengebracht. Typischerweise reicht
die Zellwandbiosynthese-hemmende 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 bevorzugter von etwa 0,04 μg/ml
bis etwa 10 μg/ml.
Die Hemmung der Zellwandbiosynthese in Bakterien wird typischerweise
durch die Hemmung oder das ausbleibende Wachstum der Bakterien einschließlich der
Lyse der Bakterien festgestellt.
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Zusätzlich zu überraschenden
und unerwarteten antibakteriellen Eigenschaften wurde auch festgestellt,
dass die erfindungsgemäßen Verbindungen
eine annehmbare Sicherheit für
Säuger
und annehmbare Wasserlöslichkeit
aufweisen. Zusätzlich
wurde festgestellt, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen eine überraschende
und unerwartete schnelle Abtötungswirkung
gegen bestimmte Bakterien aufweisen, einschließlich Methicillin-resistentem
Staphylococcus aureus (MRSA) und Methicillin-resistentem Staphylococcus epidermidis
(MRSE). Diese Eigenschaften wie auch die antibiotische Brauchbarkeit
der erfindungsgemäßen Verbindungen
können
mittels in vitro und in vivo Tests gezeigt werden, die dem Fachmann
bekannt sind. Beispielsweise sind repräsentative Tests weiter im Detail
in den folgenden Beispielen beschrieben.
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Beispiele
-
Die
folgenden synthetischen und biologischen Beispiele sind zur Veranschaulichung
dieser Erfindung dargestellt und sollen den Schutzumfang dieser
Erfindung nicht beschränken.
In den Beispielen unten weisen die folgenden Abkürzungen die folgenden Bedeutungen
auf, wenn nichts anderes angegeben ist. Die unten nicht angegebenen
Abkürzungen
haben die allgemein akzeptierten Bedeutungen.
- BOC:
- tert-Butoxycarbonyl
- CFU:
- Kolonie bildende Einheiten
- DCM:
- Dichlormethan
- DIPEA:
- Diisopropylethylamin
- DMF:
- N,N-Dimethylformamid
- DMSO:
- Dimethylsulfoxid
- EtOAc:
- Ethylacetat
- HOAT:
- 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol
- HPLC:
- Hochleistungsflüssigchromatographie
- MHK:
- Minimale Hemmkonzentration
- MS:
- Massenspektrometrie
- PMB:
- p-Methoxybenzyl
- PyBOP:
- Benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphoniumhexafluorphosphat
- THF:
- Tetrahydrofuran
- TLC:
- Dünnschichtchromatographie
- TFA:
- Trifluoressigsäure
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Alle
in den folgenden Beispielen angegebenen Temperaturen sind in Grad
Celsium (°C)
aufgeführt, wenn
nichts anderes angegeben ist. Ebenso werden, wenn nichts anderes
angegeben ist, die Reagenzien, Ausgangsmaterialien und Lösemittel
von kommerziellen Anbietern (wie Aldrich, Fluka, Sigma und anderen) ohne
weitere Reinigung verwendet. Vancomycinhydrochloridsemihydrat wird
von Alpharma, Inc., Fort Lee, NJ 07024 (Alpharma AS, Oslo, Norwegen)
bezogen.
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Eine
Umkehrphasen HPLC wird typischerweise mittels einer C18 Säule und
(A) 98% Wasser, 2% Acetonitril, 0,1% TFA, mit einem zunehemenden
Gradienten (beispielsweise 0 bis etwa 70%) an (B) 10% Wasser, 90%
Acetonitril, 0,1% TFA, wenn nichts anderes angegeben ist, durchgeführt.
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Beispiel A
-
Synthese von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-aminopropoxyimino)acetamido]-3-[(1-pyrridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
-
Die
folgende Synthese ist teilweise in Schema A oben gezeigt.
-
Schritt 1: Herstellung
von N-(tert-Butoxycarbonyl)-3-brompropylamin (das heißt Verbindung
4 worin R1 für -(CH2)3- steht, R2 für Wasserstoff
steht, R11 für BOC steht und Z1 für Brom steht)
-
3-Brompropylaminhydrobromid
(100 g, 457 mmol) wird in 1,6 l wasserfreiem THF suspendiert. Dieses Gemisch
wird in einem Eiswasserbad auf 0°C
gekühlt
und kräftig
gerührt,
während
190 ml Triethylamin zugegeben werden. Zu diesem Gemisch wird tropfenweise
tert-Butoxycarbonylanhydrid (112,6 g, 516 mmol) in 200 ml THF gegeben.
Das Eisbad kann sich auf Umgebungstemperatur erwärmen und das Gemisch wird über Nacht
gerührt
wonach eine TLC die Vollständigkeit
der Reaktion anzeigt. Das Gemisch wird dann filtriert und das Filtrat
wird unter Vakuum konzentriert. Das übrige Öl wird mit 1500 ml Hexan verdünnt und
für 3 Tage
bei –20°C gelagert.
Das Gemisch wird dann dekantiert und der restliche Feststoff wird
unter Vakuum unter Bildung von 101 g (94% Ausbeute) des Titelzwischenprodukts
als kristalliner weißer
Feststoff getrocknet.
1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 1,35–1,39 (s, 9H), 1,91–1,95 (m,
2H), 2,99–3,04
(t, 2H), 3,43–3,52
(t, 2H), 6,95–6,99
(t, 1 H).
-
Schritt 2: Herstellung
von Ethyl-(Z)-2-(2-Triphenylmethylaminothiazol-4-yl)-2-(3-N-BOC-aminopropoxyimino)acetat
(das heißt
der Ethylester der Verbindung 5a worin R1 für -(CH2)3- steht, R2 für
Wasserstoff steht, R9 für Triphenylmethyl steht, R11 für
BOC steht und A für
Wasserstoff steht)
-
Ethyl-(Z)-2-(2-triphenylmethylamino)thiazol-4-yl)-2-(hydroxyimino)acetathydrochlorid
(100 g, 202,4 mmol) wird in 700 ml wasserfreiem DMF gelöst. Zu diesem
gerührten
Gemisch wird Cäsiumcarbonat
(230,8 g, 708,5 mmol) gefolgt von Tetrabutylammoniumiodid (18,7
g, 50,6 mmol) gegeben. N-Boc-3-Brompropylamin (50,6
g, 212,5 mmol) in DMF (100 ml) wird dann tropfenweise über 30 Minuten
zugegeben. Das Gemisch wird für
zwei Stunden gerührt
wonach eine HPLC die Vollständigkeit
der Reaktion anzeigt. Das Gemisch wird dann filtriert und der Filterkuchen
wird mit 200 ml DMF gewaschen. Das Filtrat wird in 2 l Ethylacetat
rückgelöst und mit
700 ml an 1 N HCl, gefolgt von 700 ml gesättigtem wässrigem Natriumbicarbonat und
schließlich
500 ml Kochsalzlösung
gewaschen. Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet,
filtriert und unter Vakuum konzentriert. Das restliche Öl wird in
250 ml siedendem Ethanol gelöst
und in einen Becher gegossen. Nachdem das Material vollständig abgekühlt ist,
wird der restliche lehmartige Feststoff in einen Büchnertrichter gegeben
und mit 50 ml Ethanol gewaschen, der vorher auf –20°C gekühlt wurde (Anmerkung: Das Produkt
ist leicht löslich
in Ethanol und die Verwendung von größeren Mengen kann die Gesamtausbeute
des schließlichen
Produkts verringern). Nach dem Lufttrocknen wird der restliche Feststoff
in einem Mörser
mit einem Stößel zu einem
feinen Pulver vermahlen und unter Vakuum unter Bildung von 117 g
(94% Ausbeute) des Titelzwischenprodukts als feines nicht ganz weißes Pulver
getrocknet.
1H NMR (DMSO-d6,
300 MHz): δ 1,01–1,1 (t,
3H), 1,31 (s, 9H), 1,60–1,70
(t, 2H), 2,94–2,99
(m, 2H), 3,95–4,04 (m,
4H), 6,77–6,81
(t, 1H), 6,95 (s, 1H), 7,16–7,38
(m, 15H), 8,80 (s, 1H).
MS m/z: 615,4 [M + H]+.
-
Schritt 3: Herstellung
von (Z)-2-(2-Triphenylmethylaminothiazol-4-yl)-2-(3-N-BOC-aminopropoxyimino)acetat (das
heißt
Verbindung 5a, worin R1 für -(CH2)3- steht, R2 für
Wasserstoff steht, R9 für Triphenylmethyl steht, R11 für
BOC steht und A für
Wasserstoff steht)
-
Der
Ethylester von Schritt 2 oben (84,2 g, 137 mmol) wird in 400 ml
wasserfreiem Ethanol suspendiert und in einem Ölbad auf 80°C unter Rühren erhitzt. Nachdem das gesamte
Material gelöst
ist, wird Kaliumhydroxid (23,1 g, 411 mmol) in 150 ml Ethanol tropfenweise
zu der Lösung über 20 Minuten
gegeben. Ein Niederschlag beginnt sich 10 Minuten nachdem die Zugabe
der Base vollständig
ist zu bilden und innerhalb von weiteren 10 Minuten wird das Gemisch
fest. Das Gemisch wird aus dem Ölbad
entfernt und in einem Eisbad gekühlt.
Ethylacetat und Wasser werden zu dem gekühlten Gemisch gegeben, das
dann in einen Trenntrichter gegossen wird. Das Gemisch wird mit
1 N Phosphorsäure
gewaschen, wobei sich ein weißer
Feststoff bildet (Anmerkung: Das Waschen des Produkts mit einer
stärkeren
Säure,
wie 1 N HCl führt
zu einer Zersetzung des Produkts). Dann wird Wasser zu dem Trenntrichter
zum Lösen
des Feststoffs gegeben und die organische Phase wird dann mit gesättigtem
wässrigem
Natriumbicarbonat und mit Kochsalzlösung gewaschen. Die organische
Phase wird über
Natriumsulfat getrocknet, filtriert und unter Vakuum unter Bildung
des Titelzwischenprodukts (80 g, 99% Ausbeute) als dunkelbrauner
Feststoff konzentriert.
-
Schritt 4: Herstellung
von (Z)-2-(2-Triphenylmethylamino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-N-BOC-aminopropoxyimino)acetat
(das heißt
Verbindung 5b, worin R1 für -(CH2)3- steht, R2 für
Wasserstoff steht, R9 für Triphenylmethyl steht, R11 für
BOC steht und A für
Chlor steht)
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 3 oben (10 g, 17,4 mmol) wird in 70
ml Chloroform gelöst
und gerührt,
während
festes N-Chlorsuccinimid (2,28 g, 17,04 mmol) zugegeben wird (Anmerkung:
Die Experimente zeigen, dass überschüssiges NCS
unerwünschte
Nebenprodukte erzeugen kann). Das Gemisch wird über Nacht gerührt (Minimum
15 Stunden) wonach eine HPLC die Vollständigkeit der Reaktion anzeigt.
Das Gemisch wird dann unter Vakuum konzentriert und der Rückstand
wird in einer minimalen Menge DMF gelöst. Dieses Gemisch wird zu
kräftig
gerührtem
Wasser unter Bildung eines Niederschlags gegeben, der dann durch Filtration
gesammelt wird. Der Feststoff wird unter Bildung von 9,5 g (90 Ausbeute)
des Titelzwischenprodukts als hellbrauner Feststoff luftgetrocknet.
Die 1H NMR zeigt nur eine kleine Menge an
verbleibendem Succinimid (Anmerkung: Die Isolierung des chlorierten
Produkts ist zur erfolgreichen Kupplung im nächsten Schritt nicht notwendig,
aber die Experimente zeigen, dass restliches Succinimid mit folgender
Pyridinabspaltung wechselwirken kann). Alternativ dazu wird nach
der Vollständigkeit
der Chlorierungsreaktion das Reaktionsgemisch mit Wasser (3×) und Kochsalzlösung gewaschen
und dann über
wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Diese Lösung wird dann filtriert und
unter Vakuum unter Bildung des Titelzwischenprodukts (90%) als hellbrauner
Feststoff konzentriert.
1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 1,37 (s, 9H), 1,63–1,74 (t,
2H), 2,94–2,99
(m, 2H), 3,97–4,05
(t, 2H), 6,80–6,85 (t,
1H), 7,18–7,41
(m, 15H), 8,97 (s, 1H).
MS m/z 621,3 [M + H]+.
-
Schritt 5: Herstellung
von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Triphenylmethylamino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-N-BOC-aminopropoxyimino)acetamido]-3-chlormethyl-3-cephem-4-carboxylat-p-methoxybenzylester
(das heißt
Verbindung 7, worin R1 für -(CH2)3- steht, R2 für Wasserstoff
steht, R9 für Triphenylmethyl steht, R11 für
BOC steht und R12 für p-Methoxybenzyl steht)
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 4 (0,62 g, 1 mmol) wird in 6 ml wasserfreiem
THF gelöst
und zu diesem Gemisch werden 0,34 g (0,83 mmol) an 7-Amino-3-chlormethylcephalosporansäure-p-methoxybenzylesterhydrochlorid
(das heißt
Verbindung 6 worin R12 für PMB steht, die von Otsuka,
Japan erhalten werden kann) in 4 ml wasserfreiem THF gegeben. Das
entstehende Gemisch wird unter Stickstoff gerührt und auf –35°C gekühlt. Zu
diesem gekühlten
Gemisch wird Diisopropylethylamin (0,52 ml, 3 mmol) gefolgt von
Phosphoroxychlorid (0,11 ml, 1,2 mmol) gegeben. Dieses Gemisch wird
bei –20°C für 30 Minuten
gerührt
und dann mit nassem THF gestoppt und mit Ethylacetat verdünnt. Dieses
Gemisch wird mit Wasser, 1 N HCl und Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat
getrocknet, filtriert und unter Bildung von 0,88 g (100% Ausbeute)
des Titelzwischenprodukts als braun-roter Feststoff konzentriert.
Eine 1H NMR zeigt keine unerwünschte Isomerisierung
und kein restliches Succinimid.
1H
NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 1,37 (s, 9H), 1,63–1,74 (t,
2H), 2,94–2,99
(m, 2H), 3,4–3,74
(q, 2H), 3,75 (s, 3H), 3,97–4,05
(t, 2H), 4,40–4,59
(q, 2H), 5,11–5,25
(m, 3H), 5,49–5,54
(m, 1H), 6,75–6,81
(t, 1H), 6,90–6,96 (d,
2H), 7,18–7,41
(m, 17H), 8,97 (sl 1H), 9,41–9,44
(d, 1 H).
MS m/z 972,0 [M + H]+.
(Anmerkung:
Die Experimente zeigen dass DIPEA eine Isomerisierung erzeugt, wenn
die obige Reaktion im größeren Maßstab ausgeführt wird.
Ein modifiziertes Verfahren, das 2,4,6-Collidin als Base verwendet
und dann die Temperatur bei –35°C für den gesamten
Reaktionsverlauf, etwa 10 Minuten, aufrecht erhält, vermeidet dieses Problem.
-
Schritt 6: Herstellung
von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Triphenylmethylamino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-N-BOC-aminopropoxyimino)acetamido]-3-[(1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-p-methoxybenzylester
(das heißt
Verbindung 8 worin R1 für -(CH2)3- steht, R2 für Wasserstoff
steht, R9 für Triphenylmethyl steht, R11 für
BOC steht, R12 für p-Methoxybenzyl steht und
m für 0
steht.
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 5 (500 mg, 0,514 mmol) wird in 2 ml
wasserfreiem Aceton gelöst
und mittels einer Folie vor Licht geschützt. Die Lösung wird unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt und
77 mg (0,514 mmol) Natriumiodid werden zugegeben und das entstehende
Gemisch wird für
1 Stund gerührt.
Pyridin (63 μl,
0,772 mmol) wird zugegeben und nach 90 Minuten wird das Gemisch
zu 25 ml Ethylether gegeben. Dieses Gemisch wird zentrifugiert und
das entstehende Pellet wird mit Ethylether gewaschen und wieder
zentrifugiert. Der Ether wird dekantiert und das Pellet wird unter
Vakuum unter Bildung einer quantitativen Ausbeute des Titelzwischenprodukts
als hellbrauner Feststoff getrocknet, der ohne weitere Reinigung
verwendet wird.
1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 1,37 (s, 9H), 1,63–1,74 (t,
2H), 2,94–2,99
(m, 2H), 3,3–3,50
(q, 2H), 3,4–3,74 (q,
2H), 3,75 (s, 3H), 3,97–4,05
(t, 2H), 5,10–5,12
(d, 1H), 5,21 (s, 2H), 5,50–5,55
(m, 1H), 5,6 (s, 2H), 6,75–6,81
(t, 1H), 6,90–6,96
(d, 2H), 7,18–7,41
(m, 17H), 8,16–8,21
(t, 2H), 8,61–8,70
(t, 1H), 8,96 (s, 1H), 8,98–9,02
(d, 2H), 9,41–9,44
(d, 1H).
MS m/z 1014,2 [M + H]+.
-
Schritt 7: Herstellung
von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-aminopropoxyimino)acetamido]-3-[(1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
(das heißt
Verbindung 2, worin R1 für -(CH2)3 steht, R2 für Wasserstoff
steht und m für
0 steht)
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 6 (14,4 g) wird in einem 1:1 Gemisch
aus Trifluoressigsäure
und Dichlormethan (120 ml) gelöst.
Zu diesem gerührten
Gemisch werden 6,2 ml Anisol gegeben und das entstehende Gemisch
wird für
3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.
Das Gemisch wird dann konzentriert und der Rückstand wird in Ethylacetat
gelöst
und mit Wasser extrahiert. Die Wasserphasen werden lyophilisiert
und das entstehende Pulver wird in Wasser gelöst und mittels präparativer
Umkehrphasen HPLC gereinigt. Die entstehende gereinigte wässrige Lösung wird
dann unter Bildung von 3,3 g (30 Ausbeute) des Titelzwischenprodukts
lyophilisiert.
1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 1,80–1,97 (t, 2H), 2,79–2,92 (m,
2H), 3,29–3,57
(q, 2H), 4,02–4,15
(t, 2H), 5,15–5,19
(d, 1H), 5,41–5,63
(q, 2H), 5,83–5,92
(m, 1H), 7,39 (s, 2H), 7,77 (s, 3H), 8,17–8,22 (t, 2H), 8,60–8,70 (t,
1H), 9,0–9,08
(d, 2H), 9,59–9,62
(d, 1H).
MS m/z 553,1 [M + H]+.
(Anmerkung:
Die obige Reaktion kann auch mittels Triethylsilan an Stelle von
Anisol ausgeführt
werden. Zusätzlich
kann das Produkt mittels Ethyletherbehandlung isoliert werden).
-
Beispiel B
-
Synthese von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-aminopropoxyimino)acetamido]-3-[(2,3-cyclopenten-1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
-
Mittels
des in Beispiel A beschriebenen Verfahrens und der Verwendung von
2,3-Cyclopentenpyridin (erhalten von Koei, Japan) anstelle von Pyridin
in Schritt 6, wird das Titelzwischenprodukt erhalten.
1H NMR (DMSO-d6,
300 MHz): δ 1,82–1,947 (t,
2H), 2,18–2,29
(m, 2H), 2,40–2,58
(m, 2H), 2,81–2,95
(m, 2H), 3,09–3,17
(t, 2H), 3,21–3,30
(t, 2H), 4,10–4,19
(t, 2H), 5,15–5,19
(d, 1H), 5,40–5,61
(q, 2H), 5,83–5,92
(m, 1H), 7,39 (s, 2H), 7,77 (s, 3H), 7,89–7,96 (t, 2H), 8,42–8,48 (d,
1H), 8,62–8,69
(d, 1H), 9,60–9,63
(d, 1H).
MS m/z 592,5 [M + H]+.
-
Beispiel C
-
Synthese von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(6-aminohexoxyimino)acetamido]-3-[(1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
-
Mittels
des in Beispiel A beschriebenen Verfahrens und der Verwendung von
N-BOC-6-Iodhexylamin anstelle
von N-BOC-3-Brompropylamin in Schritt 2 (und Eliminierung des Tetrabutylammoniumiodids)
wird das Titelzwischenprodukt erhalten.
1H
NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ 1,2 ppm (bs, 4H), 1,3 ppm (m,
2H), 1,5 ppm (m, 2H), 2,7 ppm (m, 2H), 3,3 ppm (dd, 2H), 4,0 ppm
(t, 3H), 5,1 ppm (d, 1H), 5,5 ppm (dd, 2H), 5,8 ppm (dd, 1H), 7,25
ppm (bs, 2H), 7,6 ppm (bs, 3H), 8,2 ppm (dd, 2H), 8,6 ppm (dd, 1H),
9 ppm (dd, 2H), 9,5 ppm (d, 1H).
MS m/z 594,3 (M+).
-
Beispiel D
-
Synthese von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(2-(2-aminoethoxy)ethoxyimino)acetamido]-3-[(1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
-
Das
Verfahren von Beispiel A wird mit der Ausnahme verwendet, dass das
folgende Verfahren anstelle von Schritt 2 verwendet wird:
-
Schritt 2: Herstellung
von Ethyl-(Z)-2-(2-Triphenylmethylaminothiazol-4-yl)-2-[2-(2-N-BOC-aminoethyl)ethoxyimino]acetat
(das heißt
Ethylester der Verbindung 5a, worin R1 für -(CH2)2-O-(CH2)2- steht, R2 für
Wasserstoff steht, R9 für Triphenylmethyl steht, R11 für
BOC steht und A für
Wasserstoff steht)
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 1 in Beispiel A (42,5 g, 86 mmol) wird
zu einer gerührten
Suspension aus N-BOC-2-(2-iodethoxy)ethylamin (28,5 g, 90 mmol)
(hergestellt in drei Schritten aus 2-(2-Hydroxyethoxy)ethanol, das heißt (i) BOC2O, KOH, (ii) MsCl, Et3N
und (iii) NaI) und Cäsiumcarbonat
(84,1 g, 258 mmol) in DMF (300 ml) gegeben. Die Suspension wird
für 16
h bei Raumtemperatur gerührt,
wonach eine HPLC die Vollständigkeit
der Reaktion anzeigt. Das Reaktionsgemisch wird dann filtriert und
der Filterkuchen wird mit DMF (100 ml) gewaschen. Das Filtrat wird
mit Ethylacetat (1 l) verdünnt
und mit Wasser (300 ml), 1 N HCl (200 ml), gesättigtem wässrigem Natriumbicarbonat (200
ml) und Kochsalzlösung
(200 ml) gewaschen. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet,
filtriert und im Vakuum konzentriert. Der Rückstand wird durch Blitzchromatographie
(Ethylacetat:Hexan 1:1) unter Bildung von 49,7 g (90% Ausbeute)
des Titelzwischenprodukts als nicht ganz weißer Feststoff gereinigt.
1H NMR (DMSO-d6,
300 MHz) δ 2,96
(s, breit, 2H), 3,20–3,55
(q, 2H), 3,59 (t, 2H), 3,70 (t, 2H), 4,19 (t, 2H), 5,13 (d, 1H),
5,31–5,64
(q, 2H), 5,80 (dd, 1 H), 7,40 (s, 2H), 7,87 (s, breit, 3H), 8,20
(t, 2H), 8,64 (t, 1H), 9,23 (d, 2H), 9,55 (d, 1H).
MS m/z 503,1
[M – Pyridin]+.
-
Beispiel E
-
Synthese von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(4-aminomethylbenzyloxyimino)acetamido]-3-[(1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
-
Mittels
den in Beispiel A und Schritt 2 von Beispiel D beschriebenen Verfahren
und unter Verwendung von N-BOC-4-(Iodmethyl)benzylamin (hergestellt
in vier Schritten aus 4-(Aminomethyl)benzoesäure, das heißt (i) BOC2O, KOH, (ii) LiAlH4,
(iii) MSCl, Et3N und (iv) NaI) anstelle
von N-BOC-2-(2-Iodethoxy)ethylamin-3-brompropylaminhydrobromid
in Schritt 2, wird das Titelzwischenprodukt erhalten.
1H NMR (DMSO-d6,
300 MHz): δ 3,18–3,59 (q,
2H), 4,00 (s, breit, 2H), 5,13 (s, 2H), 5,15 (d, 2H), 5,40–5,64 (q, 2H),
5,85 (dd, 1H), 7,38–7,43
(m, 6H), 8,19–8,23
(m, 4H), 8,64 (t, 1H), 9,17 (d, 2H), 9,71 (d, 1H).
MS m/z 614,1
[M + H]+, 535,1 [M – Pyridin]+.
-
Beispiel F (vergleichend)
-
Synthese von (7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(3-aminopropoxyimino)acetamido]-3-[(1-pyridinio)methyl]-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoressigsäuresalz
-
Durch
Eliminierung von Schritt 4 in Beispiel A oben wird das Des-chlorderivat
des Zwischenprodukts von Beispiel A hergestellt.
1H
NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ: 1,75–1,82 (t, 2H), 2,67–2,82 (m,
2H), 3,25–3,61
(q, 2H), 3,98–4,09
(t, 2H), 5,13–5,17
(d, 1H), 5,38–5,58
(q, 2H), 5,79–5,85
(m, 1H), 6,62 (s, 1H), 7,15–7,25
(s, breit, 2H), 7,60–7,75
(s, breit, 3H), 8,16–8,19
(t, 2H), 8,58–8,63
(t, 1H), 8,95–9,01
(d, 2H), 9,57–9,60
(d, 1H).
MS m/z 518,6 [M + H]+.
-
Beispiel G
-
Synthese von Vancomycin-3-(aminooxy)propylamid
-
Schritt 1: Herstellung
von N-(3-Aminopropoxy)phthalimid
-
N-(tert-Butoxycarbonyl)-3-brompropylamin
(aus Schritt A in Beispiel A oben) (9,58 g, 40,23 mmol) und N-Hydroxyphthalimid
(6,36 g, 39 mmol) werden in 70 ml wasserfreiem DMF gelöst. Zu dieser
Lösung
wird Diisopropylethylamin (7,01 ml, 40,23 mmol) gegeben, wobei sich
eine tiefrote Farbe bildet. Die Reaktion wird bei Raumtemperatur
für 16
Stunden gerührt,
wonach das Reaktionsgemisch in 500 ml Diethylether gegossen wird. Der
entstehende weiße
Niederschlag wird abfiltriert und verworfen. Die organische Lösung wird
mit 2 × 200
ml gesättigtem
Natriumbicarbonat und 2 × 200
ml Wasser gewaschen. Die organische Lösung wird über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und unter Bildung eines weißen Feststoffs
konzentriert. Dieser Feststoff wird dann in 50 ml DCM und 50 ml
TFA gelöst.
Nach dem Rühren
für 1 Stunde
wird diese Lösung
in 300 ml Diethylether gegossen. Der entstehende Niederschlag wird
filtriert, mit Diethylether gewaschen und unter Vakuum unter Bildung
des Titelzwischenprodukts als Trifluoressigsäuresalz getrocknet.
1H NMR (DMSO-d6,
300 MHz): δ 1,90
(2H, qn), 2,95 (2H, t), 4,18 (2H, t), 7,79 (4H, s), 7,92 (3H, breites
s).
-
Schritt 2: Herstellung
von Vancomycin-3-(phthalimidooxy)propylamid
-
Vancomycinhydrochlorid
(10,0 g, 6,74 mmol) und das Zwischenprodukt von Schritt 1 (2,70
g, 8,09 mmol) werden in 100 ml wasserfreiem DMF aufgeschlämmt. Diisopropylethylamin
(4,70 ml, 26,98 mmol) wird zugegeben und das entstehende Gemisch
wird bei Raumtemperatur für
10 Minuten gerührt.
Eine Lösung
aus PyBOP (5,61 g, 10,78 mmol) und HOAt (1,65 g, 10,78 mmol) in
DMF (20 ml) wird dann zugegeben und die Reaktion wird bei Raumtemperatur
gerührt.
Nach 1 Stunde wird das Reaktionsgemisch zu Diethylether (500 ml)
gegeben. Der entstehende Niederschlag wird filtriert, mit Diethylether
gewaschen und unter Vakuum unter Bildung des Titelzwischenprodukts
als nicht ganz weißer
Feststoff getrocknet.
MS m/z = 1651,8 (M + H)+.
-
Schritt 3: Herstellung
von Vancomycin-3-(aminooxy)propylamid
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 2 (11,2 g, 6,74 mmol) wird in 80 ml
wasserfreiem DMF aufgeschämmt
und Hydrazinmonohydrat (0,65 ml, 13,48 mmol) wird zugegeben. Die
Reaktion wird bei Raumtemperatur für 4,5 Stunden gerührt und
dann wird 1 ml Trifluoressigsäure
zu dem Reaktionsgemisch, gefolgt von 300 ml Diethylether gegeben.
Nach dem starken Rühren
wird der entstehende Niederschlag filtriert, mit Diethylether gewaschen
und unter Vakuum getrocknet. Die Titelverbindung wird durch Umkehrphasen
HPLC mittels eines Wasser/Methanolgradienten unter Bildung des Zwischenprodukts
als lyophilisiertes Pulver gereinigt.
MS m/z = 1522,9 (M +
H)+.
-
Beispiel H
-
Synthese von (7R)-7-[2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-oxoacetamido]-3-(1-pyridinio)methyl-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoracetat
-
Schritt 1: Herstellung
von Ethyl-2-(2-formylamino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-oxoacetat
-
Ethyl-2-(formylaminothiazol-4-yl)-2-oxoacetat
(9,1 g, 39,87 mmol) (erhalten von Aldrich, Milwaukee, WI) wird in
50 ml wasserfreiem DMF aufgeschlämmt.
N-Chlorsuccinimid (5,6 g, 41,86 mmol) wird als Feststoff zugegeben
und die Suspension wird bei Raumtemperatur gerührt. Nach 18 Stunden wird das
Reaktionsgemisch in 500 ml Wasser gegossen. Der entstehende weiße Niederschlag
wird filtriert, mit Wasser gewaschen und unter Bildung des Titelzwischenprodukts
als weißer
Feststoff luftgetrocknet.
1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ = 1,2 (t, 3H), 4,3 (q, 2H),
8,55 (s, 1H).
-
Schritt 2: Herstellung
von 2-(2-Formylamino-5-chlorothiazol-4-yl)-2-oxoessigsäure
-
Zu
dem Zwischenprodukt von Schritt 1 (3,6 g, 13,7 mmol) wird 1 M NaOH
(30 ml, 30 mmol) gegeben. Die entstehende Suspension wird bei Raumtemperatur
für 2 Stunden
gerührt
(zu dieser Zeit wird die Lösung klar)
und 1 M HCl (30 ml, 30 mmol) wird dann zugegeben, gefolgt von 100
ml Wasser. Nach kräftigem
Rühren wird
der entstehende Niederschlag filtriert, mit einer minimalen Menge
an kaltem Wasser gewaschen und unter Bildung des Titelzwischenprodukts
als nicht ganz weißer
Feststoff luftgetrocknet.
1H NMR (DMSO-d6, 300 MHz): δ = 8,5 (s, 1 H).
-
Schritt 3: Herstellung
von (7R)-7-[(2-(2-Formylamino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-oxoacetamido]-3-chlormethyl-3-cephem-4-carboxylat-p-methoxybenzylester
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 2 (1,03 g, 4,37 mmol), 7-Amino-3-chlormethylcephalosporansäure-p-methoxybenzylesterhydrochlorid
(1,95 g, 4,81 mmol) und HOAt (0,74 g, 4,81 mmol) werden in 15 ml
wasserfreiem DMF aufgeschlämmt.
Das Reaktionsgefäß wird mit
Stickstoff gewaschen und dann mit einem externen Eisbad auf 0°C gekühlt. 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimidhydrochlorid
(0,92 g, 4,81 mmol) wird zu dem kalten Reaktionsgemisch gegeben,
gefolgt von 2,4,6-Collidin (0,64 ml, 4,81 mmol). Die Reaktion wird
bei 0°C
für 2 Stunden
gerührt
und dann in 200 ml an 0,5 M HCl gegossen. Der entstehende Niederschlag wird
filtriert, mit Wasser gewaschen und unter Bildung des Titelzwischenprodukts
als roter Feststoff luftgetrocknet. Die Verbindung wird ohne weitere
Reinigung verwendet.
MS m/z = 6,7 (M + Na)+.
-
Schritt 4: Herstellung
von (7R)-7-[2-(2-Formylamino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-oxoacetamido]-3-(1-pyridinio)methyl-3-cephem-4-carboxylat-p-methoxybenzylester
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 3 (2,5 g, 4,27 mmol) und Natriumiodid
(0,64 g, 4,27 mmol) werden in Aceton gelöst und mittels einer Folie
vor Licht geschützt.
Die Reaktion wird für
10 Minuten gerührt
und dann wird Pyridin (0,42 ml, 5,12 mmol) zugegeben. Die Reaktion
wird dann bei Raumtemperatur für
1 Stunde gerührt und
dann werden 300 ml Wasser zugegeben. Der entstehende Niederschlag
wird filtriert, mit Wasser gewaschen und unter Bildung eines roten
Feststoffs luftgetrocknet. Dieser Feststoff wird auf Umkehrphasen
HPLC gereinigt und die entstehende wässrige Lösung wird unter Bildung des
Titelzwischenprodukts als lyophilisiertes Pulver lyophilisiert.
MS
m/z = 628,1 (M)+.
-
Schritt 5: Herstellung
von (7R)-7-[2-(2-Amino-5-chlorothiazol-4-yl)-2-oxoacetamido]-3-(1-pyridinio)methyl-3-cephem-4-carboxylat-bis-trifluoracetat
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 4 (0,11 g, 0,18 mmol) wird in 5 ml Methanol
gelöst
und konzentrierte wässrige
Chlorwasserstoffsäure
(0,5 ml) wird zugegeben. Die entstehende Lösung wird bei Raumtemperatur für 1,5 Stunden
gerührt.
Das Methanol wird unter Vakuum entfernt und Acetonitril (10 ml)
wird zugegeben. Die Lösung
wird dann im Vakuum konzentriert und zu dem Rückstand werden DCM (2 ml) und
TFA (2 ml) gegeben und das entstehende Gemisch wird bei Raumtemperatur
für 1,5
Stunden gerührt.
Diethylether (50 ml) wird dann zugegeben und das Titelzwischenprodukt
wird durch Zentrifugation isoliert. Dieses Zwischenprodukt wird ohne
weitere Reinigung verwendet.
MS m/z = 479,9 (M)+.
-
Beispiel 1
-
Synthese der Verbindung
13 worin R1 für -(CH2)3- steht, R2, R5, R6 und R8 für
Wasserstoff stehen, R4 für Hydroxy steht, R7 für Methyl
steht, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht
-
Schritt 1: Herstellung
von (Z)-2-(2-Amino-5-chlorthiazol-4-yl)-2-(3-aminopropoxyimino)acetat
-
Das
Zwischenprodukt von Schritt 4 in Beispiel A (0,75 g, 1,21 mmol)
wird in 5 ml DCM und 5 ml Trifluoressigsäure gelöst. Nach 1 Stunde Rühren bei
Raumtemperatur werden 100 ml Diethylether zugegeben. Der entstehende
Niederschlag wird filtriert, mit Diethylether gewaschen und unter
Vakuum unter Bildung des Titelzwischenprodukts als brauner Feststoff
getrocknet.
-
Schritt 2: Herstellung
der Verbindung 13 worin R1 für -(CH2)3- steht, R2, R5, R6 und
R8 für
Wasserstoff stehen, R1 für Hydroxy steht, R7 für Methyl
steht, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht
-
Vancomycinhydrochlorid
(1,3 g, 0,88 mmol) und HOAt (0,14 g, 0,088 mmol) werden in 3,5 ml
wasserfreiem DMSO aufgeschlämmt.
Eine Lösung
aus PyBOP (0,46 g, 0,88 mmol) in 3,5 ml wasserfreiem DMF wird zugegeben,
gefolgt von DIPEA (154 μl,
0,88 mmol). Nach dem Rühren
für 20
Minuten wird eine Lösung
des Zwischenprodukts von Schritt 1 (0,22 g, 0,44 mmol) in 1 ml DMF
zugegeben, gefolgt von der schnellen Zugabe von DIEA (0,545 ml,
3,08 mmol). Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur für 1 Stunde
gerührt,
dann werden 0,5 ml Trifluoressigsäure zugegeben, gefolgt von
der schnellen Zugabe von 100 ml Et2O. Der
entstehende Niederschlag wird filtriert, mit Et2O
gewaschen und im Vaku um getrocknet. Das rohe Produkt wird durch Umkehrphasen
HPLC gereinigt und die entstehende wässrige Lösung wird unter Bildung des
Titelzwischenprodukts als lyophilisiertes Pulver lyophilisiert.
MS
m/z = 1711,0 (M + H)+.
-
Beispiel 1
-
Synthese einer Verbindung
der Formel I, worin R1 für -(CH2)3 steht, R2, R5, R5 und R8 für
Wasserstoff stehen, R4 für Hydroxy stehen, R7 für
Methyl stehen, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht (Verbindung 1 in Tabelle I)
-
Vancomycinhydrochlorid
(4,2 g, 2,8 mmol) wird in 40 ml DMSO gelöst. Zu dieser Lösung wird
eine Lösung
aus PyBOP (1,3 g, 2,6 mmol) und HOAT (0,35 g, 2,6 mmol) in 40 ml
DMF, gefolgt von 0,98 ml (5,68 mmol) Diisopropylethylamin gegeben.
Dieses Gemisch wird bei Raumtemperatur für 30 Minuten gerührt und
dann mit 0,44 ml (5,7 mmol) Trifluoressigsäure gestoppt. Das Gemisch wird
dann auf 0°C
gekühlt
und eine Lösung
des Zwischenprodukts von Beispiel A oben (1 ,3 g, 2,6 mmol) in 20
ml DMF bei 0°C
wird zugegeben, gefolgt von 1,5 ml (11,4 mmol) an 2,4,6-Collidin.
Das Gemisch wird bei 0°C
für vier
Stunden gehalten und dann mit 1,1 ml Trifluoressigsäure gestoppt.
Dieses Gemisch wird dann unter Bildung eines Niederschlags zu Ethylether
gegeben, zentrifugiert, mit Ether gewaschen, dekantiert und unter
Vakuum getrocknet. Das entstehende Pulver wird in Wasser gelöst und mittels
einer präparativen
HPLC gereinigt. Die das gewünschte
Produkt enthaltenden Fraktionen werden unter Bildung des Tritrifluoressigsäuresalzes
der Titelverbindung lyophilisiert. Das Anion des Salzes wird dann
mittels eines Amberlyteharzes unter Bildung des Trihydrochloridsalzes
der Titelverbindung (1,4 g, 27% Ausbeute) als weißes Pulver
ausgetauscht.
MS m/z 953,3 [[M + H]+-Pyridin]/2.
992,0 [M + H]+/2.
-
Zusätzlich werden
oder wurden die in Tabelle 1 gezeigten Verbindungen 2–30 mittels
der Verfahren von Beispiel A und Beispiel 1 unter Verwendung der
folgenden substituierten Pyridine an Stelle von Pyridin in Schritt
6 von Beispiel A hergestellt:
-
Beispiel 2 2-Picolin
-
Beispiel 3 3-Picolin
-
Beispiel 4 4-Picolin
-
Beispiel 5 2-Methoxypyridin
-
Beispiel 6 3-Methoxypyridin
-
Beispiel 7 4-Methoxypyridin
-
Beispiel 8 2-Thiomethoxypyridin
-
Beispiel 9 3-Thiomethoxypyridin
-
Beispiel 10 4-Thiomethoxypyridin
-
Beispiel 11 2-Fluorpyridin
-
Beispiel 12 3-Fluorpyridin
-
Beispiel 13 4-Fluorpyridin
-
Beispiel 14 2-Chlorpyridin
-
Beispiel 15 3-Chlorpyridin
-
Beispiel 16 4-Chlorpyridin
-
Beispiel 17 2-Phenylpyridin
-
Beispiel 18 3-Phenylpyridin
-
Beispiel 19 4-Phenylpyridin
-
Beispie1 20 4-Cyclopropylpyridin
-
Beispiel 21 4-(Carboxythiomethoxy)pyridin
-
Beispiel 22 Isonicotinamid
-
Beispiel 23 2,3-Lutidin
-
Beispiel 24 3,4-Lutidin
-
Beispiel 25 3,5-Lutidin
-
Beispiel 26 3,4-Dimethoxypyridin
-
Beispiel 27 4-Methoxy-3-methylpyridin
-
Beispiel 28 4-Fluor-3-methoxypyridin
-
Beispiel 29 2,3-Cyclohexenpyridin
-
Beispiel 30 2,3-Cyclopentenpyridin
-
Die
oben substituierten Pyridine werden entweder kommerziell erhalten
oder können
gemäß Literaturverfahren
hergestellt werden.
-
Beispiel 31
-
Synthese einer Verbindung
der Formel I, worin R1 für -(CH2)6 steht, R2, R5, R6 und R8 für
Wasserstoff stehen, R4 für Hydroxy steht, R1 für Methyl
steht, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht (Verbindung 31 in Tabelle I)
-
Mittels
des Verfahrens von Beispiel 1 und unter Verwendung des Zwischenprodukts
von Beispiel C anstelle des Zwischenprodukts von Beispiel A, wird
die Titelverbindung hergestellt.
MS m/z 2026,5 (M+).
-
Beispiel 32
-
Synthese einer Verbindung
der Formel I, worin R1 für -(CH2)2-O-(CH2)2 steht, R2, R5, R6 und R8 für
Wasserstoff stehen, R4 für Hydroxy steht, R1 für Methyl
steht, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht (Verbindung 32 in Tabelle I)
-
Mittels
des Verfahrens von Beispiel 1 und unter Verwendung des Zwischenprodukts
von Beispiel D anstelle des Zwischenprodukts von Beispiel A, wird
die Titelverbindung hergestellt.
MS m/z 967,9 [(M-Pyridin)/2]+.
-
Beispiel 33
-
Synthese einer Verbindung
der Formel I, worin R1 für -CH2-1,4-Ph-CH2- steht, R2, R5, R6 und R8 für
Wasserstoff stehen, R4 für Hydroxy steht, R7 für Methyl
steht, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht
-
(Verbindung 33 in Tabelle
I)
-
Mittels
des Verfahrens von Beispiel 1 und unter Verwendung des Zwischenprodukts
von Beispiel E anstelle des Zwischenprodukts von Beispiel A, wird
die Titelverbindung hergestellt.
MS m/z 1967,0 [M + H]+, 984,2 [(M – Pyridin)/2]+.
-
Beispiel 34 (vergleichend)
-
Synthese einer des-Chlorverbindung
der Formel I, worin R1 für -(CH2)3- steht, R2, R5, R6 und R5 für
Wasserstoff stehen, R4 für Hydroxy steht, R7 für Methyl
steht, X1 und X2 für Chlor
stehen und m für
0 steht
-
(Verbindung 34)
-
Mittels
des Verfahrens von Beispiel 1 und unter Verwendung des Des-Chlorcephalosporinzwischenprodukts
von Beispiel F anstelle des Zwischenprodukts von Beispiel A, wird
die Titelverbindung hergestellt.
MS m/z 935,3 [[M + H]+ – Pyridin)/2,
974,9 [M + H]+/2.
-
Beispiel 35
-
Bestimmung der minimalen
Hemmkonzentrationen (MHKs)
-
Die
Tests für
die minimalen Hemmkonzentrationen (MHKs) werden mittels des Mediummikroverdünnungsverfahrens
ausgeführt,
das in den NCCLS Guidelines beschrieben ist (siehe NCCLS 2000, Methods
for Dilution Antimicrobial Susceptability Tests for Bacteria That
Grow Aerobically, Approved Standard – 45. Auflage, Band 20, Nr.
2). Die Bakterienstämme
werden erhalten von der American Type Culture Collection (ATCC), 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). Vancomycin-resistente Enterokokken werden als Van A oder
Van B auf der Grundlage ihrer Sensitivität gegenüber Teicoplanin phänotypisch
charakterisiert. Einige Vancomycin-resistente Enterokokken, die genotypisch
als Van A, Van B, Van C1 oder Van C2 klassifiziert wurden, werden
auch von der Mayo Klinik erhalten.
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In
diesem Test werden kryokonservierte Bakterienkulturen von Referenz-
und Klinikstämmen
zur Isolierung auf geeignetem Agarmedium ausgestrichen (das heißt Tripticase
Soja Agar, Tripticase Soja Agar mit defibrinierten Schaferythrocyten,
Brain Heart Infusion Agar, Schokoladenagar). Nach einer Inkubation,
um die Bildung von Kolonien zu erlauben, werden diese Platten mit
Parafilm versiegelt und für
bis zu zwei Wochen im Kühlschrank
aufbewahrt. Zur Herstellung von Testinokula und zur Sicherstellung
einer geringen Variabilität werden
mehrere Kolonien von einem Bakterienisolat, das auf den Agarplatten
kultiviert wurde, mit einer Impfnadel gepickt und aseptisch in Mueller-Hinton
Medium geimpft (das mit divalenten Kationen in den erforderlichen
Mengen supplementiert ist, die auf der Angabe des Herstellers beruhen).
Die Mediumskultur wird über Nacht
bei 35°C
angezogen, in frisch vorgewärmtem
Medium verdünnt
und bis zur logarithmischen Phase angezogen, wobei dies zu einem
0,5 MacFarland Standard oder 1 × 108 Kolonie bildenden Einheiten (CFU/ml) äquivalent
ist. Nicht alle Zellsuspensionen enthalten aufgrund der Speziesvariabilität 1 × 108 CFU/ml, wenn die Trübung zum Mac Farland Standard äquivalent
ist, wobei annehmbare Einstellungen (auf der Grundlage der NCCLS
Guidelines) bei den Verdünnungen
der unterschiedlichen Bakterienstämme vorgenommen werden. Das
Inokulum wird so verdünnt,
dass 100 μl
dieser Kultur in Mueller-Hinton Broth, supplementierter Mueller-Hinton
Broth oder Haemophilus Testmedium auf eine zweifach verdünnte Reihe
an Antibiotikumkonzentrationen ebenfalls in 100 μl entsprechendem Medium in einer
Mikrotiterplatte mit 96 Vertiefungen aufgebracht werden, was zu
einer Bakterienausgangskonzentration von 5 × 105 CFU/ml
führt.
Die Platten werden dann für 18–24 Stunden
bei 35°C inkubiert.
Die MHK wird visuell an der geringsten Konzentration ohne Bakterienwachstum
abgelesen. Das Bakterienwachstum wird als mehr als 3 nadelspitzengroße Kolonien,
einer Scheibe aus ausgefallenen Zellen, die einen Durchmesser von
mehr als 2 mm aufweist oder eine offensichtliche Trübung definiert.
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Stämme, die
routinemäßig im anfänglichen
Screening getestet werden, umfassen Methicillin-sensitiven Staphylococcus aureus (MSSA),
Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus aureus,
der Penicillinase bildet, Methicillin-sensitiven Staphylococcus
epidermidis (MSSE), Methicillin-resistenten Staphylococcus epidermidis
(MRSE), Vancomycin-sensitiven Enterococcus faecium (EFMVS), Vancomycin-sensitiven
Enterococcus faecalis (EFSVS), Vancomycin-resistenten Enterococcus
faecium, der auch gegen Teicoplanin resistent ist (EFMVR VanA),
Vancomycin-resistenten Enterococcus faecium, der gegenüber Teicoplanin
sensitiv ist (EFSVR Van B), Vancomycin-resistenten Enterococcus
faecalis, der auch gegenüber Teicoplanin
resistent ist (EFSVR Van A), Vencomycin-resistenten Enterococcus faecalis, der
gegenüber
Teicoplanin sensitiv ist (EFSVR VanB) Penicillin-sensitiven Streptococcus pneumoniae
(PSSP) und Penicillin-resistenten Streptococcus pneumoniae (PSRP).
Aufgrund der Unfähigkeit
von PSSP und PSRP zum guten Wachstum in Mueller-Hinton Medium, werden
die MHKs mit diesen Stämmen
entweder mittels TS Medium, das mit definiertem Blut versetzt ist
oder Hämophilus
Testmedium bestimmt.
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Die
Testverbindungen mit einer signifikanten Aktivität gegen die oben erwähnten Stämme werden
auf MHK Werte in einem größeren Satz
an klinischen Isolaten getestet, einschließlich der oben erwähnten Spezies wie
auch nicht spezifizierter Koagulase-negativer Staphylococcus, die
gegenüber
Methicillin sowohl sensitiv als auch resistent sind (MS-CNS und
MR-CNS). Zusätzlich
werden die Testverbindungen auch auf MHK's gegenüber Gram-negativen Mikroorganismen
getestet, wie Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella
pneumoniae, Enterobacter cloacae, Acinetobacter baumannii, Haemophilus
influenzae und Moraxella catarrhalis.
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Die
Tabelle II zeigt MHK
90 Daten für eine erfindungsgemäße Verbindung
gegen Methicillin-resistente S.
aureus (MRSA) und Methicillin-resistente S. epidermidis (MRSE) im
Vergleich zum bekannten Antibiotikum Vancomycin. Tabelle
II Minimale
Hemmkonzentrationen (MHKs)
- 1 Anzahl an getesteten
Stämmen
- 2 Hemmkonzentration für 90% der
getesteten Stämme
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Zusätzlich haben
die erfindungsgemäßen Verbindungen,
wie dies in Tabelle III gezeigt ist, auch überraschende und unerwartete
MHKs gegen verschiedene Methicillin-resistente S. aureus Stämme im Vergleich zu
einem verwandten Deschlorderivat (das heißt Verbindung 34).
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Tabelle
III Minimale
Hemmkonzentrationen
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Beispiel 36
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Zeit-Abtötungstest
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Der
Zeit-Abtötungstest
ist ein Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit der bakteriziden
Aktivität einer
Testverbindung. Diese Verfahren sind ähnlich zu den von V- Lorian "Antibiotics in Laboratory
Medicine", 4. Ausgabe,
Williams und Wilkins (1996), Seiten 104–105. Eine zeitlich schnelle
Abtötung
ist erwünscht,
um die bakterielle Kolonialisierung zu verhindern und die Gewebeschädigung zu
reduzieren.
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Die
bakteriellen Inokula werden wie in Beispiel 35 zur Bestimmung der
MHK hergestellt. Die Bakterien werden in vorgewärmten Medien in Schüttelkolben
verdünnt
und unter Schütteln
(200 Upm, 35°C)
inkubiert. Nach 0, 1, 4 und 24 Stunden werden Proben aus den Kolben
entnommen und die Bakterien werden durch Plattenzählung ausgezählt. Anschließend an
die anfängliche
Probenahme wird eine zu testende Verbindung zur Schüttelkolbenkultur
gegeben. Die Plattenzählungen
dieser Intervalle vor und nach der Zugabe der Verbindung werden
graphisch als Zeit-Abtötungskurve
ausgedrückt.
Die bakterielle Aktivität
wird als Abnahme > 3 Logarithmen
(Reduktion um größer oder
gleich 99,9%) der Bakterienzellzahlen in 24 Stunden definiert.
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In
diesem Test ist eine Verbindung der Formel I, das heißt die Verbindung
1 gegenüber
MSSA 13709 und MRSA 33591 mit einer Konzentration von < 1 μg/ml in 4
Stunden bakterizid. Im Vergleich dazu ist Vancomycin gegen MSSA
13709 und MRSA 33591 in einer Konzentration von 4 μg/ml in 24
Stunden bakterizid.
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Beispiel 37
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In vivo Wirksamkeitsstudien
in Mäusen
mit Neutropenie
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Die
Tiere (männliche
CD-1 Mäuse,
20–30
g) werden von den Charles River Laboratories (Gilroy, CA) bezogen
und haben beliebigen Zugang zu Futter und Wasser. Die Neutropenie
wird durch eine intraperitoneale Injektion (IP) von 200 mg/kg Cyclophosphamid
induziert, die vier und zwei Tage vor der Inokulation der Bakterien
verabreicht wird.
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Der
verwendete Organismus ist entweder ein empfindlicher oder resistenter
Stamm von klinisch relevanten Gram-positiven Pathogenen, wie Methicillin-empfindlicher
Staphylococcus aureus (MSSA 13709) und Methicillin-resistenter Staphylococcus
aureus (MRSA 33591). Die bakterielle Inokulumkonzentration beträgt 106 CFU/ml. Die Tiere werden leicht mit Isofluoran
betäubt
und 50 ml des Bakterieninokulums werden in die anterioren Oberschenkel
injiziert. Eine Stunde nach der Inokulation verabreicht man den
Tieren intravenös
Träger
oder die geeignete Dosis der Testverbindung. 0 Stunden und 24 Stunden
nach der Behandlung werden die Tiere getötet (CO2 Erstickung)
und die anterioren und posterioren Oberschenkel werden aseptisch
entnommen. Die Oberschenkel werden in 10 ml sterile Kochsalzlösung gegeben
und homogenisiert. Verdünnungen des
Homogenats werden auf tryptische Sojaagarplatten plattiert, die über Nacht
inkubiert werden. Die Anzahl an Bakterienkolonien auf einer gegebenen
Platte wird mit dem Verdünnungsfaktor
multipliziert, durch das Oberschenkelgewicht (in Gramm) dividiert
und als log CFU/g ausgedrückt.
Die ED50 (Dosis, die zur Bildung von 50%
der maximalen Reduktion des Oberschenkeltiters erforderlich ist)
wird für
jede Testverbindung abgeschätzt.
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In
diesem Test hat eine Verbindung der Formel I, das heißt die Verbindung
1 bei der Verwendung von MRSA 33591 eine ED50 von < 0,20 mg/kg i.v.
im Vergleich zu einer ED50 von 9 mg/kg i.v.
für Vancomycin.
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Beispiel 38
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Bestimmung der Wasserlöslichkeit
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Die
wässrige
Löslichkeit
einer erfindungsgemäßen Verbindung
wird mittels des folgenden Verfahrens bestimmt. Eine Glucosepufferlösung mit
5 Gewichtsprozent und pH 2,2 wird durch die Zugabe von 1 ml an 1 N
Chlorwasserstoffsäure
(Aldrich) zu 99 ml einer wässrigen
Glucoselösung
mit 5 Gewichtsprozent (Baxter) hergestellt.
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Eine
1 mg/ml Stammlösung
für kalibrierte
Standards wird dann durch Lösen
von 1 mg der Testverbindung in 1 ml DMSO hergestellt. Diese Lösung wird
für 30
Sekunden gevortext und dann für
10 Minuten ultrabeschallt. Die Stammlösung wird dann mit Wasser unter
Herstellung von Kalibrierungsstandards mit den folgenden Konzentrationen
verdünnt:
50, 125, 250, 375 und 500 μg/ml.
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Jede
Testverbindung (30 mg) wird in eine nicht-sterile Millipore Ultrafree-MC
0,1 μm Filtereinheit
(Millipore UFC30VV00) eingewogen und es wird ein Magnetrührstab zu
jeder Einheit gegeben. Die Dextrosepufferlösung mit 5 Gewichtsprozent
(750 μl)
wird dann zu jeder Einheit gegeben und diese Gemische werden für 5 Minuten
gevortext. Die Filtereinheiten werden dann in einen Eppendorfröhrchenständer gestellt
und der Ständer
wird auf einen Magnetrührer
gestellt. Jede Einheit wird dann mit 1 N NaOH (VWR) auf pH 3 titriert
und die entstehenden Lösungen
werden dann für
5 Minuten bei 7000 UPM zentrifugiert. Jede Einheit wird dann zweihundertfach
mit 5% Dextrosepufferlösung
verdünnt
und die verdünnten
Proben werden in einen automatischen Probengeber zur Analyse überführt.
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Die
Kalibrierungsstandards und die Testproben werden durch Umkehrphasen
HPLC mittels der folgenden Bedingungen analysiert:
Säule: Luna
150 × 4,6
mm, C18, 5 μ
Mobile
Phase: A = 5/95, B = 95/5, Beide = MeCN/H2O,
0,1% TFA
Verfahren: 10m Lido 100 (0–100% B in 6 Minuten)
Injektionsvolumen:
20 μl
Wellenlänge: 214
nm
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Die
Löslichkeit
jeder Testprobe wird durch den Vergleich der Peakfläche der
Testprobe mit der Kalibrierungskurve und der Multiplikation mit
dem Verdünnungsfaktor
berechnet. Mittels des obigen Verfahrens mit zweifachen Probenpräparationen
weist die Verbindung 1 eine Löslichkeit
von > 47,9 mg/ml auf.
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Während die
vorliegende Erfindung in Bezug auf die spezifischen Ausführungsformen
hiervon beschrieben wurde, sollte der Fachmann verstehen, dass verschiedene
Veränderungen
vorgenommen und Äquivalente
ausgetauscht werden können,
ohne sich vom wahren Geist und Umfang der Erfindung zu entfernen. Zusätzlich können viele
Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation,
ein Material, eine Zusammensetzung, ein Verfahren, einen oder mehrere
Verfahrensschritte an das Ziel, den Geist und den Umfang der vorliegenden
Erfindung zu adaptieren. Alle solchen Modifikationen sollen innerhalb
des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche fallen. Zusätzlich werden
alle Veröffentlichungen,
Patente und Patentdokumente, die hierin zitiert sind, in ihrer Gesamtheit
im selben Ausmaß eingeführt, wie
wenn sie hierin einzeln aufgeführt
worden wären.