KR102354902B1 - 폴리믹신 유도체 및 상이한 항생제와의 조합 요법에 있어서의 이들의 용도 - Google Patents

폴리믹신 유도체 및 상이한 항생제와의 조합 요법에 있어서의 이들의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 예를 들어, 미생물 감염의 치료용으로 제2 활성 제제, 예컨대 리팜피신과의 조합 치료에 사용하기 위한 화학식 (I)의 화합물에 관한 것이다.
Figure 112015120719617-pct00096

상기 화학식 (I)의 화합물은 -A-, -R1, -R2, -R3, -R4, -R5, -R6, -R7, -R8, 및 -X- 가 발명의 상세한 설명 내에 구체적으로 기재된 폴리믹신 화합물이다.

Description

폴리믹신 유도체 및 상이한 항생제와의 조합 요법에 있어서의 이들의 용도{POLYMYXIN DERIVATIVES AND THEIR USE IN COMBINATION THERAPY TOGETHER WITH DIFFERENT ANTIBIOTICS}
본 출원은 양자 모두의 전체 내용이 원용에 의해 본 출원에 포함되는 2013년 5월 22일자(22/05/2013) 출원된 GB 1309248.1호 및 2014년 3월 11일자(11/03/2014) 출원된 GB 1404301.2호에 대한 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 신규 화합물, 화합물의 배합물, 화합물을 포함하는 약제학적 조성물 및 화합물의 용도, 치료 예를 들어 미생물 감염, 특히 그램-음성 박테리아 감염의 치료용 약제학적 조성물 및 배합물에 관한 것이다.
병에 걸리기 쉬운 개체에서, 특정의 그램-음성 박테리아, 예컨대 Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa 및 Acinetobacter baumanii는 심각한 감염, 예컨대 폐렴, 요로 감염, 피부 및 연조직 감염, 예컨대 상처 감염, 귀 감염, 눈 감염, 복강내 감염, 위장관 박테리아 과성장 및 균혈증/폐혈증을 유발할 수 있다. 임상 실무에서 심각한 박테리아 감염의 치료는 항생제 내성에 의해 복잡해질 수 있다. 최근 몇 년 동안 광범위 스펙트럼의 항생제, 예컨대 아미노글리코시드, 세팔로스포린 및 심지어 카르바페넴을 포함하는 많은 유형의 항미생물제에 내성을 갖는 그램-음성 박테리아에 의한 감염이 증가되어 왔다. 따라서, 그램-음성 박테리아, 특히 다중약물 내성 그램-음성 박테리아에 대해 효과적인 새로운 항미생물제를 동정할 필요성이 대두되었다.
폴리믹신(polymyxin)은 그램-양성 박테리아 Bacillus polymyxa에 의해 생성되는 항생제 부류이다. 1940년대 후반에 처음 동정된 폴리믹신, 특히 폴리믹신 B 및 폴리믹신 E(콜리스틴, 보통은 그의 전구약물 콜리스틴 메탄 설포네이트로서)가 그램-음성 감염을 치료하는데 사용되었다. 그러나, 이들 항생제는 신경독성 및 신독성(nephrotoxicity)과 같은 부작용을 나타내었다. 그럼에도 불구하고, 현재, 폴리믹신은 달리 취할 수 있는 방법의 결여로 인하여 MDR 그램-음성 감염의 치료법에 중요한 역할을 수행하고 있다. 그러나, 치료법에서 이들의 용도는 최후 수단의 치료에 국한되고 있다.
WO 2008/017734호는 적어도 2개 그러나 3개 이하의 양전하를 수반하는 폴리믹신 유도체를 제공함으로써 이러한 독성 문제를 다루고자 시도하였다. 이들 화합물은 신장 독성이 감소된 효과적인 항균제로 언급된다. 상기 기술에서는, 양전하 개수가 감소하면 분리된 랫트(rat) 신장 조직에 대한 화합물의 친화성을 감소시켜 신독성의 감소를 유도할 수 있는 것으로 가정되어 있다.
특정의 데스-지방 아실 폴리믹신 유도체도 마우스에서의 급성 독성이 감소된 한편 슈도모나드에 대해 양호한 활성을 보유하는 것으로 개시되어 있다(Katsuma et al. Chem. Pharm. Bull. 2009; 57, 332-336; Sato et al. Chem. Pharm. Bull. 2011; 59, 597-602). 이 화합물들은 E. coli 및 K. pneumoniae에 대해 폴리믹신 B에 비해 활성이 유의하게 낮았다.
WO 2010/075416호는 폴리믹신 B와 비교하여 유사한 활성을 나타내지만 신독성은 감소된 것으로 보고된 우레아 연결된 아릴 폴리믹신 데카펩티드, 예컨대 CB182,804를 제공한다. 페닐 사이클로프로판 폴리믹신 유도체도 US　8,415,307호에 기재되어 있다. 이들 화합물은 폴리믹신　B와 비교하여 유사하거나 감소된 활성을 나타내는 것으로 보인다.
WO　2012/168820호는 폴리믹신 B와 비교하여 감소된 독성을 나타내며, 때때로 활성이 증진된 것으로 보고된 폴리믹신 유도체의 추가 계열을 제공하며, 여기에서 트리펩티드 측쇄에서 위치 3의 디아미노부티레이트기는 디아미노프로피오네이트 모이어티로 대체된다.
항생제는 종종 다수의 이유로 감염 치료의 경우에 조합하여 사용된다:
- 경험적 요법 또는 혼합 감염의 치료를 위한 병원균의 범위 확대
- 조합이 항생제 단독(첨가제)에 비해 더욱 활성이거나 2가지 항생제 활성의 단순 합계에 의해 예상되는 것보다 더욱 활성(상승적)인 경우 효능 개선
- 내성 발생의 억제
실제로, 폴리믹신은 때때로 이들 모든 이유로 인하여 임상에서 심각한 감염의 치료를 위해 다른 항생제(예컨대, 리팜피신, 카르바페넴, 아미노글리코시드 또는 퀴놀론)와 조합 사용된다. 다수의 미생물학 및 동물 효능 연구가 폴리믹신-항생제 조합에 대해 수행되었다(Petrosillo et al. Clin. Microbiol. Infect. 2008; 14, 816-827). 폴리믹신, 예를 들어, 네오마이신과 바시트라신의 조합도 국소적 용도에 이용가능하다. 폴리믹신은 그램-음성 박테리아의 외측 막에 작용하며, 외측 막 장벽을 잘 가로지르지 못하는 항생제의 흡수를 촉진하여 이들의 활성을 증진시키는 것으로 믿어진다.
조합에서 폴리믹신 자체의 용도뿐 아니라, 데스 지방아실 폴리믹신 유도체, 예컨대 폴리믹신 B 노나펩티드(PMBN)가 비록 매우 강력한 항균 활성을 나타내지는 못하지만, 여전히 외측 막에 의해 흡수가 방해되는 항생제의 활성을 증진시킬 수 있는 것으로 보고되어 있다(Vaara et al. Microbiol. Rev. 1992; 56, 395-411). 신독성이 감소되었는지 여부는 불분명하지만 PMBN은 폴리믹신 자체와 비교하여 급성 독성의 감소를 나타낸다.
제2 항생제와 조합하여 독성이 낮은 "침투제(permeabiliser)"를 사용하면 강력한 활성 및 독성 감소를 동반하는 치료 제제에 대한 잠재력을 제공하는 것으로 보인다.
몇 년동안 이러한 접근법이 고려되어 왔음에도 불구하고 이들 제제는 이용가능한 치료법에 대해 충분한 개선을 제공하지 않았으므로 의학적으로 사용되지 못하였다. 명백히, 이들의 활성은 종종 유사한 폴리믹신-항생제 조합의 활성에 미치지 못한다.
WO 2008/017734호의 화합물이 리팜피신, 클라리트로마이신 및 다른 항생제와의 조합으로 시험되었으며 일부 상승적 활성을 보인다.
WO 2009/098357호는 WO 2008/017734호에 기재된 바와 같이 3개 이하의 양전하를 갖지만 단쇄 아실을 동반하는 폴리믹신 유도체를 제공한다. 이들 유도체는 열등한 고유의 항미생물 활성을 나타내지만 다른 제제의 활성을 강화할 수 있다.
리팜피신 존재하의 CB-182,804는 E. coli 및 K. pneumoniae 균주에 대해 폴리믹신 B 플러스 리팜피신의 경우와 균등하거나 더 양호한 MIC90 값을 보이지만, 이 화합물은 A. baumanii 또는 P. aeruginosa 균주에 대해서는 그만큼 양호하지 않다(Quale et al., Microb. Drug Resist. 2012; 18, 132-136).
카추마 등(Katsuma et al.) 및 사토 등(Sato et al.)의 데스지방 아실 유도체의 활성은 다른 항생제의 존재하에 보고되지 않았으며, WO　2012/168820호 또는 US 8,415,307호의 화합물도 그와 같이 보고되지 않았다.
다른 항생제에 대한 강력한 강화 활성과 함께 독성이 낮은 폴리믹신 유도체, 그리고 표적 병원체에 대해 일관되게 강력한 활성을 지닌 치료 제제를 제공하는 이러한 제제와 파트너 항생제의 조합에 대한 요구가 여전히 존재한다. 이러한 화합물은 또한 허용가능한 독성을 나타내어야 한다.
본 발명자들은 기존에, 각각의 내용이 전체적으로 본 명세서에 포함된 PCT/GB2012/052844호, TW 101142961호 및 GCC 2012/22819호에서 미생물 감염의 치료에 사용하기 위한 폴리믹신 화합물을 기재하였다.
놀랍게도, 본 발명자들은 특정의 폴리믹신 유도체가 폴리믹신 또는 콜리스틴과 비교하여 감소된 독성을 나타내며 리팜피신과 같은 항생제의 활성을 강화시키는데 특별히 효과적이고, 일부 경우에 폴리믹신:항생제 배합물과 비교하여 증진된 시험관내 효능을 달성함을 발견하였다. 따라서, 이들 제제를 함유하는 배합물은 일관되게 강력한 활성을 갖지만 현재 이용가능한 요법에 비해 독성이 저하된 치료 옵션을 제공한다.
일반적인 측면에서 본 발명은 본 명세서에 기재된 바와 같은 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물, 및 치료 또는 예방 방법에 있어서 제2 제제(이는 활성 제제로 지칭될 수 있다)와 조합되는 그의 용도를 제공한다. 화학식 (I)의 화합물은 미생물 감염, 예컨대 그램-음성 박테리아 감염을 치료하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 측면에서, 활성 제제와 조합하여 치료 또는 예방 방법에 사용하기 위한 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물이 제공되며, 여기에서 활성 제제는 하기로 구성된 그룹 중에서 선택된다:
리팜피신, 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 및 리팍시민;
옥사실린, 메티실린, 암피실린, 클록사실린, 카르베니실린, 피페라실린, 트리카르실린, 플루클록사실린, 및 나프실린;
아지트로마이신, 클라리트로마이신, 에리트로마이신, 텔리트로마이신, 세트로마이신, 및 솔리트로마이신;
아즈트레오남 및 BAL30072;
메로페넴, 도리페넴, 이미페넴, 에르타페넴, 비아페넴, 토모페넴, 및 파니페넴;
티게사이클린, 오마다사이클린, 에라바사이클린, 독시사이클린, 및 미노사이클린;
시프로플록사신, 레보플록사신, 목시플록사신, 및 델라플록사신;
푸시드산;
노보비오신;
테이코플라닌, 텔라반신, 달바반신, 및 오리타반신.
제2 측면에서, 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물과 조합하여 치료 또는 예방 방법에 사용하기 위한, 제1 측면에서 정의된 활성 제제가 제공된다.
제3 측면에서, 치료 또는 예방 방법에 사용하기 위한, 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물 및 제1 측면에서 정의된 활성 제제의 배합물이 제공된다.
제4 측면에서, 제1 측면에서 정의된 활성 제제와 조합하여 미생물 감염의 치료 또는 예방 방법에 사용하기 위한 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물이 제공된다.
제5 측면에서, 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물과 조합하여 미생물 감염의 치료 또는 예방 방법에 사용하기 위한, 제1 측면에서 정의된 활성 제제가 제공된다.
제6 측면에서, 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물과 제1 측면에서 정의된 활성 제제를 이를 필요로 하는 대상에게 투여하는 단계를 포함하는, 치료 또는 예방 방법이 제공된다.
제7 측면에서, 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물과 제1 측면에서 정의된 활성 제제를 이를 필요로 하는 대상에게 투여하는 단계를 포함하는, 미생물 감염의 치료 또는 예방 방법이 제공된다.
제8 측면에서, 제1 측면에서 정의된 활성 제제와 조합하여 미생물 감염의 치료에 사용하기 위한 의약의 제조에 있어서의 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물의 용도가 제공된다.
제9 측면에서, 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물과 조합하여 미생물 감염의 치료에 사용하기 위한 의약의 제조에 있어서의 제1 측면에서 정의된 활성 제제의 용도가 제공된다.
추가의 측면에서, 제1 측면에서 정의된 제2 활성 제제 및 생물학적으로 허용되는 부형제와 함께 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 약제학적 조성물이 제공된다. 추가로, 화학식 (I)의 화합물을 포함하고 제1 측면에서 정의된 제2 활성 제제를 포함하는 키트도 제공된다. 키트 내에서 화학식 (I)의 화합물과 제2 활성 제제는 분리되어 제공될 수 있다.
본 발명의 추가 측면에서 화학식 (II)의 화합물이 제공된다. 화학식 (II)의 화합물은 화학식 (I)의 폴리믹신 화합물 중에서 선택된다. 따라서, 화학식 (II)의 화합물은 화학식 (I)의 화합물에 대해 상기한 바와 같은 측면으로 제공된다.
본 발명은 또한, 화학식 (II)의 화합물과 생물학적으로 하용되는 부형제를 선택적으로 제2 활성 제제와 함께 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다.
추가 측면에서, 치료 방법에 사용하기 위한 화학식 (II)의 화합물 또는 화학식 (II)의 화합물을 포함하는 약제학적 조성물이 제공된다.
본 발명은 부가적으로, 미생물 감염, 예컨대 그램-음성 박테리아 감염의 치료 방법에 사용하기 위한 화학식 (II)의 화합물 또는 화학식 (II)의 화합물을 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 생물학적 활성 화합물의 배합물을 시험하는 단계 및 배합물의 생물학적 효능을, 예를 들어, 생물학적 활성 화합물 단독 및/또는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 단독과 비교하여 결정하는 단계를 포함하는, 치료에 유용한 배합물의 동정 방법을 제공한다.
대안적인 측면에서, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은, 예를 들어, 항진균제와 함께 조합하여, 진균 감염의 치료에 사용하기에 적합하다.
본 발명의 추가 측면에서, 화학식 (I)의 화합물이 제공된다.
본 발명의 다른 측면들이 본 명세서에 구체적으로 논의되어 있다.
도 1은 화합물 1, 4 및 10, 그리고 콜리스틴의 경우 제0, 4 및 7일의 NAG의 농도(ng/24 h)를 보여준다. 좌측 그래프는 좌측에서 우측으로 콜리스틴(2 mg/kg BID), 콜리스틴(8　mg/kg BID), 화합물 1(8 mg/kg BID) 및 4(8 mg/kg BID)를 보여준다. 우측 그래프는 콜리스틴(2 mg/kg BID), 콜리스틴(8 mg/kg BID) 및 화합물 10(8 mg/kg BID)을 보여준다.
도 2는 화합물 1, 4 및 10, 그리고 콜리스틴의 경우 제0, 4 및 7일의 알부민의 농도(ng/24 h)를 보여준다. 좌측 그래프는 좌측에서 우측으로 콜리스틴(2 mg/kg BID), 콜리스틴(8 mg/kg BID), 화합물 1(8 mg/kg BID) 및 4(8 mg/kg BID)를 보여준다. 우측 그래프는 콜리스틴(2 mg/kg BID), 콜리스틴(8 mg/kg BID) 및 화합물 10(8 mg/kg BID)을 보여준다.
도 3은 화합물 1, 4 및 10, 그리고 콜리스틴의 경우 제0, 4 및 7일의 시스타틴 C의 농도(ng/24 h)를 보여준다. 좌측 그래프는 좌측에서 우측으로 콜리스틴(2 mg/kg BID), 콜리스틴(8 mg/kg BID), 화합물 1(8 mg/kg BID) 및 4(8 mg/kg BID)를 보여준다. 우측 그래프는 콜리스틴(2 mg/kg BID), 콜리스틴(8 mg/kg BID) 및 화합물 10(8 mg/kg BID)을 보여준다.
본 발명은 특히 제2 제제와 조합하여 의학적 치료에 사용하기 위한 화학식 (I) 및 (II)의 화합물을 제공한다. 본 발명은 화학식 (II)의 화합물을 제공하며, 이러한 화합물은 화학식 (I) 화합물의 부분 집합이다.
대략, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 1, 2 또는 3개의 하이드록실기 및/또는 1, 2 또는 3개의 아미노기를 함유하는 N 말단기를 갖는 폴리믹신 화합물이다. 또한, 또는 대안으로서, N 말단기는 질소-함유 헤테로사이클릴(또는 헤테로사이클릴렌)기 및/또는 질소-함유 헤테로알킬렌기를 갖는다. N 말단기는 알킬기일 수 있거나 아릴, 사이클로알킬 또는 헤테로사이클릴기이거나 이를 포함할 수 있다. 말단기 내부에 하이드록실기 또는 염기성 아미노기의 존재는 하기 논의하는 바와 같은 특정 이점과 연계되어 있다.
화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 적합한 항균 활성을 나타내는 한편, 명백하게 낮은 독성, 특히 신독성을 나타낸다. 화합물은 하나 이상의 E.　coli, P. aeruginosa, K. pneumonia, 또는 A. baumannii 박테리아 균주에 대해 폴리믹신 B 또는 콜리스틴과 비교하여 유사하거나 개선된 생물학적 활성을 나타낼 수 있다. 이러한 화합물은 앞서 당업계에 기재된 폴리믹신 유형 화합물에 대한 유용한 대안이다.
당업계의 일부 폴리믹신 화합물 또는 폴리믹신 유도체는 열등한 독성 프로파일을 나타내는 것으로 공지되어 있거나 예상되고 있다. 예를 들어, 폴리믹신 B 및 콜리스틴과 같이 N 말단에 지방 아실쇄를 갖는 화합물의 용도는 신독성과 연계된다.
바라 등(Vaara et al.; Antimicrob. Agents Chemother. 2008, 52, 3229)은 폴리믹신 화합물의 약리학적 및 독성 특성이 폴리믹신 폴리펩티드 서열에 대한 변화에 의해 변경될 수 있다고 제시하였다. 특히, 바라 등은 단지 3개의 양전하를 갖는 폴리믹신 화합물을 제조한 반면, 폴리믹신 B 노나펩티드는 5개의 양전하를 수반한다.
반면에, 본 발명자들은 폴리믹신 화합물의 N 말단에 대한 각색(adaptation)이 신독성을 감소시킬 수 있음을 보였다. 본 명세서에 기재한 바와 같이, N 말단은 하이드록실기 또는 아미노기(이는 질소-함유 헤테로사이클의 형태일 수 있다)를 함유하는 치환기를 가진다.
또한, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 제2 항미생물 제제, 예컨대 리팜피신의 항미생물 활성을 증가시킬 수 있다. 이러한 배합물은, 예를 들어, 하나 이상의 E. coli , P.　 aeruginosa , K. pneumonia, 또는 A. baumannii 균주에 대해 제2 제제와 폴리믹신 B 또는 콜리스틴의 배합물과 비교하여 유사하거나 개선된 생물학적 활성을 나타낸다. 실제로, 본 발명자들은 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 제2 활성 제제, 에컨대 항미생물 제제와의 배합물이 예상치 못한 생물학적 활성의 증가를 제공함을 발견하였다. 예를 들어, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 하나 이상의 E. coli , P. aeruginosa , K. pneumonia, 또는 A. baumannii 균주에 대해 폴리믹신 B 또는 콜리스틴과 비교하여 유사한 생물학적 활성을 나타낼 수 있다. 그러나, 이러한 화합물이 제2 활성 제제와 조합하여 사용되는 경우, 배합물은 폴리믹신 B 또는 콜리스틴과 동일한 활성 제제와의 배합물과 비교하여 예상치 못한 우월한 활성을 나타낸다. 앞에서 주목한 바와 같이, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 고유의 항미생물 활성을 보유할 수도 있다.
또한, 본 발명자들은 각각의 화학식 (I) 및 (II)의 화합물이 광범위한 박테리아에 대해 활성을 나타내며, 각 화합물이, 예를 들어, E. coli , P.　 aeruginosa , K. pneumonia, 또는 A. baumannii 균주에 대한 제2 활성 제제의 활성을 강화시킬 수 있음을 발견하였다. 반면에, 당업계에 앞서 기재된 화합물 및 배합물은 다양한 프로파일의 생물학적 활성을 나타내며, 특정 폴리믹신 화합물이 제2 제제의 활성을 강화하는 정도를 예측하기는 어렵다. 특히, 다수의 공지된 폴리믹신 유도체는 제2 제제와 조합하여 사용되는 경우 폴리믹신 B 또는 콜리스틴과 동일한 활성 제제와의 배합물보다 열등한 생물학적 활성을 나타낸다.
예를 들어, WO 2008/017734호는 폴리믹신 유도체와 리팜피신, 클라리트로마이신 및 다른 항생제의 배합물을 기술한다. NAB7061 및 NAB739와 리팜피신의 배합물은 폴리믹신 B 노나펩티드와 리팜피신의 배합물과 비교하여 P. aeruginosa에 대해 열등한 활성을 나타내는 것으로 관찰되었다. A . baumanii에 대해, NAB739와 리팜피신의 배합물은 폴리믹신 B 노나펩티드와 리팜피신의 배합물보다 큰 활성을 나타낸다. 그러나, NAB7061과 리팜피신의 배합물은 보다 열등한 활성을 나타낸다. NAB7061 및 NAB739와 리팜피신의 배합물은 또한, 폴리믹신 B 노나펩티드 배합물과 비교하여 E. coli에 대해 우월한 활성을 나타내는 것으로 관찰된다. 그러나, 이와 같이 개선된 활성은 예측가능하지 않으며 개선된 활성은 일반적으로 시험된 유도체 및 스크리닝된 다양한 미생물에 대해 일관적이지 않다.
본 발명의 배합물은 또한, 예를 들어, HK-2 세포에 대하여 측정되는 경우, 폴리믹신 B 또는 콜리스틴과 제2 제제의 배합물과 비교하여 명백히 낮은 독성을 나타낸다. 특히, 화합물은 낮은 신독성을 나타낸다.
활성 제제
화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 각각 제2 제제와 함께 사용될 수 있다. 본 발명자들은 이러한 배합물이 양자 모두의 화합물의 개별적인 활성으로부터 예상되는 것보다 큰 생물학적 활성을 나타냄을 발견하였다. 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 제2 제제의 활성을 강화하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 제2 제제와 함께 사용되어, 예를 들어, 그램-음성 박테리아에 대한 제제의 항미생물 활성을 증진시킬 수 있다.
이론에 의해 구애되고자 하는 것은 아니지만, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물이 세포, 예를 들어, 그램-음성 박테리아 세포의 외측 막에 작용하여 제2 제제가 당해 세포 내로 흡수되는 것을 촉진하는 것으로 믿어진다. 따라서, 달리 외측 막을 통과할 수 없거나 통과하는데 열등한 제제가 화학식 (I) 및 (II) 화합물의 작용에 의해 표적 세포 내로 들어갈 수 있다.
일 실시양태에서, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 제2 제제의 배합물은 그램-음성 박테리아에 대해 활성이다. 이때, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 제2 제제가 개별적으로 그램-음성 박테리아에 대해 활성을 나타내는 것이 필수적인 것은 아니다.
일 실시양태에서, 제2 제제는 특정 미생물, 예컨대 박테리아에 대해 10 미만, 5 미만, 또는 1 마이크로그램/mL 미만의 MIC 측정값을 나타내는 제제이다. 미생물은 그램-음성 박테리아, 예컨대 E.　 coli , S.　 enterica , K. pneumoniae , K. oxytoca; E. cloacae , E. aerogenes , E. agglomerans , A.　 calcoaceticus , A. baumannii; Pseudomonas aeruginosa , Stenotrophomonas maltophila , Providencia stuartii, P. mirabilis, 및 P. vulgaris로 구성된 그룹 중에서 선택된 그램-음성 박테리아일 수 있다.
그램-음성 박테리아에 대해 활성을 나타내는 제2 제제의 예로는 베타-락탐, 테트라사이클린, 아미노글리코시드 및 퀴놀론을 들 수 있다.
일 실시양태에서, 제2 제제는 특정 미생물, 예컨대 그램-음성 박테리아에 대해 4 초과, 8 초과, 16 초과 또는 32 초과 마이크로그램/mL의 MIC 측정값을 나타내는 제제이다. 본 실시양태에서, 제2 제제는 그램-양성 박테리아에 대해 활성일 수 있다. 예를 들어, 제2 제제는 특정 그램-양성 박테리아에 대해 10 미만, 5 미만, 또는 1 미만 마이크로그램/mL의 MIC 측정값을 나타내는 제제이다. 이때, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 제2 제제가 그램-음성 박테리아 세포 내로 흡수되는 것을 촉진하는 작용을 한다. 따라서, 제2 제제는 그램-음성 박테리아 세포 내부의 표적에 작용할 수 있으며, 이 표적은 그램-양성 박테리아 세포 내의 제2 제제의 표적과 동일한 것일 수 있다.
그램-양성 박테리아는 Staphylococcus 및 Streptococcus 박테리아, 예컨대 S. aureus(MRSA 포함), S. epidermis, E. faecalis, 및 E. faecium으로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다.
그램-양성 박테리아에 대한 활성(예를 들어, 상기 주어진 MIC 값으로), 및 그램-음성 박테리아에 대한 보통의 활성을 나타내는 제2 제제의 예로는 리팜피신, 노보비오신, 마크롤리드, 플레우로뮤틸린을 들 수 있다. 일 실시양태에서, 그램-음성 박테리아에 대해 보통의 활성을 나타내는 화합물은 그램-음성 박테리아에 대해 32 미만, 64 미만, 또는 128 미만 마이크로그램/mL의 MIC 측정값을 나타낼 수 있다.
사용하기에 또한 적합한 제제는 그램-양성 박테리아에 대해 활성을 나타내고 그램-음성 박테리아에 대해 본질적으로 불활성인 것이다. 푸시드산, 옥사졸리디닌(예: 리네졸리드), 글리코펩티드(예: 반코마이신), 답토마이신 및 란티비오틱을 예로 들 수 있다. 일 실시양태에서, 그램-음성 박테리아에 대해 본질적으로 활성을 나타내지 않는 화합물은 그램-음성 박테리아에 대해 32 초과, 64 초과, 128 초과, 256 초과 마이크로그램/mL의 MIC 측정값을 나타낼 수 있다.
특정 제제에 대한 MIC 값은 본 출원에 예시된 기술을 사용하여 결정될 수 있다.
정상적인 환경 하에, 이러한 제제는 이들의 비교적 열등한 그램-음성 박테리아 세포의 외측 막 통과 능력으로 인하여 그램-음성 박테리아에 대해 사용하기에 필연적으로 적합하지는 않다. 앞에서 설명한 바와 같이, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 함께 사용되는 경우, 이러한 제제는 사용하기에 적합하다.
일 실시양태에서, 활성 제제는 리팜피신(리팜핀), 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 리팍시민, 아즈트레오남, 옥사실린, 노보비오신, 푸시드산, 아지트로마이신, 시프로플록사신, 메로페넴, 티게사이클린, 에리트로마이신, 클라리트로마이신 및 뮤피로신, 및 그의 약제학적으로 허용되는 염, 용매화물 및 전구약물 형태로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다.
일 실시양태에서, 활성 제제는 리팜피신, 푸시드산, 노보비오신, 옥사실린, 아지트로마이신, 아즈트레오남, 메로페넴, 티게사이클린, 시프로플록사신, 및 반코마이신으로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다.
일 실시양태에서, 활성 제제는 리팜피신, 푸시드산, 노보비오신, 옥사실린, 아지트로마이신, 아즈트레오남, 메로페넴, 티게사이클린, 및 시프로플록사신으로 구성된 그룹 중에서 선택될 수 있다.
일 실시양태에서, 제2 제제는 하기 부류의 제제 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물 중에서 선택된다:
리팜피신 패밀리, 예컨대 리팜피신, 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 및 리팍시민;
옥사실린 패밀리, 예컨대 옥사실린, 메티실린, 암피실린, 클록사실린, 카르베니실린, 피페라실린, 트리카르실린, 플루클록사실린, 및 나프실린;
아지트로마이신 패밀리, 예컨대 아지트로마이신, 클라리트로마이신, 에리트로마이신, 텔리트로마이신, 세트로마이신, 및 솔리트로마이신;
아즈트레오남 패밀리, 예컨대 아즈트레오남 및 BAL30072
메로페넴 패밀리, 예컨대 메로페넴, 도리페넴, 이미페넴, 에르타페넴, 비아페넴, 토모페넴, 및 파니페넴;
티게사이클린 패밀리, 예컨대 티게사이클린, 오마다사이클린, 에라바사이클린, 독시사이클린, 및 미노사이클린;
시프로플록사신 패밀리, 예컨대 시프로플록사신, 레보플록사신, 목시플록사신, 및 델라플록사신;
푸시드산;
노보비오신;
반코마이신 패밀리, 예컨대 반코마이신, 테이코플라닌, 텔라반신, 달바반신, 오리타반신, 예를 들어, 테이코플라닌, 텔라반신, 달바반신, 및 오리타반신.
상기 제2 제제에 부가적으로 또는 대안으로서, 제2 제제가 하기 부류의 제제 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물 중에서 선택될 수 있다:
클로람페니콜;
클린다마이신;
옥사졸리디논 패밀리, 예컨대 리네졸리드, 토레졸리드, 및 라데졸리드;
아미노글리코시드 패밀리, 예컨대 아미카신, 아르베카신, 겐타미신, 카나마이신, 네오마이신, 네틸마이신, 파로모마이신, 스트렙토마이신, 토브라마이신, 아프라마이신, 에티마이신, 및 플라조마이신;
답토마이신;
시네르시드;
플레우로뮤틸린 패밀리, 예컨대 레타파뮬린, 및 BC-3781;
란티비오틱 패밀리, 예컨대 니신, 메르사시딘, 악타가르딘, 데옥시악타가르딘 B, NVB302, NVB333, Mu1140, 및 마이크로비스포리신;
세팔로스포린 패밀리, 예컨대 세프타롤린, 세프토비프롤, 세프트리악손, 세프톨로존, 세페핌, 세푸록심, 세프포독심, 세프디니르, 세픽심, 세포탁심, 및 세프타지딤;
술박탐; 및
술로페넴.
본 발명자들은 화학식 (I) 및 (II)의 폴리믹신 화합물이 미생물 감염을 치료하는데 리파마이신 패밀리의 특정 화합물과 함께 사용될 수 있음을 발견하였다. 리파마이신 패밀리는 리파마이신 A, B, C, D, E, S 및 SV 분리물, 및 이들 화합물의 합성에 의해 유도체화된 버전, 예컨대 리팜피신(리팜핀), 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 및 리팍시민, 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물을 포함한다. 일 실시양태에서, 활성 제제는 리팜피신(리팜핀) 및 그의 약제학적으로 허용되는 염, 용매화물 및 전구약물 형태이다.
본 발명자들은 화학식 (I) 및 (II)의 폴리믹신 화합물이 미생물 감염을 치료하는데 메로페넴 패밀리의 특정 화합물과 함께 사용될 수 있음을 발견하였다. 일 실시양태에서, 메로페넴 패밀리는 메로페넴, 도리페넴, 이미페넴, 에르타페넴, 비아페넴, 토모페넴, 및 파니페넴, 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물을 포함한다.
화학식 (II)의 화합물도 상기 제2 제제와 함께 사용될 수 있다. 화학식 (II)의 화합물은 부가적으로 다른 제2 제제, 예컨대 반코마이신, 포스포마이신, 리파마이신, 베타-락탐(예컨대, 세팔로스포린 또는 카르바페넴), 아미노글리코시드, 마크롤리드, 테트라사일린, 리포펩티드 및/또는 옥사졸리디논과 함께 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 화학식 (II)의 화합물은 부가적으로 반코마이신 또는 포스포마이신과 함께 사용될 수 있다. 대안적으로, 제2 제제는 반코마이신, 포스포마이신, 리파마이신, 베타-락탐(예컨대, 세팔로스포린 또는 카르바페넴), 아미노글리코시드, 마크롤리드, 테트라사일린, 리포펩티드, 옥사졸리디논 및/또는 소염제, 예컨대 스테로이드가 아니다.
제2 제제는 추가의 제제, 예를 들어, 제2 제제의 생체내 분해를 제한하거나 방지하는 제제와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 제제가 β-락탐 작용기를 갖는 경우, 효소 저해제가 제2 제제와 함께 사용되어 β-락타마제의 작용을 저해할 수 있다. 다른 실시예에서, β-락탐 항생제, 예컨대 이미페넴이 데하이드로펩티다제 저해제, 예컨대 실라스타틴과 함께 사용되어 신장에 의한 β-락탐 항생제의 분해를 방지할 수 있다.
제2 제제는 선택적으로 소염제, 예컨대 스테로이드와 함께 사용될 수 있다.
화학식 (I) 및 (II)의 폴리믹신 화합물
화학식 (I) 및 (II)의 본 발명의 화합물은 폴리믹신 계열 화합물의 N 말단 유도체이다. 본 발명 화합물의 코어는 폴리믹신 화합물의 데아실화 버전 또는 폴리믹신 화합물의 노나펩티드 버전, 예컨대 데아실화 폴리믹신　B 노나펩티드(PMBN) 또는 데아실화 콜리스틴이다.
따라서, 화학식 (I)의 화합물을 다음과 같이 나타낸다:
Figure 112015120719617-pct00001
상기 식에서
-X-는 -C(O)-, -NHC(O)-, -OC(O)-, -CH2- 또는 -SO2-을 나타내고;
-R1은 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 페닐알라닌, 류신, 또는 발린 잔기이며;
-R2는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 류신, 이소-류신, 페닐알라닌, 트레오닌, 발린, 또는 노르-발린 잔기이고;
-R3는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 트레오닌 또는 류신 잔기이며;
-R4는 1개의 하이드록실기 또는 1개의 아미노기에 의해 치환된 C1-6 알킬이고;
-A-는 공유결합 또는 아미노산, 예컨대 α-아미노산이며;
-R5는 G-L2-L1- 이고,
-G는 하기 중에서 선택되며:
C3-10 사이클로알킬,
C2-12 알킬,
C5-12 아릴,
-L1- 은 공유결합, C1-12 알킬렌, 또는 C2-12 헤테로알킬렌이고,
-L2- 는 공유결합 또는 C4-10 헤테로사이클릴렌이며,
단, -G가 C2-12 알킬인 경우 -L1- 은 C1-12 알킬렌이 아니고,
G-L2-L1- 은
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되며,
단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌인 경우 (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이거나,
-R5는 D-L1- 이고, 여기에서 -D는 C4-10 헤테로사이클릴이며, -L1- 은 상기 정의한 바와 같고, D-L1- 은
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되며,
단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -D가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴인 경우 (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이고,
각각의 -R6는 독립적으로 수소 또는 C1-4 알킬이며;
각각의 -R7은 독립적으로 수소 또는 C1-4 알킬이거나;
-NR6R7은 구아니딘기이거나;
-G가 C3-10 사이클로알킬 또는 C5-12 아릴인 경우, -R6 및 -R7은 질소 원자와 함께 C4-10 헤테로사이클을 형성하고;
-R5에 아릴기가 존재하는 경우 이는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, 선택적으로 -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되며;
선택적으로, -R5에 알킬, 사이클로알킬, 또는 헤테로사이클릴기가 존재하는 경우 이는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4　알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되나, 단, 알킬은 알킬에 의해 치환되지 않고;
-R8는 수소 또는 메틸이다.
본 명세서에 기재한 바와 같이, 일 실시양태에서, 화학식 (I)의 화합물은 데아실화 폴리믹신 화합물을 포괄하지 않으며, 카추마 등(Katsuma et al.; Chem . Pharm. Bull. 2009, 57, 332)에 기재된 폴리믹신 유도체를 포괄하지 않는다.
화학식 (II)의 화합물은 선택적으로 화학식 (IIe), (IIf) 및 (IIg)의 화합물과 함께 화학식 (IIa), (IIb), (IIc) 및 (IId)의 화합물을 포함하는 화합물이다. 일 실시양태에서, 화학식 (II)의 화합물은 화학식 (IIa)의 화합물이다.
화학식 (IIa)의 화합물은
-R5가 G-L2-L1- 이고,
-G가 C5-12 아릴이며,
-L1- 이 공유결합, C1-12 알킬렌, 또는 C2-12 헤테로알킬렌이고,
-L2- 가 공유결합 또는 C4-10 헤테로사이클릴렌이며,
-R5가 하기에 의해 치환되고:
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기,
단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10　헤테로사이클릴렌인 경우 (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이며,
아릴기는 독립적으로 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서, 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되고;
R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8은 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타내는 화합물이다. 부가적으로 -A- 및 -X- 는 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타낸다. 선택적으로, -R5-X- 는, 예를 들어, -A- 가 공유결합인 경우, 함께 Phe, His, Trp 또는 Tyr, 예컨대 L-Phe, L-His, L-Trp 및 L-Tyr이 아니다. 선택적으로, -R5-X- 는, 예를 들어, -A- 가 공유결합인 경우, 함께 Phe, 및 Trp, 예컨대 L-Phe 및 L-Trp이 아니다.
화학식 (IIb)의 화합물은
-R5가 G-L2-L1- 이고,
-G가 C3-10 사이클로알킬이며,
-L1- 이 공유결합, C1-12 알킬렌, 또는 C2-10 헤테로알킬렌이고,
-L2- 가 공유결합 또는 C4-12 헤테로사이클릴렌이며,
단, -L1- 이 C2-10 헤테로알킬렌인 경우 -L2- 는 단지 공유결합이고,
-R5가
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되며,
단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌인 경우, (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이고,
선택적으로, 사이클로알킬기는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이며, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4　알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되나, 단, 알킬은 알킬에 의해 치환되지 않으며,
R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8은 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타내는 화합물이다. 부가적으로 -A- 및 -X- 는 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타낸다.
화학식 (IIc)의 화합물은
-R5가 G-L2-L1- 이고,
여기에서
-G가 C3-10　사이클로알킬 또는 C2-12 알킬이며,
-L1- 이 공유결합 또는 C1-12 알킬렌이고,
-L2- 가 공유결합이며,
단, -G가 C2-12 알킬인 경우 -L1- 은 C1-12 알킬렌이 아니고,
-R5가
(i) 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(ii) 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되며;
선택적으로, 알킬 또는 사이클로알킬기는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4　알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되나, 단 알킬은 알킬에 의해 치환되지 않고,
R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8은 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타내는 화합물이다. 부가적으로 -A- 및 -X- 는 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타낸다. 선택적으로, -R5-X- 는, 예를 들어, -A- 가 공유결합인 경우, 함께 Lys, Dap, Arg, Dab, 및 Drg, 예컨대 L-Lys, L-Dap, L-Arg, L-Dab, 및 L-Drg가 아니다.
화학식 (IId)의 화합물은
-R5가 D-L1- 이고,
여기에서 D-L1- 이
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되며;
-L1- 이 공유결합, C1-12 알킬렌, 또는 C2-12 헤테로알킬렌이고,
단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌인 경우 (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이며,
선택적으로, 헤테로사이클릴기는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4　알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되나, 단 알킬은 알킬에 의해 치환되지 않고,
R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8은 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타내는 화합물이다. 부가적으로, -A-, -D, 및 -X- 는 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타낸다.
화학식 (IIe)의 화합물은 -A- 가 아미노산, 예컨대 α-아미노산이고, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, 및 -X- 가 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타내는 화합물이다. 카추마 등(Chem . Pharm . Bull. 2009, 57, 332)에 기재된 화합물은 폴리믹신 B 데카펩티드임이 주목된다. 그러나, 이들 화합물은 화학식 (IIe)의 화합물에 존재하는 N 말단 변형을 나타내지 않는다.
화학식 (IIf)의 화합물은 -A- 가 공유결합이고, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, 및 -X- 가 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타내며, 단, -X- 및 -R5가 함께 L-α-아미노산 잔기는 아닌 화합물이다. 일 실시양태에서, -X- 및 -R5 는 함께 L-Lys, L-Arg, L-Dap(L-α,β-디아미노프로피온산), L-Ser, L-Dab(L-α,γ-디아미노부티르산), L-Dgp(L-α,β-디구아니디노프로파노일) 또는 L-Abu가 아니다. 일 실시양태에서, -X- 및 -R5가 함께 α-아미노산인 경우, 그 α-아미노산은 D-α-아미노산 잔기이다.
카추마 등(Chem . Pharm . Bull. 2009, 57, 332)에 기재된 화합물은 데스-지방 폴리믹신 B 데카펩티드임이 주목된다. 데카펩티드의 1-위치 아미노산은 L-α-아미노산, 예를 들어, L-Lys, L-Arg, L-Dap(L-α,β-디아미노프로피온산), 또는 L-Ser이다. 이러한 아미노산은 X- 및 -R5의 정의로부터 배제되므로(-A- 가 공유결합인 경우) 화학식 (IIf)의 화합물은 카추마 등의 화합물을 포괄하지 않는다.
사토 등(Peptide Science 2007, 307)에 기재된 화합물은 데스-지방 폴리믹신 B 데카펩티드이다. 데카펩티드의 1-위치 아미노산은 L-α-아미노산, 예를 들어, L-Dab, L-Dap, L-Dgp 및 L-Ser이다. 이러한 아미노산은 X- 및 -R5의 정의로부터 배제되므로(-A- 가 공유결합인 경우) 화학식 (IIf)의 화합물은 사토 등의 화합물을 포괄하지 않는다.
WO 2009/098357호는 대조군 화합물 NAB 705를 기재하며, 이는 N 말단에 L-Abu 잔기를 갖는 폴리믹신 B 노나펩티드를 포함하는 데카펩티드이다. 아미노산이 -X- 및 -R5의 정의로부터 배제되므로(-A- 가 공유결합인 경우) 화학식 (IIf)의 화합물은 WO 2009/098357호의 화합물을 포괄하지 않는다. NAB　705도 WO 2008/017734호에 기재되어 있다.
카추마 등 및 사토 등의 화합물은 활성 제제와 조합되는 용도로 기재되지 않는다.
화학식 (IIg)의 화합물은 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 -R4가 Dab, 예를 들어, (S)-Dab가 아닌 화합물이다. 따라서, -R4는 결합되어 있는 탄소에 대해 (S)-입체배치의 -CH2CH2NH2이 아니다. 본 실시양태에서, -A-, R1, R2, R3, R5, R6, R7, R8, 및 -X- 는 상기 화학식 (I)의 화합물과 동일한 의미를 나타낸다.
일 실시양태에서, -R4는 1개의 하이드록실기 또는 1개의 아미노기에 의해 치환된 C1 알킬 또는 C3-6 알킬이다. 일 실시양태에서, -R4는 1개의 하이드록실기 또는 1개의 아미노기에 의해 치환된 C1 알킬이다. 일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 Dap(α,β-디아미노프로피온산), 예컨대 (S)-Dap이다.
화학식 (IIg)의 화합물은 위치 3에서의 아미노산 잔기를 폴리믹신 B와 공유하지 않는 화합물이다. 예를 들어, 사토 등 및 카추마 등에 의한 연구는 위치 3에서 (S)-Dab 잔기를 보유하는 폴리믹신 B 및 콜리스틴 화합물의 기재로 제한된다.
WO 2012/168820호는 위치 3의 아미노산이 폴리믹신 B와 비교하여 변경된 측쇄를 나타내는 폴리믹신 화합물을 기재한다. WO 2012/168820호는 본 발명에서 기재되고 있는 N 말단기(즉, -X-R5 기)를 갖는 화합물을 기재하지 않는다.
A가 공유결합이고, R1(결합된 기들과 함께)이 D-페닐알라닌이며, R2(결합된 기들과 함께)가 L-류신이고, R3(결합된 기들과 함께)가 L-트레오닌이며, R4(결합된 기들과 함께)가 L-α,γ-디아미노부티르산이고; R8이 메틸(그리고 결합된 기들과 함께 L-트레오닌임)인 경우, 화합물은 폴리믹신　B(폴리믹신　B 노나펩티드)의 아미노산 2-10을 갖는 폴리믹신 노나펩티드 유도체이다. 추가로, A가 L-α,γ-디아미노부티르산인 경우, 화합물은 폴리믹신　B의 아미노산 1-10을 갖는 폴리믹신 유도체이다.
유사하게, A가 공유결합이고, R1(결합된 기들과 함께)이 D-류신이며, R2(결합된 기들과 함께)가 L-류신이고, R3(결합된 기들과 함께)가 L-트레오닌이며, R4(결합된 기들과 함께)가 L-α,γ-디아미노부티르산이고; R8이 메틸(그리고 결합된 기들과 함께 L-트레오닌임)인 경우, 화합물은 폴리믹신　E(콜리스틴 노나펩티드)의 아미노산 2-10을 갖는 폴리믹신 노나펩티드이다. 추가로, A가 L-α,γ-디아미노부티르산인 경우, 화합물은 폴리믹신　E(콜리스틴)의 아미노산 1-10을 갖는 폴리믹신 유도체이다.
폴리믹신 B
폴리믹신 B 노나펩티드는 하기에 나타낸 구조를 갖는다:
Figure 112015120719617-pct00002
상기 식에서, 위치 2, 4 및 10이 표시되어 있고(폴리믹신 B 데카펩티드에 대해 사용된 번호부여 시스템을 참조함), 아미노산 잔기는 달리 표시되어 있지 않는 한 L-입체배치이다.
본 발명의 화합물은 폴리믹신 B 노나펩티드의 유도체이며, 여기에서 (i) N 말단 아미노기, -NH2는 본 명세서에 기재된 -NH-A-X-R5 또는 -NH-X-R15 기에 의해 대체되고, 선택적으로 (ii) 위치 2, 3, 6, 7 및 10의 아미노산 잔기는 다른 아미노산 잔기에 의해 치환된다.
편의상, 본 발명의 화합물은 화학식 (I) 또는 (II)로 나타내며, 여기에서 위치 2, 3, 6, 7 또는 10의 아미노산은 각각 R8, R4, R1, R2 및 R3 기의 성질에 의해 결정된다. 상기 변형체(variant)를 포함하는 본 발명의 화합물은 생물학적으로 활성이다.
화합물의 변형체는 하나 이상, 예를 들어, 1 내지 5개, 예컨대 1, 2, 3 또는 4개 아미노산이 다른 아미노산에 의해 치환된 화합물이다. 아미노산은 위치 2, 3, 6, 7 또는 10(폴리믹신 B에서 사용된 잔기의 번호부여를 참조함) 중에서 선택된 위치에 있을 수 있다. 치환은 다른 아미노산 또는 입체이성체에 대한 것일 수 있다.
-R 1
-R1 위치는 폴리믹신 화합물에서 아미노산 위치 6에 해당한다. 일 실시양태에서 -R1은 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 페닐알라닌 잔기, 예를 들어, D-페닐알라닌, 또는 류신 잔기, 예컨대 D-류신 잔기이다.
-R 2
-R2 위치는 폴리믹신 화합물에서 아미노산 위치 7에 해당한다. 일 실시양태에서 -R2는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 류신 또는 트레오닌 잔기, 예컨대 L-류신 또는 L-트레오닌이다.
-R 3
-R3 위치는 폴리믹신 화합물에서 아미노산 위치 10에 해당한다. 일 실시양태에서 -R3는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 트레오닌 잔기, 예컨대 L-트레오닌이다.
-R 4
-R4 위치는 폴리믹신 화합물에서 아미노산 위치 3의 측쇄에 해당한다.
-R4 기는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께아미노- 또는 하이드록실-함유 측쇄를 갖는 아미노산 잔기이다.
일 실시양태에서, -R4는 1개의 아미노 또는 1개의 하이드록실 치환기를 갖는 C1-4 알킬이다. 일 실시양태에서, -R4는 1개의 아미노 치환기를 갖는다. 일 실시양태에서, -R4는 1개의 하이드록실 치환기를 갖는다. 아미노기는 -NH2, -NHMe 또는 -NHEt일 수 있다. 일 실시양태에서, 아미노기는 -NH2이다.
일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 α,γ-디아미노부티르산(Dab), 세린 잔기, 트레오닌 잔기, 리신 잔기, 오르니틴 잔기, 또는 α,β-디아미노프로피온산(Dap)이다. 일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 α,γ-디아미노부티르산(Dab), 세린 잔기, 리신 잔기, 또는 α,β-디아미노프로피온산(Dap)이다. 일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 α,γ-디아미노부티르산(Dab) 또는 α,β-디아미노프로피온산(Dap), 예컨대 L-Dab 또는 L-Dap이다.
일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 α,γ-디아미노부티르산(Dab) 또는 α,β-디아미노프로피온산 (Dap), 예컨대 L-Dab 또는 L-Dap이다. 일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 리신 잔기, 예컨대 L-Lys이다. 일 실시양태에서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 Dab, 예컨대 L-Dab이다.
-R4가 Dab 측쇄인 본 발명의 화합물은 폴리믹신 B와 같은 화합물로부터 얻을 수 있다. -R4가 Dap 측쇄인 화합물은 WO　2012/168820호에 기재된 방법을 이용하여 제조할 수 있다. -R4가 세린 측쇄인 화합물은 바라 등(Vaara et al.; 예를 들어, Antimicrob. Agents Chemother. 2008, 52, 3229 참조)에 의해 기재된 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
-R 8
-R8 기를 포함하는 아미노산 잔기는 폴리믹신에서 위치 2에 해당한다. 일 실시양태에서, -R8은 메틸이다. 따라서, 생성된 아미노산은 Thr이다. 일 실시양태에서, -R8은 H이다. 따라서, 생성된 아미노산은 Ser이다.
-X-
-X- 기는 -C(O)-, -NHC(O)-, -OC(O)-, -CH2- 및 -SO2- 중에서 선택될 수 있다. 일 실시양태에서 -X- 는 -C(O)-, -SO2- 및 -CH2- 중에서 선택된다. 일 실시양태에서 -X- 는 -C(O)- 이다. 일 실시양태에서 -X- 는 -SO2- 이다. 일 실시양태에서 -X- 는 -CH2- 이다.
-X- 기의 우측면은 위치 2의 아미노산의 아미노 말단인 NH 또는 존재하는 경우 -A- 에 대한 결합 포인트이다. -X- 기의 좌측면은 -R5에 대한 결합 포인트이다.
-A-
일 실시양태에서, -A- 는 공유결합이다. 이러한 화합물은 노나펩티드로 지칭되며, 예를 들어, 폴리믹신 B, E 및　M의 노나펩티드 형태를 기본으로 한다(예를 들어 폴리믹신 B와 관련하여 상기 나타낸 구조를 가짐). 폴리믹신 B 및 E의 노나펩티드 형태는 당업계에 주지되어 있다. -A- 가 공유결합인 본 발명의 화합물은 N 말단의 적절한 유도체화에 의해 노나펩티드 형태로부터 제조할 수 있다.
일 실시양태에서, -A- 는 아미노산이다. 아미노산은 α-아미노산일 수 있다. 이러한 화합물은 데카펩티드로 지칭되며, 예를 들어, 폴리믹신 B, E 및　M의 데아실화 데카펩티드 형태를 기본으로 한다. 폴리믹신 B, E 및 M의 데아실화 형태는 당업계에 주지되어 있다. 대안적인 데카펩티드는 아미노산/들을 노나펩티드 또는 헵타펩티드의 N 말단에 적절히 커플링시켜 노나펩티드 또는 헵타펩티드로부터 제조할 수 있다. 폴리믹신 M의 데아실화 형태는 큐비스트(Cubist; WO　2010/075416호 및 US　8,415,307호 참조)가 폴리믹신 A에 대해 보고한 것과 동일한 것으로 보임이 주목된다.
일 실시양태에서, -A- 는 α-아미노산이다. α-아미노산은 선택적으로 다른 α-아미노산과 함께 단백질을 구성하는("천연") α-아미노산을 포함한다. 일 실시양태에서, -A- 는 Lys, Arg, Dap, Ser, Thr, Ile, Tyr, His, Phe, Pro, Trp, Leu, Ala, Dab(α,γ-디아미노부티르산), Dap(α,β-디아미노프로피온산), Dgp(α,β-디구아니디노프로파노일), 오르니틴 및 노르-발린, 예컨대 그의 L- 및 D-형태로 구성된 그룹 중에서 선택되는 아미노산이다. 일 실시양태에서, -A- 는 Dab, Pro, Dap, Gly, Ser, His, Phe, Arg, Tyr, 및 Leu, 예컨대 그의 L- 및 D-형태로 구성된 그룹 중에서 선택되는 아미노산이다. 일 실시양태에서, -A- 는 D α-아미노산이다. 일 실시양태에서, -A- 는 L α-아미노산이다. 단백질을 구성하지 않는 α-아미노산의 예는 번역후 변형 또는 다른 수단에 의해 생성된 아미노산들이다. 예로는 Dab, Dap, Dgp(α,β-디구아니디노프로파노일), 오르니틴 및 노르-발린을 들 수 있다. 또한, 실시예 화합물 A28에 존재하는 아미노산과 같은 아미노산을 들 수 있다. 아미노산은 α-탄소에 대해 gem 이-치환기인 피페리딘 측쇄를 갖는다. 따라서, α-탄소는 피페리딘환의 환원자이다. 이는 Dab의 사이클릭 유사체이다.
일 실시양태에서, -A- 는 β-아미노산이다.
-A- 가 아미노산인 본 발명의 화합물을 데아실화 노나펩티드, 예컨대 PMBN으로부터 제조할 수 있다. 아미노산기를 단순한 아미노산 커플링 기술에 의해 첨가할 수 있다. 생성된 화합물의 N 말단을 유도체화하여(경우에 따라, 선택적인 N 말단 보호기를 제거한 후) 필요한 R5-X- 말단을 제공할 수 있다. 대안적으로 아미노산기의 N 말단을 아미노산 커플링 단계 전에 사전-유도체화할 수 있다. 따라서, 데아실화 노나펩티드에 유도체화된 아미노산을 첨가하면 직접적으로 필요한 N 말단기가 얻어진다. 일 실시양태에서, -A- 는 그의 L- 및 D-형태를 포함하는 Lys, Arg, Dap, Ser, Phe, Trp, Leu, Ala, Dab, Dap, 오르니틴 또는 노르-발린 중에서 선택된다. 일 실시양태에서, -A- 는 Thr, Ser, Lys, Dab 또는 Dap, 예를 들어, L-Thr, L-Ser, L-Lys, L-Dab 또는 L-Dap 중에서 선택된다.
일 실시양태에서, -A- 는 Dab, 예컨대 L-Dab이다.
대안적인 실시양태에서, -A- 가 아미노산인 경우, 이는 Dab, 예를 들어, L-Dab이 아니다.
-X- 및 -R 5
화학식 (I)의 화합물은 폴리믹신 B(데아실폴리믹신 B - DAPB), D, E(데아실콜리스틴 - DAC) 또는 M, 또는 서큘린 A의 데아실화 버전을 포괄하지 않는다. 화학식 (I)의 화합물은 폴리믹신 B(PMBN), D, E 또는 M, 또는 서큘린 A의 노나펩티드 버전을 포괄하지 않는다.
일 실시양태에서, -X- 및 -R5는 함께, 예를 들어, -A- 가 공유결합인 경우 α-아미노산 잔기가 아니다. α-아미노산 잔기는 -X- 가 -C(O)- 이고 -R5가 -X- 기에 대해 α인 탄소 원자에 대한 치환기로서 -NR6R7(예컨대, -NH2) 기를 나타내는 기이다. 일 실시양태에서, -X- 및 -R5는 함께 Thr, Ser, α,γ-디아미노부티르산(Dab) 또는 α,β-디아미노프로피온산(Dap) 잔기가 아니다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 화학식 (I) 화합물의 코어가 폴리믹신 B인 경우, X 및 R5는 함께 Lys, Arg, Dap, Ser, Phe, Trp, Leu 또는 Ala 잔기가 아니다. 일 실시양태에서, -X- 및 -R5는 함께 Lys, Arg, Dap, Ser, Phe, Trp, Leu, Ala, α,γ-디아미노부티르산(Dab) 또는 α,β-디아미노프로피온산(Dap) 잔기가 아니다. 일 실시양태에서, -X- 및 -R5는 함께 Ala, Ser, Thr, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Tyr, Trp, His, Lys 또는 Arg 잔기가 아니다. 일 실시양태에서, -X- 및 -R5는 함께 Ala, Ser, Thr, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Tyr, Trp, His, Lys, Arg, α,γ-디아미노부티르산(Dab) 또는 α,β-디아미노프로피온산(Dap) 잔기가 아니다.
일 실시양태에서, -X- 및 -R5는 함께 α-아미노산, 예를 들어, D 또는 L α-아미노산, 예를 들어, L α-아미노산이 아니다.
일 실시양태에서, -R5는 예를 들어 -X- 가 -C(O)- 인 경우에 디아미노페닐, 예컨대 3,5-디아미노페닐이 아니다.
-R 5
일 실시양태에서, -R5는 G-L2-L1- 이다. -R5는 예를 들어 -L2- 가 공유결합인 경우 G-L1- 일 수 있다. -R5는 예를 들어 -L1- 이 공유결합인 경우 G-L2- 일 수 있다. -R5는 예를 들어 -L1- 및 -L2- 가 공유결합인 경우 -G일 수 있다.
일 실시양태에서, -R5는 D-L1- 이다. -R5는 예를 들어 -L1- 이 공유결합인 경우 -D일 수 있다. 일 실시양태에서, -R5는 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기를 가진다. 이들 기는 -R5 내부의 선택적인 기, 예컨대 -G, -D, -L1- 및 -L2- 상에 제공될 수 있다. 일 실시양태에서, 이들 기는 -G, -D, 및 -L1- 에 대한 치환기로서 제공된다. 하이드록실 및 -NR6R7 기가 선택적으로 D-L1- 기에 대한 치환기임이 주목된다. 하이드록실 및 -NR6R7 치환기가 하기에서 논의되는 경우, 이들은 -R5에 대한 치환기로서 지칭될 수 있다.
일 실시양태에서, 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기는 -R5에 대한 선택적인 치환기이다. 이는 -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌이고/이거나 -D가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴인 경우일 수 있다.
일 실시양태에서, -R5는 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개 또는 적어도 8개의 탄소 원자를 가진다. 일 실시양태에서, -R5는 1, 2, 또는 3개의 질소 원자를 가진다. 일 실시양태에서, 질소 원자는 염기성 질소 원자이다. 질소 원자는 NH로서 존재할 수 있다. 일 실시양태에서, -R5는 1, 2, 또는 3개의 산소 원자를 가진다.
일 실시양태에서, -R5는 예를 들어 -A- 가 공유결합이고, -X- 가 -C(O)- 이며 -R1, -R2 및 -R3가 폴리믹신 B의 아미노산 잔기인 경우 아미노사이클로헥실이 아니다. 오키무라 등(Okimura et al.)은 N 말단에 아미노사이클로헥실기를 갖는 폴리믹신 B 노나펩티드 화합물을 기재한다. 이들 화합물은 활성 제제와 조합되는 용도로 기재되지 않는다. 일 실시양태에서, -R5는 시스-2-아미노사이클로헥실, 트랜스-2-아미노사이클로헥실, 시스-3-아미노사이클로헥실, 시스-4-아미노사이클로헥실, 및 트랜스-4-아미노사이클로헥실로 구성된 그룹 중에서 선택되는 아미노사이클로헥실기가 아니다. 부가적으로 또는 대안적으로, -R5는 트랜스-3-아미노사이클로헥실이 아니다.
링커: -L 2 -L 1 - 및 -L 1 -
G-L2-L1- 및 D-L1- 기의 내부에서, -L2-L1- 및 -L1- 은 -X- 기를 -G 또는 -D에 연결하는 링커로 간주될 수 있다. 예를 들어, -L1- 및 -L2- 가 공유결합인 경우 링커는 부재할 수 있다.
G-L 2 -L 1 - 내의 -L 2 -L 1 -
일 실시양태에서, -L1- 및 -L2- 는 양자 모두 공유결합이다. 따라서 -G 기는 직접 -X- 에 연결된다. 이때, 하이드록실 또는 아미노기(예컨대, 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기) -G 상에 존재해야 한다.
-L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10　헤테로사이클릴렌인 경우, G-L2-L1- 이 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되는 것은 옵션이다.
D-L 1 - 중의 -L 1 -
일 실시양태에서, -L1- 은 공유결합이다. 따라서, -D 기는 직접 -X- 에 연결된다. D-L1- 기가 하이드록실기 또는 아미노기(예컨대, 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기)에 의해 치환되는 경우, 기는 -D 상에 존재해야 한다.
-L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -D가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴인 경우, D-L1- 이 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되는 것은 옵션이다.
-L 1 -
일 실시양태에서, -L1- 은 공유결합 또는 C1-12 알킬렌기이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 공유결합이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 C1-12 알킬렌기 또는 C2-12 헤테로알킬렌기이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 C1-12 알킬렌기이다.
일 실시양태에서, -L1- 은 C1-12 알킬렌, 예를 들어 C1-6, C1-4 또는 C1-2　알킬렌이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 -CH2- 또는 -CH2CH2- 이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 C2-12 알킬렌, 예를 들어 C2-6 또는 C2-4 알킬렌이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 C3-12 알킬렌, 예를 들어 C3-6, C4-12, C5-12 또는 C6-12 알킬렌이다. 알킬렌기는 포화된 지방족 알킬렌기이다. 알킬렌기는 선형 또는 분지형 알킬렌기일 수 있다. 일 실시양태에서, 알킬렌기는 선형이다.
-L1- 이 알킬렌기이고 R5가 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되는 경우, 하나 이상의 치환기가 알킬렌기에 대한 치환기일 수 있다. 일 실시양태에서, 알킬렌기는 1개, 2개, 또는 3개의 치환기를 가진다. 일 실시양태에서, 알킬렌기는 1개 또는 2개의 치환기, 예컨대 1개의 치환기를 가진다. 일 실시양태에서, 알킬렌기 상의 치환기 개수는 알킬렌기 내의 탄소 원자의 개수보다 크지 않다. 따라서, -L1- 이 C2 알킬렌기인 경우, 이는 2개 이하의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
존재하는 경우, 부가적인 치환기가 경우에 따라 -G 또는 -D 상에 위치할 수 있다. 일 실시양태에서, 알킬렌기는 비치환된다.
-L1- 이 알킬렌기인 경우, 이는 사이클로알킬기에 의해 치환될 수 있다. 알킬렌기의 탄소 원자는 -G 기 사이클로알킬의 탄소 환원자에 대해 공유결합을 형성할 수 있다. 이러한 배열은 실시예 화합물 10 및 A28에서 볼 수 있다. 대안적으로, 사이클로알킬기는 알킬렌기에 대해 gem 이-치환기일 수 있다. 따라서, 알킬렌기의 탄소 원자는 또한 사이클로알킬기의 탄소 환원자이다. 이러한 배열은 실시예 화합물 A30 및 A34에서 볼 수 있다.
대안적으로, A30 및 A34와 같은 화합물에서의 후자 배열은 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기가 선택적인 알킬 치환기 상에 위치하는 경우 선택적인 알킬 치환기를 갖는 사이클로알킬기로서 여길 수 있다.
일 실시양태에서, -L1- 은 C2-12 헤테로알킬렌이다. 헤테로알킬렌기는 하나 이상, 예컨대 2개 또는 3개, 또는 그 이상의 탄소 원자가 N, O 및 S 중에서 선택된 헤테로원자에 의해 대체된 알킬렌기이다. 예를 들어, C4의 4와 같은 윗첨자는 탄소 원자 및 헤테로원자의 총 개수를 지칭한다. 헤테로알킬렌기의 헤테로원자는 펜던트 아미노, 하이드록실 또는 티올기가 아닌 것으로 이해된다.
일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기는 1개 또는 2개의 헤테로원자, 예를 들어, 1개 또는 2개의 질소 원자, 예컨대 1개 또는 2개의 -NH- 를 함유한다. 일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기는 질소-함유 헤테로알킬렌기이다. 헤테로원자는 예를 들어 -CH2-NH-CH2- 와 같이 알킬렌쇄의 개재 원자로서 제공될 수 있다. 헤테로원자는 예를 들어 -CH2-CH2-NH- 또는 -NH-CH2-CH2- 와 같이 -X-, -L2-, -G 또는 -D에 연결하기 위한 말단기로서 제공될 수 있다. 이들 실시양태에서, 헤테로원자는 -X-, -L2-, -G 또는 -D의 탄소 원자에 결합된다. 일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기의 헤테로원자는 -X- 기에 공유결합하지 않는다. 일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기의 헤테로원자는 존재하는 경우 -L2-, -G 또는 -D 기에 공유결합하지 않는다. 대안적인 실시양태에서, 헤테로알킬렌기의 헤테로원자, 예컨대 -NH- 는 존재하는 경우 -L2-, -G 또는 -D 기에 공유결합된다.
일 실시양태에서, -L1- 은 C2-12 헤테로알킬렌, 예를 들어 C2-6, C2-4, C3-6, C3-12, C4-6 또는 C4-12 헤테로알킬렌이다. 헤테로알킬렌기는 포화된 지방족 헤테로알킬렌기이다. 헤테로알킬렌기는 선형 또는 분지형 헤테로알킬렌기일 수 있다. 일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기는 선형이다.
일 실시양태에서, -L1- 은 -NH-CH2CH2-NH-CH2- 이다. 일 실시양태에서, -L1- 은 -CH2-NH-CH2CH2- 이다.
일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기는 비치환되어 있다. 일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기는 예를 들어 1개 또는 2개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기, 예컨대 1개의 하이드록실 또는 -NR6R7 기에 의해 치환된다. 치환기는 헤테로알킬렌기 내부의 탄소 원자 상에 제공된다. 일 실시양태에서, 헤테로알킬렌기 상의 치환기 개수는 헤테로알킬렌기의 탄소 원자의 개수보다 크지 않다.
헤테로알킬렌기가 치환되는 경우, 치환기는 바람직하게 헤테로알킬렌기의 헤테로원자에 공유결합된 탄소 원자 상에 제공되지 않는다. 헤테로알킬렌기가 치환되는 경우, 치환기는 헤테로원자에 결합되지 않은 탄소 원자 상에 제공될 수 있다.
-L 2 -
일 실시양태에서, -L2- 는 공유결합이다. 일 실시양태에서, -L2- 는 예를 들어 -L1- 이 C1-12 알킬렌기인 경우 C4-10 헤테로사이클릴렌기이다.
일 실시양태에서, -L2- 는 C4-7 헤테로사이클릴렌기, 예를 들어 C5-7 또는 C5-6 헤테로사이클릴렌기이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴렌은 N, S 및 O 중에서 선택된 1개 또는 2개의 헤테로원자를 함유한다. S 원자가 존재하는 경우, 이는 S, S(O) 또는 S(O)2의 형태일 수 있다. N 원자가 존재하는 경우, 이는 NH 또는 NR의 형태일 수 있으며, 여기에서 -R은 C1-4 알킬, 예컨대 메틸 또는 에틸이다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴렌기는 질소-함유 헤테로사이클릴렌이다. 헤테로사이클릴렌기는 1개 또는 2개의 질소 원자를 함유할 수 있다. 각각의 질소 원자는 경우에 따라 C1-4 알킬에 의해 선택적으로 치환될 수 있다. 일 실시양태에서 헤테로사이클릴렌기는 질소 헤테로원자 만을 함유한다.
-L2- 기와 관련하여 용어 "헤테로사이클릴렌"은 환 시스템의 일부를 형성하는 하나 이상의 헤테로원자(예: N, O, S)를 갖는 그룹 (1), 및 그룹 (2)를 지칭하며, 그룹 (1)의 환 시스템은 1개의 환 또는 2개 이상의 융합환을 포함하고, 여기에서 환시스템의 적어도 1개의 환은 비-방향족 환이며, 그룹 (2)는 비-방향족 환 원자(즉, 여기에서 각각의 환 원자는 환 시스템의 일부인 비-방향족 환의 일부임)를 통해 분자의 나머지(경우에 따라 -G 및 -L1- 기 포함)에 결합된다. 적어도 하나의 헤테로원자가 비-방향족 환에 제공된다.
따라서, 헤테로사이클릴렌은 1개의 환이 방향족 환인 비사이클릭 환 시스템일 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 방향족 환은 분자의 나머지에 연결되어 있는 환이 아니다. 융합된 헤테로사이클릴 시스템의 예는 D 기와 관련하여 하기에서 논의된다.
일 실시양태에서, 헤테로사이클릴렌기가 2개 이상의 융합환을 함유하는 경우, 각각의 환은 비-방향족이다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴렌기는 1개의 환을 포함한다.
일 실시양태에서, 헤테로사이클릴렌기는 비치환되어 있다. 따라서, 필요에 따라 다른 곳에서, 예를 들어, 존재하는 경우 -L1- 상에서 또는 -G 또는 -D 상에서, 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기가 제공된다. 대안적으로, 헤테로사이클릴렌기가 염기성 질소기, 예컨대 NH와 함께 제공되는 경우, 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기는 옵션이다. 염기성 질소기, 예컨대 NH의 부재하에, 헤테로사이클릴렌기는 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기와 함께 제공될 수 있다.
일 실시양태에서, 헤테로사이클릴렌은 존재하는 경우 헤테로사이클릴렌 환의 탄소 원자 또는 질소 원자를 통해 -L1- 또는 -X- 에 연결된다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴렌은 존재하는 경우 헤테로사이클릴렌 환의 탄소 원자 또는 질소 원자를 통해 -G에 연결된다.
일 실시양태에서, -L2- 는 피페리디닐렌, 피페라지닐렌 및 피롤디닐렌 중에서 선택된다. 일 실시양태에서, -L2- 는 피페리디닐-1,4-엔, 피페라지닐-1,4-엔 및 피롤디닐-1,3-엔 중에서 선택된다.
헤테로사이클릴렌기가 피리돈 디라디칼, 예컨대 2-피리돈 디라디칼을 포괄하지 않음이 주목된다. 락팀 토토머 형태에 비추어, 이러한 화합물은 방향족인 것으로 간주된다. 따라서, 의문을 피하기 위하여, -L2- 는 헤테로사이클릴렌기일 수 있으나, 단, -L2- 는 피리돈 디라디칼이 아니다. 따라서, 문헌(Magee at al, J. Med . Chem., 2013, 56, 5079)의 화합물 5x는 본 발명의 화학식 (I)에 의해 포괄되지 않는다.
하이드록실 및 - NR 6 R 7 치환기의 위치
일 실시양태에서, -R5 기, 예컨대 G-L2-L1- 또는 D-L1- 은 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환될 수 있다.
일 실시양태에서, -R5는 1개의 하이드록실기에 의해 치환된다.
일 실시양태에서, -R5 기는 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기에 의해 치환될 수 있다. 일 실시양태에서, -R5는 1개의 -NR6R7 기에 의해 치환된다. 일 실시양태에서, -R5는 2개 또는 3개의 -NR6R7 기에 의해 치환된다.
일 실시양태에서, -R5 기는 1개 또는 2개의 -NR6R7 기 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환될 수 있다. 일 실시양태에서, -R5는 1개의 -NR6R7 기 및 1개의 하이드록실기에 의해 치환된다.
일 실시양태에서, 하이드록실기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기가 -G에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 하이드록실기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기가 -D에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 경우에 따라, 예를 들어, -L1- 이 알킬렌 또는 헤테로알킬렌인 경우 하이드록실기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기가 -L1- 에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 경우에 따라, 예를 들어, -L2- 가 헤테로사이클릴렌인 경우 하이드록실기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기가 -L2- 에 대한 치환기이다.
일 실시양태에서, -NR6R7 기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기가 -G에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, -NR6R7 기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기가 -D에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 경우에 따라, 예를 들어, -L1- 이 알킬렌 또는 헤테로알킬렌인 경우 -NR6R7 기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기가 -L1- 에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 경우에 따라, 예를 들어, -L2- 가 헤테로사이클릴렌인 경우 -NR6R7 기, 예컨대 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기가 -L2- 에 대한 치환기이다.
일 실시양태에서, G-L2-L1- 은
(i) 1개 또는 2개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개의 -NR6R7 기 및 1개의 하이드록실기에 의해 치환되며,
단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10　헤테로사이클릴렌인 경우 (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이다.
일 실시양태에서, 예를 들어, L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10　헤테로사이클릴렌인 경우, G-L2-L1- 은 (i), (ii), 및 (iii)에 의해 선택적으로 치환된다. 일 실시양태에서, 단서가 적용되지 않으므로, (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기가 아니다.
의문을 피하기 위하여, -R5 기가 1개의 하이드록실기(-OH)에 의해 치환된다고 말하는 경우에, -R5 내부에는 추가의 하이드록실기가 존재하지 않는다. 마찬가지로, -R5 기가 1개의 -NR6R7 기에 의해 치환된다고 말하는 경우에, -R5 내부에는 추가의 -NR6R7 기가 존재하지 않는다. 유사하게, -R5가 2개 또는 3개의 하이드록실 또는 -NR6R7 기를 갖는 경우에, 하이드록실 또는 -NR6R7 기의 총 개수는 2개 또는 3개이다.
하기에서 추가로 상세히 기재되는 바와 같이, 하이드록실기가 존재하는 경우에, 이는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자의 치환기일 수 있다.
일 실시양태에서, -R5가 1개 초과의 치환기를 갖는 경우, 치환기는 동일한 탄소 원자에 위치하지 않는다.
카복실기(-COOH)는 이 경우에 하이드록실기로 해석되지 않는다.
-L1- 이 2개 이상의 탄소 원자를 갖는 경우(예: C2-12 알킬렌 또는 C3-12 헤테로알킬렌)에, 존재하는 경우 치환기는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에 제공될 수 있다.
유사하게, -L1- 및 -L2- 가 양자 모두 공유결합이고, -G가 C2-12 알킬인 경우, C2-12 알킬기는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에 치환기를 가질 수 있다.
일 실시양태에서, -L1- 은 하이드록실기(예를 들어 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기)에 의해 치환되며, 하이드록실기는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에서 제공된다. 본 발명자들은 α 탄소에 하이드록실기를 갖는 화합물이, 예를 들어, -X- 기에 대해 α가 아닌, 예를 들어, -X- 기에 대해 β 또는 γ인 탄소 원자에 하이드록실기가 연결된 화합물, 예컨대 실시예 화합물 25와 비교하여 특히 개선된 활성 강화를 나타냄을 발견하였다.
유사하게, -L1- 및 -L2- 가 양자 모두 공유결합이고, -G가 C2-12 알킬인 경우, C2-12 알킬기는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에 제공된 하이드록실기를 가질 수 있다.
-L1- 이 2개 초과의 탄소 원자를 갖는 경우(예: C2-12 알킬렌 또는 C3-12 헤테로알킬렌), 존재하는 경우 치환기는 X 기에 대해 α가 아닌 탄소 원자에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 치환기는 -X- 기에 대해 β 또는 γ인 탄소 원자에서 제공될 수 있다. 일 실시양태에서, -X- 기에 대한 α 탄소 원자에서 치환기가 제공되지 않는다.
유사하게, -L1- 및 -L2- 가 양자 모두 공유결합이고, -G가 C2-12 알킬인 경우, C2-12 알킬기는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에 제공되지 않는 치환기를 가질 수 있다. 예를 들어, 치환기는 -X- 기에 대해 β 또는 γ인 탄소 원자에 제공될 수 있다.
일 실시양태에서, -L1- 은 아미노기(예를 들어 1개 또는 2개의 아미노기)에 의해 치환되며, 아미노기(즉, -NR6R7)는 X 기에 대해 α가 아닌 탄소 원자에 제공된다. 이러한 치환을 갖는 화합물의 예로는 본 발명에서 실시예 화합물 10을 들 수 있다. 본 발명자들은 α 탄소에 아미노기를 갖는 화합물, 예컨대 실시예 화합물 40이 아미노기가 예를 들어 -X- 기에 대해 β 또는 γ인 탄소 원자에 연결되어 있는 화합물과 비교하여 활성 강화의 감소를 나타낼 수 있음을 발견하였다.
계속해서, 본 발명자들은 활성 강화에 있어서의 변화가 아미노기에 의해 치환되는 경우 α 탄소의 입체화학과 관련되어 있음을 확인하였다. 실시예 화합물 A25 및 A26은 α 탄소에서의 입체화학에서만 차이가 있는 부분입체이성체이다. 다양한 E. coli , K. pneumoniae , P. aeruginosa, 및 A. baumannii 균주에 대해 시험된 경우 화합물 A26은 화합물 A25 보다 우월한 활성을 나타낸다(표 6A 참조).
따라서, 일 실시양태에서, 아미노기가 X 기의 α 탄소 원자에서 제공된다.
유사하게, -L1- 및 -L2- 가 양자 모두 공유결합이고, -G가 C2-12 알킬인 경우, C2-12 알킬기는 -X- 기에 대해 α가 아니라, 예를 들어, -X- 기에 대해 β 또는 γ인 탄소 원자에 제공되는 아미노기를 가질 수 있다.
일 실시양태에서, 아미노 또는 하이드록실 치환기가 -L1- 기(예: C2-12 알킬렌 또는 C2-12 헤테로알킬렌)의 말단 탄소 또는 존재하는 경우 -C2-12 알킬의 말단 탄소에 제공된다.
일 실시양태에서, D-L1- 의 -L1- 기는 공유결합이다. 따라서, C4-10　헤테로사이클릴인 -D는 직접적으로 -X- 기에 연결된다. 일 실시양태에서, -L2- 기는 C4-10 헤테로사이클릴이다. -L1- 이 공유결합인 경우, -L2- 는 직접적으로 -X- 기에 연결된다. -X- 에 대한 이들 헤테로사이클릴기 중 어느 하나의 연결이 하기에서 논의된다. 일 실시양태에서, -X- 기에 대해 α인 원자는 헤테로사이클릴기의 환 탄소 원자일 수 있다. 헤테로사이클릴기의 환 헤테로원자는 -X- 기에 대해 α인 환 탄소 원자에 공유적으로 결합될 수 있으며, 즉, 환 헤테로원자는 -X- 기에 대해 β 이다. 일 실시양태에서, X 기에 대해 β인 환 헤테로원자는 O 또는 S, 예컨대 O이다. 일 실시양태에서 -X- 기에 대해 β인 환 헤테로원자는 N이 아니다. 일 실시양태에서, X 기에 대해 γ인 환 헤테로원자는 O, S 또는 N이다.
일 실시양태에서, -L1- 및 -L2- 가 양자 모두 공유결합이고, -G가 C5-12 헤테로아릴인 경우, 헤테로아릴은 -X- 기에 대해 α인 환 탄소 원자를 통해 -X- 기에 연결될 수 있다. 일 실시양태에서, 환 헤테로원자, 예컨대 N은 -X- 기에 대해 α인 탄소 원자에 연결되지 않는다. 대안적으로, 환 헤테로원자, 예컨대 O 또는 S는 -X- 기에 대해 α인 탄소 원자에 연결된다.
일 실시양태에서, G-L2-L1- 기는 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기 및/또는 -NR6R7 치환기를 가진다. 이들 치환기는 경우에 따라 하나 이상의 -G-, -L2- 또는 -L1- 기 상에 제공될 수 있다. 일 실시양태에서, 치환기는 -G- 및/또는 -L1- 상에 제공된다. -L1- 이 C2-12 헤테로알킬렌인 경우, 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기 및/또는 -NR6R7 치환기는 옵션이다. D-L1- 기는 선택적으로 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기 및/또는 -NR6R7 치환기를 가진다. 치환기가 존재하는 경우, 이들은 경우에 따라 -D 또는 -L1- 상에 제공될 수 있다.
일 실시양태에서, -R5는 G-L2-L1- 이며, 여기에서 -G는 C5-12 아릴이다. 일 실시양태에서, -R5는 G-L2-L1- 이고, 여기에서 -G는 C3-10 사이클로알킬 또는 -C2-12　알킬이거나, -R5는 D-L1- 이고, 여기에서 D는 C4-10 헤테로사이클릴이다.
일 실시양태에서, G-L2-L1- 은 (i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, (ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는 (iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환된다. 아릴기가 G-L2-L1- 내에 존재하는 경우, 이는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -NR10C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -OCF3, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이다) 중에서 선택되는 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환된다.
일 실시양태에서, D-L1- 은 (i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, (ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는 (iii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 선택적으로 치환된다. 일 실시양태에서, D-L1- 은 (i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, (ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는 (iii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환된다.
C3-10 사이클로알킬 C2-12　알킬 및 C4-10 헤테로사이클릴기는 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환될 수 있다. 사이클로알킬 또는 헤테로사이클릴기가 융합된 방향족 환을 포함하는 경우, 그 방향족 환은 본 명세서에 기재된 선택적인 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다. 선택적인 추가 치환기는 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기를 포함하지 않는다.
C5-12 아릴기는 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되며 C5-12 아릴기는 선택적으로, 추가로 치환된다. 선택적인 추가 치환기는 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기를 포함하지 않는다.
-G 및 -D의 C3-10 사이클로알킬, C2-12　알킬, C5-12 아릴 및 C4-10 헤테로사이클릴기가 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되는 것이 필수적이지는 않다. 일 실시양태에서, 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기가 -R5의 링커 구성요소, 예를 들어, 존재하는 경우 -L1- 및/또는 -L2- 상에 제공될 수 있다.
-R5가 예를 들어 -L1-, -L2- 또는 -D의 일부로서 질소-함유 헤테로사이클릴 (또는 질소-함유 헤테로사이클릴렌) 또는 질소-함유 헤테로알킬렌기를 함유하는 경우, 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기는 옵션일 수 있다.
구체적으로, 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기는 헤테로사이클릴, 헤테로사이클릴렌 또는 헤테로알킬렌기가 염기성 질소 기, 예컨대 NH를 함유하는 경우에만 옵션이다.
따라서, 일 실시양태에서, G-L2-L1- 은
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되거나, 존재하는 경우 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌 및/또는 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌은 염기성 질소 기, 예컨대 NH를 함유한다.
일 실시양태에서, G-L2-L1- 은
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되며, 단, -L1- 이 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10　헤테로사이클릴인 경우 (i), (ii), 및 (iii)는 선택적인 치환기이다.
일 실시양태에서, G-L2-L1- 은
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환된다.
일 실시양태에서, D-L1- 은
(i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
(ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
(iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기에 의해 치환되거나, 존재하는 경우 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌 및/또는 -D는 염기성 질소 기, 예컨대 NH를 함유한다.
-D
폴리믹신 화합물의 N 말단 치환기는 C4-10 헤테로사이클릴기("헤테로사이클릴기")를 포함할 수 있다. 따라서, 일 실시양태에서, -R5는 -D 기를 포함하며, 이는 C4-10 헤테로사이클릴이다.
일 실시양태에서, -D는 질소-함유 헤테로사이클릴기이다. 이러한 실시양태에서, 하이드록실 및 -NR6R7 기는 옵션이다. 헤테로사이클릴기가 질소 환 원자를 함유하지 않는 경우 헤테로사이클릴기 및 -L1- 의 어느 하나 또는 양자 모두는 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되어야 하거나 -L1- 은 질소-함유 C2-12　헤테로알킬렌이어야 한다.
헤테로사이클릴기는 본 명세서에 기재한 바와 같이 선택적으로 치환될 수 있다.
일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 C4-6 또는 C5-6　헤테로사이클릴, 예컨대 C5 헤테로사이클릴 또는 C6　헤테로사이클릴이다.
일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 N, S 및 O 중에서 선택된 1개 또는 2개의 헤테로원자를 함유한다. S 원자가 존재하는 경우, 이는 S, S(O) 또는 S(O)2 의 형태일 수 있다. N 원자가 존재하는 경우, 이는 NH 또는 NR의 형태일 수 있으며, 여기에서 R은 C1-4 알킬, 예컨대 메틸 또는 에틸이다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴기는 질소-함유 헤테로사이클릴기이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 피페리디닐, 피페라지닐, 몰폴리닐, 디옥사닐, 티오몰폴리닐(산화된 티오몰폴리닐 포함), 또는 피롤디닐이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 피페리디닐, 피페라지닐, 티오몰폴리닐(산화된 티오몰폴리닐 포함), 피롤디닐 또는 몰폴리닐이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 피페리디닐, 피페라지닐 또는 피롤디닐이다.
헤테로사이클릴이 존재하는 경우, 이는 존재하는 경우 환 탄소 원자 또는 환 N 원자를 통해 -L1- 또는 -X- 에 연결된다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴은 환 탄소 원자를 통해 연결된다. 다른 실시양태에서, 헤테로사이클릴은 존재하는 경우 환 질소 원자를 통해 연결된다.
헤테로사이클릴이 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환되는 경우, 이들 기는 헤테로사이클릴 환 탄소 원자에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 존재하는 경우, 하이드록실 또는 -NR6R7 기는 환 헤테로원자에 대해 β인 환 탄소 원자에 대한 치환기이다. 일 실시양태에서, 치환되는 경우 헤테로사이클릴은 동일하거나 상이할 수 있는 최대 1개 또는 2개의 치환기를 갖는다.
일 실시양태에서, -R6 및 -R7(존재하는 경우)에 존재하는 탄소 원자의 총 개수와 함께 헤테로사이클릴기 내의 탄소 원자의 총 개수는 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개 또는 적어도 8개이다.
의문을 피하기 위하여, "C4-7 헤테로사이클릴" 등과 같은 용어에서 지수 "Cx -y"는 환 원자의 개수를 지칭하며 이는 탄소 원자 또는 헤테로원자(예: N, O, S)일 수 있다. 예를 들어, 피페리디닐은 C6헤테로사이클릴기의 예이다.
-D 기와 관련된 용어 "헤테로사이클릴"은 (1) 환 시스템의 일부를 형성하는 하나 이상의 헤테로원자(예: N, O, S)를 가지며, 여기에서 환 시스템이 1개의 환 또는 2개 이상의 융합환을 포함하고, 여기에서 환 시스템의 적어도 하나의 환이 비-방향족 환이고, (2) 비-방향족 환 원자(즉, 환 시스템의 일부인 비-방향족 환의 일부인 환 원자)에 의해 분자의 나머지에 결합되는 기를 지칭한다. 예를 들어, 피페리디노(피페리딘-1-일) 및 피페리딘-4-일은 양자 모두 C6헤테로사이클릴의 예이고; 2,3-디하이드로-1H-인돌-1-일(인돌린-1-일)은 C9헤테로사이클릴기의 예이며; 데카하이드로-퀴놀린-5-일 및 1,2,3,4-테트라하이드로퀴놀린-4-일은 양자 모두 C10헤테로사이클릴기의 예이다.
Figure 112015120719617-pct00003
헤테로사이클릴기는 선택적으로 치환될 수 있다. 선택적인 치환기는 하기 기재된 것들이다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴기가 2개 이상의 융합환을 함유하는 경우, 각각의 환은 비-방향족이다. 일 실시양태에서, 헤테로사이클릴기는 1개의 환을 포함한다. 적어도 1개의 헤테로원자가 비-방향족 환 내에 제공된다.
-G
-G 기는 C3-10 사이클로알킬, C2-12 알킬 및 C5-12 아릴 중에서 선택된다. 이들 각각의 설명이 하기에 주어진다. 하기에 논의된 기들은 경우에 따라 선택적인 -L1- 및 -L2- 와 함께 사용될 수 있다.
C3-10 사이클로알킬
폴리믹신 화합물의 N 말단 치환기는 C3-10 사이클로알킬기("사이클로알킬기")를 포함할 수 있다. 따라서, -G는 C3-10 사이클로알킬일 수 있다.
-G가 C3-10 사이클로알킬인 경우, -L1- 은 공유결합, C1-12 알킬렌, 또는 C2-10 헤테로알킬렌, 예를 들어 공유결합 또는 C1-12 알킬렌일 수 있다. -G가 C3-10 사이클로알킬인 경우, -L2- 는 공유결합 또는 C4-12 헤테로사이클릴, 예를 들어 공유결합일 수 있다.
일 실시양태에서, C3-10 사이클로알킬은 C3-8 또는 C3-6 사이클로알킬이다. 일 실시양태에서, C3-10 사이클로알킬은 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실이다.
일 실시양태에서, 사이클로알킬은 치환되는 경우 최대 1개 또는 2개의 치환기를 가지며, 이는 동일하거나 상이할 수 있다. 일 실시양태에서, 사이클로알킬기 상의 치환기 개수는 사이클로알킬기 내의 탄소 원자의 개수보다 크지 않다. 따라서, 알킬기가 C6　알킬기인 경우 이는 6개 이하의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
일 실시양태에서, -R6 및 -R7(존재하는 경우)에 존재하는 탄소 원자의 총 개수와 함께, 사이클로알킬기 내의 탄소 원자의 총 개수는 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개 또는 적어도 8개이다.
일 실시양태에서, 사이클로알킬은 단일 하이드록실 또는 -NR6R7 기를 갖는 사이클로헥실, 예컨대 4-치환된 사이클로헥실기이다. 일 실시양태에서, 사이클로알킬은 단일 하이드록실 또는 -NR6R7 기를 갖는 사이클로펜틸, 예컨대 2- 또는 3-치환된 사이클로펜틸기이다.
일 실시양태에서, 사이클로알킬은 비치환된다. 이 실시양태에서, 치환기는 링커 -L2-L1- 상에 위치하며, 따라서 이는 공유결합일 수 없다.
일 실시양태에서, 예를 들어 화학식 (I)의 화합물의 코어가 폴리믹신　B 노나펩티드인 경우, G-L2-L1- 기는 2-아미노사이클로헥실, 3-아미노사이클로헥실 또는 4-아미노사이클로헥실이 아니다.
의문을 피하기 위하여, "사이클로알킬"은 (1) 1개의 환 또는 2개 이상의 융합환을 포함하는 환 시스템을 가지며, 여기에서 융합환 시스템의 1개의 환이 방향족 환일 수 있고, (2) 비-방향족 환 원자(즉, 환 시스템의 일부인 비-방향족 환의 일부인 환 원자)에 의해 분자의 나머지에 결합되는 기를 지칭한다. 예를 들어, 사이클로알킬은 C6 사이클로알킬기의 예이고; 테트랄린-2-일은 C10 사이클로알킬기의 예이다.
Figure 112015120719617-pct00004
방향족 환이 존재하는 경우, 이는 선택적으로 치환될 수 있다. 선택적인 치환기는 C5-12 아릴기에 대한 선택적인 치환기로서 기재된 것들이다. 일 실시양태에서, 사이클로알킬이 2개 이상의 융합환을 포함하는 경우, 각각의 환은 비-방향족이다. 일 실시양태에서, 사이클로알킬기는 1개의 환을 포함한다.
C2-12　알킬
폴리믹신 화합물의 N 말단 치환기는 C2-12 알킬기("알킬기")일 수 있다. 따라서, -G는 C2-12 알킬일 수 있다. -G가 C2-12 알킬인 경우, -L1- 은 공유결합 또는 C2-10 헤테로알킬렌, 예컨대 공유결합일 수 있다. -G가 C2-12 알킬인 경우, -L2- 는 공유결합 또는 C4-12 헤테로사이클릴, 예를 들어 공유결합일 수 있다. 일 실시양태에서, -G가 C2-12 알킬인 경우, -L2- 및 -L1- 양자 모두는 공유결합이다. 따라서, -G는 -X- 에 직접 연결된다.
일 실시양태에서, C2-12　알킬은 C3-12 알킬, 예를 들어 C4-12 또는 C6-12 알킬이다. 일 실시양태에서, C2-12　알킬은 C2-6 알킬, 예를 들어 C2-4 알킬이다. 알킬기는 포화된 지방족 알킬기이다. 알킬기는 선형 또는 분지형 알킬기일 수 있다. 일 실시양태에서, 알킬기는 분지형이고 분지는 -L2-, -L1-, 또는 -X- 기에 대해 α인 탄소 원자에 있지 않다.
일 실시양태에서, 알킬기 상의 치환기 개수는 알킬기의 탄소 원자 개수보다 크지 않다. 따라서, 알킬기가 C2 알킬기인 경우 이는 2개 이하의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
일 실시양태에서, -R6 및 -R7(존재하는 경우)에 존재하는 탄소 원자의 총 개수와 함께 알킬기의 탄소 원자 총 개수는 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개 또는 적어도 8개이다.
일 실시양태에서, 알킬기는 말단 탄소에 치환기를 가진다. 말단 탄소는 그것이 치환기를 지니지 않는 경우 -CH3 일 수 있는 탄소 원자를 지칭한다. 분지형 알킬기에서 이 탄소는 알킬기의 가장 긴 선형 부위의 말단에 있는 탄소 원자일 수 있다. 일 실시양태에서, 알킬기는 말단 탄소 원자의 β 또는 γ 탄소 원자에 위치한 치환기를 가진다. 앞에서 언급한 바와 같이, 일 실시양태에서, 알킬기에 대한 치환기로서 존재하는 경우 -NR6R7 기는 -L2-, -L1-, 또는 -X- 기에 대해 α가 아닌 탄소 원자에 대한 치환기이다. 앞에서 언급한 바와 같이, 일 실시양태에서, 알킬기에 대한 치환기로서 존재하는 경우 하이드록실기는 -L2-, -L1-, 또는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에 대한 치환기이다.
일 실시양태에서, 알킬기는 -L2-, -L1-, 또는 -X- 기에 대한 α 탄소 원자에 치환기를 갖지 않는다.
일 실시양태에서, 치환되는 경우 알킬은 최대 1개 또는 2개의 치환기를 가지며, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명의 대안적인 측면에서, -G 기는 C2-12 알킬기이기보다는 C1-12 알킬기이며, 이 알킬기는 필요에 따라 하이드록실기 및/또는 -NR6R7에 의해 치환된다. 일 실시양태에서, -R5는 C1-12 알킬기, 예컨대 C1　알킬이다. -R5가 C1　알킬인 경우, 1개의 치환기, 예컨대 1개의 -NR6R7 기가 존재한다.
하기에서 더욱 구체적으로 설명되는 바와 같이, 알킬기는 선택적으로 추가 치환될 수 있다. 일 실시양태에서, 치환되는 경우 알킬기는 필요에 따라 오직 하이드록실기 또는 -NR6R7에 의해 치환된다.
C5-12 아릴
폴리믹신 화합물의 N 말단 치환기는 C5-12 아릴기("아릴 기")이거나 이를 포함할 수 있다. 따라서, -G는 C5-12 아릴일 수 있다.
-G가 C5-12 아릴인 경우, -L1- 은 공유결합, C1-12 알킬렌, 또는 C2-10 헤테로알킬렌, 예를 들어 공유결합 또는 C1-12 알킬렌일 수 있다. -G가 C5-12 아릴인 경우, -L2- 는 공유결합 또는 C4-12 헤테로사이클릴, 예를 들어 공유결합일 수 있다.
아릴기는 선택적으로 치환되며, 이들 치환기는 선택적인 하이드록실 또는 -NR6R7 기에 부가되는 것이다.
일 실시양태에서, C5-12 아릴은 C5-7 아릴이다. 일 실시양태에서, C5-12 아릴은 C6-10 카보아릴 또는 C5-12 헤테로아릴이다. 일 실시양태에서, C5-12 아릴은 C6-10 카보아릴이다. 일 실시양태에서, C6-10 카보아릴은 페닐 또는 나프틸이다. 일 실시양태에서, C6-10 카보아릴은 페닐이다.
일 실시양태에서, C5-12 아릴은 C5-12 헤테로아릴, 예를 들어 C5-10, C5-6, C5 또는 C6 헤테로아릴이다. 헤테로아릴은 1개 또는 2개의 질소 원자를 함유할 수 있으며, 부가적으로 또는 대안적으로, 헤테로아릴이 C5 헤테로아릴인 경우, 이는 산소 또는 황 원자를 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, C5-12 헤테로아릴은 독립적으로 푸라닐, 티에닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 피리딜, 피리미디닐, 피라지닐, 피리다지닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐 또는 인돌이다. 부가적으로 또는 대안적으로, C5-12 헤테로아릴은 독립적으로 피리돈이다.
헤테로아릴이 -G 기 내에 존재하는 경우, 이는 존재하는 경우 환 탄소 원자 또는 환 N 원자를 통해 -L1-, -L2- 또는 -X- 에 연결된다. 일 실시양태에서, 헤테로아릴은 환 탄소 원자를 통해 연결된다. 다른 실시양태에서, 헤테로아릴은 존재하는 경우 환 질소 원자를 통해 연결된다.
일 실시양태에서, C5-12 아릴은 페닐 또는 피리딘이다.
의문을 피하기 위하여, "헤테로아릴"은 (1) 환 시스템의 일부를 형성하는 하나 이상의 헤테로원자(예: N, O, S)를 가지며, 여기에서 환 시스템은 1개의 환 또는 2개 이상의 융합환을 포함하고, 여기에서 환 시스템의 적어도 1개의 환이 방향족 환이며, (2) 방향족 환 원자(즉, 환 시스템의 일부인 방향족 환의 일부인 환 원자)에 의해 분자의 나머지에 결합되는 기를 지칭한다. 예를 들어, 피리딜은 C6 헤테로아릴기의 예이고; 이소퀴놀릴은 C10 헤테로아릴기의 예이며; 1,2,3,4-테트라하이드로-이소퀴놀린-7-일은 C10 헤테로아릴기의 예이다.
Figure 112015120719617-pct00005
일 실시양태에서, 방향족 환 원자는 환 헤테로원자를 함유한다. 일 실시양태에서, 비-방향족 환이 제공되는 경우, 이는 선택적인 치환기를 갖지 않는다(그러나, 이는 하나 이상의 하이드록실 또는 -NR6R7 기와 제공될 수 있다). 다른 실시양태에서, 비-방향족 환이 제공되는 경우, 이는 선택적으로 치환된다. 비-방향족 환에 대한 적합한 선택적인 치환기는 사이클로알킬기(여기에서 비-방향족 환은 탄소 환 원자 만을 함유함) 및 헤테로사이클릴기(여기에서 비-방향족 환은 하나 이상의 헤테로원자 환 원자를 함유함)와 관련하여 하기에 논의된다.
일 실시양태에서, 헤테로아릴이 2개 이상의 융합환을 포함하는 경우, 각각의 환은 방향족 환이다. 일 실시양태에서, 헤테로아릴기는 1개의 방향족 환을 포함한다. 유사하게, "카보아릴"은 (1) 1개의 환 또는 2개 이상의 융합환을 포함하는 환 시스템을 가지며, 여기에서 환 시스템의 적어도 하나의 환이 방향족 환이고, (2) 방향족 환 원자(즉, 환 시스템의 일부인 방향족 환의 일부인 환 원자)에 의해 분자의 나머지에 결합되는 기를 지칭한다. 예를 들어, 페닐은 C6 카보아릴기의 예이고; 테트랄린-6-일은 C10 카보아릴기의 예이다.
Figure 112015120719617-pct00006
일 실시양태에서, 카보아릴은 2개 이상의 융합환을 포함하며, 각각의 환은 방향족 환이다.
일 실시양태에서, C5-12 아릴은 예를 들어 -X- 가 -C(O)- 이고 -L1- 및 -L2- 가 양자 모두 공유결합인 경우 디아미노페닐, 예컨대 3,5-디아미노페닐이 아니다.
일 실시양태에서, C5-12 아릴은 예를 들어 -X- 가 -C(O)- 인 경우 트리하이드록시페닐, 예컨대 3,4,5-트리하이드록시페닐이 아니다.
산도우 등(Sandow et al.; US 5,565,423)이 개질된 N 말단을 갖는 폴리믹신 옥타펩티드를 기재하고 있음이 주목된다. N 말단기는 하이드록실, 알콕시, 아미노, 카복실, 알킬아미노 및 할로 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 동일하거나 상이한 기에 의해 선택적으로 치환된 페닐기를 함유한다. 페닐기는 알킬렌 스페이서 및/또는 이미노 옥심기를 통해 N 말단에 연결될 수 있다. 대안적으로, N 말단기는 2-아미노티아졸-4-일기를 함유한다.
산도우 등에서의 작업 실시예는 2-아미노티아졸-4-일기, 벤질기 또는 3,4,5-트리하이드록시페닐기를 갖는 옥타펩티드로 제한되어 있다. 노나펩티드 또는 데카펩티드가 사용되는 실시예는 없으며, N 말단기가 아미노 작용기를 함유하는 실시예도 없다.
WO 2012/168820호가 개질된 N 말단을 갖는 폴리믹신 데카펩티드를 기재하고 있음이 주목된다. 공보는 N 말단기가 다른 옵션들 중에서도 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴 및 헤테로아르알킬 작용기를 포함할 수 있음을 시사한다. 아릴 및 헤테로아릴기는 다른 옵션들 중에서도 다른 아릴 또는 헤테로아릴기에 연결될 수 있다. 링커는 결합, -(CH2)n-, -(CH2)n-O-(CH2)p-, -(CH2)n-S-(CH2)p-, 또는 -(CH2)n-NR3-(CH2)p- 일 수 있으며, 여기에서 n은 0, 1, 2 또는 3이고; p는 0, 1, 2 또는 3이며; R3는 H 또는 CH3이다.
WO 2012/168820호의 작업 실시예는 1개의 아릴 또는 헤테로아릴기가 직접 다른 아릴 또는 헤테로아릴기에 연결되어 있는 화합물로 제한되어 있다. 링커가 존재하는 실시예는 없다.
본 발명의 화합물은 적어도 본 발명의 화합물이 아릴기가 다른 아릴기를 통해 폴리믹신 노나펩티드 유도체의 N 말단에 연결되는 유도체를 포함하지 않는다는 이유로 인해 WO　2012/168820호의 화합물과 구별될 수 있다. 본 발명에서 아릴기 -G는 직접적으로 또는 링커 -L2-L1- 기를 통해 N 말단에 연결된다. 링커 -L2-L1- 기는 아릴렌을 포함하지 않는다.
또한, 본 발명의 화합물은 N 말단기 -R5가 하이드록실 및/또는 -NR6R7 치환기를 보유하거나, 질소-함유 헤테로알킬렌, 헤테로사이클릴렌 또는 헤테로사이클릴기를 보유하는 것을 필요로 한다. 이들 기는 WO　2012/168820호에 예시된 화합물에 존재하지 않는다. 본 발명에서의 작업 실시예 및 비교 실시예는 이러한 필수 작용기를 보유하지 않는 화합물이 더욱 열등한 생물학적 활성을 나타냄을 입증한다. 피페리딘 N 말단기를 함유하는 실시예 화합물 37을 N 말단기 내에 피리딘을 함유하는 비교 실시예 화합물 C5와 비교할 수 있다. 화합물 37을 C5와 비교하는 경우, 다양한 K. pneumoniae 및 P.　 aeruginosa 균주에 대해 우월한 활성을 나타낸다(표 5A 참조).
본 명세서에서 지칭되는 헤테로사이클릴 및 헤테로사이클릴렌이 적어도 1개의 비-방향족 환을 갖는 기를 지칭함이 주목된다. 본 명세서에서 사용된 헤테로아릴이 적어도 1개의 헤테로원자-함유 환, 예컨대 적어도 1개의 헤테로원자-함유 방향족 환을 갖는 기를 지칭하는 것이 주목된다.
N 말단에 아릴기를 갖는 화합물도 마기 등(Magee at al,; J. Med . Chem., 2013, 56, 5079)에 기재되어 있다. 아릴기가 피리돈기를 통해 폴리믹신 노나펩티드 유도체의 N 말단에 연결되어 있는 화합물 5x가 그 예이다. 이러한 화합물은 본 발명의 정의에 의해 포괄되지 않는다. 앞에서 설명한 바와 같이, 피리돈기는 링커 -L2- 와 관련하여 사용된 용어의 의미 내에서 헤테로사이클렌기인 것으로 간주되지 않는다. 화합물 5x가 P. aeruginosa 균주에 대한 쥐과 호중구 감소성 대퇴부 모델에서 PMB와 비교하여 더 낮은 활성인 것으로 밝혀진 것이 주목된다.
아릴기 치환기
-R5 기는 예를 들어 -G가 C5-12 아릴이거나 C3-10 사이클로알킬이 융합된 방향족 환을 함유하는 경우, 또는 -D가 융합된 방향족 환을 함유하는 C4-10 헤테로사이클릴인 경우 아릴기를 포함할 수 있다.
각각의 아릴기는 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환된다. 아릴기가 선택적으로 치환되는 경우, 1개, 2개, 또는 3개의 선택적인 치환기가 존재할 수 있다. 헤테로아릴기가 치환되는 경우, 치환기는 환 탄소 원자, 예를 들어 방향족 환 탄소 원자 상에 제공될 수 있다.
각각의 선택적인 치환기는 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -NR10C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -OCF3, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서, 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-4 알킬이다)으로 구성된 목록 중에서 선택된다.
대안적인 실시양태에서, 각각의 선택적인 치환기는 -C1-8 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -OCF3, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서, 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이다)으로 구성된 목록 중에서 선택된다.
일 실시양태에서, 각각의 선택적인 치환기는 독립적으로 -C1-8 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -NR10C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -OCF3, -NR10CON(R10)2, -OR9, 및 -SR9(여기에서, 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10　알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10　알킬, 예컨대 -C1-4　알킬이다) 중에서 선택된다. 일 실시양태에서, 각각의 선택적인 치환기는 독립적으로 -C1-8 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬 및 할로 중에서 선택된다. 일 실시양태에서, 할로기는 -F, -Cl 또는 -Br이다. 일 실시양태에서, 치환기는 -C1-8 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이다.
일 실시양태에서, 질소 원자가 방향족 환에 제공되는 경우, 이는 경우에 따라 -R9 또는 -R10에 의해 선택적으로 치환될 수 있다. 전형적으로, 방향족 환 질소 원자는 비치환되거나, -C1-8 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, -C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, SO2N(R10)2 및 -SO2R10에 의해 선택적으로 치환된다. 방향족 질소 환 원자의 치환에 대한 언급은, 예를 들어, NH가 방향족기, 예컨대 피롤, 피라졸 및 이미다졸 내에 발생하는 경우 NH 기 내의 수소 라디칼을 치환기로 대체함을 지칭한다. 일 실시양태에서, 치환은 4급화 질소 환 원자를 지칭하지 않는다. 선택적인 치환기는 단독으로 또는 더 큰 치환기의 일부로서 -C1-8 알킬기, 예컨대 C1-4 알킬기, 예를 들어, -R9 또는 -R10을 포함할 수 있다. 각각의 C1-8 알킬기, 예컨대 각각의 C1-4 알킬기가 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환될 수 있음이 주목된다. 일 실시양태에서, -R9 또는 -R10은 하이드록실 또는 -NR6R7 기에 의해 치환되지 않는다.
알킬 , 사이클로알킬 및 헤테로사이클릴기 치환기
일 실시양태에서, 알킬, 사이클로알킬, 또는 헤테로사이클릴기가 -R5에 존재하는 경우, 이 기는 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서, 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이고, 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10　알킬, 예컨대 -C1-4 알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 선택적으로 치환되나, 단, 알킬은 알킬에 의해 치환되지 않는다.
일 실시양태에서, 선택적인 치환기는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, -CN, -NO2, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서, 각각의 -R9 및 -R10은 앞에서 정의한 바와 같다) 중에서 선택된다. 일 실시양태에서, 선택적인 치환기는 -C1-10 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10(여기에서, 각각의 -R9 및 -R10은 앞에서 정의한 바와 같다) 중에서 선택된다.
일 실시양태에서 알킬, 사이클로알킬, 또는 헤테로사이클릴기는 선택적인 치환기와 함께 제공되지 않는다. 일 실시양태에서, 각각의 선택적인 치환기는 독립적으로 -C1-8 알킬, 예컨대 -C1-4 알킬 중에서 선택된다. 일 실시양태에서, 각각의 선택적인 치환기는 독립적으로 -C1-8 알킬, 예컨대 -C(O)R10 중에서 선택된다.
헤테로사이클기는 환 탄소 원자 또는 환 질소 원자 상에서 치환될 수 있다. 헤테로사이클기가 질소에서 치환되는 경우, 치환기는 당해 원자에 대해 적절히 선택된다. 예를 들어, 질소 환 원자는 -C1-4 알킬, -CF3, -C(O)R10, -CON(R10)2, -COOR9, -SO2N(R10)2, 및 -SO2R10 중에서 선택된 기에 의해 치환될 수 있다. 추가 실시예에서, 질소 환 원자는 -C1-4 알킬, -C(O)R10, 및 -COOR9에 의해 치환될 수 있다.
선택적인 치환기는 단독으로 또는 더 큰 치환기의 일부로서 -C1-8 알킬기, 예컨대 C1-4 알킬기, 예를 들어, -R9 또는 -R10을 포함할 수 있다. 각각의 C1-8 알킬기, 예컨대 각각의 C1-4 알킬기가 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실 및/또는 -NR6R7 기에 의해 치환될 수 있음이 주목된다. 일 실시양태에서, -R9 또는 -R10은 하이드록실 또는 -NR6R7 기에 의해 치환되지 않는다.
-R 6 및 -R 7
일 실시양태에서, 존재하는 경우 각각의 -R6 및 -R7은 H이다. 일 실시양태에서, -R6는 H이고 -R7은 알킬, 예컨대 메틸 또는 에틸, 예컨대 메틸이다. 일 실시양태에서, -R6는 메틸 또는 에틸, 예컨대 메틸이다.
-G가 아릴 또는 사이클로알킬기인 경우, -R6 및 -R7은 질소 원자와 함께 헤테로사이클, 예를 들어 C4-10 헤테로사이클릴을 형성할 수 있다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 N, S 및 O 중에서 선택된 1개 또는 2개의 헤테로원자를 함유한다. S 원자가 존재하는 경우, 이는 S, S(O) 또는 S(O)2의 형태일 수 있다. N 원자가 존재하는 경우, 이는 NH 또는 NR의 형태일 수 있으며, 여기에서 R은 C1-4 알킬, 예컨대 메틸 또는 에틸이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 피페리디닐, 피페라지닐, 몰폴리닐, 디옥사닐, 티오몰폴리닐(산화된 티오몰폴리닐 포함), 또는 피롤디닐이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 피페리디닐, 피페라지닐, 티오몰폴리닐(산화된 티오몰폴리닐 포함), 피롤디닐 또는 몰폴리닐이다. 일 실시양태에서, C4-10 헤테로사이클릴은 피페리디닐, 피페라지닐 또는 피롤디닐이다.
일 실시양태에서, 존재하는 경우, 1개의 -NR7R8 기는 구아니딘기, 예컨대 -NHC(NH)NH2이다
-R 9
일 실시양태에서, -R9은 메틸 또는 에틸이다. 일 실시양태에서, -R9은 메틸이다.
-R 10
일 실시양태에서, -R10은 -H이다. 일 실시양태에서, -R10은 메틸 또는 에틸이다. 일 실시양태에서, -R10은 메틸이다.
염, 용매화물 및 다른 형태
화학식 (I) 및 (II) 화합물의 염의 예로는 모든 약제학적으로 허용되는 염, 예컨대, 제한 없이, 강광물산의 산부가염, 예컨대 HCl 및 HBr 염 및 강유기산의 부가염, 예컨대 메탄설폰산염을 들 수 있다. 염의 추가 예로는 설페이트 및 아세테이트, 예컨대 트리플루오로아세테이트 또는 트리클로로아세테이트를 들 수 있다.
일 실시양태에서 본 발명의 화합물은 설페이트 염 또는 트리플루오로아세트산(TFA) 염으로 제공된다. 일 실시양태에서 본 발명의 화합물은 아세테이트 염으로 제공된다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 또한 전구약물로 제형화될 수 있다. 전구약물은 하나 이상의 아미노기가 생체내에서 분해될 수 있는 기에 의해 보호되어 생물학적으로 활성인 화합물을 유리시킬 수 있는, 본 명세서에 기재된 항균 화합물을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서 전구약물은 "아민 전구약물"이다. 아민 전구약물의 예로는, 예를 들어, 문헌(Bergen et al, Antimicrob . Agents and Chemotherapy, 2006, 50, 1953)에 기재된 설포메틸 또는, 예를 들어, 문헌(Schechter et al, J. Med Chem 2002, 45(19) 4264)에 기재된 HSO3-FMOC 및 그의 염을 들 수 있다. 아민 전구약물의 추가 예는 문헌(Krise and Oliyai in Biotechnology: Pharmaceutical Aspects, 2007, 5(2), 101-131)에 의해 제공된다.
일 실시양태에서 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물이 전구약물로서 제공된다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물에 대한 언급은 또한 당해 화합물의 용매화물을 언급하는 것이다. 용매화물의 예로는 수화물을 들 수 있다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 한 원자가 자연적으로 발생하거나 비-자연적으로 발생하는 동위원소에 의해 대체된 화합물을 포함한다. 일 실시양태에서 동위원소는 안정한 동위원소이다. 따라서, 본 명세서에 기재된 화합물은, 예를 들어, 중수소 함유 화합물 등을 포함한다. 예를 들어, H는 선택적인 동위원소 형태, 예컨대 1H, 2H(D), 및 3H(T)일 수 있으며; C는 선택적인 동위원소 형태, 예컨대 12C, 13C, 및 14C일 수 있고; O는 선택적인 동위원소 형태, 예컨대 16O 및 18O일 수 있으며; 그와 유사한 것일 수 있다.
화학식 (I) 또는 (II)의 특정 화합물은 하나 이상의 특정 기하학적, 광학적, 에난티오머릭, 디아스테레오머릭, 에피머릭, 아트로픽, 입체이성체적, 토토머릭, 컨포메이셔널(conformational), 또는 아노머릭(anomeric) 형태, 예컨대 비제한적으로 시스- 및 트랜스-형태; E- 및 Z-형태; c-, t-, 및 r-형태; 엔도- 및 엑소-형태; R-, S-, 및 메소-형태; D- 및 L-형태; d- 및 l-형태; (+) 및 (-) 형태; 케토-, 에놀-, 및 에놀레이트-형태; 신(syn)- 및 안티(anti)-형태; 향사(synclinal)- 및 배사(anticlinal)-형태; α- 및 β-형태; 축방향(axial) 및 적도방향(equatorial) 형태; 보트(boat)-, 체어(chair)-, 트위스트(twist)-, 엔벨롭(envelope)-, 및 하프체어(halfchair)-형태; 및 그의 조합(이하에서는 전체적으로 "이성체"(또는 "이성체 형태")로서 지칭됨)으로 존재할 수 있다.
토토머 형태에 대해 하기 논의하는 것을 제외하고는, 본 명세서에서 사용된 용어 "이성체"로부터 구조(또는 구성) 이성체(즉, 단지 공간에서의 원자 위치보다는 원자 사이의 연결이 상이한 이성체)가 구체적으로 제외됨에 주목하여야 한다. 예를 들어, 메톡시기 -OCH3의 언급은 그의 구조 이성체인 하이드록시메틸기 -CH2OH를 언급하는 것으로 해석되지 않는다. 유사하게, 오르토-클로로페닐의 언급은 그의 구조 이성체인 메타-클로로페닐을 언급하는 것으로 해석되지 않는다. 그러나, 한 부류의 구조를 언급하는 것이 당해 부류에 포함되는 구조적 이성체 형태들(예: C1-6알킬은 n-프로필 및 이소-프로필을 포함하고; 부틸은 n-, 이소-, sec-, 및 tert-부틸을 포함하며; 메톡시페닐은 오르토-, 메타-, 및 파라-메톡시페닐을 포함한다)을 포함하는 것은 당연하다.
달리 특정되지 않는 한, 특정 화합물의 언급은 이러한 모든 이성체 형태, 예컨대 그의 혼합물(예: 라세믹 혼합물)을 포함한다. 이러한 이성체 형태의 제조(예: 비대칭 합성) 및 분리(예: 분별 결정화 및 크로마토그래피 수단) 방법은 당업계에 공지되어 있거나, 본 명세서에 교시된 방법 또는 공지 방법을 공지된 방식으로 조정하여 쉽게 얻는다.
본 발명의 일 측면은 실질적으로 정제된 형태 및/또는 실질적으로 불순물이 없는 형태의 화합물에 관한 것이다.
일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 적어도 50 중량%, 예를 들어, 적어도 60 중량%, 예를 들어, 적어도 70 중량%, 예를 들어, 적어도 80 중량%, 예를 들어, 적어도 90 중량%, 예를 들어, 적어도 95 중량%, 예를 들어, 적어도 97 중량%, 예를 들어, 적어도 98 중량%, 예를 들어, 적어도 99 중량%이다.
특정되지 않는 한, 실질적으로 정제된 형태는 선택적인 입체이성체 또는 에난티오머 형태의 화합물을 지칭한다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 즉, 다른 화합물에 대해 정제된 입체이성체 혼합물을 지칭한다. 일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 하나의 입체이성체, 예를 들어, 광학적으로 순수한 입체이성체를 지칭한다. 일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 에난티오머 혼합물을 지칭한다. 일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 에난티오머의 동몰량 혼합물(즉, 라세믹 혼합물, 라세미체)을 지칭한다. 일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 하나의 에난티오머, 예를 들어, 광학적으로 순수한 에난티오머를 지칭한다.
일 실시양태에서, 불순물은 50 중량% 이하, 예를 들어, 40 중량% 이하, 예를 들어, 30 중량% 이하, 예를 들어, 20 중량% 이하, 예를 들어, 10 중량% 이하, 예를 들어, 5 중량% 이하, 예를 들어, 3 중량% 이하, 예를 들어, 2 중량% 이하, 예를 들어, 1 중량% 이하를 나타낸다.
특정되지 않는 한, 불순물은 입체이성체 또는 에난티오머 이외의 다른 화합물을 지칭한다. 일 실시양태에서, 불순물은 다른 화합물 및 다른 입체이성체를 지칭한다. 일 실시양태에서, 불순물은 다른 화합물 및 다른 에난티오머를 지칭한다.
일 실시양태에서, 실질적으로 정제된 형태는 적어도 60% 광학적으로 순수한(즉, 몰 기준으로 60%의 화합물이 목적하는 입체이성체 또는 에난티오머이고, 40%가 목적하지 않은 입체이성체 또는 에난티오머임), 예를 들어, 적어도 70% 광학적으로 순수한, 예를 들어, 적어도 80% 광학적으로 순수한, 예를 들어, 적어도 90% 광학적으로 순수한, 예를 들어, 적어도 95% 광학적으로 순수한, 예를 들어, 적어도 97% 광학적으로 순수한, 예를 들어, 적어도 98% 광학적으로 순수한, 예를 들어, 적어도 99% 광학적으로 순수한 것이다.
바람직한 화합물
일 실시양태에서, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 본 명세서에 기재된 예시 화합물로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
본 발명의 일 측면에서, 화학식 (I)의 화합물이 제공된다. 일 실시양태에서, 화합물은 화학식 (I)의 화합물이지만, 단, R5-X- 는 함께 Lys, Arg, Dap, Ser, Dab, Dgp(α,β-디구아니디노프로파노일), Thr 및 Abu로 구성된 목록 중에서 선택되는 기가 아니다. 단서는 -A- 가 공유결합인 경우에 적용할 수 있다. 각각의 아미노산은 L-아미노산일 수 있다. 일 실시양태에서, 화합물은 화학식 (I)의 화합물이지만, 단, R5-X- 는 함께 2-아미노사이클로헥실, 3-아미노사이클로헥실 및 4-아미노사이클로헥실로 구성된 목록 중에서 선택되는 기가 아니다. 단서는 -A- 가 공유결합인 경우에 적용할 수 있다. 상기 각각의 단서는 화합물의 코어가 폴리믹신 B 노나펩티드인 경우, 즉, -R1 내지 -R4 및 -R8가 폴리믹신 B 노나펩티드에 존재하는 치환기를 갖는 경우에만 적용할 수 있다.
치료 방법
화학식 (I) 및 (II)의 화합물, 또는 이들 화합물을 함유하는 약제학적 제형은 치료 및 예방 방법에서 사용하기에 적합하다. 화합물은 이를 필요로 하는 대상에게 투여될 수 있다. 화합물은 활성 제제("제2 활성 제제"), 예를 들어, 항미생물제인 제2 활성 제제와 함께 사용하기에 적합하다.
화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 요법에 의한 인간 또는 동물 신체의 치료 방법에 사용된다. 본 발명의 일부 측면에서, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 미생물 감염을 치료하기 위하여 포유류 대상, 예컨대 인간에 투여될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 치료에 사용하기 위한 의약의 제조에 있어서 화학식 (I) 및 (II) 화합물의 용도에 관한 것이다. 일 실시양태에서, 의약은 화학식 (I) 및 (II)의 화합물을 포함한다. 일 실시양태에서, 의약은 미생물 감염의 치료에 사용하기 위한 것이다.
용어 "미생물 감염"은 병원성 미생물이 숙주 동물에 침입하는 것을 지칭한다. 이는 동물 신체 내 또는 상에 정상적으로 존재하는 미생물의 과잉 성장을 포함한다. 더욱 일반적으로, 미생물 감염은 미생물 개체군(들)의 존재가 숙주 동물에 피해를 주는 선택적인 상황일 수 있다. 따라서, 동물은 미생물 개체군의 과도한 개수가 동물 신체 내 또는 상에 존재하는 경우 또는 미생물 개체군(들)의 존재가 동물의 세포 또는 다른 조직에 피해를 주는 경우 미생물 감염으로부터 "고통"을 당한다.
화합물은 미생물에 감염되었거나 미생물, 예컨대 박테리아에 감염될 위험이 있는 대상을 치료하는데 사용될 수 있다.
미생물 감염은 박테리아 감염, 예컨대 그램-음성 박테리아 감염일 수 있다.
그램-음성 박테리아의 예로는 비제한적으로 Escherichia spp ., Klebsiella spp., Enterobacter spp ., Salmonella spp ., Shigella spp ., Citrobacter spp ., Morganella morganii , Yersinia pseudotuberculosis 및 다른 Enterobacteriaceae , Pseudomonas spp ., Acinetobacter spp ., Moraxella , Helicobacter , Stenotrophomonas, Bdellovibrio, 아세트산 박테리아, Legionella 및 알파-프로테오박테리아, 예컨대 Wolbachia 및 다수의 기타를 들 수 있다.
의학적으로 관련된 그램-음성 구균(cocci)은 성병(sexually transmitted disease; Neisseria gonorrhoeae), 뇌막염(Neisseria meningitidis), 및 호흡기 증상(Moraxella catarrhalis)을 유발하는 3가지 유기체를 포함한다.
의학적으로 관련된 그램-음성 간균(bacilli)은 다수의 종을 포함한다. 이들중 일부는 주로 호흡기 문제(Hemophilus influenzae , Klebsiella pneumoniae , Legionella pneumophila , Pseudomonas aeruginosa), 주로 비뇨기 문제(Escherichia coli, Enterobacter cloacae), 및 주로 위장 문제(Helicobacter pylori, Salmonella enterica)를 유발한다.
원내 감염과 연계되는 그램-음성 박테리아는 균혈증, 2차 뇌막염, 및 병원 시설 집중-치료 병동에서의 인공호흡기-관련 폐렴을 유발하는 Acinetobacter baumannii를 포함한다.
일 실시양태에서, 그램-음성 박테리아 종은 E.　 coli , S.　 enterica , K. pneumoniae, K. oxytoca ; E. cloacae , E. aerogenes , E. agglomerans , A.　calcoaceticus, A. baumannii ; Pseudomonas aeruginosa , Stenotrophomonas maltophila, Providencia stuartii , P. mirabilis, 및 P. vulgaris로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
일 실시양태에서, 그램-음성 박테리아 종은 E.　 coli , K. pneumoniae , Pseudomonas aeruginosa, 및 A. baumannii로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 이를 포함하는 조성물은 피부 및 연조직 감염, 위장 감염, 요로 감염, 폐렴, 패혈증, 복강내 감염 및 산과/부인과 감염의 치료에 유용하다. 감염은 그램-양성 또는 그램-음성 박테리아 감염일 수 있다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 이를 포함하는 조성물은 Pseudomonas 감염, 예컨대 P. aeruginosa 감염, 예를 들어, 피부 및 연조직 감염, 위장 감염, 요로 감염, 폐렴 및 패혈증의 치료에 유용하다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 이를 포함하는 조성물은 폐렴, 요로 감염 및 패혈증의 경우 Acinetobacter 감염, 예컨대 A. baumanii 감염의 치료에 유용하다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 이를 포함하는 조성물은 폐렴, 요로 감염, 뇌막염 및 패혈증의 경우 Klebsiella 감염, 예컨대 K. pneumoniae 감염의 치료에 유용하다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 이를 포함하는 조성물은 균혈증, 담낭염, 담관염, 요로 감염, 신생아 뇌막염 및 폐렴의 경우 E. coli 감염, 예컨대 E. coli 감염의 치료에 유용하다.
활성 제제는 미생물에 대해 활성을 나타내는 제제일 수 있다. 활성 제제는 그램-음성 박테리아에 대해 활성일 수 있다. 활성 제제는 상기 제공된 목록 중에서 선택된 미생물에 대해 활성일 수 있다.
일 실시양태에서, 제2 활성 제제는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 부재하에E . coli와 같은 미생물에 대해 10 마이크로그램/mL 이하의 MIC 값을 나타낸다. 미생물은 상기 그룹 중에서 선택된 미생물일 수 있다.
제2 활성 제제로 사용하기 위한 구체적인 화합물은 본 명세서에 기재되어 있으며 다음을 포함한다:
리팜피신, 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 및 리팍시민;
옥사실린, 메티실린, 암피실린, 클록사실린, 카르베니실린, 피페라실린, 트리카르실린, 플루클록사실린, 및 나프실린;
아지트로마이신, 클라리트로마이신, 에리트로마이신, 텔리트로마이신, 세트로마이신, 및 솔리트로마이신;
아즈트레오남 및 BAL30072;
메로페넴, 도리페넴, 이미페넴, 에르타페넴, 비아페넴, 토모페넴, 및 파니페넴;
티게사이클린, 오마다사이클린, 에라바사이클린, 독시사이클린, 및 미노사이클린;
시프로플록사신, 레보플록사신, 목시플록사신, 및 델라플록사신;
푸시드산;
노보비오신;
테이코플라닌, 텔라반신, 달바반신, 및 오리타반신, 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물.
일 실시양태에서, 제2 활성 제제로 사용하기 위한 구체적인 화합물은 본 명세서에 기재되어 있으며 다음을 포함한다: 리팜피신(리팜핀), 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 리팍시민, 아즈트레오남, 옥사실린, 노보비오신, 푸시드산, 아지트로마이신, 시프로플록사신, 메로페넴, 티게사이클린, 에리트로마이신, 클라리트로마이신 및 뮤피로신, 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물.
대안적인 측면에서, 화학식 (I) 및 (II)의 화합물은, 예를 들어, 항진균제와 함께 조합하여 진균 감염의 치료에 사용하기에 적합하다. 항진균제는 폴리엔 항진균제, 예를 들어, 암포테리신 B, 이미다졸, 트리아졸, 또는 티아졸 항진균제, 예를 들어, 미카오나졸, 플루코나졸 또는 아바푼긴, 알릴아민, 에키노칸딘, 또는 다른 제제, 예를 들어, 시클로피록스 중에서 선택될 수 있다.
치료
병태의 치료 맥락에서 본 명세서에 사용된 용어 "치료"는 일반적으로 인간 이건 동물(예: 수의과 투여)이건, 어떤 목적하는 치료 효과, 예를 들어, 병태의 진행의 저해가 달성되는 치료 및 요법에 관한 것이며, 진행 속도의 감소, 진행 속도의 중단, 증상 또는 병태의 경감, 병태의 완화, 및 병태의 치유를 포함한다. 예방적 수단(즉, 예방)으로서의 치료도 포함된다. 예를 들어, 병태가 아직 발생하지 않았지만 병태가 발생할 위험이 있는 환자에 대한 사용도 용어 "치료"에 의해 포괄된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "치료적-유효량"은 목적하는 치료 용법에 따라 투여되는 경우 어떤 목적하는 치료 효과를 나타내기에 효과적이고 합리적인 이익/위험비에 걸맞은 화합물, 또는 물질, 조성물 또는 화합물을 포함하는 투여형의 양에 관한 것이다.
용어 "치료"는 본 명세서에 기재된 바와 같이 2가지 이상의 치료 또는 요법이, 예를 들어, 순차적으로 또는 동시에 조합되는 조합 치료 및 요법을 포함한다.
조합 요법
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 활성 제제와 함께 투여될 수 있다. 투여는 동시에, 분리하여 또는 순차적으로 될 수 있다.
투여 방법 및 방식은 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 및 제2 제제의 약동력학에 좌우될 것이다.
"동시" 투여는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 및 제2 제제가 동일한 투여 경로에 의해 단일 용량으로 대상에게 투여되는 것을 의미한다.
"분리" 투여는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 및 제2 제제가 동시에 발생하는 2가지 상이한 투여 경로에 의해 대상에게 투여되는 것을 의미한다. 이는, 예를 들어, 하나의 제제가 주입(infusion)에 의해 투여되고 다른 하나가 주입 과정 중에 경구로 공급되는 경우에 발생할 수 있다.
"순차적인"은 2가지 제제가 상이한 시점에 투여되며, 단, 먼저 투여된 제제의 활성이 제2 제제가 투여되는 시간에 대상 내에 존재하고 계속 진행중인 것을 의미한다.
일반적으로, 순차적인 용량은 2가지 제제 중 제2 제제가 제1 제제로 부터 48 시간 이내, 바람직하게 24 시간 이내, 예컨대 12, 6, 4, 2 또는 1 시간(들) 이내 투여되도록 발생할 것이다. 대안적으로, 활성 제제가 먼저 투여된 다음, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물이 투여될 수 있다.
결국, 조합 치료에서 화합물 및 제2 제제의 투여 순서 및 시간은 각각의 약동력학적 특성에 좌우될 것이다.
대상에 투여되는 화학식 (I) 또는 (II) 화합물의 양은 궁극적으로 대상의 성질 및 치료하고자 하는 질환에 좌우될 것이다. 마찬가지로, 대상에 투여하고자 하는 활성 제제의 양도 궁극적으로 대상의 성질 및 치료하고자 하는 질환에 좌우될 것이다.
제형
일 측면에서, 본 발명은 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물을 포함하는 약제학적 조성물을 제공한다. 약제학적 조성물은 부가적으로 제2 활성 제제를 포함할 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 제2 제제를 요법에 사용하고자 제공하는 경우, 제2 제제는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 분리하여 제형화될 수 있다. 따라서, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 관련된 하기 코멘트는 또한 분리하여 제형화되는 제2 제제에도 적용될 수 있다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물을 단독으로 또는 제2 제제와 함께 투여하는 것이 가능하기는 하지만, 이를 약제학적으로 허용되는 담체, 희석제, 부형제, 아쥬반트, 충전제, 완충제, 방부제, 항산화제, 윤활제, 안정화제, 가용화제, 계면활성제(예: 습윤제), 차폐제, 착색제, 향미제, 및 감미제를 포함하지만 이로 제한되지는 않는 당업자에게 주지된 하나 이상의 다른 약제학적으로 허용되는 성분과 함께, 명세서에 기재된 적어도 하나의 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물을 포함하는 약제학적 제형(예: 조성물, 제제, 의약)으로 제공하는 것이 바람직하다. 제형은 다른 활성 제제, 예를 들어, 다른 치료 또는 예방 제제를 추가로 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 추가로 상기 정의한 바와 같은 약제학적 조성물, 및 본 명세서에 기재된 적어도 하나의 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물을, 예를 들어, 담체, 희석제, 부형제 등과 같이 당업자에게 주지된 하나 이상의 다른 약제학적으로 허용되는 성분과 함께 혼합하는 단계를 포함하는 약제학적 조성물의 제조 방법을 제공한다. 분리된 단위(예: 정제 등)로 제형화되는 경우, 각각의 단위는 화합물의 소정의 양(투여량)을 함유한다. 조성물은 선택적으로 소정의 양의 제2 활성 제제를 추가로 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "약제학적으로 허용되는"은 정상적인 의학적 판단의 범위 내에서 합리적인 이익/위험비에 걸맞게 과도한 독성, 자극, 알러지 반응, 또는 다른 문제나 합병증 없이 문제가 되는 대상(예: 인간)의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합한 화합물, 성분, 물질, 조성물, 투여형 등에 관한 것이다. 각각의 담체, 희석제, 부형제 등은 또한 제형의 다른 성분들과의 상용성의 의미에서 "허용되는" 것이어야 한다.
적합한 담체, 희석제, 부형제 등은 표준 약제학적 교재, 예를 들어, 문헌(Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th edition, Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1990) 및 문헌(Handbook of Pharmaceutical Excipients, 5th edition, 2005)에서 발견할 수 있다.
제형은 약제학 분야에 주지된 선택적인 방법으로 제조할 수 있다. 이러한 방법은 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물을 하나 이상의 부성분을 구성하는 담체와 연합시키는 단계를 포함한다. 일반적으로, 제형은 화합물과 담체(예: 액체 담체, 미분된 고체 담체 등)를 균일하고 긴밀하게 연합시킨 다음 필요에 따라 생성물로 성형하는 단계에 의해 제조된다.
제형은 신속하거나 느린 방출; 즉시 방출, 지연성 방출, 지효성 방출 또는 서방성 방출; 또는 그의 조합용으로 제공하기 위해 제조될 수 있다.
제형은 적합하게 액체, 용액(예: 수성, 비-수성), 현탁액(예: 수성, 비-수성), 에멀젼(예: 수중유, 유중수), 엘릭시르, 시럽, 연약(electuary), 구강 청결제(mouthwash), 드롭제, 정제(예컨대, 코팅정), 과립, 산제, 로젠지(losenge), 파스틸(pastille), 캡슐(예컨대, 경질 및 연질 젤라틴 캡슐), 카시에(cachet), 환제, 앰플, 볼루스, 좌제, 페서리(pessary), 팅크제(tincture), 겔, 페이스트, 연고, 크림, 로션, 오일, 폼, 스프레이, 미스트, 또는 에어로졸의 형태일 수 있다.
제형은 적합하게 하나 이상의 화합물 및 선택적으로 하나 이상의 다른 약제학적으로 허용되는 성분, 예컨대 침투제, 투과제, 및 흡수 촉진제가 함침되어 있는 패치, 반창고, 밴드, 드레싱 등으로 제공될 수 있다. 제형은 적합하게 데포(depot) 또는 저장소(reservoir)의 형태로 제공될 수도 있다.
화합물은 하나 이상의 다른 약제학적으로 허용되는 성분 내에 용해되거나, 현탁되거나, 함께 혼합될 수 있다. 화합물은, 예를 들어, 혈액 구성요소 또는 하나 이상의 기관에 대해 화합물을 표적화하기 위해 고안된 리포솜 또는 다른 미세 미립자 내에 제공될 수 있다. 리포솜이 사용되는 경우, 리포솜은 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 및 제2 제제를 양자 모두 함유할 수 있음이 주목된다.
경구 투여(예: 섭취에 의해)에 적합한 제형으로는 액체, 용액(예: 수성, 비-수성), 현탁액(예: 수성, 비-수성), 에멀젼(예: 수중유, 유중수), 엘릭시르, 시럽, 연약, 정제, 과립, 산제, 캡슐, 카시에, 환제, 앰플, 볼루스를 들 수 있다.
구강 투여에 적합한 제형으로는 구강 청결제, 로젠지, 파스틸뿐 아니라 패치, 반창고, 데포 및 저장소를 들 수 있다. 로젠지는 전형적으로 향미 기반의 화합물, 보통 수크로즈 및 아카시아 또는 트라가칸트를 포함한다. 파스틸은 전형적으로 불활성 매트릭스의 화합물, 예컨대 젤라틴 및 글리세린, 또는 수크로즈 및 아카시아를 포함한다. 구강 청결제는 전형적으로 적합한 액체 담체 중에 화합물을 포함한다.
설하 투여에 적합한 제형으로는 정제, 로젠지, 파스틸, 캡슐, 및 환제를 들 수 있다.
경구 경점막 투여에 적합한 제형으로는 액체, 용액(예: 수성, 비-수성), 현탁액(예: 수성, 비-수성), 에멀젼(예: 수중유, 유중수), 구강 청결제, 로젠지, 파스틸뿐 아니라 패치, 반창고, 데포 및 저장소를 들 수 있다.
비-경구 경점막 투여에 적합한 제형으로는 액체, 용액(예: 수성, 비-수성), 현탁액(예: 수성, 비-수성), 에멀젼(예: 수중유, 유중수), 좌제, 페서리, 겔, 페이스트, 연고, 크림, 로션, 오일뿐 아니라 패치, 반창고, 데포, 및 저장소를 들 수 있다.
경피 투여에 적합한 제형으로는 겔, 페이스트, 연고, 크림, 로션, 및 오일뿐 아니라 패치, 반창고, 밴드, 드레싱, 데포, 및 저장소를 들 수 있다.
정제는 관용적인 수단, 예를 들어, 선택적으로 하나 이상의 보조 성분과 함께 압축 또는 성형에 의해 제조할 수 있다. 압축 정제는 자유-유동 형태, 예컨대 산제 또는 과립의 화합물을 선택적으로 하나 이상의 결합제(예: 포비돈, 젤라틴, 아카시아, 솔비톨, 트라가칸트, 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈); 충전제 또는 희석제(예: 락토즈, 미세결정성 셀룰로즈, 칼슘 하이드로겐 포스페이트); 윤활제(예: 마그네슘 스테아레이트, 활석, 실리카); 붕해제(예: 소듐 스타치 글리콜레이트, 가교 포비돈, 가교 소듐 카복시메틸 셀룰로즈); 계면활성제 또는 분산제 또는 습윤제(예: 소듐 라우릴 설페이트); 방부제(예: 메틸 p-하이드록시벤조에이트, 프로필 p-하이드록시벤조에이트, 솔브산); 향미제, 향미증진제, 및 감미제와 함께 혼합하여 적합한 기계에서 압축하는 단계에 의해 제조할 수 있다. 성형된 정제는 불활성 액체 희석제를 사용하여 가습된 분말화 화합물의 혼합물을 적합한 기계에서 성형하는 단계에 의해 제조할 수 있다. 정제는 선택적으로 코팅되거나 눈금을 새길 수 있으며, 예를 들어, 다양한 비율의 하이드록시프로필메틸 셀룰로즈를 사용하여 정제에 포함된 화합물의 느리거나 제어된 방출을 제공하도록 제형화하여 목적하는 방출 프로파일을 제공할 수 있다. 정제는 선택적으로, 예를 들어, 방출에 영향을 주기 위한 코팅, 예를 들어, 장용 코팅과 함께 제공되어 위 이외의 내장 일부에서의 방출을 제공할 수 있다.
연고는 전형적으로 화합물 및 파라핀계 또는 수-혼화성 연고 기제로부터 제조된다.
크림은 전형적으로 화합물 및 수중유 크림 기제로부터 제조된다. 필요한 경우, 크림 기제의 수성상은, 예를 들어, 적어도 약 30% w/w의 다가 알콜, 즉, 2개 이상의 하이드록실기를 갖는 알콜, 예컨대 프로필렌 글리콜, 부탄-1,3-디올, 만니톨, 솔비톨, 글리세롤 및 폴리에틸렌 글리콜 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 국소 제형은 바람직하게 피부 또는 기타 영향을 받는 부위를 통한 화합물의 흡수 또는 침투를 촉진하는 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 피부 침투 촉진제의 예로는 디메틸설폭사이드 및 관련 유사체를 들 수 있다.
에멀젼은 전형적으로 화합물과 함께, 선택적으로 단순히 유화제(달리 에멀겐트(emulgent)로 알려짐)를 포함할 수 있거나 적어도 하나의 유화제와 지방 또는 오일 또는 지방 및 오일 양자 모두의 혼합물을 포함할 수 있는 오일상으로부터 제조된다. 바람직하게, 친수성 유화제가 안정화제로 작용하는 친유성 유화제와 함께 포함된다. 오일 및 지방 양자 모두를 포함하는 것도 바람직하다. 더불어, 안정화제(들) 존재 또는 부재하의 유화제(들)는 소위 에멀젼화(emulsifying) 왁스를 구성하며, 오일 및/또는 지방과 함께 왁스는 크림 제형의 오일성 분산상을 형성하는 소위 에멀젼화 연고 기제를 구성한다.
적합한 에멀겐트 및 에멀젼 안정화제로는 트윈 60, 스팬 80, 세토스테아릴 알콜, 미리스틸 알콜, 글리세릴 모노스테아레이트, 및 소듐 라우릴 설페이트를 들 수 있다. 약제학적 에멀젼 제형에서 사용될 가능성이 높은 대부분의 오일에서 화합물의 용해도가 매우 낮을 수 있으므로, 제형을 위한 적합한 오일 또는 지방은 목적하는 화장품 특성의 달성을 기초로 하여 선택한다. 따라서, 크림은 바람직하게 튜브 또는 다른 용기로부터의 누출을 피하기 위한 적합한 주도를 동반하는 기름기없고, 착색이 없으며 세척가능한 제품이어야 한다. 직쇄 또는 분지쇄, 모노- 또는 이염기성 알킬 에스테르, 예컨대 디-이소아디페이트, 이소세틸 스테아레이트, 코코넛 지방산의 프로필렌 글리콜 디에스테르, 이소프로필 미리스테이트, 데실 올리에이트, 이소프로필 팔미테이트, 부틸 스테아레이트, 2-에틸헥실 팔미테이트, 또는 크로다몰 CAP로 알려진 분지쇄 에스테르의 블렌드가 사용될 수 있고, 마지막 3가지가 바람직한 에스테르이다. 이들은 요구되는 특성에 따라 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 고융점 지질, 예컨대 백색 연성 파라핀 및/또는 액체 파라핀 또는 기타 광유가 사용될 수 있다.
담체가 액체인 경우 비강내 투여에 적합한 제형은, 예를 들어, 비강 스프레이, 비강 드롭제, 또는 분무기(nebuliser)에 의한 에어로졸 투여에 의한 것을 포함하며, 화합물의 수성 또는 유성 용액을 포함한다. 대안적인 투여 방법으로, 건조 산제 전달을 분무되는 에어로졸의 대안으로 사용할 수 있다.
담체가 고체인 경우, 비강내 투여에 적합한 제형으로는 스너프(snuff)가 채용되는 방식, 즉, 코에 가까이 대고 있는 산제 용기로부터 비강 통로를 통해 신속하게 흡입함에 의해 투여되는, 예를 들어, 약 20 내지 약 500 마이크로미터 범위의 입자 크기를 나타내는 조악한 산제로서 제공되는 것들을 들 수 있다.
폐 투여(예: 흡입(inhalation) 또는 흡입제(insufflation) 요법에 의해)에 적합한 제형으로는 적합한 추진제, 예컨대 디클로로디플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소, 또는 다른 적합한 기체를 사용하여 가압 팩으로부터 에어로졸 스프레이로서 제공되는 것들을 들 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 폐 투여용 제형은 분무기 또는 건조 산제 흡입기로부터의 투여용으로 제형화될 수 있다. 예를 들어, 제형은 담체 또는 리포솜과 함께 제공되어 폐의 적절한 부위에 도달하기 위한 적합한 입자 크기를 제공하고, 적절한 용량의 전달을 보조하고/하거나 폐 조직에서의 체류를 증진할 수 있다.
안투여(ocular administration)에 적합한 제형으로는 화합물이 적합한 담체, 특히 화합물용 수성 용매에 용해되거나 현탁되어 있는 점안액을 들 수 있다.
직장 투여에 적합한 제형은, 예를 들어, 천연 또는 경화 오일, 왁스, 지방, 반-액체 또는 액체 폴리올, 예를 들어, 코코아 버터 또는 살리실레이트를 포함하는 적합한 기제를 사용한 좌제로서; 또는 관장에 의한 치료용 용액 또는 현탁액으로서 제공될 수 있다.
질 투여에 적합한 제형은 화합물에 부가하여 적절한 것으로서 당업계에 알려진 담체를 함유하는 페서리, 탐폰, 크림, 겔, 페이스트, 폼, 또는 스프레이 제형으로서 제공될 수 있다.
비경구 투여(예: 주사)용으로 적합한 제형은 화합물이 용해되거나, 현탁되거나, 달리 제공되는(예: 리포솜 또는 다른 미세 미립자 내에) 수성 또는 비-수성, 등장성, 무-발열원, 멸균 액체(예: 용액, 현탁액)를 포함한다. 이러한 액체는 부가적으로 다른 약제학적으로 허용되는 성분, 예컨대 항산화제, 완충제, 방부제, 안정화제, 세균 발육 저지제, 현탁화제, 증점제, 및 제형을 의도된 수용자의 혈액(또는 기타 관련 체액)과 등장성으로 만드는 용질을 함유할 수 있다. 부형제의 예로는, 예를 들어, 물, 알콜, 폴리올, 글리세롤, 식물성 오일 등을 들 수 있다. 이러한 제형에 사용하기에 적합한 등장성 담체의 예로는 염화나트륨 주사액, 링거액, 또는 락테이티드 링거 주사액을 들 수 있다. 전형적으로, 액체 내 화합물의 농도는 약 1 ng/mL 내지 약 100 ㎍/mL, 예를 들어, 약 10　ng/mL 내지 약 10　㎍/mL, 예를 들어, 약 10　ng/mL 내지 약 1　㎍/mL이다. 제형은 단위-용량 또는 다중-용량의 밀봉된 용기, 예를 들어, 앰플 및 바이알 내에 제공될 수 있고, 멸균 액체 담체, 예를 들어, 주사용수를 사용 직전에 첨가하는 것만을 요구하는 냉동-건조(동결건조) 조건하에 저장될 수 있다. 즉석 주사 용액 및 현탁액이 멸균 산제, 과립, 및 정제로부터 제조될 수 있다.
투여량
일반적으로, 본 발명의 방법은 항미생물 효과를 제공하도록 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물의 유효량을 대상에게 투여하는 단계를 포함할 수 있다. 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물은 제2 활성 제제의 활성을 강화하기에 충분한 양으로 투여될 수 있다. 제2 활성 제제는 항미생물 효과를 제공하기에 효과적인 양으로 대상에게 투여된다.
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 활성 제제, 및 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 활성 제제를 포함하는 조성물의 적절한 투여량이 환자마다 다를 수 있다는 점이 당업자에 의해 인정될 것이다. 최적의 투여량 결정은 일반적으로 선택적인 위험 또는 유해한 부작용에 대해 치료 이익 수준의 균형을 맞추는 단계를 포함할 것이다. 선택되는 투여량 수준은 화학식 (I) 또는 (II)의 특정 화합물 또는 활성 제제의 활성, 투여 경로, 투여 시간, 화합물의 배설률, 치료 기간, 조합에 사용되는 기타 약물, 화합물, 및/또는 물질, 병태의 중증도, 및 종, 성별, 연령, 체중, 병태, 일반적인 건강, 및 환자의 이전 병력을 포함하지만 이로 제한되지는 않는 다양한 인자들에 좌우될 것이다. 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 활성 제제의 양 및 투여 경로는 궁극적으로 의사, 수의사, 또는 임상의의 재량에 따를 것이지만, 일반적으로 투여량은 실질적으로 유해하거나 해로운 부작용을 유발하지 않고 목적하는 효과를 달성하는, 작용 부위에서 국소 농도를 달성하도록 선택될 것이다.
투여는 치료 과정 전반에 걸쳐 연속적으로 또는 간헐적으로(예: 적절한 간격에 분리된 용량으로) 하나의 용량으로 이루어질 수 있다. 투여의 가장 효과적인 수단 및 투여량을 결정하는 방법은 당업자에게 주지되어 있으며, 요법에 사용되는 제형, 요법의 목적, 치료하고자 하는 표적 세포(들), 및 치료하고자 하는 대상에 따라 변화할 것이다. 단일 또는 다중 투여는 치료하는 의사, 수의사, 또는 임상의에 의해 선택되는 용량 수준 및 패턴에 따라 수행될 수 있다.
일반적으로, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 활성 제제의 적합한 용량은 1일에 대상의 체중 킬로그램당 약 10　㎍ 내지 약 250　mg(더욱 전형적으로 약 100 ㎍ 내지 약 25 mg)의 범위이다. 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물 또는 활성 제제가 염, 에스테르, 아미드, 전구약물 등인 경우, 투여되는 양은 모 화합물을 기준으로 계산되며, 따라서 사용되는 실제 중량은 비례하여 증가된다.
키트
본 발명의 일 측면은 (a) 예를 들어, 바람직하게 적합한 용기 내에 및/또는 적합한 포장과 함께 제공되는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물, 또는 화학식 (I) 또는 (II)의 어느 하나에서 정의된 화합물을 포함하는 조성물; 및 (b)　사용 설명서, 예를 들어, 화합물 또는 조성물을 투여하는 방법에 대한 서면 설명서를 포함하는 키트에 관한 것이다.
서면 설명서는 또한, 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물이 적합한 치료를 제공하는 적응증의 목록을 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 키트는 (c) 제2 활성 제제, 또는 제2 활성 제제를 포함하는 조성물을 추가로 포함한다. 이때, 서면 설명서는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물과 함께 제2 활성 제제가 적합한 치료를 제공하는 적응증의 목록을 포함할 수도 있다.
투여 경로
화학식 (I) 또는 (II)의 화합물, 제2 제제, 또는 화학식 (I) 또는 (II)의 화합물, 또는 제2 제제를 포함하는 약제학적 조성물을 전신적으로/말초적으로 또는 국소적으로(즉, 목적하는 작용 부위에) 선택적인 편리한 투여 경로로 대상에게 투여할 수 있다.
투여 경로는 경구(예: 섭취에 의해); 구강; 설하; 경피(예컨대, 패치, 붕대 등에 의해); 경점막(예컨대, 패치, 붕대 등에 의해); 비강내(예: 비강 스프레이에 의해); 눈(예: 점안액에 의해); 폐(예: 예를 들어, 입 또는 코를 통해, 예를 들어, 에어로졸을 사용하는 흡입 또는 흡입제 요법에 의해); 직장(예: 좌제 또는 관장에 의해); 질(예: 페서리에 의해); 비경구, 예를 들어, 피하, 피내(intradermal), 근육내, 정맥내, 동맥내, 심장내, 척추강내, 척수내, 피막내, 피막하, 안와내, 복강내, 기관내, 피내(subcuticular), 관절내, 지주막하, 및 흉골내를 포함하는 주사; 예를 들어, 피하 또는 근육내로의 데포 또는 저장소의 임플란트를 포함하지만 이로 제한되지는 않는다.
대상/환자
대상/환자는 척색동물, 척추동물, 포유류, 태반이 있는 포유류, 유대목 동물(예: 캥거루, 웜뱃), 설치류(예: 기니아피그, 햄스터, 랫트, 마우스), 쥐과(예: 마우스), 토끼목(예: 토끼), 조류(예: 새), 개과(예: 개), 고양이과(예: 고양이), 말과(예: 말), 돼지과(예: 돼지), 양과(예: 양), 소과(예: 암소), 영장류, 원숭이과(예: 원숭이 또는 유인원), 원숭이(예:　마모셋, 개코원숭이), 유인원(예: 고릴라, 침팬지, 오랑우탄, 긴팔원숭이), 또는 인간일 수 있다. 또한, 대상/환자는, 예를 들어, 태아와 같이 그의 발생 형태 중 선택적인 것일 수 있다.
바람직한 일 실시양태에서, 대상/환자는 인간이다.
본 발명이 미생물 감염을 나타내는 비-인간 동물에 대해서도 실시될 수 있다는 점이 또한 예상된다. 비-인간 포유류는 설치류일 수 있다. 설치류는 랫트, 마우스, 기니아피그, 친칠라, 및 기타 실험실 연구에서 사용되는 유사한 크기의 작은 설치류를 포함한다.
제조 방법
화학식 (I) 및 (II)의 화합물은 당업자에게 공지된 방법을 이용하여, 관용적인 펩티드 합성에 의해 제조될 수 있다. 적합한 방법으로는 예컨대 문헌(Yamada et al, J. Peptide Res. 64, 2004, 43-50)에 기재된 용액-상 합성, 또는 예컨대 문헌(Visser et al, J. Peptide Res, 61, 2003, 298-306) 민 문헌(Vaara et al, Antimicrob. Agents and Chemotherapy, 52, 2008. 3229-3236)에 기재된 고체-상 합성을 들 수 있다. 이들 방법은 적합한 보호 전략, 및 폐환 단계용 방법을 포함한다. 대안적으로, 화합물은 쉽게 이용가능한 폴리믹신으로부터, 예를 들어, 폴리믹신의 N-말단 아미노산(잔기 1)의 제거에 의해 제조될 수 있다. 이러한 방법은 폴리믹신 B 및 E의 잔기 2-10을 기본으로 하는 화합물의 제조에 관해 본 명세서에 기재되어 있다.
본 명세서에 나타낸 바와 같이, 폴리믹신 화합물의 측쇄에 존재하는 아미노기의 유도체화 없이, 데아실화 폴리믹신 화합물, 예컨대 데아실화 폴리믹신 B 및 데아실화 폴리믹신 B 노나펩티드의 N 말단기의 유도체화가 가능하다. 본 명세서에 기재한 바와 같이, 폴리믹신 화합물의 측쇄는 N 말단기를 보호하지 않고도 선택적으로 보호할 수 있다. 그 후, N 말단기를 반응시켜 적절한 N 말단 치환기를 제공할 수 있다. 그 다음에 측쇄 보호를 제거할 수 있다.
아미노산 1-3의 분해에 의해 보호된 폴리믹신을 상응하는 헵타펩티드로 분해할 수도 있다. 이 분해 방법은 WO 2012/168820호 및 WO　1988/00950호에 기재되어 있다. 본 명세서에 나타낸 바와 같이, 적절히 치환된 디펩티드 또는 트리펩티드에 이를 커플링시켜 유도체화함으로써 신규한 폴리믹신 유도체를 제공할 수 있다.
기타 기본적 설정
상기 설명된 실시양태들의 각각 및 모든 상용성 조합은 마치 각각 및 모든 조합이 개별적으로 그리고 명시적으로 언급된 것과 같이 본 명세서에 명시적으로 개시된다.
본 발명의 다양한 추가 측면 및 실시양태는 본 개시내용에 비추어 당업자에게 명백해질 것이다.
본 명세서에 사용되는 경우 "및/또는"은 2가지 특정된 특징 또는 구성요소 각각이 다른 하나의 존재 또는 부재하에 구체적으로 개시된 것으로 받아들여진다. 예를 들어, "A 및/또는 B"는 마치 각각이 개별적으로 본 명세서에 제시된 것처럼 각각의 (i) A, (ii) B, 및 (iii) A 및 B를 구체적으로 개시한 것으로 받아들여진다.
문맥상 달리 요구되지 않는 한, 상기 제시된 특징의 설명 및 정의는 본 발명의 선택적인 특정 측면 또는 실시양태로 제한되지 않으며 설명된 모든 측면 및 실시양태에 균등하게 적용된다. 기술적으로 적절한 경우, 실시양태가 조합됨으로써 본 개시내용은 명세서에 제공된 실시양태의 모든 순열(permutation) 및 조합에까지 확장될 수 있다.
본 발명의 특정 측면 및 실시양태가 이제 실시예에 의거하여 그리고 앞에서 설명된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
약어
Figure 112015120719617-pct00007
실시예
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위해서만 제공되며 본 명세서에 기재된 본 발명의 범위를 제한하고자 하지 않는다.
명명 - 화합물은 이들이 합성적으로 유래된 천연 폴리믹신 코어를 기본으로하여 명명된다.
합성 실시예
중간체 1 - 폴리믹신 B 노나펩티드
EDTA(1.4 g), 염화칼륨(1.1 g), 및 L-시스테인(0.12 g)의 혼합물을 물(475 mL) 및 인산칼륨 완충액(pH 7, 25 mL)에 용해시켰다. 반응액을 37 ℃에서 10 분간 교반한 다음 폴리믹신 B(10.3 g)를 가하였다. 37 ℃에서 2 시간 동안 교반한 후 파파인(3.36 U/mg)을 가하고 37 ℃에서 18 시간 동안 추가로 교반하였다. 표 1에 개요가 서술된 조건을 사용하여 LC-MS로 반응 진행을 감시하였다. 비정제 물질을 87 mL 분획으로 분리하고 10　g SCX 카트리지(x6)를 사용하여 정제하고, 먼저 메탄올(100 mL)로 용출한 다음 메탄올(100 mL) 중의 20% 암모니아(aq, sp.g.880)로 용출하였다. 암모니아 분획을 분리하고 증발시켜 생성물을 베이지색 고체로 얻었다. 수율 4.95 g, 60% m /z 482, [M+2H]2+.
표 1 - LC-MS 조건
마이크로질량 플랫폼 LC
칼럼: Zorbax 5μ C18 (2) 150 x 4.6 mm
이동상 A: 90% 물 중의 10% 아세토니트릴, 0.15% TFA 또는 0.1% 포름산
이동상 B: 10% 물 중의 90% 아세토니트릴, 0.15% TFA 또는 0.1% 포름산
유속: 1 mL/분
구배: 시간 0 분 100% A 0% B
시간 10 분 0% A 100% B
시간 11 분 0% A 100% B
시간 11.2 분 100% A 0% B
시간 15 분 100% A 0% B
사이클 시간 15 분
주입 부피: 20 ㎕
검출: 210 nm
중간체 2 - 테트라 -( Boc ) 폴리믹신 B 노나펩티드
폴리믹신 B 노나펩티드의 Dab 잔기 상의 자유 γ-아미노기의 선택적 BOC 보호를 문헌(H. O'Dowd et al, Tetrahedron Lett., 2007, 48, 2003-2005)의 절차를 사용하여 수행하였다. 폴리믹신 B 노나펩티드(중간체 1, 1.00 g, 1.0 mmol)을 물(4.4 mL), 디옥산(4.4 mL), 트리에틸아민(4.4 mL)에 용해시키고, 혼합물을 10 분간 교반한 다음 1-(Boc-옥시이미노)-2-페닐 아세토니트릴 (Boc-ON)(0.77 g; 3.11 mmol)을 가하였다. 18 시간 동안 교반한 후, Boc-ON(0.1g, 0.4 mmol)을 추가로 가하고 혼합물을 추가로 3 시간 동안 교반하였다. 반응 진행을 LC-MS로 추적하고, 종결되면 혼합물에 20% 메탄올성 암모니아(50 mL)를 가하여 켄칭하였다. 그 후, 혼합물을 증발하여 건조시키고 메탄올에 재-용해한 다음 실리카 상에 로딩하였다. 실리카 겔(40 g) 상의 크로마토그래피(용리액 디클로로메탄 중의 0-20% 메탄올)를 사용하여 비정제 물질을 정제하여 테트라-(Boc) 폴리믹신 B 노나펩티드를 백색 고체로 얻었다(0.5 g, 36 %). TLC, Rf 0.2 (디클로로메탄 중의 10% 메탄올). m/z 1362.8[MH]+.
중간체 3 - 콜리스틴(폴리믹신 E) 노나펩티드
37 ℃에서 32 시간 동안 온화하게 진탕하면서 콜리스틴(폴리믹신 E, 5 g)을 고정 파파인(185 ELU/g), 인산칼륨 완충액(25 mM; pH 7, 1.25 L), 염화칼륨(30 mM), EDTA(10 mM), 및 시스테인(1 mM)으로 처리하여 콜리스틴(폴리믹신 E) 노나펩티드를 생성하였다. 중간체 1의 표 1에 개요가 서술된 조건을 사용하여 LC-MS로 반응 진행을 감시하였다. 여과하여 고정 파파인을 제거하고, 여액을 진공하에 농축시켜 고체 잔류물을 남기고 이를 10% 수성 메탄올에 재-현탁시키고 밤새 실온에 방치하였다. 상등액을 기울여 따르고 진공하에 농축시켰다. C18 실리카(10 gm)상의 SPE에 의해 0-25% 수성 메탄올로 용출하여 콜리스틴(폴리믹신 E) 노나펩티드를 잔류물로부터 정제하였다. 적절한 분획을 증발시켜 백색 고체로 생성물을 얻었다. m /z 465.32 [M+2H]2+.
중간체 4 - 테트라 -( Boc ) 콜리스틴( 폴리믹신 E) 노나펩티드
콜리스틴(폴리믹신 E) 노나펩티드(2.5 g, 2.69 mmol)를 초음파처리하여 물(35 mL)에 현탁시켰다. 디옥산(35 mL) 및 트리에틸아민(35 ml)을 가하고, 혼합물을 얼음 속에서 10 분간 냉각시킨 다음 1-(Boc-옥시이미노)-2-페닐 아세토니트릴(Boc-ON)(2.65　g; 10.76 mmol)을 가하였다. LC-MS로 반응 진행을 추적하고, 10 분 후 종결에 도달하면 20% 메탄올성 암모니아(25 mL)를 가하여 혼합물을 켄칭하였다. 액체 상을 기울여 따르고, 잔류 고체를 물에 재-용해시키고, 디클로로메탄 및 이소-부탄올을 사용하여 순차적으로 추출하였다. LC-MS 분석을 기초로 하여, 기울여 따른 액체와 디클로로메탄 및 이소-부탄올 추출물 양자 모두를 함께 모아서 진공하에 농축시켜 황색 검을 얻고, 이를 플래쉬 크로마토그래피(Si 60A- 35-70) 상에 로딩하였다. 칼럼을 디클로로메탄 중의 0-20% 메탄올(2% 암모니아 함유)로 용출시켰다. 칼럼 분획을 디클로로메탄 중의 7-10% 메탄올(2% 암모니아 함유)로 용출시켜 테트라-(Boc) 콜리스틴(폴리믹신 E) 노나펩티드를 백색 고체로 얻었다(1.18 g, 33 %). m/z 1329.7 [M+H]+.
중간체 5 - 트리-( Boc ) 폴리믹신 B 헵타펩티드
PMB 설페이트(2 g)를 물(20 mL)에 용해시킨 다음 1,4 디옥산(40　mL)
을 가하고 실온에서 10 분간 교반하였다. 반응 혼합물에 Boc 무수물(4.42 g)을 고체로 가하고 반응액을 실온에서 교반하면서 HPLC로 감시하였다. 그 후, 1 M HCl을 사용하여 반응 혼합물을 pH 6으로 조정하고, 형성된 침전을 여과하고 물(50 mL) 및 헵탄(50　mL)으로 세척하여 백색 고체로 Boc5PMB를 남겼다(2.4 g, 85 %). 이 물질(1 g)을 1,4-부탄디올(112.5 mL)에 용해시키고 혼합물을 40 ℃에서 밤새 교반하였다. 용액에 인산칼륨(75 mL, 0.12 5M pH 8.0)을 1 분에 걸쳐 가하여 백색 현탁액의 형성을 유발하였다. 반응액에 112.5 mL의 부탄디올 및 75 mL의 인산칼륨(0.125 M pH 8.0)을 가하여 희석하여도, 백색 에멀젼이 유지되었다. 반응액의 온도를 37 ℃로 낮춘 다음 사비나제(Savinase) 16L(250　㎕)을 가하고 반응액을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응이 진행됨에 따라 더욱 가용성인 PMBH-Boc3의 형성으로 인하여 백색 에멀젼이 맑아져서 투명한 용액을 형성하였다. 반응 혼합물을 물(50 ml)로 희석한 다음 DCM(100 mL)으로 추출하였다. DCM 층을 수집하고 진공하에 증발시켜 무색 오일을 얻었다. 생성된 오일을 50% 메탄올(수성)에 희석하고 4개의 전처리된 10 g Varian Bond Elut SCX 카트리지에 로딩하고 통과액을 수집하였다. 카트리지를 칼럼 부피 2배의 50% 메탄올(수성)로 세척한 다음 칼럼 부피 2배의 메탄올 중 20% 암모니아를 사용하여 칼럼으로부터 PMBH-Boc3를 용출시켰다. 생성된 용출액을 진공하에 증발 건조시켜 정제된 PMBH-Boc3(610 mg)를 얻었다. m /z 1062.6 [M+H]+.
중간체 6 - 펜타-( Boc ) 폴리믹신 B 데카펩티드
PMB 설페이트(2 g)를 100 mM 인산칼륨(pH 8.0, 약 500 mL)에 용해시켰다. 용액에 비정제 폴리믹신 아실라제(Pseudomonas sp. M-6-3W로부터 추출)를 0.0125 g 효소: 1 g PMB의 비율로 가하였다. 반응액을 37 ℃에서 16 시간 동안 교반하였다. 그 후, 반응 혼합물을 Varian Bond Elut SCX 수지(제조자의 설명에 따라 전처리된 카트리지) 상에 로딩한 다음 카트리지를 물로 세척하였다. 데-아실화 폴리믹신 데카펩티드(PMB)를 메탄올 중 20% 암모니아를 사용하여 SCX 칼럼으로부터 용출하고 얻어진 분획을 증발 건조시켰다. (b) PMBD(2.2 g)를 물(10 mL)에 용해시킨 후 실온에서 교반하면서 1,4-디옥산(10 mL) 및 트리에틸아민(10 mL)을 가하였다. 반응 혼합물에 Boc-ON(5 당량)을 고체로 가하고 반응액을 실온에서 교반하고 HPLC로 감시하였다. DCM 중에 로딩한 다음 100:0:0, 91:7:2, 88:10:2, 83:15:2, 및 78:20:2의 DCM:MeOH:NH3의 단계적 구배를 사용하여 칼럼을 전개시키는 플래쉬 크로마토그래피로 PMBD-Boc5를 정제하였다. PMBD-Boc5를 함유하는 분획들을 증발 건조시켜 백색 분말(0.48 g, 15 %)을 얻었다. m /z 1563.8 [M+H]+.
중간체 7 - Thr (O- t Bu ) 테트라 -(N- Boc ) 폴리믹신 B 노나펩티드
단계 1 - (S)-2-((S)-2-벤질옥시카보닐아미노-3-tert-부톡시-부티릴아미노)-4-tert-부톡시카보닐아미노-부티르산 메틸 에스테르
DCM(60 mL) 및 DMF(120 mL)의 혼합물 중의 (S)-2-벤질옥시카보닐아미노-3-tert-부톡시-부티르산 DHCA 염(3.65 g, 7.4 mmol) 및 (S)-2-아미노-4-tert-부톡시카보닐아미노-부티르산 메틸 에스테르 HCl 염(2.0 g, 7.4 mmol) 현탁액을 교반하고, 여기에 N,N-디이소프로필에틸아민(3.85 mL, 22.1 mmol)을 가하였다. 이 교반된 혼합물에 1-하이드록시-7-아자벤조트리아졸(1.0 g, 7.3 mmol)을 가한 다음, N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카보디이미드 HCl 염(1.42 g, 7.4 mmol)을 가하였다. 혼합물을 주변 온도에서 17 시간 동안 교반한 다음 흡인 여과하여 불용성 부산물을 제거하고, 이를 버렸다. 여액을 농축시켜 황색 오일을 얻고 이를 EtOAc/Et2O(1:1)의 용매 혼합물(250 mL)과 0.5 M 염산(200 mL) 사이에 분배하였다. 수성상을 신선한 용매 혼합물(100 mL)로 재-추출하고, 유기 추출물을 합하여 물(150 mL) 및 포화 NaHCO3 용액(150　mL)을 사용하여 연속해서 세척하고, 건조시키고(Na2SO4), 농축시켜 무색 오일을 얻었다(3.72g). 이 오일을 EtOAc/i-헥산(0-70%)의 용매 구배로 용출하는 100g SepPak 카트리지 상에서 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하였다. 생성물을 함유하는 분획들(EtOAc/i-헥산 3:7에서 Rf 0.26, KMnO4 스프레이로 가시화됨)을 모아서 농축시켜 무색 폼으로 표제 화합물을 얻었다(3.58 g, 6.8 mmol, 92% 수율). m/z 524 (MH+, 100%).
단계 2 - (S)-2-((S)-2-벤질옥시카보닐아미노-3-tert-부톡시-부티릴아미노)-4-tert-부톡시카보닐아미노-부티르산
물(16 mL) 중의 수산화리튬 일수화물(0.861 g, 20.5 mmol) 용액을 주변 온도에서 메탄올(64 mL) 중의 (S)-2-((S)-2-벤질옥시카보닐아미노-3-tert-부톡시-부티릴아미노)-4-tert-부톡시카보닐아미노-부티르산 메틸 에스테르(3.58 g, 6.8 mmol)의 교반된 용액에 가하고 19 시간 동안 교반하였다. 이 용액에 1M HCl(24 mL)을 가하여 우윳빛 혼합물(pH 1)을 얻고, 이를 재빨리 DCM(3 x 135 mL)으로 추출하였다. 유기 추출물을 합하고, 건조시키고(Na2SO4), 농축시켜 무색 폼으로서 표제 화합물을 얻었다(3.27 g, 6.4 mmol, 94% 수율). m/z 532 [MNa]+, 1041 [2M+Na]+.
단계 3 - CbzHNPMBN(OBu)(Boc)4
(S)-2-((S)-2-벤질옥시카보닐아미노-3-tert-부톡시-부티릴아미노)-4-tert-부톡시카보닐아미노-부티르산(1.73 g, 3.39 mmol) 및 중간체 5(3.0 g, 2.8 mmol)를 플라스크에 채우고, 여기에 무수 DCM(85 ml) 및 무수 DMF(17 mL)를 교반하면서 가하였다. 교반된 용액에 N,N-디이소프로필에틸아민(1.46 ml, 8.4 mmol)을 가하고 5 분간 교반한 후에 O-(7-아자벤조트리아졸-1-일)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트(1.29 g, 3.39　mmol)를 단번에 가하였다. 혼합물을 2 분간 초음파처리한 다음 주변 온도에서 18 시간 동안 교반되도록 하였다. 그 후, 반응 혼합물을 증발시키고 잔류물을 톨루엔(3 x 100 mL)으로부터 재증발시켰다. 잔류물을 진공하에 3 시간 동안 건조시켜 톨루엔을 확실히 제거하였다. 이 물질에 물(50 ml)을 가하고 혼합물을 간헐적으로 초음파처리하면서 3 시간 동안 빠르게 교반하였다. 흡인 여과에 의해 표제 화합물을 백색의 미세 고체로서 수집하고 물(2 x 25 mL)로 세척한 다음 15 시간 동안 진공 하에 건조시켰다(4.6 g, 3.0 mmol, 100% 수율). m/z 1554[MH+].
단계 4 - 표제 화합물
단계 3의 생성물(5.41 g, 3.48 mmol), 포름산암모늄(6.6 g, 104.4 mmol) 및 10% Pd-C(2.0 g)를 N2 하에 플라스트에 채웠다. MeOH(270 mL)를 가하고 혼합물을 N2 하에 4.5 시간 동안 교반하였다. LCMS는 생성물의 MH+ 및 출발물질의 손실을 보여주었다. 혼합물을 셀라이트 패드를 통해 흡인 여과하고 MeOH(50 mL)로 세척하였다. 여액 및 세척액을 증발시켜 무색 오일을 얻고, 이를 EtOAc/MeOH(4:1)(250 mL)의 용매 혼합물과 물(250 mL) 사이에 분배하였다. 수성상을 동일한, 신선한 용매 혼합물(2 x 100 mL)로 추가 추출하였다. 유기 추출물을 합하여 건조시키고(Na2SO4) 증발시켜 무색 오일(~ 6g)을 얻었다. 이 물질을 MeOH/EtOAc(0-4%) 구배를 사용하여 용출하는 실리카 겔(100 g SepPak 칼럼) 크로마토그래피로 정제하였다. 생성물을 함유하는 분획들(EtOAc/MeOH/NH4OH 880 95:5:1에서의 Rf 0.30, KMnO4 스프레이에 의해 가시화됨)을 모아서 증발시켜 바삭바삭한 폼으로 표제 화합물을 얻었다(4.0 g, 2.8 mmol, 81% 수율). m /z 1420 [MH+].
중간체 8 - Thr(O-tBu) 펜타-(N-Boc) 폴리믹신 B 데카펩티드
방법 B를 이용하여 중간체 7 및 N-α-Z-N-γ-BOC-L-Dab로부터 제조한 다음, 중간체 7, 단계 4의 방법에 따라 CBZ-탈보호를 수행하여 백색 폼으로 표제 화합물을 83% 수율로 얻었다. m /z 1620 [MH+].
방법 1 - 노나펩티드 아미드 유도체를 제조하는 일반적인 방법
단계 1. 상응하는 카복실산(폴리믹신 기질에 대해 5 당량)을 디클로로메탄(2 mL/mmol)에 용해시켰다. 그 후, N,N-디이소프로필에틸아민(5.0 당량) 및 2-(1H-7-아자벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸 우로늄 헥사플루오로포스페이트(HATU)(5.0　당량)를 반응 혼합물에 가하였다. 실온에서 30 분간 교반한 후, 중간체 2 또는 중간체 4의 화합물(1.0 당량)을 가하였다. 16 시간 후, 반응 종결을 LC-MS로 확인하고, 반응 혼합물을 증발 건조시키고, 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(용리액 디클로로메탄 중의 0-10% 메탄올)를 사용하여 정제하였다. 적절한 분획들을 농축시켜 무색 오일로 생성물을 얻었다(전형적인 수율 58 %).
단계 2. 단계 1의 생성물을 디클로로메탄(20 mL/mmol)에 용해시켰다. 트리플루오로아세트산(60 당량)을 가하고 혼합물을 16 시간 동안 실온에서 교반한 다음, LC-MS로 반응 종결을 확인하였다. 반응 혼합물을 진공하에 농축시켜 무색 오일의 트리플루오로아세트산염을 얻었다. 여기에 물(10 mL/mmol)을 가하고 혼합물을 5 분간 초음파처리 하였다. 혼합물이 pH 9에 도달할 때까지 얻어진 현탁액에 1 M NaHCO3를 가하였다. 그 후, 0, 40, 50, 60, 70, 80, 및 100% 수성 메탄올을 사용하여 순차적으로 용출시키면서 혼합물을 10 g의 C18 SPE 칼럼에 통과시켰다. 생성물-함유 분획들을 모으고 증발시켰다. 잔류물을 물에 현탁시키고 pH 7에 도달할 때까지 0.1 M H2SO4를 가하였다. 용액을 밤새 동결건조하여 백색 고체로 황산염을 얻었다. 화합물 순도를 표 2에 개요가 서술된 조건을 이용하여 HPLC로 산정하였다.
표 2 - 분석적 HPLC 조건
칼럼: Phenomenex Hyperclone 5μ C18 (2) 150 x 4.6 mm
이동상 A: 90% 물 중의 10% 아세토니트릴, 0.15% TFA
이동상 B: 10% 물 중의 90% 아세토니트릴, 0.15% TFA
유속: 1 mL/분
구배: 시간 0 분 100% A 0% B
시간 10 분 0% A 100% B
시간 11 분 0% A 100% B
시간 11.2 분 100% A 0% B
사이클 시간 15 분
주입 부피: 20 ㎕
검출: 210 nm
방법 2 - 노나펩티드 아미드를 제조하는 일반적인 방법
단계 1 - BOC 보호된 노나펩티드를 방법 1의 조건을 사용하여 제조하였다. 반응 종결 후, 비정제 반응 혼합물을 실리카 상에 흡착시키고 디클로로메탄 중의 0-20% 메탄올로 용출시키는 실리카 카트리지 상에서 크로마토그래피하였다. 생성물-함유 분획들을 합하고 증발시켜 백색 폼을 얻었다. 이렇게 얻어진 생성물을 실리카 겔 크로마토그래피로 재-정제하여 백색 폼으로 생성물을 얻었다.
단계 2 - 단계 2의 정제된 생성물을 디클로로메탄(2 mL)에 용해시키고, TFA(1 mL)로 처리하고, 혼합물을 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 용매를 증발시키고 잔류물을 톨루엔과 공비증류하여 백색 고체를 얻었다. 이것을 물(10 mL)에 용해시키고 디클로로메탄(5 mL)으로 세척하였다. 수성상을 적은 부피가 되도록 증발시키고 밤새 동결건조하여 백색 고체로 생성물의 TFA 염을 얻었다.
방법 2A - 노나펩티드 아미드를 제조하는 추가의 일반적인 방법
단계 1 - 보호된 폴리믹신 기질(0.07 mmol)을 디클로로메탄(4　mL)에 용해시키고, 상응하는 카복실산(폴리믹신 기질에 대해 1.5 당량) 및 N,N-디이소프로필에틸아민(3.0 당량), 이어서 HATU(2.0　당량)로 처리하였다. 16 시간 후 반응 종결을 LC-MS로 확인하고 반응 혼합물을 증발 건조시켰다. 물(~10 mL)을 가하고 혼합물을 빻은 다음(triturated) 1 시간 동안 격렬하게 교반하였다. 얻어진 침전을 여과로 수집하여 진공하에 밤새 건조시켰다.
단계 2 - 단계 1의 Boc-보호된 유도체를 디클로로메탄(3 mL)에 용해시키고 TFA(1 mL)로 처리하였다. LCMS로 탈보호의 종결을 확인할 때까지 반응 혼합물을 실온에서 교반하였다. 용매를 증발시키고, 방법 3의 단계 6 조건을 이용하여 분취용 HPLC로 잔류물을 크로마토그래피하였다. 생성물-함유 분획들을 합하고 적은 부피가 되도록 증발시키고, 동결건조시켜 TFA 염으로 생성물을 얻었다.
방법 3 - 폴리믹신 B 헵타펩티드의 디펩티드 아미드 유도체를 제조하는 일반적인 방법
단계 1 - 아미노산 1의 메틸 에스테르와 카복실산의 커플링
적절한 카복실산(1.1 당량), 적절한(N-Boc 또는 OBut) 아미노산 메틸 에스테르 하이드로클로라이드(1 당량), EDC 하이드로클로라이드(1.1 당량), 및 HOAt(1.1　당량)을 플라스크에 채웠다. DCM(아미노산 메틸 에스테르에 대해 8 mL/mmol)을 가하고 교반된 혼합물에 질소 하에서 DIPEA(3　당량)를 가하여 황색 용액을 얻었다. 용액을 18 시간 동안 교반하고, 동부피의 DCM으로 희석하고 용액을 연속하여 물(아미노산에 대해 16 mL/mmol) 및 탄산수소나트륨 용액(16 mL/mmol)으로 세척하였다. 용액을 건조시키고(Na2SO4) 증발시켜 잔류물을 얻었다. 잔류물을 실리카 겔 상에서 크로마토그래피(EtOAc/이소-헥산을 사용하는 구배 용출)로 정제하였다. 관련 분획들을 모아서 증발시켜 목적하는 메틸 에스테르 생성물(LCMS 스펙트럼에서 m/z [M+H]+ 검출가능)을 얻었다. 라세믹산이 사용되는 경우, 생성물은 부분입체이성체의 혼합물로 얻어진다.
단계 2 - 단계 1의 메틸 에스테르 생성물의 가수분해
단계 1에서 얻은 생성물(1 당량)의 교반된 메탄올 용액(메틸 에스테르에 대해 5 mL/mmol)에 수산화리튬 일수화물(3 당량) 수용액(0.5 mL/mmol의 시약)을 가하였다. 얻어진 용액을 주변 온도에서 24 시간 동안 교반한 다음 물(메틸 에스테르에 대해 25　mL/mmol)에 부었다. 이 용액에 1 M 염산(3 당량)을 가하여 pH 1로 조정하고 혼합물을 DCM(3 x)으로 추출하였다. 유기 추출물을 합하여 건조시키고(Na2SO4) 증발시켜 목적하는 카복실산(LCMS 스펙트럼에서 m/z [M+H]+ 검출가능)을 얻었다. 단계 1에서 라세믹산이 사용되는 경우, 생성물은 부분입체이성체의 혼합물로 얻어진다.
단계 3 - 단계 2의 카복실산 생성물과 아미노산 2의 메틸 에스테르의 커플링
단계 2의 카복실산과 적절한(N-Boc 또는 OBut) 아미노산 메틸 에스테르 하이드로클로라이드를 사용하여, 단계 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 본 단계를 수행하였다. 메틸 에스테르 생성물(LCMS 스펙트럼에서 m/z [M+H]+ 검출가능)을 단계 1에 기재한 바와 같이 분리하였다. 단계 1에서 라세믹산이 사용되는 경우, 생성물은 부분입체이성체의 혼합물로 얻어진다.
단계 4 - 단계 3의 메틸 에스테르 생성물의 가수분해
단계 3의 메틸 에스테르를 사용하여, 단계 2에 기재된 것과 동일한 방식으로 본 단계를 수행하였다. 카복실산 생성물(LCMS 스펙트럼에서 m/z [M+H]+ 검출가능)을 부분입체이성체의 혼합물로 분리하였다.
단계 5 - 단계 4의 카복실산 생성물과 트리-(Boc) 폴리믹신 B 헵타펩티드(중간체 5)의 커플링
단계 4의 카복실산(2　당량)의 교반된 무수 DCM(산에 대해 15　mL/mmol) 용액에 PyBoP(2 당량)를 가하였다. 그 후, DIPEA(2 당량)를 가하고, 용액을 30 분간 교반하였다. 그 후, 이 용액에 무수 DCM(산에 대해 12 mL/mmol)과 무수 DMF(산에 대해 1.5 mL/mmol) 중의 중간체 5(1　당량) 용액을 가하고 전체 혼합물을 16 시간 동안 교반하였다. 그 후, 혼합물을 증발시켜 걸쭉한 오일을 얻고 이를 EtOAc와 물 사이에 분배하였다. 유기상을 포화 탄산수소나트륨 용액으로 세척한 다음 염수로 세척하고, 건조시키고(Na2SO4), 증발시켜 폼을 얻었다. 물질을 실리카 겔(MeOH/EtOAc를 사용하여 구배 용출) 상에서 크로마토그래피로 정제하여 폴리펩티드 생성물(LCMS 스펙트럼에서 m/z [M+H]+ 검출가능)을 얻었다. 단계 1에서 라세믹산이 사용되는 경우, 생성물은 부분입체이성체의 혼합물로 얻어진다.
단계 6 - 단계 5의 폴리믹신 B 헵타펩티드 생성물의 탈보호
단계 5의 폴리펩티드의 교반된 DCM 용액(60　mL/mmol)에 TFA(폴리펩티드에 대해 30　mL/mmol)를 가하였다. 용액을 3.5 시간 동안 교반한 다음 증발시키고 진공하에 1 시간 동안 건조시켰다. 잔류물을 HPLC(조건은 하기 참조)로 정제하고 동결건조시켜 백색 고체로 생성물의 TFA 염을 얻었다. 단계 1에서 라세믹산이 사용되는 경우, 부분입체이성체의 혼합물로 생성물을 얻었다(예를 들어, 표　4 참조).
표 3 - 분취용 HPLC 조건
칼럼: Sunfire C18 OBD 5 ㎛ x 30 mm x 150 mm
이동상 A: 아세토니트릴 + 0.15% TFA
이동상 B: 물 + 0.15% TFA
유속: 25 mL/분
구배: 시간 0 분 3% A 97% B
시간 2 분 3% A 97% B
시간 25 분 40% A 60% B
시간 30 분 97% A 3% B
시간 32 분 97% A 3% B
검출: 210 nm
방법 3A
단계 3의 CBZ-보호된 아미노산을 사용하여 방법 3에 기재된 바와 같이 커플링을 수행하였다. 부가적인 CBZ 탈보호 단계(단계 5A)를 단계 6 전에 포함시켰다.
단계 5A - CBZ 탈보호:
에탄올(4 mL) 중의 단계 5의 보호된 중간체(0.0573 mmol) 및 10% Pd/C 페이스트(10　mg) 혼합물을 수소 대기하에 18 시간 동안 교반하였다. 10% Pd/C 페이스트(10 mg)를 추가로 가하고 추가로 24 시간 동안 계속하여 교반하였다. 셀라이트 패드를 통해 반응 혼합물을 여과하고 여과케이크를 에탄올(2 x)로 세척하였다. 유기물을 합하여 증발시켜 비정제 오일을 얻었다. 방법 3, 단계 6의 조건을 이용하여 역상 분취용 HPLC에 의해 이를 정제하여 무색 유리로 목적하는 생성물을 얻었다(20%). (LCMS 스펙트럼에서 m/z [M+H]+ 검출가능).
방법 3B
방법 3B에서는 방법 3A의 단계 1-2를 수행한 다음 BOC-보호된 PMBN(중간체 2)에 커플링하여 보호된 데카펩티드를 얻었다. CBZ 탈보호에 대한 방법 3A, 단계 5A 및 Boc 탈보호에 대한 단계 6에 따라 탈보호하여 목적하는 화합물을 얻었다(표 4에 상세사항이 제공되어 있음).
달리 표시되지 않는 한, 설페이트염으로 화합물을 분리하였다.
아세테이트염의 일반적인 제조
필요한 경우, 아세테이트염을 하기 프로토콜에 따라 제조할 수 있다.
TFA 염(50 mg)을 물에 용해시키고, 1 M NaHCO3을 사용하여 pH 9로 하였다. 그 후, 혼합물을 1　g C18 SPE 칼럼을 통해 물(20　mL) 다음에 80% 메탄올/물로 용출시켰다. 생성물-함유 분획들을 모아 0.1　M 아세트산(10　당량)으로 처리할 수 있다. 감압하에 용액을 농축시킨 다음 밤새 동결건조시켜 전형적으로 백색 고체로서 아세테이트염을 얻을 수 있다. 화합물 순도는 표 2에 개요가 서술된 조건을 이용하는 HPLC에 의해 산정할 수 있다.
카복실산의 합성
폴리믹신 유도체의 조립에 사용되는 카복실산을 상업적 공급원을 통해 확보하거나 당업자에게 공지된 방법을 이용하여 제조하였다. 알킬 치환된 피페리딘 카복실산, 예컨대 실시예 A43에 사용된 시스-4-옥틸 피페리딘 2-카복실산을 하기 일반적인 방법에 따라 제조하였다:
알킬 치환된 피리딘 카복실산 합성의 일반적인 방법:
단계 1. 에틸 아세테이트(20 mL) 중의 적절한 브로모 피리딘 카복실산 에틸 에스테르(5.0 mmol) 용액에 트리에틸아민(1.1 mL, 7.5 mmol), 1-옥틴(1.1 mL, 7.5 mmol), 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II) 디클로라이드(176 mg, 0.25 mmol), 및 요오드화구리(10 mg, 0.05 mmol)를 질소하에 가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 50 ℃에서 교반한 다음, 셀라이트를 통해 흡인 여과하고 에틸 아세테이트로 세척하였다. 여액을 감압하에 증발시켰다. 잔류물을 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하여(이소-헥산 중의 0-50% 에틸 아세테이트로 용출) 상응하는 옥트-1-이닐피리딘 카복실산 에틸 에스테르를 얻었다.
단계 2. 아세트산(100 mL) 중의 옥트-1-이닐피리딘 카복실산 에틸 에스테르(4.60 mmol) 용액에 산화백금(100 mg)을 가하였다. 반응 혼합물을 16 시간 동안 수소화한 다음 셀라이트를 통해 흡인 여과하고 에틸 아세테이트로 세척하였다. 여액을 감압하에 증발시킨 다음 잔류물을 에틸 아세테이트와 물 사이에 분배하였다. .880 암모니아를 가하여 수층을 pH 10으로 조정하였다. 층을 분리한 후, 수상을 에틸 아세테이트로 재-추출한 다음 유기층을 합하여 소수성 프릿(frit)에 통과시켰다. 감압하에 용매를 증발시키고 잔류물을 에틸 아세테이트 중의 0 - 100%(80:20:2 에틸 아세테이트:메탄올:.880 암모니아)로 용출하는 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하여 환원된 생성물을 얻었다.
단계 3. 디클로로메탄(50 mL) 중의 옥틸피페리딘 카복실산 에틸 에스테르(3.20 mmol) 용액에 트리에틸아민(680 ㎕, 4.8 mmol)을 가한 다음, 디-tert-부틸 디카보네이트(1.06 g, 4.8 mmol)를 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 16 시간 동안 교반한 다음 감압하에 농축시켰다. 잔류물을 디에틸 에테르에 용해시키고 염화암모늄 용액으로 세척하였다. 층을 분리한 후, 수상을 디에틸 에테르로 재-추출하였다. 유기상을 합하여 건조시키고(MgSO4), 여과하고, 감압하에 농축시켰다. 생성물을 이소-헥산 중의 0-30% 디에틸 에테르로 용출하는 실리카 겔 크로마토그래피로 정제하였다. 문헌 화합물(예: Syn. Comm., 2008, 38, 2799)과 비교하여 입체화학을 배정하였다.
단계 4. 디옥산(5 mL) 및 물(2 mL) 중의 BOC 보호된 물질(0.89　mmol) 용액에 수산화리튬 일수화물(76　mg, 1.80　mmol)을 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 16 시간 동안 교반한 다음 2 일간 추가량의 수산화리튬 일수화물(100　mg)로 처리하였다. 반응 혼합물을 감압하에 농축시키고 잔류물을 에틸 아세테이트와 물 사이에 분배하였다. 1 M 염산을 가하여 수상을 산성화하고 생성물을 에틸 아세테이트 내로 추출하였다. 유기상을 소수성 프릿에 통과시키고 용매를 감압하에 증발시켜 상응하는 옥틸 피페리딘 카복실산을 얻었다.
표 4 - 설페이트염으로 분리된 실시예 화합물
Figure 112015120719617-pct00008
Figure 112015120719617-pct00009
Figure 112015120719617-pct00010
Figure 112015120719617-pct00011
Figure 112015120719617-pct00012
Figure 112015120719617-pct00013
Figure 112015120719617-pct00014
Figure 112015120719617-pct00015
Figure 112015120719617-pct00016
Figure 112015120719617-pct00017
Figure 112015120719617-pct00018
Figure 112015120719617-pct00019
Figure 112015120719617-pct00020
Figure 112015120719617-pct00021
Figure 112015126369782-pct00100
Figure 112019051275914-pct00101
Figure 112015126369782-pct00102

Figure 112015126369782-pct00103
Figure 112015126369782-pct00104
Figure 112015120719617-pct00027
Figure 112015126369782-pct00105
Figure 112015120719617-pct00029
Figure 112015120719617-pct00030
Figure 112015120719617-pct00031
Figure 112015120719617-pct00032
Figure 112015120719617-pct00033
Figure 112015120719617-pct00034
Figure 112015120719617-pct00035
Figure 112015120719617-pct00036
실시예 49 - N-[2-(1- 아미노사이클로헥실 )에틸] 폴리믹신 B 노나펩티드
Figure 112015126369782-pct00106
단계 1 - 메탄올(1.5 mL) 및 DCM(1.5 mL) 중의 중간체 2(100 mg, 0.073 mmol) 용액에 N-Boc-1-아미노사이클로헥실 아세트알데히드(Squarix GmbH)(21　mg, 1.2 당량) 및 빙초산(0.15 mL)을 가하였다. 혼합물을 실온에서 30 분간 교반하였다. (폴리스티릴메틸)트리메틸암모늄 시아노보로하이드리드(4.0 mmol/g, 100　mg, Novabiochem)를 가하고 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 수지를 여과로 제거하고 여액을 증발 건조시켰다. 잔류물을 DCM 중의 0-20%(메탄올 중의 10% 880 암모니아)로 용출하여 실리카 상에서 크로마토그래피하였다. 칼럼으로부터의 최소 극성의 성분이 BOC-보호된 비스-알킬화 생성물에 상응하며, 이를 백색 고체로 얻었다(30 mg, 23%). m /z 1814 (MH+). 가장 극성인 성분은 BOC-보호된 표제 화합물에 상응하였다(85 mg, 74%). m /z 1589 (MH+).
단계 2 - 단계 1에서 가장 극성인 성분(31 mg, 0.019 mmol)을 DCM(2 mL)에 용해시키고 TFA(1 mL)로 처리하였다. 반응 혼합물을 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 용매를 증발시키고 잔류물을 톨루엔과 공비증류하여 백색 고체를 얻었다. 이를 물(5 mL)에 용해시키고 DCM(3 mL)과 함께 5 분간 교반하였다. 상을 분리하고 수성상을 0.22　㎛ 필터를 통해 여과한 다음 적은 부피가 되도록 증발시켰다. 용액을 밤새 동결건조시켜 TFA 염으로서 솜털모양 백색 고체로 표제 화합물을 얻었다(20　mg, 62%). 체류 시간 (HPLC), m/z 1088.6, MH+).
실시예 50 - 3-아미노-3- 사이클로헥실 프로파노일 - Thr -Dab-(사이클로)Dab * -Dab-DLeu-Thr-Dab-Dab-Thr * [여기에서 *는 폐환을 의미한다]
Figure 112015126369782-pct00107
Fmoc-Thr(tBu)-PEG-PS　수지로부터 출발하는 표준 FMOC 보호 전략을 이용하고, 적절히 보호된 아미노산을 사용하는 관용적인 고체-상 화학을 이용하여 표제 화합물을 제조하였다. 최종 펩티드는 폐환 부위에서 부분적으로 탈보호되며 2 시간 동안 TFA/TIS/H2O(96/2/2v/v)를 사용하는 수지로부터 분해되었다. DCM에서 PyBop/HoBt/NMM을 사용하여 이 물질을 폐환하였다. 그 후, 다중-부위 폐환을 방지하기 위하여 여전히 자리를 잡고 있는 벤질기를 아세트산/MeOH/물(5/4/1 v/v) 중의 Pd/C를 사용하여 제거하였다. C-18 역상 칼럼(10 x 250mm)을 사용하여 최종 표적 펩티드를 정제하여 동결건조된 고체로서 트리플루오로아세테이트염으로서 표제 화합물을 얻었다. 체류 시간(HPLC) 4.52분. m /z 1070.7 (MH+).
비교 화합물
비교 화합물로는 콜리스틴(폴리믹신 E), 폴리믹신 B(PMB), C1(NAB-739), 및 C2(CB-182,804)를 사용하였다.
CB-182,804(C2)는 N-말단에 아릴 우레아 치환기를 갖는 폴리믹신 데카펩티드 유도체이며, 이는 폴리믹신 B(WO　2010/075416호에 화합물 5로 나타냄)보다 낮은 독성을 나타내는 것으로 청구되었고, 본 발명자들에 의해 제조되었다. C1 역시 회사 내에서 제조되었으며, NAB-739(예를 들어, WO 2008/01773호에서 바라(Vaara)에 의해 기재됨)에 상응한다.
본 발명의 추가 화합물들이 제조되었다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 화합물은 TFA 염으로 분리되었다. A1 및 A3는 또한 본 명세서에 기재된 일반적인 방법에 따라 설페이트염으로 제조되었다. 본 명세서에 기재된 일반적인 기술을 이용하여 비교 화합물 C6를 제조하였다. 표안의 구조들은 폴리믹신 B 헵타펩티드 골격(이하, PMBH) 상의 N-말단기(-R) 및 측쇄를 도시한다. 상대적인 입체화학은 굵은 선 또는 파선으로 도시하였다. 절대 입체화학은 굵은 결합 또는 해쉬 웨지 결합으로 도시하였다.
Figure 112015120719617-pct00039
표 4C - 추가 실시예 화합물
Figure 112015126369782-pct00108
Figure 112015126369782-pct00109
Figure 112015126369782-pct00110
Figure 112015126369782-pct00111
Figure 112015126369782-pct00112
Figure 112019051275914-pct00113
Figure 112015126369782-pct00114
Figure 112015126369782-pct00115
Figure 112015126369782-pct00116
Figure 112015126369782-pct00117
Figure 112015126369782-pct00118
Figure 112015126369782-pct00119
생물학적 활성
화합물 단독 및 다른 제제와의 배합물 양자 모두에 대해 효능 및 스펙트럼을 평가하기 위하여, 4가지 그램 음성 병원균인 Escherichia coli , Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae 및 Acinetobacter baumannii 각각의 4개 이하 균주에 대해 감수성 시험을 실행하였다.
배합물 내의 성분비, 예컨대 1:1은 중량 대 중량비를 지칭한다. 최소 저해 농도(MIC)는 총 약물 농도(예를 들어, 시험 화합물 플러스 제2 제제, 예컨대 리팜피신)를 지칭한다.
배합물 활성
0.5 맥파랜드 표준(McFarland standard)으로 조정된 분리된 콜로니(18-24 시간 뮐러-힌톤 한천 플레이트로부터 선별됨)의 직접적인 현탁액을 제조하여 접종물을 준비하였다. 멸균 96-웰 마이크로타이터 플레이트에서 170 ㎕(항미생물제를 함유하는 150 ㎕ 브로쓰, 20　㎕ 접종물)의 총 부피로 양이온-조정된 뮐러-힌톤 브로쓰에서 2-배의 연속적인 항생제 희석에 의해 MIC 시험을 실행하였다. 어세이는 중복실험으로 실행되었다. 35 ℃에서 18-20 시간 동안 진탕없이 호기적으로 플레이트를 인큐베이션하였으며, MIC는 가시적인 성장을 막는 약물의 최저 농도로 정의하였다. 중복실험 값이 2-배 미만에서 변화하는 경우에, 2개 중 더 적은 값을 보고하였다. 2-배를 초과하는 변화가 관찰되는 경우, 어세이는 유효하지 않은 것으로 간주하였다. 여러개의 화합물에 다중 시험을 적용하였으며, 이 경우에 MIC는 얻어지는 최빈값(modal value)를 반영하였다.
표 5는 리팜피신과 1:1(wt:wt)로 배합된 실시예 1 내지　55 화합물에 대해 기록된 MIC 값(마이크로그램/mL)을 보여준다. 모두가 리팜피신과 1:1 혼합물로서 시험된 비교 화합물들은 다음과 같다: 콜리스틴(폴리믹신 E), 폴리믹신 B(PMB), 폴리믹신 B 노나펩티드(PMBN), C2(CB-182,804), 및 C1(NAB-739).
CB-182,804는 N-말단에 아릴 우레아 치환기를 지니는 폴리믹신 데카펩티드 유도체이며, 이는 폴리믹신 B(WO　2010/075416호에 화합물 5로 제시됨)보다 낮은 독성을 나타내는 것으로 청구되었고, 본 발명자들에 의해 제조되었다. C1 역시 회사 내에서 제조되었으며, NAB-739(예를 들어, WO 2008/017734호에서 바라(Vaara)에 의해 기재됨)에 상응한다.
표 5A는 리팜피신과의 1:1(wt:wt) 배합물에서, 참조 실시예 화합물 C3 내지 C5와 비교하여 특정 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)를 정리하여 보여준다. 그 결과는 하이드록실 및/또는 아미노기(예컨대 -NR6R7) 함유 화합물이 하이드록실 및/또는 아미노기를 함유하지 않는 화합물보다 더 큰 강화 효과를 제공함을 보여준다.
참조 실시예 C3(벤조일 측쇄)와 상응하는 아닐린 카운터파트(실시예 화합물 5)의 비교는 양자 모두가 리팜피신과 함께 조합되는 경우 C3에 비해 아닐린 화합물이 Klebsiella 및 Pseudomonas 균주에 대한 MIC가 향상되었음을 입증한다. 마찬가지로, 벤조일기 상에 피페리딘을 도입하면(실시예　55) 유사하게 이들 유기체에 대한 활성이 향상된다.
실시예 33에서와 같이, 실시예 C4에서 사이클로헥실환을 피페리딘으로 대체하면, 시험된 모든 유기체 균주에 대한 활성의 유의한 향상을 보여준다. 다른 피페리딘 유사체들도 양호한 수준의 활성을 보여준다(실시예 화합물 29 및 37). 그러나, 유사한 피리딜 유도체(참조 실시예 C5)는 리팜피신과 조합되어 활성 수준의 증진을 보이지 않으므로, 이 위치에서의 염기도(basicity)가 중요하다.
표 5B는 배합물에서 화합물 대 리팜피신의 비를 변경함에 따른 효과를 보여준다.
최소 저해 농도는 총 약물 농도(예: 시험 화합물 플러스 리팜피신)를 지칭한다. 화합물은 배합물 내에서 동 질량으로 사용되었다. 중량은 사용되는 화합물의 질량을 지칭하며, 예를 들어, 실시예 화합물은 이들의 TFA 또는 설페이트염 형태로 사용되었다.
염 형태의 실시예 화합물의 화학양론은, 예를 들어, 5개의 아미노기가 실시예 화합물에 존재하는 경우, TFA의 경우 약 1:5 화합물:산이고 설페이트의 경우 1:2.5인 것으로 믿어졌다.
사용되는 제2 제제는 다음과 같다: 반코마이신 하이드로클로라이드, 메로페넴 삼수화물, 티게사이클린 수화물, 시프로플록사신 유리산, 푸시드산 소듐염, 아지트로마이신 이수화물, 아즈트레오남 유리산, 옥사실린, 소듐 염 및 노보비오신 소듐염.
표 5 - 리팜피신과의 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00052
Figure 112015120719617-pct00053
Figure 112015120719617-pct00054
Figure 112015120719617-pct00055
표 5A - 리팜피신과의 1:1 배합물로서 실시예 및 참조 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00056
표 5B는 배합물에서 화합물 대 리팜피신의 비를 변경함에 따른 효과를 보여준다. 리팜피신, 콜리스틴, 폴리믹신 B 노나펩티드 및 실시예 화합물 10의 배합물을 1:3, 1:1 및 3:1 비로 조사하였다. MIC 값(마이크로그램/mL)은 총 약물 농도(즉, 시험 제제 플러스 리팜피신)를 지칭한다. 얻어진 값들은 MIC 시험에서 보이는 2-배 변동 이내에 존재하였다.
표 5B - 리팜피신 비율의 변경을 동반하는 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00057
단독 활성
하기 표 6은 MIC 값에 의해 나타낸, 리팜피신 부재하 실시예 화합물의 활성을 보여준다.
표 6 - 리팜피신 부재하 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00058
Figure 112015120719617-pct00059
Figure 112015120719617-pct00060
조합 활성
표 7A 내지 7I는 다른 항균제와의 1:1 비율로 선택된 실시예 화합물을 보여준다. MIC는 총 약물 농도를 지칭한다. 따라서, 1:1 배합물이 사용되는 경우, 이는 시험 화합물 플러스 제2 제제의 양이다. 비교를 위해, 제2 제제 단독의 MIC 값도 제공된다.
표 7A - 반코마이신과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00061
표 7B - 시프로플록사신과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00062
표 7C - 티게사이클린과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00063
표 7D - 메로페넴과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00064
표 7E - 아즈트레오남과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00065
표 7F - 아지트로마이신과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00066
추가 실시예 화합물에 대한 MIC 값을 얻고 이를 비교 화합물 PMB 및 옥사실린에 대해 비교하였다.
표 7G - 옥사실린과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00067
표 7H - 노보비오신과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00068
표 7I - 푸시드산과 1:1 배합물로서 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00069
시험관내 신장 세포 독성 어세이
화합물의 신장 세포 독성을 정상적인 인간 신장에서 유래된 불멸화 근위 세뇨관 세포주인 HK-2 세포주를 사용하여 시험관내 어세이에서 평가하였다. 화합물의 독성을 기술하기 위한 종료점은 세포의 대사 활성과 상호 관련된 레자주린(resazurin)의 환원이었다. 세포를 150 ㎠ 플라스크에서 25 mL의 보강된 KSF(5　ng/mL EGF 및 50　㎍/mL BPE에 의해)에서 배양하였다. 세포를 최대 25회 계대하여 70%의 포화상태(confluence)를 유지하였다.
제1일: 배지를 제거하고 세포를 10 ml DPBS로 세척하였다. 그 후, EDTA를 동반하는 6 ml의 0.25% 트립신 용액을 플라스크에 가하고 세포를 인큐베이터로 돌려보냈다. 1　내지 2 분의 인큐베이션 후, 14 mL의 배지를 플라스크에 가하여 트립신을 불활성화하였다. 세포 현탁액을 원심분리 튜브로 옮기고 세포를 1000 rpm에서 6　분간 펠렛화하였다. 그 후, 세포 펠렛을 EGF 및 BPE가 보강된 신선한 배지에 재현탁시켰다. 세포 수를 계수하고, 세포를 EGF 및 BPE가 보강된 신선한 배지에 46875 세포/mL로 희석하였다. 7500개 세포를 각각의 웰에 160 ㎕의 부피로 분주하고 37 ℃에서 24 시간 동안 인큐베이션하였다.
제2일: 최종 어세이에서 0.5% 이하의 DMSO, 또는 5% 이하의 물이 되도록 시험 화합물을 직접 배지 내로 준비하거나, 저장액으로부터 준비하였다. 신선한 배지에서 2-배 희석으로 1000 ㎍/mL 내지 1.95 ㎍/mL로 9개 포인트 농도를 준비하였다. 마이크로타이터 플레이트를 인큐베이터에서 제거하고 배지를 화합물 용액의 희석액 100 ㎕로 대체하였다. 모든 세트의 농도를 3중 실험으로 수행하였고, 양성 및 음성 대조군을 각각의 플레이트에 가하였다. 그 후, 플레이트를 24 시간 동안 37 ℃에서 가습된 대기하에 5% CO2로 인큐베이션하였다.
제3일:　레자주린(CellTiter-Blue, Promega)을 함유하는 반응물을 PBS(1:4)에 희석하고 각각의 웰에 20%(v/v)로 가하였다. 그 후, 플레이트를 37 ℃에서 2 시간 동안 인큐베이션한 다음 형광성 환원 생성물을 검출하였다.
그래프패드 프리즘을 이용하여 데이터를 분석하기 전에 배지만 존재하는 경우 배경값을 빼었다. 화합물 농도 값을 로그값으로 도시하여 용량-반응 곡선을 적합시키고 IC50 값을 결정하였다(표 8A 및 8B).
표 8A - 실시예 화합물의 IC50 데이터
Figure 112015120719617-pct00070
a 6회 이하의 독립적인 연구의 평균값
b 16회 독립적인 연구의 평균값
c 최고 농도에서 주목된 용해도 문제
표 8B - 리팜피신의 존재하에 실시예 화합물의 HK-2 세포 IC50 데이터
Figure 112015120719617-pct00071
IC50은 총 약물 농도(시험 제제 플러스 리팜피신)를 지칭한다. 화합물 대 리팜피신의 비는 1:1(wt:wt)이었다.
단독 활성 - 부가적인 데이터
하기 표 6A는 제2 제제의 부재하에 실시예 화합물의 MIC 값으로 나타낸 활성, 및 HK-2 세포주에 대한 독성(IC50 값과 관련하여 측정되며 폴리믹신 B의 값에 대해 표현됨)을 보여준다.
상이한 공급업체의 양이온-조정된 MHB를 사용하는 것을 제외하고는 본 명세서에 기재된 바와 같이 MIC를 결정하였다. 직접적인 비교를 위해 실시예 37 및 39를 재-시험하였다. HK-2 세포 IC50 값을 본 명세서에 기재한 바와 같이 결정하였다. 폴리믹신 B에 대한 값으로 보고하였다.
표 6A - 리팜피신 부재하에 실시예 화합물의 MIC 값(마이크로그램/mL) 및 폴리믹신 B의 값에 대한 IC50 값으로 표현된 실시예 화합물의 HK-2 세포 독성
Figure 112015120719617-pct00072
Figure 112015120719617-pct00073
MIC 값을 문헌 공지된 화합물과 비교하였다. 데이터는 표 6B에 있다. C2(CB-182,804)는 큐비스트(Cubist; WO　2010/075416호에 화합물 5로 나타냄)에 의해 기재된 폴리믹신 데카펩티드 유도체이고, C1은 NAB-739(예를 들어, WO 2008/01773호에서 바라에 의해 기재됨)이다.
마우스에서 E. coli 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능 - 리팜피신과의 배합물
리팜피신과의 1:1 배합물로서 2가지 실시예 화합물(실시예 화합물 10 및 A1)의 생체내 효능을 E. coli의 마우스 대퇴부 감염 모델에서 평가하였다. 결과를 표 9에 요약하였다.
4 마리의 수컷 특이적-병원균-결여 CD-1 마우스 그룹을 사용하였다. 감염시키기 4 일 전에 150 mg/kg 및 감염시키기 1 일 전에 100 mg/kg의 사이클로포스파미드를 복강내 주사하여 면역억제시킴으로써 일시적으로 마우스를 호중구 감소성으로 만들었다. 제2 라운드의 면역억제 후 24　시간에, ~ 6.5 x 105 CFU/마우스 대퇴부로 흡입 마취 하에 양쪽 측면 대퇴부 근육 내로 마우스를 E. coli ATCC25922에 의해 근육내 감염시켰다.
시험 화합물 및 폴리믹신 B를 0.0625, 0.25 및 2.5　mg/kg의 용량으로 동일 용량의 리팜피신과 함께 투여하였다. 이는 각 배합물의 경우 0.125, 0.5 및 5　mg/kg의 조합 용량 수준을 제공하였다(표 9). 또한, 폴리믹신 B를 단일요법에서 0.125, 0.5 및 5　mg/kg의 용량으로 투여하였다. 측면 꼬리 정맥 내로 화합물을 용액으로 정맥내(IV) 주사하였다 이를 10　mL/kg(0.25　mL/25　g 마우스)의 용량 부피로 감염 후 1, 3.5 및 6 시간에 3회 실행하였다. 비히클 대조군도 감염 후 1, 3.5 및 6 시간에 10　mL/kg IV로 3회 비히클(0.9　% 주사용 식염수)로 처리하였다.
감염 후 1 시간에, 4 마리 동물을 펜타바르비톤 과용량을 사용하여 인도적으로 안락사시켜 사전-처리 대조군을 제공하였다. 감염 후 9 시간에, 모든 동물의 임상적 병태를 평가한 다음, 펜타바르비톤 과용량을 사용하여 이들을 인도적으로 안락사시켰다. 동물 체중을 측정한 다음 양쪽 대퇴부를 제거하고 개별적으로 무게를 재었다. 개별적인 대퇴부 조직 샘플을 빙냉각 멸균 포스페이트 완충 식염수에서 균질화하였다. 그 후, 대퇴부 균질물을 정량적으로 CLED 한천에서 배양하고 37 ℃에서 24 시간 동안 인큐베이션한 다음 콜로니를 계수하였다.
리팜피신과의 1:1 배합물로서 실시예 화합물 10 및 A1은 5　mg/kg/용량의 총 농도에서 4 log10을 초과하는 박테리아 카운트의 감소를 나타내어, 폴리믹신 B 단독에 비해 우월한 효능을 보이고, 폴리믹신 B와 리팜피신의 1:1 배합물과 유사한 효능을 보였다.
표 9 - 호중구 감소성 마우스에서 E. coli ATCC25922 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능
Figure 112015120719617-pct00074
생체내 신독성
폴리믹신의 신독성 모델(Yousef et al. Antimicrob. Agents Chemother. 2011, 55, 4044-4049로부터 조정됨)을 랫트에서 확립하였다. 실시예 화합물 1, 4, 및 10을 모델에서 조사하고 콜리스틴(그의 설페이트 형태)과 비교하였다. 1 주의 순응화 후에, 수컷 스프라그-도울리 랫트를 경정맥 캐뉼라를 사용하여 외과적으로 준비하고 필요에 따라 미리 할당한 하우징 케이지 또는 대사 케이지에서 개별적으로 수용하였다. 콜리스틴과 실시예 화합물을 식염수 중에 준비하였다.
경정맥 캐뉼라를 통해 1일 2회 7 시간 간격으로 7 일간 화합물을 주입하였다. 각 용량을 최고 용량에 이르도록 3 일간 계속해서 증가시킨 다음 연구 종료시까지 투여하였다. 복용전 및 제4일과 제7일에 24 시간 소변 수집(얼음 위)을 실행하였다. 용법용량을 하기 표 10에 요약하여 나타내었다.
표 10 - 생체내 신독성 연구에 사용된 용법용량
Figure 112015120719617-pct00075
표의 용량을 kg 당 mg 약물기준(유리 염기)으로 표시하였다.
소변 내 N-아세틸-베타-D-글루코사미니다제(NAG)의 활성을 로슈 어플라이드 사이언스의 NAG 어세이 키트를 사용하여 분광광도법으로 측정하였다. 멀티-스폿 어세이 시스템(Multi-Spot® Assay System)(Meso Scale Discovery)으로부터의 신장 손상 패널 II를 사용하여 신장 손상의 생물지표를 측정하였다.
8 mg/kg의 용법으로 투여된 실시예 화합물 1, 4 및 10은 동일 용법용량의 콜리스틴과 비교하여 유의적으로 감소된 수준의 신장 생물지표 NAG, 알부민 및 시스타틴 C를 보였다(도 1 내지 3 참조). 반응은 2 mg/kg의 최고 농도에서 콜리스틴에 의해 유도된 것과 유사하였다.
마우스에서 E. coli 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능 - 실시예 화합물
본 발명의 6개 화합물(실시예 1, 2, 3, 4, 7 및 10)의 생체내 효능을 E. coli의 마우스 대퇴부 감염 모델에서 평가하였다. 결과를 표 11 및 11A에 요약하였다.
5 마리의 22 ± 2 g 체중의 암컷 특이적-병원균-결여 CD-1 마우스 그룹을 사용하였다. 제-4 일(150 mg/kg) 및 제-1 일(100 mg/kg)에 사이클로포스파미드를 복강내 투여하여 동물을 호중구 감소성으로 만들었다. 제0 일에, 우측 대퇴부 내로 105 CFU/마우스의 Escherichia coli 분리물 ATCC25922를 동물에 근육내 접종하였다. 1 시간에 5 마리 마우스로부터 CFU 카운트를 측정하고, 남아 있는 마우스(그룹 당 5 마리)를 감염 후 +1 및 6 시간에 약물을 피하 주사하여 처리하였다. 각 연구에서, 시험 화합물당 각각 1.5 및 5 mg/kg BID의 2 가지 용량 그룹이 존재하였다.
실시예 화합물 및 폴리믹신 B를 2 mg/mL로 생리 식염수에 준비하였으며, 필요에 따라 0.1M H2SO4 또는 4.2 % NaHCO3를 첨가하여 용액을 pH 6-7로 조정하였다. 감염 후 24 시간에, 마우스를 인도적으로 안락사시켰다. 각 동물의 우측 대퇴부 근육을 회수하고, 균질화하고, 연속적으로 희석하여 CFU 측정을 위해 브레인 하트 인퓨젼 한천(Brain Heart Infusion agar) + 0.5% 차콜(w/v) 위에 도말하였다. 감염 후 24 시간에 대조군 카운트와 비교하여 우측 대퇴부의 총 CFU 감소를 각각의 용량 그룹에 대해 측정하였다.
10 mg/kg/일에서 화합물 1 및 4는 3 log10을 초과하는 박테리아 카운트의 감소를 나타내어, 폴리믹신 B와 유사한 효능이 입증되었다.
표 11 - 호중구 감소성 마우스에서 E. coli ATCC25922 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능
Figure 112015120719617-pct00076
a 5 개의 독립적인 연구의 평균값; b 2 개의 독립적인 연구의 평균값. 표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
실시예 10 화합물의 생체내 효능을 상기 실시예에 기재된 방법을 이용하여 E. coli의 마우스 대퇴부 감염 모델에서 별개로 평가하였다. 결과를 폴리믹신 B와 비교하여 표 11A에 요약하였다.
표 11A - 호중구 감소성 마우스에서 E. coli ATCC25922 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능
Figure 112015120719617-pct00077
표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
10 mg/kg/일에서 화합물 10은 3 log10을 초과하는 박테리아 카운트의 감소를 나타내어, 폴리믹신 B와 유사한 효능이 입증되었다.
앞에서 설명한 것과 동일한 절차를 이용하여, 본 발명의 3 가지 화합물(실시예 1, 4 및 10)의 생체내 효능을 콜리스틴(폴리믹신 E)을 비교물질로 사용하여 Klebsiella pneumoniae ATCC10031의 마우스 대퇴부 감염 모델에서 평가하였다. 결과를 도 11B에 요약하였다. 10 mg/kg/일에서 화합물 1, 4 및 10은 약 2 log10의 박테리아 카운트 감소를 나타내어, 콜리스틴과 유사한 효능이 입증되었다.
표 11B - 호중구 감소성 마우스에서 K. pneumoniae ATCC10031 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능
Figure 112015120719617-pct00078
표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
부가적인 생물학적 활성
호중구 감소성 마우스에서 E. coli ATCC25922 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능 - 배합물
화합물 10 및 27(표 9)에 대해 기술된 것과 동일한 프로토콜을 이용하여, 그리고 표 12에 표시된 용량 수준을 사용하여, E. coli 25922의 마우스 대퇴부 감염에서 A1 단독 및 리팜피신과의 1:1(w:w) 배합물의 생체내 효능을 평가하였다. 결과를 표 12에 요약하였다.
표 12 - 호중구 감소성 마우스에서 E. coli ATCC25922 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능
Figure 112015120719617-pct00079
표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
4 mg/Kg 총 용량의 리팜피신과의 1:1 배합물에서 A1은 미처리 대조군과 비교하여 박테리아 카운트에서 4.09 로그 감소를 제공하였다. 동일 용량에서 리팜피신과의 1:1 배합물에서 폴리믹신 B는 박테리아 카운트에서 4.8 로그 감소를 제공하였다.
마우스에서 P. aeruginosa ATCC 27853 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능 - 배합물
수컷 CD1 마우스에서 P. aeruginosa ATCC27853 감염의 9 시간 대퇴부 부담 모델(9 hour thigh burden model)에서 리팜피신과의 1:1 배합물로 폴리믹신 B, 실시예 37 및 실시예 41을 비교하는 생체내 효능 연구를 실행하였다. 결과를 표 13에 요약하였다.
본 연구에서, 4 마리의 수컷 마우스를 각각의 화합물 처리군에 사용하였고 6 마리를 비히클 대조군에 사용하였다. 감염시키기 4 일 전에 150 mg/kg 및 감염시키기 1 일 전에 100 mg/kg의 사이클로포스파미드를 복강내 주사하여 면역억제시킴으로써 일시적으로 마우스를 호중구 감소성으로 만들었다. 제2 라운드의 면역억제 후 24　시간에, ~ 2.5 내지 5 x 105 CFU/마우스 대퇴부로 흡입 마취 하에 양쪽 측면 대퇴부 근육 내로 마우스를 P. aeruginosa ATCC27853에 의해 근육내 감염시켰다. 폴리믹신 B, 실시예 37 및 실시예 41을 0.25, 1 및 2.5　mg/kg의 용량으로 동일 용량의 리팜피신과 함께 투여하였다. 이는 각 배합물에 대해 0.5, 2 및 5　mg/kg의 총 항균제 수준을 제공하였다(표 1). 측면 꼬리 정맥 내로 정맥내(IV) 볼루스 주사하여 화합물을 용액으로 투여하였다. 이를 10　mL/kg(0.25　mL/25　g 마우스)의 용량 부피로 감염 후 1, 3.5 및 6 시간에 3회 실행하였다. 비히클 대조군도 감염 후 1, 3.5 및 6 시간에 10　mL/kg IV로 3회 0.9　% 주사용 식염수로 처리하였다.
감염 후 1 시간에, 4 마리 동물을 펜타바르비톤 과용량을 사용하여 인도적으로 안락사시켜 사전-처리 대조군을 제공하였다. 감염 후 9 시간에, 모든 동물의 임상적 병태를 평가한 다음, 펜타바르비톤 과용량을 사용하여 이들을 인도적으로 안락사시켰다. 동물 체중을 측정한 다음 양쪽 대퇴부를 제거하고 개별적으로 무게를 재었다. 개별적인 대퇴부 조직 샘플을 빙냉각 멸균 포스페이트 완충 식염수에서 균질화하였다. 그 후, 대퇴부 균질물을 정량적으로 CLED 한천에서 배양하고 37 ℃에서 24 시간 동안 인큐베이션한 다음 콜로니를 계수하였다.
표 13 - 호중구 감소성 마우스에서 P.　 aeruginosa ATCC27853 대퇴부 감염에 대한 실시예 37, 실시예 41 및 폴리믹신 화합물의 생체내 효능
Figure 112015120719617-pct00080
표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
5 mg/kg의 총 용량으로 리팜피신과의 1:1로 시험된 실시예 37은 미처리 대조군과 비교하여 박테리아 카운트에서 1.75 로그 감소를 제공한 반면, 동일 용량 수준에서 실시예 41:리팜피신은 2.73 로그 감소를, 그리고 폴리믹신 B:리팜피신은 5.37 로그 감소를 제공하였다.
마우스에서 P. aeruginosa 대퇴부 감염에 대한 생체내 효능 - 단일 요법
2 가지 용량 수준의 실시예 27, 실시예 38, 실시예 42, 실시예 47, 실시예 52를 3 가지 용량 수준의 폴리믹신　B와 비교하는 생체내 효능 연구를 실시예 37 및 41에 대해 기술된 프로토콜을 이용하여 호중구 감소증 수컷 ICR 마우스에서 P. aeruginosa ATCC 27853 감염의 9 시간 대퇴부 부담 모델에서 실행하였다. 결과를 표 14에 나타내었다.
실시예 27, 실시예 38, 실시예 42, 실시예 47 및 실시예 52를 2 가지 용량(2 및 4 mg/kg)으로 투여하였다. 3 가지 용량의 폴리믹신 B(1, 2 및 4 mg/kg)를 비교물질로 사용하였다. 측면 꼬리 정맥 내로 정맥내(IV) 볼루스 주사하여 화합물을 용액으로 투여하였다. 처리군은 10　mL/kg(0.25　mL/25　g 마우스)의 용량 부피로 감염 후 1, 3.5 및 6 시간에 3회 투여되었다. 비히클 대조군도 감염 후 1, 3.5 및 6 시간에 10　mL/kg IV로 3회 0.9% 주사용 식염수로 처리하였다.
표 14
Figure 112015120719617-pct00081
표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
2 또는 4 mg/kg에서 실시예 27, 실시예 42, 및 실시예 52는 대퇴부 부담을 유의하게 감소시키지 않았다. 실시예 38, 실시예 47은 2 mg/kg으로 투여되는 경우 대퇴부 부담에 유의하게 영향을 미치지 않았지만, 4 mg/kg으로 투여되는 경우 각각 4.9 및 1.1 Log10 CFU/g 만큼 부담을 감소시켰다.
2 가지 용량 수준의 실시예 28, 실시예 39 및 A3를 3 가지 용량 수준의 폴리믹신　B와 비교하는 추가의 생체내 효능 연구를 실시예 37 및 41에 대해 기술된 프로토콜을 이용하여 호중구 감소증 수컷 ICR 마우스에서 P. aeruginosa ATCC 27853의 9 시간 대퇴부 부담 모델에서 실행하였다. 결과를 표 15에 나타내었다.
표 15
Figure 112015120719617-pct00082
표의 용량은 mg 설페이트염/kg으로 표시된다.
1.7 mg/Kg 및 3.4 mg/kg 유리 염기 등가물에서의 A33을 0.85, 1.7 및 3.4 mg/kg 유리 염기 등가물에서의 폴리믹신 설페이트와 비교하는 생체내 효능 연구를 P.　aeruginosa ATCC 27853의 9 시간 대퇴부 부담 모델에서 실행하였다. 감염 수준이 ~ 1 x 104 CFU/마우스 대퇴부인 것을 제외하고는 실시예 37 및 41에 기재된 프로토콜에 따라 실행하였다. 결과를 표 16에 나타내었다.
표 16
Figure 112015120719617-pct00083
상기 표에서 용량은 유리 염기 등가물을 지칭한다.
양자 모두의 용량 수준에서, 실시예 A33은 미처리 대조군과 비교하여 박테리아 카운트에서 >3 로그 감소를 제공하였다.
HK -2 세포 독성에 대한 하이드록실 및 아미노기 치환기의 효과
HK-2 독성을 감소시킴에 있어서 하이드록실 및 아미노 작용기의 이점을 보여주기 위하여, 실시예 화합물을 비교 실시예 화합물 C6와 비교하였다. 실시예 화합물 1, 13 및 A33은 PMB와 비교하여 HK-2에 대해 IC50 기록값을 유의하게 증가시켰다. 비교 화합물 C6는 PMB와 비교하여 HK-2에 대해 독성 감소를 나타내지만, 감소는 화합물 1, 13 및 A33에 대해 기록된 값만큼 유의하지 않았다.
표 17 - HK-2 독성에 대한 하이드록실 및 아미노 치환기의 효과 비교
Figure 112015120719617-pct00084
Figure 112019051275914-pct00085
부가적인 배합물 활성
콜리스틴 또는 폴리믹신 B에 대한 내성이 강화된 일단의 균주들에 대해 리팜피신의 존재하에 실시예 화합물 40 및 41에 대한 추가의 MIC 시험을 실행하였다. 양이온-조정된 뮐러-힌톤 브로쓰 II(Becton Dickinson)에서 CLSI 감수성 시험 표준에 따라 MIC를 측정하였다. 데이터를 표 18에 요약하였다.
실시예 화합물과 리팜피신의 1:1 중량 대 중량 배합물에 대해 총 약물 농도로서 MIC(㎍/mL)를 보고하였다. 예를 들어, 2 ㎍/mL의 웰은 1 ㎍/mL의 시험 화합물 및 1 ㎍/mL의 리팜피신으로 구성되었다.
표 18 - 폴리믹신 B 단독, 리팜피신 단독, 및 리팜피신과의 1:1 배합물로 폴리믹신 B와 실시예 화합물에 대한 MIC 값(마이크로그램/mL)
Figure 112015120719617-pct00086
여기에서 n은 일단의 특정 유기체 내의 균주 개수를 표시한다.
리팜피신과 배합된 실시예 화합물은 E. coli, P. aeruginosa, K. pneumoniae 및 A. baumannii 균주들에 대해 폴리믹신 B와 비교하여 개선된 활성을 나타내었다. 일단의 유기체는 내성 균주를 포함하였다.
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Claims (77)

  1. 하기로 표시되는 화학식 (II)의 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물로서,
    Figure 112022500162620-pct00121

    여기에서 -X-, -R1, -R2, -R3, -R4, -R8은, 하기에 추가로 정의되는 것을 제외하고는,
    -X-는 -C(O)-, -NHC(O)-, -OC(O)-, -CH2- 또는 -SO2- 이며;
    -R1은 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 페닐알라닌, 류신 또는 발린 잔기이고;
    -R2는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 류신, 트레오닌, 이소-류신, 페닐알라닌, 발린 또는 노르-발린 잔기이고;
    -R3는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 트레오닌 또는 류신 잔기이고;
    -R4는 1개의 하이드록실기 또는 1개의 아미노기에 의해 치환된 C1-6 알킬이고;
    -R8는 메틸 또는 수소이고;
    -A-는 공유결합 또는 아미노산이고;
    상기 화합물은 하기 (IIa) 및 (IIg)로부터 선택되는 것인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    화학식 (II)의 화합물인 (IIg)로서:
    -R4가 1개의 아미노기에 의해 치환된 C1 알킬, 또는 1개의 아미노기에 의해 치환된 C3-5 알킬이며;
    -R5가 G-L2-L1- 이고,
    -G가 C2-12 알킬, C5-12 아릴, C3-10 사이클로알킬로부터 선택되고,
    -L1- 이 공유결합, C1-12 알킬렌 또는 C2-12 헤테로알킬렌이고,
    -L2- 가 공유결합 또는 C4-10 헤테로사이클릴렌이고,
    단, -G가 C2-12 알킬인 경우 -L1- 은 C1-12 알킬렌이 아니고,
    그리고 G-L2-L1- 가 하기에 의해 치환되고:
    (i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
    (ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
    (iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기,
    단, -L1- 이 질소-함유 C2-12 헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌인 경우, G-L2-L1- 은 비치환되거나 (i), (ii), 또는 (iii)으로 치환되는 것이고,
    또는 -R5가 D-L1- 이고, 여기에서 -D가 C4-10 헤테로사이클릴이며 -L1- 은 앞서 정의된 바와 같고, 그리고 D-L1- 이 하기에 의해 치환되고:
    (i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
    (ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
    (iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기,
    단, -L1- 이 질소-함유 C2-12 헤테로알킬렌이고/이거나 -D가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌인 경우, D-L1- 은 비치환되거나 (i), (ii), 또는 (iii)으로 치환되는 것이며;
    화학식 (II)의 화합물인 (IIa)로서:
    -R5가 G-L2-L1- 이며, -G가 C5-12 아릴이고,
    -L1- 이 공유결합, C1-12 알킬렌 또는 C2-12 헤테로알킬렌이고,
    -L2- 가 공유결합 또는 C4-10 헤테로사이클릴렌이고,
    -R5가 하기에 의해 치환되고:
    (i) 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기, 또는
    (ii) 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기, 또는
    (iii) 1개 또는 2개의 -NR6R7 기, 및 1개, 2개, 또는 3개의 하이드록실기,
    단, -L1- 이 질소-함유 C2-12 헤테로알킬렌이고/이거나 -L2- 가 질소-함유 C4-10 헤테로사이클릴렌인 경우, -R5는 비치환되거나 (i), (ii), 또는 (iii)으로 치환되는 것이고;
    그리고 -R5에 아릴기가 존재하는 경우 이는 독립적으로 비치환 또는 -C1-10 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬이고 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 치환되며;
    그리고 -R5에 알킬, 사이클로알킬 또는 헤테로사이클릴기가 존재하는 경우 이는 독립적으로 비치환 또는 -C1-10 알킬, 할로, -CN, -NO2, -CF3, -C(O)R10, -NR10C(O)R10, -OCF3, -CON(R10)2, -COOR9, -OCOR10, -NR10COOR10, -OCON(R10)2, -NR10CON(R10)2, -OR9, -SR9, -NR10SO2R10, -SO2N(R10)2 및 -SO2R10(여기에서 각각의 -R9은 독립적으로 -C1-10 알킬이고 각각의 -R10은 독립적으로 -H 또는 -C1-10 알킬이다) 중에서 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 치환되나, 단, 알킬은 알킬에 의해 치환되지 않고;
    각각의 -R6는 독립적으로 수소 또는 C1-4 알킬이고;
    각각의 -R7은 독립적으로 수소 또는 C1-4 알킬이고;
    또는 -NR6R7 기는 구아니딘기이거나; 또는
    -G가 C3-10 사이클로알킬 또는 C5-12 아릴인 경우, -R6 및 -R7은 질소 원자와 함께 C4-10 헤테로사이클을 형성할 수 있고;
    단, 화학식 (II)의 화합물은 -X- 및 -R5가 함께 L-α-아미노산인 화합물이 아니다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화합물은 화학식 (IIg)의 화합물인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  3. 제2항에 있어서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 Dap인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  4. 제3항에 있어서, -R4는 그것이 결합되어 있는 탄소에 대한 알파 질소 및 카보닐기와 함께 L-Dap인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화합물은 화학식 (IIa)의 화합물인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  6. 제5항에 있어서, -R5가 1개, 2개, 또는 3개의 -NR6R7 기에 의해 치환되는 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  7. 제6항에 있어서, -R5가 1개의 -NR6R7 기에 의해 치환되는 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  8. 제5항에 있어서, -L1-이 C1-12 알킬렌 또는 C2-12 헤테로알킬렌인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  9. 제8항에 있어서, -L1-이 C1-12 알킬렌인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  10. 제5항에 있어서, -G가 페닐인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  11. 제1항에 있어서, -A-가 공유결합 또는 α-아미노산인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  12. 제11항에 있어서, -A-가 공유결합 또는 Dab, Dap, Lys, Arg, Ser, Phe, Trp, Leu, Ala, 오르니틴 및 노르-발린으로부터 선택되는 아미노산 잔기인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  13. 제12항에 있어서, -A-가 공유결합인 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  14. 제1항의 폴리믹신 화합물, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 용매화물과 생물학적으로 허용되는 부형제를 포함하는, 미생물 감염의 치료 또는 예방 방법에 사용하기 위한 약제학적 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 제2 활성 제제를 추가로 포함하는 약제학적 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 제2 활성 제제가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 활성 제제인 약제학적 조성물:
    리팜피신, 리파부틴, 리팔라질, 리파펜틴, 및 리팍시민;
    옥사실린, 메티실린, 암피실린, 클록사실린, 카르베니실린, 피페라실린, 트리카르실린, 플루클록사실린, 및 나프실린;
    아지트로마이신, 클라리트로마이신, 에리트로마이신, 텔리트로마이신, 세트로마이신, 및 솔리트로마이신;
    아즈트레오남 및 BAL30072;
    메로페넴, 도리페넴, 이미페넴, 에르타페넴, 비아페넴, 토모페넴, 및 파니페넴;
    티게사이클린, 오마다사이클린, 에라바사이클린, 독시사이클린, 및 미노사이클린;
    시프로플록사신, 레보플록사신, 목시플록사신, 및 델라플록사신;
    푸시드산;
    노보비오신;
    테이코플라닌, 텔라반신, 달바반신, 및 오리타반신,
    및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물.
  17. 제15항에 있어서, 상기 방법은 리팜피신, 푸시드산, 노보비오신, 옥사실린, 아지트로마이신, 아즈트레오남, 메로페넴, 티게사이클린, 및 시프로플록사신, 및 그의 약제학적으로 허용되는 염 및 용매화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제2 활성 제제과 조합하여 감염을 치료하는 단계를 추가로 포함하는, 약제학적 조성물.
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