KR20090015147A

KR20090015147A - 페넴 전구약물

Info

Publication number: KR20090015147A
Application number: KR1020087031533A
Authority: KR
Inventors: 캐서린 엘리자베스 브리티; 안쏘니 마팻; 데일 고든 맥레오드; 존 폴 오도넬
Original assignee: 화이자 프로덕츠 인코포레이티드
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2009-02-11
Also published as: US20090042853A1; PE20080940A1; TW200816999A; CL2007001910A1; NO20090392L; AU2007263519B2; US7795243B2; JP5152527B2; CA2655485A1; MA30568B1; JP2010013468A; UY30439A1; ECSP088947A; SV2008003139A; BRPI0712740A2; MX2009000116A; US7795244B2; JP4397435B2; NL2000715A1; IL195383A0

Abstract

본 발명은 설로페넴의 경구적으로 생물학적으로 이용가능한 전구약물, 예를 들면 하기 화학식 I의 화합물 및 이의 용매화물 및 수화물, 이의 제조, 이의 제제, 및 인간과 같은 포유동물에서 감염을 치료하고 예방하기 위한 이의 용도에 관한 것이다:

화학식 I

Description

페넴 전구약물{PENEM PRODRUGS}

본 발명은 항감염약, 항생제, 경구 항생제 및 전구약물, 특히 설로페넴 전구약물, 이의 제조 및 용도에 관한 것이다.

미국 특허 제5013729호는 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실산으로 불리는 광대역 항생제인 설로페넴을 개시하고 있다. 또한 문헌[J. Org. Chem., 57, 4352-61(1992)]을 참조할 수 있다.

다른 페넴과 전구약물은 예를 들면 미국 특허 제4952577호, 미국 특허 제5506225호, 국제 특허 공개 공보 제WO1992/003444호 및 제WO2004/067532호에 논의되어 있다.

설로페넴 및 이의 일부 전구약물을 이용한 다양한 전임상 및 임상 연구가 수행되고 있다. 설로페넴 그 자체는 감지할 수 있을 정도로 경구적으로 생물학적으로 이용가능하지 않다. 미국 특허 제5013729호는 또한 설로페넴의 피발로일옥시메틸 전구약물(설로페넴 POM 에스터)을 포함하는 설로페넴 전구 약물에 대해 논의하 고 있다. 2개의 스테레오아이소머의 혼합물로서 경구 투여될 경우, POM 에스터는 인간에서 경구적으로 생물학적으로 이용가능한 것으로 보였다. 문헌[Foulds et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy, pp. 665-671 (Apr. 1991)]을 참고할 수 있다. 그러나, POM 에스터 전구약물은 가수분해 후의 조직 카르니틴 결핍 및 피발산 또는 트라이메틸 아세트산의 방출과 관련되어 있다. 문헌[Brass, Pharmacological Reviews, 54, 589-598 (2002)]을 참고할 수 있다.

발명의 요약

본 발명은 다음 중 하나 이상이 조합된 새로운 설로페넴 전구약물에 대한 필요성을 해결한다: 높은 경구 노출 또는 생물학적 이용가능성, 조직 카르니틴 결핍 경향 없음, 실제의 약학 제제 및 사용에 바람직하게 적합한 생리화학적 성질, 예를 들면 결정성, 용융점, 수성 용해도 및 투과성.

일부 양태에서 본 발명은 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다:

다른 양태에서, 본 발명은 하기 화학식 II의 화합물을 포함한다:

본 발명은 또한 박테리아 감염을 치료하거나 예방하기 위한 화합물의 제제 및 용도를 포함한다.

화합물

본 발명은 상기 도시되고 개시된 화학식 I 및 II의 전구약물 화합물을 포함한다. 입체 중심에서 R 및 S 배위 둘 모두를 허용하고 포함하는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 이의 모든 스테레오아이소머 및 혼합물이 예상되고 포함된다.

화학식 I 및 II의 화합물의 바람직한 배위는 다음과 같다:

특히, 옥소티올라닐 잔기는 바람직하게는 하기 도시된 바와 같이 1R, 3S 배위이다:

예를 들면, 하기 도시된 (2-에틸-1-옥소부톡시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트(본원의 화합물(1))가 제공된다:

다른 예는 하기 도시된 (2-에톡시-2-메틸-1-옥소프로폭시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트(본원의 화합물(2))를 제공한다:

본 발명의 전구약물은 무정형일 수 있거나, 또는 용매화물 및 수화물을 포함하는 상이한 결정 형태 또는 다형체로 존재할 수 있다. 전구 약물의 다형체는 본 발명의 일부를 구성하고, 다양한 조건 하에서 본 발명의 전구약물을 결정화시켜 제조될 수 있다. 다형태는 또한 전구약물을 가열 또는 용융시킨 후 점차적으로 또는 신속하게 냉각시킴으로써 수득될 수 있다. 다형태의 존재는 고체 프로브 NMR 분광계, IR 분광계, 시차 주사 열량계, 분말 X-선 회절 또는 이런 다른 기법에 의해 측정될 수 있다. 따라서, 화합물 그 자체를 언급하는 것은 이와 연관되어 있는 물 또는 용매 분자를 포함하여, 이의 다형태까지 의미하는 것이다.

제조

본 발명의 전구약물은 예를 들면 본원에 개시되어 있거나 본원에 전체가 참고로 혼입되어 있는 미국 특허 제3951954호, 제4234579호, 제4287181호, 제4452796호, 제4342693호, 제4348264호, 제4416891호, 제4457924호 및 제5013729호에 개시된 방법과 같은 공지된 방법에 따라 설로페넴의 유리 산으로부터 제조될 수 있다.

용도

본 발명의 전구 약물은 인간의 다양한 병원 및 공동체 획득된 감염, 예를 들면 호흡관, 외과적 시스템, 중추 신경계, 내장, 비뇨생식기, 부인과, 피부 및 연조직 및 눈 감염을 치료하기 위해 사용될 수 있다. 전구약물의 항균 활성은 유리하게는 또한 예방적 용도로 사용될 수 있다. 경구 투여가 바람직하다. 생물학적 활성 자료는 하기 개시되어 있다.

투여된 전구약물의 최소양은 최소한의 치료학적으로 효과적인 양이다. 투여되는 전구약물의 최대 양은 독성학적으로 허용가능한 양이다. 일부 양태에서, 투여되는 설로페넴 전구약물의 양은 설로페넴의 혈장 항생제 농도를 투여량 사이의 간격의 약 30% 이상(예를 들면 BID(2x/일) 투여의 경우 약 3.6 시간 이상 또는 TID(3x/일)의 경우 2.4시간)동안 감염성 병원균의 MIC₉₀(90% 최소 억제 농도)(예를 들면 약 0.5㎍/ml 또는 약 1㎍/ml) 보다 높게 유지하는 양이다.

일반적으로 성인을 위한 설로페넴 전구약물의 1일 투여량은 약 500mgA(mg 설로페넴 당량) 내지 약 6gA 또는 약 1gA 내지 약 5gA일 수 있다. 성인을 위한 설로페넴 전구약물의 처방 계획은 약 12시간 간격으로 하루에 2회 약 500mgA 내지 약 1500mgA일 수 있다. 처방 계획은 약 1주 내지 약 2주동안 투여될 수 있다. 일부 감염의 경우, 이들 변수 이외의 투여량을 사용하는 것이 필요하거나 바람직할 수 있다.

본 발명의 전구약물의 1일 투여량은 일반적으로 동일한 투여량으로 1일에 1 내지 4회 투여될 수 있다. 일부 양태에서, 전구약물 투여량은 약 500 내지 약 2500 mg BID 또는 TID; 약 800mg 내지 약 1g BID; 또는 보다 심각한 감염의 경우 약 2g BID 또는 TID일 수 있다. 일부 양태에서, 투여량은 약 7 내지 약 25mg/kg BID; 약 17 내지 약 45mg/kg BID; 또는 약 17 내지 약 45mg/kg TID일 수 있다.

일부 양태에서, 치료는 초기에는 설로페넴 그자체 또는 다른 항생체를 이용하여 정맥내로 시작된 후, 치료는 본 발명의 경구 전구약물을 이용하여 계속된다.

하기 추가로 논의되는 바와 같이, 화합물(1)의 전구약물은 1000mg(약 730mg 설로페넴 당량)의 전구약물을 경구 투여하였을 때 3.18 내지 4.84 시간동안 0.5㎍/ml 보다 높은 인간 혈액 수준을 제공하는 것으로 발견되었다. 다른 실험에서, 화합물(1)의 전구약물은 2000mg(약 1460mg 설로페넴 당량)의 전구약물을 경구 투여하였을 때 4.28 내지 5.94 시간동안 1㎍/ml 보다 높은 인간 혈액 수준을 제공하는 것으로 발견되었다.

전구약물은 다른 활성 약물과 함께 사용될 수 있다. 설로페넴 또는 설로페넴 전구약물은 프로베네시드 또는 신장 관 분비에 억제 효과를 갖는 유사한 활성 약물과 함께 사용될 수 있다.

제제

본 발명은 하나 이상의 부형제 및/또는 하나 이상의 다른 활성 성분과 함께 또는 이들 없이 경구 투여용으로 제제화된 본 발명의 전구약물 화합물을 포함하는 약학 조성물을 포함한다. 전구약물은 용매화물 또는 수화물 형태일 수 있다.

본 발명의 경구 투여 형태는 표준 약학 실시에 따라 씹을 수 있는 정제를 포함하는 정제, 캡슐, 환제, 로젠지, 트로키, 분말, 시럽, 엘릭시르, 용액 및 현탁액 등일 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 비강 영양 튜브를 통해 환자의 위장관으로 직접 전달될 수 있다.

일부 양태에서 경구 투여 형태는 약 800 내지 약 2500mg의 전구약물을 함유할 수 있다.

부형제는 의도된 투여 형태에 근거하여 선택될 수 있다. 비한정적인 예는 폴리비닐피롤리돈, 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 하이드록시프로필셀룰로즈, 슈크로즈, 젤라틴, 아카시아, 트라가칸트 검 또는 옥수수 전분; 충진제, 예를 들면 미세결정성 셀룰로즈, 락토즈, 나트륨 시트레이트, 칼슘 카보네이트, 이염기성 칼슘 포스페이트, 글라이신 및 전분; 분해제, 예를 들면 옥수수 전분, 감자 전분, 알긴산, 나트륨 전분 글라이콜레이트, 크로스카멜로즈 나트륨 및 일부 복합 실리케이트; 윤활제, 예를 들면 마그네슘 스테아레이트, 나트륨 라우릴 설페이트 및 활석; 및 감미료, 예를 들면 슈크로즈, 락토즈 또는 사카린을 포함한다. 투여 단위 형태가 캡슐일 때, 이는 상기 유형의 물질에 추가하여, 액체 담체, 예를 들면 지방 오일을 함유할 수 있다. 부형제는 또한 현탁 보조제, 예를 들면 잔탄 검 또는 하이드록시프로필메틸셀룰로즈, 활공제, 예를 들면 콜로이드성 실리카, 희석제 및 벌크제, 예를 들면 이산화규소, 특히 소아과 경구 현탁액 및 새쉐이(sachet)의 경우, 향료를 포함할 수 있다. 안정화제, 예를 들면 숙신산을 또한 사용할 수 있다. 다양한 다른 물질이 코팅으로 또는 투여 단위의 물리적 형태를 변형시키기 위해 존재할 수 있다. 예를 들면 정제는 셸락, 당 또는 둘 모두로 코팅될 수 있다. 개질된 방출 투여 형태 또한 예상된다.

전구약물은 본원에 개시된 범위의 바람직한 치료 투여 양을 제공하기에 충분한 양으로 약학 조성물에 존재할 것이다. 전구약물 대 부형제의 비율은 자연적으로 예상되는 투여 형태 뿐 아니라 활성 성분의 화학적 성질, 용해성 및 안정성과 같은 인자에 의존할 것이다. 전형적으로, 본 발명의 약학 조성물은 약 20 내지 약 95중량%의 전구약물을 함유할 수 있다.

설로페넴 생물학적 활성

설로페넴은 병원성 병원균을 포함한 넓은 범위의 병원균에 대해 활성이다. 이는 세팔로스포린에 대한 내성을 부여하는 확장된 스펙트럼 β-락타마제를 발현하는 엔테로박테리아세아에(케이. 뉴모니아에(K. pneumoniae, ESBL+)의 일원에 대한 강력한 활성을 포함한다. 또한, 이들 단리체중 많은 것들이 플루오로퀴놀론에 대해 또한 내성이다. 설로페넴은 혐기성 미생물의 많은 임상적으로 관련된 종에 대해 매우 활성이다.

설로페넴(모 산인 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실산)의 생체 외 활성은 하기 표 1에 요약된 바와 같이 공동체 및 병원 감염에 관련된 병원균에 대해 평가되었다:

설로페넴의 MIC₉₀ 값(㎍/ml)

스태필로코커스 오레우스 옥사실린-S	0.125
스태필로코커스 사프로피티쿠스	0.5
알로이오코쿠스 오티티디스	1
스트렙토코커스 피오게네스(A 그룹)	0.03
스트렙토코커스 아갈락티아에(B 그룹)	0.125
스트렙토코커스 보비스(D 그룹)	0.06
비리단스 스트렙토코커스 그룹	0.25
스트렙토코커스 뉴모니아에 페니실린-감수성	0.03
스트렙토코커스 뉴모니아에 페니실린-중간	0.25
스트렙토코커스 뉴모니아에 페니실린-저항성	1
스트렙토코커스 뉴모니아에 레보플록사신-저항성	0.5
리스테리아 모노사이토제네스	0.125
코리네박테리움 종(씨. 제이케이움 제외)	2
시트로박터 다이버수스	0.06
시트로박터 프레운디	0.25
엔테로박터 아에로게네스	0.5
엔테로박터 클로아카에	1
에스케리치아 콜리	0.06
크렙시엘라 옥시토카	0.125
크렙시엘라 뉴모니아에	0.125
크렙시엘라 뉴모니아에 ESBL+	0.25
모가넬라 모르가니	2
프로테우스 미라빌리스	0.5
살모넬라/시겔라	0.125
하에모필루스 인플루엔자에 β-락타마제 -	0.25
하에모필루스 인플루엔자에 β-락타마제 +	0.5
모라셀라 카타할리스 β-락타마제 -	0.03
모라셀라 카타할리스 β-락타마제 +	0.125
레지오넬라 뉴모필라	0.06
니세리아 메닝기티데스	0.06
박테리오데스 프라길리스	0.5
클로스트리디움 퍼프린겐스	0.06
프레보텔라 종	0.125

따라서, 설로페넴은 세팔로스포린과 플루오로퀴놀론에 내성인 병원성 병원균을 포함한 넓은 범위의 병원균에 대해 활성이다. 스펙트럼은 감염성 병원균이 확인되고 설포페넴에 대한 감수성이 확인된 병원에서의 이의 넓은 사용을 지지한다. 이러한 용도는 혼합된 박테리아총(flora)이 관련될 수 있는 넓은 목록의 호흡기 증후 및 외과 증후를 포함하고, 특히 혼합 감염이 의심되는 경우 다중 약물 처방 계획의 일부로서 사용된다.

전구약물 경구 효능

3개의 서로 다른 생체 내 감염 모델에서의 경구 효능에 대해 화합물을 프로파일링하였다. 각각의 감염을 확인하기 위해 사용된 박테리아 병원균은 이들의 내성 프로파일 및 인간의 질병과 관련된 모델에서 감염을 야기할 수 있는 능력에 대해 선택되었다. 크렙시엘라 뉴모니아에 단리체 1109 내지 6485는 확장된 스펙트럼 β-락타마제-양성(ESBL+) 균주의 최근 임상 단리체의 수집물에서 나온 것이고 다른 β-락탐 항생제 뿐 아니라 사이프로플록사신 및 세파타지딤에 대해 증가된 MIC를 갖는다. 두가지 단리체 모두 마우스에서 치명적인 전신 감염을 야기하는 능력이 입증되었다. 스트렙토코커스 뉴모니아에 1095는 쥐과 전신 및 호흡관 감염 모델에서 병원균인 페니실린-항독성, 마크롤라이드-내성 균주이다. 하에모필루스 인플루엔자에 균주 Rd/AH5-3은 실험실 균주인 Rd로부터 유래되었고, PBP3에서의 지향적 점 돌연변이(directed point mutation)는 이 β-락타마제 음성 균주를 앰피실린 내성(BLNAR)이 되게 한다. 이 균주는 질병의 몽골리안 게르빌루스 쥐 모델에서 중이염을 야기할 수 있다. 그 결과는 하기 표 2에 요약되어 있다.

설치류 급성 전신 감염 모델:

이 모델의 경우, CF-1 마우스는 케이. 뉴모니아에 1109, 6485 또는 에스 뉴모니아에 1095중 하나의 치명적인 접종원의 복강내 접종을 통해 감염되었다. 그룹당 8 내지 10마리의 마우스로 구성된 4가지 투여 그룹은 넓은 범위의 투여 수준을 포함하도록 감염되고 치료되었다. 감염후 30분/4시간 또는 감염후 1/5시간중 하나에 의해 마우스에 BID 치료법을 투여하였다; 감염된 지 4일 후에 생존한 동물의 수에 근거하여 PD₅₀ (감염되고 처리된 마우스의 50%가 생존하는 투여량)을 계산하였다.

설치류 호흡관 감염 모델:

이 모델은 에스. 뉴모니아에 1095의 치명적인 시험 감염원의 비강내 접종으로 개시되어 폐렴이 생겼다. 그룹당 8 내지 10마리의 마우스로 구성된 4가지 투여 그룹은 넓은 범위의 투여 수준을 포함하도록 감염되고 치료되었다. 감염된 지 18시간 후에 BID 치료법을 투여하였고, 이틀동안 계속되었다. 감염된 지 10일 후에 각각의 투여 그룹에서 생존한 마우스의 수를 이용하여 PD₅₀을 측정하였다.

게르빌루스 쥐 중이염 모델:

중이염을 확립하기 위해서, H. 인플루엔자에의 BLNAR 균주를 이용하여 수포내 접종하여 몽골리안 게르빌루스 쥐를 감염시켰다. 그룹당 5마리의 게르빌루스 쥐로 구성된 4가지 투여 그룹은 넓은 범위의 투여 수준을 포함하도록 감염되고 치료되었다. 감염된 지 18시간 후에 TID 치료를 개시하고 2일 동안 계속하였다. 감염된 지 4일 후에, 동물을 안락사시키고, 중이 유체 세척물을 수집하고, 거기에 함유된 박테리아의 수를 측정하였다. 박테리아 수준에 근거하여 ED₅₀을 계산하였고; ml당 100개 콜로니 형성 단위 보다 낮은 계수를 갖는 중이 유체 세척액 시료를 깨끗한 것으로 간주하였다.

화합물 (1) 및 (2)의 화합물에 대한 자료를 수집하였다: 화합물 A의 경우 이후에 도시되어 있고, 설로페넴((1R,3S)옥소티올란 입체화학)의 피발로일옥시메틸 에스터(POM-에스터)인 화합물 B1도 하기 도시되어 있다. 화합물 B2는 다이아스테레오머 혼합물이다(하기 도시되어 있음).

화합물 A:

화합물 B1:

화합물 B2:

전구약물 임상 약물동력학

화합물 1, 화합물 B2(풀즈(Foulds) 등의 자료) 및 화합물 A의 설로페넴 전구약물 화합물의, 건강한 인간 자원자로부터 나온 임상 약물 동력학(PD)자료를 하기 표 3에 요약하였다. 화합물 B2는 다이아스테레오머 혼합물이고, 이중에서 옥소티올라닐 잔기에서 (1R,3S) 배위를 갖는 다이아스테레오머가 화합물 B1이다(상기 도면 참조). 전구약물 화합물 2의 경우 임상 자료가 가능하지 않다.

화합물 1 및 화합물 A의 경우, 6명의 대상에게 상승 방식으로 투여량을 투여하였다. 투여 전과 투여한 지 0.5, 1, 2, 3, 4, 6, 8 및 12시간 후에 전혈 시료를 수집하였고, 혈장을 위해 가공하였다. 그런 다음, 입증된 HPLC 방법을 이용하여 설로페넴 농도에 대해 혈청과 혈장 시료를 정량화하였다. 화합물 A에 대한 Tmax 자료는 하기에 중간값과 범위로 주어져 있다.

총 10명의 대상에게 화합물 B2를 단일 투여하였다. 상기 폴즈 등의 문헌을 참고할 수 있다. 투여하기 전과 투여한 지 0.08, 0.17, 0.33, 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 6 및 8시간 후에 혈액 시료를 수집하고, 혈청을 위해 가공한 후, 설로페넴 모 화합물의 500mg 등가량의 화합물 B2(5명의 대상) 및 설로페넴 모 화합물의 1000mg 당량(5명의 대상)을 경구 투여하였다. 폴즈 등은 또한 화합물 B2에 존재하는 1R,3S(화합물 B1) 및 1S,3R 다이아스테레오머에 대한 기여도를 추정하였다.

설로페넴에 노출한 후 화합물 B2의 경구 투여를, 동일한 연구 이내에서 정맥내 AUC와 비교함으로써 흡수된 분획으로서 표현하였다(표 4, 폴즈 등). 흡수된 분획은 205 내지 409mg의 설로페넴 등가량 투여에서 화합물 B의 경우 38.5 내지 33.5% 범위였다. 폴즈 등의 표 4의 동일한 정맥 내 자료를 이용하면, 각각 292 및 438mg의 설로페넴 등가량 투여에서 화합물 1에 대해서 37.1 및 28.0%의 흡수된 분획이 추정될 수 있다.

비록 상이한 투여 당량이 투여되었지만, 전구약물에 대한 경향은 전신 노출에서 투여량에 비례하여 증가하는 것보다는 더 낮다. 화합물 A의 자료는 최소한 증가된 전구약물 친유성이 반드시 개선된 경구 투여로 해석될 필요는 없다는 것을 입증하였다. 친유성(ClogP)은 ACD 랩스(Labs) 9.0 소프트웨어(LogP/DB; www.acdlabs.com)을 이용하여 계산되었고, 다음과 같은 결과를 갖는다: 화합물 1: -0.29; 화합물 A: 0.83; 화합물 B1: -1.0; 화합물 B2: -1.0. 또한, 화합물 A의 평가는 내장관에서 이의 본질적인 불안정성을 드러내었다. 인간의 내장 분비액을 이용한 생체 외 실험에서 화합물 1에 의해 입증된 바와 같은 개선된 내장 안정성은 투여량에 비해 경구 노출의 증가와 관련되어 있다.

전구약물 평가 및 선택

다음중 하나 이상을 나타내거나 나타낼 것으로 예측되는 화합물을 확인한다는 궁극적인 목표를 갖고 전구약물을 평가하였다: 경구 투여서 인간에서 높은 노출 또는 생물학적 이용가능성과 같은 바람직한 PK; 조직 카르니틴을 고갈시키는 경향이 없음; 및 실제의 약학 제제 및 용도에 바람직하게 적합한 생리화학적 성질.

다른 것들 중에서도 화합물 A의 평가는 전구약물의 내장 안정성이 경구 생물학적 이용가능성에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다는 결론을 이끌어내었다. 새로운 전구약물 화합물을 돼지 판크레리파제(PPE)의 존재하에서의 안정성 및 인간 내장 분비액(HIJ)에서의 안정성에 대해 하기 상세히 설명된 바와 같이 평가하고 등급을 매겼다. 인간의 간 균질화물 중에서 설로페넴으로의 전환 효율 또한 전구약물의 경구 생물학적 이용가능성에 대한 중요한 변수로 간주되었다. 간 S9, PPE 및 HIJ에 대한 생체 외 종점은 표 4에 요약되어 있다. 전구약물을 하기의 일반적인 방법에 따라 시험하였다.

간 S9 전환 효율

인간의 간 균질화물(S9 분획)에서의 안정성과 전환 효율에 대해 전구약물을 평가하였다. 간 S9를 각각의 분석을 위해 -70℃에서 저장된 간 덩어리로부터 신선하게 제조하였다. 약 5g의 냉동 간 조직을 15ml의 빙냉 100mM 인산칼슘(pH 7.4) 완충액중에서 균질해지도록 균질화시켰다. 그런 다음, 균질화물을 5℃에서 9000g에서 20분동안 원심분리시켜 S9 상층액 분획을 단리하였다. 100mM 인산 칼륨(pH 7.4) 완충액중에서 S9 상층액의 1:10 희석물에서 각각의 접종을 수행하였다. 37℃에서 기질(최종 50μM)을 첨가함으로써 반응(1ml)을 개시하였다. 0, 0.5, 1, 2, 3, 5, 10 및 20분에서 분취액(75㎕)을 수집하고 내부 표준(앰피실린, 5㎍/ml)을 함유하는 80/20 아세토나이트릴/100mM 암모늄 아세테이트 pH 4.5, 150㎕을 이용하여 급냉시켰다. 시료를 10분간 3000g에서 원심분리하고, 상층액을 주입 바이얼에 옮겼다. 전구약물의 1차 분해를 하기 개시된 바와 같이 LC/MS/MS에 의해 모니터링하였다. 설로페넴으로의 전환은 강화된 시료중에서의 몰 당량(50μM)의 %로서 표현되었다. 약 75% 이상의 전환 효율을 달성한 화합물은 일반적으로 추가의 평가를 위해 진행시켰다.

안정성

이들 실험에서 1개의 큐-짐(ku-zyme; 등록상표) HP(리파제 8000 USP 단위, 프로테아제 30,000 USP 단위 및 아밀라제 30,000 USP 단위로 구성된 USP 판크레리파제 제제; 위스콘신주 밀워키 소재의 슈바츠 파마 인코포레이티드(Schwarz Pharma Inc.) 제품) 캡슐의 내용물을 50ml의 100mM 인산 칼륨, pH 7.4 중에 교반시키고, 균일하도록 혼합하였다. 각각의 접종(1ml)을 37℃에서 수행하였고, 기질(최종 50μM)을 첨가하여 개시하였다. 기질을 첨가한 지 0, 0.5, 1, 2, 3, 5, 10 및 20분 후에 분취액(100㎕)을 취하고, 내부 표준(앰피실린, 5㎍/ml)을 함유하는 80/20 아세토나이트릴/100mM 암모늄 아세테이트 pH 4.5 150㎕를 이용하여 급냉시켰다. 시료를 3000g에서 10분간 원심분리하고, 상층액을 주입 바이얼로 옮겼다. 전구약물의 1차 분해를 하기 개시된 바와 같이 LC/MS/MS로 모니터링하였다. 약 10 분 이상의 안정성 반감기를 달성하는 화합물은 추가의 평가를 위해 진행시켰다.

표 4에서, 각각의 값은 2개의 이중 측정치의 평균을 나타낸다. 주어진 화합물에 대해 추가의 측정이 수행되는 경우, 자료는 평균값과 표준 편차로 표현된다. 모든 화합물은 큐-짐의 첫번째 롯트(Lot 1)를 이용하여 수행되었다.

화합물 1, A, B1 및 B2 또한 큐-짐의 두번째 롯트(Lot 2)를 이용하여 평가되었고, 이 자료는 괄호안에 도시되어 있다.

HIJ 실험에서, 4명의 개별적인 대상에서 나온 HIJ(각각 1ml)를 1ml의 600mM 인산 칼륨 완충액, pH 7.4와 함께 수집하였다. 완충된 인간 내장 분비액 300㎕ x 6개의 분획을 37℃에서 항온처리한 후, 300, 100, 30, 10, 3 및 1μM의 농도에서 기질 강화시켰다. 2개의 전구약물 화합물을 동시에 수행할 수 있다. 35㎕의 시료를 0, 0.5, 1, 2, 10 및 20분에 취하고 내부 표준(앰피실린, 5㎍/ml)을 함유하는 80/20 아세토나이트릴/100mM 암모늄 아세테이트, pH 4.5, 70㎕를 이용하여 급냉시켰다. 시료를 10분간 3000g에서 원심분리하고, 상층액을 주입 바이얼에 옮겼다. 전구약물의 1차 분해를 하기 개시된 바와 같이 LC/MS/MS에 의해 모니터링하였다. 각각의 농도에서의 시간에 대한 남아있는 전구약물의 %를 1차 분해 함수에 부합시켜 기질 고갈 속도 상수 또는 k_dep를 측정하였다. k_dep 대 농도의 선형 로그 플롯은 하기 수학식 I에 부합될 수 있다:

극미량의 낮은 기질 농도에서의 k_dep의 값(여기서, k_dep ~ k_dep[s]=0)은 시스템의 최대 소비 속도 또는 고유 청정도를 나태니고, K_m은 시스템의 최대 속도(V_max)의 절반이 달성되는 농도이다. 미켈리스-멘튼(Michaelis-Menton) 식에서, 고유 청정도 CL_int는 [S]가 K_m의 훨씬 아래인 경우 V_max/K_m의 비를 나타낸다. 이들 Km 연구의 경우 기질 단위는 μM로, 고유 청정도(CL_int)의 단위는 ml/분으로 보고된다. 일반적으로 0.1ml/분 미만의 고유 청정도 또는 (효소 활성을 포화시키기 위해서) 이의 수성 용해도보다 3배 더 낮은 K_m을 갖는 화합물을 추가 평가를 위해 진행시켰다.

용해도

평형 용해도는 주위 온도에서 25mM 인산염 완충액(pH 5)에서 측정되었다. 인산염 완충액중에서 과다한 전구약물을 함유하고 있는 바이얼을 48시간동안 회전시켰다. 평형 기간 후에, 시료를 빼내고, 0.45㎛ 겔만 아크로디스크(Gelman Acrodisc) 나일론 주사기 필터를 통해 여과하고, HPLC를 이용하여 약물 농도에 대해 분석하였다. HPLC 조건은 다음과 같았다: 컬럼: C18, 시메리트쉴드(SymmetryShield) RP, 워터스(Waters) 제품, 4.6x140 mm, 3.5 마이크론; 이동상 A: 아크로니트릴; 이동상 B: 물중의 0.1% TFA; 유속: 1ml/분; 수행 시간: 30분; 주입 부피: 20㎕; 검출: 210nm; 용해 용매: 아세토니트릴/물(50:50 v:v). 결과를 하기 표 4에 도시한다.

사용된 농도 구배는 다음과 같다:

시간	%A	%B
0분	9	95
25분	95	5
27분	5	95
30분	5	95

융점

융점은 MEL-TEMP 3.0 모세관 융점 장치에서 측정하고, 보정하지 않았다.

전구약물의 정량화

이들 생체 외 실험으로부터 수득된 급냉된 시료를 LC/MS/MS를 이용하여 정량화하였다. 용매 A(95% 물/5% 아세토니트릴/0.1% 아세트산) 및 용매 B(5% 물/95% 아세토니트릴/0.1% 아세트산)로 구성된 2원 농도 구배를 이용하여 페노모넥스 프리메스피어(Phenomonex Primesphere) C18-HC 컬럼(5㎛, 30x2.0 mm) 상에서 분리를 수행하였다. 주입 부피는 20㎕였다. 컬럼을 평형화시키고, 100㎕/분의 유속에서 100% A를 이용하여 농도 구배를 개시하였다. 농도 구배는 0.4분 이내에 100%까지 상승한 후, 0.9분에 다시 100%로 돌아왔다. 앰피실린은 내부 표준물(5㎍/ml)으로 이용되었다. 터보 이온 스프레이 인터페이스가 설치되고 10V의 디클러스터(declustering) 전위, 400℃의 온도 및 25V의 충돌 에너지를 이용한 양이온 모드로 조작되는 질량 분광계 검출기(시엑스(Sciex) API 3000)에 의해 용출액을 분석하였다. 모든 전구약물, 설로페넴 및 앰피실린을 충돌 유도된 분해 스펙트럼중의 양성자화된 모 질량의 주된 분획 이온으로의 MRM 전이에 의해 모니터링하였다. 분석의 전형적인 역학 범위는 10.0 내지 10,000ng/ml이었다.

카르니틴 고갈

카복실레이트의 알파 탄소에서 완전히 치환된 피발산과 같은 작은 알킬 산은 β-산화를 통해 충분히 이화되지 않는다. 그 결과, 카르니틴이 아실화되고, 아실 카르니틴이 조직과 혈류에 축적되어 유리 카르니틴의 농도를 고갈시킨다. 따라서, 알파 탄소에서 완전히 치환된 탄소는 신체의 카르니틴 비축량을 감소시키는 능력을 제공한다. 상기 브라스(Brass)의 문헌을 참고할 수 있다. 이는 카르니틴 고갈이 손상된 지방산 산화 및 손상된 케톤생성을 생성하는 피발산-함유 전구약물을 이용한 짧은 코스의 치료법에서 보여져 왔다. 문헌[Abrahamsson et al. Biochem. Med. Metab. Biol., 52, 18-21 (1994)]을 참조할 수 있다. 신속하고 안전하게 제거되고 신체에서 카르니틴 저장양을 고갈시키지 않는 전구약물 측쇄가 바람직할 것이다. 일부 작은 알킬 산의 그들의 글루쿠로나이드 공액체로의 대사 전환은 신체로부터의 효율적인 제거 경로를 제공한다. 예를 들면 발프로산은 글루쿠로나이드화를 통해 광범위하게 제거되는 반면(예를 들면 문헌[Zaccara et al. Clin. Pharmacol., 15, 367-389(1988)] 참조), 피발 산은 인간에서 거의 대부분 그의 아실카르니틴 공액체로서 분비되는 것으로 보여져왔다. 문헌[Totsuka et al. Antimicrob. Agents and Chemother., 36, 757-761(1992)]을 참고할 수 있다. 구조의 미세한 변화가 이들 알킬 산의 대사 성질에 상당한 차이를 일으킬 수 있는 것으로 인식될 수 있다.

일부 작은 알킬 산의 그들의 글루쿠로나이드 공액체로의 대사 전환은 신체로부터의 효율적인 제거 경로를 제공한다. 예를 들면 발프로산은 글루쿠로나이드화를 통해 광범위하게 제거되는 반면(예를 들면 문헌[Zaccara et al. Clin. Pharmacol., 15, 367-389(1988)] 참조), 피발 산은 인간에서 거의 대부분 그의 아실카르니틴 공액체로서 분비되는 것으로 보여져왔다.

전구약물 측쇄가 손상되지 않은 전구약물의 대사 후 혈장 카르니틴을 고갈시키는 경향 또는 이런 경향이 없는 측면에서 화합물(1)과 화합물(B1)의 비교는 흥미롭다. 이는 스프라규-도레이 래트에서 카르니틴 고갈의 급성 모델을 이용하여 생체 내에서 평가되었다. 생체 내의 가능한 영향을 이해하기 위해서, 방사선표지된 피발산(화합물 B1 측쇄) 및 2-에틸부티르산(화합물 1 측쇄)을 2개의 개별적인 그룹의 동물에게 4일동안 200mg/kg BID의 투여량으로 경구 투여하였다. 피발산은 카보닐 탄소(1-위치)에서 C¹⁴를 이용하여 표지되고, 0.482μCi/mg의 비활성을 가졌다. 2-에틸부티르산은 카보닐 탄소에 인접한 탄소(2-위치)에서 C¹⁴를 이용하여 표지되고, 0.503μCi/mg의 비활성을 가졌다. 투여량은 10mg/Kg의 투여 부피에서 100mM 인산 나트륨 pH 6.6중에서 투여되었다. 혈액 시료를 연구 개시후 24시간 간격으로 수득하고, 혈장을 위해 가공하고, LC/MS/MS에 의해 카르니틴 수준에 대해 평가하였다. 화합물이 없는 동량의 부피의 완충액의 경구 투여로 구성된 비히클 대조군을 기저선 비교로서 완성하였다. 도 1에 도시된 바와 같이 피발산이 200mg/kg BID 투여된 동물은 비히클 대조군에 비해 감소된 혈장 카르니틴 수준을 나타내었다. 이와는 대조적으로 4일동안 동일한 투여량의 2-에틸부티르산이 투여된 동물은 혈장 카르니틴에 통계학적으로 유의한 변화가 나타나지 않아서, 이 화합물이 카르니틴 고갈을 야기하지 않는다는 것을 제안하였다.

경구 투여후 투여량의 전신 노출을 측정하기 위해, 각각의 방사선표지된 화합물(피발산과 2-에틸부티르산)의 단일 200mg/kg 투여를 이용한 개별적인 연구를 래트에서 완료하였다. 전구약물의 가수분해의 대부분이 전신 순환계를 들어가기 전에 내장 내부에서 발생할 것으로 예측되었기 때문에 경구 투여 경로가 선택되었다. 투여 전, 및 투여한 지 0.25, 0.5, 1, 4, 8 및 24시간 후에 혈장 시료를 수득하였다. 액체 섬광 계수에 의해 방사활성에 대해 시료를 정량화하였고, 계수를 ㎍당량/ml로 전환시켰다. 표 5 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일단 흡수되면 2-에틸부티르산과 관련된 방사활성은 피발산에 비해 4.5배 더 빨리 청정화되어, 효과적인 대사 가공 및 화합물의 분비를 반영한다.

따라서, 전구약물 화합물(1)의 경구 투여는 카르니틴 고갈을 생성하지 않을 것으로 예상되는 반면, 화합물(B1)의 투여는 카르니틴 고갈을 생성할 것으로 예상된다.

200mg/kg(100μCi/kg)의 투여량에서 ¹⁴C-피발산 또는 ¹⁴C-2-에틸부틸산의 경구 투여후 스프라규-도레이 래트에서 총 방사활성의 약물동력학

투여된 화합물	Cmax(㎍당량/ml)	반감기(hr)	AUC(hr*㎍당량/ml)	CL/F(ml/hr/kg)
피발산	247±36	13.8±6.7	6624±2948	35.6±14.3
2-에틸부티르산	158±47	5.7±0.8	1332±402	163.3±53.5

다른 성질

일부 양태에서 약학 제품으로서 편리한 제제화 및 적합성을 위해, 화합물은 바람직하게는 실온에서 고체이고, 바람직하게는 쉽게 결정성 고체를 형성하고, 분해에 대해 합리적으로 안정하다.

논의

화합물(1)은 성질들의 바람직한 조합을 나타내는 것으로 측정되었다. 결정성이고, 물에서 적합하게 용해되는데 추가하여, 화합물(1)은 간 S9 실험에서 설로페넴으로 완전히 전환되어, 비교적 긴 PPE 반감기, 및 인간의 장 분비액에서 비교적 낮은 고유 청정성 및 내장 효소 포화도를 나타내었다. 이 자료에 근거하여, 화합물(1)은 바람직한 임상 PK를 나타낼 것으로 예상되었고, 이는 상기 개시된 바와 같은 임상 자료에 의해 확인되었다. 더욱이, 본원에 개시된 이의 구조 및 카르니틴 작업에 의해 입증되는 바와 같이, 화합물(1)은 카르니틴 책임을 갖지 않는다. 따라서, 화합물(1)은 우수한 경구 생물학적 이용가능성, 카르니틴 책임없음 및 바람직한 물리적 성질의 적어도 모두를 조합한다. 이와는 대조적으로, 다른 전구약물, 특히 알킬 측쇄를 갖는 다른 전구약물은 이들 속성을 만족하는 것으로 예상되지 않는다. 예를 들면 화합물(C) 내지 (AA)중 여럿은 전-잔기의 에스터 카보닐 기에 대해 3차 알파 탄소를 갖는다(예를 들면 화합물(C)). 이들은 잠재적인 카르니틴 책임을 갖는 것으로 예상된다. 시험 화합물중 다른 것은 더 낮은 GI 안정성 및 경구 생물학적 이용가능성의 전조가 되는 비교적 낮은 PPE 안정성 및/또는 S9 전환을 가졌다. 또다른 것들은 쉽게 시험할 수 있는 시료를 수득하기가 어려워서 시험하지 않았다. 표 4를 참고할 수 있다.

전구약물 화합물(2) 또한 이의 예측된 GI 안정성 및 생물학적 안정성을 포함한 바람직한 속성 및 물리적 성질을 가진 것으로 도시되었다. 표 4를 참고할 수 있다.

화합물 실시예

본 발명은 하기 비한정적인 실시예를 이용하여 추가로 예시될 것이다. 본 실시예에서 이용되는 결정성 설로페넴은 미국 특허 제5013729호의 실시예 11에 따라 제조되었다.

실시예 1: (2-에틸-1-옥소부톡시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소- 3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트(화합물(1))

하기 반응식 및 설명에 따라 표제 화합물을 제조하였다.

단계 1: 2-에틸 부티르산(1500g)을 다이클로로메탄(0.75L)중의 티오닐 클로라이드(1800g) 용액에 1시간동안 첨가하였다. 혼합물을 환류 가열하고, GC(기체 크로마토그래피)로 모니터링하였다. 약 2시간 후에, 반응 혼합물을 대기압에서 증류에 의해 농축하였다. 그런 다음, 22℃로 냉각시키고, 다이클로로메탄(0.75L)을 첨가하고, 혼합물을 대기 압에서 다시 한번 농축하였다. 사용된 반응물의 극심한 부식성 때문에, 모든 배기 기체를 습식 가성 스크루버에 통과시켰다.

단계 2: 한편, 염화아연(18g)과 파라포름알데하이드(480g)의 혼합물을 준비하였다. 반-조질, 순수 산 클로라이드를 기계적으로 교반하면서 1시간동안 주위 온도에서 이 혼합물에 첨가하였다. 소량의 도입 기간 후에, 상당한 발열이 관찰되었다. 반응 혼합물의 온도가 5분동안 주위 온도(25℃)에서 50℃로 증가하였다. 첨가 속도는 발열을 조절하기 위해 느려졌고, 50℃에서 반응을 유지하였다. 첨가를 완료한 후, 반응 혼합물을 냉각시키고, 추가 18시간동안 주위 온도에서 교반하였다.

그런 다음, n-헵탄(4L) 및 10% 수성 중탄산나트륨을 부하하고, 상을 분리시켰다. 수성 상을 n-헵탄(3.4L)으로 추출하였다. 조합된 유기 상을 여과하고, 진공 하에서 증류하여 조질 생성물을 수득하였다. 진공 증류(10 내지 20mmHg)하여 587g의 2-에틸부티르산 클로로메틸 에스터를 수득하여 생성물을 정제하였다.

단계 3: 2-에틸 부티르산 클로로메틸 에스터(700g)를 아세톤(3L)중에 용해시켰다. 이 용액에 요드화나트륨(1.0kg)을 첨가하였다. 생성된 반응 혼합물을 반응이 종료될 때까지 환류 가열하였다(2시간, GC로 모니터링). 그런 다음, 주위 온도로 냉각시키고, 여기서 tert-부틸 메틸 에터(7L) 및 5% 수성 나트륨 티오설페이트(4L)를 첨가하였다. 상을 분리시키고, 유기 상을 수성 나트륨 티오설페이트(4L), 낮은 발열원 물(4L) 및 10% 염화나트륨 용액(4L)으로 세척하였다. 유기 상을 황산 마그네슘(350g) 상에서 건조시키고, 여과하고, 여과 압분체를 tert-부틸 메틸 에터(2x0.7L)로 세척하였다. 여액을 작은 부피(약 2L)로 증발시켜 tert-부틸 메틸 에터중의 용액으로 2-에틸 부티르산 요도메틸 에스터를 수득하였다.

단계 4: 단계 3에서 나온 2-에틸 부티르산 요도메틸 에스터의 반-조질 tert-부틸 메틸 에터 용액을 아세톤(5.9L)중의 설로페넴(750g)의 슬러리에 첨가하였다. 아세톤(0.5L)중의 N,N-다이아이소프로필에틸아민(DIEA)(319g)을 첨가하고, 반응이 종료될 때까지 혼합물을 주위 온도에서 교반하였다. 낮은 발열원 물(6.5L) 및 헵 탄(3.75L)을 첨가하고, 상을 분리시켰다. 수성 층을 먼저 헵탄(5L), 그런 다음 에틸 아세테이트(2x6L)로 추출하였다. 에틸 아세테이트 추출액을 조합하고, 5% 수성 나트륨 티오설페이트(6L), 낮은 발열원 물(6L) 및 10% 수성 염화나트륨(6L)으로 세척하였다. 유기 추출물을 활성화된 탄소(75g) 및 황산 마그네슘(150g)으로 처리한 후, 여과하였다. 여과 압분체를 에틸 아세테이트(2x1L)로 세척하고, 여액을 건조될 때까지 증발시켜 조질 생성물(0.8kg)을 수득하였다. 에틸 아세테이트(2.4L)를 첨가하고, 용액을 가열(45℃)하여 용해시켰다. 그런 다음, 이 용액을 고온 여과하고, tert-부틸 메틸 에터(4.7L)를 첨가하였다. 생성된 슬러리를 40℃에서 50℃까지 10분동안 과립화한 후, 10℃ 미만으로 서서히 냉각시켰다. 생성된 고형물을 수집하고, 에틸 아세테이트와 tert-부틸 메틸 에터(4x0.5L)의 1:2 혼합물로 세척하고, 진공 하에서 50℃ 미만에서 일정한 중량으로 건조시켜 0.57kg의 바람직한 생성물(60% 수율)을 수득하였다.

단계 5: 반-조질 생성물(0.55kg)을 주위 온도에서 에틸 아세테이트(1.65L)중에서 슬러리화하였다. 그런 다음, 온도를 약 50℃까지 조절하여 용해를 달성하였다. 용액을 고온 여과시켜 불용성 불순물을 제거한 후 tert-부틸 메틸 에터(3.6L)를 첨가하였다. 생성된 용액을 5℃ 미만으로 서서히 냉각시켜 결정화를 개시하였다. 조질 생성물을 수집하고, 에틸 아세테이트와 tert-부틸 메틸 에터의 1:2 혼합물(4x150ml)로 세척하고, 진공 하에서 50℃ 미만에서 일정한 중량까지 건조시켜 0.48kg의 바람직한 생성물(86% 수율)을 수득하였다. 결정 물질은 비-용매화된 것으로 측정되었다.

MP: 105℃; 질량 분광학: (M+H)⁺ 478

MW:477.92g/몰; 분자식:C₁₉H₂₇NO₇S₃.

수성 용해도(pH 5, 인산염 완충액, 25℃): 1209㎍/ml.

상기 단계 5의 방식으로 제조된 화합물(1)의 결정을 X-선 분말 회절을 위해 제출하였다. 시료를 흑연 모노크로매터가 장착되고 Cu(λ=1.54Å) X-선 공급원이 50kV, 40mA에서 조작되는 시멘스(Siemens) D500 자동화된 분말 회절계에서 분석하였다. NBS 운모 표준물을 이용하여 2θ 보정을 수행하였다. 0의 바탕값 시료 플레이트를 이용하여 시료 준비를 수행하였다. 화합물(1)의 이들 결정의 회절 패턴은 도 3에 도시되어 있고, 도 5에 표로 정리되어 있다.

실시예 2: (2-에톡시-2-메틸-1-옥소프로폭시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트(화합물(2))

하기 반응식 및 설명에 따라 표제 화합물을 제조하였다:

단계 1 내지 4에서, 2-하이드록시-아이소부티르산을 벤질 브로마이드로 보호하고, 에틸 요오다이드로 알킬화하고, 탈보호하고, 에스터화하여 2-에톡시-아이소부틸산 클로로메틸 에스터를 수득하였다.

단계 5에서, 적합한 반응 플라스크에서, 요드화 나트륨(23.9g, 159.45mmol, 1.6당량)을 아세톤(96ml)에 용해시켰다. 그런 다음, 2-에톡시-아이소부티르산 클로로메틸 에스터(18g, 99.65mmol, 1당량)를 추가의 아세톤(18ml)중의 용액으로 첨가하고, 생성된 반응 혼합물을 약 2시간동안 질소 대기 하에서 환류 가열하였다. 반응을 GC에 의해 모니터링하였다. 전환이 종료되면, 반응을 교반하면서 실온으로 냉각시켰다. 그런 다음 반응물을 헵탄(120ml)과 10% 수성 나트륨 티오설페이트 용액(105ml)에 분배시켰다. 반응 용기의 내용물을 5분이상 교반한 후, 상을 분리시켰다. 가벼운 유기 상을 챙겨 두고, 무거운 수성을 버렸다. 그런 다음, 유기물을 제 2 부분의 10% 수성 나트륨 티오설페이트 용액(105ml)으로 세척하고, 분리한 후 무거운 상을 다시 한번 버렸다. 그런 다음, 유기 층을 10% 수성 염화 나트륨(105ml)으로 세척하였다. 무거운 수상을 버리고, 유기 상을 감압(<35℃)하에서 농축시켰다. 이는 추가의 정제 없이 후속적인 화학에서 사용된 2-에톡시-아이소부티르산 요도메틸 에스터 16.26g을 제공한다(분석: 약 60%).

단계 6에서, 질소 대기하에서의 적합한 반응 용기에 설로페넴(13.92g, 39.83mmol, 1당량) 및 아세톤(110ml)을 첨가하였다. 그런 다음, 아세톤(14ml) 중의 2-에톡시-아이소부티르산 요도메틸 에스터(16.26g, 59.9mmol, 1.5당량, 100% 효능에서)를 첨가하고, 현탁액을 최소 10분동안 교반하였다. 아세톤(14ml)중의 N,N-다이아이소프로필에틸아민(5.11g, 39.54mmol, 1당량)을 첨가하고, 35℃ 미만의 초기 온도(발열 반응)를 유지시켰다. 반응 온도를 하룻밤동안 주위 온도에서 교반하였다(약 2시간 후에, 설로페넴이 용해되었다). 반응 혼합물을 헵탄(80ml)과 물(129ml)에 분배시키고, 반응 용기의 내용물을 5분 이상동안 교반하였다. 상을 분리시키고, 가벼운 유기 상을 버렸다. 무거운 상을 추가의 헵탄(80ml)으로 세척하였다. 다시 한번, 상을 분리시키고, 가벼운 유기 상을 버렸다. 그런 다음, 반응 용기의 내용물을 감압 하에서 약 50% 농축시키고 이동안 35℃ 미만의 초기 온도를 유지시켰다. 에틸 아세테이트(120ml)를 첨가하고, 반응 용기의 내용물을 5분 이상 교반하였다. 상을 분리시키고, 가벼운 유기 상을 챙겨 놓았다. 무거운 수성 상을 추가의 에틸 아세테이트(2x120ml)로 다시 추출하였다. 조합된 유기물을 10% 수성 나트륨 티오설페이트(120ml), 물(120ml) 및 10% 수성 염화나트륨(120ml)으로 세척하였다. 그런 다음, 유기물을 활성 탄소(2.9g), 셀라이트(2.9g) 및 황산 마그네슘(MgSO₄)(8.2g)으로 주위 온도에서 처리하고, 1시간 이상동안 교반하였다. 여과에 의해 이들 고형물을 제거한 후, 용액을 감압 하에서 농축하고, 이동안 45℃ 미만의 초기 온도를 유지하였다(에틸 아세테이트 융점: 76.5 내지 77.5℃).

단계 7: 생성된 에틸 아세테이트(100ml)중의 조질 화합물(2)(23g)을 고형물이 완전히 용해될 때까지 거의 환류되도록 가온한 후, tert-부틸 메틸 에터(100ml)를 점진적으로 첨가하고, 60℃ 내지 환류의 내부 온도를 유지하였다. 생성된 혼합물을 60℃에서 환류까지 5분동안 서서히 교반한 후, 5 내지 15℃에서 최소 1시간동안 과립화시켰다. 백색 내지 회백색 생성물을 여과하고, 메틸 t-부틸 에터(MTBE)(28ml)로 세척하고, 주위 온도에서 진공 하에서 16시간 이상동안 건조시켰다. 이로 인해 백색 고형물(12.57g, 63.9% 수율)로서 생성물(화합물(2))을 수득하였다.

이 생성물로부터의 결정을 X-선 분말 회절을 위해 제출하였다. 흑연 모노크로매터가 장착되고 Cu(λ=1.54Å) X-선 공급원이 50kV, 40mA에서 조작되는 시멘스(Siemens) D500 자동화된 분말 회절계에서 시료를 분석하였다. NBS 운모 표준물을 이용하여 2θ 보정을 수행하였다. 0의 바탕값 시료 플레이트를 이용하여 시료 준비를 수행하였다. 회절 패턴은 도 4에 도시되어 있고, 도 6에 표로 정리되어 있다.

MP: 111-113℃;

MW:493.62g/몰; 분자식:C₁₉H₂₇NO₈S₃.

수성 용해도(pH 5, 인산염 완충액, 25℃): 2900㎍/ml.

Claims

하기 화학식 I의 화합물:

화학식 I
제 1 항에 있어서,

(2-에틸-1-옥소부톡시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트인 화합물.
제 1 항에 있어서,

도 3 및 5에 도시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 결정 형태의 (2-에틸-1-옥소부톡시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트인 화합물.
하기 화학식 II의 화합물:

화학식 II
제 4 항에 있어서,

(2-에톡시-2-메틸-1-옥소프로폭시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트인 화합물.
제 4 항에 있어서,

도 4 및 6에 도시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 결정 형태의 (2-에톡시-2-메틸-1-옥소프로폭시)메틸 (5R,6S)-6-[(1R)-1-하이드록시에틸]-7-옥소-3-[[(1R,3S)-테트라하이드로-1-옥시도-3-티에닐]티오]-4-티아-1-아자바이사이클로[3.2.0]헵트-2-엔-2-카복실레이트인 화합물.
하나 이상의 부형제 및/또는 하나 이상의 다른 활성 성분이 있거나 없고, 경구 투여를 위해 배합된 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 화합물을 포함하는 약학 조성물.
하나 이상의 부형제 및/또는 하나 이상의 다른 활성 성분이 있거나 없고, 경구 투여를 위해 배합된 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 화합물 및 프로베네시드를 포함하는 약학 조성물.
하나 이상의 부형제 및/또는 하나 이상의 다른 활성 성분이 있거나 없고, 경구 투여를 위해 배합된 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항 또는 제 6 항중 어느 한 항의 화합물을 약 800mg 내지 약 2.5g 포함하는 약학 조성물.
박테리아 감염 치료가 필요한 인간에게 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 화합물의 치료 효과량을 경구 투여함을 포함하는 박테리아 감염 치료 방법.
박테리아 감염 치료가 필요한 인간에게 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 화합물 및 프로베네시드의 치료 효과량을 경구 투여함을 포함하는 박테리아 감염 치료 방법.
박테리아 감염의 치료가 필요한 인간에서 박테리아 감염을 치료하기 위한 경구 투여용 약제를 제조하는데 사용하기 위한 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항의 화합물의 용도.
박테리아 감염의 치료가 필요한 인간에게 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항 또는 제 6 항중 어느 한 항의 화합물의 치료 효과량을 경구 투여함을 포함하는 박테리아 감염을 치료하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 500 내지 약 2500mg BID 또는 TID의 양으로 경구 투여하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 800 내지 약 1000mg BID의 투여 양으로 경구 투여하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 2000mg BID의 투여 양으로 경구 투여하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 2000mg TID의 투여 양으로 경구 투여하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 7 내지 약 25mg/kg BID의 투여 양으로 경구 투여하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 17 내지 약 45mg/kg BID의 투여 양으로 경구 투여하는 방법.
제 13 항에 있어서,

화합물을 약 17 내지 약 45mg/kg TID의 투여양으로 경구 투여하는 방법.