KR810001092B1

KR810001092B1 - 페니실린 화합물 유도체의 제조방법

Info

Publication number: KR810001092B1
Application number: KR1019810002574A
Authority: KR
Inventors: 신사꾸 미나미; 요시유끼 다까세
Original assignee: 다이닛뽕 세이야꾸 가부시기 가이샤; 미야다께 도꾸지로
Priority date: 1977-07-06
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1981-09-16

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

페니실린 화합물 유도체의 제조방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 우수한 항균작용을 가진 신규 페니실린 화합물 유도체의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 신규 화합물은 하기 구조식의 화합물 또는 그의 약리학상 허용되는 비독성염이다.

상기식에서, R는 포르밀 또는 아세틸기이다.

제약상 허용되는 비독성 염은 구조식(I)의 페니실린 화합물과 약리학상 허용되는 무기 또는 유기염기간에 생성되는 염류로서, 예컨대 알칼리 금속염(예, 나트륨염 또는 칼륨염) 및 알칼리 토금속염(예 : 칼슘염 또는 마그네슘염)과 같은 페니실린 화합물의 비독성 금속염)이 포함된다.

본 구조식(I)의 페니실린 화합물은 하기 구조식(I)과 구조식(I')의 2종의 호변 이성체(케토형 및 에놀형)로 존재하는 것이다.

본원에 있어서, 이들 호변 이성체들은 주로 하기 구조식(I)의 케토형으로 나타내었다.

구조식(I) 및 (I)에 있어서, p-히드록시페닐글리신 잔기의 α-탄소에 별표 표시한 탄소원자는 부제 탄소원자로서, 이 탄소에 관합 입체 배치에 준하여 구조식(I)로 표시한 본 발명의 페니실린 화합물은 D-이성체, L-이성체 및 이들 이성체의 혼합물(D,L 혼합물이라 한다)을 포함한다. 이들 이성체와 그 혼합물은 전술한 구조식(I)로 나타낸다.

때로는, 구조식(I)의 페니실린 화합물은 무수물 형태로도 존재하는데, 그러한 무수물들도 역시 구조식(I)로 나타내는 본 발명의 페니실린 화합물 범위에 포함된다.

본 발명의 목적은 그람 음성균 뿐만 아니라, 그람 양성균에 대하여 우수한 항균 작용을 가진 신규의 페니실린의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 슈도모나스 아에루기노사를 비롯한 슈도모나스균속, 엠피실린 내성균에 대한 우수한 항균작용을 가지며, 또 인간을 비롯한 온혈 동물에 대한 독성이 극히 낮은 신규 페니실린 화합물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 신규 페니실린 화합물들은 주로 구조식(I)로 표시되지만, 각각 하기 구조식(Ia) 및 (Ib)로 표시된다.

[구조식(Ia)]

[구조식(Ib)]

각각의 구조식(Ia)와 (Ib)에 있어서 별표 표시한 탄소원자는 부재탄소이며, 그의 입체배위에 의해 이들 각각은 D-이성체, L-이성체 및 D,L-혼합물을 포함한다. 편의상, 구조식(Ia)의 페니실린 화합물은 때로는 ＂포르밀피페라진 유도체＂라 칭하게 되며, 구조식(Ib)의 페니실린 화합물은 ＂아세틸피페라진 유도체＂라 지칭될 것이다.

포르밀 및 아세틸 피페라진 유도체 중에서, D-이성체들은 특히 우수한 항균작용을 나타내며, 하기와 같이 명명된다.

D-포르밀 피페라진 유도체 :

D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복사미도〕-p-히드록시벤질페니실린,

D-아세틸 피페라진 유도체 :

D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복사미도〕-p-히드록시벤질페니실린

미국특허 제4,003,887호 및 대응하는 영국특허 제1,446,484호는 하기 구조식(X)의 N-아실 아목시실린 유도체에 대하여 기재하고 있다.

상기 식에서, A환은 벤젠환 또는 복소원자로서 1 또는 2개의 질소원자를 함유하는 5원 또는 6원 복소 방향족환인데, 이 환에는 1개 또는 그 이상의 저급알킬, 저급알콕시, 저급 알킬티오, 저급할로알킬, 저급알킬렌디옥시, 할로겐, 히드록실, 니트로, 유리 또는 보호아미노, 저급 알킬아미노, 디(저급)알킬아미노 및 저급 알카노일 아미노가 존재할 수 있으며, X는 산소 또는 황, Y는 수소, 저급알콕시카르보닐 또는 저급알카노일이다.

구조식(I)(Ia) 및 (Ib)로 나타내는 본 발명의 신규 페니실린 화합물은 미국특허 제4,004,887호와 그의 대응하는 영국특허에 기재한 구조식(X)의 정의내에 포함되는 것이 아니다.

미국 특허 제4,003,887호는 하기 구조식(Xa)의 화합물의 0-옥틸 유도체를 기재하고 있다.

이 유도체는 아목시실린의 아미노기가 제2위치의 디메틸아미노기로 치환된 피리도피리미딘 카르복실산 잔기에 의해 아실화되어 있는 아목시실린 유도체(Xa)(2-디메틸아미노피리도피리미딘 유도체라 칭한다.)의 벤젠핵 위에서의 히드록실기의 아실화로 생성된 것이다.

화합물(Xa)는 구조상 본 발명의 신규 페니실린 화합물과 거의 유사하다. 그러나, 표 I 내지 II에 보인바와 같이, 본 발명의 신규 페니실린 화합물은 화합물(Xa)보다 특히 슈도모나스 아에루기노사에 대한 극히 우수한 항균 작용과 온혈 동물에 대한 극히 저독성을 갖는다는 것이 특징이다.

본 발명자 들은 이미 하기 구조식(XI)의 화합물은 R₁이 수소원자이고, R₂가 에틸기(피페리미딕산)일때 특히 그람 음성균에 대하여 우수한 항균작용을 가진다는 사실을 기재 하였다(미국특허 제3,887,557호)

표 I 내지 III에 보인바와 같이, 이 화합물은 그람 양성균에 대하여 현저한 항균작용을 나타내지 않으나, 본 발명의 신규 페니실린 화합물은 그람 양성균 뿐만 아니라, 그람 음성균에 대해서도 우수한 항균작용을 가진다. 본 발명의 신규 페니실린 화합물은 상기 화합물과는 구상조 상이하다는 것을 알 수 있는데, 그 이유는 구조 인자로서의 피리도피피리미딘카르복실산 잔기의 제2위치가 특히 4-포르밀-1-피페라지닐기 또는 4-아세틸-1-피페라지닐기에 의해 치환되고, 제8위치의 질소원자는 에틸기와 같은 치환제에 의해 치환되지 않기 때문이다.

본 발명의 신규 페니실린 화합물 및 그 구조와 유사한 구조를 가진 다수의 화합물을 검사한 결과, 본 발명자들은 피리도피리미딘 부분의 제2위치가 2개의 질소원자를 함유하는 1-피페라지닐기에 의해 치환되기 때문에, 구조식(I)로 나타내는 본 발명의 페니실린 화합물은 1개의 질소원자를 함유하는 치환아미노기, 예컨대 디메틸아미노기 또는 1개의 질소원자를 함유하는 복소환상기, 예컨대 1-피톨리디닐기에 의해 제2위치가 치환된 페니실린 화합물보다 특히 슈도모나스 아에루기노사에 대한 항균작용이 현저히 크며, 또 피페라지닐기의 제4위치가 포르밀기 또는 아세틸기에 의해 치환되므로, 본 발며의 페니실린 화합물은 온혈동물에 대한 독성이 극히 낮은 반면에 생체 내에서의 항극 작용이 높게 유지됨을 알았다.

구조식(I)의 신규 페니실린 화합물 및 이들의 약리학상 허용되는 비독성염은 예컨대 아래 도시한 공정에 의해 제조될 수 있다.

공정의 개요는 하기 반응식에 의해 나타낼 수 있다.

[반응식]

[2-치환 피리도피리미딘 카르복실산(II)]

[제2과정]

상기 식에서, R은 전술한 바와 같다.

위해 약해한 공정은 제1 및 제2과정으로 구성된다. 제1과정에서는 구조식(II)의 2-치환 피리도미리미딘 카르복실산, 그의 무기 또는 유기염 또는 그의 카르복실기에서의 반응성 유도체를 구조식(IV)의 p-히드록시페닐글리신, 또는 그의 무기 또는 유기염 또는 그의 유도체와 반응시켜서 구조식(V)의 α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-또는 4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕p-히드록시페닐초산(2-치환피리도피리미딘카르보닐글리신 또는 PPCG라 약칭한다)를 생성시킨다.

제2과정에서는 구조식(V)의 PPCG, 그의 염 또는 그의 카르복실기에서의 반응성 유도체를 구조식(IV)의 6-아미노페니실란산(6-APA라 약칭한다), 그의 무기 또는 유기염 또는 6-APA로 전화가능한 그의 유도체와 반응시키고, 그 결과 생성물을 임의로 가수분해 또는 접촉 수첨분해 반응시켜서 구조식(I)의 페니실린 화합물을 생성시키고, 그 반응 생성물을 임의로 그의 약리학상 허용되는 비득성염으로 전환시킨다.

구조식(II)의 2-치환피리도피리미딜카르복실산의 무기염 또는 유기염 또는 카르복실기에서의 반응성 유도체는 세팔로스포린 또는 페니실린 제조 분야에서 공지 및 사용되어 있다. 특별한 예로는 알킬카르본산류(예 : 에틸카르본산, 이소프로필카르본산, 이소-또는 α-부틸카르본산), 알킬카르복실산류(예 : 피발산, 펜타노산, 이소-펜타노산, 2-에틸부티르산, 2-에틸헥사노산), 인산류(예 : 디에틸인산) 및 술폰산류(예 : 메틸술폰산)과 같이 산과 형성된 그의 산무수물류; P-니트로페닐에스테르, 트리클로로페닐에스테르, P-니트로페닐티오에스테르, N-히드록시피페리딘에스테르, N-히드록시숙신이미드에스테르 또는 N-히드록시프탈이미드에스테르와 같은 그의 반응성 에스테르류; N-카르보닐이미다졸 또는 N-카르보닐테트라졸과 같은 그의 반응성 아미드류; 산염화물과 같은 그의 산할로겐화물류 및 그의 산아지드류가 있다.

구조식(IV)으로 표시한 P-히드록시페닐글리신의 유도체들은, 예를 들면 에톡시카르보닐 또는 벤질옥시카르보닐기와 같은 아실기에 의해 구조식(IV) 화합물의 벤젠핵의 히드록실기를 보호시켜 얻을 수 있다.

구조식(II)의 2-치환피리도피리미딘카르복실산 및 또는 구조식(IV)의 P-히드록시페닐글리신의 무기 또는 유기염으로는 나트륨 또는 칼륨염과 같은 알칼리금속염, 그리고 트리에틸아민 또는 N-에틸모르폴린과 같은 유기염기와의 염이 있다.

제1과정의 반응은 수성 또는 비수용매중 -40~40℃, 바람직하게는 실온 이하의 온도에서 수행된다.

제1과정의 반응에 의해 생성된 구조식(V)의 PPCG는 신규 화합물이다.

제2과정에서는 염류 또는 카르복실기에서의 반응성 유도체형의 PPCG를 사용하는 것이 바람직하다.

그러한 염류와 반응성 유도체들은 2-치환피리도피리미딘카르복실산의 염류 및 그의 카르복실기에서의 반응성 유도체에 관련하여 앞에서 설명한 바와 동일하다.

벤젠 핵에 있는 히드록실기가 아실기에 의해 보호뒤 PPCG의 유도체가 제2과정에서의 출발물질로 사용될 수도 있다.

구조식(VI)으로 나타내어지는 6-APA의 염 또는 제2과정에서 사용한 6-APA 전화성 유도체는 반합성 페니실린분야에 공지되어 있으며, 제2과정에서 사용될 수 있다.

이러한 유도체의 전형적인 예로는 트리메틸실릴에스테르, 트리틸에스테르, p-니트로벤질에스테르 및 펜아실에스테르이다.

구조식(VI)의 6-APA의 바람직한 유도체는 그의 트리메틸실릴에스테르, 트리틸에스테르, P-니트로벤질에스테르, 페닐아실에스테르 및 O,N-비스트리메틸실릴 유도체가 있다.

6-APA 유도체는 중성 매질 중에서 PPGG의 염류 또는 그의 카르복실기에서의 반응성 유도체와 반응시키는 것이 특히 유리하다.

유리 카르복실산 또는 그의 염 형태의 6-APA가 사용될 때 제2과정의 반응은 프로톤 매질 또는 수선매질 중에서도 역시 수행될 수 있다.

제2과정의 반응은 용제 중에서 -40°내지 +40℃로 1시간 내지 2일간, 바람직하게는 염기 존재하에 수행하는 것이 좋다. 용제, 염기 및 기타 반응 조건들은 실질적으로 페니실린 화학에서 사용한 바와 동일하다.

예컨대, 구조식(V)의 PPGG와 클로로포름산에틸로부터 유도된 무수물을 6-APA의 유도체와 반응시키고자 할 때에는, 트리에틸아민 또는 N,N-디메틸아닐린과 같은 삼급 아민 존재하에 아세톤, 테트라히드로푸란, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 디클로로메탄, 헥사메틸포스포트아미드와 같은 불활성용매, 또는 이들 불활성용매의 혼합물 중에서 냉각 또는 실온하에 그 반응을 수행한다.

PPGG의 N-히드록시숙신이미드 에스테르를 6-APA로 전화 가능한 유도체와 반응시키고자 할 때에는 그 반응은 트리에틸아민 또는 투티딘과 같은 염기 존재하에 디메틸포름아미드, 디클로로메탄, 디옥산, 또는 이들의 혼합물 중에서 0°내지 20℃로 1시간 내지 2일간 반응시킨다.

구조식(V)의 PPGG 또는 그의 염, 또는 그의 카르복실기에서의 반응성 유도체 또는 그의 벤젠핵에 히드록실보호기를 가진 유도체를 6-APA로 전화되기 쉬운 유도체와 반응시키고자 할 때에는 그 반응 조건에 따라 본 발명의 페니실린 화합물로 전화될 수 있는 6-APA 및(또는) PPGG 부분을 가진 반응 생성물이 때때로 생성된다. 예를 들면, 그 반응 생성물이 카르복실기가 실리에스테르와 같은 에스테르 형태일 때 또는 그 반응 생성물의 벤젠핵의 히드록실기가 아실기와 같은 보호기에 의해 보호될 때이다. 그러한 경우 그 반응 생성물은 페니실린 화학에서 공지된 방법으로 가수분해 또는 접촉 수첨분해 반응시켜서 본 발명의 페니실린 화합물을 얻는다.

이와 같이 얻은 페니실린 화합물은 출발물질의 선택, 반응조건 등에 따라 유리 카르복실산 또는 염의 형태로 될 수 있다. 이 카르복실산은 2-에틸헥산산나트륨, 수산화나트륨 또는 탄산나트륨과 같은 염기성 물질로 처리하면 염으로 전화된다.

한편, 그 염은 필요시에는 산성 물질로 처리하여 유리 카르복실산을 생성시킨다.

그 생성물의 단리, 정제, 추출 및 재결정과 기타 전처리는 페니실린 화학에서 공지된 방법으로 수행한다.

구조식(II)의 출발물질은 하기 일반 구조식(VII)의 화합물을 분자내에서 폐환 반응시켜 하기 일반식(VIII)의 화합물을 얻고, 상기 화합물(VIII)을 가수 분해시켜서 하기 구조식(IX)의 화합물을 생성시킨 다음 상기 화합물(IX)의 화합물을 포르밀화 또는 아세틸화 반응시켜 얻는다.

상기 식에서, R'는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.

포르밀화 반응은 구조식(IX)의 화합물을 디메틸포름아미드와 같은 불활성 용제 존재에서 공지의 포르밀화제, 즉 N-포르밀이미다졸, 개미산 P-니트로페닐, 초산무수물과 개미산의 혼합물 또는 개미산과 포름아미드와의 혼합물과의 반응에 의해 수행한다.

이 반응은 일반적으로 30분 내지 수시간, 바람직하게는 1내지 3시간 동안 진행시킬 수 있다. 반응 온도는 20°내지 120℃, 바람직하게는 60°내지 90℃이다. 사용된 포르밀화제가 액체일 때에는 그것이 용제로서의 작용도 아울러 하도록 과량 사용하여도 좋다.

아세틸화반응은 디메틸포름아미드와 같은 분활성 용매 중에서 임의로 구조식(IX)의 화합물을 공지의 아세틸화제, 즉 초산무수물, 염화아세틸, N-아세틸이미다졸, 아세톡시피리딘류 또는 케톤과 반응시킴으로써 수행될 수 있다. 반응 진행시간은 일반적으로 30분 내지 수시간, 바람직하게는 1내지 3시간이다.

반응온도는 20°내지 120℃, 바람직하게는 60°내지 90℃이다. 사용된 아세틸화제가 액체인 경우에는 그것이 용매로도 작용하도록 과량 사용하여도 좋다.

2-AP치환 피리도피리미딘카르복실산은 예컨대, 염산과 에탄올과의 혼합물 중에서 온화한 보건하에 구조식(VIII)의 화합물을 가수분해하여도 얻을 수 있다.

구조식(VII)의 화합물(VIII)의 화합물로 전화시키는 분자내 폐환반응과 구조식(VIII)의 화합물을 구조식(IX)의 화합물로 전화시키는 가수분해 반응은 미국특허 제3,887,557호의 기재 내용에 따라 수행될 수 있다.

본 발명의 신규 페니실린 화합물의 제조 및 이들의 약리학적 작용은 다음에 기재한다. 하기 기재내용은 5부로 구성되어 있다.

제I부

구조식(II) 및 (V)의 출발 화합물의 제법을 나타낸 참고예 1내지 9.

제II부

본 발명의 신규 페니실린 화합물의 제법을 나타낸 실시예 1내지 3.

제III부

본 발명의 범위 이외의 화합물로서 그 제법이 알려지지 않은 제법을 나타내는 참고예 10 및 11 이들 참고예는 본 발명의 페니실린 화합물의 약리 작용을 평가하기 위한 것이다.

제IV부

본 발명의 페니실린 화합물을 사용하는 의약의 제법을 보인 참고예 12.

제V부

본 발명의 페니실린 화합물, 아목시실린(공지된 항생제), 본 발명의 페니실린 화합물과 구조가 유사한 본 발명 범위 이외의 페니실린 유도체 등의 약리 작용을 보인 시험예 1,2 및 3과 표 I, II 및 III.

제I부 내지 제III부에 있어서 각 실시예와 비교예의 서두에서는, 거기에서 이용된 방법의 개요가 반응식으로 표시되어 있다.

(제1부) 본 발명에서 사용하는 출발 화합물의 제법을 보인 참고예 1내지 9.

[참고예 1]

온도 250°~255℃에서 유지되는 디페닐에테르(16ml)를 교반하면서 여기에 N-〔2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-4-피리미디닐〕-아미노메틸텐론산 디에틸(2.0g)을 가하였다. 이 혼합물을 10분간 온화하게 환류시킨 후 실온으로 냉각시켰다. 이 혼합물에 n-헥산(12ml)를 가하였다. 그때 생성되는 침전을 수집하여 에탄올로 세척하고 에탄올에서 재결정시켜서 2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5,8-디히드로-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산에틸(1.52g)을 얻었다. 융점 300~302℃(분해)

[참고예 2]

5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산에틸(1000g)과 염산(80ml)을 물(1200ml)및 에탄올(1000ml)과의 혼합물 중에 현탁시킨 현탁액을 8시간 환류시켜서 하룻밤 방치하였다.

침전된 결정을 수집해서 에탄올로 세척하고 수산화나트륨(250g) 수용액(10ℓ)에 가열 용해시켰다. 이 용액을 여과하여 초산으로 pH7-8로 조정하고 빙냉하에 하룻밤 방치하였다. 결정형 침전을 수집하여 수세하고 110℃에서 건조하여 5,8-디히드로-2-(1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(625g)을 얻었다. 융점 229~305℃(분해)

원소분석치 : C₁₂H₁₃N₅O₃

[참고예 3]

빙옥조에서 냉각시킨 초산 무수물(200ml)에 개미산(140ml)을 적가하였다. 이 용액을 15분간 50℃로 가열하고 나서 5℃로 냉각시켰다. 이 용액에 5,8-디히드로-2-(1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(70g)을 가하였다.

이 혼합물을 3시간 80℃로 가열한 다음냉각시켰다. 침전된 결정을 여과수집하여 에틸에테르로 세척하여 5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(72.5g)을 얻었다. 융점 300℃이상

원소분석치 : C₁₃H₁₃N₅O₄

[참고예 4]

참고예 3에 기재한 바와 동일한 방법에 의하여, 5,8-디히드로-2-(1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(900g)과 초산 무수물(3200ml)로 부터 5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(933g)을 얻었다. 융점 298-300℃

원소분석치 : C₁₄H₁₅N₅O₄

[참고예 5]

5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(273g)과 트리에틸아민(299ml)을 건조 디클로로메탄(3500ml)에 현탁시킨 현탁액을 실온에서 1시간 동안 충분히 교반하였다.

이 현탁액에 클로로 개미산 이소프로필(221g)을 0~10℃에서 교반하면서 적가하고, 이 혼합물을 2시간 교반하였다. N-히드록시숙신이미드(207g)과 디메틸포름아미드(350ml)와의 용액을 상기 혼합물에 가하고 이때의 최종 혼합물을 2시간 더 5~10℃로 유지하였다. 결정성 생성물을 여과 수집하여 물(2000ml) 및 아세톤(2000ml)으로 연속 세척하여 N-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도-〔2,3-d〕-피리미딘-6-카르보닐옥시〕숙신이미드(326g)을 얻었다. 융점 300℃이상

원소분석치 : C₁₇H₁₆N₆O₆

[참고예 6]

5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(6g)과 트리에틸아민(6.1ml)을 건조 디클로로메탄(100ml)에 현탁시킨 현탁액을 실온에서 1시간 동안 충분히 교반하였다.

이 현탁액에 클로로개미산 에틸(3.8ml)를 0~5℃에서 적가하고, 이 혼합물을 5~7℃에서 1시간 교반하였다.

불용성 물질을 여과하고 여액에 N-히드록시프탈이미드(7.19g)과 디메틸포름아미드(10ml)으로 된 용액을 가하였다.

그 결과 생성되는 혼합물을 실온에서 2시간 유지시켰다. 결정성 생성물을 여과 수집해서 디클로로메탄과 아세톤으로 연속 세척하여 N-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도-〔2,3-d〕-피리미딘-6-카르보닐옥시〕프로탈이미드(8.4g)을 얻었다. 융점 285~288℃(분해)

원소분석치 : C₂₁H₁₆O₆N₆

[참고예 7]

5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(6g)과 트리에틸아민(6.1ml)을 건조 디클로로메탄(100ml)에 현탁시킨 현탁액을 실온에서 1시간 충분히 교반하였다.

이 현탁액에 클로로개미산(3.8ml)을 0~5℃에서 가하고, 그 반응 혼합물을 5~7℃에서 1시간 교반하였다.

불용성 물질을 여거하고 여액에 2,4,6-트리클로로페놀(8.68g)과 디메틸포름아미드(30ml)으로 된 용액을 가하였다. 이 반응 혼합물을 실온에서 3시간 유지하였다.

결정성 생성물을 여과 수집하고 디클로로메탄으로 세척하여 5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산 2,4,6-트리클로로페닐(8.2g)을 얻었다. 융점 285~290℃(분해)

원소분석치 : C₁₉H₁₄O₄N₅Cl₃

[참고예 8]

D-P-히드록시페닐글리신(3.3g)과 트리에틸아민(5.6ml)을 건조 디메틸포름아미드(50ml)에 현탁시킨 현탁액을 실온에서 1시간 교반하엿다. 이 현탁액에 N-5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르보닐옥시숙신이미드(8.0g)을 가하였다. 이 혼합물을 5℃에서 1시간 교반한 다음 실온에서 3시간 더 교반하였다.

그 결과 생성되는 침전을 수집하여 빙수에 용해시켰다. 이 수용액을 10% 염산으로 산성화시켰다.

침전된 결정을 수집하여 메탄올에서 재결정함으로써 D-α-5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복시아미도-P-히드록시페닐 초산을 얻었다.

IR(KBr) : ν C=O 1710cm^-1

NMR (DMSO-d₆, δ) : 5.40(1H, d, J=7Hz,

), 8.12(1H, S,

, 9.12(1H, S,

)

원소분석치 : C₂₁H₂₀N₆O₆·H₂O

D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복시아미도〕-P-히드록시페닐 초산(9.0g)과 N-히드록시숙신이미드(4.6g)를 건조 메틸포름아미드(100ml)에 현탁시킨 현탁액에 디시클로헥실카르보디이미드(5.8g)을 -10℃에서 가하였다. 그 혼합물을 -10 내지 0℃에서 1시간 교반한 다음 실온에서 하룻밤 방치하였다.

침전을 여거하고 여액에 빙수(500ml)를 가하였다. 침전된 결정을 수집하여 아세토니트릴(50ml)에 용해시켰다. 이 아세토니트릴 용액을 무수 황산마그네슘 상에서 건조하여 감압 농축시켰다. 그 결과 생성되는 결정을 수집하여 N-{D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르옥스아미도〕-p-히드록시페닐아세톡시}숙신이미드(6g)을 얻었다.

IR(KBr) : ν c=o 1730, 1780, 1810cm^-1

NMR (DMSO-d₆, δ) : 2.78(4H, S,

), 5.92(1H, d, J=7Hz,

), 8.12(1H, S,

), 9.10(1H, S,

)

[참고예 9]

참고예 8에서와 동일한 방법으로, N-{D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르옥스아미도〕-p-히드록시페닐아세톡시}숙신이미드를 D-p-히드록시페닐글리신과 N-〔5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘 6-카르보닐옥시〕숙신이미드로 부터 얻었다.

[실시예 1]

6-아미노페니실란산(0.43g)과 N, O-비스(트리메틸실릴) 아세트아미드(0.5ml)를 건조 디메틸포름아미드(10ml)에 현탁시킨 현탁액을 실온에서 반시간 동안 교반하였다. 그 결과 생성된 용액에, D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-2-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시베닐초산(0.9g)을 가하고, 그 혼합물을 빙욕조 상에서 냉각시켰다. 이 혼합물에 디시클로헥실카르보디이미드(0.6g)을 가하였다. 이 반응 혼합물을 0~5℃에서 1시간 유지한 다음 실온에서 3시간 방치시켰다. 침전을 여거하고 여액에 빙수(50ml)를 가하였다. 이 수용액을 10% 염산으로 pH 2로 조정하고 3% 중탄산나트륨 용액에 용해시켰다. 불용성 물질을 여거하고 여액을 냉각시키면서 10% 염산으로 pH 2로 조정하였다.

침전을 수집해서 수세하고 2% 수산화나트륨 용액에 용해하였다. 이 수용액을 pH 6.5로 조정하여 동결 건조시킴으로써, D- 및 L-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시벤질페니실린나트륨염을 얻었다.

=+130°. (C=1, H₂O)

IR(KBr) : ν C=O 1760cm^-1

NMR (DMSO-d₆, δ) : 3.99(s,

, D-form), 4.00)(s,

, L-form), 5.81(d, J=8Hz,

; D-form), 5.74(d, J=8Hz,

, L-form), 8.11(s,

, D-and L-form), 9.12(s,

, D-and L-form),

[실시예 2]

6-아미노페니실란산(0.65g)과 염화트리메틸실릴(0.76ml) 및 건조 디클로로메탄(20ml)과의 혼합물에 트리에틸아민(0.83ml)을 0~5℃에서 가하고 그 혼합물을 0~5℃에서 반시간 교반하였다. 이 혼합물에 N-{D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-2-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시페닐아세톡시}숙신이미드(1.1g)과 트리에틸아민(0.3ml)을 가하였다. 이 혼합물을 0~10℃에서 1시간 교반한 다음 실온에서 하룻밤 방치하였다.

이 반응 혼합물을 3% 중탄산나트륨 용액으로 추출하고 그 추출액을 10% 염산으로 pH 2로 조정하였다.

침전을 수집하여 소량의 디메틸포름아미드에 용해시켰다. 이 용액에 30% 2-에틸헥사노산 에틸용액(1ml)과 아세톤(50ml)의 순으로 가하였다. 침전을 수집해서 빙수에 용해하였다. 이 수용액을 pH 6.5로 조정하고 여과하여 동결 건조함으로써, D- 및 L-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도-p-히드록시벤질페니실린나트륨염을 얻었다.

이 화합물은 IR 및 NMR 스펙트럼의 비교에 의해 실시예 1의 화합물과 일치한다는 것을 알았다.

[실시예 3]

실시예 2에 기재한 것과 동일한 방법에 의하여, 6-아미노페니실란산과 N-{D-α-5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도-p-히드록시페닐아세톡시 숙신이미드로부터 D- 및 L-α-〔5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시벤질페니실린나트륨염을 얻었다.

(제 III 부)

하기 참고예 10 및 11은 본 발명에 따른 신규 페니실린 화합물의 약리작용을 평가하기 위하여 현재까지 공지되지 않은 본 발명의 범위 이외의 화합물의 제법을 보인 것이다.

[참고예 10]

5,8-디히드로-2-피톨리디노-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(1.29g)과 트리에틸아민(1.73ml)를 건조 헥사메틸포스포르아미드(25ml)와 건조 디클로로메탄(5ml)의 혼합물에 현탁시킨 현탁액에 클로로개미산에틸(0.5ml)을 -8°내지 -0℃에서 첨가하고, 그 혼합물을 -8° 내지 0℃ 1시간 교반하였다.

그리하여 이 혼합물에 D-α-아미노-p｜히드록시 벤질페니실린(2.10g)과 트리메틸아민(1.0ml)을 헥사 메틸포스포르아미드(20ml)와 디클로로메탄(10ml)의 혼합물에 용해한 용액을 0~10℃에서 첨가하고, 이 혼합물을 1시간 교반하였다. 디클로로메탄(40ml)와 빙수를 가한 다음에, 10% 염산을 사용하여 그 혼합물을 pH 2로 조정하였다. 유기층을 분리시켜 수세하고 포화 중탄산나트륨 용액으로 추출시켰다. 그 추출물을 10% 염산으로 pH 1.5로 조정하였다. 침전을 여별하고 수세, 건조하여 D-α-〔5,8-디히드로-2-피롤리디노-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도-p-히드록시벤질페니실린(1.6g)을 얻었다.

IR(KBr) : ν C=O 1770cm^-1

NMR (DMSO-d₆, δ) : 4.20(1H, s,

), 5.78(1H, d, J=8Hz,

), 9.06(1H, s,

)

원소분석치 : C₂₈H₂₉N₇O₇S·3H₂O

[참고예 11]

참고예 10에 기재한 것과 동일한 방법에 의하여 5,8-디히드로-2-디메틸아미노-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(1.18g)과 D-α-아미노-p-히드록시벤질페니실린(1.58g)으로부터 D-α-(5,8-디히드로-2-디메틸아미노-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도)-p-히드록시벤질페니실린(0.56g)을 얻었다.

IR(KBr) : ν C=O 1770cm^-1

NMR (DMSO-d₆, δ) :

3.20(6H, s,

), 4.20(1H, s, ＞CH-COO-), 5.78(1H, d, J=8Hz,

), 9.08(1H, s,

)

원소분석치 : C₂₆H₂₇N₇O₇S·3H₂O

제 IV 부

참고예 12는 본 발명의 페니실린 화합물을 사용하는 의약의 제법에 관한 것이다.

[참고예 12]

(1) D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시벤질페니실린나트륨염(251g)을 주사용으로 하기 위하여 증류수 2008ml에 용해시켰다.

이 용액을 막(膜) 필터(공경 크기 0.22 미크론; 미국벨포오드시 소재 밀리포어 코오포레이션사제)로 여과하였다. 이 용액을 2.00ml의 양으로 각각 1000개의 바이알(용량 10ml)에 주입하여 동결 건조시켰다. 다음에 각 바이알을 고무마개와 알루미늄 캡으로 밀봉시켰다. 이와 같이하여 활성 성분 250mg을 각각 함유하는 바이알(B호)을 얻었다. 주사용 생리 식염수를 2.0ml의 양으로 각각 충전시켜 밀봉한 앰플들(B호)을 얻었다.

앰플(B호)내의 생리 식염수를 상기 바이알(A호)에 주입하여 정맥 투여용 주사제를 얻었다.

(2) 주사용 증류수를 2.0ml의 양으로 상기 바이알(A호)에 주입하고, 그 용액을 주사제용의 5% 글루코오스용액에 용해시켰다. 그리하여 지속성 침제(侵劑)용액을 제조하였다.

(3) 위에서 기재한 것과 동일한 방법으로 D-α-5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-P-히드록시벤질페니실린나트륨염 500mg을 각각 함유하는 1000개의 바이알(C호)을 제조하였다. 다만, 이 활성 성분은 502g을 사용하였다.

(제 V 부)

다음의 시험예 1,2 및 3은 본 발명의 범위 이외의 화합물들의 약리 작용과 비교한 본 발명의 페니실린 화합물의 약리작용을 나타낸 것이다.

화합물 1 : D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-포르밀-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시벤질페니실린나트륨염.

(본 발명의 화합물)

화합물 : 2 : D-α-〔5,8-디히드로-2-(4-아세틸-1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-P-히드록시벤질페니실린나트륨염.

(본 발명의 화합물)

화합물 : D-α-〔5,8-디히드로-2-피롤리디노-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-P-히드록시벤질페니실린

(참고예 10에 의해 얻은 화합물)

화합물 A : D-α-〔5,8-디히드로-2-디메틸아미노-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복스아미도〕-p-히드록시벤질페니실린

(참고예 11에 의해 얻은 화합물)

화합물 C : 5,8-디히드로-8-에틸-2-(1-피페라지닐)-5-옥소피리도〔2,3-d〕피리미딘-6-카르복실산(피페미드산)

(미국 특허 제3,887,557호에 기재한 화합물)

화합물 D : D-α-아미노-P-히드록시벤질페니실린나트륨염(아목시실린)

(미국특허 제3,674,776호에 기재한 화합물)

[시험예 1]

시험관 내에서의 최소 억제농도(㎍/ml)는 표 1에 나타낸다.

[표 I]

주 : 표중의 숫자들은 최소억제농도(MIC)(㎍/ml)를 나타낸다.

방법 : 화학요법, 제22권(b) 1126(1974)

* : 임상학적으로 분리한 임피실린 및 세팔렉신 내성 균주임.

표 I로 부터 하기 결론을 얻을 수 있다.

(1) 미국 특허 제3,887,557호에 기재한 화합물 C는 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococuss aureus), 스트렙토코쿠스 피오게네스(Streptococcus pyogenes) 및 코리네박테리움 피오게네스(Corynebacterium pyogenes)과 같은 그람 양성균에 대한 항균작용이 본 발명의 페니실린 화합물 1 및 2에 비하여 열등하다.

(2) 표 I에 ＂화합물 D＂로 표시된 것으로서 현재 널리 이용되고 공지된 항생제인 아목시실린은 임상학으로 분리시킨 암피실린과 세팔렉신 내성균주의 에스케리키아 콜리(Escherichia coli)P-140a와 같은 그람 음성병원균과 기타의 그람 음성균, 특히 클레브시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumonia), 엔테로박터 클로아카에(Enterobacter cloacae), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 세라티아 마르케센스(Serratia marcesceens)와 같은 저급 그람 음성균에 대하여 실질적으로 효력이 없으나, 본 발명의 페니실린 화합물은 이들 세균에 대한 항균작용이 대단히 높다.

시험예 2(생체내 효과)

참고예 12 에서 제조한 바이알(A호 및 C호)의 내용물을 각각 탈이온수에 용해하여 다양한 농도를 가진 주사제들을 제조하였다.

화합물 D는 탈이온수에 용해시켰다. 화합물 A, B 및 C는 탄산나트륨 pH(8-9) 수용액에 용해시켜서 다양한 농도의 주사제들을 제조하였다.

이들 주사제들을 각각 하기 조건하에서 마우스에 투여하고, 얻어진 50% 유효량(ED₅₀)을 표 II에 나타낸다.

실험조건 :

마우스 : 체중 약 20g의 마우스 숫컷(dd Y)

감염 : 스타필로코쿠스 아우레우스 No. 50774 : 세균의 식염수 현탁액 50내지 100LD₅₀(약 5×10₈cells/mouse)으로 정맥감염, 에스케리키아 콜리

세균의 트립토소이 브로스-4% 무친 현탁액 50내지 100LD₅₀(약 9×10⁶cells/mouse)으로 복강내 감염.

슈도모나스 아예루기노사 No. 12; 세균의 트립토소이 브로스-4% 무친 현탁액 50내지 100LD₅₀(약 5×10³cells/mouse)으로 복강내 감염.

투약 : 감염 5분 및 6시간 후에 2회.

관찰 : 스타필로코쿠스 아우레우스 No. 50, 774……14일

[표 2]

주 : 표 중의 숫자는 ED₅₀(mg/kg)을 나타낸다.

ED₅₀의 값은 Behrens-Kaerber법(Arch. Exp. Path. Pharm., 162,480

1931)에 의해 계산하였음.

sc : 피하투여

iv : 정맥내 투여

상기 표 2로부터 하기 결론을 얻을 수 있다.

(1) 본 발명의 화합물 1 및 2는 생체 중에서 우수한 항균작용을 나타낸다.

(2) 본 발명의 화합물 1 및 2는 슈도모나스 아에루게노사에 대하여 특히 높은 항균작용을 가지며, 또 비경구 투여시에 2내지 6mg/kg의 ED₅₀치를 갖는다.

(3) 비경구 투여시 본 발명의 화합물 1 및 2의 슈도모나스 아에루기노사에 대한 항균작용은 4-치환-1-피페라지닐기 대신에 1-피롤리디닐 또는 디메틸아미노기에 의해 화합물 1및 2의 피리도피리미딘 부분의 제2위치를 치환시켜 얻은 페니실린 화합물인 화합물 A와 B의 항균 작용보다 6내지 20배 높다.

(4) 본 발명의 화합물 1 및 2는 화합물 C(슈도모나스 아에루기노사에 대하여 특히 작용성을 가진 의약으로 알려진 피페미드산)에 비하여 비경구 투여시에 슈도모나스아에 루기노사에 대한 항균작용이 극히 우수하다.

[시험예 3(금성득성)]

시험 2에서 제조한 다양한 농도의 화합물 1 및 2, 화합물 A, B 및 C를 함유하는 주사제를 체중 10kg당 0.1ml의 투여량으로하여 마우스숫컷(ddY)에 투여하였다. 사망한 마우스의 수를 7일 후에 측정하고, 50% 치사량의 값을 계산하였다. 그 결과를 표 III에 나타내었다.

표 II에서의 슈도모나스 아에루기노사 No. 12에 대한 LD₅₀대 ED₅₀의 비, 즉 화학요법계수(化學療法係數)를 계산하고 그 결과를 역시 표 III에 나타내었다.

[표 III]

주 : LD₅₀치는 Behrens-Kaeber법에 의해 계산하였음.

표 III으로부터 하기 결론을 얻을 수 있다.

(1) 본 발명의 화합물 1 및 2의 LD₅₀의 값은 화합물 A 및 B의 값의 약 4내지 10배이므로, 매우 안전도가 높다.

(2) 본 발명의 화합물 1 및 2의 화학요법 계수는 화합물 A, B 및 C의 것보다 약 10내지 100배 높다. 이것은 본 발명의 페니실린 화합물이 슈도모나스 아에투기노사에 대한 항균작용이 우수하다는 것을 나타내는 것이다.

표 I 내지 III에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 신규 페니실린 화합물은 시험관 시험 및 생체 시험에 있어서 다같이 여러가지 그람 양성균과 그람 음성균에 대한 항균작용이 범위가 넓다는 것을 나타낸다. 특히, 본 발명의 페니실린 화합물은 비경구 투여시에 아목시실린이 항균작용을 나타내지 않는 암피실린 내성균주에 대하여 우수한 항균 작용을 나타낸다. 이들은 특히 아목시실린과 다수의 기타 공지된 항생제가 실질적으로 효력이 없는 슈도모나스 속에 속하는 세균에 대하여 우수한 항균작용을 나타낸다.

본 발명의 여러가지 페니실린 화합물중, 구조식(Ia)의 포르밀 유도체, 특히 그의 D-이성체가 항균작용이 매우 우수하다.

본 발명의 페니실린 화합물은 또한 전술한 LD₅₀치에 의해 나타나는 바와 같이 매우 안전하고, 또 우수한 화학요법 계수를 가진다. 이러한 높은 안정성은 연속 비경구 투여 후의 실험동물의 혈액 작용실험 및 조직 병리학적 실험에 의해서도 역시 확인된다.

본 발명의 페니실린 화합물은 또한 온혈동물에 비경구 투여후 수시간 후에도 높은 혈장 농도를 가지며, 장시간에 걸쳐 높은 뇨중 농도를 유지한다.

본 발명의 선택된 신규 페니실린 화합물 들은 이들이 항균범위가 넓고, 항균작용이 높으며, 안전도가 높고, 투여후의 혈중 및 뇨중 농도가 높기 때문에, 각종 공지의 항균제에 비하여 극히 우수한 특성을 가진다.

본 발명의 페니실린 화합물을 인간을 비롯한 온혈동물에 사용함에 있어서, 경구 투여보다는 비경구투여가 더욱 유리하다는 것이 본 발명자들에 의해 판명되었다.

비경우 투여시에 본 발명의 페니실린 화합물은 주사제용의 비독성 매질에 용해시키고, 그 용액을 근육내, 정맥내 또는 피하내 주사하는 것이 좋다.

본 발명의 화합물을 비독성 매질 중에 용해하거나 또는 연고기재와 혼합하여 그 용액 또는 혼합물을 직접 외상(外傷)에 바를 수도 있다. 또한, 그것은 좌제 기재와 혼합하거나 또는 그것에 용해하여 좌제로서 사용하여도 좋다.

활성 성분으로서 본 페니실린 화합물을 함유하는 주사제를 제조하기 위하여 사용되는 비독성 매질로는 주사제용의 살균된 탈이온수, 생리 식염수용액, 글리코오스용액, 링거(Ringer)용액 및 주사제를 아미노산 용액이 있다.

본 페니실린 화합물은 또한 다른 주사제에 용해하여 그와 같이 비경구 투여시킬 수도 있다.

인간에게 투여시의 본 발명의 페니실린 화합물의 투여량은 환자의 연령, 체중 및 상태, 투여경로, 투여횟수등에 따라 조정하여야 한다. 통상 성인에 대한 투여량은 0.1내지 10g/1일, 바람직하게는 0.2내지 4g/1일이다. 이상과 같이, 이들의 약리학적 성질로 볼때 본 발명의 페니실린 화합물은 약리학적으로 허용되는 액체매질에 용해시킨 주사제의 형태로하여 바람직하게 비경구(예컨대, 정맥내, 근육내 또는 피하내)투여된다.

Claims

하기 구조식(V)의 화합물, 또는 그의 염 또는 그의 카르복실기에서의 반응성 유도체를 6-아미노페니실란산, 또는 그의 염 또는 그의 반응성 유도체와 반응시킴을 특징으로 하는 하기 구조식(I)의 신규페니실린 화합물, 또는 그의 염의 제조방법.

상기 식에서, R는 포르밀 또는 아세틸기이다.