专利名称：取代2－苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，包括其盐、酸和酯的形式，和该化合物的制备方法。此外，本发明还涉及该类化合物在制备抗菌剂中的应用，以及含有该类化合物作为有效成分的抗菌药物。
背景技术：
近年来，各类抗生素不断被开发和问世，同时针对抗菌剂的耐药菌也迅速发展，例如，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌(MSSA)等，这些细菌接触抗菌药物后，通过质粒或染色体介导发生变异，获得耐药性，给临床治疗造成了新的困扰。从1961年发现MRSA以来，其已成为世界范围内最常见的院内感染病原菌，已有报道的抗菌药物尚难有效控制此等耐药菌感染，尤其是MRSA感染，由于该菌株不仅对各类β-内酰胺类抗生素有内在的耐药性，而且可通过获得其它耐药基因而呈现出对其它类抗生素的多重耐药性，给临床治疗带来了严重问题。目前，万古霉素(Vancomycin)成为临床上治疗MRSA感染的一线用药，但因具有副作用，限制了其在临床上的应用，而且，随着万古霉素在临床的广泛应用，对其耐药的MRSA和肠球菌随之出现且愈发顽固。对抗MRSA已成为临床上更为棘手的问题。因而，迫切需要探寻新的强抗MRSA活性的抗生素，也促使业界工作者努力研制新型抗耐药性细菌药物，设计并筛选具有新化学结构、新作用机制或新作用靶位的新抗菌药。
在寻求能解决上述问题的有效药物中，广谱、高效、低毒的新型β-内酰胺抗生素是焦点和热点所在，其中的碳青霉烯及青霉烯药物的研发格外引人瞩目。在化学结构上，青霉烯类抗生素与碳青霉烯抗生素不同之处在于5元环上由硫代替了碳，与碳青霉烯相比，青霉烯化合物具有更广泛的抗菌活性，对厌氧革兰氏阳性菌及多数革兰氏阴性菌的抗菌活性均等同于或优于头孢菌素及青霉素类抗生素。青霉烯类其固体化合物和酯型前药可口服吸收，不易被β-内酰胺酶水解，同时对脱氢肽水解酶-I(DHP-I)较碳青霉烯稳定，其抗绿脓杆菌活性低于碳青霉烯。
青霉烯类抗生素(结构如下式1)首次由哈佛大学著名化学家Woodward基于青霉素与头孢菌素融合的概念，向青霉素骨架中引入双键，以增大β-内酰胺反应性，从而提高抗菌活性的设想而设计合成的。
已开发上市的法罗培南(faropenem，结构如下式2)为青霉烯类化合物钠盐，是日本Suntory公司生物医药研究所合成，并与山之内制药公司共同开发的新口服青霉烯类抗生素，是具有很强抗菌活性的广谱青霉烯类抗生素药物，特别对金葡菌、耐青霉素的肺炎球菌、粪链球菌等革兰氏阳性菌与脆弱类杆菌等厌氧菌的抗菌活性明显高于现有头孢菌素，抗革兰氏阴性菌活性与口服头孢菌素相似，对除绿脓杆菌外的需氧及厌氧革兰氏阳性菌、阴性菌显示出广谱抗菌活性。结构上法罗培南属β-内酰胺类，环上有四氢呋喃基取代，为非酯原型吸收型药物，对各种β-内酰胺酶稳定，耐药菌株少。法罗培南对金葡菌的青霉素结合蛋白(PBP-1、2、3)、大肠杆菌PBP-2显示强亲和力，表明其抗菌作用强，与现有临床使用的碳青霉烯类抗生素泰能(tinenam)相比，其显著特点是对DHP-I稳定，因此可单独给药，并且安全性高，对厌氧菌及革兰氏阳性菌的清除率尤其高。因此，法罗培南的强效广谱抗菌作用已经被公认，但其对MRSA缺乏有效的抑菌活性。
目前研究最多、最为活跃的另一个青霉烯类抗生素品种是Men-10700(Menarini Spa，见下式)，由意大利的Menarini Ricerche，S.P.A研究开发(I期临床)。其广谱抗菌活性使之有可能成为治疗厌氧菌引起感染的有效抗生素。活性与亚胺培南相当，略低于美罗培南。Men-10700比碳青霉烯优势的地方是既可胃肠外给药又可口服吸收，耐药菌株少，对肾脱氢肽酶比碳青霉烯类稳定，可以不加酶抑制剂。比第三代头孢菌素抗菌谱广，尤其是对葡萄球菌素和革兰氏阴性厌氧菌，但对MRSA疗效甚微，有望开发成为治疗由厌氧菌引起的感染的有效抗生素[Roberta Fontana，Maria Altamura，et al.MEN10700，a new penem antibiotic.，Journal of Antimicrobial Chemotherapy，1998，41，513-525.]。
目前的青霉烯类药物均表现出对除抗MRSA以外的广谱抗菌作用，但对MRSA普遍缺乏有效的抑菌活性。因此，寻求新的疗效高、副作用小的广谱抗生素成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明人经过对青霉烯类构效关系的研究和筛选，提出一类新的具抗菌作用的取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，实验证明该化合物有显著的抑菌活性，提高了青霉烯类抗生素稳定性，解决了上述问题。
本发明提供了取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，包括其盐形式。
本发明提供了该取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物的制备方法及合成路线。
本发明还提供了2-苯羧酸酯青霉烯化合物的抗菌用途，具体的说，是该类化合物在制备抗生素类药物中的抗菌用途。
本发明还提供了一种抗生素类药物组合物，其中含有有效量的式I化合物，该药物组合物具有广谱抗菌的作用。
本发明提供的取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，该化合物结构由通式(I)表示 其中，R代表连接在苯环上的一个或一个以上取代基，选自H、卤原子、烷氧基、NO2或CN；M选自H、钾盐或钠盐。
本发明提供的式I结构的取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物在具有广谱抗菌作用的同时，对某些特定的致病菌具有显著的抗菌活性，且其活性接近或优于目前市售的青霉烯类抗菌素药物。
根据本发明的目的，通过对取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物的构效关系和抗菌作用的研究，筛选出抗菌作用最强的式I结构的青霉烯类化合物，优选化合物结构中R为H、F、Cl、Br、1-3个碳的烷氧基(例如-OCH3、-OC2H5)、-NO2、或-CN。
本发明化合物中，取代基R的位置可为邻位、间位或对位，更优选R为H、硝基、1-3个碳的烷氧基、CN或卤原子。
本发明提供的上述优选化合物在广谱抗菌的同时，尤其对MRSA有显著的抑菌活性。
本发明还提供了含有取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物作为有效成分的抗菌药物组合物，其含有药学有效量的式I结构的化合物及可药用的辅料，包括赋形剂、稀释剂稳定剂和矫味剂等，按照药剂学常规方法混合，制成片剂、胶囊、颗粒剂、散剂或糖浆剂的形式口服给药或以注射剂的形式非口服给药。
上述制剂可通过常规制药方法制备。可用的添加剂包括赋形剂(可以是糖类衍生物如乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露糖醇和山梨糖醇；淀粉衍生物如玉米淀粉、土豆淀粉、糊精和羧甲基淀粉；纤维素衍生物如结晶纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钠；阿拉伯胶；右旋糖酐；硅酸盐衍生物如偏硅酸镁铝；磷酸盐衍生物如磷酸钙；碳酸盐衍生物如碳酸钙；硫酸盐衍生物如硫酸钙等)、粘合剂(例如明胶、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇)、崩解剂(例如纤维素衍生物如羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮)、润滑剂(例如滑石、硬脂酸镁、鲸蜡或硼酸等)、稳定剂(对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯等)、矫味剂(例如常用的甜味剂和香料等)、稀释剂和注射液用溶剂(例如水、乙醇和甘油等)。
化合物I的给药量随患者年龄、性别、病情等差异而不同。一般成人的给药量可约为0.01-5000mg/日，优选1-1000mg/日，更优选5-500mg/日。
本发明还提供了取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物的制备方法，其包括使具有通式II的1当量的化合物先与1-1.5倍当量的甲磺酰氯发生反应生成烯丙基甲磺酸酯化合物，再与1-3倍当量的取代苯甲酰哌嗪化合物发生反应生成羟基和羧基带有保护基的青霉烯类化合物，以及脱除保护基的过程，式中T和P均为保护基。
上述的制备方法，还可以包括以(5S，6R)-2-叔丁基二甲基硅氧甲基-6-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸酯(可以是3-羧酸对硝基苄酯或3-COOCH2CH＝CH2)脱除保护基生成具有通式II的化合物，即羟基和羧基带有保护基的2-羟基青霉烯类化合物；所述的脱除保护基包括羟基脱保护和羧基脱保护反应，羟基脱保护的方法优选在所述每1当量化合物的乙腈溶液中加入1-10倍当量的0.1-0.2mol/L的稀盐酸反应，优选6倍当量的0.1-0.2mol/L的稀盐酸。
本发明采用的上述中间体化合物作为青霉烯化合物中的一种，优选可通过以下方法合成，合成路线H如下(其中的PNB也可替换为-CH2CH＝CH2)
合成方法包括1.中间体2-羟甲基青霉烯的合成由上述化合物4(即(5S，6R)-2-叔丁基二甲基硅氧甲基-6-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯)为原料，将其脱去保护基生成通式II的化合物5。
上述合成路线中，化合物4可以通过常规方法合成，但在现有技术中记载的合成路线较长，不适合大量生产。本发明优选化合物4的合成方法参见具体实施方式
，其中在对化合物2的合成方法进行了优化，具体优化方法可参见Cabri W，Candiani H，Zarini F，et al，Zinc halides-mediated nucleophilic attack ofthioacid salts in non protic media.A key step in the total synthesis of penems[J].TetrahedronLetters，1994，35(20)3379-3382.，借助添加一定剂量的氯化锌使收率由50％提高到69％，此路线总收率为23％。
由此得到了收率高的中间体化合物，当然，该中间体化合物也可以直接商购得到。
2.取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类新化合物的合成(1)胺基取代反应此青霉烯母核是烯丙醇式的结构，可以采用每1当量的中间体化合物(式II结构)与1-1.5当量的甲磺酰氯[即ClS(O2)CH3]反应生成烯丙基甲磺酸酯，然后用1-3当量的取代苯甲酰哌嗪化合物(合成路线中的b)进行侧链取代(其中的烯丙基甲磺酸酯的离去在室温下反应即可完成，例如，在极性的DMSO(二甲基亚砜)溶剂中搅拌24小时完成反应)，色谱柱分离。(表1列出了合成出的11种青霉烯类化合物)。
另外，对于脱烯丙基保护基的操作，可以采用通行的方法加入三苯基磷和三苯基磷钯实现。
表1.11种优选的青霉烯类化合物(o-邻位、p-对位、m-间位) (2)羟基脱保护反应本发明采用在合成产物的乙腈溶液中加入1-10倍当量的0.1-0.2M稀盐酸(优选6倍当量)的方法，反应12-24h小时内得到了脱羟基保护基的产物，与现有技术相比缩短了反应时间，提高了产率(产率在51％-65％)。
(3)羧基脱保护采用文献报道的方法Makoto Sunagawa，Haruki Matsumura，Takaaki Inoue，et al，a novelcarbapenem antibiotic，SM-7338 structure activity relationships，the journal of antibiotics，1990，63(5)，519-532脱除羧基的保护基，用四氢呋喃和PH＝7的磷酸缓冲液，磷酸缓冲液的阳离子决定本发明化合物M的取代基团。用水提取，将水相冷冻干燥后，采用大孔树脂层析纯化，得到本发明的化合物。
合成路线H1、H2、H3和H4如下，其中R和M的定义如上
H1 H2 H3 ePd(PPh3)4，PPh3，P(OEt)3，CH3COOHH4本发明还提供了所述青霉烯类新化合物的体外抗菌作用实验。
实验目的对新合成的青霉烯类8个化合物与对照药泰能、美洛培南、比阿培南进行体外抗菌测定，从中筛选出具有抗菌活性的品种。
实验方法采用NCCL提出的标准琼脂平皿二倍稀释法对所测化合物进行最小抑菌浓度MIC的测定。以MIC值判断化合物抗菌活性及抗菌作用。
测试药1.对照药泰能(IMPN) 美洛培南(MEPN) 比阿培南(BAPN)。
2.试验药N-1(R-邻位氟) N-2(R-间位氟) N-3(R-邻位氯) N-4(R-邻位硝基) N-5(R-间位硝基) N-6(R-对位硝基)N-7(R-邻位甲氧基) N-8(R-H)测定化合物的浓度范围256mg/L-0.008mg/L测定菌30株MRSA(甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌)10株；MSSA(甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌)5株；MRSE(甲氧西林耐药表皮葡萄球菌)10株；MSSE(甲氧西林敏感表皮葡萄球菌)5株。
质控菌金黄色葡萄球菌ATC28213实验结果青霉烯类新化合物对所测菌体外抗菌活性(见表1)表1.青霉烯类新化合物MIC50、MIC90值(mk/L)
结论所测青霉烯类8种新化合物对MRSE、MSSA、MSSE均有较好抗菌活性，MIC50值范围在0.125-2mg/L，MIC90值范围在0.125-8mg/L。除了N-2抗菌活性微弱于泰能及比阿培南1/2-1/4倍外，另7个品种MIC90值均类同于泰能及美洛培南或低于泰能2-8倍，但弱于比阿培南1/2-1/16倍；N-7 MIC90值低于泰能、美洛培南2-4倍，微弱于比阿培南。8种化合物以N-8抗菌活性最好，N-8对MRSA抗菌作用优于美洛培南、泰能2倍，类同于比阿培南，对MRSE抗菌作用优于美洛培南8倍，优于泰能4倍，优于比阿培南2倍，对MSSA抗菌作用优于美洛培南、泰能4倍，类同于比阿培南，对MSSE抗菌作用均类同于美洛培南、泰能，弱于比阿培南1/8倍。N-3对MRSA活性微弱于美洛培南、泰能1/2倍，弱于比阿培南1/4倍，对MRSE的MIC90值略低于泰能、美洛培南和比阿培南2倍；对MSSA的MIC90值类同比阿培南，对MSSE MIC90值微低于比阿培南1/2倍。青霉烯类8种新化合物对MRSE、MSSA、MSSE抗菌活性以N-8最好，其次为N-7、N-3、N-4、N-5、N-1、N-2、N-6.
根据对MRSA、MRSE、MSSA、MSSE四种菌的MIC实验结果，8个新化合物中N-8、N-7、N-3具有类似或优于对照药泰能、美若培南及比阿培南的抗菌作用，值得进行体内、外抗菌活性的进一步扩大菌谱、样本的研究。以便准确评价其抗菌活性及其开发利用的价值。
此外，本发明还提供了取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物在制备抗菌剂中的应用，以及含有取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物作为有效成分的抗菌药物组合物。
具体实施例方式
借助以下合成路线和具体操作进一步阐述本发明。
一、中间体化合物的合成路线见上述合成路线H。
实施例1a中间体2-羟甲基青霉烯(通式II化合物)的合成通式II的化合物采用下面路线中化合物4(即(5S，6R)-2-叔丁基二甲基硅氧甲基-6-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯)为原料，经脱保护基而得到。其中TBS为叔丁基二甲基硅，PNB为对硝基苄基或可替换为CH2CH＝CH2(烯丙基)。
A.将0.82g(2.8mmol，以70％计)噻酸溶于20ml的1，4-二氧六环中，依次加入0.40g(4mmol)三乙胺，0.38g(2.8mmol)氯化锌，0.46g(1.6mmol)起始原料(3S，4R)-3-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-4-乙酰氧基氮杂环丁-2-酮，室温搅拌14h。蒸去二氧六环，残余物中加入二氯甲烷，有机层用水洗，无水硫酸钠干燥。减压蒸去溶剂，过硅胶H柱色谱得白色固体(2)0.48g，即为(3S，4R)-3-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-4-叔丁基二甲基硅氧乙酰硫基氮杂环丁-2-酮(化合物2)，收率69.3％，mp 108-109℃。
1HNMR(CDCl3)δ6.28(br，1H，NH)，5.23(d，1H，C4-H)，4.27(br，3H，CH2O+C3-H)，3.20(m，1H，CHOTBS)，1.21(d，3H，CH3)，0.95(s，9H，SiC(CH3)3)，0.88(s，9H，SiC(CH3)3)，0.13-0.07(12H，2Si(CH3)2)FAB-MSm/z 434(M++H)B.0.43g(1mmol)的化合物2溶于2ml干燥二氯甲烷中，氮气保护，冰盐浴冷却至-10℃，加入0.29g(1.2mmol)对硝基苄基草酰氯，0.12g(1.2mmol)三乙胺，搅拌30min。用5％碳酸氢钠水溶液调PH＝7-8，二氯甲烷稀释，水洗，无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，得到粗品(结构式3)，可以不经纯化直接用于以下的反应。
将上述得到的粗品溶于20ml甲苯中共沸除水的方法除去反应液中的水分(甲苯中带水)蒸至约剩5ml甲苯。加入1.66g(10mmol)亚磷酸三乙酯，在60℃下反应3h。减压浓缩蒸去甲苯和亚磷酸三乙酯，在浓缩液中加入20ml干燥的二甲苯，回流2h。减压蒸去二甲苯，残余物用乙酸乙酯稀释，盐水洗两次，无水硫酸钠干燥。过硅胶H柱色谱得淡黄色固体，即为(5S，6R)-2-叔丁基二甲基硅氧甲基-6-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯(化合物4)0.35g，收率56.7％，mp 107-108℃。
1HNMR(CDCl3)δ8.21(d，2H，ArH)，7.61(d，2H，ArH)，5.57(d，1H，C7-H)，5.28(AB，2H，C(O)OCH2)，4.84(AB，2H，CH2OSi)，4.24(m，1H，CHOSi)，3.72(m，1H，C6-H)，1.24(d，3H，CH3CH)，0.90(s，9H，SiC(CH3)3)，0.83(s，9H，SiC(CH3)3)，0.09-0.04(12H，2Si(CH3)2)。
C.0.24g(0.4mmol)化合物(化合物4)溶于30ml四氢呋喃中，冷却至0℃，加入0.2ml冰乙酸，1.6ml(1mol/l四氢呋喃溶液)四丁基氟化胺。混合物在0℃下搅拌1h，缓慢升温至15℃搅拌2h。用三乙胺调PH＝7-8，减压浓缩至约10ml，用乙酸乙酯稀释，分别用5％碳酸氢钠水溶液洗一次，盐水洗两次，无水硫酸钠干燥。过硅胶H柱色谱得黄色固体，即为(5S，6R)-2-羟甲基-6-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯(化合物5)，0.12g，收率58.6％，mp 123-125℃。
1HNMR(CDCl3)δ8.21(d，2H，ArH)，7.61(d，2H，ArH)，5.63(s，1H，C7-H)，5.31(AB，2H，C(O)OCH2)，4.62(d，2H，CH2OH)，4.25(m，1H，CHOSi)，3.76(m，1H，C6-H)，3.39(t，1H，OH)，1.24(d，3H，CH3CH)，0.81(s，9H，SiC(CH3)3)，0.06(s，6H，Si(CH3)2)。
由此得到了收率高的中间体化合物。
二、本发明化合物的合成路线参见合成路线H1-H4。
实施例1(5R，6S)-2-(N-间氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯化合物5(0.5g，1mmol)，溶于5ml无水二氯甲烷中，冰盐浴冷却降温至0℃以下，加入三乙胺(0.26g，2.6mmol)，然后滴加入甲磺酰氯(0.16g，1.4mmol)，反应30min，加入10ml二甲亚砜，然后加入间氟苯甲酰哌嗪(0.42g，2mmol)，室温下反应24hr。TLC检测，已反应完全。加入水，用二氯甲烷提取。无水硫酸钠干燥。浓缩，过柱色谱收集组分。得黄色粘稠物(0.45g，65.6％).
1HNMR(CDCl3)δ8.20(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.60(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.38(m，1H，m-(F)Ph)，7.13(m，2H，m-(F)Ph)，5.56(s，1H，H5)，5.28(dd，2H，CH2Ph)，4.25(m，1H，CHOSi)，3.85(brs，1H，H6)，3.51-3.85， 1.21-1.27(m，5H，CH3-CH，CH2-N)，0.81(s，9H)，0.04(d，6H).MS(FAB)m/z 538(M+H+)，685(M)实施例2(5R，6S)-2-(N-邻氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例1，以邻氟苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物5为原料，得黄色粘稠物，收率67％。
FAB-MSm/z 685(M)。
实施例3(5R，6S)-2-(N-对氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例1，以对氟苯甲酸替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物5为原料，得黄色粘稠物，收率71.4％。FAB-MSm/z 685(M)。
实施例4(5R，6S)-2-(N-邻氯苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例1，以邻氯苯甲酸替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物5b为原料，得黄色粘稠物，收率65.4％。
1HNMR(CDCl3)δ8.23(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.60(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.26-7.40(m，4H，o-(F)Ph)，5.57(s，1H，H5)，5.33(dd，2H，CH2Ph)，4.25(m，1H，CHOSi)，3.86(brs，1H，H6)，3.69-3.85， 2.43-2.72 1.20-1.31(m，5H，CH3-CH，CH2-N)，0.82(s，9H)，0.04(d，6H)。
实施例5(5R，6S)-2-(N-邻硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸烯丙基酯操作同实施例1，以邻硝基苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以5b为原料，得黄色粘稠物，收率87.2％。
ESI-MSm/z 617(M+H)
实施例6(5R，65)-2-(N-间硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸烯丙基酯操作同实施例1，以间硝基苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以5b为原料，得黄色粘稠物，收率78.7％。
ESI-MSm/z 617(M+H)实施例7(5R，6S)-2-(N-对硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸烯丙基酯操作同实施例1，以对硝基苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以5b为原料，得黄色粘稠物，收率76.7％。
1HNMR(CDCl3)δ8.31(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.60(dd，2H，p-(NO2)Ph)，5.92(m，1H，CH＝CH2)，5，57(s，1H，H5)，5.33(dd，2H，CH2CH＝CH2)，4.72(m，2H，CH＝CH2)，4.25(m，1H，CHOSi)，3.86(brs，1H，H6)，3.69-3.85， 2.43-2.72 1.54(s，2H，CH2N)，1.26(d，3H，CHCH3)，0.88(s，9H)，0.07(s，6H)。
实施例8(5R，6S)-2-(N-邻甲氧基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例1，以邻甲氧基苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以5为原料，得黄色粘稠物，收率60.7％。
1HNMR(CDCl3)δ8.23(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.62(dd，2H，p-(NO2)Ph)，6.91-7.42(m，4H，o-(OCH3)Ph)，5.71(s，1H，H5)，5.33(dd，2H，CH2Ph)，4.27(m，1H，CHOSi)，3.88(brs，1H，H6)，3.69-3.85， 2.43-2.72 1.54(s，2H，CH2N)，1.26(d，3H，CHCH3)，0.83(s，9H)，0.04(d，6H)。
实施例9(5R，6S)-2-(N-间甲氧基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例1，以间甲氧基苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物5为原料，得黄色粘稠物，收率82.4％。
FAB-MSm/z 699(M+H)实施例10(5R，6S)-2-(N-对甲氧基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例1，以对甲氧基苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以5为原料，得黄色粘稠物，收率61.4％。FAB-MSm/z 699(M+H)。
实施例11(5R，6S)-2-(N-苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-叔丁基-2-二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯FAB-MSm/z 699(M+H)操作同实施例1，以苯甲酰哌嗪替代实施例1中的间氟苯甲酰哌嗪，以5为原料，得黄色粘稠物，收率47.2％。
1HNMR(CDCl3)δ8.22(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.62(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.47(m，5H，Ph)，5.72(s，1H，H5)，5.33(dd，2H，CH2Ph)，4.27(m，1H，CHOSi)，3.89(brs，1H，H6)，3.69-3.85， 2.43-2.72 1.54(s，2H，CH2N)，1.26(d，3H，CHCH3)，0.83(s，9H)，0.04(d，6H)。
FAB-MSm/z 667(M+H)实施例12(5R，6S)-2-(N-间氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯R为间氟的合成路线中化合物7(0.3g，0.43mmol)的12.9ml乙腈溶液中加入0.2N的稀盐酸水溶液12.9mL，搅拌反应48h后，TLC检测基本反应完全。在反应混合物中加入5％的的氢氧化钠水溶液5.2mL。浓缩蒸去乙腈。加入二氯甲烷，用饱和食盐水洗三次后，用无水硫酸钠干燥。真空蒸去二氯甲烷，过硅胶柱色谱，收集产物组分，得到淡黄色粘稠物，收率56.7％。
1HNMR(CDCl3)δ8.24(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.62(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.39，7.13(4H，m-(F)Ph)，5.47(s，1H，H5)，5.22(dd，2H，CH2Ph)，4.12(m，1H，CHOH)，3.85(brs，1H，H6)，3.51-4.27，2.63 1.15-1.27(m，5H，CH3-CH，CH2-N)。
实施例13(5R，6S)-2-(N-邻氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以邻氟苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7为原料，收率58.8％。
1HNMR(CDCl3)δ8.24(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.62(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.42，7.09(4H，o-(F)Ph)，5.69(s，1H，H5)，5.33(dd，2H，CH2Ph)，4.28(m，1H，CHOH)，3.85(brs，1H，H6)，3.51-4.27，2.90 1.54(s，2H，CH2-N)，1.30(d，3H，CH3-CH，)。
实施例14(5R，6S)-2-(N-对氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以对氟苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7为原料，收率62.5％FAB-MSm/z 571(M+H)实施例15(5R，6S)-2-(N-邻氯苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以邻氯苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7为原料，收率52.2％。
1HNMR(CDCl3)δ8.24(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.62(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.09-7.38(4H，o-(Cl)Ph)，5.76(s，1H，H5)，5.35(dd，2H，CH2Ph)，4.28(m，1H，CHOH)，3.85(brs，1H，H6)，3.51-4.27，2.90 1.54(s，2H，CH2-N)，1.30(d，3H，CH3-CH，)。
实施例16(5R，6S)-2-(N-邻硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸烯丙酯操作同实施例12，以邻硝基苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7b为原料，收率48.2％。
FAB-MSm/z 503(M+H)
实施例17(5R，6S)-2-(N-间硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸烯丙酯操作同实施例12，以间硝基苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7b为原料，收率52.2％。
FAB-MSm/z 503(M+H)实施例18(5R，6S)-2-(N-对硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸烯丙酯操作同实施例12，以对硝基苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7b为原料，收率53.3％。
FAB-MSm/z 503(M+H)实施例19(5R，6S)-2-(N-邻甲氧基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以邻甲氧基苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7为原料，收率63.2％。
1HNMR(CDCl3)δ8.26(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.63(dd，2H，p-(NO2)Ph)，6.93-7.40(m，4H，o-(CH3O)Ph)，5.50(s，1H，H5)，5.39(dd，2H，CH2Ph)，4.13(m，1H，CHOH)，3.85(brs，1H，H6)，3.51-4.94 1.54(s，2H，CH2-N)，1.27(d，3H，CH3-CH，)。
FAB-MSm/z 583(M+H)实施例20(5R，6S)-2-(N-间甲氧基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以间甲氧基苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7为原料，收率57.3％。
1HNMR(CDCl3)δ8.22(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.62(dd，2H，p-(NO2)Ph)，6.91-7.43(m，4H，m-(CH3O)Ph)，5.57(s，1H，H5)，5.35(dd，2H，CH2Ph)，4.24(m，1H，CHOH)，3.81(brs，1H，H6)，2.51-4.94 1.62(s，2H，CH2-N)，1.30(d，3H，CH3-CH，)。
FAB-MSm/z 583(M+H)实施例21(5R，6S)-2-(N-对甲氧基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以对甲氧基苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物7为原料，收率51.8％。
FAB-MSm/z 583(M+H)实施例22(5R，6S)-2-(N-苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸对硝基苄酯操作同实施例12，以苯甲酰哌嗪替代实施例12中的间氟苯甲酰哌嗪，以7为原料，收率62.7％。
1HNMR(CDCl3)δ8.25(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.61(dd，2H，p-(NO2)Ph)，7.30-7.61(m，5H，Ph)，5.50(s，1H，H5)，5.36(dd，2H，CH2Ph)，4.24(m，1H，CHOH)，3.81(brs，1H，H6)，2.51-4.94 1.66(s，2H，CH2-N)，1.35(d，3H，CH3-CH，)。
FAB-MSm/z 553(M+H)实施例23(5R，6S)-2-(N-间氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾0.20g反应路线H1中化合物8，溶于2ml四氢呋喃中，加PH＝7的磷酸钾缓冲溶液，氢气下反应3h。TCL检测基本反应完全。蒸去四氢呋喃，加二氯甲烷洗水相。收集水相过大孔树脂柱，得淡黄色固体0.10g。收率60.2％。
经HNMR谱确认。
1HNMR(DMSO)δ7.24-7.48(4H，m，o-(F)Ph)，5.31(s，1H，H5)，5.04(d，1H，CHOH)，3.85(m，1H，CHOH)，3.75(AB，2H，CH2)，3.57，2.97 3.35(dd，1H，H6)，2.63 1.15(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 474(M+H)
实施例24(5R，6S)-2-(N-邻氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾操作同实施例23，以邻氟苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，收率62.7％。
1HNMR(DMSO)δ7.25-7.44(4H，m，o-(F)Ph)，5.31(s，1H，H5)，5.04(d，1H，CHOH)，3.84(m，1H，CHOH)，3.64(AB，2H，CH2)，3.67，3.05， 3.35(dd，1H，H6)，2.43 1.14(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 474(M+H)实施例25(5R，6S)-2-(N-对氟苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾操作同实施例23，以对氟苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，收率60.1％。
1HNMR(DMSO)δ7.22-7.47(4H，m，p-(F)Ph)，5.46(s，1H，H5)，5.13(brs，1H，CHOH) 3.93(m，1H，CHOH)，3.71(s，2H，CH2)，3.64(dd，1H，H6)，3.32，2,81，2.25 1.12(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 474(M+H)实施例26(5R，6S)-2-(N-邻氯苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾操作同实施例23，以邻氯苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，收率61.3％。
ESI-MSm/z 490(M+H)实施例27(5R，6S)-2-(N-邻甲氧苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾操作同实施例23，以邻甲氧苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，收率63.9％。
1HNMR(DMSO)δ6.95-7.38(m，4H，o-(CH3O)Ph)，5.33(s，1H，H5)，5.05(s，1H，CHOH)，3.86(m，1H，CHOH)，3.78(s，3H，OCH3)，3.69(s，2H，CH2)3.40(m，1H，H6)，3.56-2.25 1.12(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 486(M+H)实施例28(5R，6S)-2-(N-间甲氧苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾操作同实施例23，以间甲氧苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，收率68.9％。
1HNMR(DMSO)δ6.94-7.36(m，4H，m-(CH3O)Ph)，5.41(s，1H，H5)，5.10(s，1H，CHOH)，3.89(m，1H，CHOH)，3.76(s，3H，OCH3)，3.58(s，2H，CH2)3.50(m，1H，H6)，3.30-2.44 1.13(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 486(M+H)实施例29(5R，6S)-2-(N-对甲氧苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钾操作同实施例23，以对甲氧苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，收率68.1％。
1HNMR(DMSO)δ6.94-7.36(m，4H，p-(CH3O)Ph)，5.45(s，1H，H5)，5.06(s，1H，CHOH)，3.91(m，1H，CHOH)，3.78(s，3H，OCH3)，3.70(s，2H，CH2)3.45(m，1H，H6)，3.50-2.44 1.13(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 486(M+H)实施例30(5R，6S)-2-(N-苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸钠操作同实施例23，以苯甲酰哌嗪替代实施例23中的间氟苯甲酰哌嗪，以化合物8为原料，加入PH＝7磷酸钠缓冲溶液，收率67.4％。
1HNMR(DMSO)δ7.36-7.43(m，5H，Ph)，5.33(s，1H，H5)，5.05(s，1H，CHOH)，3.86(m，1H，CHOH)，3.71(s，2H，CH2)，3.38(m，1H，H6)，3.50-2.44 1.12(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 456(M+H)
实施例31(5R，6S)-2-(N-邻硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸0.14g的路线H4中化合物8b溶于5ml四氢呋喃中，加入0.1ml乙酸，0.065g三苯基磷，0.065g三苯基磷钯，0.02ml亚磷酯三乙酯，室温反应12hr。过滤得黄色液体。过反相柱，冷冻干燥得40.7g白色固体，收率30.7％。
1HNMR(DMSO)δ7.52-8.19(m，4H，Ph)，5.48(d，1H，H5)，5.14(s，1H，CHOH)，3.92(m，1H，CHOH)，3.71(s，2H，CH2)，3.30(m，1H，H6)，3.50-2.44 1.12(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 463(M+H)实施例32(5R，6S)-2-(N-间硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸操作同实施例31，以间硝基苯甲酰哌嗪替代实施例31中的邻硝基苯甲酰哌嗪，以化合物8b为原料，收率47.4％1HNMR(DMSO)δ7.71-8.30(m，4H，Ph)，5.49(d，1H，H5)，5.14(d，1H，CHOH)，3.92(m，1H，CHOH)，3.68(s，2H，CH2)，3.30(m，1H，H6)，3.64-2.44 1.11(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 463(M+H)实施例33(5R，6S)-2-(N-对硝基苯甲酰哌嗪)-N-甲基-6-[(1R)-1-羟乙基]-青霉烯-3-羧酸操作同实施例31，以对硝基苯甲酰哌嗪替代实施例31中的邻硝基苯甲酰哌嗪，以化合物8b为原料，收率44.1％1HNMR(DMSO)δ7.65-8.28(m，4H，Ph)，5.49(s，1H，H5)，5.14(d，1H，CHOH)，3.92(m，1H，CHOH)，3.71(s，2H，CH2)，3.25(m，1H，H6)，3.64-2.44 1.12(d，3H，CH3).
ESI-MSm/z 463(M+H)
权利要求
1.取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，其特征在于，该化合物结构如通式I所示 其中，R代表连接在苯环上的一个或一个以上取代基，选自H、卤原子、烷氧基、NO2或CN；M选自H、钠或钾。
2.权利要求1所述的取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，其中，R选自H、卤原子、Cl-C3的烷氧基、NO2或CN。
3.权利要求1所述的取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，其中，R为H、F、Cl、甲氧基、NO2或CN。
4.权利要求1所述的取代2-苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物的制备方法，其包括使每1当量具有通式II的化合物先与1-1.5倍当量的甲磺酰氯反应生成烯丙基甲磺酸酯化合物，再与1-3倍当量的取代苯甲酰哌嗪化合物发生反应生成羟基和羧基带有保护基的青霉烯类化合物，以及脱除保护基的过程， 式中T和P均为保护基。
5.权利要求4所述的制备方法，其中羟基保护基T包括叔丁基二甲基硅，羧基保护基P包括对硝基苄基或-CH2CH＝CH2。
6.权利要求4所述的制备方法，其中包括以(5S，6R)-2-叔丁基二甲基硅氧甲基-6-[(1R)-叔丁基二甲基硅氧乙基]-青霉烯-3-羧酸酯为原料通过脱去保护基合成具有通式II的化合物的过程。
7.权利要求4所述的制备方法，其中所述的脱除保护基包括羟基脱保护和羧基脱保护反应，所述的羟基脱保护为在每1当量所述化合物的乙腈溶液中加入1-10倍当量的0.1-0.2mol/L的稀盐酸进行反应。
8.权利要求7所述的制备方法，其中所述的羟基脱保护反应为在每1当量化合物的乙腈溶液中加入6倍当量的0.1-0.2mol/L的稀盐酸进行反应。
9.权利要求1-3任一项所述的化合物在制备抗生素类药物中的应用。
10.一种抗菌药物组合物，其中含有权利要求1-3中任一项所述化合物作为活性成分。
全文摘要
本发明提供了一种取代2－苯甲酰哌嗪甲基青霉烯类化合物，该化合物结构如通式I所示其中，R代表连接在苯环上的一个或一个以上取代基，选自H、卤原子、烷氧基、NO
文档编号A61P31/04GK1676526SQ20051006627
公开日2005年10月5日 申请日期2005年4月25日 优先权日2005年4月25日
发明者刘浚, 陈晓芳, 金洁, 武燕彬 申请人:中国医学科学院医药生物技术研究所