专利名称：7-酰氨基-3-杂芳硫基-3-头孢羧酸抗生素的前药的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机化学、药物化学、生物化学和医学。具体而言，它涉及头孢菌素抗生素的前药，其中该前药水溶性实质上强于母体抗生素，其中该优点帮助肠外给药。该前药在生理条件下容易转化以提供母体抗生素。
背景技术：
提供以下内容以帮助理解本发明。勿将这部分的内容认为，也不应理解为本发明的现有技术。
在过去的三十年中，已有多种抗生素用于临床。但是，这些抗生素的滥用已导致许多临床上重要的菌株如沙门氏菌(Salmonella)、肺炎链球菌(S.pneumonie)、肠杆菌(Enterobacteriaceae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和假单孢菌(Pseudomonas)的耐药性。近年来耐药性产生的速率令人吃惊地增加。在各类已遇到这种耐药性产生增加的抗生素中，头孢菌素特别受到影响。
自1965年以来，已有70多种头孢菌素在临床上用于治疗细菌感染。它们的作用方式包括抑制细菌肽聚糖生物合成，肽聚糖生物合成是细胞壁制造中的重要步骤。对头孢菌素的耐药性主要通过三种机理发生(a)产生β-内酰胺酶，该酶切割β-内酰胺环从而使抗生素失活；(b)细胞壁组成的改变导致抗生素穿透降低；和(c)青霉素结合蛋白(PBPs)的改变导致PBPs与β-内酰胺结合减少，而该结合对于通过β-内酰胺抑制细胞壁的生物合成而言是必需的。
由不良的PBP结合导致其耐药性的细菌的实例为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(“MRSA”)和肠球菌(Enterococci)。MRSA的耐药性是由高水平的改变的PBP、PBP2a的存在导致的，已表明其与β-内酰胺结合非常弱。避免此耐药性机理的尝试已导致发现许多新的抗菌化合物。
已表明其耐药性与不良的PBP结合有关的有效抗菌的化合物是在以下文献中所述的化合物共同所有的国际申请PCT/US95/03976和1994年4月1日提交的美国专利申请08/222,262；1995年1月6日提交的08/369,798；均在1995年3月29日提交的08/413,713、08/413,714、08/415,065、08/413,712、08/415,064和08/415,069；1995年5月31日提交的08/455,969；1995年6月1日提交的08/457,673；均在1997年9月29日提交的08/940,508和08/937,812；均在1996年10月11日提交的08/730,041、08/730,039、08/728,232、08/430,042、08/728,233和08/730,040；和1997年4月17日提交的08/842,915；本文全部引用所有的文献，包括任何附图作为参考。
已证明具有抗耐β-内酰胺，特别是头孢菌素的细菌的活性的一类化合物是7-酰氨基-3-杂芳硫基-3-头孢羧酸(cephem carboxylic acids)，在美国专利6,025,352中描述了该化合物，本文同样全部引用该文献，包括任何附图作为参考。在7-酰氨基-3-杂芳硫基-3-头孢羧酸中，特别具有活性的化合物是(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-(2-氨基乙基硫甲基]-吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸(1) 但是，虽然1表现出高水平的体外抗耐β-内酰胺菌株的活性，但由于其相对低的水溶性导致其体内利用受到限制，这限制了可用的给药方式。也就是说，1在中性pH或接近中性pH，即约pH5至约pH7下的水溶性不足以肠外给药。
所需要的是1的一种变型，这种变型在中性pH或接近中性pH时水溶性更好，但它具有与1同样高的杀菌活性或者在体内容易复原至1本身。本发明提供这种1的变型。
发明内容
本发明涉及1的前药，该前药表现出令人吃惊的水溶性且在体内容易生物转化为母体化合物。
因此，一方面本发明涉及具有以下化学结构的化合物 其中R′1选自氢和-C(O)CH(NH2)CH3；且R′2选自氢和由在哺乳动物中发现的酶裂解的酰基。
另一方面，本发明涉及以上化合物，其中R′2选自氢、-C(O)-R88、-C(O)-OR89、-C(O)-CH(NHR′3)-alk4和 其中R88为 或 R′3选自氢、-C(O)-OR89和-C(O)-CH(NH2)-alk4；alk4选自氢和任选地取代的烷基，其中所述烷基任选地被一个或多个选自氢、苯基、-COOH、-C(O)-OR89、-C(O)NH2、-OH、-SH、-NH2和 的取代基取代；且R89选自二苯甲基、叔丁基、烯丙基、对硝基苄基、苄基、对或邻硝基苄基、2，2，2-三氯乙基、肉桂基、2-氯烯丙基、叔戊基、三苯甲基、4-甲氧基三苯甲基、4，4′-二甲氧基三苯甲基、三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、β-(三甲基甲硅烷基)乙基、4-或2-甲氧基苄基、2，4-二甲氧基苄基、3，4-二甲氧基苄基、2，4，6-三甲氧基苄基、甲氧基甲基和3，3-二甲基烯丙基。
本发明的另一方面是，在以上化合物中，R’3选自氢、甲基和-C(O)CH(NH2)CH3。
本发明的另一方面是，在以上化合物中，alk4选自氢、-CH3、-CH(CH3)2、-CH2OH、-CH2NH2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2COOH、-CH2CH2COOH、-CH2-C(O)NH2、-CH2CH2-C(O)NH2和 任何以上化合物的药学可接受的盐也是本发明的一方面。
本发明的另一方面是选自以下的化合物(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-鸟氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-((Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-脯氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-N-(L)-丙氨酰氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L，L)-丙氨酰丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-甘氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸
(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-(Nα-甲基)丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-组氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-缬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸
(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬酰胺酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-赖氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-丝氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 (7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-谷氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸
(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-谷氨酰胺酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 和(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-((5-甲基-1，3-二氧戊环-4-烯-2-酮-4-基)甲氧羰基)氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 本发明的另一方面是选自以下的化合物(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-鸟氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L，L)-丙氨酰丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-赖氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-谷氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，和(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-((5-甲基-1，3-二氧戊环-4-烯-2-酮-4-基)甲氧羰基)氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸。
最后，本发明的一方面是化合物(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 另一方面，本发明涉及任何本发明的化合物的药学可接受的盐。
本发明的另一方面是包含一种或多种本发明的化合物，用于治疗患者细菌感染的组合物。
本发明的进一步的另一方面是包含本发明的化合物和药学可接受的载体或赋形剂的组合物。
本发明的一方面是包含一种或多种本发明的化合物，用于治疗人细菌感染的组合物。
用于治疗人细菌感染的组合物还包含药学可接受的载体或赋形剂，这也是本发明的一方面。
本发明的一方面是以上组合物用于治疗耐β-内酰胺抗生素的细菌感染。
在本发明的另一方面，耐β-内酰胺抗生素的细菌感染是耐甲氧西林、氨苄西林或万古霉素的细菌感染。
而且，在本发明的另一方面，细菌感染是由葡萄球菌或肠球菌种细菌引起的。
在本发明的另一方面，葡萄球菌或肠球菌种耐某些或所有其它β-内酰胺抗生素。
在本发明的另一方面，耐药葡萄球菌种为金黄色葡萄球菌Col(MethR)(bla-)、金黄色葡萄球菌76(MethR)(bla+)、金黄色葡萄球菌ATCC 29213、金黄色葡萄球菌ATCC 25913、金黄色葡萄球菌ATCC32432或金黄色葡萄球菌ColBA。
在本发明的一方面，耐药肠球菌种为粪肠球菌ATCC 35667或粪肠球菌ATCC 29212)。
最后，用于预防性治疗患者以预防细菌感染的组合物是本发明的一方面。
图1显示两性离子形式(2)的母体抗生素，化合物1与本发明的前药，化合物3相比的水溶性
具体实施方案定义本文所用的术语“烷基”指饱和脂肪烃，包括直链和支链基团。优选地，烷基具有1-20个碳原子(无论本文何时提到数值范围，例如“1-20”，它意指该基团，在本例中为烷基，可以含有1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子等，至多包括20个碳原子)。更优选地，它是具有1-10个碳原子的中等大小的烷基。最优选地，它为具有1-4个碳原子的低级烷基。烷基可以是取代或未取代的。未取代的烷基的非限制性实例为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基和2-甲基戊基。在被取代时，一个或多个取代基可以没有限制地是一个或多个独立地选自以下的基团卤素、羟基、氰基、硝基、低级烷氧基、羧基、羰基、烷基羰基、烷氧羰基、巯基、烷硫基、氨基、酰氨基、异硫脲基、脒基、胍基、任选地取代的芳基、任选地取代的芳氧基、任选地取代的芳硫基、任选地取代的在环中具有1-3个氮原子的6元杂芳基、任选地取代的在环中具有1-3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元杂芳基和任选地取代的在环中具有1-3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元或6元杂脂环基。取代的烷基的非限制性实例包括三氟甲基、3-羟基己基、2-羧基丙基、2-氟乙基、羧甲基、4-氰基丁基、2-胍基乙基和3-N，N′-二甲基异硫脲鎓丙基。
“环烷基”指3-8元全碳单环、全碳5元/6元或6元/6元稠合双环或多环稠环(“稠”环系统意指系统中的各环与系统中的各其它环共享相邻的碳原子对)基团，其中一个或多个环可以含有一个或多个双键，但没有环具有完全共轭的π-电子系统。环烷基的非限制性实例为环丙烷、环丁烷、环戊烷、环戊烯、环己烷、环己二烯、金刚烷、环庚烷和环庚三烯。环烷基可以是取代或未取代的。当被取代时，一个或多个取代基可以没有限制地是一个或多个独立地选自以下的基团卤素、羟基、烷氧基、巯基、烷硫基、氰基、硝基、任选地取代的芳基、任选地取代的芳氧基、巯基、烷硫基、任选地取代的芳硫基、氨基、酰氨基、羧基、羰基、烷基羰基、烷氧羰基、任选地取代的在环中具有1-3个氮原子的6元杂芳基、任选地取代的在环中具有1-3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元杂芳基和任选地取代的在环中具有1-3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元或6元杂脂环基。
本文定义的“链烯基”指由至少两个碳原子和至少一个碳碳双键组成的烃基。
本文定义的“炔基”指由至少两个碳原子和至少一个碳碳叁键组成的烃基。
“芳基”指具有完全共轭的π-电子系统的全碳单环或稠环多环(即共享相邻碳原子对的环)基团。芳基的非限制性实例为苯基、萘基和蒽基。芳基可以是取代或未取代的。当被取代时，一个或多个取代基可以没有限制地是一个或多个独立地选自以下的基团烷基、(卤素)3C-、卤素、羟基、烷氧基、巯基、烷硫基、氰基、硝基、氨基、酰氨基、羧基、羰基、烷基羰基、烷氧羰基、任选地取代的在环中具有1-3个氮原子的6元杂芳基、任选地取代的在环中具有1-3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元杂芳基和任选地取代的在环中具有1-3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元或6元杂脂环基。取代的芳基的非限制性实例为联苯、碘代联苯、甲氧基联苯、蒽基、溴苯基、碘苯基、氯苯基、羟基苯基、甲氧基苯基、甲酰苯基、乙酰苯基、三氟甲硫基苯基、三氟甲氧基苯基、烷硫基苯基、三烷基铵苯基、酰氨苯基、噻唑基苯基、噁唑基苯基、咪唑基苯基、咪唑基甲基苯基、氰基苯基、吡啶基苯基、吡咯基苯基、吡唑基苯基、三唑基苯基和四唑基苯基。
本文所用的“杂芳基”指在一个或多个环中具有一个或多个选自氮、氧和硫的原子并具有共轭π-电子系统的单环或稠环(即共享相邻原子对的环)基团。杂芳基的非限制性实例为吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉、嘌呤和咔唑。杂芳基可以是取代或未取代的。当被取代时，取代基可以没有限制地是一个或多个独立地选自以下的基团烷基、(卤素)3C-、卤素、羟基、低级烷氧基、巯基、烷硫基、芳硫基、氰基、硝基、氨基、酰氨基、羧基、羰基、烷基羰基和烷氧羰基。取代的杂芳基的非限制性实例为2-氨基噻唑-4-基、2-氨基-5-氯噻唑-4-基、5-氨基-1，2，4-噻二唑-3-基、2，3-二氧代哌嗪基、4-烷基哌嗪基、2-碘-3-二苯并呋喃基和3-羟基-4-二苯并噻吩基。
“杂脂环”基团指在一个或多个环中具有一个或多个选自氮、氧和硫的原子的单环或稠环基团。这些环还可以具有一个或多个双键。但是，这些环不具有完全共轭的π-电子系统。杂脂环可以是取代或未取代的。当被取代时，一个或多个取代基可以没有限制地是一个或多个独立地选自以下的基团烷基、(卤素)3C-、卤素、羟基、烷氧基、巯基、烷硫基、氰基、硝基、氨基、酰氨基、羧基、羰基、烷基羰基和烷氧羰基。
“羟基”指-OH基团。
“烷氧基”指-O-(未取代的烷基)和-O-(未取代的环烷基)基团。
本文定义的“芳氧基”指-O-芳基和-O-杂芳基。
“巯基”指-SH基团。
“烷硫基”指(未取代的烷基)S-和(未取代的环烷基)S-基团。
本文定义的“芳硫基”指-S(芳基)和-S(杂芳基)。
“卤素”基团指氟、氯、溴或碘。
“氰基”指-C≡N基团。
“硝基”指-NO2基团。
“氨基”指NRR′基团，其中R和R′独立地选自氢、烷基、环烷基、芳基、杂芳基和杂脂环基。
“酰氨基”指-C(O)NRR′，其中R和R′具有以上的含义。
“羧基”指-CO(O)H基团。
“羰基”指-C(O)H基团。
“酰基”指-C(O)R基团，其中R为氢或如以上定义的烷基，如甲酰基、乙酰基、丙酰基或丁酰基。
“烷基羰基”指-C(O)(烷基)基团。
“烷氧羰基”指-C(O)(O-烷基)基团。
“三烷基甲硅烷基”指RR′R″Si-基团，其中R、R′和R″为如以上定义的烷基。
“三烷基铵”指[RR′R″N-]+，其中R、R′和R″为如以上定义的烷基。
术语“方法”指用于实现给定任务的方式、手段、技术和过程，包括但不限于化学、药学、生物学、生物化学和医学领域的从业者已知的方式、手段、技术和过程，或容易地由这些方式、手段、技术和过程得到的方式、手段、技术和过程。
“药物组合物”指一种或多种本文所述化合物或它们的生理学可接受的盐和其它化学组分如生理学可接受的载体与赋形剂的混合物。药物组合物的目的是方便将化合物给予机体。
本文所用的药学可接受的盐指阳离子或阴离子形式的任何本发明的化合物与适宜的抗衡离子一起。本发明的化合物可以作为一价或二价带电物种存在，在后者的情况下它将与两个可以相同或不同的抗衡离子形成盐。优选的药学可接受的盐包括(1)无机盐如钠、钾、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐、磷酸盐或硫酸盐；(2)羧酸盐如乙酸盐、三氟乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、马来酸盐或延胡索酸盐；(3)烷基磺酸盐如甲磺酸盐、乙磺酸盐、2-羟基乙基磺酸盐、正丙基磺酸盐或异丙基磺酸盐；和(4)羟基羧酸盐如乳酸盐、苹果酸盐和柠檬酸盐。本发明的化合物为阳离子物种的盐通过该化合物与诸如以下有机或无机酸反应而制得盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸等。所用的酸提供阴离子抗衡离子。本发明的化合物为离子对中的阴离子物种的盐通过任一本发明的化合物与诸如以下的有机或无机碱反应制得苄星青霉素(benzathene)、氯普鲁卡因、胆碱、二乙醇胺、乙二胺、甲葡胺、普鲁卡因和氢氧化物、醇盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、酰胺、烷基酰胺，或者锂、钠、钾、镁、钙、铝和锌的二烷基酰胺盐。碱提供阳离子。
“前药”指在体内转化为母体药物的化合物。前药经常是有用的，因为在某些情况下，它们可能比母体药物更容易给药。例如，它们可以通过口服给药而可生物利用，而母体化合物则不是。药物组合物中的前药还可以具有优于母体药物的改善的溶解度。前药的非限制性实例可以是本发明的化合物，它作为酯(“前药”)给药以促进转运通过细胞膜(其中水溶性对移动性是有害的)，但它一旦在细胞内(其中水溶性是有益的)便代谢水解为羧酸，活性实体。
前药的另一个实例可以是单氨基酸或短多肽，例如但不限于通过末端氨基与化合物的羧基连接或通过氨基酸的羧基与化合物的氨基连接的2-10个氨基酸多肽，本发明的化合物便是这种情况。这样形成的化合物随后在体内转化从而释放活性分子。
本文所用的“生理学可接受的载体”指不导致对机体显著刺激并不消除所给予的化合物的生物活性和性质的载体或稀释剂。
“赋形剂”指加入药物组合物中以进一步方便化合物的给药的惰性物质。赋形剂的非限制性实例包括碳酸钙、磷酸钙、各种糖和各种类型的淀粉、纤维素衍生物、明胶、植物油和聚乙二醇。
“体外”指在人工环境，例如但不限于含有培养基的试管或培养皿中进行的过程。
“体内”指在活的机体，例如但不限于小鼠、大鼠、犬、猫、兔、牛、猪、马或人中进行的过程。
本文所用的“细菌感染”指在患者中建立充足的致病细菌菌群以对患者的健康和良好状态具有有害作用和/或导致与特定的细菌有关的可识别的症状。
本文所用的术语“预防”指用于首先阻止机体获得细菌感染的方法。
本文所用的术语“治疗”指缓解或消除细菌感染和/或其并发症的方法。
本文所用的“给药”指将化合物，或它的盐，或含有化合物或其盐的药物组合物递送至机体以治疗或预防细菌感染。
术语“患者”指任何能够被细菌感染的活的实体。具体地，“患者”指哺乳动物如犬、猫、马、牛、猪、兔、山羊或绵羊。最具体地，本文的患者指人。
本文所用的术语“治疗有效量”指一定程度地缓解一种或多种被治疗的疾病的症状的所给予的化合物的量。关于细菌感染的治疗，治疗有效量指这样的化合物量(1)减少，优选消除患者体内的细菌菌群，(2)抑制(即一定程度地减缓，优选终止)细菌的增殖，(3)一定程度地抑制(即一定程度地减缓，优选终止)细菌导致的感染的传播，和/或(4)一定程度地缓解(优选消除)一种或多种与细菌感染有关的症状。
术语“预防有效量”指这样的化合物量(1)保持低水平的细菌菌群；(2)保持抑制细菌增殖的水平；(3)保持抑制感染传播的水平，和/或(4)保持缓解一种或多种与细菌感染有关的症状的水平，这些通过给予治疗有效量的化合物实现。
术语“耐β-内酰胺细菌”指β-内酰胺抗生素的最低抑制浓度(MIC)大于32μg/mL的细菌。
合成使用已知的有机化学反应和过程由容易获得的原料合成化合物1。教科书，例如但不限于March，Advanced Organic ChemistryReactions，Mechanisms and Structure(高等有机化学反应、机理和结构)(McGraw-HilL，最新版)；Larock，Comprehensive OrganicTransformations(综合有机转化)(VCH出版社，最新版)；Greene和Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis(有机合成中的保护基)(John Wiley & Sons，最新版)和G.I.Georg，The Organic Chemistry ofβ-Lactams(β-内酰胺的有机化学)(VCH出版社，最新版)提供了关于1合成的充分指导。还可以在美国专利6,025,352中发现用于制备1的方法，本文全部引用该文献，包括任何附图。以下是合成的代表A.(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)-乙酸室温下将N-氯-琥珀酰亚胺(1.80g，13.47mmol)加入在DMF(30mL)中的(Z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酸(5.81g，13.47mmol)的溶液中。搅拌过夜后，将反应混合物倾入水(500mL)中，并过滤所得的沉淀，用水和乙酸乙酯洗涤，并真空干燥得到4.43g(71％)标题化合物13C NMR(CDCl3)δ108.5，125.6，126.2，126.6，127.3，134.7，141.8，146.5，162.1，163.3。
B.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)-乙酰氨基]-3-氯-3-头孢-4-羧酸二苯基甲酯室温下向在无水THF(100ml)中的7-氨基-3-氯头孢烷酸二苯基甲酯甲苯磺酸盐(5.0g，8.72mmol)的溶液加入吡啶(0.63g，10.0mmol)中，然后加入(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酸(5.81g，13.47mmol)。将所得的浆冷却至-15℃，并另外加入吡啶(1.42g，22.5mmol)，然后滴加三氯氧化磷(1.64g，17.5mmol)，同时保持反应温度低于-10℃。30分钟后，加入乙酸乙酯(200mL)，然后加入水(150mL)。用乙酸乙酯完全萃取水层，用硫酸钠干燥合并的有机萃取物，并真空浓缩得到粗产物，通过硅胶闪蒸柱色谱法(乙酸乙酯/己烷3∶1)纯化粗产物得到标题化合物(5.37g，65％)1H NMR(CDCl3/CD3OD)δ3.35(d，1H，J＝18)，3.68(d，1H，J＝18)，5.07(d，1H，J＝5)，5.80(br s，2H)，6.04(dd，1H，J＝9.5)，7.03(s，1H)，7.06(d，1H，J＝9)，7.22-7-50(m，25H)。
C.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-巯基-3-头孢-4-羧酸二苯基甲酯-20℃下向在DMF(30mL)中的(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-氯-3-头孢-4-羧酸二苯基甲酯(4.0g，4.72mmol)的溶液中一次加入粉状硫氢化钠(sodiumhydrogen sulfide)水合物(1.10g，19.6mmol)。15分钟后，将反应混合物倾入0.5M磷酸一钠(约100mL)中。用乙酸乙酯萃取混合物，并用水完全洗涤有机层。真空浓缩后，得到粗标题产物，为黄色泡沫3.8g(95％)1H NMR(CDCl3/CD3OD)δ3.38(d，1H，J＝15)，4.43(d，1H，J＝15)，5.03(d，1H，J＝5)，5.80(d，1H，J＝5)，5.99(br s，1H)，6.80(s，1H)，7.05-7.50(m，25H)。
D.3-氯甲基4-氯吡啶盐酸盐室温下将亚硫酰氯(0.714mL，9.78mmol)加入无水DMF(7mL)中。30分钟后，插入套管使溶液进入在DMF(3mL)中的3-羟基甲基-4-氯吡啶(700mg，4.89mmol)的溶液中。45分钟后，加入无水乙醚(100ml)沉淀产物，用乙醚洗涤，并真空干燥得到813mg(84％)标题化合物1H NMR(CD3OD)δ5.00(s，2H)，8.31(d，1H，J＝5)，8.99(d，1H，J＝5)，9.18(s，1H)。
E.3-(N-叔丁氧羰基氨基乙基硫甲基)4-氯吡啶室温下将碘化钠(386mg，2.59mmol)、二异丙基乙基胺(1.12mL，6.47mmol)和2-(N-叔丁氧羰基氨基)乙硫醇(458mg，2.59mmol)加入在DMF(6mL)中的3-氯甲基-4-氯吡啶盐酸盐(513mg，2.59mmol)的溶液中。2小时后，用稀HCl和乙酸乙酯分配反应混合物。用水洗涤有机层，用硫酸钠干燥并浓缩得到750mg油状产物(96％)，此产物不经进一步纯化而用于下一步1H NMR(CDCl3)δ1.43(s，9H)，2.61(m，2H)，3.35(m，2H)，3.81(s，2H)，4.90(br s，1H)，7.35(d，1H，J＝4)，8.40(d，1H，J＝4)，8.57(s，1H)。
F.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-[3-(N-叔丁氧羰基氨基乙基硫甲基)吡啶4-基硫]-3-头孢-4-羧酸二苯基甲酯室温下将3-(N-叔丁氧羰基氨基乙基硫甲基)-4-氯吡啶(242mg，0.80mmol)加入在DMF(3mL)中的(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-巯基-3-头孢-4-羧酸二苯基甲酯(650mg，0.777mmol)的溶液中。搅拌过夜后，用水和乙酸乙酯分配反应混合物。用水完全洗涤有机层，用硫酸钠干燥并浓缩得到粗产物，通过硅胶径向色谱法(二氯甲烷/甲醇；v/v，50/1)纯化粗产物得到220mg标题化合物(26％)1H NMR(CDCl3/CD3OD)δ1.23(s，9H)，2.32(t，2H，J＝6)，2.98(d，1H，J＝18)，3.06(m，2H)，3.40(d，1H，J＝18)，3.46(s，2H)，5.03(d，1H，J＝5)，5.52(br s，1H)，5.94(d，1H，J＝5)，6.80(s，1H)，6.90(d，1H，J＝6)，7.00-7.22(m，25H)，8.01(d，1H，J＝6)，8.08(s，1H)。
G.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-[3-(氨基乙基硫甲基)吡啶4-基硫]3-头孢-4-羧酸，甲磺酸盐向在二氯甲烷(10mL)和茴香醚(1.0mL)中的(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-[3-(N-叔丁氧羰基氨基乙基硫甲基)-吡啶-4-基硫]-3-头孢-4-羧酸二苯基甲酯(1.00g，0.907mmol)的冷溶液(0℃)中加入三氟乙酸(13mL)。1.5小时后，在真空和室温下浓缩反应混合物，并将油状残余物溶于98％甲酸(20mL)中。室温下4小时后，真空除去甲酸，并将残余物溶于水(25mL)中。离心除去不溶物。通过以下方法纯化上清液在HP20柱上用水洗脱，然后用0.1M乙酸铵水溶液洗脱，最后用1∶4乙腈/水洗脱产物。将洗脱物浓缩至约1/10最初体积，并将所得的沉淀过滤，用水洗涤，并真空干燥得到两性离子产物(260mg)。通过以下方法制备甲磺酸盐将两性离子产物悬浮在水(15mL)中，然后加入甲磺酸(1.0M，在水中，0.98eq)和乙腈(5mL)。将所得的溶液蒸发至干后，将残余物溶于水(30mL)中，离心除去不溶物，并将上清液冻干得到标题化合物(274mg，44％)。
1H NMR(D2O)δ3.11(s，3H)，3.19(m，2H)，3.52(m，2H)，3.67(d，1H，J＝17)，4.22(d，1H，J＝17)，4.33(s，2H)，5.76(d，1H，J＝4)，6.29(d，1H，J＝4)，7.93(d，1H，J＝4)，8.78(d，1H，J＝4)，8.87(s，1H)。
1的前药，即本发明的主题，还可以通过在上述教科书中发现的标准有机合成方法制备。以下是这些制备的实例。所示的合成不被理解为以任何方式限定本发明的范围。也就是说，根据本文的内容，其它前药和它们的其它合成方法对于本领域技术人员来说是明显的；所有这些前药和合成都在本发明的范围之内。
1.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-α-谷氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，双三氟乙酸盐 在氮气氛下将在DMF(2.5mL)中的(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(三苯基甲氧基亚氨基)乙酰氨基]-3-巯基-3-头孢-4-羧酸，二苯基甲酯(354mg，0.41mmol)和4-氯-3-{2-[N-(L)-α-(N-叔丁氧羰基)-(γ-叔丁氧基)-谷氨酰]-氨基乙基硫甲基}吡啶(183mg，0.41mmol)的溶液搅拌3小时，并用乙酸乙酯(25mL)稀释。用水完全洗涤反应混合物，并用无水硫酸钠干燥。用硅胶柱色谱法处理混合物(用2∶1己烷/乙酸乙酯洗脱，然后用1∶3己烷/乙酸乙酯洗脱)以得到目标偶合产物，为油状固体(107mg)。进行标准脱保护(三氟乙酸，二氯甲烷，三乙基甲硅烷)，并通过加入乙醚沉淀标题产物。过滤沉淀，用乙醚完全洗涤，并干燥得到标题化合物(48mg)。
1H NMR(CD3OD)δ2.25-2.37(m，2H)，2.65(t，2H，J＝8)，2.80-2.96(m，2H)，3.58-3.78(m，3H)，4.08-4.20(m，4H)，5.58(d，1H，J＝8)，6.20(d，1H，J＝8)，7.80(d，1H，J＝8)，8.62(d，1H，J＝8)，8.91(s，1H)。
2.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-α-(N-叔丁氧羰基)-(γ-叔丁氧基)天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸 室温下向在DMF(25mL)中的(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸(8.6g，14.28mmol)的搅拌的悬浮液中加入三乙胺(2.0mL，14.5mmol)，然后加入在DMF(25ml)中的天冬氨酸、N-叔丁氧羰基-[α-(N-羟基琥珀酰亚胺)-酯]-γ-叔丁酯(5.5g，14.28mmol)的溶液。30分钟后，将冰冷的水(200mL)加入反应混合物中，然后加入盐酸(1.0M，14.3mL)。将形成的沉淀过滤，用水完全洗涤，并在减压下干燥得到粗产物，为微黄色固体(10.0g)。
3.(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-γ-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，钠盐
室温下向在二氯甲烷(200mL)中的粗品(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-α-(N-叔丁氧羰基)-(γ-叔丁氧基)-天冬氨酰-氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸(11.8g，13.52mmol)的搅拌的悬浮液中加入三乙基甲硅烷(66mL)，然后加入三氟乙酸(200mL)。将所得的澄清溶液搅拌2.5小时。减压下除去溶剂后，将油状残余物再溶于乙酸乙酯(50mL)中，并加入二异丙醚(100mL)来沉淀产物的三氟乙酸盐。将沉淀过滤，用二异丙醚完全洗涤，并在减压下干燥产生粗品三氟乙酸盐，为黄色固体(15.0g)。将粗产物的溶液(在600mL水中，用碳酸氢钠水溶液调节至pH6.0)装到反相制备柱上，用乙腈/磷酸盐缓冲液混合物洗脱该柱。合并含有纯产物的部分(800mL)，减压下蒸发除去乙腈，并通过将产物水溶液装到含有HP20树脂的柱上并用水完全洗涤而除去盐分。用20％乙腈水溶液洗脱产物，并在减压下浓缩含有纯的除去盐分的产物的部分以除去乙腈。通过冻干从所得的混浊溶液中除去残余的水。将冻干的物质再溶于水中并加入碳酸氢钠溶液将混浊的溶液调节至pH6.1。将所得的澄清溶液冻干得到纯的标题产物，为浅黄色固体(3.99g.)。
1H NMR(D2O)δ2.50-2.70(m，3H)，3.21(d，1H，J＝16)，3.30(t，2H，J＝8)，3.70(d，1H，J＝16)，3.78(s，2H)，4.04-4.10(m，1H)，5.27(d，1H，J＝8)，5.80(d，1H，J＝8)，7.18(d，1H，J＝8)，8.19(d，1H，J＝8)，8.23(s，1H)。
药学应用和制剂本发明的前药或其生理学可接受的盐本身可以给予患者，或者可以药物组合物给药，其中前述物质与适宜的载体或赋形剂混合。可以在Remington′s Pharmacological Sciences(Mack出版公司，Easton，PA，最新版)中发现药物的配方和给药技术。
给药途径适宜的给药途径可以包括但不限于口服、直肠、经粘膜、肌内、皮下、髓内、鞘内、心室内、静脉内、玻璃体内、腹膜内、鼻内或眼内。优选的给药途径为口服和静脉内。
或者，可以局部而不是全身方式给予化合物，例如局部施用于或直接注射到患者身体的感染区域。
组合物/配方本发明的药物组合物可以由本领域中已知的方法，例如通过常规混合、溶解、造粒、制糖衣丸、研磨、乳化、封装、截留(entrapping)或冻干方法而制备。
可以常规方式，使用一种或多种包含有利于将化合物加工成可以用作药物的制剂的赋形剂和辅料的生理学可接受的载体来配方药物组合物。正确的配方取决于所选择的给药途径；这些配方对本领域技术人员而言是已知的，且包括但不限于以下对于注射，可以将化合物配方成水溶液，优选是在生理学相容的缓冲液如Hanks溶液、Ringer溶液或生理盐水缓冲液中的溶液。对于经粘膜给药，在配方中使用适于要渗透的屏障的渗透剂。这些渗透剂在本领域中是公知的。
对于口服给药，可以通过将活性化合物与本领域中熟知的药学可接受的载体混合来配方化合物。这些载体能使本发明的化合物被配方成片剂、丸剂、锭剂、糖衣丸、胶囊剂、液体、凝胶、糖浆、浆、混悬剂等等以用于患者口服摄入。口服使用的药物配方还可以使用固体赋形剂制备，任选地研磨所得的混合物并加工颗粒混合物，如果需要，则加入其它适宜的辅料后，得到片剂或糖衣丸芯。一些有用的赋形剂非限制地为填充剂，例如糖如乳糖、蔗糖、甘露糖醇或山梨糖醇，纤维素制剂如玉米淀粉、小麦淀粉、米淀粉和马铃薯淀粉，以及其它物质如明胶、黄芪胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。如果需要的话，可以加入崩解剂，如交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或海藻酸。还可以使用盐如藻酸钠。
糖衣丸芯一般具有适宜的包衣。为此目的，可以使用浓糖溶液，它可以任选地含有阿拉伯胶、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、卡巴浦尔凝胶(carbopol gel)、聚乙二醇和/或二氧化钛、漆溶液和适宜的有机溶剂或溶剂混合物。可以将染料或色素加入片剂或糖衣丸包衣以鉴定或表征活性化合物剂量的不同组合。
可以口服使用的药物组合物包括由明胶制成的压合的(push-fit)胶囊，由明胶和增塑剂如甘油或山梨糖醇等制成的软的、密封的胶囊。压合的胶囊可以含有与填充剂如乳糖、粘合剂如淀粉，和/或润滑剂如滑石或硬脂酸镁，以及任选的稳定剂混合的活性成分。在软胶囊中，可以将活性化合物溶解或悬浮于适宜的液体，如脂肪油、液体石蜡或液体聚乙二醇中。还可以将稳定剂加入这些配方中。
对于吸入给药，化合物以气溶胶喷雾剂的形式，使用加压包装或喷雾器和适宜的推进物，例如但不限于二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷或二氧化碳来方便地递送化合物。在加压气溶胶的情况下，可以通过提供递送计量量的阀来控制剂量单元。可以配方含有化合物与适宜的粉末基质如乳糖或淀粉的粉末混合物，用于吸入器或吹入器的胶囊和药筒，例如明胶的胶囊和药筒。
还可以将化合物配方用于肠外给药，例如通过推注或连续输注来给药。用于注射的配方可以单元剂型存在，如在安瓿或在多剂量容器中的单元剂型，其中加入防腐剂。该组合物可以是在油或含水载体中的悬浮液、溶液或乳液的形式，并可以含有配方原料如助悬剂、稳定剂和/或分散剂。
用于肠外给药的药物组合物包括可溶于水的形式的水溶液，例如但不限于活性化合物的盐。此外，可以在亲脂载体中制备活性化合物的悬浮液。适宜的亲脂性载体包括脂肪油如芝麻油、合成脂肪酸酯如油酸乙酯和甘油三酸酯或诸如脂质体的物质。含水注射悬浮液可以含有增加悬浮液粘度的物质，如羧甲基纤维素钠、山梨糖醇或右旋糖酐。任选地，悬浮液还可以含有适宜的稳定剂和/或增加化合物溶解度以允许制备高浓度溶液的试剂。
或者，活性成分可以是粉末形式的，用于在使用前与适宜的载体，如无菌、无热原的水组合。
还可以使用例如常规栓剂基质，如可可油或其它甘油酯将化合物配方成直肠组合物，如栓剂或潴留灌肠剂(retention enemas)。
此外，还可以将化合物制成贮存制剂。这种长效配方可以通过植入(例如皮下或肌内)或通过肌内注射给药。为此给药途径，可以将化合物与适宜的聚合或疏水材料(例如在含有药理学可接受的油中的乳液中)、离子交换树脂一起配方，或者以微溶的衍生物，例如但不限于微溶的盐来配方。
本文的药物组合物还可以包含适宜的固体或凝胶相载体或赋形剂。这些载体或赋形剂的实例包括但不限于碳酸钙、磷酸钙、各种糖、淀粉、纤维素衍生物、明胶和聚合物如聚乙二醇。
本发明的化合物可以以生理学可接受的盐提供，其中所要求保护的化合物可以形成带负电或带正电的物种。化合物形成带正电实体的盐的实例包括但不限于季铵盐，如盐酸盐、硫酸盐、碳酸盐、乳酸盐、酒石酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐，其中季铵基团的氮原子为已与适宜的酸反应的本发明化合物的氮。本发明的化合物形成带负电物种的盐包括但不限于通过本文的化合物的羧酸基团与适宜的碱如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钙(Ca(OH)2)等反应形成的钠、钾、钙和镁盐。
可以将治疗有效量的本发明的β-内酰胺抗生素化合物给予患者，以缓解或消除耐甲氧西林或其它β-内酰胺，如万古霉素或氨苄西林的细菌感染。特别地，可以使用治疗有效量的本发明的化合物治疗由耐药金黄色葡萄球菌种，例如但不限于金黄色葡萄球菌Col(MethR)(bla-)、金黄色葡萄球菌76(MethR)(bla+)、金黄色葡萄球菌ATCC29213、金黄色葡萄球菌ATCC 25913、金黄色葡萄球菌ATCC 32432和金黄色葡萄球菌ColBA或耐药肠球菌(Enterococcus)如粪肠球菌ATCC 35667或粪肠球菌ATCC 29212引起的感染。当然，本发明的化合物还可以用于抗对甲氧西林、万古霉素、氨苄西林或其它抗生素易感或敏感的细菌。
可以给予含有本发明的一种或多种化合物的组合物，以用于预防性或治疗性治疗。在治疗应用中，如以上所述，将足以治愈或至少部分阻止感染症状的量的组合物给予已患感染的患者。足以实现此目的的量定义为“治疗有效量或剂量”，且它将取决于感染的严重程度和过程、先前的治疗、患者的整体健康状态和对药物的反应，以及治疗医师的判断。在预防性应用中，将含有本发明的一种或多种化合物的组合物给予先前已用治疗有效量的化合物治疗的患者，以防止感染复发，或者可以将它们给予由这样或那样的原因可能对感染易感但仍未感染的患者，如手术前给予抗生素的情况。这种量定义为“预防有效量或剂量”。精确的量同样取决于如上述的因素。
剂量正确的剂量将取决于感染的严重程度和过程、先前的治疗、患者的总体健康状况、他或她对药物的反应等，所有这些都在治疗医师的知识、经验和判断的范围内。
一般地，本发明的化合物的适宜的有效剂量范围为0.1-10000毫克(mg)每名接受者每天，优选范围为20-2000mg每天。期望的剂量优选存在于一个、两个、三个、四个或更多个分剂量，它们在整天中以适宜的时间间隔给予。这些分剂量可以以单元剂型，例如含有5-1000mg，优选10-100mg活性成分每单元剂型的单元剂型给药。优选地，本发明的化合物的给药量为约2.0mg/kg至250mg/kg患者体重，大约一至四次每日。
一旦观察到患者症状的改善，如果期望，可以由治疗医师给予维持剂量。剂量、频率，或二者可以作为患者反应的函数降低至保持改善的水平。当这些症状缓解至期望的水平时，可以终止治疗，尽管如果症状复发再次出现，某些患者可能需要长期的间歇治疗。
生物学评价化合物1的生物活性先前报道为美国专利6,025,352的化合物16，本文全部引用该文献，包括任何附图作参考。因此，本文所述的前药的生物活性预期相同，因为它们容易在体内水解为母体化合物。但是，本发明中所述的前药及其盐在中性pH或接近中性pH下水溶性实质上强于母体化合物或其盐。这令人惊奇地提高溶解度，而溶解度是本发明的重点。任何本文的前药的溶解度可以使用以下方法测定称取少量(5-8mg)本发明的化合物的盐至螺帽小瓶中。加入水以高浓度(50-75mg/mL)溶解盐。将少量(1-5μL增量)0.1N氢氧化钠水溶液加入此溶液中，直至在混合后保持清微的沉淀。室温下将悬浮液保持15分钟并定时地搅动。然后将悬浮液的等分试样转入Eppendorf管中，并在14000rpm下离心1.5分钟。将一部分上清液用水稀释，过滤并通过HPLC对比标准校正曲线进行定量。使用细探针测定上清液的pH。对于每一次随后的测定，使用新的样品，加入更多的0.1N氢氧化钠以仅仅轻微地增大pH，并重复该方法的其余部分。使用5-7次测定以绘制pH对浓度曲线。
如果起始于两性离子，则将两性离子悬浮在水中，并加入0.1N氢氧化钠或0.1N盐酸以开始溶解固体。将悬浮液在室温下不断搅拌保持15分钟，然后如上述对其进行相同的处理(离心、稀释和定量)。
在中性pH或接近中性pH下水溶性远远大于1的水溶性的本发明的化合物的实例在图1中示出。在图1中，比较了1的两性离子形式(2)的水溶性与其L-天冬氨酰前药(3)的水溶性。
测定前药在血清中的裂解当然，本发明的前药应用的关键是它们在生理条件下容易转化为母体化合物，1。可以使用以下方案评价本文的前药复原为1的能力在37℃下，在振荡水浴中将新鲜的对照人血清、新鲜的对照大鼠血清和恒河猴血浆(肝素化且冷冻贮存)预温育15分钟。使用测试带测定血清或血浆的pH。将25μL本发明的前药在水中的溶液(2mg/mL)的等分试样加入每一份基质中，导致最终溶液的体积为1mL。在37℃下将溶液温育1小时，在给药后0、15、30和60分钟移出100μL等分试样。将等分试样加入200μL 4％的三氯乙酸中，搅动并在Eppendorf微离心器中以14000rpm离心10分钟。然后通过HPLC(Beckman Ultrasphere C18柱，5微米，4.6mm×25cm和1mL/分95％0.1M乙酸铵，pH＝6，20分钟内由5％乙腈斜升到25％乙腈，其中在254和280nM处检测峰)分析25μL的每份上清液。
结论本领域技术人员将容易理解，本发明非常适于完成目标并获得所述的目标和优点，以及本文所固有的。本文所述的分子配合物和方法、过程、治疗、分子、特定化合物目前是优选实施方案的代表，它们是例举性，勿将其理解为对本发明范围的限定。本领域技术人员将想到其中的改变和其它应用，这些改变和应用包含在权利要求的范围所定义的发明构思的范围内。
本领域技术人员可以容易看出，可以在不背离本发明的范围和构思的情况下对本文所公开的发明进行多种替换和修改。
说明书中提及的所有的专利和出版物代表本发明所属技术领域人员的水平。本文以与以下相同的程度引用所有的专利和公开作为参考假设特定地和单独地指示引用各单独的公开作为参考。
本文例示性地描述的发明可以适于在缺少任何本文未特定公开的要素、限定的情况下实施。因此，例如在本文的每种情况下，任何术语“包括”、“基本上由……组成”和“由……组成”可以被其它两个术语之一代替。所用的这些术语和表达用作描述的术语而不是限定术语，并不意在使用这些术语和表达排除所示和所述的特征的任何等同物或它的部分，但认识到在所要求保护的本发明的范围内进行多种修改是可能的。因此，应该理解虽然已通过优选的实施方案具体公开了本发明，但本领域技术人员可以采用本文公开的构思的任选的特征、修改和变型，而这些特征、修改和变型被认为在所附权利要求所定义的本发明的范围内。
此外，如果根据马库什基团描述本发明的特征或方面的话，本领域技术人员将认识到还由此根据马库什基团的任何单独成员或成员的小组来描述本发明。例如，如果描述X为选自溴、氯和碘，则全部描述关于X为溴的权利要求和X为溴和氯的权利要求。
本文已宽泛地和一般性地描述了本发明。落在一般性公开的范围之内的每一小类和小组也形成本发明的部分。这包括附有条件或除去类属中任何主题的否定式限定的本发明的一般性描述，不管所排除的物质在本文是否被具体描述。
其它实施方案包含在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.具有以下化学结构的化合物 其中R′1选自氢和-C(O)CH(NH2)CH3；且R′2选自氢和由在哺乳动物中发现的酶裂解的酰基。
2.权利要求1的化合物，其中R′2选自氢、-C(O)-R88、-C(O)-OR89、-C(O)-CH(NHR′3)-alk4和 R88为 或 R′3选自氢、-C(O)-OR89和-C(O)-CH(NH2)-alk4；alk4选自氢和任选地取代的烷基，其中所述烷基任选地被一个或多个选自氢、苯基、-COOH、-C(O)-OR89、-C(O)NH2、-OH、-SH、-NH2和 的取代基取代；且R89选自二苯甲基、叔丁基、烯丙基、对硝基苄基、苄基、对或邻硝基苄基、2，2，2-三氯乙基、肉桂基、2-氯烯丙基、叔戊基、三苯甲基、4-甲氧基三苯甲基、4，4′-二甲氧基三苯甲基、三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、β-(三甲基甲硅烷基)乙基、4-或2-甲氧基苄基、2，4-二甲氧基苄基、3，4-二甲氧基苄基、2，4，6-三甲氧基苄基、甲氧基甲基和3，3-二甲基烯丙基。
3.权利要求2的化合物，其中R’3选自氢、甲基和-C(O)CH(NH2)CH3。
4.权利要求2的化合物，其中alk4选自氢、-CH3、-CH(CH3)2、-CH2OH、-CH2NH2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2COOH、-CH2CH2COOH、-CH2-C(O)NH2、-CH2CH2-C(O)NH2和
5.选自以下的化合物(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-鸟氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-脯氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-N-(L)-丙氨酰氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L，L)-丙氨酰丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-甘氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-(Nα-甲基)丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-组氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-缬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬酰胺酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-赖氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-丝氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-谷氨酰胺酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，和(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-((5-甲基-1，3-二氧戊环-4-烯-2-酮-4-基)甲氧羰基)氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸。
6.选自以下的化合物(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-鸟氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L，L)-丙氨酰丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-丙氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-赖氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-谷氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，和(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-((5-甲基-1，3-二氧戊环-4-烯-2-酮-4-基)甲氧羰基)氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸。
7.化合物(7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-5-氯噻唑-4-基)-2-(羟基亚氨基)乙酰氨基]-3-{3-[2-N-(L)-天冬氨酰氨基乙基硫甲基]吡啶-4-基硫}-3-头孢-4-羧酸，该化合物具有以下化学结构
8.权利要求1、2、3、4、5、6或7之任一项的化合物的药学可接受的盐。
9.用于治疗患者细菌感染的组合物，所述组合物包含一种或多种权利要求1、2、3、4、5、6或7之任一项的化合物。
10.权利要求9的组合物，所述组合物还包含药学可接受的载体或赋形剂。
11.用于治疗人细菌感染的组合物，所述组合物包含一种或多种权利要求1、2、3、4、5、6或7之任一项的化合物。
12.权利要求11的组合物，所述组合物还包含药学可接受的载体或赋形剂。
13.权利要求9、10、11或12之任一项的组合物，其中细菌感染是耐β-内酰胺抗生素的细菌感染。
14.权利要求13的组合物，其中耐β-内酰胺抗生素的细菌感染是耐甲氧西林、氨苄西林或万古霉素的细菌感染。
15.权利要求13的组合物，其中细菌感染是由葡萄球菌种或肠球菌种细菌引起的。
16.权利要求15的组合物，其中葡萄球菌种或肠球菌种耐一种或多种其它β-内酰胺抗生素。
17.权利要求16的组合物，其中葡萄球菌种为金黄色葡萄球菌Col(MethR)(bla-)、金黄色葡萄球菌76(MethR)(bla+)、金黄色葡萄球菌ATCC 29213、金黄色葡萄球菌ATCC 25913、金黄色葡萄球菌ATCC 32432或金黄色葡萄球菌ColBA。
18.权利要求16的组合物，其中肠球菌种为粪肠球菌ATCC35667或粪肠球菌ATCC 29212。
19.用于预防性治疗患者以预防细菌感染的权利要求1、2、3、4、5、6或7之任一项的组合物是本发明的一方面。
全文摘要
本发明涉及抗生素化合物(7R)－7－[(Z)－2－(2－氨基－5－氯噻唑－4－基)－2－(羟基亚氨基)乙酰氨基]－3－{3－(2－氨基乙基硫甲基)－吡啶－4－基硫}－3－头孢－4－羧酸的前药，其中该前药在中性pH或接近中性pH下水溶性实质上强于母体化合物。
文档编号C07D501/59GK1535275SQ01819127
公开日2004年10月6日 申请日期2001年3月20日 优先权日2000年9月21日
发明者斯科特·J·赫克, 埃索普·丘, 托马什·W·格林卡, 特雷弗·卡尔金斯, 温·J·李, W 格林卡, 丘, 卡尔金斯, ダ, 斯科特 J 赫克 申请人:伊森舍尔治疗公司