专利名称：大环内酯二聚体衍生物、制备方法及其药物组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及大环内酯二聚体衍生物及其制备，尤其涉及阿奇霉素、克拉霉素、红霉素、红霉胺及红霉肟二聚体衍生物、制备方法及其药物组合物。
背景技术：
大环内酯抗生素是一类可口服、对呼吸道感染致病菌有抗菌活性的抗生素。红霉素作为第一代大环内酯抗生素，曾经得到广泛应用，然而由于对酸介质不稳定性致使其应用受到限制。以阿奇霉素和克拉霉素为代表的第二代大环内酯抗生素解决了此问题，并在药效和药物动力学方面有了极大改善。然而，抗生素的广泛使用，特别是不当使用，致使细菌的耐药性逐年增加。细菌耐药性产生的直接后果是削弱抗生素的有效性，限制治疗方案的选择，严重影响临床疗效，甚至导致治疗失败。因此，细菌的耐药性已成为临床上迫切需要解决的关键问题。
结构拼合原理是指导药物设计开发的重要原理之一。依据该理论，设计合成了许多结构新颖、疗效显著的药物，如贝诺酯(解热镇痛药)由阿司匹林和扑热息痛拼合而成；舒他西林(抗生素)由氨苄西林和舒巴坦拼合而成。Robert J.Kerns等合成了多个喹诺酮二聚体，并发现具有一定的抗耐药菌活性(R.J.Kerns，et al.Bioorg.Med.Chem.Lett.13，2003)，大环内酯与喹诺酮的结构拼合物已有多篇专利报道，这类化合物也有较好的抗菌活性，参见WO2004101585、WO2004101587、WO2004101589、WO2006050941、WO2006050942、WO2006050943、WO2006050940和WO2006050942。
根据公知和确定的现有技术，迄今为止还没有来自大环内酯二聚体衍生物、制备中间产物及药物组合物的发明公开过。
发明内容
本发明提供一种大环内酯二聚体衍生物、制备方法及其药物组合物。
本发明还提供大环内酯二聚体衍生物制备所涉及的中间产物衍生物。
本发明还提供大环内酯二聚体衍生物的药物组合物的用途。
一、大环内酯二聚体衍生物本发明的大环内酯二聚体衍生物，具有如下通式(I)及其与无机和有机酸形成的药物上可接受的加成盐
其中，A代表脂肪烃基、取代芳香脂肪烃基、取代芳杂环脂肪烃基；X1、X2分别代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R1，R2分别代表H，或R1与R2一起代表-C(O)-，-C(O)NH-；R3，R4分别代表H，或R3与R4一起代表-C(O)NH-；R5、R6代表H或-CH3；通式(I)特别优选的化合物为1)1，3-二(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；2)1，6-二(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；3)1，3-二(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；4)1，6-二(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；5)1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；6)1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-6-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；7)1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；8)1-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(红霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺。
二、大环内酯二聚体衍生物制备所用的中间体中间体1具有如下通式(II) 式II中，X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3。
中间体2具有如下通式(III)
式III中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表-C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3。
中间体3具有如下通式(IV) 式IV中A代表脂肪烃基、取代芳香脂肪烃基、取代芳杂环脂肪烃基；X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表-C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3。
三、大环内酯二聚体衍生物的制备方法本发明的大环内酯二聚体衍生物的制备方法，步骤如下1.将以下通式(V)所代表的化合物的2′-OH酰化保护，酰化试剂用醋酐、醋酸，乙酰氯，苯甲酸酐、苯甲酸、苯甲酰氯等，在无机或有机碱类存在下，以丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃或二氯甲烷的作为溶剂，于0～40℃的温度下进行反应，生成具有上述通式(II)的化合物。
式V中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R8代表H或-CH3。
2.将通式(II)的化合物与N，N′-二羰基咪唑(CDI)在惰性溶剂中，在无机或有机碱存在下，于30～110℃反应2～24h，生成具有通式(III)的化合物。
3.上述通式(III)的产物与脂肪二胺，在N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈、乙腈-水之一或混合的溶剂中反应，或加入催化剂1.8-二氮杂二环(5.4.0)十一稀-7(DBU)，于0～65℃反应2～24h；生成通式(IV)的化合物；4.上述通式(IV)的产物与通式(III)的产物在N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈、乙腈-水之一或混合的溶剂中反应，或加入催化剂1.8-二氮杂二环(5.4.0)十一稀-7(DBU)，于0～65℃反应2～24h，所得产物进一步在低级醇类溶剂中醇解脱去2′-位上的酰基，产生通式(I)的化合物。
优选的，上述步骤1中乙酰化试剂与通式(V)化合物的摩尔比1∶1～5，优选1∶3。
上述步骤1中优选的乙酰化试剂是醋酐。
上述步骤1中优选的有机碱是三乙胺。
上述步骤1中优选的溶剂是二氯甲烷。
上述步骤1优选在25℃进行反应3～24小时。
优选的，上述步骤1中产物后处理方法如下在碱性介质中，优选在pH8.0～10.0下萃取，通过分离有机层并蒸干溶剂来分离产物。必要时，使用二氯甲烷-甲醇(20∶1)系统的硅胶柱层析进行纯化，可产生色谱均相的通式(II)的化合物。
优选的，上述步骤2中控制通式(II)的化合物与CDI(N，N′-二羰基咪唑)的摩尔1∶1～6，优选1∶4摩尔比。
上述步骤2中优选55℃反应12h，可产生通式(III)的化合物。
上述步骤2中惰性溶剂选自二氯甲烷、四氢呋喃或甲苯，优选甲苯。
上述步骤2中所述的无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸钾，所述的有机碱选自三乙胺、吡啶或4-二甲氨基吡啶。优选有机碱三乙胺。
上述步骤3中所述的反应溶剂优选N，N-二甲基甲酰胺。
上述步骤4中所述的低级醇类溶剂优选甲醇。
上述通式(I)化合物至少与等摩尔量的无机或有机酸在惰性溶剂中反应，获得的药物上可接受的加成盐，也属于本发明的目的化合物。
上述无机酸选自盐酸、氢碘酸、硫酸或磷酸。
上述有机酸选自乙酸、丙酸、三氟乙酸、马来酸、富马酸、乳糖酸、柠檬酸、硬脂酸、琥珀酸、乙基琥珀酸、甲磺酸、苯甲磺酸、对苯甲磺酸或月桂基磺酸。
如果加成盐在惰性溶剂中是可溶的，一般通过用非溶剂沉淀、溶剂蒸发或冻干法来分离加成盐。
如果所得的加成盐在惰性溶剂中是不溶的，可通过过滤来分离所述的加成盐。
以上反应中没有限定用量的组分，均按该类反应的现有技术即可。
四、药物组合物本发明的大环内酯二聚体衍生物的药物组合物，该组合物包括抗菌有效量的通式(I)的化合物或其药物上可接受的加成盐，以及药物上可接受的载体。其药物组合物有效量以相应通式(I)所代表的化合物折算。
五、应用大环内酯二聚体衍生物的药物组合物用于制备抗细菌感染的药物用途。
具体实施例方式
通过下列实施例来举例说明本方法，它们不以任何方式来限定本发明的范围。
实施例1中间体1的制备a)2′-O-乙酰基-阿奇霉素的制备将阿奇霉素(2.0g，2.67mmol)溶解于无水二氯甲烷(20mL)，加入醋酐(0.75mL，7.96mmol)和三乙胺(3.00mL，21.6mmol)，室温搅拌24h。反应完毕后，加入等体积5％碳酸氢钠溶液，分液，二氯甲烷提取(10mL×2)，合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸干，得白色泡沫状固体，丙酮-水(2∶1)重结晶得白色目标产物(1.84g)，收率92％。熔点167～170℃，Rf为0.522(展开剂为二氯甲烷∶甲醇＝10∶1)。MF为C40H74N2O13，分子量为791.0，MS为792.0(M+H+)。
b)2′-O-苯甲酰基-阿奇霉素的制备将阿奇霉素(2.0g，2.67mmol)溶解于无水二氯甲烷(20mL)，室温下加入95％的苯甲酸酐(1.25g，5.34mmol)和三乙胺(0.74ml，5.33mmol)，室温搅拌48h。加入饱和碳酸氢钠溶液(15mL)，搅拌20min，静置分层，有机层分别用水和盐水洗涤，无水Na2SO4干燥，过滤，减压蒸除溶剂，蒸至浆状，加入热的正己烷-乙酸乙酯(20∶1)，有白色固体析出，过滤，正己烷洗涤，真空干燥，得1.65g，收率87.1％。
其它更多的实施例可采用与实施例1相同的方法，但用通式(V)(其中X1、X2代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R8代表H或-CH3)所代表的其它化合物，代替实施例1中的阿奇霉素。
实施例2中间体2的制备a)4″-O-(1-H-咪唑-1-羰基)-2′-O-乙酰基-阿奇霉素11，12-环碳酸酯的制备将2′-O-乙酰基-阿奇霉素(1.5g，1.90mmol)溶解于无水甲苯(20mL)，加入三乙胺(0.60mL，4.33mmol)和CDI(N，N′-二羰基咪唑)(1.23g，7.6mmol)，于110℃搅拌2h。反应完毕后，加入饱和碳酸氢钠溶液(40mL)，分液，甲苯提取(6mL×2)，合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸干，得白色泡沫状固体1.65g，收率95.5％。熔点117～120℃，Rf为0.610(展开剂为二氯甲烷∶甲醇＝10∶1)。MF为C45H74N4O15，分子量为911.1，MS为912.1(M+H+)。
b)4″-O-(1-H-咪唑-1-羰基)-2′-O-乙酰基-阿奇霉素的制备将2′-O-乙酰基-阿奇霉素溶解(1.5g，1.90mmol)于无水甲苯(20mL)，加入三乙胺(0.60mL，4.33mmol)和CDI(N，N′-二羰基咪唑)(0.672g，3.80mmol)，室温搅拌48h。反应完毕后，加入饱和碳酸氢钠溶液(20mL)，分液，甲苯萃取(6mL×2)，合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤，减压蒸干，得白色泡沫状固体1.6g，收率95.4％。熔点147～150℃，Rf为0.592(展开剂为二氯甲烷∶甲醇＝10∶1)。分子式为C44H76N4O14，分子量为884.5，MS为885.5(M+H+)。
其它更多的实施例可采用与实施例2相同的方法，但用通式(II)(其中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3)所代表的其它化合物代替实施例2中的2′-O-乙酰基-阿奇霉素。
实施例3中间体3的制备4″-O-(3-氨基丙基)-氨基甲酰基-2′-O-乙酰基-阿奇霉素的制备将丙二胺(0.22mL，3.00mmol)和DBU(0.33mL，2.25mmol)溶解于DMF(15mL)，室温搅拌，分次加入4″-O-(1-H-咪唑-1-羰基)-2′-O-乙酰基-阿奇霉素(1.33g，1.50mmol)，反应12h。反应完毕后，加入水(30mL)，乙酸乙酯(15mL×3)萃取，合并有机层，饱和食盐水(15mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸干得白色泡沫固体1.22g，收率91.0％。熔点153～156℃，Rf为0.565(展开剂为二氯甲烷∶甲醇∶三乙胺＝20∶100∶1)。分子式为C44H82N4O14，分子量为891.1，MS为892.0(M+H+)。
其它更多的实施例可采用与以上实施例3相同的方法，但用其它脂肪二胺、代替实施例3中的丙二胺；用通式(III)(其中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3)所代表的其它化合物代替实施例3中的4″-O-(1-H-咪唑-1-羰基)-2′-O-乙酰基-阿奇霉素。
实施例4目标产物1，3-二(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺的制备将4″-O-(3-氨基丙基)-氨基甲酰基-2′-O-乙酰基-阿奇霉素(1.22g，1.37mmol)溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(20mL)，加入DBU(0.45mL，3.08mmol)和4″-O-(1-H-咪唑-1-羰基)-2′-O-乙酰基-阿奇霉素(1.73g，2.05mmol)，室温搅拌24h。反应完毕后，加入水(45mL)，乙酸乙酯(20mL×3)萃取，合并有机层，饱和食盐水(20mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压蒸干得白色泡沫固体。把该固体溶解于甲醇(15mL)中，55℃搅拌20h，减压蒸干得白色泡沫状固体。硅胶柱层析(洗脱剂为二氯甲烷∶甲醇＝20∶1)，得白色泡沫状固体(1.45g)收率65.2％。熔点为167～169℃，Rf＝0.611(展开剂为二氯甲烷∶甲醇∶三乙胺＝20∶100∶1)。分子式为C81H150N6O26，分子量为1624.1，MS为1625.2(M+H+)。IR(KBr)3435，2972，2937，2877，2831，1726，1632，1509，1458，1379，257，1169，1109，1094，1073，1045，1014cm-1；1HNMR(600MHz，CDCl3，δppm)5.13(d，2H，1′-CH)，4.75(d，2H，1″-CH)，4.56(m，2H，13-CH)，4.53(d，2H，11-CH)，4.46(d，2H，4″-CH)，4.35-4.28(m，6H，5″-CH，2′-CH，5′-CH)，3.75(m，2H，10-CH)，3.65(dd，2H，3-CH)，3.34(s，6H，3″-OCH3)，3.26(m，6H，5-CH，-NHCH2CH2CH2NH-)，2.80(m，4H，2-CH and 3′-CH)，2.42-2.39(m，14H，″-N(CH3)2，9b-CH)，2.37(s，6H，9a-NCH3)，2.05-2.00(m，8H，4-CH，9a-CH，2″b-CH and8-CH)，1.92(m，2H，-NHCH2CH2CH2NH-)，1.85(m，2H，2″a-CH)，1.82(m，4H，4′b-CH and7a-CH)，1.67-1.64(m，8H，7b-CH and 4′a-CH，13-CH2CH3)，1.45(s，6H，12-CH3)，1.32(s，6H，3″-CH3)，1.23-1.20(m，18H，2-CH3，5′-CH3and 5″-CH3)，1.17(s，6H，6-CH3)，1.10(m，12H，10-CH3and 8-CH3)，0.93(m，12H，4-CH3and 13-CH2CH3)；MSm/z calcd.for C81H150N6O261624.1；found(M+1)+1625.9。
采用与实施例4相同的方法，但用通式(N)(其中A代表脂肪烃基、取代芳香脂肪烃基、取代芳杂环脂肪烃基；X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3)所代表的其它化合物代替实施例4中的4″-O-(3-氨基丙基)-氨基甲酰基-2′-O-乙酰基-阿奇霉素；用通式(III)(其中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3)所代表的其它化合物代替实施例3中的4″-O-(1-H-咪唑-1-羰基)-2′-O-乙酰基-阿奇霉素。可分别制备获得如下目标产物1，6-二(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；1，3-二(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；1，6-二(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-6-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；1-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(红霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺。
权利要求
1.通式(I)的化合物 及其与无机和有机酸形成的药物上可接受的加成盐，其中，A代表脂肪烃基、取代芳香脂肪烃基、取代芳杂环脂肪烃基；X1、X2代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-，或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表C(O)-，-C(O)NH-；R3，R4代表H，或R3与R4与一起代表C(O)-，-C(O)NH-；R5、R6代表H或-CH3。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，是如下化合物1)1，3-二(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；2)1，6-二(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；3)1，3-二(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；4)1，6-二(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；5)1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；6)1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-6-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-己二胺；7)1-(11，12-环碳酸酯阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺；8)1-(阿奇霉素-4″-O-甲酰基)-3-(红霉素-4″-O-甲酰基)-丙二胺。
3.权利要求1所述的化合物的制备方法，步骤如下(1)将以下通式(V)所代表的化合物的2′-OH酰化保护，酰化试剂用醋酐、醋酸，乙酰氯，苯甲酸酐、苯甲酸、苯甲酰氯等，在无机或有机碱类存在下，以丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃或二氯甲烷的作为溶剂，于0～40℃的温度下进行反应，生成具有通式(II)的化合物， 式(V)中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R8代表H或-CH3；式(II)中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3；(2)将上述通式(II)的化合物与N，N′-二羰基咪唑(CDI)在惰性溶剂中，在无机或有机碱存在下，于30～110℃反应2～24h，生成具有通式(III)的化合物 式(III)中X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表-C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3；(3)上述通式(III)的产物与脂肪二胺，在N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈、乙腈-水之一或混合的溶剂中反应，或加入催化剂1.8-二氮杂二环(5.4.0)十一稀-7(DBU)，于0～65℃反应2～24h；生成通式(IV)的化合物； 式IV中A代表脂肪烃基、取代芳香脂肪烃基、取代芳杂环脂肪烃基；X1代表-C(O)-，-CH2-N(CH3)-，-CH(NH2)-或-CH(NHOH)-；R1，R2代表H，或R1与R2一起代表-C(O)-，-C(O)NH-；R7代表乙酰基或苯甲酰基；R8代表H或-CH3；(4)上述通式(IV)的产物与通式(III)的产物在N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈、乙腈-水之一或混合的溶剂中反应，或加入催化剂1.8-二氮杂二环(5.4.0)十一稀-7(DBU)，于0～65℃反应2～24h，所得产物进一步在低级醇类溶剂中醇解脱去2′-位上的酰基，产生通式(I)的化合物。
4.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中乙酰化试剂与通式(V)化合物的摩尔比1∶1～5，优选1∶3。
5.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中乙酰化试剂是醋酐；有机碱是三乙胺；溶剂是二氯甲烷；在25℃进行反应3～24小时。
6.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于步骤(1)中产物后处理方法如下在碱性介质中，pH8.0～10.0下萃取，通过分离有机层并蒸干溶剂来分离产物，必要时，使用二氯甲烷-甲醇(20∶1)系统的硅胶柱层析进行纯化，可产生色谱均相的通式(II)的化合物。
7.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于步骤(2)中通式(II)的化合物与CDI的摩尔比1∶1～6，优选1∶4摩尔比。
8.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于步骤(2)中惰性溶剂选自二氯甲烷、四氢呋喃或甲苯，优选甲苯。
9.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸钾，所述的有机碱选自三乙胺、吡啶或4-二甲氨基吡啶，优选有机碱三乙胺。
10.用于治疗人体和动物中细菌感染的药物组合物，包括抗菌有效量的权利要求1的通式(I)的化合物或其药物上可接受加成盐，和药物上可接受的载体。
全文摘要
本发明涉及具有通式(I)的大环内酯二聚体衍生物类。其中，A代表脂肪烃基、取代芳香脂肪烃基、取代芳杂环脂肪烃基；X
文档编号A61P31/04GK101074253SQ20071001505
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者马淑涛, 咸瑞卿, 马瑞欣, 郑满结 申请人:山东大学