专利名称：一种新型头孢抗菌素及其医药用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型头孢抗菌素，包括其合成方法、抗菌活性及医药用途，属于医药技 术领域。
背景技术：
头孢菌素类是以冠头孢菌培养得到的天然头孢菌素c作为原料，经半合成改造其侧链而得到的一类抗生素。常用的约30种，按其发明年代的先后和抗菌性能的不同而分为一、二、 三、四代。第一代头孢菌素是60年代初开始上市的。从抗菌性能来说，对第一代头孢菌素敏感的菌 主要有e —溶血性链球菌和其他链球菌、包括肺炎链球菌(但肠球菌耐药)，葡萄球菌(包 括产酶菌株)、流感嗜血杆菌、大肠杆菌、克雷伯杆菌、奇异变形杆菌、沙门菌、志贺菌等。 第一代头孢菌素对革兰阴性菌的e-内酰胺酶的抵抗力较弱，因此，革兰阴性菌对本代抗生 素较易耐药。第一代头孢菌素对吲哚阳性变形杆菌、枸橼酸杆菌、产气杆菌、假单胞菌、沙 雷杆菌、拟杆菌、粪链球菌(头孢硫脒除外)等微生物无效。第二代头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌效能与第一代相近或较低，而对革兰阴性菌的作用 较为优异，表现在①抗酶性能强 一些革兰阴性菌(如大肠杆菌、奇异变形杆菌等)易对 第一代头孢菌素耐药。第二代头孢菌素对这些耐药菌株常可有效。②抗菌谱广第二代头孢 菌素的抗菌谱较第一代有所扩大，对奈瑟菌、部分吲哚阳性变形杆菌、部分枸橼酸杆菌、部 分肠秆菌属均有抗菌作用。第二代头孢菌素对假单胞属(铜绿假单胞菌)、不动杆菌、沙雷 杆菌、粪链球菌等无效。第三代头孢菌素对革兰阳性菌的抗菌效能普遍低于第一代(个别品种相近)，对革兰阴 性菌的作用较第二代头孢菌素更为优越。①抗菌谱扩大第三代头孢菌素的抗菌谱比第二代又 有所扩大，对铜绿假单胞菌、沙雷杆菌、不动杆菌、消化球菌、以及部分脆弱拟杆菌有效(不 同品种药物的抗菌效能不尽相同)。对于粪链球菌、难辨梭状芽胞杆菌等无效。②耐酶性能 强对第一代或第二代头孢菌素耐药的一些竿兰阴性菌株，第三代头孢菌素常可有效。第三代 头孢菌素对革兰阳性菌的作用弱，不能用于控制金黄色葡萄球菌感染。近年来发现一些新品 种如头孢匹罗等，不仅具有第三代头孢菌素的抗菌性能，还对葡萄球菌有抗菌作用，称为第 四代头孢菌素。头孢菌素类抗生素用药比较安全，偶可见过敏性休克、哮喘及速发型皮疹等，青霉素过 敏者约有5% 10%对头孢菌素有交叉过敏反应。静脉给药可发生静脉炎。第一代的头孢噻吩、 头孢噻啶和头孢氨苄大剂量时可出现肾毒性，这与近曲小管细胞损害有关。第三代头孢菌素 偶见二重感染或肠球菌、绿脓杆菌和念珠菌的增殖现象，使用时要随时加以调整。头孢孟多、 头孢哌酮高剂量使用时可出现低凝血酶原血症纵观头孢类抗生素的发展历程，其抗菌谱不断的扩大，抗菌活性不断的提高，为抗感染治疗提供了更多可选择的方法，然而就其本身的特性而言，在应用临床的过程中仍存在许多 问题。如何在扩大抗菌谱、提高效能的前提下，降低药物的不良反应，降低耐药性的发生率， 是头孢类抗菌素研究与开发的重点及难点。头孢烯的硫原子被氧取代的杂环体系，即5-氧杂-l-氮杂双环[4，3,0]辛-2-烯。含有此杂 环的抗生素称为氧头孢烯类抗生素，是头孢菌素类抗生素中的一个亚类。构效关系研究指出 氧头孢烯较相应的头孢烯的抗革兰氏阳性菌与阴性菌的活性均有增强。氧头孢烯类抗生素具 有抗菌谱广，能耐受内酰胺酶等特点，对大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌等多种革兰阴性菌以及 厌氧菌都有良好的抗菌活性，并且具有血药浓度维持较久、组织分布广、对细胞外膜和组织 穿透力强等良好的临床药理特点。所以氧头孢烯类抗生素是一类新型的、具有广阔开发前景的抗菌素，目前临床应用的氧头孢烯有拉氧头孢与氟氧头孢等。发明内容一种新型头孢抗菌素，如通式I所示<formula>formula see original document page 4</formula>H，羧基保护基团，C1一C6的烷烃，Na、 K等金属离子 通过S或O与碳原子连接的有机基团 C1一C6的烷烃 n: 0， 1， 2A: H,取代或未取代的烷基 B:取代或未取代的烷基，羧基或常用保护基团保护的羧基或其药学上可接受的药用盐 优选的化合物为TB,结构如式II所示<formula>formula see original document page 4</formula>II本发明为一种新型的半合成的氧头孢烯类抗生素，抗菌性能与第四代头孢菌素相近。作 用机制是抑制细菌细胞壁的生物合成而起杀菌作用。抗菌谱广，对革兰阳性、阴性菌均有良 好的抗菌作用。抗菌谱主要包括葡萄球菌、肺炎链球菌、消化链球菌、卡他球菌、淋球菌、 大肠杆菌、克雷伯杆菌、沙雷杆菌、变形杆菌、流感嗜血杆菌以及肠杆菌属等，本品对厌氧菌有良好的抗菌活性，如拟杆菌。此外本发明的化合物的耐e-内酰胺酶的性能较强，能有效降低微生物对此化合物的耐药性。通过以下药理实验进一步说明本发明化合物的抗菌活性1. 实验方法1.1、 最低抑菌浓度测定多数致病菌采用平皿二倍稀释法测定最低抑菌浓度(MIC),将过夜培养的菌液稀释，用多点接 种仪接种到含系列抗生素浓度的琼脂平皿上，接种菌浓度为105cfu'mL—'， 37'C过夜培养，观 察抑制细菌生长情况，以肉眼未见细菌菌落生长的抗生素浓度为MIC。淋球菌、流感嗜血杆菌、 肺炎球菌、乙型链球菌以脑心浸出液为培^基，采用试管二倍稀释法，测定MIC。1.2、 体内实验分别用3种试验菌液(克雷伯氏肺炎杆菌No. 06、 内酰胺酶产生菌大肠杆菌No. 12及金黄色 葡萄球菌No. 41)进行化合物TB的体内抗菌活性研究。按l: 0. 75剂间距设置5个剂量组，昆 明种小鼠按体重(19 21g)，雌雄各半均匀分组，每组10只。每只小鼠腹腔感染100%的最 小致死菌量(MLD)的菌液O. 4mL*20g—、感染后l、 6h 2次皮下注射给药，对照组皮下注射生 理盐水，观察l周，记录各组小鼠的死亡数，用Bliss法计算半数有效量(EDs。)及其95X可信 限，并进行统计学处理。2. 实验结果2.1、体外抗菌活性对100株临床分离致病菌测定结果表明，化合物TB对大肠杆菌、雷伯氏肺炎杆菌、变形杆 菌、流感嗜血杆菌、淋球菌、沙雷杆菌等革兰阴性菌具有较强的抗菌活性，MICs。大多为0. 01-1.0iig*mL-1。对革兰阳性菌也有较好的抗菌活性，肺炎球菌的MIC5。为1.0ug'mL-1。对甲 氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)和表皮葡萄球菌的MIC5。均为1. 5" g mL-l。对甲氧西林耐 药金黄色葡萄球菌(MRSA)等菌株有部分耐药。(见表l)表l对临床分离致病菌的体外抗菌活性比较菌种(株数"~G-大肠杆菌《0. 05 2. 00.20.4雷伯氏肺炎杆菌《0. 05 320.23.0变形杆菌《0. 05 15《0. 0515流感嗜血杆菌0. 5 7. 02.4淋球菌0.10 1.20.101.2沙雷杆菌0. 20 1251.062G+MSSA1 261.526MRSA5 524.552表皮葡萄球菌0. 2~251.525肺炎链球菌 消化链球菌《0. 05~8.0 2 321.0 2.58.0 322.2、体内抗菌作用体内药效试验表明，化合物TB具有较强的体内抗菌作用，对大肠杆菌No. 12、克雷伯氏肺炎 杆菌No. 06及金黄色葡萄球菌No. 41所致小鼠感染均有明显的保护作用(大肠杆菌No. 12与金 黄色葡萄球菌No. 41为产酶菌)，结果详见表2。表2对感染小鼠体内抗菌作用(n=10)菌株MIC/ y g mL_lED50/mg kg_l95%可信限/ mg kg-1大肠杆菌(产酶)0. 203.15302. 2874 3. 8320克雷伯氏肺炎杆菌0. 204.03243. 4780 5. 1452金黄色葡萄球菌(产酶)1.55. 27734. 6302 6. 304具体实施方式
实施例l TB的制备A. 在反应瓶中加入lOgD-苏氨酸、33ml三甲基氯硅垸、250ml 二氯甲垸，得到悬浮液，冷 却到0°C ，滴加35ml三乙胺，然后逐渐升温到20r,反应2h,冷却到5-10°C,滴加17. 5g4-乙基-2，3-二氧代-1-哌嗪甲酰氯和12g三乙胺盐酸盐的混合物，20'C反应lh，减压浓缩 除去溶剂。在残余物中加入150ml水，用碳酸氢钠调节TO为7. 5, 250ml乙酸乙酯洗涤， 在水相中加入250ml乙腈，用2M盐酸调PH为1. 5,加氯化钠饱和后分出有机相，水相再 用乙腈提取4次，合并有机相，饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩至干，用正丁 醇重结晶，得到D-a-(4-乙基-2，3-二氧代-l-哌嗪甲酰胺基)-(3-(S)-羟基丁酸16. 3g， 收率68%。 Mp:164-166°C。B. 将D- a -(4-乙基-2， 3-二氧代-1-哌嗪甲酰胺基)-P- (S)-羟基丁酸10g悬浮于150ml 二氯 甲烷中，在其中加入3.8mll-甲基吗啉，在-15 -20'C加入氯甲酸乙酯3.5ml,保温反应 2h。继续保温，然后加入7 0-氨基-3-(1-甲基一5_四唑基)硫甲基-8-氧代-5-氧杂-二环 [4. 2. 0]-2-烯-2-羧酸二苯基甲酯16. 5g,保温反应lh， -10 0'C反应2h。减压浓縮至干， 加入300ml水和300ml乙酸乙酯，搅拌0. 5h，过滤，得到白色固体25g。收率95%。 'H-NMR(DMSO-d6): 1.02(3H,t), 1.19(3H,d), 3. 4 4. O(IOH,m) ， 3.87(3H,s)， 4.30(2H,q), 5. 11(1H,d)， 5.83(1H,m)， 6.89(1H，s)， 7.18 7. 42 (10H, s) ， 8.93(1H, s)， 9.31(1H, s)。C. 将-[D-a -(4-乙基-2， 3-二氧代-1-哌嗪甲酰胺基)-(S-(S)-羟基丁酰胺基]-3-(1-甲基 —5—四唑基)硫甲基-8-氧代-5-氮杂-二环[4.2.0]-2-烯-2-羧酸二苯基甲酯10g溶解于 300ml干燥的二氯甲烷和20ml干燥的THF，冷却至-70'C，加入1. 66M的甲醇锂的甲醇溶 液35ml， 5min后加入次氯酸叔丁酯1.8ml,搅拌15min，加入醋酸4ml，升温至室温。减 压浓缩除去溶剂，加入200ml乙酸乙酯和200ml水，用饱和碳酸氢钠调PH为6. 5,分液， 有机相水洗，干燥后减压浓縮除去溶剂，残余物过硅胶柱(苯乙酸乙酯=1: 2)，得到类白色固体7 e -[D- a -(4-乙基-2, 3-二氧代-l-哌嗪甲酰胺基)-p-(S)-羟基丁酰胺基]-7 a -甲氧基-3-(1-甲基一5—四唑基)硫甲基-8-氧代-5-氮杂-二环[4. 2. 0]-2-烯-2-羧酸二 苯基甲酯5.4g，收率52%。 'H-腿(CDC13): 1.18(3H，t), 1.24(3H，d)， 3.48(3H,s), 3.76(3H，s)， 3.2 4.0(8H,m) ， 4. 3 4.6他m) ， 5,05(1H,s)， 6.81(1H,s)， 7.18 7.42(10H，s)， 8. 50(1H, s)， 9.48(1H，d)。 D.将7P-[D-a-(4-乙基-2,3-二氧代-1-哌嗪甲酰胺基)-p-(S)-羟基丁酰胺基]-7a-甲氧 基-3- (1-甲基一5—四唑基)硫甲基-8-氧代-5-氮杂-二环[4.2.0] -2-烯-2-羧酸二苯基甲 酯2g溶于20ml苯甲醚，在冰冷却下加入三氟乙酸20ral，保温反应0. 5h。减压浓縮除去 溶剂，加入40ml乙酸乙酯和40ml水，用饱和碳酸氢钠调PH为6. 5，分取水层，加40ral 乙酸乙酯，用2M盐酸调ra为2.0，分液得到有机相，水层再用40ml乙酸乙酯提取2次， 合并有机相，饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓縮至干，加入乙醚搅拌lh,过滤 得到目标化合物TB 0.8g，收率50%。 'H-腿(DMS0-d6): 1.14(3H，t), 1.18(3H,d), 3. 42 (3H, s) ， 3. 88 (3H， s) ， 3. 5 4. 0 (8H, m), 4.1 4. 4 (4H, m) ， 5. 06 (1H， s) ， 9. 26 (2H, d)。
权利要求
1.一种新型头孢抗菌素，如通式I所示id="icf0001" file="S2008101065135C00011.gif" wi="129" he="41" top= "42" left = "36" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>R1H，羧基保护基团，C1-C6的烷烃，Na、K等金属离子R2通过S或O与碳原子连接的有机基团R3C1-C6的烷烃n0，1，2AH，取代或未取代的烷基B取代或未取代的烷基，羧基或常用保护基团保护的羧基或其药学上可接受的药用盐
2.优选的化合物为TB，结构如式II所示<formula>formula see original document page 2</formula>
3. 含有权利要求1所述化合物的药用组合物，其特征在于，是以该化合物为主要活性成分与 药学上可接受的载体形成的组合物。
4. 权利要求1所述化合物主要用于各种敏感菌感染性疾病。
全文摘要
一种新型头孢抗菌素，如通式I所示，R<sub>1</sub>H，羧基保护基团，C1-C6的烷烃，Na、K等金属离子R<sub>2</sub>通过S或O与碳原子连接的有机基团R<sub>3</sub>C1-C6的烷烃n0，1，2AH，取代或未取代的烷基B取代或未取代的烷基，羧基或常用保护基团保护的羧基或其药学上可接受的药用盐。
文档编号A61K31/5365GK101270126SQ20081010651
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者姚勇敢 申请人:北京润德康医药技术有限公司