专利名称：具有能产生旋光活性的7－吡咯烷取代基的旋光活性喹啉羧酸衍生物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及下式1表示的旋光活性喹啉羧酸衍生物，它们药物可接受的盐，它们的溶剂合物，以及制备它们的方法。更具体地，本发明涉及在喹诺酮环的7-位含有4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-烷氧基亚氨基吡咯烷的旋光活性喹啉羧酸衍生物式1 其中Q为C-H，C-F，C-Cl，或N；Y为H，或NH2；R为直链或支链C1-C4烷基，烯丙基，或苄基；和*表示旋光纯的手性碳原子大多数常规的喹诺酮抗菌药具有取代的哌嗪衍生物，但现已知将吡咯烷衍生物引入到7-位，以提高对革兰氏阳性菌的抗菌活性(Sanchez，J.P.等，J.Med.Chem.，31，983(1988))。吡咯烷衍生物在7-位被取代的喹诺酮抗菌药能一定程度改善对革兰氏阳性菌的抗菌活性，但是又出现了新的问题因为它们差的水溶性和药物动力学曲线，其体内抗菌活性与体外活性不一致。
已知将卤素原子引入到喹诺酮抗菌药的8-位能增加其抗菌活性，但是也会产生光毒性(Sanchez，J.等，J.Med.Chem.，35，361-367(1992))。
韩国专利No.174,373公开了一种相应于本发明目标化合物的外消旋体。然而，它没有描述其旋光异构体，即具有纯的(+)或(-)旋光活性的异构体。它也没有提到旋光异构体的制备或分离方法。它既没有考虑每种异构体的药理效果，也没有描述外消旋体和其光学异构体间的关系。
通常，互为镜像的两种旋光纯的化合物除旋光活性外具有相同的物理性质。具体地，两种对映异构体例如在熔点、沸点、溶解度、密度、和折光率等完全或几乎相同，但是旋光性完全相反。由于这两种对映异构体的偏振光旋转平面相等，但方向相反，当它们混合时观察不到净的旋光旋转。换句话说，外消旋体的旋光旋转在理论上是零，实际上接近零。
旋光性的区别，也就是连接到手性原子的四个基团的空间排列，即构型，能引起一种对映异构体与其外消旋体在生理活性和毒性产生明显的区别。然而，由于构型的的区别与其影响之间不存在一致关系，因此实际上不可能从现有技术推导出它们。例如，已知一种(-)旋光异构体左氧氟沙星(levofloxacin)抗菌活性比外消旋体氧氟沙星高两倍，比其它对映异构体(+)-氧氟沙星高8-128倍(Drugs of the future，17(7)559-563(1992))。构型与毒性间的关系的例子可以参见cisapride(Stephen C.Stinson，Chemical &Engineering News，76(3)，3(1998))。Stephen C.Stinson公开了当外消旋体(±)-cisapride与其它药物组合应用时可以产生毒性，而(+)-norcisapride不会产生毒性，这就说明(-)-cisapride是产生外消旋体毒性的原因。韩国专利No.179,654描述了1-(5-羟基己基)-3-甲基-7-丙基黄嘌呤显示其R-(-)异构体比S-(+)异构体脑血流刺激活性强度至少高3倍，活性持续时间至少长3倍。然而，替马氟沙星、其外消旋体和其对映异构体在抗菌活性和药物动力学性质之间没有区别(DanielT.W.Chu等，J.Med.Chem.，34，168-174(1991))。
如上所述，外消旋体与其旋光纯的对映异构体之间意想不到的生理学差别(即活性，P.K.，毒性等)，外消旋体必须拆分成相应的对映异构体。如上可以发现，尽管一种对映异构体显示出良好的药理活性并且没有毒性，如果其它的对映异构体有毒性，应用外消旋体也会产生一些问题。这种现象可以在很多药理有效的化合物中发现。另外，当像这样使用药理有效的外消旋体，两种对映异构体以相同剂量给药。如果一种对映异构体是药理无活性的，只会导致身体白白负载。因此，为了获得更好的药理效果和更低的毒性，将外消旋体拆分成旋光纯的对映异构体非常重要。
根据上述现有技术，通过对喹诺酮抗菌药细致、完善的研究，本发明者重复发现了当被连接到喹诺酮环的7-位，4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-烷氧基亚氨基吡咯烷衍生物能产生旋光活性，能使旋光活性的喹啉羧酸衍生物具有高的抗菌活性和良好的药物动力学性质。
因此，与其外消旋体、它们对应的对映异构体和应用的喹诺酮药物相比，按照本发明的对革兰氏阳性菌特别是耐甲氧苯青霉素的葡萄球菌和日益增加的耐喹诺酮菌株的抗菌活性明显改善。另外，按照本发明的化合物具有良好的药物动力学曲线，尽管在8-位带有卤素原子，也几乎不产生光毒性。
式1 其中Q为C-H，C-F，C-Cl，或N；Y为H，或NH2；R为直链或支链C1-C4烷基，烯丙基，或苄基；和*表示旋光纯的手性碳原子。
式1表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物具有高的抗菌活性，并且具有宽的抑菌范围，特别是对耐喹诺酮菌有效，并且其显示出良好的药动学特征和明显降低的毒性。在喹诺酮羧酸衍生物7-位的取代基含有在吡咯烷4-位的手性碳原子，因此使带有该取代基的喹诺酮具有旋光活性。
另外，本发明提供了用于制备旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法。
另外，本发明提供了式2表示的旋光活性的酮缩醇衍生物，其是用于制备旋光活性的喹啉羧酸衍生物的起始原料。
式2 其中R1和R2为H或甲基，R1和R2相同；P为H或胺保护基团；m为0或1；*表示旋光纯的手性碳原子。
下面对本发明进行详细描述。
在式1表示的化合物中，优选的化合物为R为C1-C2烷基或烯丙基、Q为C-H，C-F，或N、Y为H，或NH2的那些化合物。这些化合物在活性、药动学和毒性等方面远远优于有代表性的常规喹诺酮抗菌药环丙沙星和西洛沙星。与其外消旋体和其它对映异构体相比，本发明的旋光纯的化合物具有强的抗菌活性，特别是对革兰氏阳性菌和耐喹诺酮菌株有效，并且发现它是很安全的。
由于其对革兰氏阳性菌以及革兰氏阴性菌强有效的抗菌活性和良好的药动学曲线，本发明的旋光纯的化合物即使以更小的剂量也能治疗目前抗菌药和喹诺酮抗菌药还不能控制的疾病。并且，如上所述，与其相应的外消旋体和对映异构体相比，本发明的化合物特别是对革兰氏阳性菌和耐喹诺酮菌株抗菌活性明显改善，因此它们的有效剂量明显降低，至少达到常规剂量的一半。总之，本发明的旋光纯的化合物预期对人体的负担减轻，而同时体内效果更强。
已知当喹诺酮环的8-位引入卤素原子，会产生严重的光毒性副作用。在本发明的化合物中，卤素原子也在8-位被取代。当在紫外光源下曝光48小时，给药8-位带有卤素原子的外消旋体的小鼠表现出中度的水肿和红斑，测量耳部厚度比曝光前厚39％。另一方面，给药本发明化合物的镜像体和西洛沙星，小鼠会出现严重的水肿和红斑，在相同曝光条件下耳部厚度比曝光前厚150％。相反，发现本发明的旋光活性的化合物几乎不引起水肿和红斑。因此，即使当环8-位含有卤素原子，本发明的化合物几乎没有光毒性，这样可以用作有效的抗菌药，并且具有大为降低的副作用。
与本发明化合物其它的对映异构体、相应的外消旋体和常规的抗菌药相比，式1表示的按照本发明的旋光活性的喹啉羧酸衍生物具有优异的抗菌活性、体内药物动力学性质和不具有光毒性。因此，即使在很小的剂量下，它也能产生良好的抗菌活性。另外，式1表示的按照本发明的旋光活性的喹啉羧酸衍生物对革兰氏阳性菌抗菌活性明显改善，特别是耐甲氧苯青霉素的葡萄球菌和日益增加的耐喹诺酮菌株能产生足够的抗菌活性。
使用时，式1的化合物可以以可药用的盐的形式制备。优选与可药用的游离酸形成酸加成盐。对于游离酸，可使用无机或有机酸。可使用的无机酸的例子有盐酸、磷酸和硫酸。有机酸的例子包括甲磺酸、对甲苯磺酸、乙酸、柠檬酸、马来酸、琥珀酸、草酸、苯甲酸、酒石酸、富马酸、扁桃酸(苯基乙醇酸)、乳酸、乙醇酸、葡糖酸、半乳糖醛酸、谷氨酸、和天冬氨酸。式1的化合物还可以以可药用的金属盐的形式使用。这些盐包括钠盐和钾盐。按照本发明的旋光活性的喹啉羧酸衍生物可药用的盐可以按照常规的转化方法制备。
本发明也提供了用于制备式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法。
式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物按照下列反应路线1所示制备。反应路线1 其中Q，Y，R，R1，R2，m和*分别如上所定义；X为卤素原子，优选为氟或氯原子。
如反应路线1所示，用于制备式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法包括下列步骤1)在酸性接受体存在下，式3化合物与式2a的酮缩醇化合物进行缩合，得到式4表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物；2)将式4的化合物进行去缩酮化(deketalizing)，得到式5的吡咯烷酮化合物；和3)在碱存在下，式5的吡咯烷酮化合物与烷氧基胺反应，得到所需的式1化合物。
用作该反应路线起始原料的式3化合物可以按照美国专利号4,382,892公开的方法进行制备。式2a化合物可以使用游离碱或与酸形成的酸盐，如盐酸，乙酸和三氟乙酸。
在缩合步骤中(上述反应路线1的步骤1)，作为起始原料的式3化合物与式2a的旋光活性的吡咯烷衍生物在适当碱(酸性接受体)存在的溶剂中反应1-24小时，得到式4表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物。因此，后面式5和1表示的化合物都具有旋光活性。至于缩合的反应温度，范围在0-150℃，优选范围在室温至90℃。缩合反应优选在有机溶剂中进行，其优选的例子包括醇如甲醇、乙醇和异丙醇，乙腈，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，二甲亚砜(DMSO)，和吡啶。可用的碱(酸性接受体)有无机碱如碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钠，和有机碱如三乙胺、二异丙基乙胺、吡啶、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基氨基吡啶、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(DBU)、1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(DBN)和1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)。当过量使用(例如2-5摩尔当量)时，式2a化合物可以用作酸性接受体以及反应物，以提高反应效率。
在去缩酮化(deketalizing)步骤中(反应路线1的步骤2)，在酸存在下式4的酮缩醇化合物被转化成式5的吡咯烷酮化合物。该去缩酮化步骤优选在室温至100℃下进行。该去缩酮化步骤中可用的酸的例子有盐酸、氢溴酸、硫酸、乙酸、甲磺酸和三氟甲磺酸。
在反应路线1的步骤3中，在0-90℃、适当的碱存在下，式5的吡咯烷酮化合物与烷氧基胺反应，得到式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物。在这方面，吡啶不仅可以被用作溶剂，而且还可以被用作碱。可以使用水、四氢呋喃或醇(甲醇、乙醇)作为溶剂，使用无机碱如碳酸氢钠或乙酸钠作为碱。
式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物还可以按照下列反应路线2所示制备。反应路线2 其中Q，X，Y，R，R1，R2，m和*分别如上所定义，P”为胺保护基团。胺保护基团的例子包括甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基、苯甲酰基、烷氧羰基(例如甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧羰基、苄氧羰基、对甲氧苄基氧基羰基和三氯乙氧羰基)、苄基、对甲氧苄基和三苯甲基。
如反应路线2所述，另一种用于制备式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法包括下列步骤1)在酸性接受体存在下，将式3化合物与具有保护的胺基的式2b的酮缩醇化合物进行缩合，得到式6的中间体；2)通过适当的去保护方法，将胺保护基团(p”)从式6的中间体去保护，得到式4的化合物；3)将式4的化合物进行去缩酮化(deketalizing)，得到式5的吡咯烷酮化合物；和
4)式5的吡咯烷酮化合物与烷氧基胺反应，得到所需的式1化合物。
在缩合步骤中(上述反应路线2的步骤1)，使用与反应路线1缩合步骤相同的反应条件，从式3化合物和式2b化合物制备式6的的酮缩醇化合物。
在去保护步骤中(上述反应路线2的步骤2)，式6的的酮缩醇化合物的胺保护基团p”采用适当的方法除去，例如酸或碱水解或其它的去保护方法，得到胺基裸露的式4化合物。
胺基的去保护可以通过式6化合物在酸或碱存在下、室温至120℃、溶剂中进行反应来完成。可进行去保护的有无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸，和有机酸如乙酸、三氟乙酸、甲酸和对甲苯磺酸。保护基团p”的碱水解可以使用的碱如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、乙氧基钠和醋酸钠。当保护基团P”为苄基、对甲氧苄基、苄氧基羰基、对甲氧基苄基氧基羰基、三氯乙氧基羰基时，可以在5-100℃、氢气、催化剂(如钯、阮内镍、和铂)存在下进行催化还原反应，完成去保护。
应用酸不仅可以除去保护基团P”，而且还能从式6的酮缩醇化合物除去酮缩醇。适合同时用于去保护和酮缩醇化合物的去酮缩醇的有盐酸、氢溴酸、硫酸、三氟乙酸、或甲磺酸。
在步骤3和步骤4中，所需的式1化合物从式4化合物通过式5的吡咯烷酮化合物制备，它们分别在与反应路线1相应步骤相同的条件下进行。
本发明还提供了式2表示的旋光活性的酮缩醇衍生物，其为式1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的起始原料。所需的旋光活性的酮缩醇衍生物由式2a或2b表示。
本发明的酮缩醇衍生物如下列反应路线3所示制备。
反应路线3 其中R1，R2，m和*分别如上所定义，L为甲磺酰基氧基或对甲苯磺酰基氧基；Z表示氯原子或O-CO-R3，其中R3为乙基、异丙基或异丁基；P’和P”可以相同或不同，为胺基保护基团。
如反应路线3所示，式2表示的旋光活性的酮缩醇衍生物可以通过含有以下步骤的方法制备1)在适当的碱存在下，式7的化合物与碘甲烷反应得到式8的化合物，其具有连接到吡咯烷环上的甲基(步骤1)；2)在酸催化剂存在下，式8的化合物与式9的化合物反应，得到式10的酮缩醇化合物(步骤2)；3)将式10的酮缩醇化合物中的酯基还原，得到式11的羟基甲基化合物(步骤3)；4)将式11化合物中的羟基(-OH)转化成适当的离去基团，得到式12的化合物(步骤4)；5)式12的化合物中的离去基团L与叠氮化钠反应，得到式13的叠氮甲基吡咯烷化合物(步骤5)；6)将式13的化合物还原，得到式14的化合物(步骤6)；7)式14的化合物与式15的脯氨酸衍生物反应，得到式16的非对映异构体混合物(步骤7)；
8)将式16的非对映异构体混合物分离成式17和式18的分别的非对映异构体(步骤8)；9)除去式17的所需非对映异构体的丙基，得到式19的旋光纯的化合物(步骤9)；和10)除去式19化合物的胺基保护基团P’，得到所需的式2a化合物，或将胺基保护基团P”引入到式19化合物，得到式20化合物，随后通过除去胺基保护基团P’，得到所需的式2b化合物。(步骤10)在步骤1中，式7的β-酮酸酯与碘甲烷(CH3I)在30-70℃、适当的碱存在下进行反应，将甲基引入到式8所示的吡咯烷环中。适合使用的碱有碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸钾。
在步骤2中，式8的化合物与式9乙二醇化合物在酸催化剂如对甲苯磺酸存在下反应，得到式10的酮缩醇化合物。
在步骤3中，应用氢化铝锂或硼氢化钠，式10的酮缩醇化合物中的酯基被还原得到式11的羟甲基化合物。与锂盐如氯化锂或溴化锂组合使用，硼氢化钠可以进一步提高反应速度。
在步骤4中，式11化合物的羟基(-OH)被转化成适当的离去基团L如甲基磺酰基氧基(-OMs)或对甲苯磺酰基氧基(-OTs)。在此，式11化合物与甲基磺酰氯或对甲苯磺酰氯在0-50℃、有机碱如三乙胺或吡啶存在下反应。
在步骤5中，式12的离去基团L与叠氮化钠反应，得到式13的叠氮甲基吡咯烷化合物。适合用于该反应的溶剂有N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)。
在步骤6中，金属催化剂如如铂、碳载钯(Pd/C)或阮内镍用于还原式13化合物的叠氮基。或者，叠氮基的还原在惰性溶剂如四氢呋喃中三苯膦或三苯基亚磷酸酯存在下进行。最终，得到高产率的式14的氨基甲基吡咯烷化合物。
在步骤7中，进行缩合以在式14化合物和式15的旋光纯的脯氨酸衍生物之间形成酰胺键。该脯氨酸衍生物可以用于形成N-甲苯磺酰基-L-脯氨酰氯或N-甲苯磺酰基-L-脯氨酸。其中式14化合物与N-甲苯磺酰基-L-脯氨酰氯在碱存在下反应。在该缩合中，可以使用有机碱如三乙胺、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(DBU)或1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(DBN)，或无机碱如碳酸钠或碳酸氢钠。二氯甲烷、氯仿、乙腈或二甲基甲酰胺可以用作溶剂。该反应优选在-25-30℃下进行。当式14化合物与N-甲苯磺酰基-L-脯氨酸反应时，通过应用氯甲酸烷基酯如氯甲酸乙酯将N-甲苯磺酰基-L-脯氨酸活化成混合的酸酐，然后与式14化合物反应。反应条件与使用N-甲苯磺酰基-L-脯氨酰氯时相同。
在步骤8中，式16的非对映异构体混合物通过柱色谱分离成式17和式18结构表示的分别的非对映异构体。
在步骤9中，通过应用碱如氢氧化钠和氢氧化钾将所需的式17的非对映异构体水解，得到脯氨酰基被脱掉的式19的旋光纯的化合物。
在步骤10中，式2a的化合物通过从式19的化合物胺基保护基团P’去保护获得。当为式2b化合物时，通过将胺基保护基团P”引入到式19化合物进行去保护。即式19化合物被引入胺基保护基团P”，得到式20化合物，然后从其除去胺基保护基团P’。该去保护方法进行的条件与反应路线2中式6化合物胺基保护基团P”去保护得到式4化合物的反应条件相同。
然而，应当理解本领域普通技术人员根据本发明的公开，可以作出修改和改进，但仍在本发明的精神和范围内。<制备实施例1>1-苄基氧基羰基-4-乙氧基羰基-4-甲基吡咯烷-3-酮的制备向N-苄基氧基羰基-4-乙氧基羰基吡咯烷-3-酮(291g)在丙酮(1.5l)的溶液中，加入碳酸钾(200g)，然后加入碘甲烷(300mL)，然后将溶液回流3小时。在室温下冷却反应混合物，在减压下浓缩并过滤。残渣通过硅胶柱色谱(乙酸乙酯∶正己烷＝1∶6)纯化，得到所需化合物(237.7g，80.7％)。
1H-NMR(CDCl3，ppm)1.16(3H，t，J＝7.1Hz)，1.36(3H，s)，3.49(1H，d，J＝12.0Hz)，3.83(1H，d，J＝19.3Hz)，4.00-4.17(3H，m)，4.35(1H，d，J＝11.7Hz)，5.16(2H，s)，7.19-7.33(5H，m).<制备实施例2>2-苄基-4-乙基4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷-2，4-二羧酸酯的制备向上述制备实施例1得到的化合物(214g)在正庚烷(1L)的溶液中加入新戊二醇(219g)，随后加入对甲苯磺酸(35g)，然后将该溶液回流6小时。将反应混合物在减压下浓缩，残渣用CH2Cl2(1L)稀释，用饱和NaHCO3溶液和水洗涤。有机相用无水硫酸镁干燥，在减压下浓缩，残渣通过硅胶柱色谱(乙酸乙酯∶正己烷＝1∶6)得到所需化合物(235g，85.7％)。
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.72(3H，s)，1.19(3H，s)，1.25-1.28(3H，m)，1.34(3H，s)，3.34-3.60(6H，m)，3.96(1H，d，J＝10.8Hz)，4.08(1H，d，J＝11.4Hz)，4.11-4.16(1H，m)，4.23-4.25(1H，m)，5.14(2H，d，J＝4.6Hz)，7.30-7.38(5H，m)<制备实施例3>4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷-4-羧酸乙酯的制备向上述制备实施例2得到的化合物(230g)在甲醇(2L)中的溶液加入10％Pd-C11.5g，将该溶液在氢气下搅拌1.5小时。过滤该反应混合物，减压下浓缩得到所需化合物(131g，86.8％)。
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.30(3H，s)，0.75(3H，s)，0.82-0.86(6H，m)，2.10(1H，s)，2.26(1H，d，J＝12.0Hz)，2.44(1H，d，J＝12.2Hz)，2.97-3.11(4H，m)，3.26(1H，d，J＝11.7Hz)，3.70-3.79(2H，m)<制备实施例4>2-苄基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷-4-羧酸乙酯的制备向上述制备实施例3得到的化合物(128.3g)在乙腈(1L)的溶液中加入碳酸钾(103g)，然后加入苄基氯(69mL)，将该溶液回流16小时。将该溶液冷却至室温，在减压下浓缩并过滤。该残渣通过硅胶柱色谱(CH2Cl2100％)纯化，得到所需化合物(204.2g，93.1％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.66(3H，s)，1.16(3H，s)，1.22-1.28(3H，m)，1.39(3H，s)，2.65(1H，d，J＝9.0Hz)，2.83(1H，d，J＝10.0Hz)，3.10(1H，d，J＝9.8Hz)，3.19(1H，d，J＝9.3Hz)，3.34-3.39(2H，m)，3.45-3.51(2H，m)，3.61(1H，d，J＝13.4Hz)，3.74(1H，d，J＝13.2Hz)，4.12-4.20(2H，m)，7.21-7.35(5H，m)<制备实施例5>2-苄基-4-羟基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷的制备在0-5℃下30分钟内，向上述制备实施例4得到的化合物(188g)在THF(2L)的溶液中加入LiAlH4(30.8g)，将反应混合物搅拌30分钟。向该反应混合物中缓慢加入水(400mL)和10％NaOH溶液(200mL)，保持在0-5℃，过滤产生的固体。然后蒸发滤液。其余的溶液用二乙醚萃取，醚相用无水硫酸镁干燥，减压下浓缩得到所需化合物(152.9g，92.5％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.18(3H，s)，0.52(3H，s)，0.66(3H，s)，1.97(1H，d，J＝9.0Hz)，2.30(2H，d，J＝9.8Hz)，2.60(1H，d，J＝10.0Hz)，2.90-2.97(4H，m)，3.11-3.16(4H，m)，6.71-6.80(5H，m)<制备实施例6>2-苄基-4-甲磺酰基氧基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷的制备在0-5℃下，向上述制备实施例5得到的化合物(145.1g)在CH2Cl2(1.5L)的溶液中加入三乙胺(79.5mL)，随后加入甲磺酰氯(36.8mL)。将反应混合物缓慢升温至室温，然后搅拌该溶液2小时。将该反应混合物用水和饱和NaCl溶液洗涤，无水硫酸镁干燥，减压下浓缩并过滤，得到所需化合物(177.1g，97.2％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.62(3H，s)，1.08(3H，s)，1.09(3H，s)，2.33(1H，d，J＝9.0Hz)，2.70-2.77(2H，m)，2.84(3H，s)，3.07(1H，d，J＝10.2Hz)，3.27(2H，s)，3.32(2H，s)，4.10(1H，d，J＝9.5Hz)，4.35(1H，d，J＝9.3Hz)，7.17-7.26(5H，m)<制备实施例7>2-苄基-4-叠氮基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷的制备向上述制备实施例6得到的化合物(160g)在DMF(1L)的溶液中加入NaN3(68g)，然后将该溶液在110-120℃下搅拌6小时。将该反应混合物在减压下浓缩，用二乙醚(1L)稀释，水洗涤。醚相用无水硫酸镁干燥，减压下过滤、浓缩。其余溶液通过硅胶柱色谱(乙酸乙酯∶正己烷＝1∶20)纯化，得到所需化合物(127g，83.1％)。
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.17(3H，s)，0.60(3H，s)，0.65(3H，s)，1.92(1H，d，J＝9.0Hz)，2.24(1H，d，J＝9.0Hz)，2.34(1H，d，J＝10.0Hz)，2.53(1H，d，J＝10.2Hz)，2.87-2.95(5H，m)，3.03(1H，d，J＝12.0Hz)，3.10-3.19(2H，m)，6.72-6.82(5H，m)<制备实施例8>(-)-2-苄基-4-(N-甲苯磺酰基-L-脯氨酰基)氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷的制备向上述制备实施例7得到的化合物(125g)在乙酸乙酯(1L)的溶液中加入50％阮内镍稀浆(72mL)，然后将该溶液在氢气下搅拌3小时。过滤该反应混合物，减压下浓缩得到2-苄基-4-氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷(107.5g)。该化合物不经过纯化用于下一步反应。
向N-甲苯磺酰基-L-脯氨酸(104.6g)在CH2Cl2(1.5L)的溶液中加入三乙胺(123mL)，然后在0-5℃下30分钟内缓慢加入氯甲酸乙酯(38mL)。在相同温度下，向该反应混合物中加入之前得到的2-苄基-4-氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷(107.5g)。将该混合物缓慢升温，在室温下搅拌2小时。将该混合物用水(1L)洗涤，无水硫酸镁干燥，在减压下过滤、浓缩。残渣通过硅胶柱色谱纯化(乙酸乙酯∶正己烷＝2∶3)得到所需化合物(68.7g，32.7％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.72(3H，s)，1.05(3H，s)，1.26(3H，s)，1.45-1.55(1H，m)，1.60-1.65(1H，m)，1.70-1.75(1H，m)，2.20-2.25(1H，m)，2.44(3H，s)，2.52(1H，d，J＝8.8Hz)，2.67(1H，d，J＝8.8Hz)，2.89(1H，d，J＝10.2Hz)，3.11-3.15(2H，m)，3.43-3.60(6H，m)，3.65-3.67(3H，m)，4.08-4.11(1H，m)，7.23-7.35(6H，m)，7.71(2H，d，J＝8.3Hz)，7.87-7.90(1H，m)[α]D＝-167.86(c＝0.32，CHCl3，25.0℃)<制备实施例9>(+)-2-苄基-4-(N-叔丁氧基羰基)氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷的制备将制备实施例8得到的化合物(17.5g)和KOH(30g)溶解在异丙醇(250mL)中，将该溶液在搅拌下回流7小时。反应完成后蒸发溶剂。其余的溶液用水(250mL)稀释，二乙醚萃取两次。合并醚相，用无水硫酸镁干燥，减压下过滤、浓缩，得到(+)-2-苄基-4-氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷(9.5g)。该化合物不经过纯化用于下一步反应。
将前面得到的(+)-2-苄基-4-氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷(9.5g)和重碳酸二叔丁基酯(8.2g)溶解到CH2Cl2(150mL)中，将该反应混合物在室温下搅拌30分钟。在减压下浓缩该反应混合物，残渣通过硅胶柱色谱纯化(乙酸乙酯∶正己烷＝1∶3)，得到所需化合物(12.4g，97.2％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.60(3H，s)，0.93(3H，s)，1.09(3H，s)，1.36(9H，s)，2.36(1H，d，J＝9.0Hz)，2.58(1H，d，J＝9.0Hz)，2.71(1H，d，J＝10.3Hz)，2.94(1H，d，J＝10.3Hz)，3.17(2H，d，J＝7.6Hz)，3.33(2H，s)，3.40(2H，s)，3.54(2H，s)，5.33(1H，bs)，7.14-7.24(5H，m)[α]D＝+0.65(c＝5.07，CHCl3，25.0℃)<制备实施例10>(+)-4-(N-叔丁氧基羰基)氨基甲基-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸烷的制备向上述制备实施例9得到的化合物(12.4g)在MeOH(150mL)的溶液中加入10％Pd-C(7.0g)，然后在氢气下搅拌该溶液2小时。在减压下过滤、浓缩该反应混合物，得到所需化合物(8.1g，84.0％)。
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.70(3H，s)，1.00(3H，s)，1.15(3H，s)，1.40(9H，s)，2.46(1H，bs)，2.67(1H，d，J＝11.0Hz)，2.89(1H，d，J＝12.0Hz)，3.04(1H，d，J＝12.0Hz)3.15-3.28(3H，m)，3.43-3.52(3H，m)，5.12(1H，bs)[α]D＝+129.54(c＝0.48，CHCl3，25.0℃)<实施例1>(+)-7-(4-{[(N-叔丁氧基羰基)氨基]甲基}-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸-2-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸的制备将制备实施例10得到的化合物(4.44g)、1-环丙基-6-氟-7-氯-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸(3.45g)和三乙胺(2.6mL)依次加入到乙腈(50mL)中，将该混合物在45-50℃下搅拌4小时。过滤并干燥沉淀，得到所需化合物(5.31g，77.6％)。
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.80(3H，s)，1.07(2H，bs)，1.17(3H，s)，1.24(5H，bs)，1.26(2H，bs)，1.41(9H，s)，3.40(2H，bs)，3.55-3.60(5H，m)，4.05-4.32(4H，m)，5.07(1H，bs)，8.03(1H，d，J＝12.4Hz)，8.71(1H，s)[α]D＝+9.77(c＝1.19，CHCl3，25.0℃)<实施例2>(+)-5-氨基-7-(4-{[(N-叔丁氧基羰基)氨基]甲基)-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸-2-基)-1-环丙基-6，8-di氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸的制备制备实施例10得到的化合物(5.5g)和5-氨基-1-环丙基-6，7，8-三氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸(2.48g)溶解到乙腈(24mL)中，回流6小时。将该反应混合物在减压下浓缩，残渣通过硅胶柱色谱纯化(CHCl3∶MeOH＝9∶1)，得到所需化合物(3.5g，70％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.74(3H，s)，1.03(2H，bs)，1.15(5H，bs)，1.25(3H，s)，1.41(9H，s)，3.30-3.37(2H，m)，3.39-3.57(5H，m)，3.74(1H，d，J＝9.5Hz)，3.84(1H，m)，3.95(1H，d，J＝11.0Hz)，4.03(1H，d，J＝10.7Hz)，5.14(1H，bs)，6.36(1H，bs)，8.51(1H，s)[α]D＝+175.42(c＝0.52，CHCl3，25.0℃)<实施例3>(-)-7-(4-{[(N-叔丁氧基羰基)氨基]甲基}-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸-2-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸的制备将制备实施例10得到的化合物(4.0g)、1-环丙基-6，7-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸(2.9g)和三乙胺(4.61mL)依次加入到乙腈(50mL)中，回流6小时。过滤并干燥沉淀，得到所需化合物(5.6g，92.9％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.80(3H，s)，1.15-1.18(2H，m)，1.20(3H，s)，1.23(3H，s)，1.33(2H，d，J＝6.3Hz)1.43(9H，s)，3.24(1H，d，J＝9.5Hz)，3.42(2H，d，J＝6.1Hz)，3.49-3.63(6H，m)，3.97-4.01(1H，m)，4.10-4.15(1H，m)，5.17(1H，bs)，6.84(1H，d，J＝7.3Hz)，7.90(1H，d，J＝14.2Hz)，8.63(1H，s)[α]D＝-0.53(c＝1，CHCl3，27.2℃)<实施例4>(+)-7-(4-{[(N-叔丁氧基羰基)氨基]甲基}-4，8，8-三甲基-6，10-二氧杂-2-氮杂螺[4.5]癸-2-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸的制备将制备实施例10得到的化合物(1.5g)、1-环丙基-6，7，8-三氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸(1.2g)和三乙胺(0.9mL)依次加入到乙腈(24mL)中，并回流6小时。然后过滤并干燥沉淀，得到所需化合物(2.1g，87.6％).
1H-NMR(CDCl3，ppm)0.78(3H，s)，1.17(5H，s)，1.23(3H，s)，1.26(2H，d，J＝7.1Hz)，1.44(9H，s)，3.39(2H，d，J＝5.6Hz)，3.51-3.61(5H，m)，3.82(1H，bs)，3.96(1H，bs)，4.01(1H，d，J＝11.2Hz)，4.08(1H，d，J＝11.2Hz)，5.13(1H，bs)，7.78-7.85(1H，m)，8.70(1H，bs)[α]D＝+35.6(c＝1，CHCl3，25.0℃)<实施例5>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-氧基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸盐酸盐的制备将实施例1得到的化合物(5.31g)溶解到浓盐酸(25mL)中，在室温下搅拌7小时。然后将异丙醇(125mL)加入到该反应混合物中，搅拌1小时。过滤得到的固体，用异丙醇洗涤，干燥得到所需化合物(3.78g，97.3％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)0.99(2H，bs)，1.18(2H，d，J＝8.0Hz)，1.23(3H，s)，3.05(1H，d，J＝13.2Hz)，3.11(1H，d，J＝13.4Hz)3.62(1H，m)，4.11(2H，bs)，4.26(1H，d，J＝19.0Hz)，4.46(1H，d，J＝22.5Hz)，7.96(1H，d，J＝12.4Hz)，8.55(1H，s)[α]D＝+12.93(c＝1.13，H2O，25.0℃)<实施例6>(-)-5-氨基-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-氧基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例2得到的化合物(3.05g)溶解到浓盐酸(15mL)中，在室温下搅拌7小时。然后将异丙醇(125mL)加入到该反应混合物中，搅拌1小时。过滤得到的固体，用异丙醇洗涤，干燥得到所需化合物(2.13g，81.1％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.04-1.11(4H，m)，1.24(3H，s)，3.02(1H，d，J＝13.4Hz)，3.09(1H，d，J＝13.4Hz)3.84(1H，d，J＝10.7Hz)，3.91(1H，bs)，4.02(1H，d，J＝11.0Hz)，4.10(1H，d，J＝18.5Hz)，4.17(1H，d，J＝18.3Hz)8.42(1H，s) D＝-23.64(c＝1.41，DMSO，25.0℃)<实施例7>(-)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-氧基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例3得到的化合物(5.4g)溶解到浓盐酸(25mL)中，在室温下搅拌7小时。然后将异丙醇(125mL)加入到该反应混合物中，搅拌1小时。过滤得到的固体，用异丙醇洗涤，干燥得到所需化合物(3.7g，89.8％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.08(2H，s)，1.25(3H，s)，1.28(2H，s)3.03-3.12(2H，m)，3.63(1H，bs)，3.75-3.92(2H，m)，4.07(1H，d，J＝19.8Hz)，4.27(1H，d，J＝19.8Hz)，7.21(1H，d，J＝6.8Hz)，7.84(1H，d，J＝14.2Hz)8.59(1H，s)[α]D＝-23.64(c＝1.41，DMSO，25.0℃)<实施例8>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-氧基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例4得到的化合物(1.9g)溶解到浓盐酸(10mL)中，在室温下搅拌7小时。然后将异丙醇(50mL)加入到该反应混合物中，搅拌1小时。过滤得到的固体，用异丙醇洗涤，干燥得到所需化合物(1.4g，93.7％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.15(4H，d，J＝5.6Hz)，1.24(3H，s)，3.02(1H，d，J＝13.4Hz)，3.10(1H，d，J＝13.4Hz)，3.83(1H，d，J＝10.7Hz)，4.12(1H，d，J＝18.3Hz)，4.20(1H，d，J＝18.3Hz)，7.78(1H，d，J＝13.2Hz)8.64(1H，s)[α]D＝+13.85(c＝1，CH3OH，25.5℃)<实施例9>(-)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-甲基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸盐酸盐的制备将实施例5得到的化合物(3.78g)和甲氧胺盐酸盐(1.62g)加入到吡啶中(40mL)，搅拌4小时。在将该反应混合物在减压下浓缩后，向残渣中加入乙醇(40mL)，将其搅拌1小时。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(3.62g，97.5％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.05(2H，bs)，1.20(2H，d，J＝7.3Hz)，1.34(3H，s)，3.08(1H，d，J＝13.2Hz)3.14(1H，d，J＝13.2Hz)3.15(2H，m)，3.66(1H，bs)，3.86(4H，bs)，4.08(1H，d，J＝12.7Hz)，4.61(2H，s)，8.99(1H，d，J＝12.4Hz)，8.56(1H，s)[α]D＝-1.5(c＝1.2，CH3OH，27.6℃)<实施例10>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-乙氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸盐酸盐的制备将实施例5得到的化合物(300mg)和乙基羟基胺盐酸盐(142mg)加入到吡啶中(10mL)，在60℃下搅拌7小时。在将该反应混合物在减压下浓缩后，向残渣中加入二乙醚(10mL)，将其搅拌1小时。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(258mg，50.3％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.07(2H，bs)，1.20-1.23(5H，m)，1.35(3H，s)，3.10-3.13(2H，m)，3.69(1H，bs)，3.88(1H，bs)，4.10-4.14(3H，m)，4.62(2H，bs)，8.01(1H，d，J＝12.7Hz)，8.57(1H，s)[α]D＝+3.98(c＝1，CH3OH，23.2℃)<实施例11>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-叔丁基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸盐酸盐的制备将实施例5得到的化合物(300mg)和叔丁基羟基胺盐酸盐(183mg)加入到吡啶中(10mL)，在60℃下搅拌7小时。在将其在减压下浓缩后，向该反应混合物中加入二乙醚(10mL)，将其搅拌1小时。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(200mg，52.9％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.07-1.12(2H，m)，1.21-1.22(2H，m)，1.26(9H，s)，1.35(3H，s)，3.06(1H，d，J＝13.2Hz)，3.15(1H，d，J＝13.2Hz)，3.68(1H，bs)，3.89(1H，d，J＝13.2Hz)，4.07(1H，d，J＝11.9Hz)，4.59(2H，s)，8.03(1H，d，J＝8.8Hz)，8.56(1H，s)[α]D＝+9.71(c＝1，CH3OH，20.7℃)<实施例12>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-苄基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸盐酸盐的制备将实施例5得到的化合物(300mg)和苄基羟基胺盐酸盐(198mg)加入到吡啶中(10mL)，在60℃下搅拌7小时。在将其在减压下浓缩后，向该反应混合物中加入二乙醚(10mL)，将其搅拌1小时。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(150mg，40.0％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.05-1.10(2H，m)，1.19(2H，d，J＝7.1Hz)，1.34(3H，s)，3.08(1H，d，J＝13.2Hz)，3.14(1H，d，J＝13.2Hz)，3.68(1H，bs)，3.89(1H，d，J＝12.43Hz)，4.09(1H，d，J＝11.47Hz)，4.68(2H，s)，5.16(2H，s)，7.27-7.38(5H，m)，8.02(1H，d，J＝12.4Hz)，8.57(1H，s)[α]D＝+14.75(c＝1，CH3OH，23.8℃)<实施例13>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基3-(Z)-烯丙氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢[1，8]二氮杂萘-3-羧酸盐酸盐的制备将实施例5得到的化合物(300mg)和烯丙基羟基胺盐酸盐(134mg)加入到吡啶中(10 mL)，在60℃下搅拌7小时。在将其在减压下浓缩后，向残渣中加入二乙醚(10 mL)，将其搅拌1小时。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(290 mg，79.4％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.05(2H，bs)，1.20(2H，d，J＝7.1Hz)，1.35(3H，s)，3.07(1H，d，J＝13.2Hz)，3.14(1H，d，J＝13.2Hz)，3.67(1H，bs)，3.88(1H，d，J＝12.0Hz)4.08(1H，bs)，4.60-4.64(4H，m)，5.17(1H，d，J＝10.5Hz)，5.28(1H，d，J＝17.3Hz)，5.92-6.01(1H，m)，7.97(1H，d，J＝12.5Hz)，8.54(1H，s)[α]D＝+7.98(c＝1，CH3OH，25.6℃)<实施例14>(-)-5-氨基-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-甲基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例6得到的化合物(2.13g)和甲氧胺盐酸盐(1.20g)加入到吡啶中(20mL)。在70℃下搅拌4小时后，将其冷却至室温。向该反应混合物中加入异丙醇(20mL)，将其搅拌1小时。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(1.98g，94.5％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)0.98(2H，bs)，1.03(2H，d，J＝6.8Hz)，1.28(3H，s)，3.00(1H，d，J＝13.2Hz)，3.05(1H，d，J＝13.2Hz)，3.59(1H，d，J＝10.8Hz)，3.79(4H，bs)，3.91(1H，bs)，4.25(1H，d，J＝17.3Hz)，4.41(1H，d，J＝17.3Hz)，8.45(1H，s)[α]D＝-1.2(c＝1.0，CH3OH，27.7℃)<实施例15>(-)-5-氨基-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-乙氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例6得到的化合物(200mg)和乙氧基羟基胺盐酸盐(66mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在60℃下搅拌7小时后，将其在减压下浓缩。向残渣中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(165mg，75.2％)。
1H-NMR(CD3OD，ppm)1.12-1.20(4H，m)，1.28(3H，t，J＝7.1Hz)，1.30(3H，s)，3.02(1H，d，J＝13.2Hz)，3.08(1H，d，J＝13.2Hz)，3.64(1H，d，J＝10.7Hz)，3.84(1H，d，J＝10.5Hz)，3.96(1H，bs)，4.03-4.09(2H，m)，4.30(1H，d，J＝17.3Hz)，4.43(1H，d，J＝17.3Hz)，8.48(1H，s)[α]D＝-24.69(c＝1，CH3OH，23.1℃)<实施例16>(-)-5-氨基-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-叔丁氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例6得到的化合物(300mg)和叔丁基羟基胺盐酸盐(170mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在70℃下搅拌7小时后，将其在室温下冷却。向残渣中加入二乙醚(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(181mg，49.5％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.05-1.09(4H，m)，1.23(9H，s)，1.31(3H，s)，3.00(1H，d，J＝13.2Hz)，3.08(1H，d，J＝13.2Hz)，3.64(1H，d，J＝10.5Hz)，3.84(1H，d，J＝10.5Hz)，3.96(1H，bs)，4.26(1H，d，J＝17.3Hz)，4.39(1H，d，J＝17.3Hz)，8.46(1H，s)[α]D＝-22.23(c＝1，CH3OH，20.4℃)<实施例17>(-)-5-氨基-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-苄基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例6得到的化合物(300mg)和苄基羟基胺盐酸盐(162mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在70℃下搅拌7小时后，将其在室温下冷却。向残渣中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(280mg，75.4％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.04-1.07(4H，m)，1.30(3H，s)，3.01(1H，d，J＝13.2Hz)，3.09(1H，d，J＝13.2Hz)，3.65(1H，d，J＝10.5Hz)，3.85(1H，d，J＝10.5Hz)，3.93(1H，bs)，4.34(1H，d，J＝17.32Hz)，4.47(1H，d，J＝17.3Hz)，5.12(2H，s)，7.28-7.36(5H，m)，8.47(1H，s)[α]D＝-4.25(c＝1，CH3OH，28.2℃)<实施例18>(-)5-氨基-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-烯丙氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例6得到的化合物(500mg)和烯丙基羟基胺盐酸盐(186mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在70℃下搅拌4小时后，将其在室温下冷却。向残渣中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(445mg，79.2％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.02-1.09(4H，m)，1.30(3H，s)，3.01(1H，d，J＝13.2Hz)，3.09(1H，d，J＝13.2Hz)，3.64(1H，d，J＝10.5Hz)，3.84(1H，d，J＝10.5Hz)，3.95(1H，bs)，4.33(1H，d，J＝17.3Hz)，4.46(1H，d，J＝17.3Hz)，4.57(2H，d，J＝5.40Hz)，5.16(1H，d，J＝10.5Hz)，5.25(1H，d，J＝19.04Hz，)，5.91-6.00(1H，m)，8.47(1H，s)[α]D＝-4.54(c＝1，CH3OH，22.1℃)<实施例19>(-)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-甲基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例7得到的化合物(300mg)和甲氧胺盐酸盐(92mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在50℃下搅拌7小时后，将其在减压下浓缩。向该反应混合物中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(265mg，80.4％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.14(2H，bs)，1.31(2H，bs)，1.36(3H，s)，3.09-3.15(2H，m)，3.61(1H，bs)，3.74(1H，bs)，3.86(4H，s)，4.44(2H，s)，7.21(1H，s)，7.84(1H，d，J＝14.15Hz)，8.59(1H，s)[α]D＝-16.5(c＝1，CH3OH，22.8℃)<实施例20>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-乙氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例7得到的化合物(300mg)和乙基羟基胺盐酸盐(107mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在50℃下搅拌4小时后，将其在减压下浓缩。向该反应混合物中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(235mg，71.3％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.13-1.15(2H，m)，1.21(3H，t，J＝6.95Hz)，1.28-1.39(5H，m)，3.07(1H，d，J＝13.0Hz)，3.14(1H，d，J＝13.0Hz)，3.58(1H，d，J＝10.5Hz)，3.72(1H，bs)，3.86(1H，d，J＝10.6Hz)，4.12(2H，q，J＝7.1Hz)，4.44(2H，s)，7.19(1H，d，J＝7.55Hz)，7.79(1H，d，J＝13.9Hz)，8.53(1H，s)[α]D＝+23.68(c＝1，CH3OH，23.3℃)<实施例21>(-)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-叔丁基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例7得到的化合物(300mg)和叔丁基羟基胺盐酸盐(183mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在60℃下搅拌7小时后，将其在室温下冷却。向该反应混合物中加入二乙醚(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(245mg，69.7％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.08-1.14(2H，m)，1.24(9H，s)，1.28-1.34(2H，m)，1.36(3H，s)，3.05(1H，d，J＝13.2Hz)，3.14(1H，d，J＝13.2Hz)，3.56(1H，d，J＝10.8Hz)，3.69(1H，bs)，3.84(1H，d，J＝13.2Hz)，4.35-4.45(2H，m)，7.17(1H，d，J＝7.6Hz)，7.80(1H，d，J＝10.0Hz)，8.52(1H，s)[α]D＝-7.05(c＝1，CH3OH，21.6℃)<实施例22>(+)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-苄基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6-氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例7得到的化合物(300mg)和苄基羟基胺盐酸盐(197mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在50℃下搅拌7小时后，将其在减压下浓缩。向该反应混合物中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(237mg，64.7％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.12(2H，bs)，1.33(2H，bs)，1.36(3H，s)，3.07(1H，d，J＝13.2Hz)，3.15(1H，d，J＝13.2Hz)，3.58(1H，d，J＝10.5Hz)，3.70(1H，bs)，3.87(1H，d，J＝10.8Hz)，4.50(2H，bs)，5.15(2H，s)，7.19(1H，d，J＝7.5Hz)，7.26-7.38(5H，m)，7.78(1H，d，J＝13.9Hz)，8.52(1H，s)[α]D＝+7.47(c＝1，CH3OH，23.7℃)<实施例23>(-)-7-(4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-甲基氧基亚氨基吡咯烷-1-基)-1-环丙基-6，8-二氟-4-氧-1，4-二氢-3-喹啉羧酸盐酸盐的制备将实施例8得到的化合物(300mg)和甲氧胺盐酸盐(117mg)加入到吡啶中(10mL)。将该反应混合物在60℃下搅拌8小时后，将其在减压下浓缩。向该反应混合物中加入乙腈(10mL)，将其搅拌1小时以上。过滤得到的固体，依次用乙腈和二乙醚洗涤，干燥得到所需化合物(210mg，65.1％)。
1H-NMR(DMSO-d6+CF3COOD，ppm)1.23(4H，bs)，1.30(3H，s)，3.02(1H，d，J＝13.1Hz)，3.07(1H，d，J＝13.1Hz)，3.64(1H，d，J＝10.5Hz)，3.80-3.86(4H，m)，4.00(1H，bs)，4.30(1H，d，J＝17.3Hz)，4.64(1H，d，J＝17.3Hz)，7.70(1H，d，J＝13.2Hz)，8.59(1H，s)[α]D＝-20.98(c＝1，CH3OH，21.7℃)<实验实施例1>体外抗菌活性对本发明的旋光活性的喹啉羧酸衍生物进行测试，以检验它们是否能用作抗菌化合物。在此，按照琼脂稀释法(Hoechst 345)应用最小抑菌浓度对该化合物进行检测(MIC单位μg/ml)，其中将Muller-Hinton琼脂稀释2倍。为了对比，环丙沙星和西洛沙星用作对照。本发明化合物相应的对映异构体和外消旋体也用作对照药物。在每个琼脂中最小细菌接种量大约为107cfu/ml。接种后在37℃保持18小时，观察细菌生长情况。对于耐甲氧苯青霉素的菌株，接种后在30℃保持48小时，进行观察。应用Hoechst标准菌株作为测试细菌。结果如表1和表2所示。<表1>体外抗菌活性(μg/ml)
从表1的数据可以发现，实施例9、14和19制备的化合物抗菌活性远远优于有代表性的常规喹诺酮抗菌药环丙沙星和西洛沙星的活性。
在定量分析中，实施例9的化合物对革兰氏阳性菌的抗菌活性比环丙沙星高4-112倍，比西洛沙星高4-30倍。对于一种有代表性的革兰氏阴性菌大肠杆菌，实施例9的化合物与环丙沙星和比西洛沙星抗菌活性几乎相同。特别是对耐喹诺酮抗菌药的金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌，实施例9的化合物对革兰氏阳性菌的抗菌活性比环丙沙星高128-390倍，比西洛沙星高24-64倍。
并且，实施例14的化合物对革兰氏阳性菌的抗菌活性比环丙沙星高30-781倍，比西洛沙星高24-195倍。对于一种有代表性的革兰氏阴性菌大肠杆菌，实施例14的化合物的抗菌效果比环丙沙星高49倍，比西洛沙星高12-49倍。特别是对耐喹诺酮抗菌药的金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌，实施例14的化合物对革兰氏阳性菌的抗菌活性比环丙沙星高129-962倍，比西洛沙星高24-481倍。
实施例19的化合物对革兰氏阳性菌和耐药菌株的抗菌活性远远优于环丙沙星和比西洛沙星，同时对所有的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和耐药的金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的抗菌活性都相似于实施例9和14的化合物。实施例19的化合物对革兰氏阴性菌的抗菌活性也优于环丙沙星和比西洛沙星。<表2>体外抗菌活性(μg/ml)
C.药理实施例实施例C1体外筛选抗呼吸道合胞病毒的活性从剂量-应答曲线计算经受试化合物获得的抗病毒引起的细胞病理学的百分比保护作用(抗病毒活性或IC50)和它们的细胞毒性(CC50)两者。用经CC50(对50％细胞的细胞毒剂量)除以IC50(对50％细胞的抗病毒活性)计算的选择性指数(SI)表示抗病毒效果的选择性。
自动四唑鎓为基础的比色分析法用于测定受试化合物的IC50和CC50。用以5％FCS(对FLU为0％)和20mM Hepes缓冲液补充的180μl的Eagle氏基础培养基填充平底96孔塑料微滴定板。随后，将化合物的储备液(7.8x最终试验浓度)以45μl体积加入到一系列三份重复的孔中，以便同时评价它们对病毒-和模拟-感染的细胞作用。使用自动化系统，在微滴盘中直接制备五个5倍稀释溶液。在每一个试验中包含未处理的病毒对照组和HeLa细胞对照组。以50μl的体积将100 TCID50呼吸道合胞病毒加入到三行中的两行。将相同体积的培养基加入到第三行中以测量化合物在相同的如那些测量抗病毒活性使用的浓度下的细胞毒性。孵育两小时后，以50μl的体积(4×105细胞/ml)将HeLa细胞悬浮液加入到所有孔中。在37℃下于5％<p>饥饿16小时后，以剂量40mg/5ml/kg对SD大鼠口服给药本发明的化合物，对照组给药剂量为50mg/5ml/kg。在预定时间从眼球取出血后，马上将血浆与其它成分分离，应用高效液相色谱(HPLC)对药物动力学参数进行定量分析。<表3>药物动力学测试
如表3所示，实施例9和14的化合物在最大血药浓度Cmax、半衰期[t1/2(hr)]、和曲线下面积(μgAhr/ml)均优于有代表性的喹诺酮抗菌药环丙沙星。
因此，表3的数据表明与常规的喹诺酮抗菌药相比，式1表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的体内药物动力学性质大大改善。<实验实施例3>光毒性测试已知在喹诺酮环的8-位存在卤素原子能产生光毒性。因此对实施例14中制备的化合物进行测试，以确定其是否具有光毒性。为了比较，西洛沙星、实施例14化合物的(+)-对映异构体及其外消旋体用作对照。使用不给任何药物的小鼠作为阴性对照。
饥饿16小时后，CD-1雌性小鼠口服给药剂量50mg/kg的化合物，暴露在紫外光源下4.5小时。小鼠距离光源15cm。在UV光源下暴露24和48小时后进行测定，小鼠的耳部是否受到伤害作为确定是否具有光毒性的主要因素。小鼠的水肿检测是通过测定它们耳部厚度的变化，采用电子测径器，并计算其平均值。并且观察小鼠是否出现红斑。<表4>UV光源暴露下小鼠耳部厚度的变化
在紫外光源下曝露48小时后，给药实施例14化合物的外消旋体的小鼠出现中度的浮肿和红斑，与紫外光源下曝露前相比耳部厚度增加39％。当在紫外光源下曝露相同时间，给药实施例14化合物的对映异构体或给药西洛沙星的出现严重的浮肿和红斑，与紫外光源下曝露前相比耳部厚度增加150％。相反，给药实施例14化合物的小鼠没有发现红斑。与紫外光源下曝露前相比耳部厚度仅增加16.8％。但是当考虑到标准差，与阴性对照表现出的增加13.2％没有区别。
因此，与常规化合物相比，实施例14的旋光活性的喹啉羧酸衍生物尽管在喹诺酮环的8-位含有卤素原子，但几乎不产生光毒性。
工业实用性式1表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物，更具体地，在喹诺酮环的7-位具有能产生旋光活性的4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-烷氧基亚氨基吡咯烷取代基的旋光活性的喹啉羧酸衍生物对革兰氏阳性菌的抗菌活性非常显著地改善，这是现有技术中很难克服的问题，另外，它对革兰氏阴性菌也具有良好的抗菌活性。特别是，本发明的旋光活性的喹啉羧酸衍生物对耐受甲氧苯青霉素和常规喹诺酮菌株的抗菌活性有非常优异的控制作用。另外，因为式1化合物的抗菌活性远远优于其外消旋体和对映异构体，即使式1化合物的给药剂量更小，在体内也能获得相同或更高的效果。因此，本发明的化合物对人体产生更小的负担。
如上所述，本发明的化合物在药物动力学性质方面远远优于常规的喹诺酮抗菌药，包括最大血药浓度、半衰期和曲线下面积。不仅具有良好的抗菌活性和药物动力学曲线，本发明的化合物比常规的喹诺酮抗菌药、其相应外消旋体和对映异构体的给药剂量低2-4倍。
并且，本发明的旋光活性的喹啉羧酸衍生物尽管在喹诺酮环的8-位含有卤素原子(例如氟原子)，但几乎不产生光毒性。
总之，式1表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物具有高的抗菌活性和明显降低的毒性，非常适合于代替它们的外消旋体和对映异构体，用作用于预防和治疗人和动物的细菌引起的疾病。
权利要求
1.下式1表示的在喹诺酮环的7-位具有4-氨基甲基-4-甲基-3-(Z)-烷氧基亚氨基吡咯烷取代基的旋光活性喹啉羧酸衍生物、它们药物可接受的盐，以及它们的溶剂合物式1 其中Q为C-H，C-F，C-Cl，或N；Y为H，或NH2；R为直链或支链C1-C4烷基，烯丙基，或苄基；和*表示旋光纯的手性碳原子。
2.按照权利要求1的旋光活性喹啉羧酸衍生物、它们药物可接受的盐，以及它们的溶剂合物，其中Q为C-H，C-F，或N、Y为H，或NH2、R为C1-C2烷基或烯丙基。
3.一种用于制备权利要求1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法，包括下列步骤1)在酸性接受体存在下，式3的含喹诺酮环化合物与式2a的酮缩醇化合物进行缩合，得到式4表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物；2)将式4的化合物进行去缩酮化，得到式5的吡咯烷酮化合物；和3)在碱存在下，式5的吡咯烷酮化合物与烷氧基胺反应，得到所需的式1化合物反应路线1 其中Q，Y，R和*分别如上所定义；X为卤素原子，优选为氟或氯原子，R1和R2相同为氢或甲基，m为0或1。
4.一种用于制备权利要求1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法，包括下列步骤1)在酸性接受体存在下，将式3的含喹诺酮环化化合物与具有保护的胺基的式2b的酮缩醇化合物进行缩合，得到式6的中间体；2)在酸存在下，将胺保护基团(p”)从式6的中间体去保护，得到式4的化合物；3)将式4的化合物进行去缩酮化，得到式5的吡咯烷酮化合物；和4)式5的吡咯烷酮化合物与烷氧基胺反应，得到所需的式1化合物反应路线2 其中Q，X，Y，R，R1，R2，m和*分别如上所定义，P”为胺保护基团。
5.按照权利要求4的用于制备权利要求1的旋光活性的喹啉羧酸衍生物的方法，其中所述酸选自盐酸、氢溴酸、硫酸、三氟乙酸、或甲磺酸，它不仅用于胺保护基团P”的去保护，而且还能从酮缩醇化合物除去酮缩醇。
6.式2表示的在吡咯烷部分的4-位具有手性碳原子的旋光活性的酮缩醇衍生物式2 其中R1和R2为H或甲基，R1和R2相同；P为H或胺保护基团；m为0或1；*表示旋光纯的手性碳原子。
全文摘要
本发明涉及式1表示的旋光活性的喹啉羧酸衍生物、它们药物可接受的盐、它们的溶剂合物、以及制备它们的方法。更具体地,本发明涉及在喹诺酮环的7－位具有能产生旋光活性的4－氨基甲基－4－甲基－3－(Z)－烷氧基亚氨基吡咯烷取代基的旋光活性的喹啉羧酸衍生物。由于本发明的化合物比其对映异构体和它们的外消旋体混合物以及其它抗菌药具有更好的抗菌活性,并且具有良好的药物动力学性质且没有毒性,本发明的化合物可以用作抗菌药物。
文档编号C07D487/10GK1358185SQ00809470
公开日2002年7月10日 申请日期2000年5月18日 优先权日1999年5月20日
发明者尹晟俊, 郑龙浩, 李致雨, 李振洙, 金南斗, 陈允豪, 宋完珍, 金翼会, 梁王龙, 崔东洛, 申定翰 申请人:同和药品工业株式会社