本发明提供三环化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其具有针对革兰氏阴性细菌的优秀的抗菌活性，并且在安全性方面也是优秀的。此外，本发明提供了包含三环化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐作为药物活性成分的药物组合物。特别是，本发明提供了三环化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其用于治疗和/或预防由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的感染性疾病。
发明背景
由革兰氏阴性细菌引起的感染数量在全世界已经增加。抗性革兰氏阴性细菌已经成为全球性的严重健康问题，这从2013年美国疾病控制和预防中心(CDC)关于在美国的抗生素抗性威胁的报告是明显的。
革兰氏阴性细菌是腹腔内感染(IAI)、尿路感染(UTI)、医院性肺炎和菌血症的常见原因。大肠杆菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是重要的病原体，其占引起健康护理相关感染的所有病原体的27%和所有革兰氏阴性病原体的70% (Sievert DM等, Infect Control Hosp Epidemiol. 2013; 34:1-14)。铜绿假单胞菌是医院性肺炎的最常见的革兰氏阴性原因和导管相关UTI的第二最常见原因，和大肠杆菌是UTI的最常见原因(Sievert DM等, Infect Control Hosp Epidemiol. 2013; 34:1-14)。由产生广谱β内酰胺酶(ESBL)的大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌以及铜绿假单胞菌(包括多重耐药性(MDR)菌株)引起的UTI的病例日益增多(Zilberberg MD等,Infect Control Hosp Epidemiol. 2013; 34:940-946)。
用于由革兰氏阴性细菌和其抗性细菌引起的感染的治疗选项非常有限。因此，非常需要具有新的作用机制的新的抗生素以满足患者的需要。
照此，已知抑制亮氨酰基-tRNA合成酶(LRS酶)的苯并氧杂硼杂环戊烯化合物，例如WO 2012/33858、WO 2011/60199、WO 2011/49971、WO 2011/037731、WO 2010/080558、WO 2009/140309、WO 2008/157726和WO 2008/70257。PCT公布WO 2013/154759提供了能够在tRNAleu上被LRS酰化的氨基酸或氨基酸盐和苯并氧杂硼杂环戊烯化合物的组合。
公开了苯并氧杂硼杂环戊烯作为结构部分的其它参考资料包括WO2014/173880、WO2014/149793、WO2014/121124、WO2014/07831、WO2013/78070、WO 2011/094450、WO 2011/063293、WO 2011/022337、WO 2011/019616、WO 2011/019612、WO 2011/19618、WO 2011017125、WO 2010/45503、WO 2010/45505、WO 2010/027975、WO 2010/028005、WO 2009/111676、WO 2007/146965、WO 2007/131072、WO 2007/095638、WO 2007/78340、WO 2006/089067和WO 2005/013892。
然而，引用的参考资料无一公开本发明提供的三环苯并氧杂硼杂环戊烯化合物作为靶向革兰氏阴性细菌和其抗性细菌的抗菌剂，用于治疗和/或预防细菌性感染，例如腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎或菌血症。
WO2015/21396、WO2015/16558和WO2013/93615公开了三环硼化合物。上述文献无一明确地考虑本发明提供的任何化合物。
GSK2251052 (苯并氧杂硼杂环戊烯化合物)是这一类型的首个研究的抗菌性药物，例如Zane等在海报Safety, tolerability, and pharmacokinetics of a novel Gram-negative antimicrobial, in healthy subjects, 21st Europen Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, 2011, Milan, Italy中所报道的。因为在用于治疗复杂性尿路感染的2b期试验中鉴定出微生物抗药性的发现结果，GSK2251052 (或AN3365)的临床开发已经中断(O'Dwyer K等Antimicrob Agents Chemother. 2015; 59(1):289-98)。已经认为这样的苯并氧杂硼杂环戊烯化合物不适合应用于临床环境。
然而，已经发现本发明的化合物适合应用于临床环境。它们具有比AN3365改进得多的特征，例如1) 在治疗抗性方面，2) 在假单胞菌流出删除和过表达菌株中MIC无明显改变，3) 在人尿液中保持活性，4) 缺少推定的代谢位点，和在人S9中是稳定的。假单胞菌具有强的流出机制，其是对现有药物的抗性的原因。本发明的化合物对这样的流出过表达临床分离株有效。此外，发现本发明的化合物是安全和有效的。
因此，本发明对新的抗生素提供了极大希望，以满足由于引起细菌性感染的革兰氏阴性细菌和其抗性细菌导致的全球的严重健康问题的挑战，所述感染包括但不限于腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)或医院性肺炎。
发明概述
本发明解决的问题
存在开发新的抗生素的需要，所述抗生素显示针对革兰氏阴性细菌和其抗性细菌的强的抗菌活性，同时具有适合于人类使用的优秀的溶解度和安全性特征。
解决问题的方式
作为深入研究的结果，本发明人已发现，由通式(I)表示的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐显示针对革兰氏阴性细菌和其抗性细菌的强的抗菌活性，和还具有优秀的溶解度和安全性。特别是，本发明的化合物具有优秀的抗菌活性，因此可用于治疗和/或预防由革兰氏阴性细菌和其抗性细菌引起的细菌感染性疾病。例如，本发明的化合物可用于治疗和/或预防疾病，例如复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎、腹腔内感染(IAI)或菌血症。
因此，在一个方面，本发明涉及：
[1] 由通式(I)表示的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐：
其中，R1、R2、R3和R4中邻近的两个与苯并氧杂硼杂环戊烯结构部分一起形成由下式表示的三环结构：
;
而R1、R2、R3和R4中不参与三环结构形成的剩余的两个表示氢原子，
X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子，和n表示1或2的整数。
本发明还涉及以下内容：
[2] 根据[1]的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中通式(I)的化合物具有以下结构：
。
[3] 根据[1]的化合物或其药学上可接受的盐，其中通式(I)的化合物具有以下结构：
;
,,。
[4] 根据[1]或[3]的化合物或其药学上可接受的盐，其中通式(I)的化合物具有以下结构：
。
[5] 根据[1]-[4]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中X1和X2表示氧原子和n表示1或2。
[6] 根据[1]-[4]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中X1和X2之一表示氧和另一个表示亚甲基，和n表示1或2。
[7] 根据[1]-[4]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中X1和X2表示亚甲基和n表示1或2。
[8] 根据[1]-[7]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中所述化合物选自：
3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-f][2,1] 苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐,
3-(氨基甲基)-6,7-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-g][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇盐酸盐,
3-(氨基甲基)-3,6,7,8-四氢-1H-茚并[4,5-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1-醇盐酸盐,
3-(氨基甲基)-6,7,8,9-四氢萘并[1,2-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐,
8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐,
(8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐,
9-(氨基甲基)-2,3-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-7(9H)-醇盐酸盐,
3-(氨基甲基)-7,8-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇盐酸盐,
3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐,
(3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐,
3-(氨基甲基)-5,6-二氢呋喃并[3,2-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐，和
3-(氨基甲基)-6,7-二氢呋喃并[2,3-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐。
[9] 根据[3]或[4]的化合物或其药学上可接受的盐，其中所述化合物是
(8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐，或
(3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐。
[10] 包含治疗有效量的根据[1]-[9]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐作为其活性成分的药物组合物。
[11] 根据[10]的药物组合物，其中给予所述药物组合物以治疗或预防细菌感染性疾病。
[12] 根据[11]的药物组合物，其中所述细菌感染性疾病是选自复杂性和非复杂性尿路感染、医院获得性肺炎、骨髓炎、梅毒、腹腔内感染、医院性肺炎、菌血症、妇科感染、呼吸道感染、慢性支气管炎急性恶化、囊性纤维化、急性中耳炎、急性鼻窦炎、导管相关脓毒症、衣原体、社区获得性肺炎、心内膜炎、发热性中性粒细胞减少症、脑膜炎、淋球菌宫颈炎、淋球菌尿道炎、膀胱炎和肾盂肾炎的一种或超过一种。
[13] 根据[11]的药物组合物，其中所述细菌感染性疾病选自腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎或菌血症。
[14] 根据[11]的药物组合物，其中所述细菌感染性疾病是由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的疾病。
[15] 根据[14]的药物组合物，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌是选自以下的一种或超过一种细菌：鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、溶血不动杆菌(Acinetobacter haemolyticus)、伴放线放线杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)、多形拟杆菌(Bacteroides theataioatamicron)、吉氏拟杆菌(Bacteroides distasonis)、卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)、普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)、百日咳杆菌(Bordetella pertussis)、山羊布鲁氏菌(Brucella melitensis)、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)、类鼻疽伯克霍尔德菌(Burkholderia pseudomallei)、鼻疽伯克霍尔德氏菌梭杆菌(Burkholderia mallei Fusobacterium)、人体普雷沃氏菌(Prevotella corporis)、中间普雷沃氏菌(Prevotella intermedia)、牙髓普雷沃氏菌(Prevotella endodontalis)、不解糖卟啉单胞菌(Porphyromonas asaccharolytica)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)、大肠弯曲菌(Campylobacter coli)、胚胎弯曲菌(Campylobacter fetus)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)、差异柠檬酸杆菌(Citrobacter koseri)、迟钝爱德华氏菌(Edwarsiella tarda)、啮蚀艾肯氏菌(Eikenella corrodens)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)、大肠杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌(Francisella tularensis)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi)、幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)、金氏金氏菌(Kingella kingae)、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)、肺炎克雷伯氏菌鼻硬结亚种(Klebsiella rhinoscleromatis)、肺炎克雷伯氏菌臭鼻亚种(Klebsiella ozaenae)、侵肺军团菌(Legionella penumophila)、粘膜炎莫拉氏菌(Moraxella catarrhalis)、摩氏摩根氏菌(Morganella morganii)、淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae)、脑膜炎奈瑟氏菌(Neisseria meningitidis)、多杀巴斯德氏菌(Pasteurella multocida)、类志贺邻单胞菌(Plesiomonas shigelloides)、奇异变形菌(Proteus mirabilis)、普通变形菌(Proteus vulgaris)、彭氏变形菌(Proteus penneri)、产粘变形菌(Proteus myxofaciens)、斯氏普罗威登斯菌(Providencia stuartii)、雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri)、产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、副伤寒沙门氏菌(Salmonella paratyphi)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、弗氏志贺氏菌(Shigella flexneri)、鲍氏志贺氏菌(Shigella boydii)、宋氏志贺氏菌(Shigella sonnei)、痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae)、嗜麦芽寡糖养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、念珠状链杆菌(Streptobacillus moniliformis)、霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)、创伤弧菌(Vibrio vulnificus)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、小肠结肠炎耶尔森菌(Yersinia enterocolitica)、鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)、假结核耶尔森菌(Yersinia pseudotuberculosis)、肺炎衣原体(Chlamydophila pneumoniae)、沙眼衣原体(Chlamydophila trachomatis)、普氏立克次氏体(Ricketsia prowazekii)、伯氏立克次氏体(Coxiella burnetii)、恰菲埃里希氏体(Ehrlichia chafeensis)或汉氏巴尔通氏体(Bartonella hensenae)。在本发明的优选实施方案中，革兰氏阴性细菌选自鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌。
[16] 根据[14]的药物组合物，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌。
[17] 根据[14]的药物组合物，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌或铜绿假单胞菌。
[18] 根据[1]-[9]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其用于治疗细菌感染性疾病。
[19] 根据[18]的用途，其中所述细菌感染性疾病是选自复杂性和非复杂性尿路感染、医院获得性肺炎、骨髓炎、梅毒、腹腔内感染、医院性肺炎、菌血症、妇科感染、呼吸道感染、慢性支气管炎急性恶化、囊性纤维化、急性中耳炎、急性鼻窦炎、导管相关脓毒症、衣原体、社区获得性肺炎、心内膜炎、发热性中性粒细胞减少症、脑膜炎、淋球菌宫颈炎、淋球菌尿道炎、膀胱炎和肾盂肾炎的一种或超过一种。
[20] 根据[18]的用途，其中所述细菌感染性疾病选自腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎或菌血症。
[21] 根据[18]的用途，其中所述细菌感染性疾病是由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的疾病。
[22] 根据[21]的用途，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌是选自以下的一种或超过一种细菌：鲍曼不动杆菌、溶血不动杆菌、伴放线放线杆菌、嗜水气单胞菌、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、吉氏拟杆菌、卵形拟杆菌、普通拟杆菌、百日咳杆菌、山羊布鲁氏菌、洋葱伯克霍尔德菌、类鼻疽伯克霍尔德菌、鼻疽伯克霍尔德氏菌梭杆菌、人体普雷沃氏菌、中间普雷沃氏菌、牙髓普雷沃氏菌、不解糖卟啉单胞菌、空肠弯曲菌、大肠弯曲菌、胚胎弯曲菌、弗氏柠檬酸杆菌、差异柠檬酸杆菌、迟钝爱德华氏菌、啮蚀艾肯氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、成团肠杆菌、大肠杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌、流感嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、金氏金氏菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、肺炎克雷伯氏菌鼻硬结亚种、肺炎克雷伯氏菌臭鼻亚种、侵肺军团菌、粘膜炎莫拉氏菌、摩氏摩根氏菌、淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌、多杀巴斯德氏菌、类志贺邻单胞菌、奇异变形菌、普通变形菌、彭氏变形菌、产粘变形菌、斯氏普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、弗氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌、宋氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、嗜麦芽寡糖养单胞菌、念珠状链杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌、假结核耶尔森菌、肺炎衣原体、沙眼衣原体、普氏立克次氏体、伯氏立克次氏体、恰菲埃里希氏体或汉氏巴尔通氏体。在本发明的优选实施方案中，革兰氏阴性细菌选自鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌。
[23] 根据[21]的用途，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌。
[24] 根据[21]的药物组合物，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌或铜绿假单胞菌。
[25] 用于在患者中治疗细菌感染性疾病的方法，包括给予所述患者治疗有效量的根据[1]-[9]中任一项的化合物、其立体异构体或药用盐。
[26] [25]的方法，其中细菌感染性疾病是选自复杂性和非复杂性尿路感染、医院获得性肺炎、骨髓炎、梅毒、腹腔内感染、医院性肺炎、菌血症、妇科感染、呼吸道感染、慢性支气管炎急性恶化、囊性纤维化、急性中耳炎、急性鼻窦炎、导管相关脓毒症、衣原体、社区获得性肺炎、心内膜炎、发热性中性粒细胞减少症、脑膜炎、淋球菌宫颈炎、淋球菌尿道炎、膀胱炎和肾盂肾炎的一种或超过一种。
[27] 根据[25]的方法，其中细菌感染性疾病选自腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎或菌血症。
[28] [25]的方法，其中感染性疾病是由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的疾病。
[29] [28]的方法，其中革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自鲍曼不动杆菌、溶血不动杆菌、伴放线放线杆菌、嗜水气单胞菌、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、吉氏拟杆菌、卵形拟杆菌、普通拟杆菌、百日咳杆菌、山羊布鲁氏菌、洋葱伯克霍尔德菌、类鼻疽伯克霍尔德菌、鼻疽伯克霍尔德氏菌梭杆菌、人体普雷沃氏菌、中间普雷沃氏菌、牙髓普雷沃氏菌、不解糖卟啉单胞菌、空肠弯曲菌、大肠弯曲菌、胚胎弯曲菌、弗氏柠檬酸杆菌、差异柠檬酸杆菌、迟钝爱德华氏菌、啮蚀艾肯氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、成团肠杆菌、大肠杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌、流感嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、金氏金氏菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、肺炎克雷伯氏菌鼻硬结亚种、肺炎克雷伯氏菌臭鼻亚种、侵肺军团菌、粘膜炎莫拉氏菌、摩氏摩根氏菌、淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌、多杀巴斯德氏菌、类志贺邻单胞菌、奇异变形菌、普通变形菌、彭氏变形菌、产粘变形菌、斯氏普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、弗氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌、宋氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、嗜麦芽寡糖养单胞菌、念珠状链杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌、假结核耶尔森菌、肺炎衣原体、沙眼衣原体、普氏立克次氏体、伯氏立克次氏体、恰菲埃里希氏体或汉氏巴尔通氏体。在本发明的优选实施方案中，革兰氏阴性细菌选自鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌。
[30] 根据[28]的方法，其中革兰氏阴性细菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌。
[31[ 根据[28]的方法，其中革兰氏阴性细菌选自大肠杆菌或铜绿假单胞菌。
[32] 用于治疗细菌感染性疾病的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其具有式(I)的结构、其立体异构体或药学上可接受的盐：
其中R1、R2、R3和R4中邻近的两个与苯并氧杂硼杂环戊烯结构部分一起形成由下式表示的三环结构：
；
而R1、R2、R3和R4中不参与三环结构形成的剩余的两个表示氢原子，
X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子，和n表示1或2的整数。
[33] 根据[32]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中式(I)的化合物具有以下结构：
。
[34] 根据[32]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中式(I)的化合物具有以下结构：
;
,, 。
[35] 根据[34]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中式(I)的化合物具有以下结构：
。
[35] 根据[32]-[34]中任一项的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中感染性疾病是由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的疾病。
[36] 根据[32]-[34]中任一项的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中感染性疾病是选自复杂性和非复杂性尿路感染、医院获得性肺炎、骨髓炎、梅毒、腹腔内感染、医院性肺炎、菌血症、妇科感染、呼吸道感染、慢性支气管炎急性恶化、囊性纤维化、急性中耳炎、急性鼻窦炎、导管相关脓毒症、衣原体、社区获得性肺炎、心内膜炎、发热性中性粒细胞减少症、脑膜炎、淋球菌宫颈炎、淋球菌尿道炎、膀胱炎和肾盂肾炎的一种或超过一种。
[37] 根据[36]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中所述细菌感染性疾病选自腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎或菌血症。
[38] 根据[32]-[34]中任一项的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中所述细菌感染性疾病是由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的疾病。
[39] 根据[38]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌是选自以下的一种或超过一种细菌：鲍曼不动杆菌、溶血不动杆菌、伴放线放线杆菌、嗜水气单胞菌、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、吉氏拟杆菌、卵形拟杆菌、普通拟杆菌、百日咳杆菌、山羊布鲁氏菌、洋葱伯克霍尔德菌、类鼻疽伯克霍尔德菌、鼻疽伯克霍尔德氏菌梭杆菌、人体普雷沃氏菌、中间普雷沃氏菌、牙髓普雷沃氏菌、不解糖卟啉单胞菌、空肠弯曲菌、大肠弯曲菌、胚胎弯曲菌、弗氏柠檬酸杆菌、差异柠檬酸杆菌、迟钝爱德华氏菌、啮蚀艾肯氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、成团肠杆菌、大肠杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌、流感嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、金氏金氏菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、肺炎克雷伯氏菌鼻硬结亚种、肺炎克雷伯氏菌臭鼻亚种、侵肺军团菌、粘膜炎莫拉氏菌、摩氏摩根氏菌、淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌、多杀巴斯德氏菌、类志贺邻单胞菌、奇异变形菌、普通变形菌、彭氏变形菌、产粘变形菌、斯氏普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、弗氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌、宋氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、嗜麦芽寡糖养单胞菌、念珠状链杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌、假结核耶尔森菌、肺炎衣原体、沙眼衣原体、普氏立克次氏体、伯氏立克次氏体、恰菲埃里希氏体或汉氏巴尔通氏体。在本发明的优选实施方案中，革兰氏阴性细菌选自鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌。
[40] 根据[39]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌。
[41] 根据[39]的亮氨酰基-tRNA合成酶抑制剂，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌或铜绿假单胞菌。
[42] 根据[1]-[9]中任一项的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐在制备用于细菌性感染的治疗剂中的用途。
[43] 根据[42]的用途，其中所述细菌感染性疾病是选自复杂性和非复杂性尿路感染、医院获得性肺炎、骨髓炎、梅毒、腹腔内感染、医院性肺炎、菌血症、妇科感染、呼吸道感染、慢性支气管炎急性恶化、囊性纤维化、急性中耳炎、急性鼻窦炎、导管相关脓毒症、衣原体、社区获得性肺炎、心内膜炎、发热性中性粒细胞减少症、脑膜炎、淋球菌宫颈炎、淋球菌尿道炎、膀胱炎和肾盂肾炎的一种或超过一种。
[44] 根据[42]的用途，其中所述细菌感染性疾病选自腹腔内感染(IAI)、复杂性尿路感染(cUTI)、医院性肺炎或菌血症。
[45] 根据[42]的用途，其中所述细菌感染性疾病是由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的疾病。
[46] 根据[45]的用途，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌是选自以下的一种或超过一种细菌：鲍曼不动杆菌、溶血不动杆菌、伴放线放线杆菌、嗜水气单胞菌、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、吉氏拟杆菌、卵形拟杆菌、普通拟杆菌、百日咳杆菌、山羊布鲁氏菌、洋葱伯克霍尔德菌、类鼻疽伯克霍尔德菌、鼻疽伯克霍尔德氏菌梭杆菌、人体普雷沃氏菌、中间普雷沃氏菌、牙髓普雷沃氏菌、不解糖卟啉单胞菌、空肠弯曲菌、大肠弯曲菌、胚胎弯曲菌、弗氏柠檬酸杆菌、差异柠檬酸杆菌、迟钝爱德华氏菌、啮蚀艾肯氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、成团肠杆菌、大肠杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌、流感嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、金氏金氏菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、肺炎克雷伯氏菌鼻硬结亚种、肺炎克雷伯氏菌臭鼻亚种、侵肺军团菌、粘膜炎莫拉氏菌、摩氏摩根氏菌、淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌、多杀巴斯德氏菌、类志贺邻单胞菌、奇异变形菌、普通变形菌、彭氏变形菌、产粘变形菌、斯氏普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、弗氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌、宋氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、嗜麦芽寡糖养单胞菌、念珠状链杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌、假结核耶尔森菌、肺炎衣原体、沙眼衣原体、普氏立克次氏体、伯氏立克次氏体、恰菲埃里希氏体或汉氏巴尔通氏体。在本发明的优选实施方案中，革兰氏阴性细菌选自鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌和铜绿假单胞菌。
[47] 根据[45]的用途，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌。
[48] 根据[45]的药物组合物，其中所述革兰氏阴性细菌或其抗性细菌选自大肠杆菌或铜绿假单胞菌。
本发明的前述方面和实施方案以及其它方面、目标、特征和优点根据以下详细描述和其随附的权利要求书将是显而易见的。
发明详述
如本文所用的，适用以下定义，除非另外明确指明。
应理解，除非明确相反地说明，“通式(I)的化合物”是指和包括由式(I)描述的任何和所有化合物，其实施方案，以及亚类，包括其所有盐、立体异构体。还应注意，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数对象，除非上下文另外清楚指明。
在本发明的一个方面，提供了通式(I)的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐
;
其中描述符具有如上文所示的含义。
本发明的化合物的特征在于其具有三环结构。该三环结构通过R1、R2、R3和R4中邻近的两个与苯并氧杂硼杂环戊烯结构部分形成。该"邻近的两个"通过组合例如R1和R2、R2和R3或R3和R4举例说明。不参与三环结构的形成的剩余的两个表示氢原子。例如，当选择R1和R2形成三环结构时，则R3和R4表示氢原子。本发明包括以下实施方案：
。
在优选的实施方案中，提供式(Ia)的化合物、其立体异构体或其药学上可接受的盐：
;
其中X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子，和n表示1或2。
在另一优选的实施方案中，提供式(Ib)的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐
;
其中X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子，和n表示1或2。
在又一个优选的实施方案中，提供式(Ic)的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐
;
其中X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子，和n表示1或2。
本发明意图在第一方面的范围内包括各个优选的实施方案，以完善本发明，如背景部分中所指出的。例如，在优选的实施方案中，X1和X2之一表示亚甲基，另一个表示氧原子和n是1。
在另一优选的实施方案中，X1和X2之一表示亚甲基，另一个表示氧原子和n表示2。
在另一优选的实施方案中，X1和X2两者均表示氧原子和n表示1。
在另一优选的实施方案中，X1和X2两者均表示氧原子和n表示2。
在另一优选的实施方案中，X1和X2两者均表示亚甲基和n表示1。
在又一优选的实施方案中，X1和X2两者均表示亚甲基和n表示2。
本发明可包括一个或多个与本发明的第一方面有关的以下实施方案。例如，在一个实施方案中提供式(Ia)的化合物、其立体异构体、药学上可接受的盐，其中X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子和n表示1或2。
在另一实施方案中提供式(Ib)的化合物、其立体异构体、药学上可接受的盐，其中X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子和n表示1或2。
在另一实施方案中提供式(Ic)的化合物、其立体异构体、药学上可接受的盐，其中X1和X2各自独立地表示亚甲基或氧原子和n表示1或2。
在优选的实施方案中提供式(Ia)的化合物、其立体异构体、药学上可接受的盐，其中X1和X2两者均表示氧原子和n表示1或2。
在另一优选的实施方案中提供式(Ib)的化合物、其立体异构体、药学上可接受的盐，其中X1和X2两者均表示氧原子和n表示1或2。
在另一优选的实施方案中提供式(Ic)的化合物、其立体异构体、药学上可接受的盐，其中X1和X2两者均表示氧原子和n表示1或2。
在另一优选的实施方案中提供式(Ia)或(Ib)或(Ic)的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中X1和X2之一表示氧，另一个表示亚甲基和n表示1或2。
在又一优选的实施方案中提供式(Ia)或(Ib)或(Ic)的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，其中X1和X2两者均表示亚甲基和n表示1或2。
根据本发明的一个具体的实施方案，提供具体的式(I)化合物，其选自：
3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇,
3-(氨基甲基)-6,7-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-g][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇,
3-(氨基甲基)-3,6,7,8-四氢-1H-茚并[4,5-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1-醇,
3-(氨基甲基)-6,7,8,9-四氢萘并[1,2-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇,
8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇,
(8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇,
9-(氨基甲基)-2,3-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-7(9H)-醇,
3-(氨基甲基)-7,8-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇,
3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇,
(3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇,
3-(氨基甲基)-5,6-二氢呋喃并[3,2-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇,
3-(氨基甲基)-6,7-二氢呋喃并[2,3-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇或其药学上可接受的盐，例如盐酸盐。
本文所述的本发明的化合物可以药学上可接受的盐的形式分离。应理解，本文使用的术语“药学上可接受的盐”是指在化学上和/或物理上与构成制剂的其它成分相容和/或在生理学上与其受体相容的盐。本发明的化合物具有碱性基团例如氨基，因此它们的盐可通过与无机或有机酸反应制备。无机酸盐的实例包括但不限于，盐酸盐、氢溴酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、硫酸盐或磷酸盐；和有机酸盐包括但不限于乙酸盐、苹果酸盐、乳酸盐、延胡索酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、抗坏血酸盐、酒石酸盐、草酸盐、乙醇酸盐、甲磺酸盐或马来酸盐。本文使用的术语“药学上可接受的”是指由监管机构例如欧洲医药局(EMEA)、美国食品和药品管理局(FDA)或任何其它国家监管机构批准的适合给予动物、优选人的式(I)的化合物或其药物组合物。
通式(I)的化合物或其药理学上可接受的盐包括立体异构体(光学异构体、对映体、非对映体)。这些光学异构体、对映体、非对映体各自预期是本发明的一部分。
氧杂硼杂环戊烯环上的碳原子是不对称碳，立体异构体基于该碳原子而存在，如下所示：
,。
更具体地，对于本发明的化合物，存在具有以下结构的异构体：
,,,
,,。
在这些中，以下构型的化合物是优选的：
。
根据本发明的一个具体的实施方案，提供式(I)的特定的立体异构化合物，其选自：
(8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐，或
(3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐，
或其药学上可接受的盐，例如盐酸盐。
接下来，考虑本发明的化合物的制备的通用方法。
一般而言，本发明的化合物可通过下文描述的以下通用流程和实验程序和/或通过另外或备选的已知方法和程序结合本领域普通技术人员的知识制备。应理解，以下通用流程中提供的方法意图为了说明的目的，和不应解释为限制所公开内容的范围。在许多情况下，起始材料是市售获得的，然而如果并非如此，它们可容易地通过本领域普通技术人员已知的以下一种或多种技术制备，包括但不限于标准有机化学技术或类似于结构类似的已知化合物的合成的技术。本发明的化合物的光学活性形式可通过本领域普通技术人员已知的任何技术获得，包括例如通过使用标准程序解析本发明化合物或其中间体的外消旋形式，通过分离非对映体或酶技术。
步骤1：式(Id)的化合物可通过使用市售可得的起始材料或使用下文在实验部分中描述的程序制备。本发明的式(Ie)的化合物可通过在合适的溶剂例如二氯甲烷、1,4-二噁烷、乙腈或其混合物中，在钯络合物例如二氯[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]钯(II)和碱例如乙酸钾、碳酸钾或碳酸钠的存在下，在式(Id)的醛化合物和硼基化剂例如双(频哪醇合)二硼、双(新戊二醇合)二硼或双(儿茶酚合)二硼烷之间进行硼基化反应产生。这样的硼基化反应可在约80℃-约110℃的温度范围下进行。
步骤2：式(If)的化合物可通过在合适的溶剂例如水、四氢呋喃或其混合物中，在合适的碱例如碳酸氢钠、氢氧化钾、氢氧化钠或三乙胺的存在下，在式(Ie)的醛化合物和脂肪族硝基化合物例如硝基甲烷之间进行反应制备。式(If)的化合物还可通过以下流程制备：
在上述流程中，在合适的溶剂例如水、四氢呋喃、1,4-二噁烷或其混合物中，在有机锂试剂例如丁基锂的存在下，使式(Ig)的化合物与三异丙氧化硼反应，得到式(Ih)的化合物，其在合适的溶剂例如水、1,4-二噁烷、四氢呋喃或其混合物中在合适的碱例如碳酸氢钠、氢氧化钾或氢氧化钠的存在下与脂肪族硝基化合物例如硝基甲烷反应时，得到式(Ih)的化合物。
步骤3：式(I)的化合物可通过还原式(If)的硝基化合物制备。还原硝基化合物为胺化合物可通过本领域普通技术人员已知的许多不同的试剂和反应条件促进，包括但不限于在合适的溶剂例如甲醇中在催化剂例如阮内镍的存在下在水合肼中还原。
通常，本发明的化合物可通过本领域普通技术人员已知的任何方法纯化，包括例如在合适的溶剂例如水、四氢呋喃或其混合物中，在碱例如碳酸氢钠的存在下用氨基保护基例如叔丁氧羰基保护式(I)的化合物的胺部分，接着在合适的溶剂例如二氯甲烷中使胺保护的化合物与酸例如盐酸反应。
在某些实施方案中，应理解，替换在本文所述的一种或多种方法中任选指明的还原剂、溶剂、氨基保护基、有机锂试剂和碱，也可使用本文所述的其它还原剂、溶剂、氨基保护基、有机锂试剂和碱。
作为还原剂，除非另外指明，可使用氢化络合化合物，含硼的化合物，例如硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠或氰基硼氢化钠。此外，可优选使用利用金属催化剂例如钯碳、阮内镍、氧化铂或钯黑的催化还原。
根据本发明，溶剂，除非另外指明，包括本领域众所周知的极性和非极性溶剂，包括极性非质子和极性质子溶剂。极性溶剂的实例包括但不限于，甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、正丁醇、乙酸、甲酸或水，或非质子溶剂例如四氢呋喃、乙腈、二噁烷、二氯甲烷、二甲基亚砜、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二氯乙烷、氯仿或吡啶。极性溶剂还包括水与任何上述溶剂的混合物，或与任何两种或更多种上述溶剂的混合物。非极性溶剂的实例包括但不限于甲苯、苯、氯苯、二甲苯和己烷。
本文所用的术语“保护基”是指准备在分子中不同位点/官能团进行化学转化时用于掩蔽或阻断特定位点/官能团的基团。在特定的靶或转化完成后或在合成路线中稍后的某个特定步骤中，可以使用本领域熟知的方法除去保护基。氨基保护基的实例包括但不限于烷氧基羰基例如叔丁氧基羰基，芳烷氧基羰基例如苄氧基羰基，酰基例如乙酰基，烷基或芳烷基例如叔丁基、苄基，醚例如甲氧基甲基，甲硅烷基例如三甲基甲硅烷基，芳基磺酰基例如对甲苯磺酰基或苯磺酰基，和亚磺酰基例如苯亚磺酰基。
除非另有说明，有机锂试剂包括但不限于甲基锂、正丁基锂、仲丁基锂、异丙基锂、叔丁基锂或苯基锂。
根据本发明，除非另外指明，钯络合物包括但不限于二氯[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]钯(II)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁-二氯化钯(II)二氯甲烷、二氯{双-2-(3,5-二甲基吡唑基-1-羰基)呋喃}钯(II)、二氯{双-2-(3,5-二甲基吡唑基-1-羰基)噻吩}钯(II)、二氯{双2-(3,5-二叔丁基吡唑基-1-羰基)呋喃}钯(II)、二氯{双-2-(3,5-二叔丁基吡唑基-1-羰基)噻吩}钯(II)、二氯{双-2-(3-甲基吡唑基-1-羰基)-呋喃}钯(II)、二氯{双-2-(吡唑基-1-羰基)呋喃}钯(II)、二氯{双-2-(3,5-二苯基吡唑基-1-羰基)呋喃}钯(II)和二氯{双-2-(3,5-二苯基吡唑基-1-羰基)噻吩}钯(II)。
除非另有说明，碱包括但不限于氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸镁、碳酸钡、甲胺、三乙胺、二异丙基乙胺和吡啶。
在某些实施方案中，期望将反应产物彼此分离和/或与起始材料分离以得到纯化形式的所需产物。这种分离可以通过使用本领域熟知的技术进行。例如，多相萃取、从溶剂或溶剂混合物中结晶、蒸馏、升华或色谱法。本领域技术人员将应用最可能实现所需纯化的技术。
在某些实施方案中，本发明包括同位素标记的式(I)化合物。所指定的任何特定原子或元素的所有同位素均涵盖在本发明的范围内。可掺入本发明化合物中的同位素的实例包括但不限于氢(例如2H或3H)、碳(例如13C或14C)、氮(例如13N或15N)、氧(例如15O、17O或18O)、磷(例如32P或33P)、硫(例如35S)、卤素(例如18F、36Cl、123I或125I)的同位素。在优选的实施方案中，本发明提供式(I)的氘(D或2H)化合物。同位素标记的式(I)化合物可以通过使用同位素标记的试剂遵循通用流程及其方法来制备。本发明的同位素标记的化合物可用于化合物和/或底物组织分布测定。同位素标记的化合物的这种应用是本领域技术人员公知的，因此在本发明的范围内。
在另一个实施方案中，本发明在其范围内包括本发明化合物的前药。通常，这样的前药将是本发明化合物的功能性衍生物，其在体内容易转化为所需化合物，并且不应该具有由于裂解的组分导致的安全性问题。可以使用本领域已知的选择和制备合适的前药衍生物的常规程序。例如，磷酸酯及其盐，酯及其盐，酰胺及其盐可用于选择本文公开的化合物的合适前药。
接下来，将提供包含式(I)的化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐的药物组合物。
单独或以药物组合物的形式的本发明的化合物通常可用于预防或治疗动物包括人的细菌感染。因此，可能需要用于治疗和预防的合适剂型。合适的剂型将取决于给药用途或途径。技术和制剂通常可以在The Science and Practice of Pharmacy, 第21版, Lippincott, Willams和Wilkins, Philadelphia, Pa., 2005 (通过引用并入本文)中找到。
因此，本发明在另一方面提供了包含式(I)化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐、或其前药，和一种或多种药学上可接受的赋形剂的药物组合物。
式(I)化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐可以作为药物组合物与一种或多种药学上可接受的赋形剂联合给药。本文所用的术语“赋形剂”是指除式(I)化合物、其药学上可接受的盐或立体异构体之外在制剂中的任何成分。赋形剂的实例包括但不限于载体、媒介、溶剂、佐剂、润滑剂、表面活性剂、粘合剂、缓冲剂、稀释剂、调味剂、着色剂、崩解剂、乳化剂、悬浮剂、增溶剂、填充剂或膨胀剂。赋形剂的选择将在很大程度上取决于诸如给药模式；赋形剂对溶解性、稳定性和释放特征的影响；以及剂型的性质等因素。式(I)的化合物、其药学上可接受的盐或立体异构体通常可以称为药物组合物中的活性成分。
适用于递送式(I)化合物的药物组合物及其制备方法对于本领域技术人员是显而易见的。这样的组合物及其制备方法可以在例如Remington’s Pharmaceutical Sciences, 第19版, (Mack Publishing Company, 1995)中找到。
化合物可以通过不同途径给予，包括例如静脉内、腹膜内、皮下、肌内或口服。对于静脉内给予，式(I)化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐可以配制为无菌溶液、悬浮液或乳液，并且作为片剂、胶囊(硬或软填充)、丸剂、粉剂、持续或立即释放制剂、溶液剂或混悬剂用于口服给予。
存在于药物组合物中的活性成分和赋形剂的量可以通过标准程序确定，考虑各种因素，包括但不限于化合物的IC50或半寿期；患者的年龄、尺寸和体重；与患者相关的疾病状态。这些和其他因素的重要性对于本领域普通技术人员是公知的。通常，剂量将高达15000 mg/天。尽管本文举例说明了某些剂量和给药方案，然而，这些不以任何方式限制在实施本发明时可以提供给患者的剂量和给药方案。
本发明的化合物具有治疗应用，并且可用于治疗或预防由革兰氏阴性细菌及其抗性细菌引起的细菌感染。
因此，本发明在另一方面提供了用于治疗或预防患者的细菌感染的方法，包括将治疗有效量的式(I)化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐，或含有它们的药物组合物给予所述患者。
本发明的另一方面提供式(I)化合物、其立体异构体或药学上可接受的盐在制备用于预防和/或治疗细菌感染的药物中的用途。
如本文所用，术语“治疗有效量”是指当给予患者以治疗或预防细菌感染时，本发明化合物足以实现所述治疗或预防的量。
如本文所用，术语“患者”是指受试者，例如患有如下文所定义的细菌感染的人，其需要治疗性干预来治疗和/或预防此类细菌感染。
如本文所用，术语“药物”是指特定制剂中的药物或药剂，其促进从如本文所述的细菌感染中恢复。
如本文所用的术语“革兰氏阴性细菌”是指，但不限于，鲍曼不动杆菌、溶血不动杆菌、伴放线放线杆菌、嗜水气单胞菌、脆弱拟杆菌、多形拟杆菌、吉氏拟杆菌、卵形拟杆菌、普通拟杆菌、百日咳杆菌、山羊布鲁氏菌、洋葱伯克霍尔德菌、类鼻疽伯克霍尔德菌、鼻疽伯克霍尔德氏菌梭杆菌、人体普雷沃氏菌、中间普雷沃氏菌、牙髓普雷沃氏菌、不解糖卟啉单胞菌、空肠弯曲菌、大肠弯曲菌、胚胎弯曲菌、弗氏柠檬酸杆菌、差异柠檬酸杆菌、迟钝爱德华氏菌、啮蚀艾肯氏菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、成团肠杆菌、大肠杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌、流感嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌、幽门螺旋杆菌、金氏金氏菌、肺炎克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、肺炎克雷伯氏菌鼻硬结亚种、肺炎克雷伯氏菌臭鼻亚种、侵肺军团菌、粘膜炎莫拉氏菌、摩氏摩根氏菌、淋病奈瑟氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌、多杀巴斯德氏菌、类志贺邻单胞菌、奇异变形菌、普通变形菌、彭氏变形菌、产粘变形菌、斯氏普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、产碱普罗威登斯菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、伤寒沙门氏菌、副伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、弗氏志贺氏菌、鲍氏志贺氏菌、宋氏志贺氏菌、痢疾志贺氏菌、嗜麦芽寡糖养单胞菌、念珠状链杆菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、溶藻弧菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌、假结核耶尔森菌、肺炎衣原体、沙眼衣原体、普氏立克次氏体、伯氏立克次氏体、恰菲埃里希氏体或汉氏巴尔通氏体。在本发明的一个优选实施方案中，革兰氏阴性细菌选自鲍曼不动杆菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌。
在本发明的另一个实施方案中，提供了治疗感染性疾病的方法，所述感染性疾病特别是由选自大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌或铜绿假单胞菌的病原体引起。
在本发明的另一个实施方案中，提供了治疗由革兰氏阴性细菌或其抗性细菌引起的感染性疾病的方法。
如上文所述，本发明的化合物可用于治疗或预防细菌性感染。因此，在一个实施方案中，细菌性感染可指但不限于复杂性和非复杂性尿路感染、医院获得性肺炎、骨髓炎、梅毒、腹腔内感染、医院性肺炎、菌血症、妇科感染、呼吸道感染、慢性支气管炎急性恶化、囊性纤维化、急性中耳炎、急性鼻窦炎、导管相关脓毒症、衣原体、社区获得性肺炎、心内膜炎、发热性中性粒细胞减少症、脑膜炎、淋球菌宫颈炎、淋球菌尿道炎、膀胱炎、肾盂肾炎。
在另一实施方案中，细菌性感染可指腹腔内感染、复杂性尿路感染、医院性肺炎或菌血症。
在本发明的优选实施方案中，细菌性感染是腹腔内感染。
在本发明的另一优选的实施方案中，细菌性感染是复杂性尿路感染。
在本发明的又一优选的实施方案中，细菌性感染是医院性肺炎。
已经发现氧杂硼杂环戊烯化合物结合亮氨酰基-tRNA合成酶(LRS酶)的编辑位点，并且由于编辑位点处氨基酸的改变而发生对氧杂硼杂环戊烯化合物的抗性。这种编辑缺陷突变体不能区分亮氨酸和亮氨酸类似物如正缬氨酸。本发明的发明人已经观察到，诸如正缬氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、缬氨酸、其类似物或其盐的氨基酸抑制氧杂硼杂环戊烯抗性突变体的生长。因此，本发明在另一个实施方案中提供了式(I)化合物与所述氨基酸或其盐的组合，用于治疗如上所述的细菌感染。
接下来，将提供用于制备式(I)化合物及其中间体的实验程序。
实验程序
应当理解，下面阐述的程序旨在用于说明的目的，并且不应被解释为限制本公开的范围。可以采用或调整本文所述程序中的任何修改，其它合成程序及其修改。所有这些修改和替代程序都在本申请的精神和范围内。在下述实施例中，术语中间体在一些情况下可以指用于合成最终化合物的原料。
所提出的实施例公开了最终化合物的产率，其不总是必然是可实现的最大值，而仅作为实例显示。为了本发明的最终产物的结构测定的目的，本发明人依靠NMR，其是指质子磁共振谱和质谱如ESI方法，以及各种其它数据如IR谱、旋光等。任何地方可能的话，在进行下一步反应之前，还纯化和结构上确定中间体。在本申请中，1H-NMR中的化学位移以相对于作为内标的四甲基硅烷的ppm表示(以δ标度表示)，而偶合常数(J)和峰多重性称为单峰(s)；双峰(d)；双重双峰(dd)；三重峰(t)；多重峰(m)；峰宽(br)和宽单峰(bs)。ACD Labs 12.0(版本12.5)用于产生本文公开的化合物和中间体的命名。
(实施例1) 3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物1)的合成
(步骤1) 6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲醛(1b)的合成
在环境温度下，向6-溴-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲醛(1a，1.0g，4.86mmol)的1,4-二噁烷(25mL)溶液中加入双(频哪醇合)二硼(1.66g，6.54mmol)和乙酸钾(1.28g，13.1mmol)，同时搅拌。将该混合物用氩气脱气约5-30分钟，加入含有二氯甲烷的1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)络合物(0.284g，0.35mmol)。将反应混合物在约80至100℃加热约4至6小时。将反应混合物冷却至室温，在硅藻土垫上过滤，并用乙酸乙酯洗涤。有机层用水、盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥并减压浓缩。粗产物通过硅胶柱色谱(100-200目硅胶; 20％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到1.0g(83％)标题化合物，为白色固体。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 10.51 (s, 1H), 7.46 (s, 1H), 7.31 (s, 1H), 6.05 (s, 2H), 1.36 (s, 12H).
质谱(ESI): m/z 277.64 (M+H)。
(步骤2) 3-(硝基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇(1c)的合成
向化合物1b(2.0g，7.24mmol)的四氢呋喃和水(各10mL)溶液中加入硝基甲烷(1.21mL，21.7mmoles)，冷却至0℃，接着加入氢氧化钠(0.29g，7.24 mmoles)。将反应混合物在室温下搅拌约5-6小时。通过加入盐酸(2N)将反应混合物的pH调节至约3。沉淀出标题化合物，为黄色固体，过滤并用乙醚和己烷洗涤，得到1.7g(99％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.31 (s, 1H), 7.13 (s, 2H), 6.08 (s, 2H), 5.63 (dd, 1H, J = 3.0 Hz, 10 Hz), 5.30 (dd, 1H, J = 3 Hz, 13 Hz), 4.53-4.47 (m, 1H)。
(步骤3) 3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐的合成
向化合物1c(200mg，0.84mmol)在甲醇(100mL)中的溶液中加入钯 -碳(50mg，10％)，并在氢气氛中在Parr振荡器中在约40-50psi室温下振荡约7至8小时。将反应混合物通过硅藻土过滤，在减压下浓缩，然后在室温下加入盐酸(4M)的二噁烷溶液并搅拌几分钟。加入乙醚以沉淀产物，将其过滤，用乙醚洗涤并干燥，得到70mg(34％)标题化合物，为白色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.10 (bs, 1H), 7.12 (s, 1H), 7.04 (s, 1H), 6.05 (d, 2H, J = 4.0 Hz), 5.02-4.96 (m, 1H), 3.09 (dd, 1H, J = 4.0, 14.0 Hz), 2.68-2.62 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 208.49 (M+H)。
(实施例2) 3-(氨基甲基)-6,7-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-g][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物2)的合成
(步骤1) 2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-6-甲醛(2b)的合成
化合物2b按WO 2005/105753中公开的程序合成。
(步骤2) 7-溴-2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-6-甲醛(2c)的合成
在室温下向化合物2b(3.5g，21.3mmol)的甲醇(100mL)溶液中加入溴(4.07g，25.6mmol)。将反应混合物在相同温度下搅拌约3小时。将反应混合物浓缩并用乙酸乙酯和水稀释。分离乙酸乙酯层，经无水硫酸钠干燥，减压浓缩。将粗产物进行柱色谱(100-200目硅胶，20％乙酸乙酯/己烷)，得到3.3g(64％)标题化合物，为黄色固体。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 8.41 (s, 1H), 7.45 (s, 1H), 7.14 (s,1H), 4.34-4.25 (m, 4H).
(步骤3) 7-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-6-甲醛(2d)的合成
在室温下向化合物2c(500mg，2.06mmol)的1,4-二噁烷(8mL)溶液中加入双(频哪醇合)二硼(1.04g，4.12mmol)和乙酸钾(606mg，6.18mmol)，同时搅拌。将该混合物用氩气脱气5-30分钟，加入1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(134mg，0.165mmoles)。将所得反应混合物在约80至100℃加热约3小时。将反应混合物冷却至室温，在硅藻土垫上过滤，并用乙酸乙酯洗涤。有机层用水、盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥并减压浓缩。粗产物通过硅胶柱色谱(100-200目硅胶，0-10％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到200mg(34％)标题化合物，为白色固体。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 10.45 (s, 1H), 7.52 (s, 1H), 7.38 (s, 1H), 4.32-4.28 (m, 4H), 1.36 (s, 12H).
质谱(ESI): m/z 291.96 (M+H)。
(步骤4) 3-(硝基甲基)-6,7-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-g][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇(2e)的合成
向化合物2d的二噁烷和水(各1.5mL)的溶液中加入三乙胺(0.095mL，0.69mmol)和硝基甲烷(0.026mL，0.48mmol)，并在室温下搅拌约1小时。通过加入盐酸(2N)将反应混合物的pH调节至约3。将反应混合物用乙酸乙酯萃取，用水、盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥并减压浓缩。将如此形成的粗产物进行柱色谱(100-200目硅胶，0至20％乙酸乙酯/己烷)，得到70mg(41％)标题化合物，为灰白色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.19 (s, 1H), 7.06 (s, 1H), 5.63-5.65 (m, 1H), 5.23 (m ,1H), 4.45-4.51 (m, 1H), 4.25-4.26 (m, 4H).
质谱(ESI): m/z 250 (M-H)。
(步骤5) 3-(氨基甲基)-6,7-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-g][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇(2f)的合成
向化合物2e(170mg，0.68mmol)在甲醇(7mL)中的悬浮液中加入阮内镍(20mg)，冷却至0℃，然后滴加水合肼(99％，0.1mL，2.04 mmoles)。观察到泡腾，使反应混合物温热至室温，并在相同温度下保持约1小时。将阮内镍用硅藻土过滤，用甲醇洗涤，合并的滤液在减压下蒸发，得到粗化合物，将其用乙醚研磨并干燥，得到100mg(67％)标题化合物。
将该粗产物原样用于下一步骤。
(步骤6)[(1-羟基-1,3,6,7-四氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4g][1,4]苯并二氧杂环己烯-3-基)甲基]氨基甲酸叔丁酯(2g)的合成
将碳酸氢钠(263mg，3.16mmol)加入溶解在四氢呋喃和水(各1.5mL)中的化合物2f(140mg，0.63mmol)中。加入二碳酸二叔丁酯(275mg，1.26mmol)，将反应混合物在室温下搅拌约2小时。将乙酸乙酯和水加入到反应混合物中。分离有机层。将合并的有机萃取物再次用水和盐水溶液洗涤，经无水硫酸钠干燥，减压蒸发，得到粗化合物，将其通过制备型薄层色谱法(30％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到59mg( 29％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.16 (s, 1H), 6.86 (s, 1H), 5.01-4.98 (m, 1H), 4.27-4.19 (m, 4H), 3.28 (dd, 1H, J = 4.7 Hz, 13.9 Hz), 3.05 (dd, 1H, J = 7.0 Hz, 13.7 Hz), 1.36 (s, 9H).
质谱(ESI): m/z 322 (M+H).
(步骤7) 3-(氨基甲基)-6,7-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-g][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇盐酸盐的合成
在室温下向化合物2g(55mg，0.171mmoles)的二氯甲烷溶液中加入盐酸(4M)/二噁烷(2mL)。将反应混合物在相同温度下搅拌约半小时。减压蒸发溶剂，固体用乙醚研磨，滗析乙醚。将由此形成的固体真空干燥，得到18mg(41％)标题化合物，为白色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.25 (s, 1H), 7.03 (s, 1H), 5.21(dd, 1H, J = 2.6 9.0 Hz), 4.31-4.21 (m, 4H), 3.47-3.40 (m, 1H), 2.78-2.71 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 222.08 (M+H)。
(实施例3) 3-(氨基甲基)-3,6,7,8-四氢-1H-茚并[4,5-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1-醇盐酸盐(化合物3)的合成
(步骤1) 4-羟基-2,3-二氢-1H-茚-5-甲醛(3b)的合成
将氯化镁(5.67g，59.6mmol)、多聚甲醛(2.68g，89.4mmol)、三乙胺(6.02g，59.6摩尔)在四氢呋喃(20mL)中混合，并在室温下搅拌约15分钟。将化合物3a(4g，29.8mmol)加入到反应混合物中并在75℃下搅拌约4小时。将反应混合物冷却至室温，加入盐酸(1N)，用乙酸乙酯萃取。粗产物通过快速色谱法(20％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到2.6g(54％)标题化合物，为白色固体。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 11.0 (s, 1H), 9.84 (s, 1H), 7.35 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 6.90 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 2.98-2.89 (m, 4H), 2.13 (p, 2H)
质谱(ESI): m/z 163.06 (M+H), 161.12 (M-H)。
(步骤2) 5-甲酰基-2,3-二氢-1H-茚-4-基三氟甲烷磺酸酯(3c)的合成
在室温下，向化合物3b(2.6g，16mmol)的二氯甲烷(30mL)溶液中加入吡啶(3.17g，40mmol)。将反应混合物冷却至0℃，滴加三氟甲磺酸酐(6.38g，22.5mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌约2小时。向反应混合物中加入二氯甲烷(100mL)，用盐酸(1N)洗涤。有机层经无水硫酸钠干燥，浓缩，得到5.6g标题化合物，为微红色油状物。
该化合物直接用于下一步。
(步骤3) 4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-2,3-二氢-1H-茚-5-甲醛(3d)的合成
使用化合物3c(5.6g，19mmol)、双(频哪醇合)二硼(9.67g，38mmol)、乙酸钾(5.63g，57mmol)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)与二氯甲烷的络合物(4.67g，5.7mmol)，以与(实施例1步骤1)中所述相似的方式合成化合物3d (8 g粗黄色半固体)。基于薄层色谱法，将化合物3d直接用于下一步骤。
(步骤4) 3-(硝基甲基)-3,6,7,8-四氢-1H-茚并[4,5-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1-醇(3e)的合成
化合物3e以与(实施例1，步骤2)或(实施例2，步骤4)中所述的相似的方式，使用化合物3d(2.0g，7.35mmol)、硝基甲烷(1.3g，22.0mmol)、氢氧化钠(294mg，7.35moles)和四氢呋喃(20mL)和水(10mL)制备，但化合物通过快速色谱法(35％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到250mg(15％)标题化合物，为黄色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.18 (s, 1H), 7.40-7.35 (m, 1H), 7.30-7.24 (m, 1H), 5.84-5.71 (m, 1H), 5.35-5.27 (m, 1H), 4.64-4.47 (m, 1H), 2.97-2.79 (m, 4H), 2.07-1.94 (m, 2H)
质谱(ESI): m/z 232.07 (M-H)。
(步骤5) 3-(氨基甲基)-3,6,7,8-四氢-1H-茚并[4,5-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1-醇盐酸盐的合成
使用化合物3f(250mg，1.07mmoles)在乙酸(5mL)和20％氢氧化钯 - 碳(125mg，50％湿度，2:1 w / w催化剂:底物)中的溶液，以与(实施例1，步骤3)中所述相似的方式制备化合物3f的盐酸盐(白色固体)。
产率：60 mg (23%).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 7.40 (d, 1H, J =7.6 Hz), 7.24 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 5.30 (d, 1H, J =6.9 Hz ), 3.5-3.43 (m, 1H), 3.01-2.81 (m, 4H), 2.8-2.72 (m, 1H), 2.09-1.97 (m, 2H).
质谱(ESI): m/z 204.04 (M+H)。
(实施例4) 3-(氨基甲基)-6,7,8,9-四氢萘并[1,2-c][1,2]氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物4)的合成
自5,6,7,8-四氢萘-1-醇(4 g, 27 mmoles)开始，以(实施例3)中所述类似的方式制备化合物4 (白色固体)。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6 +D2O)δ ppm: 7.22 (d, 1H, J = 7.9 Hz), 7.17 (d, 1H, J = 7.9 Hz), 5.22 (dd, 1H, J = 2.8, 9.2 Hz), 3.43 ((dd, 1H, J = 2.9, 13.2 Hz), 2.98-2.83 (m, 2H), 2.81-2.61 (m, 3H), 1.80-1.66 (m, 4H).
质谱(ESI): m/z 217.99 (M+H)。
(实施例5) 8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐(化合物5)的合成
(步骤1) 5-溴-4-(1,3-二氧杂环戊烷-2-基)-1,3-苯并二氧杂环戊烯(5b)的合成
向化合物5a(500mg，2.18mmol)在甲苯(15-20mL)中的溶液中加入乙二醇(135.16mg，2.18mmoles)和对甲苯磺酸(83mg，0.44mmoles)。将所得混合物在Dean-Stark装置下回流约12小时。反应完成后，除去甲苯，残余物用乙酸乙酯稀释。乙酸乙酯层用饱和碳酸氢钠水溶液中和，分离，用水洗涤，经无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得到355mg(60％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.02 (d, 1H, J = 8.2 Hz), 6.68 (d, 1H, J = 8.2 Hz), 6.21 (s, 1H), 6.02 (s, 2H), 4.27-4.15 (m , 2H), 4.09-3.96 (m. 2H)。
(步骤2) (4-甲酰基-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)硼酸(5c)的合成
在-78℃和氩气氛下，向化合物5b(350mg，1.3mmoles)的无水四氢呋喃(10ml)溶液中加入正丁基锂(94mg，1.47mmoles)。将所得悬浮液在该温度下搅拌约1小时。然后滴加三异丙氧化硼(722mg，3.84mmol)，将反应混合物在-78℃下搅拌约1小时。然后将溶液温热至室温并保持过夜。然后将该反应混合物冷却至0℃，加入盐酸(2N)。将反应混合物加热回流约1小时。冷却至室温后，分离各层，水层用乙酸乙酯萃取两次。合并的有机层经无水硫酸钠干燥并减压浓缩。将由此得到的固体用乙醚研磨，过滤并干燥，得到100mg(40％)标题化合物，为浅棕色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 10.18 (s, 1H), 7.14 (d, 1H), 7.06 (d, 1H)和6.16 (s, 2H).
质谱(ESI): m/z 193 (M-H)。
(步骤3) 8-(硝基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇(5d)的合成
向化合物5c(100mg，0.5mmol)在四氢呋喃和水(各1.5mL)中的溶液中加入硝基甲烷(31.72mg，0.52mmol)、碳酸氢钠(44mg，0.52mmoles)，将反应混合物在室温下搅拌约5小时。通过加入盐酸(2N)将反应混合物的pH调节至约3，并用乙酸乙酯萃取。乙酸乙酯层用水、盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥，减压浓缩。将粗产物通过制备型薄层色谱法(30％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到95mg(78％)标题化合物，为浅黄色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.45 (s, 1H), 7.28 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 7.03 (d, 1H, J = 8.9 Hz), 6.11 (AB quartet, 2H, J =, 1Hz, Δ= 5Hz), 5.82 (dd, 1H, J = 2.8, 8.4 Hz), 5.11 (dd, 1H, J = 2.8, 13.2 Hz)和4.65-4.58 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 236.10 (M-H)。
(步骤4) 8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇(5e)的合成
使用化合物5d(220mg，0.93mmoles)、阮内镍(30mg)、水合肼(232mg，4.64mmoles)，按照与(实施例2，步骤5)中所述相似的程序制备化合物5e (微黄色白色固体)。标题化合物的产量为160mg(83％)，并将其直接用于下一步骤。
(步骤5)[(6-羟基-6,8-二氢[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-8-基)甲基]氨基甲酸叔丁酯(5f)的合成
使用化合物5e(160mg，0.77mmol)、二碳酸二叔丁酯(335.72mg，1.54mmol)和碳酸氢钠(323.4mg，3.85mmol)，按照在(实施例2，步骤6)中所述的程序合成化合物5f。粗产物通过制备型薄层色谱(25％乙酸乙酯/己烷，双重运行)纯化，得到153mg(68％)标题化合物，为灰白色固体，将其用于下一步骤。
(步骤6) 8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐的合成
使用化合物5f(150mg，0.49mmol)、盐酸(4M)/二噁烷(1.0mL)，按照(实施例2，步骤7)所述的程序合成化合物5(灰白色固体，产率：72mg，61％)。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.35 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 7.05 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 6.11- 6.09 (m, 2H,), 5.41 (dd, 1H, J = 3.2, 9.2 Hz), 3.40 (dd, 1H, J = 2.6, 13.2 Hz), 2.88 (dd, 1H, J = 8.8, 13.2 Hz).
质谱(ESI): m/z 208.13 (M+H)。
(实施例6) (8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐(化合物6)
(步骤1){[(8S)-6-羟基-6,8-二氢[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-8-基]甲基}氨基甲酸叔丁酯的合成
对化合物5f(实施例5，步骤5)进行手性分离，得到如下的手性纯对映体：
使用CHIRALPAK IC(4.6×250, 5μ)柱，通过制备型高效液相色谱法分离所需的异构体(异构体1)；己烷，二氯甲烷，异丙醇和三氟乙酸(90:05:0.5:0.1)作为洗脱剂，流速为1.0mL /分钟(UV：250nm，RT：9.7分钟)。基于WO2008 / 157726的公开内容指定活性异构体的构型。
(步骤2) [8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐的合成
按照(实施例2, 步骤7)中描述的程序，使用{[(8S)-6-羟基-6,8-二氢[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-8-基]甲基}氨基甲酸叔丁酯(1.0 g, 3.25 mmoles)、盐酸(4M)/二噁烷(1.5 mL)和二氯甲烷(15 mL)，合成[(8S)-8-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-e][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-6(8H)-醇盐酸盐(灰白色固体)。反应时间为约2小时。
产率：790 mg.
对映体纯度：99.61%.
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.35 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 7.05 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 6.10- 6.08 (m, 2H), 5.46-5.38 (m, 1H), 3.42 (d, 1H, J = 12.8 Hz), 2.94-2.84 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 208.22 (M+H)。
(实施例7) 9-(氨基甲基)-2,3-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-7(9H)-醇盐酸盐(化合物7)的合成
(步骤1) 6-溴-2,3-二羟基苯甲醛(7b)的合成
将化合物7a(5.0g，21.6mmol)溶于二氯甲烷中并冷却至0℃，然后滴加三溴化硼(10.82g，43.29mmol)。将反应混合物在0℃下搅拌约2小时，然后在室温下进一步搅拌约12小时。将反应混合物冷却至0℃，用碳酸氢钠水溶液中和，然后用二氯甲烷稀释。分离有机层，经无水硫酸钠干燥，减压浓缩，得到4.0g(85％)标题化合物，不经任何纯化原样继续使用。
(步骤2) 6-溴-2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-5-甲醛(7c)的合成
向化合物7b(2.0g，9.21mmoles)的二甲基甲酰胺(50mL)溶液中加入碳酸铯(8.97g，27.63摩尔)和二溴乙烷(1.89g，10.13mmoles)。将反应混合物在70℃下搅拌约20小时。将反应混合物通过硅藻土过滤，用乙酸乙酯稀释并用水洗涤。有机层经无水硫酸钠干燥，减压浓缩。通过柱色谱法(100-200目硅胶，12％乙酸乙酯/己烷)纯化由此形成的化合物，得到800mg(36％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 10.22 (s, 1H), 7.18 (d, 1H, J = 9.3 Hz), 7.07 (d, 1H, J = 8.7 Hz), 4.38-4.34 (m, 2H), 4.33-4.29 (m, 2H).
质谱(ESI): m/z 245.09, 243.10 (溴代模式)。
(步骤3) 6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-5-甲醛(7d)的合成
使用化合物7c(200mg，0.81mmol)、双(频哪醇合)二硼(443mg，1.74mmol)、乙酸钾(511mg，5.22mmol)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(56mg，0.065mmol)，按照(实施例1，步骤1)中描述的程序，制备化合物7d。通过柱色谱法(100-200目硅胶，17％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到130mg(57％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 10.42 (s, 1H), 7.06-7.01 (m, 2H), 4.37-4.34 (m, 2H), 4.32-4.29 (m, 2H), 1.41 (s, 12H).
质谱(ESI): m/z 291.07 (M+H)。
(步骤4) 9-(硝基甲基)-2,3-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-7(9H)-醇(7e)的合成
使用化合物7d(200mg，0.72mmol)、硝基甲烷(43.92mg，0.72mmol)和碳酸氢钠(60mg，0.72mmol)，按照(实施例2，步骤4)中所述的程序制备化合物7e。反应时间为约2.5小时，通过制备型薄层色谱法(40％乙酸乙酯/己烷)进行纯化，得到60mg(37％)标题化合物。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.37 (s, 1H), 7.18 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 6.92 (d, 1H, J = 7.6 Hz), 5.72 (dd, 1H, J = 3.0, 9.0 Hz), 5.20 (dd, 1H, J = 3.0 , 13.2 Hz), 4.55-4.48 (m, 1H), 4.35-4.27 (m, 4H).
质谱(ESI): m/z 249.93 (M-H)。
(步骤5) 9-(氨基甲基)-2,3-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-7(9H)-醇(7f)的合成
使用化合物7e(330mg，1.31mmoles)、阮内镍(30mg)、水合肼和甲醇(10mL)，根据在(实施例2步骤5)中所述的程序制备化合物7f。反应时间约4小时，得到180mg(62％)标题化合物。
(步骤6){[(9S)-7-羟基-2,3,7,9-四氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-9-基]甲基}氨基甲酸叔丁酯(7g)的合成
使用化合物7f(180mg，0.81mmol)、二碳酸二叔丁酯(355mg，1.63mmol)、碳酸氢钠(341mg，4.07mmol)、四氢呋喃和水(各3mL)，按(实施例2步骤6)中描述的程序制备化合物7g。反应时间为过夜，粗产物通过制备型薄层色谱法(40％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到180mg(69％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.0 (s, 1H), 7.13 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.84 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.74-6.67 (m, 1H), 5.15-5.05 (m, 1H), 4.35-4.27 (m, 4H), 3.74-3.65 (m, 1H), 2.97-2.87 (m, 1H), 1.35 (s, 9H).
质谱(ESI): m/z 322.21 (M+H)。
(步骤7) 9-(氨基甲基)-2,3-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[4,3-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-7(9H)-醇盐酸盐的合成
使用化合物7g(180mg，0.56mmol)、盐酸(4M)/二噁烷(3mL)和二氯甲烷(4mL)，按照(实施例2，步骤7)中所述的程序制备化合物7。反应时间为约3小时，得到130mg(88％)标题化合物，为灰白色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.25 (d, 1H, J = 7.8 Hz), 6.96 (d, 1H, J = 7.9 Hz), 5.33 (dd, 1H, J = 2.5, 8.7 Hz), 4.3 (bs, 4H), 3.52 (dd, 1H, J = 2.8, 13.3 Hz), 2.87-2.77 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 222.15 (M+H), 219.73 (M-H)。
(实施例8) 3-(氨基甲基)-7,8-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物8)的合成
(步骤1) 2-溴-3,4-二羟基苯甲醛(8b)的合成
按照文献J. Org. Chem. 1983, 48, 2356-2360中描述的方法合成化合物8b。
(步骤2) 5-溴-2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-6-甲醛(8c)的合成
使用化合物8b(1.0g，4.60mmol)、二甲基甲酰胺(10mL)、碳酸铯(3.0g，9.20mmol)、二溴乙烷(1.73g，9.20mmol)，按照与(实施例7步骤1)类似的方式制备化合物8c。
产率：570 mg (51%)
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 10.27 (s, 1H), 7.52 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.92 (d, 1H, J = 8.5 Hz), 4.44-4.30 (m, 4H)。
(步骤3) 5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-2,3-二氢-1,4-苯并二氧杂环己烯-6-甲醛(8d)的合成
使用化合物8c(560mg，2.3mmol)、双(频哪醇合)二硼(1.14g，4.6mmol)、乙酸钾(676mg，6.9mmol)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)络合物二氯甲烷络合物(149mg，0.184mmoles)，按照与(实施例1，步骤1)相似的方式合成化合物8d。反应时间为约9小时，通过快速色谱(20％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到620mg(93％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 9.77 (s, 1H), 7.32 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.95 (d, 1H, J = 8.3 Hz), 4.32-4.28 (m, 4H), 1.27 (s, 12H)
质谱(ESI): m/z 206.92 {(M-82)-1, 脱硼基化}。
(步骤4) 3-(硝基甲基)-7,8-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇(8e)的合成
使用化合物8d(620mg，2.13mmol)、硝基甲烷(104.31mg，1.71mmol)、碳酸氢钠(142.8mg，1.71mmol)、四氢呋喃和水(各3.5mL)，以类似于(实施例2，步骤4)的方式合成化合物8e。反应时间为过夜，通过制备型薄层色谱法(20％乙酸乙酯/己烷)进行纯化，得到190mg(35％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ ppm: 9.16 (s, 1H), 7.00 (d, 1H, J = 7.8 Hz), 6.95 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 5.63 (dd, 1H, J = 3.0, 10.0 Hz), 5.26 (dd, 1H, J = 2.8, 13.2 Hz), 4.54-4.46 (m, 1H), 4.30-4.20 (m, 4H)
质谱(ESI): m/z 249.94 (M-H)。
(步骤5) 3-(氨基甲基)-7,8-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇(8f)的合成
使用化合物8e(190mg，0.76mmol)、阮内镍(35mg)、水合肼和甲醇(7mL)，以与(实施例2，步骤5)相似的方式合成化合物8f。反应时间为约1小时，得到130mg(78％)标题化合物。
质谱(ESI): m/z 222.09 (M+H)
(步骤6)[(1-羟基-1,3,7,8-四氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-3-基)甲基]氨基甲酸叔丁酯(8g)的合成
使用化合物8f(130mg，0.59mmol)、二碳酸二叔丁酯(255.1mg，1.17mmol)、碳酸氢钠(246mg，2.94mmol)、四氢呋喃和水(各2.5mL)，按照与(实施例2，步骤6)相似的方式合成化合物8g。反应时间为约3小时，通过制备型薄层色谱法(40％乙酸乙酯/己烷)进行纯化，得到90mg(48％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 8.86 (s, 1H), 6.94 (d, 1H, J = 8.8 Hz), 6.79 (d, 1H, J =7.0 Hz), 5.03-4.95 (m, 1H), 4.29-4.17 (m, 4H), 3.34-3.29 (m, 1H), 3.04-2.93 (m, 1H), 1.37 (s, 9H).
质谱(ESI): m/z 322.09 (M+H), 320.05 (M-H)。
(步骤7) 3-(氨基甲基)-7,8-二氢[1,2]氧杂硼杂环戊烯并[3,4-f][1,4]苯并二氧杂环己烯-1(3H)-醇盐酸盐的合成
使用化合物8g(90mg，0.28mmol)、盐酸(4M)/二噁烷和二氯甲烷(各2mL)，以与(实施例2，步骤7)类似的方式合成化合物8。反应时间为约1小时，得到50mg(69％)标题化合物，为灰白色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.05 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.93 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 5.33 (brd, 1H, J = 8.8 Hz), 4.34-4.18 (m, 4H), 3.47-3.36 (m, 1H), 2.84-2.69 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 222.15 (M+H), 220.03 (M-H)。
(实施例9) 3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇;盐酸盐(化合物9)的合成
(步骤1) 4-溴-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲醛(9a)的合成
按照文献J. Org. Chem. 1983, 48, 2356-2360中描述的程序合成化合物9a。
(步骤2) 4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲醛(9b)的合成
使用化合物9a(1.2g，5.24mmol)、双(频哪醇合)二硼(2.66g，10.48mmol)、乙酸钾(1.54g，15.72mmol)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(341mg，0.419mmoles)，按照(实施例1步骤1)中所述的程序，合成化合物9b。通过快速色谱法(15％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到740mg(51％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 9.86 (s, 1H), 7.39 (d, 1H, J = 7.9 Hz), 6.89 (d, 1H, J = 7.9 Hz), 6.07 (s, 2H), 1.44 (s, 12H).
质谱(ESI): m/z 277.18 (M+H)。
(步骤3) 3-(硝基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇(9c)的合成
使用化合物9b(600mg，2.17mmol)、硝基甲烷(132.37mg，2.17mmol)、碳酸氢钠(182mg，2.17mmol)、四氢呋喃和水(各7mL)，按照与(实施例1，步骤2)相似的方式合成化合物9c。
产率：200 mg (39%).
质谱(ESI): m/z 235.93 (M-H)。
(步骤4) 3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇(9d)的合成
使用化合物9c(200mg，0.84mmol)、阮内镍(约20mg)、水合肼和甲醇(10mL)，以与(实施例2，步骤5)中所述相似的方式合成化合物9d。
产率：120 mg (69%).
质谱(ESI): m/z 208.03 (M+H), 205.97 (M-H)。
(步骤5) [(1-羟基-1,3-二氢[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-3-基)甲基]氨基甲酸叔丁酯(9e)的合成
使用化合物9d (120mg，0.58mmol)、二碳酸二叔丁酯(251mg，1.15mmol)、碳酸氢钠(222mg，2.64mmol)、四氢呋喃和水(各4 mL)，按照与(实施例2，步骤6)中所述相似的方式合成化合物9e。
产率：40 mg (23%).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.15 (s, 1H), 6.03 (s, 2H), 5.09-4.98 (m, 1H), 2.91-3.02 (m, 1H), 1.36 (s, 9H).
质谱(ESI): m/z 308.05 (M+H) 305.96 (M-H)。
(步骤6) 3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐的合成
使用化合物9e (40mg，0.13mmol)、盐酸(4M)/二噁烷和二氯甲烷(各2mL)，以与(实施例2，步骤7)中所述相似的方式合成化合物9。
产率：10 mg (32%).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.08 (bs, 1H), 6.96 (bs, 1H), 6.05 (bs, 2H), 5.36-5.19 (m, 1H), 3.46-3.36 (m, 1H), 2.87-2.75 (m,1H).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6)δ ppm: 9.43 (s, 1H), 8.05 (s, 3H), 7.08 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.96 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.07 (dd, 2H, J = 1.0 Hz), 5.28 (dd, 1H, J = 2.8, 8.0 Hz), 3.46-3.30 (m, 1H), 2.92-2.75 (m,1H).
质谱(ESI): m/z 208.04 (M+H), 205.72 (M-H)。
(实施例10) (3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物10)的合成
(步骤1) 对化合物9c进行手性分离，以得到如下的手性纯的对映体：
使用CHIRALPAK AD-H，(250×50mm 5μ)柱，通过制备型高效液相色谱分离所需的异构体(异构体1)；甲醇和三氟乙酸(100:0.1)作为洗脱液，流速为82.0mL /分钟(UV：305nm，RT：5.1分钟)。基于WO2008 / 157726的公开内容指定活性异构体的构型。
活性异构体1的对映体纯度: 99.9%
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ ppm: 9.46 (s, 1H), 7.09-7.07 (d, 1H, J = 7.9 Hz), 7.00-6.97 (dd, 1H, J = 0.92, 7.9 Hz), 6.07-6.06 (dd, 2H, J = 0.92, 3.3 Hz), 5.73-5.70 (m, 1H), 5.30-5.26 (dd, 1H, J = 2.8, 13.5 Hz) 4.59-4.54 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 235.94 (M-H)。
(步骤2) (3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇(10a)的合成
使用相应的硝基化合物(1.0g，4.22mmol)、阮内镍(100mg)、水合肼(3-4mL)和甲醇(40mL)，以与(实施例2，步骤5)中所述相似的方式合成化合物10a。
产率：850mg(97％)。
(步骤3) [(3S)-(1-羟基-1,3-二氢[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-3-基)甲基]氨基甲酸叔丁酯(10b)的合成
使用化合物10a(850mg，4.11mmol)、二碳酸二叔丁酯(1.79g，8.22mmol)、碳酸氢钠(1.73g，20.55mmol)、四氢呋喃和水(各10mL)，按照与(实施例2，步骤6)中所述相似的方式合成化合物10b。将粗产物通过快速色谱法(55％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到750mg(60％)标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.02 (d, 1H, J = 7.2 Hz), 6.84 (d, 1H, J = 7.2 Hz), 6.02 (m, 2H,), 5.11-5.04 (m, 1H), 3.41-3.28 (m, 1H), 3.10-2.96 (m,1H), 1.36 (s, 9H).
质谱(ESI): m/z 308.04 (M+H), 305.98 (M-H)。
(步骤4) (3S)-3-(氨基甲基)[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐的合成
使用化合物10b(4.0g，13.02mmol)、盐酸(4M)/二噁烷(25mL)和二氯甲烷(25mL)，以类似于(实施例2，步骤7)中所述的方式合成化合物10(灰白色固体)。
产率：2.58 g (81%).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.09 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.96 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.07 (bs, 2H), 5.29 (d, 1H, J = 8.6 Hz), 3.42 (d, 1H, J = 11.8 Hz), 2.87-2.77 (m,1H).
质谱(ESI): m/z 208.04 (M+H), 205.83 (M-H)。
(实施例11) 3-(氨基甲基)-5,6-二氢呋喃并[3,2-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物11)的合成
(步骤1) 6-羟基-2,3-二氢-1-苯并呋喃-5-甲醛(11b)的合成
在室温下，向化合物11a(可商购，4.5g，33.10mmol)的乙腈(100mL)溶液中加入氯化镁(5.67g，59.56mmol)、多聚甲醛(8.14g，271.43mmol)和N,N-二异丙基乙胺(19.21g，148.95mmol)。将反应混合物在80℃下搅拌约5至6小时。将反应混合物冷却至室温，用乙酸乙酯稀释，用5％盐酸水溶液洗涤。有机层用水、盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥并减压浓缩。将粗产物通过柱色谱(100-200目硅胶，0-15％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到4.0g(74％)标题化合物，为黄色固体。
1H-NMR (400 MHz, CDCl3)δ ppm: 11.71 (s, 1H), 9.64 (s, 1H), 7.28 (t, 1H, J =1.3 Hz), 6.36 (s, 1H), 4.68 (t, 2H, J =8.6 Hz), 3.2-3.14 (m, 2H)
质谱(ESI): m/z 162.98 (M-H)。
(步骤2) 5-甲酰基-2,3-二氢-1-苯并呋喃-6-基三氟甲烷磺酸酯(11c)的合成
使用化合物11b(4g，24.39mmol)、三乙胺(4.93g，48.78mmol)、4-二甲基氨基吡啶(40mg)、1,1,1-三氟-N-苯基-N - [(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺(10.44g，29.26mmol)和二氯甲烷(20mL)，按照与(实施例3，步骤2)中所述相似的方式制备化合物11c。反应时间为约1小时，通过柱色谱法(100-200目硅胶，20％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到9.4g标题化合物，含有1,1,1-三氟-N- 苯基-N - [(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺杂质。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 10.10 (s, 1H), 7.82 (s, 1H), 6.76 (s, 1H), 4.78 (t, 2H, J =8.9 Hz), 3.32-3.24 (m, 2H).
质谱(ESI): m/z 296.89 (M+H)。
(步骤3) 6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-2,3-二氢-1-苯并呋喃-5-甲醛(11d)的合成
使用化合物11c(6g，20.27mmoles)、双(频哪醇合)二硼(10.3g，40.54mmoles)、乙酸钾(5.96g，60.81mmoles)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(1.32g，1.62mmol)和二噁烷(75mL)，以与(实施例1，步骤1)中所述相似的方式合成化合物11d。反应时间为约2小时，通过柱色谱(100-200目硅胶，20％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到5.56g(90％)的标题化合物，含有频哪醇杂质。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 10.37 (s, 1H), 7.85 (s, 1H), 7.19 (s, 1H), 4.65 (t, 2H, J =9.2 Hz), 3.25 (t, 2H, J = 8.8 Hz), 1.34 (s, 12H).
质谱(ESI): m/z 272 (M-2)。
(步骤4) 3-(硝基甲基)-5,6-二氢呋喃并[3,2-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇(11e)的合成
使用化合物11d(5g，18.24mmol)、硝基甲烷(1.11g，18.24mmol)、氢氧化钠(729.6mg，18.24mmole)、四氢呋喃和水(各25mL)，按照与(实施例2，步骤4)相同的程序合成化合物11e。反应时间为约5至6小时，通过柱色谱法(100-200目硅胶，40％乙酸乙酯/己烷)纯化，得到2.38g (56％)具有一些频哪醇杂质的标题化合物。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.38 (s, 1H), 7.03 (s, 1H), 5.76-5.60 (m, 1H) 5.29-5.14 (m, 1H), 4.61-4.43 (m, 3H), 3.21 (t, 2H, J =8.7 Hz).
质谱(ESI): m/z 234 (M-H)。
(步骤5) 3-(氨基甲基)-5,6-二氢呋喃并[3,2-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇(11f)的合成
使用化合物11e(2.38g，10.13mmol)、阮内镍(230mg)、水合肼和甲醇(15mL)，以与(实施例2，步骤5)中所述相似的方式合成化合物11f。标题化合物的产量为920mg(46％)。
质谱(ESI): m/z 205.89 (M+H)。
(步骤6) 3-(氨基甲基)-5,6-二氢呋喃并[3,2-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐的合成
向化合物11f(20mg)的二氯甲烷(2mL)溶液中加入盐酸(4M，2滴)/二噁烷。将反应混合物在室温下搅拌约3小时。蒸发溶剂，将所得固体用乙醚和己烷洗涤，得到9mg(38％)标题化合物，为灰白色固体。
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.34 (s, 1H), 7.07 (s, 1H), 5.23 (d, 1H, J = 7.2 Hz) 4.53 (t, 2H, J = 8.4 Hz), 3.42 (brd, 1H, J = 12.8 Hz), 3.19 (t, 2H), 2.72-2.66 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 205.90 (M+H)。
(实施例12) 3-(氨基甲基)-6,7-二氢呋喃并[2,3-f][2,1]苯并氧杂硼杂环戊烯-1(3H)-醇盐酸盐(化合物12)的合成
按照(实施例11)中描述的步骤合成标题化合物(白色固体)。
产率：28 mg (48%).
1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6+D2O)δ ppm: 7.59 (s, 1H), 6.90 (s, 1H), 5.23 (br, 1H, J = 7.2 Hz), 4.60 (t, 2H, J = 10.0 Hz), 3.46 (br, 1H, J = 13.6 Hz), 3.20 (t, 2H, J = 9.8 Hz), 2.80-2.66 (m, 1H).
质谱(ESI): m/z 205.92 (M+H), 204.84 (M-H)。
微生物测定法
可以使用许多不同的测定法。除了在下文中提及的测定法之外，本领域普通技术人员将知道可以利用的其它测定法，并且可以改变一种测定法用于特定应用。这样的测定法及其修改在本发明的精神和范围内。
(试验实施例1)亮氨酸tRNA合成酶(LRS)酶抑制测定[IC50]
大肠杆菌和铜绿假单胞菌LRS酶在内部克隆、表达和纯化。通过使用以下测定方案测定IC50值。
将测试化合物在milli-Q水中稀释。将5μL(微升)测试化合物稀释液与20μL由100毫摩尔Tris(来自Sigma的Trizma碱)、120毫摩尔氯化钾(Sigma)、1摩尔氯化镁(Sigma)、50毫摩尔二硫苏糖醇、50 mg / mL大肠杆菌tRNA(Roche)、150微摩尔亮氨酸(Sigma)、0.5微居里的3H亮氨酸(Amersham)和20μL适当稀释的LRS酶组成的反应混合物混合，在振荡器中在约30℃温育20分钟。通过加入5μL的40毫摩尔ATP(Sigma)开始反应，并在相同温度下在振荡器上温育另外20分钟。用150μL冰冷的三氯乙酸(10％)淬灭反应。将每个孔的内容物转移至96孔GF / C板(来自Pall)，并使用真空歧管(来自Pall)用150μL三氯乙酸(5％)洗涤。将板干燥，在将100μL闪烁混合物(Perkin Elmer’s OptiPhase ‘SuperMix’)加入每个孔后，使用Microbeta Wallac液体闪烁计数器读数。使用Graph Pad Prism软件在减去背景(无酶对照)后相对于酶对照计算IC50。
发现式(I)的化合物是LRS的有效抑制剂，分别地，其对于大肠杆菌酶的IC50小于5μg/ mL，对于铜绿假单胞菌酶的IC50小于10μg/ mL，如下表所示。
(试验实施例2)测试细菌的易感性的方法[MIC]
根据临床和实验室标准研究所(CLSI)在2010年(M100-S20)，2011年(M100-S21)，2012年(M100-S22)和2013年(M100-S23)中推荐的，稍作修改，测定最小抑制浓度(MIC)。
简而言之，将细菌培养物在Muller Hinton琼脂平板上划线，并在35±2℃下温育约18至20小时。第二天，在盐水中制备菌落悬浮液，并使用密度计将其调节至0.5 McFarland。将该培养物在Muller Hinton Broth或M9基本培养基或合并的人尿中进一步稀释100倍，并用于MIC测定。在二甲亚砜(DMSO)中以1mg / mL的浓度制备测试化合物，并在各自的培养基中稀释至32μg/ mL。在96孔微量滴定板中制备进一步两倍连续稀释液。将50μL稀释的培养物加入所有孔中并在35±2℃下温育约16至20小时。
MIC被确定为通过肉眼检测到的在微稀释孔中完全抑制生物体生长的最低药物浓度。
式(I)的化合物对于大肠杆菌和肺炎克雷伯菌具有小于或等于8μg/ mL，或甚至小于4μg/ mL的MIC，如下表所示。式(I)化合物还具有针对铜绿假单胞菌的MIC，例如化合物5、6、8、9和10分别具有8、2、4、2和1μg/ mL的MIC。
(试验实施例3)测试治疗效果的方法
(试验实施例3a)在尿路感染(UTI)模型中的体内功效
使用小鼠铜绿假单胞菌上尿路感染(UTI)模型。所有动物通过尿道内途径感染铜绿假单胞菌PAO1。在开始治疗前在感染后18小时进行随机化。感染后18小时开始治疗。动物用30mg / kg和60mg / kg体重的测试化合物每天两次治疗3天。处死动物，在第4天通过在无药物的TSA平板上连续稀释，检测肾脏和膀胱中的cfu负荷。
在感染第4天，化合物10显示以60mg / kg体重的剂量分别在肾脏和膀胱计数中相对于未处理的对照，减少4.18和3.83 log。
(试验实施例3b)在大肠杆菌鼠中性粒细胞减少性大腿感染模型中的体内功效
在中性粒细胞减少小鼠大腿感染模型中，通过针对大肠杆菌GK00432的皮下(SC)途径评价测试化合物的功效。在体重为20±2g的任一性别的Swiss albino小鼠中进行研究。通过在感染前给予两次腹膜内注射环磷酰胺(150mg / kg，在感染前4天和100mg / kg，在感染前1天)诱导中性粒细胞减少。将大肠杆菌接种物(0.1mL)肌肉内注射到大腿肌肉中。2小时后，通过皮下途径施用剂量为30mg / kg和60mg / kg体重的试验化合物，并且处死一组小鼠(n = 5)以评价每只大腿的总活细菌计数作为基线细菌负荷。在感染2小时，4小时，8小时和14小时后通过皮下途径施用剩余的三个剂量的试验化合物。在感染后26小时将动物安乐死，无菌取出大腿肌肉，并在磷酸盐缓冲盐水(3mL)中匀浆，并将连续稀释液铺在胰蛋白胨大豆琼脂平板上。
化合物5以60mg / kg和30mg / kg的剂量每天四次(QID)，与26小时未处理的对照相比，显示菌落形成单位(cfu)中减少3.8和3.1 log。
(试验实施例3c)在铜绿假单胞菌PAO1鼠肺感染模型中的体内功效
将过夜生长的铜绿假单胞菌PAO-1在TSA琼脂上的培养物接种在脑心浸液肉汤(BHI，DIFCO)中，并在振荡培养箱中以110rpm在35±2℃下振荡过夜生长。将培养物在50mL BHI中传代培养并在35±2℃下在110rpm下在振荡培养箱中再次温育直至培养物的光密度达到0.5-0.7个单位。对于感染，称重动物，随机化并通过给予异氟烷麻醉。在麻醉下，通过鼻内途径用50μL如上制备的接种物感染动物。在感染后1小时和6小时后通过皮下途径以75mg / kg体重施用测试化合物。在感染后24小时将动物安乐死，无菌取出肺并在PBS(3mL)中匀浆，并将系列稀释液铺在TSA平板上。
化合物6和10显示以75mg / kg的皮下剂量每日两次，与24小时未处理对照相比，cfu减少4.04和3.53 log，与基线相比，cfu减少2.58和2.07 log。
(试验实施例4)人尿中针对大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌的MIC
人尿支持细菌生长并允许从尿道到膀胱的感染扩散，因此尿中的活性是最重要的。许多抗菌化合物如氟喹诺酮类在人类尿液中在酸性pH下丧失活性(酸性尿液促进严格的细菌生长)。使用CLSI指南(2011)针对Muller Hinton Broth(MHB)和汇集的人尿中的大肠杆菌25922进行MIC。
与Muller Hinton Broth相比，式(I)化合物在人尿中的MIC没有显示显著的变化，例如下表中所示的化合物显示MIC小于和等于两倍的变化。
(试验实施例5)针对假单胞菌流出泵突变体的MIC
从重症监护病房(ICU)中的医院性感染分离的多重耐药性(MDR)铜绿假单胞菌通常与铜绿假单胞菌菌株中特异性流出泵和孔蛋白的调节改变有关。对流出泵过剩生产者和实验室菌株显示相似活性的测试化合物可以预测感染MDR菌株的医院性患者的活性。为了鉴定这样的化合物，我们测定了针对铜绿假单胞菌PAO1(针对流出缺失)和过剩生产菌株的MIC。
式(I)化合物在针对假单胞菌的流出突变体的MIC中没有显示显著变化，例如下表中所示的化合物显示MIC小于和等于两倍的变化。
(试验实施例6)用于确定治疗抗性的体内模型
使用小鼠铜绿假单胞菌上UTI模型。所有动物通过尿道内途径感染铜绿假单胞菌PAO1。在开始治疗前在感染后18小时进行随机化。感染后18小时开始治疗。动物用30mg / kg和60mg / kg体重的测试化合物每天两次治疗3天。处死动物，在第4天，通过在无药物和含药物的TSA平板上进行连续稀释，检测肾脏和膀胱中的cfu负荷。
(试验实施例7)正缬氨酸存在下的抗性频率(FOR)
在亚MIC浓度的正缬氨酸存在下进行FOR以评价对M9基本琼脂培养基中的抗性发展的影响。通过在含有药物的M9琼脂板上涂布约109-10 CFU的细菌培养物，以4至8倍MIC浓度的测试化合物，和固定浓度的正缬氨酸，来测定FOR。同时将系列稀释的培养物也接种在无药物的琼脂平板上涂布以测定总cfu。将板孵育48小时，并计数得到的cfu。FOR计算为含有药物的平板上的cfu /无药物平板上的cfu。
当与其中两个X都代表氧原子的式(I)化合物组合时，在亚MIC浓度的正缬氨酸的存在下，FOR减少超过150倍。
(试验实施例8)在大鼠和小鼠中测试口服生物利用度(BA)的方法
(试验实施例8a)大鼠的口服生物利用度(BA)
向雄性Sprague Dawley大鼠通过静脉内和口服途径施用(215±10g)试验化合物，作为在milli-Q水(pH5.0)中的2.0mg / mL溶液。最终剂量为4.25 mg / kg体重(静脉内)或8.5mg / kg体重(口服)。使用LC-MS / MS方法分析测试化合物的血浆样品。通过使用力矩分析来进行药代动力学参数的评价。WinNonlin软件6.1(Pharsight)用于评价PK参数和口服生物利用度。化合物6在Sprague Dawley大鼠中具有72％的口服绝对生物利用度。
(试验实施例8b)小鼠的口服生物利用度(BA)
向雌性Swiss小鼠，以milli-Q水(pH 5.0)中的0.5mg / mL静脉内和1mg / mL口服溶液施用(23±3g)测试化合物。最终剂量为4.25mg / kg体重(静脉内)和8.5mg / kg体重(口服途径)。使用LC-MS / MS方法分析测试化合物的血浆样品。通过使用力矩分析来进行药代动力学参数的评价。WinNonlin软件6.1(Pharsight)用于评价PK参数和口服生物利用度。化合物6在Swiss小鼠中具有62％的口服绝对生物利用度。