專利名稱：口服頭孢菌素衍生物及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新的頭孢菌素衍生物，具體涉及的是口服的新頭孢菌素化合物，這些化合物口服時有更好的抗菌活性并通過動物(包含人)消化道顯示出高吸收，因此這些化合物可用作臨床治療用的抗菌藥。本發(fā)明還涉及制備這些新頭孢菌素衍生物的方法。本發(fā)明還包括含這些新頭孢菌素衍生物作活性成份的藥用組合物。
已知許多頭孢菌素抗菌素對各種革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌具有高活性。因此用來治療各種細菌感染。這些已知頭孢菌素抗菌素中的一些是通過動物的消化道吸收的，因此它們可口服?？诜念^孢菌素化合物有頭孢氨芐，頭孢氯，頭孢羥氨芐和最近報道的MBY-28100物質(zhì)(“抗菌素雜志”，第40卷，991頁，(1987))。這些口服的頭孢菌素化合物一般具有這樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)，即它們頭孢烯環(huán)上的7位氨基被D-苯基甘氨酸或D-(對羥苯基)甘氨酸?；?。但這些已知口服的頭孢菌素對某些種類的細菌仍沒有顯示出完全令人滿意的高抗菌活性，這些細菌是指臨床治療細菌感染疾病的細菌。因此總是需要開發(fā)有更強抗菌活性的新頭孢菌素化合物并將其用于治療細菌感染。
本發(fā)明者已提供了這樣的新頭孢菌素衍生物，即頭孢烯環(huán)上的7位氨基已由免疫修飾化合物forphenicinol酰化，該forphenicinol通過還原天然已知的化合物forphencine來制備(“抗生物雜志”，第35卷，1042頁，(1982))。但這些頭孢菌素衍生物對各種細菌并沒有顯示出令人滿意的高抗菌活性。
此后，我們做了廣泛研究以便通過化學(xué)合成提供口服的其它頭孢菌素衍生物，因此我們選用了forphenicinol光學(xué)異構(gòu)體(稱為D-forphenicinol，即(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酸(“抗菌素雜志”，35卷，1500頁，(1982))作頭孢烯環(huán)上7位氨基的酰化劑。結(jié)果是成功地合成了具有下示通式(Ⅰ)的新頭孢菌素化合物，并且我們還發(fā)現(xiàn)合成的這些新頭孢菌素化合物在體內(nèi)顯示出優(yōu)良的抗菌活性和高吸收性及尿中高收率。致此，我們完成了本發(fā)明。
本發(fā)明第一方面是提供一具有通式(Ⅰ)的新頭孢菌素衍生物和其藥用鹽，
其中R1是低級烷基，低級烷氧甲基或低級鏈烯基，R2和R3分別是氫或低級烷基。
通式(Ⅰ)中R1，R2或R3使用的術(shù)語“低級烷基”指含1至6個碳原子的烷基，如甲基，乙基，正丙基，異丙基，正丁基，異丁基，叔丁基，正戊基等。術(shù)語“低級烷氧甲基”指由低級(C1-C6)烷氧基取代的甲基，如甲氧甲基，乙氧甲基，正丙氧甲基，異丙氧甲基，正丁氧甲基，異丁氧甲基等。術(shù)語“低級鏈烯基”指含2至6個碳原子的鏈烯基，如乙烯，順-正丙烯，反-正丙烯，順-正丁烯，反-正丁烯等。
式(Ⅰ)頭孢菌素化合物的4-位羧基可通過與藥用陽離子，如堿金屬陽離子(尤其是鈉、鉀、陽離子)及堿土金屬陽離子(如鈣、鎂陽離子)反應(yīng)生成藥用鹽(羧酸鹽)。式Ⅰ頭孢菌素化合物的4位羧基也可與藥用酯化劑形成酯(羧酸鹽，酯化劑有低級烷氧烷基(如乙酰氧甲基，1-乙酰氧乙基和新戊酰氧甲基)，及低級烷氧羰氧烷基(如1-(乙氧羰氧)乙基)，2-苯并(c)呋喃酮基和(5-甲基-2-氧代-1，3-間二氧雜環(huán)戊烯-4-基)甲基，優(yōu)選酯化劑是指口服酯化合物后，其可在動物體內(nèi)快速水解裂開。
本發(fā)明式Ⅰ的新頭孢菌素化合物的例子如下(1)7-[(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基]-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸及其藥用鹽，該化合物由通式(Ⅰ)表示，其中R1是甲基，R2和R3分別為氫原子(該化合物由后面實例1制備)。
(2)7-[(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基]-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸及其藥用鹽，該化合物由通式(Ⅰ)表示，其中R1是甲氧甲基，R2和R3分別為氫原子(該化合物由后面的實例2制備)。
(3)7-[(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基]-3-乙烯-3-頭孢烯-4-羧酸及其藥用鹽，該化合物由通式(Ⅰ)代表，其中R1是乙烯基，R2和R3分別為氫原子(該化合物由后面實例3制備)。
(4)7-[(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙氨氨基]-3-[(Z)-1-丙烯基]-3-頭孢烯-4-羧酸及其藥用鹽，該化合物由通式(Ⅰ)代表，其中R1是丙烯基-CH＝CHCH3(順式)，R2和R3分別為氫原子(該化合物由后面實例4制備)。
(5)7-[(R)-2-氨基-2-(4-羥甲基-3-甲氧苯基)乙酰氨基]-3-[(Z)-1-丙烯基]-3-頭孢烯-4-羧酸及其藥用鹽，該化合物由通式(Ⅰ)表示，其中R1是丙烯基-CH＝CHCH3(順式)，R2是甲基，R3是氫原子(該化合物由后面實例5制備)。
(6)7-[(R)-2-氨基-2-(3-甲氧基-4-甲氧甲基苯基)-乙酰氨基]-3-[(Z)-1-丙烯基]-3-頭孢烯-4-羧酸及其藥用鹽，該化合物由通式(Ⅰ)表示，其中R1是丙烯基-CH＝CHCH3(順式)，R2和R3分別是甲基(該化合物由后面實例6制備)。
具有通式(Ⅰ)的本發(fā)明這些新頭孢菌素化合物都呈無色粉末或結(jié)晶粉末形狀且溶于水，甲醇和乙醇。
本發(fā)明通式(Ⅰ)的頭孢菌素化合物的抗菌活性，具體指后面實例1至6中的終產(chǎn)物的抗菌活性，是在iller-Hinton瓊脂培養(yǎng)基(Difico公司產(chǎn)品)(其中培養(yǎng)基在37℃培育18小時)上根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列稀釋方法測定它們抗各種試驗菌的最小抑制濃度(MIC;mcg/ml)來測定的。為了便于比較，已知化合物頭孢氨芐(縮寫為CEX)的抗菌譜也按上述方法測定。結(jié)果見下面表1。
一般來講，當(dāng)將通過動物消化道不能很好吸收和/或在動物體內(nèi)能被酶降解成滅活成份的頭孢菌素口服給動物時，原藥的尿回收率，即沒被降解排入尿中的活性頭孢菌素是非常低的或沒有的。因此，當(dāng)口服試驗頭孢菌素時，可通過測量排入尿中的試驗活性頭孢菌素量來評估實驗頭孢菌素通過消化道的吸收程度和/或試驗頭孢菌素對“體內(nèi)”酶的耐受程度，所以，頭孢菌素的尿回收率與它的口服密切相關(guān)。由此在尿中測出的試驗頭孢菌素的高回收率表明口服的試驗頭孢菌素已通過消化道更好地吸收了，然后沒被降解排入尿中。
下面的試驗是來測量本發(fā)明新頭孢菌素的尿回收率。
試驗1給小鼠(ICR-種，母，出生4星期)口服本發(fā)明新頭孢菌素化合物，劑量是300mcg/每只鼠。口服試驗頭孢菌素化合物物質(zhì)的5小時里，收集處理鼠代謝的所有尿，用微生物分析法測量保留在尿中的試驗化合物的總量。
試驗化合物的尿回收率按下面方式計算回收的試驗化合物摩爾量占口服的試驗化合物摩爾量的百分比。試驗結(jié)果見下面表2。
表2試驗化合物尿回收率(%)實例1化合物65.1實例2化合物48.3實例3化合物65.0實例4化合物58.8實例5化合物47.9實例6化合物32.9從上面表2結(jié)果看到，本發(fā)明的通式(Ⅰ)頭孢菌素化合物口服時，易通過活體動物的消化道吸收，并且其抗菌活性在動物體內(nèi)保持足夠的程度直到它排入到動物尿中。
當(dāng)本發(fā)明通式(Ⅰ)的頭孢菌素化合物口服用來治療疾病時，化合物(Ⅰ)可按本領(lǐng)域通常采用的方法與選擇性添加的各種添加劑(如賦形劑，粘合劑和潤滑劑)配成適宜口服的常規(guī)制劑，如膠囊，片劑或干噴霧劑。
下面介紹本發(fā)明新化合物的制備。
通式(Ⅰ)的頭孢菌素化合物的制備如下首先按合成多肽的已知常規(guī)方法，將通式(A)的7-氨基-3-頭孢烯衍生物(其中R1如上定義，
R4是一價羧基保護基，如芳烷基(如二苯甲基和4-甲氧芐基)與通式(B)的已保護的D-forphenicinol衍生物(其中R2和R3如上定義，R5是一價氨基保護基，如叔丁氧羰基，或芳烷氧羰基如對甲氧芐氧羰基)縮合，然后采用常規(guī)脫保護技術(shù)脫去縮合產(chǎn)物中的保護基，即氨基保護基(R5)(如叔丁氧羰基)和羧基保護基(R4)(如二苯甲基和4-甲氧芐基)。
因此本發(fā)明的第二方面是提供制備具有通式(Ⅰ)的頭孢菌素化合物的方法，其中R1是低級烷基，低級烷氧甲基或低級鏈烯基，R2和R3
分別為氫原子或低級烷基，該方法包括在有機溶劑中，將通式(A)的7-氨基-3-頭孢烯衍生物(其中R1如上定義，R4是一價羧基保護基)與
通式(B)的D-forphenicinol衍生物(其中R2和R3如上定義，R5是氨基保護基)
縮合生成具有通式Ⅰa的縮合產(chǎn)物(其中R1，R2，R3，R4和R5如上定
義)，然后脫去式(Ⅰa)縮合產(chǎn)物中保留的氨基保護基(R5)和羧基保護基(R4)生成通式(Ⅰ)化合物。
在本發(fā)明第一方面的方法中，通式(A)化合物和通式(B)化合物之間的縮合反應(yīng)是在有機溶劑中，0℃至溶劑的回流溫度下進行的，溫度最好在20～30℃。使用的有機溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺，二噁烷，乙腈，氯仿，二氯甲烷，二氯乙烷，四氫呋喃，乙酸乙酯和吡啶。
通式(A)化合物和通式(B)化合物在等摩爾比或其中一個稍微過量條件下反應(yīng)。通式(A)化合物和通式(B)化合物之間的縮合反應(yīng)最好按酰氨合成的已知方法進行，如采用碳化二亞胺，混合酐，疊氮化物，?；?，活潑酯等的方法。例如優(yōu)選采用N-羥基苯并三唑或N-羥基琥珀酰胺的活性酯方法。
本發(fā)明方法中，可通過本領(lǐng)域熟知的常規(guī)脫保護方法脫去縮合產(chǎn)物式(Ⅰa)中保留的氨基保護基(R5)和羧基保護基(R4)，并可根據(jù)脫去的保護基種類選擇適宜的方法，可采用常規(guī)脫保護方法(如水解或還原)脫去氨基保護基(R5)。酸水解常用來脫氨基保護基，如烷氧羰基，甲?；蛉郊谆?。用于該水解的酸包括有機和無機酸，如甲酸，三氟乙酸，對甲苯磺酸或鹽酸，優(yōu)選甲酸，三氟乙酸，鹽酸等。對這最后的水解反應(yīng)可在無溶劑存在下或在水，水溶性有機溶劑或它們的混合溶劑存在下進行。用三氯乙酸的酸水解可在苯甲醚中進行。其烷氧羰基類的氨基保護基，如芐氧羰基可根據(jù)已知方法，在鈀催化劑存在下，通過催化氫解脫去。常規(guī)的脫保護方法，如水解或還原可再用來脫羧基保護基(R4)。酸水解一般用來脫羧基保護基(R4)，如芳烷基或二苯甲基。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的方法，通式(Ⅰ)化合物(其中R1是甲基)是通過將通式(B)化合物與通式(A)化合物縮合制備的，在該通式(A)化合物中，R1是甲基，R4是羧基保護基(如芳烷基)，且它是用羧基保護基(如芳烷基)酯化該通式(A)化合物(其中，R1是甲基，R2是氫原子)的4-位游離羧基制得的。
而且，式(Ⅰ)中R1為烷氧甲基的化合物可用R1為烷氧甲基并且R4以對甲氧芐基作為羧基保護基的式(A)化合物制得，而后者又可用式(C)的已知化合物3-氯甲基-7-苯基乙酰氨基-3-頭孢烯-4-羧酸-4-甲氧芐基酯作為起始物料制得
因此，在這種情況下，式(C)的化合物在有機溶劑如丙酮中與碘化鈉反應(yīng)而得3-碘甲基-7-苯基乙酰氨基-3-頭孢烯-4-羧酸-4-甲氧芐基酯，然后在催化劑(如硝酸汞)存在下將碘化產(chǎn)物與低級烷醇反應(yīng)以實現(xiàn)所說烷醇與所說碘化產(chǎn)物的3-碘甲基的烷氧基化反應(yīng)，從而制得3-烷氧甲基-7-苯基乙酰氨基-3-頭孢烯-4-羧酸-4-甲氧苯基酯(見下述實例2(a))。制得的該3-烷氧甲基-3-頭孢烯衍生物然后以常規(guī)方式進行處理而脫除所說頭孢烯衍生物7位上的N-苯基乙?；幚矸绞饺缭谟袡C溶劑如二氯甲烷中與吡啶中的五氯化磷反應(yīng)并在這之后與甲醇反應(yīng)(見下述實例2(b))。這樣一來，就可制得式(A)中R1為烷氧甲基并且R4為對甲氧芐基的化合物。式(A)中R1為烷氧甲基的化合物然后按照本發(fā)明第二方面的方法與式(B)的化合物縮合。
此外，式(Ⅰ)中R1為烯基的化合物也可用式(C)的化合物作為起始物料制得。因此，可在有機溶劑如二甲基甲酰胺(DMF)中將式(C)的化合物與碘化鈉和三苯基膦反應(yīng)而生成碘化4-(4-甲氧芐氧羰基)-7-苯基乙酰氨基-3-頭孢烯-3-基-甲基三苯基鏻，然后再按照Wittig反應(yīng)在堿性化合物如碳酸鈉存在下與低級烷醛(包括甲醛)反應(yīng)而得7-苯基乙酰氨基-3-烯基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(見下述實例3(a))。最后的羧酸鹽又可按上述的常規(guī)方式進行處理而脫除7-N-苯基乙酰基(見下述實例3(b))，從而得到相應(yīng)的3-烯基-3-頭孢烯-4-羧酸-4-甲氧芐基酯，即式(A)中R1為低碳烯基并且R4為對甲氧芐基的化合物。所得式(A)中R1為低碳烯基的化合物然后可按照本發(fā)明第二方面的方法與式(B)的化合物縮合而得式(Ⅰ)中R1為烯基的目的化合物。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，式(Ⅰ)中R2或R2和R3同時為低碳烷基的化合物可通過不同的途徑制得，其中將式(A)中R1和R4均如上述的化合物與式(B)中R2和R3均為氫并且R5如上述的化合物縮合或偶合而得式(Ⅰ)但其中R2和R3均為氫并且R1，R4和R5如上述的縮合或偶合產(chǎn)物，然后優(yōu)選是在Lewis酸存在下將所得縮合或偶合產(chǎn)物與低碳重氮烷烴反應(yīng)而實現(xiàn)所說縮合產(chǎn)物中苯基上3-羥基取代基選擇性的4-羥甲基取代基的O-烷基化，并在最后從烷基化產(chǎn)物中脫除氨基保護基(R5)和羧基保護基(R4)。
因此，本發(fā)明第三方面提出通式(Ⅰ′)的頭孢菌素化合物的生產(chǎn)方法
其中R1為低級烷基，低級烷氧甲基或低級烯基，而R2a為低級烷基和R3a為氫或低級烷基，該方法包括(ⅰ)實現(xiàn)式(Ⅰb)的被保護頭孢菌素衍生物中苯基上3-羥基取代基的烷基化。
其中R1如上述，R4為羧基保護基，而R5為氨基保護基，其中在有機溶劑中將其與低級重氮烷烴或三甲基甲硅烷基重氮(低級)烷烴反應(yīng)而形成式(Ⅰc)的單-O-烷基化產(chǎn)物
其中R1，R4，R5和R2a如上述，然后在必要時(ⅱ)實現(xiàn)式(Ⅰc)的單-O-烷基化產(chǎn)物中苯基上4-羥甲基取代基的烷基化，其中在有機溶劑中將其與低碳重氮烷烴或三甲基甲硅烷基重氮(低碳)烷烴反應(yīng)而生成式(Ⅰd)的雙-O-烷基化產(chǎn)物
其中R1，R4，R5和R2a如上述并且R3b為低碳烷基，以及(ⅲ)從式(Ⅰc)的單-O-烷基化產(chǎn)物或式(Ⅰd)的雙-O-烷基化產(chǎn)物中脫除殘留下來的氨基保護基(R5)和羧基保護基(R4)而得式(Ⅰ')的頭孢菌素衍生物。
在本發(fā)明第三方面的方法中，式(Ⅰb)的起始化合物的制備可按照與本發(fā)明第二方面相同的方式將式(A)的適宜化合物與式(B)的適宜化合物縮合而合成。
在本方法中，式(Ⅰb)的化合物或式(Ⅰc)的化合物可在有機溶劑中于無水條件下與等摩爾或基本上等摩爾的低碳重氮烷烴或三甲基甲硅烷基重氮(低碳)烷烴反應(yīng)并且該反應(yīng)優(yōu)選是在Lewis酸存在下于0℃至所用有機溶劑回流溫度，特別是在室溫下進行。
與式(Ⅰb)的頭孢菌素化合物起始物料反應(yīng)的低碳重氮烷烴可用式R2a-N2表示，其中R2a為低碳烷基，而與式(Ⅰc)的單-O-烷基化中間產(chǎn)物反應(yīng)的低碳重氮烷烴也可用式R3b-N2表示，其中R3b為低碳烷基。這些低碳重氮烷烴均可為重氮甲烷，重氮乙烷，重氮丙烷等。除了重氮烷烴而外，還可同樣采用其三甲基甲硅烷基衍生物(CH3)3-Si-R6-N2，其中R6為低碳亞烷基。低碳重氮烷烴或三甲基甲硅烷基重氮低碳烷烴與式(Ⅰb)或(Ⅰc)的化合物的反應(yīng)可在惰性有機溶劑如囟代烴如二氯乙烷，氯仿，乙酸乙酯等中進行。該O-烷基化過程中用的Lewis酸包括三氟化硼醚合物和三氯化銨，并且以催化量得到應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了抗菌藥物組合物，其中包括有效抗菌量的式(Ⅰ)化合物或其藥用鹽作為活性成分以及該活性成分的藥用載體。
與活性成分混用的藥用載體可為常用無機或有機固態(tài)或液態(tài)載體，這要根據(jù)是否配制成口服或非口服或外用藥物配方來適當(dāng)?shù)卮_定。本發(fā)明藥劑可為任何常規(guī)劑型如膠囊，片劑，糖衣丸，軟膏，栓劑，溶液，懸浮液和乳液。其它常規(guī)添加劑，包括佐藥，穩(wěn)定劑，潤濕劑，乳化劑，緩釋溶液也可加入本發(fā)明含式(Ⅰ)化合物作活性成分的藥劑中。
現(xiàn)參照下述非限制性實例詳述本發(fā)明。
實例1制備7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸(a)在N，N-二甲基甲酰胺(下面簡稱為DMF)(1.5ml)中溶入N-(叔丁氧羰基)-D-forphenicinol(下面簡稱為Boc-D-For)(60mg)，7-氨基-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-二苯基甲基酯(76mg)和N-羥基苯并三唑(下面簡稱為HOBT，活性成酯劑)(30mg)，并將所得溶液冷卻至5℃。向該冷卻溶液中加入N，N′-二環(huán)己基碳化二酰亞胺(下面簡稱為DDC;縮合劑)(45.5mg)，并讓該混合物于25℃保持2小時以實現(xiàn)縮合反應(yīng)。反應(yīng)液減壓濃縮以從中除去溶劑。將所得剩余物取出并放入乙酸乙酯(20ml)中，并過濾所得溶液以除去不溶物質(zhì)。濾液用水洗滌后再用飽和氯化鈉水溶液洗滌，洗滌后的濾液用無水硫酸鈉干燥。將干燥后的溶液減壓蒸發(fā)以除去溶劑(乙酸乙酯)，從而得到剩余物。向剩余物中加己烷而沉積出固體沉淀。為了進行純化，將該沉淀溶于氯仿中并用硅膠柱進行色譜分析(洗脫液為氯仿-甲醇(97∶3))，從而得81mg縮合產(chǎn)物7-｛(R)-2-(叔丁氧基羰基氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-二苯基甲基酯。
熔點約125℃(分解點)S IM S660(MH+)(b)在茴香醚(0.1ml)存在下于5℃將三氟乙酸(1ml)滴加入7-｛(R)-2-(叔丁氧基羰基氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-二苯基甲基酯(70mg)，并將所得混合物攪拌1小時，從而從縮合產(chǎn)物中脫除保護氨基的叔丁氧羰基和保護羧基的4-二苯基甲基。將異丙醚加入反應(yīng)液中，然后將反應(yīng)液減壓濃縮。將所得剩余物再與異丙醚混合，并過濾收集沉淀出的固態(tài)產(chǎn)物。收集到的固態(tài)產(chǎn)物先用異丙醚后用乙醚洗滌。將所得粉狀物質(zhì)溶于水使其達到10mg/ml，并過濾水溶液從中除去不溶物質(zhì)。加離子交換樹脂“Amberlite”IR-45(OH-式)將濾液調(diào)至pH5-5.6。濾除離子交換樹脂并將濾液凍干得7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸(29.5mg)。
熔點高于180℃(分解點)S IM S394(MH+)實例2制備7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸(a)將7-苯基乙酰氨基-3-氯甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(486mg)溶于丙酮(10ml)中，然后向其中加入碘化鈉(375mg)。室溫下將所得混合物攪拌2小時使其反應(yīng)。反應(yīng)液減壓濃縮以除去溶劑，并將剩余物溶于乙酸乙酯中。該溶液連續(xù)用水，10%硫代硫酸鈉水溶液和飽和氯化鈉水溶液洗滌并用無水硫酸鈉干燥后減壓濃縮，從而得到碘化衍生物，即7-苯基乙酰氨基-3-碘甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯。
將此碘化衍生物溶于甲醇(2ml)，然后向其中加硝酸汞(343mg)的乙腈(14ml)懸浮液。之后室溫下將所得混合物攪拌20分鐘使其反應(yīng)。從反應(yīng)液中濾除不溶物質(zhì)，并將濾液與水混合后用乙酸乙酯萃取。
有機相，即乙酸乙酯濾液用水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，然后減壓濃縮。
為了進行提純，所得剩余物用硅膠柱進行柱色譜分析(洗脫液為氯仿-甲醇(49∶1))，從而得到7-苯基乙酰氨基-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(240mg)。
(b)將五氯化磷(483mg)懸浮于二氯甲烷(6ml)中，然后5℃下向其中加吡啶(184mg)，之后于相同溫度下將所得混合物攪拌1小時。再向混合物中加入7-苯基乙酰氨基-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(373mg)，并將所得混合物于8-10℃攪拌1.5小時作為初步反應(yīng)步驟以脫除苯基乙?；?。反應(yīng)液冷卻至-35℃后加入甲醇(3.1ml)，并于-15℃將該混合物攪拌1.5小時。所得反應(yīng)液與冰冷卻飽和氯化鈉(12ml)水溶液和二氯甲烷(12ml)混合。將所得混合物分成水相和有機相。水相和有機相分開后水相用二氯甲烷萃取。將二氯甲烷有機萃取液與所說有機相合并后于冰冷卻條件下連續(xù)用碳酸氫鈉水溶液和飽和氯化鈉水溶液洗滌。有機液洗滌后用無水硫酸鈉干燥并減壓濃縮而得7-氨基-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(250mg)。
(c)將Boc-D-For(200mg)，7-氨基-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸-4-甲氧芐基酯(245mg)和HOBT(100mg)溶于DMF(4ml)中并將溶液冷卻至5℃。向冷卻溶液中加入DCC(153mg)，并將所得混合物于25℃下攪拌2小時，從而實現(xiàn)Boc-D-For和3-頭孢烯-4-羧酸酯化合物之間的縮合反應(yīng)。反應(yīng)液減壓濃縮后取出剩余物并溶于乙酸乙酯(50ml)中。從所得溶液中濾除不溶物質(zhì)，而濾液連續(xù)用水和飽和氯化鈉溶液洗滌后用無水硫酸鈉干燥。干燥液減壓蒸餾除去溶劑，并向漿狀剩余物中加入己烷以沉積出沉淀。為了進行提純，沉淀物用硅膠柱進行柱色譜分析(洗脫液為氯仿-甲醇(97∶3)，從而得到7-｛(R)-2-(叔丁氧羰基氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(312mg)。
熔點110-118℃(分解點)S IM S643(MH+)(b)在茴香醚(0.1ml)存在下于5℃向7-｛(R)-2-(叔丁氧基羰基氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(100mg)中滴加入三氟乙酸(1ml)，并將混合物攪拌1小時以實現(xiàn)脫除叔丁氧羰基和4-甲氧芐基的反應(yīng)。反應(yīng)液與異丙醚混合進行減壓濃縮，并向濃縮液中再加入異丙醚以沉積出沉淀。過濾收集沉淀并連續(xù)用異丙醚和乙醚洗滌。將所得粉狀物質(zhì)溶于水中達到10mg/ml水，并將水溶液過濾除去不溶物質(zhì)。加離子交換樹脂“Amberlite”IR-45(OH-式)將濾液調(diào)至pH5-5.6。濾除離子交換樹脂后將濾液凍干而得要求的化合物7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸(52mg)。
熔點172℃以上(分解點)S IM S424(MH+)實例3制備7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸(a)將7-苯基乙酰氨基-3-氯甲基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(2.43g)溶于DMF(7ml)中，然后在冰冷卻條件下向其中加入碘化鈉(900mg)和三苯基膦(1.44g)。室溫下將所得混合物攪拌2小時以實現(xiàn)反應(yīng)。將反應(yīng)液加入異丙醇(200ml)中以沉淀出沉淀，然后過濾收集沉淀。該沉淀包括碘化4-(4-甲氧芐氧羰基)-7-苯基乙酰氨基-3-頭孢烯-3-基-甲基三苯基鏻。將該物質(zhì)溶于二氯甲烷(7ml)和水(3.5ml)的混合物中。該溶液與36%甲醛水溶液(11.5ml)混合，然后用20%碳酸鈉水溶液調(diào)至pH9.0。室溫下將所得混合物攪拌1小時，該期間甲醛和碘化鏻化合物之間發(fā)生Wittig反應(yīng)而形成7-苯基乙酰氨基-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧甲基酯。反應(yīng)液用10%鹽酸水溶液調(diào)至pH5后用二氯甲烷萃取。有機相，即二氯甲烷萃取液用水洗滌后用無水硫酸鈉干燥，過濾后減壓濃縮。剩余物用甲苯洗滌后得到7-苯基乙酰氨基-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(1.8g)。
(b)將五氯化磷(1.25g)懸浮于二氯甲烷(15ml)中，然后于5℃下向其中加入吡啶(480mg)，之后于相同溫度(5℃)下將所得混合物攪拌1小時?；旌衔锱c7-苯基乙酰氨基-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(928mg)混合后于8-10℃攪拌1.5小時以生產(chǎn)初步反應(yīng)而脫除苯基乙酰基。反應(yīng)液冷卻至-35℃后加入甲醇(8ml)，之后于-15℃攪拌所得混合物1.5小時。所得該反應(yīng)液再與冰冷卻的飽和氯化鈉水溶液(40ml)和二氯甲烷(40ml)混合。將所得混合物分成水相和有機相。水相與有機相分開后水相用二氯甲烷萃取。該二氯甲烷有機萃取液與所說有機相合并后于冰冷卻條件下連續(xù)用碳酸氫鈉水溶液和飽和氯化鈉水溶液洗滌，再用無水硫酸鈉干燥后進行減壓濃縮而得7-氨基-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸4-甲氧芐基酯(750mg)。
(c)110毫克Boc-D-For，128毫克4-甲氧基苯甲基的7-胺基-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸酯和55.5毫克HOBT溶于2毫升二甲基甲酰胺，再將溶液冷卻到5℃。向該溶液中加84.5毫克DCC，得到的混合物于25℃攪拌2小時以完成縮聚反應(yīng)。將反應(yīng)溶液濃縮，除去溶劑，再向殘留物中添加25毫升乙酸乙酯。將得到的溶液過濾，除去不溶物，濾液依次用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌。洗后濾液用無水硫酸鈉脫水，然后減壓濃縮，然后將糖漿樣殘留物與己烷混合，得到沉淀。沉淀用硅膠柱色譜提純，用97∶3的氯仿-甲醇混合物洗脫。結(jié)果，得到158毫克4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰基胺基)-2-(3-羥基-4-羥甲苯基)乙酰氨基｝-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸酯。熔點約112℃，此時分解。次級離子質(zhì)譜(S IM S)626(MH+)。
(d)于5℃，將有0.1毫升茴香醚存在的1毫升三氟乙酸逐滴加到100毫升4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰基胺基)-2-(3-羥基-4-羥甲苯基)乙酰氨基｝-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸酯中，然后將混合物攪拌1小時，進行水解反應(yīng)以除去特-丁氧羰基和4-甲氧苯甲基。反應(yīng)溶液與異丙醚混合后減壓濃縮，再將濃縮物與異丙醚混合，得到沉淀。過濾收集沉淀，用異丙醚洗滌后再用乙醚洗滌。得到的粉末產(chǎn)物溶于水中。使?jié)舛葹?0毫克/毫升，再過濾溶液除去不溶物。在濾液中添加OH-型離子交換樹脂(Amberlite IR-45)使其PH值為5～5.6，再過濾除去樹脂。然后將濾液凍干，得所需化合物7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲苯基)乙酰氨基｝-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸47毫克。熔點高于184℃(伴隨分解)，S IM S406(MH+)。
例4制備7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羧基-4-羥甲苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸(a)將按例3步驟(a)所述方法制備的1.6克4-(4-甲氧苯甲氧羰基)-7-苯基乙酰氨基-3-頭孢烯-3-基-甲基三苯基膦的碘化物溶于5毫升二氯甲烷和6毫升水的混合物中，再加入3毫升90%的乙醛水溶液。用20%的碳酸鈉水溶液將得到的混合物的PH值調(diào)到9.0，使它進行1小時的反應(yīng)(Wittig反應(yīng))。再用10%鹽酸水溶液將反應(yīng)混合物的PH值調(diào)到5.0，然后用二氯甲烷萃取。有機層，即二氯甲烷萃取液用水洗滌后再用無水硫酸鈉脫水，然后減壓濃縮。得到的殘留物用硅膠柱色譜提純，氯仿和甲醇的比為49∶1的混合物作為洗脫液。用上述方法得到482毫克4-甲氧苯甲基的7-苯基乙酰氨基-3-｛(Z)-1-烯丙基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯。
(b)將483毫克五氯化磷懸浮于6毫升二氯甲烷中，再加入5℃的吡啶184毫克，在該溫度攪拌混合物1小時。再于混合物中加入370毫克4-甲氧苯甲基的7-苯乙酰氨基-3-｛(Z)-1-烯丙基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯，于8～10℃攪拌1.5小時以進行除去苯乙?；姆磻?yīng)。將反應(yīng)混合物冷卻到-35℃，再與3.1毫升甲醇混合，于-15℃攪拌1.5小時。然后將得到的反應(yīng)混合物與用冰冷卻12毫升飽和氯化鈉水溶液和12毫升二氯甲烷混合?；旌衔锓殖捎袡C相和水相兩層，將兩相分離并用二氯甲烷萃取水相。萃取液與有機相合并，然后在冰冷的條件下逐次用碳酸氫鈉水溶液和飽和氯化鈉水溶液洗滌。洗滌的溶液用無水硫酸鈉脫水，再減壓濃縮，得275毫克4-甲氧苯甲基的7-氨基-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯。
(c)將223毫克Boc-D-For，112毫克HOBT和270毫克4-甲氧苯甲基的7-氨基-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯溶于4毫升DMF中，再冷卻到5℃。然后在溶液中加入170毫克DCC，于25℃攪拌溶液2小時，使其進行縮合反應(yīng)。減壓條件下濃縮反應(yīng)液以除去溶劑，殘留物溶于50毫升乙酸乙酯中。將溶液過濾，濾液逐次用水和飽和氯化鈉水溶液洗滌，然后用無水硫酸鈉脫水，再減壓濃縮。濃縮物與己烷混合，得到沉淀物。沉淀物用硅膠柱色譜提純，用氯仿-甲醇比為97∶3的混合物洗脫。至此，可得到325毫克4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰基氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯。熔點104～112℃(伴隨分解)S IM S640(MH+)(d)于100毫克4-甲氧甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯中逐滴加入5℃的有0.1毫升茴香醚的1毫升三氟乙酸，混合物攪拌1小時以進行水解反應(yīng)，除去特-丁氧羰基和4-甲氧苯甲基。反應(yīng)混合物與異丙醚混合后減壓濃縮，然后將濃縮液再與異丙醚混合，得到沉淀物。過濾收集沉淀物并用異丙醚洗滌，再用乙醚洗滌。將粉末產(chǎn)物溶于水，使溶液濃度為10毫克/毫升，過濾除去不溶物。在濾液添加OH-型離子交換樹脂(AmberliteIR-45)使其PH值為5～5.6，再過濾出樹脂。將濾液凍干，得到47毫克所需化合物7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸。熔點高于175℃(伴隨分解)。S IM S420(MH+)例5制備7-｛(R)-氨基-(4-羥甲基-3-甲氧苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸(a)將按例4(c)的方法制備的40毫克4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰氨基)-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯溶于1毫升氯仿中，再加入1.5毫升10%的三甲基甲硅烷基重氮甲烷于己烷中的溶液?；旌衔锝?jīng)反應(yīng)2.5小時后，減壓濃縮以除去溶劑，將殘留物溶于氯仿，用硅膠薄層色譜提純，洗脫液氯仿-甲醇比為95∶5的混合物。這樣得到15毫克單-O-甲基化的衍生物，即4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰氨基)-2-(3-甲氧基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯，其熔點為85～88℃。
(b)于13毫克上述單-O-甲基化的衍生物中逐滴加入5℃有0.015毫升茴香醚的0.15毫升三氟乙酸，再將混合物攪拌1小時。使它反應(yīng)以除掉特-丁氧羰基和4-甲氧苯甲基。將反應(yīng)混合物與異丙醚混合減壓濃縮，再將濃縮液與異丙醚混合得到沉淀物。過濾收集沉淀并用異丙醚洗滌沉淀，再用乙醚洗滌沉淀。將粉末產(chǎn)物溶于水。使水溶液濃度為10毫克/毫升，將溶液過濾以除去不溶物。濾液用OH-型離子交換樹脂(AmberliteIR-45)調(diào)PH值到5～5.6，再過濾除去樹脂。凍干濾液，得到5.8毫克7-｛(R)-2-氨基-2-(4-羥甲基-3-甲氧苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸。
例6制備7-｛(R)-2-氨基-2-(3-甲氧基-4-甲氧甲苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸(a)將38毫克按例5(a)制備的4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰氨基)-2-(3-甲氧基-4-羥甲苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯溶于1毫升二氯甲烷中。再向此溶液中加催化劑量的醚合三氟化硼(作路易斯酸)和1毫升10%的三甲基甲硅烷基重氮甲烷在己烷中的溶液。攪拌混合物10小時，使頭孢烯化合物甲基化。減壓濃縮反應(yīng)混合物，以除掉溶劑，殘留物用硅膠薄層色譜提純，氯仿-甲醇的比為95∶5的混合物為洗脫液。這樣分離出16毫克二-O-甲基化衍生物，即，4-甲氧苯甲基的7-｛(R)-2-(特-丁氧羰氨基)-2-(3-甲氧基-4-甲氧甲苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸酯。
(b)在15毫克上述二-氧-甲基化衍生物中逐滴加入0℃的有0.02毫升茴香醚的0.18毫升三氟乙酸，再攪拌混合物1小時，使其反應(yīng)以除掉特-丁氧羰基和4-甲氧苯甲基。將反應(yīng)混合物與異丙醚混合后減壓濃縮。濃縮液再與異丙醚混合，得到沉淀物，過濾收集沉淀物并先用異丙醚再用乙醚洗滌。然后將粉末產(chǎn)物溶于水，使其濃度為10毫克/毫升，過濾溶液除去不溶物。濾液用OH-型離子交換樹脂(AmberliteIR-45)調(diào)PH值到5～5.6之間，再過濾掉樹脂。濾液冷凍至干，得8.0毫克所需化合物，7-｛(R)-2-氨基-2-(3-甲氧基-4-甲氧甲苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸。
權(quán)利要求
1.頭孢菌素化合物及其可藥用鹽，其化學(xué)式如下
其中R1是低級烷基，低級烷氧甲基或低級鏈烯基；R2和R3為氫或低級烷基。
2.權(quán)利要求1的化合物及其可藥用鹽，其中R1是甲基，R2和R3是氫。
3.權(quán)利要求1的化合物及其可藥用鹽，其中R1是甲氧甲基，R2和R3是氫。
4.權(quán)利要求1的化合物及其可藥用鹽，其中R1是乙烯基，R2和R3是氫。
5.權(quán)利要求1的化合物及其可藥用鹽，其中R1是1-丙烯基，R2和R3是氫。
6.權(quán)利要求1的化合物及其可藥用鹽，其中R1是1-丙烯基，R2是甲基，R3是氫。
7.權(quán)利要求1的化合物及其可藥用鹽，其中R1是1-丙烯基，R2和R3是甲基。
8.權(quán)利要求1的化合物選自7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲基-3-頭孢烯-4-羧酸和7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-甲氧甲基-3-頭孢烯-4-羧酸及其可藥用鹽。
9.權(quán)利要求1的化合物選自7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-乙烯基-3-頭孢烯-4-羧酸，7-｛(R)-2-氨基-2-(3-羥基-4-羥甲基苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸，7-｛(R)-2-氨基-2-(4-羥甲基-3-甲氧苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸和7-｛(R)-2-氨基-2-(3-甲氧基-4-甲氧甲苯基)乙酰氨基｝-3-｛(Z)-1-丙烯基｝-3-頭孢烯-4-羧酸及其可藥用鹽。
10.制備下式(Ⅰ)所示頭孢菌素化合物的方法，
式(Ⅰ)中R1是低級烷基，低級烷氧甲基或低級鏈烯基，R2和R3是氫或低級烷基;該方法的特征在于包括在有機溶劑中，用式(B)所示的化合物(D-forphenicinol衍生物)縮合式(A)所示的7-氨基-3-頭孢烯衍生物，
式(A)中R1如前文所定義，R4是單價保護羧基的基團;
式(B)中R2和R3如前文所定義，R5是保護氨基的基團，形成的縮合產(chǎn)物如式(Ⅰa)所示，
式(Ⅰa)中R1，R2，R3，R4和R5的定義如前文所述;然后除掉式(Ⅰa)所示化合物中的保護氨基基團R5和保護羧基基團R4，得到式(Ⅰ)所示的化合物。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其中式(A)所示的化合物與式(B)所示的化合物在有機溶劑中的縮合反應(yīng)是在0℃至所用有機溶劑的回流溫度之間進行，優(yōu)選溫度為20～30℃，所用的有機溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺，二惡烷，乙腈，氯仿，氯代甲烷，氯代乙烷，四氫呋喃，乙酸乙酯和吡啶。
12.權(quán)利要求10所述的方法，其中式(A)所示化合物與式(B)所示化合物之間的縮合反應(yīng)是通過用N-羥基-苯并三唑和N，N′-二環(huán)己基碳化二亞胺活化酯的方法進行。
13.制備下式(Ⅰ′)所示頭孢菌素化合物的方法，
式(Ⅰ′)中R1是低級烷基，低級烷氧甲基或低級鏈烯基，R2a是低級烷基，R3a是氫或低級烷基;該方法的特征在于包括(ⅰ)在有機溶劑中，使低級重氮鏈烷或三甲基甲硅烷基重氮低級鏈烷與式(Ⅰb)所示的苯環(huán)上有3-氫鍵取代被保護的頭孢菌素衍生物反應(yīng)，使它烷基化形成式(Ⅰc)所示的單-O-烷基化產(chǎn)物;
式(Ⅰb)中R1的定義如前文所述，R4是羧基保護基，R5是氨基保護基;
式(Ⅰc)中，R1，R4，R5和R2a的定義如前文所述;如果需要，還包括(ⅱ)在有機溶劑中，使低級重氮烷或三甲基甲硅烷基重氮低級烷與式(Ⅰc)所示的苯環(huán)上有4-羥甲基取代的單-O-烷基化產(chǎn)品反應(yīng)，使其烷基化形成式(Ⅰd)所示的二-氧-烷基化產(chǎn)物，
式(Ⅰd)中，R1，R4，R5和R2a的定義如前文所述，R3b代表低級烷基;(ⅲ)從式(Ⅰc)所示的單-O-烷基化產(chǎn)物或式(Ⅰd)所示的二-氧-烷基化產(chǎn)物中除掉氨基保護基R5和羥基保護基R4，得到式(Ⅰ′)所示的頭孢菌素化合物。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中式(Ⅰc)所示化合物與相當(dāng)摩爾數(shù)或基本相當(dāng)摩爾數(shù)的低級重氮烷或者三甲基甲硅烷基重氮烷反應(yīng)是在有機溶劑中，在無水條件下，在0℃至所用溶劑的回流溫度之間進行，優(yōu)選的溫度范圍是在室溫且在路易斯酸存在下進行。
15.藥用抗菌組合物，其中含抗菌有效量的式(Ⅰ)所示化合物和可藥用載體。
16.式(Ⅰ)所示頭孢菌素化合物的使用方法，其特征在于，將該化合物用于藥物組合物。
全文摘要
發(fā)明公開式(1)所示頭孢菌素衍生物和其藥用鹽及其制備方法。式(1)中R
文檔編號C07D501/22GK1033808SQ8810848
公開日1989年7月12日 申請日期1988年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月12日
發(fā)明者竹內(nèi)富雄, 近藤信一, 池田大四郎, 黃世平, 小山義之 申請人:財團法人微生物化學(xué)研究會