本发明涉及β-内酰胺类衍生物，具体而言，涉及具有3位含乙基的3-甲基-3-乙基-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷二羧酸的新型母核的β-内酰胺类衍生物，其制备方法，及其作为抗微生物剂的用途，以及制备其的中间体和中间体的制备方法。
背景技术：
β-内酰胺类抗生素(β-lactams)是指化学结构中具有β-内酰胺环的一大类抗生素。多种β-内酰胺类抗生素是已知的。此类抗生素具有杀菌活性强、毒性低、适应症广及临床疗效好的优点。
β-内酰胺类抗生素基于其不同的母核结构可分为不同的类型。例如，在临床上最常用的有青霉素类、头孢菌素类，以及新发展的头霉素类等。青霉素类抗生素具有6-氨基青霉素酸(6-apa)的母核结构，头孢菌素类抗生素具有7-氨基头孢烯酸(7-aca)的母核结构，头霉素类药物母核在7-aca的7位碳上引入7α-甲氧基，从而使其对β-内酰胺酶(尤其是g-菌和厌氧菌产生)稳定性增加。
然而，随着抗生素在临床上的广泛使用，出现了一些耐药性，并且在一些方面的抗微生物效果并不总是令人满意。因此，需要开发新的抗微生物药物，其具有优异的抗微生物效果，并可避免上述一种或多种不足。
另外，β-内酰胺类抗生素的制备方法主要是通过发酵酶解得到6-apa或7-aca母核，然后，这些母核再与相关侧链进行缩合反应得到产品。因此，为了生产目的，还需要开发适合工业生产的、能用于制备新的母核结构的抗微生物剂的方法。
技术实现要素：
为了克服现有技术中的上述不足而作出本发明。
本发明提供如下的式(i)化合物，及其立体异构体、溶剂合物和可药用盐或酯，
其中
r1代表氢、烷基、烷氧基、烷基羰基烷基、烷基酰氧基烷基或烷氧基酰氧基烷基，后五个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：烷基和烷氧基，或
r1代表
r2代表烷基硫基烷基、环烷二烯基烷基、烷叉基杂环基、芳基、芳基烷基、芳基氧基烷基、芳基杂芳基、杂芳基烷基或杂芳基硫基烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：烷基、烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、烷基氨基、烷基亚氨基、烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基烷氧基亚氨基、羧基烷叉基以及如下基团
本发明的化合物具有新的母核结构，其作为β-内酰胺类衍生物，在7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环的3位上具有乙基，因而不同于以往市售和公开的任何一种抗生素类型。本发明的化合物比已知的抗微生物剂具有优势，所述优势包括例如更好的杀菌活性、更宽的作用谱、更好的耐药性、更少的副作用，以及与其他药物更好的相容性。特别是，出乎意料地发现，本发明的化合物针对同样的微生物，能够以更少的用量使用，从而对给药对象的副作用更小，耐受性更好，并且可更少地产生耐药性。本发明的3-乙基7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环衍生物可与其他试剂结合使用以提高功效，尤其是抵抗难以防治的致病菌。
另外，本发明的新的β-内酰胺类衍生物具有与以往产品不同的母核，因此，本发明还提供一种制备式(i)化合物的方法，其包括在青霉素酰化酶的存在下，且任选地在稀释剂的存在下，使式(ii)化合物与式(iii)的羧酸或羧酸酯发生酰胺化反应，
其中
r1定义如上；
r2coor3(iii)
其中
r2定义如上，且r3代表氢或烷基。
相应地，本发明还涉及本发明的化合物用作抗微生物剂的用途。
此外，本发明还涉及本发明的化合物在生产用于治疗感染性疾病的药物中的用途。
另外，本发明还涉及一种治疗感染性疾病的方法，包括对人或动物给药本发明的化合物。
本发明的化合物可单独使用，也可与可药用的载体、赋形剂或其他助剂一起使用。因此，本发明还提供一种药物组合物，包括本发明的化合物以及可药用载体、赋形剂和/或其他助剂。
此外，本发明还提供一种药物组合物，包含权利要求1的化合物和内酰胺酶抑制剂，所述内酰胺酶抑制剂特别是选自克拉维酸钾、舒巴坦、他唑巴坦和阿维巴坦。
本发明还提供制备式(i)化合物的中间体及相应的制备方法。
附图说明
图1为本发明的实施例化合物i-1的氢核磁共振谱图。
图2为本发明的实施例化合物i-1的碳核磁共振谱图。
图3为本发明的实施例化合物i-1的高分辨质谱图。
具体实施方式
一般定义
本发明的式(i)化合物，及其立体异构体、溶剂合物和可药用盐或酯有时也通称为“本发明的化合物”。
本文所用术语“任选”、“任选的”或“任选地”意为后面描述的事件、情况或物质可能出现或存在，也可能不出现或不存在，并且这样的描述包括所述事件、情况或物质出现或存在的情形和所述事件、情况或物质不出现或不存在的情形。
本文所用术语“包括”及其同义词“包含”和“含有”的含义为“包括但不限于”，其并不意在排除例如其它的添加物、组分、整数或步骤。
本发明中，“微生物”具有本领域公知的含义，包括细菌、病毒和真菌，特别是指细菌，例如革兰阳性菌、革兰阴性菌等。
在本发明的上下文中，除非另有不同定义，术语“烷基”——本身或与其他术语组合例如芳基烷基——应理解为是指饱和脂族烃基基团，其具有1至12个碳原子并且可以是支链的或非支链的。(c1-c12)-烷基的实例为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、1-乙基丙基、1,2-二甲基丙基、己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基和正十二烷基。在这些烷基中，特别优选(c1-c6)-烷基。特别优选(c1-c4)-烷基。
在本发明中，术语“烷氧基”——本身或与其他术语组合例如羧基烷氧基亚氨基——应理解为是指烷基-o-，其中术语“烷基”如上文所定义。特别是这里的烷基可以为直链或支链。
根据本发明，除非另有不同定义，“烷基羰基”(烷基-c(＝o)-)代表通过-c(＝o)-与骨架连接的烷基，例如(c1-c10)-、(c1-c6)-或(c1-c4)-烷基羰基。此处，碳原子数目涉及烷基羰基中的烷基。
根据本发明，术语“烷基酰氧基”(烷基-c(＝o)-o-)，除非另有不同定义，代表通过酰氧基(-c(＝o)-o-)的氧与骨架连接的烷基，例如(c1-c10)-、(c1-c6)-或(c1-c4)-烷基酰氧基。此处，碳原子的数目涉及烷基酰氧基中的烷基。
根据本发明，术语“烷氧基酰氧基”(烷氧基-c(＝o)-o-)，除非另有不同定义，代表通过酰氧基(-c(＝o)-o-)的氧与骨架连接的烷氧基，例如(c1-c10)-、(c1-c6)-或(c1-c4)-烷氧基酰氧基。此处，碳原子的数目涉及烷氧基酰氧基中的烷基。
根据本发明，除非另有不同定义，术语“环烷二烯基”——本身或与其他术语组合——应理解为是指这样的环烷二烯基，其中环内有两个双键，且所述环特别是含有5至10个碳原子，例如环戊二烯基和环己二烯基。双键可位于可能的任意位置，例如1,4-环己二烯基。
术语“烷叉基”，例如，以(c1-c10)-烷叉基的形式，意指通过双键连接的直链或支链的开链烃基的基团。对于烷叉基，可能的结合位点为在其中两个氢原子可被双键替代的基础结构上的天然的仅有的位置；基团为，例如，＝ch2、＝ch-ch3、＝c(ch3)-ch3、＝c(ch3)-c2h5或＝c(c2h5)-c2h5。环烷叉基表示通过双键连接的碳环基团。
除非另有不同定义，“杂环基”表示碳原子和至少一个在环中的杂原子的饱和或部分饱和的单环。优选地，杂环基含有3、4、5、6或7个碳原子和1或2个选自氧、硫和氮的杂原子。杂环基的实例为氮杂环丁烷基、氮杂环戊基、氮杂环己基、氧杂环丁基、氧杂环戊基、氧杂环己基、二氧杂环己基、硫杂环丁基(thietanyl)、硫杂环戊基、硫杂环己基和四氢呋喃基。
根据本发明，除非另有不同定义，术语“芳基”应理解为是指具有6至14个碳原子的芳族基团，优选苯基、萘基、蒽基或菲基，更优选苯基。
除非另有不同定义，术语“芳基烷基”应理解为是指根据本发明定义的基团“芳基”和“烷基”的结合，其中所述基团通常通过烷基连接。其实例为苄基、苯乙基或α-甲基苄基，特别优选苄基。
除非另有不同定义，“杂芳基”表示碳原子和至少一个杂原子的单环、双环或三环杂环基团，其中至少一个环为芳族的。优选地，杂芳基含有3、4、5或6个碳原子，其选自呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、1,2,3-噁二唑基、1,2,4-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基、1,2,3-噻二唑基、1,2,4-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、1,2,5-噻二唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、1,2,3-三嗪基、1,2,4-三嗪基、1,3,5-三嗪基、四唑基、苯并呋喃基、苯并异呋喃基、苯并噻吩基、苯并异噻吩基、吲哚基、异吲哚基、吲唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并咪唑基、2,1,3-苯并噁二唑、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基、苯并三嗪基、嘌呤基、蝶啶基和吲嗪基(indolizinyl)。
“杂芳基硫基”代表通过硫基连接的杂芳基，所述硫基为基团-s-。
术语“卤素”表示例如氟、氯、溴或碘。如果该术语用于基团，则“卤素”表示例如氟、氯、溴或碘原子。
术语“氨基”具有基本形式-nh2。
术语“亚硝基”具有基本形式-n＝o。
在本发明中，除非另有不同定义，“亚氨基”是指通过双键连接的氨基基团。对于亚氨基，可能的结合位点为在其中两个氢原子可被双键替代的基础结构上的天然的仅有的位置；基团为，例如，＝nh。例如，“烷基亚氨基”是指基团＝n-烷基，“羟基亚氨基”是指基团＝n-oh，“烷氧基亚胺基”是指基团＝n-o-烷基。
当基础结构“被一种或多种基团”取代时，这在每种情况下包括被多个相同的和/或结构不同的基团同时取代。
术语“溶剂合物”是指通常由溶剂分解反应形成的与溶剂缔合的化合物或其盐的形式。这种物理缔合可包括氢键键合。常规溶剂包括水、甲醇、乙醇、乙酸、dmso、thf、乙醚等。本文所述的化合物可制备成，例如，结晶形式，且可被溶剂化。合适的溶剂合物包括药学上可接受的溶剂合物且进一步包括化学计量的溶剂合物和非化学计量的溶剂合物。在一些情况下，所述溶剂合物将能够分离，例如，当一或多个溶剂分子掺入结晶固体的晶格中时。“溶剂合物”包括溶液状态的溶剂合物和可分离的溶剂合物。代表性的溶剂合物包括水合物、乙醇合物和甲醇合物。
如果化合物可通过氢转移形成其中结构未被式(i)形式上涵盖的互变异构体，则这些互变异构体仍被本发明式(i)的化合物的定义所涵盖，除非另有考虑的特定的互变异构体。例如，许多羰基化合物既可以以酮形式也可以以烯醇形式存在，两种形式都包括在式(i)的化合物的定义中。
取决于取代基的性质和它们连接的方式，式(i)的化合物可以作为立体异构体存在。由其特定三维形式定义的可能的立体异构体，例如对映异构体、非对映异构体、z和e异构体，均包括在式(i)中。例如，如果存在一个或多个链烯基，则可能出现非对映异构体(z和e异构体)。例如，如果存在一个或多个不对称碳原子，则可能出现对映异构体和非对映异构体。立体异构体可以通过常规分离方法从在制备中获得的混合物中获得。色谱分离可以在分析规模上进行以发现对映体过量或非对映体过量，或者在制备规模上进行以产生用于生物测试的测试样品。同样可以通过在使用光学活性起始材料和/或助剂的情况下使用立体选择性反应选择性地制备立体异构体。因此，本发明还涉及被式(i)或其中间体所包括但未以其特定的立体异构形式示出的所有立体异构体，及其混合物。
如果通式(i)的化合物以固体形式获得，则纯化也可以通过重结晶或消化(digestion)进行。如果通过下述途径不能以令人满意的方式获得通式(i)的各个化合物，则它们可以通过通式(i)的其它化合物的衍生来制备。
合适的离析方法、纯化方法和分离通式(i)的化合物的立体异构体的方法是本领域技术人员从类似案例中知晓的通常已知的方法，例如通过物理方法例如结晶，色谱方法、特别是柱色谱法和hplc(高压液相色谱)，蒸馏(任选地在减压下)，萃取和其他方法，剩余的任何混合物通常皆可通过色谱方法(例如在手性固体相上)分离。适合用于制备量或工业规模的是诸如结晶之类的方法，例如可使用光学活性酸以及——如果合适，只要存在酸性基团——使用光学活性碱而从非对映体混合物中获得的非对映体盐的结晶。
如果合适的话，式(i)化合物可以以各种多晶型形式或作为各种多晶型形式的混合物存在。纯的多晶型物和多晶型物混合物由本发明提供并且可以根据本发明使用。
本发明的一般或优选的基团定义既适用于通式(i)的终产物，也相应地适用于每种情况下制备所需的起始材料或中间体。这些基团定义可以根据需要彼此组合，即包括给定的各级优选范围之间的任意组合。
在本发明中，除非另有说明，份数和百分比为重量份数和重量百分比，温度以℃为单位或者为环境温度，压力接近或等于大气压。
本发明提供如下的式(i)化合物，及其立体异构体、溶剂合物和可药用盐或酯，
其中
r1代表氢、烷基、烷氧基、烷基羰基烷基、烷基酰氧基烷基或烷氧基酰氧基烷基，后五个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：烷基和烷氧基，或
r1代表
r2代表烷基硫基烷基、环烷二烯基烷基、烷叉基杂环基、芳基、芳基烷基、芳基氧基烷基、芳基杂芳基、杂芳基烷基或杂芳基硫基烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：烷基、烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、烷基氨基、烷基亚氨基、烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基烷氧基亚氨基、羧基烷叉基以及如下基团
上述式(i)化合物提供了本发明化合物的宽泛定义，所给定义也适用于所有中间体。以下将说明本发明式(i)中所列基团的优选、更优选、特别优选和最优选的取代基或范围，所给定义也同样适用于所有中间体。
r1优选代表氢、(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷氧基、(c1-c12)-烷基羰基-(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷基酰氧基-(c1-c12)-烷基或(c1-c12)-烷氧基酰氧基-(c1-c12)-烷基，后五个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c12)-烷基和(c1-c12)-烷氧基，或
r1优选代表
r2优选代表(c1-c12)-烷基硫基-(c1-c12)-烷基、(c5-c10)-环烷二烯基-(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷叉基-(c3-c10)-杂环基、(c6-c14)-芳基、(c6-c14)-芳基-(c1-c12)-烷基、(c6-c14)-芳基氧基-(c1-c12)-烷基、(c6-c14)-芳基-(c5-c12)-杂芳基、(c5-c12)-杂芳基-(c1-c12)-烷基或(c5-c12)-杂芳基硫基-(c1-c12)-烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、(c1-c12)-烷基氨基、(c1-c12)-烷基亚氨基、(c1-c12)-烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基-(c1-c12)-烷氧基亚氨基、羧基-(c1-c12)-烷叉基以及如下基团
r1更优选代表氢、(c1-c6)-烷基羰基-(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-烷基酰氧基-(c1-c6)-烷基或(c1-c6)-烷氧基酰氧基-(c1-c6)-烷基，后三个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c6)-烷基和(c1-c6)-烷氧基，或
r1更优选代表
r2更优选代表(c1-c6)-烷基硫基-(c1-c6)-烷基、(c5-c7)-环烷二烯基-(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-烷叉基-(c3-c7)-杂环基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-芳基-(c1-c6)-烷基、(c6-c10)-芳基氧基-(c1-c6)-烷基、(c6-c10)-芳基-(c5-c10)-杂芳基、(c5-c10)-杂芳基-(c1-c6)-烷基或(c5-c10)-杂芳基硫基-(c1-c6)-烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、(c1-c6)-烷基氨基、(c1-c6)-烷基亚氨基、(c1-c6)-烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基-(c1-c6)-烷氧基亚氨基、羧基-(c1-c6)-烷叉基以及如下基团
r1特别优选代表氢、(c1-c4)-烷基羰基-(c1-c4)-烷基、(c1-c4)-烷基酰氧基-(c1-c4)-烷基或(c1-c4)-烷氧基酰氧基-(c1-c4)-烷基；后三个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c4)-烷基和(c1-c4)-烷氧基，或
r1特别优选代表
r2特别优选代表(c1-c4)-烷基硫基-(c1-c4)-烷基、(c5-c6)-环烷二烯基-(c1-c4)-烷基、(c1-c4)-烷叉基-(c3-c5)-杂环基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-芳基-(c1-c4)-烷基、(c6-c10)-芳基氧基-(c1-c4)-烷基、(c6-c10)-芳基-(c5-c6)-杂芳基、(c5-c6)-杂芳基-(c1-c4)-烷基或(c5-c6)-杂芳基硫基-(c1-c4)-烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c4)-烷基、(c1-c4)-烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、(c1-c4)-烷基氨基、(c1-c4)-烷基亚氨基、(c1-c4)-烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基-(c1-c4)-烷氧基亚氨基、羧基-(c1-c4)-烷叉基以及如下基团
r1最优选代表以下基团之一：
r2最优选代表以下基团之一：
上述基团各自宽泛的或各种优选的基团定义或说明可按需彼此组合，即可包括各自宽泛范围和各种优选范围之间的组合。它们既适用于最终产物，也相应地适用于其前体和中间体。
本发明优选的式(i)化合物包含上述优选含义的组合。
本发明更优选的式(i)化合物包含上述更优选含义的组合。
本发明特别优选的式(i)化合物包含上述特别优选含义的组合。
本发明最优选的式(i)化合物包含上述最优选含义的组合。
在一个优选的实施方案中，本发明的式(i)化合物为其中r1代表h，且r2代表1-氨基-1-对羟基苯甲基(即上表序号10)的式(i)化合物。在另一个优选的实施方案中，本发明的式(i)化合物为下述化合物i-1
本发明的式(i)化合物可通过下述方法(a)制备，其包括在青霉素酰化酶的存在下，且任选地在稀释剂的存在下，使式(ii)化合物与式(iii)的羧酸或羧酸酯发生酰胺化反应，
其中
r1定义如上；
r2coor3(iii)
其中
r2定义如上，且r3代表氢或烷基，优选(c1-c12)-烷基，更优选(c1-c6)-烷基，特别优选甲基。
本发明方法(a)适用的稀释剂为对反应呈惰性的质子性溶剂，包括但不限于，例如，水；醇，例如甲醇和乙醇；或这些溶剂的混合物。
实施本发明方法(a)时，所述酰胺化反应的反应温度可在相对宽的范围内变化。通常，所述温度为0至35℃、优选10至25℃。
在所述反应结束后，还可任选包括其它后处理步骤。所述后处理包括例如调节ph值、结晶、过滤、干燥等常规纯化步骤。
本发明的式(ii)化合物可通过下述方法(b)制备，其包括在脱保护条件下，且任选地在稀释剂的存在下，使式(iv)化合物脱去羧基保护基pg1和氨基保护基pg2，
其中
pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基。
所述羧基保护基pg1为本领域常用的羧基保护基团。作为“羧基保护基”，若为具有该功能的保护基团则不特别限定，可以举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基等低级烷基，例如2,2,2-三氯乙基等卤代低级烷基，例如烯丙基等低级烯基，例如苄基、对甲氧基苄基、对亚硝基苄基、二苯甲基、三苯甲基等芳烷基等，特别优选甲基、乙基、叔丁基、烯丙基、苄基、对甲氧基苄基、二苯甲基等。本领域技术人员能够根据实际需要合理地进行选择。优选地，pg1为-chph2(二苯甲基)。
所述氨基保护基pg2为本领域常用的氨基保护基团。作为“氨基保护基”，若为具有该功能的保护基团则不特别限定，可以举出例如-boc(叔丁氧羰基)、-cbz(苄氧羰基)、-teoc(三甲基硅乙氧羰基)、-tos(对甲苯磺酰基)、-trt(三苯甲基)和-bn(苄基)。本领域技术人员能够根据实际需要合理地进行选择。优选地，pg2为-boc(叔丁氧羰酰基)。
所述反应的反应条件为常规的去保护基条件，其根据pg1和pg2的不同而变化，如a.g.myers,j.gleason,t.yoon,d.w.kung,j.am.chem.soc.,1997,119,656；和m.frankel,d.ladkany,c.gilon,y.wolman,tetrahedronlett.,1966,7,4765中所述。
本发明的式(iv)化合物可通过下述方法(c)制备，其包括在作为催化剂的钯配合物和作为碱的无机中强碱的存在下，且任选地在稀释剂的存在下，在升高的温度下，使式(v)化合物和式(vi)化合物发生偶联反应，
其中
x代表卤素，且pg1和pg2定义如上；
其中
ra、rb独立地代表h或烷基，或者
ra和rb与它们相连的o和b原子一起形成任选地被一个或多个烷基取代的5-6元杂环基，所述杂环基包含一个或多个选自o、s和n的杂原子，
所述烷基优选(c1-c12)-烷基，更优选(c1-c6)-烷基，特别是甲基。
本发明方法(c)适用的催化剂为本领域常规用于催化偶联反应的钯配合物，例如pd(pph3)4、pd(dppf)cl2、pd(pph3)2cl2或pd(oac)2，优选pd(pph3)4。
本发明方法(c)适用的碱为本领域常用的无机中强碱，例如碱金属碳酸盐，如k2co3、naco3和cs2co3，或t-buona。
本发明方法(c)适用的稀释剂原则上为在反应条件下为惰性的所有有机溶剂。其实例有：烃，例如石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氢化萘；卤代烃，例如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、氯苯和邻二氯苯；以及酮，例如丙酮和甲基异丙基酮；以及醚，例如二乙醚、四氢呋喃和二氧杂环己烷；以及羧酸酯，例如乙酸乙酯；以及腈，例如乙腈；以及强极性溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环丁砜。
本发明方法(c)在升高的温度下进行反应，例如，所述温度为50至130℃、优选80至100℃。
本发明的式(v)化合物可通过下述方法(d)制备，其包括任选地在稀释剂的存在下，使式(vii)化合物与式(viii)的卤化铜发生关环反应，
其中
pg1和pg2定义如上；
cux2(viii)
其中
x代表卤素。
本发明方法(d)适用的稀释剂原则上为在反应条件下为惰性的所有有机溶剂。其实例有：烃，例如石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氢化萘；卤代烃，例如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、氯苯和邻二氯苯；以及酮，例如丙酮和甲基异丙基酮；以及醚，例如二乙醚、四氢呋喃和二氧杂环己烷；以及羧酸酯，例如乙酸乙酯；以及腈，例如乙腈；以及强极性溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环丁砜。
本发明方法(d)优选在惰性气体例如氮气或氦气的保护下进行。
本发明的式(vii)化合物可通过下述方法(e)制备，其包括任选地在稀释剂的存在下，且在升高的温度下，使式(ix)化合物和式(x)的苯并噻唑-2-硫醇发生开环反应，
其中
pg1和pg2定义如上；
本发明方法(e)适用的稀释剂原则上为在反应条件下为惰性的所有有机溶剂。其实例有：烃，例如石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氢化萘；卤代烃，例如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、氯苯和邻二氯苯；以及酮，例如丙酮和甲基异丙基酮；以及醚，例如二乙醚、四氢呋喃和二氧杂环己烷；以及羧酸酯，例如乙酸乙酯；以及腈，例如乙腈；以及强极性溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环丁砜。
本发明方法(e)在升高的温度下进行反应，例如，所述温度为50至130℃、优选80至100℃。
本发明的式(ix)化合物可通过下述方法(f)制备，其包括在过氧化物的存在下，且任选地在稀释剂的存在下，使式(xi)化合物发生氧化反应，
本发明方法(f)适用的过氧化物为本领域常规用于氧化反应的过氧化物，例如h2o2、t-buooh、mcpba或过氧乙酸等。
本发明方法(f)适用的稀释剂为水，或惰性有机溶剂，例如：烃，例如石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氢化萘；卤代烃，例如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、氯苯和邻二氯苯；以及酮，例如丙酮和甲基异丙基酮；以及醚，例如二乙醚、四氢呋喃和二氧杂环己烷；以及羧酸酯，例如乙酸乙酯；以及腈，例如乙腈；以及强极性溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环丁砜。
本发明的式(xi)化合物可通过下述方法(g)制备，其包括在上保护基的条件下，使式(xii)化合物连接羧基保护基pg1和氨基保护基pg2，其中pg1和pg2的定义如上，
在羧基和氨基上连接保护基的条件是本领域已知的。本领域技术人员可根据所选择的保护基和实际需要适当地进行选择。
在一个优选的实施方案中，本发明的化合物i-1通过以下方案1制备。
方案1：
出乎意料地发现，本发明的式(i)化合物、及其立体异构体、溶剂合物和可药用盐或酯具有优异的抗微生物效果，其与现有技术已知的抗微生物剂相比，活性更强，并且针对同样的微生物，能够以更少的用量使用。如此，通过施用本发明的化合物，对人或动物产生的副作用更小，耐受性更好，并且可更少地产生耐药性。
相应地，本发明还涉及本发明的化合物用作抗微生物剂的用途。
此外，本发明还涉及本发明的化合物在生产用于治疗感染性疾病的药物中的用途。
另外，本发明还涉及一种治疗感染性疾病的方法，包括对人或动物给药本发明的化合物。
另一方面，本发明的式(i)化合物、或其立体异构体、溶剂合物或可药用盐或酯可以单独使用，或者与可药用的载体或赋形剂或其他助剂一起以药物组合物的形式使用。当以药物组合物的形式使用时，通常将有效剂量的本发明的化合物以及一种或多种可药用载体或稀释剂结合制成适当的施用形式或剂量形式，这一程序包括通过合适的方法将组分混合、粒化、压缩或溶解。载体在药物组合物中的含量可以是1％-98％(重量比)，通常大约占到80％(重量比)。为方便起见，局部麻醉剂、防腐剂、缓冲剂等其他助剂可直接溶于载体中。因此，本发明提供了药物组合物，包括本发明的式(i)化合物、或其立体异构体、溶剂合物或可药用盐或酯以及可药用载体、赋形剂和/或其他助剂。
本发明的化合物的药物组合物，可以以下面的任意方式施与：口服、喷雾吸入、直肠给药、鼻腔给药、阴道给药、局部给药、非肠道给药如皮下、静脉、肌内、腹膜内、鞘内、心室内、胸骨内或颅内注射或输入，或借助一种外植的储器用药，其中优选口服、肌注、腹膜内或静脉内用药方式。
本发明化合物或含有它的药物组合物可以单位剂量形式给药。给药剂型可以是液体剂型、固体剂型。液体剂型可以是真溶液类、胶体类、微粒剂型、混悬剂型。其他剂型例如片剂、胶囊、滴丸、气雾剂、丸剂、粉剂、溶液剂、混悬剂、乳剂、颗粒剂、栓剂、冻干粉针剂、包合物、埋植剂、贴剂、擦剂、缓释剂。
口服片剂和胶囊可以用制药学上公知的方法制备，片剂还可以包衣。
口服液可以制成水和油的悬浮液、溶液、乳浊液、糖浆，也可以制成干品，用前补充水或其他合适的媒质。如需要可添加调味剂或着色剂。
栓剂可包含常规的栓剂基质，如可可黄油或其他甘油酯。
对胃外给药，液态剂型通常由化合物和一种消毒的载体制成。载体首选水。依照所选载体和药物浓度的不同，化合物既可溶于载体也可制成悬浮溶液，在制成注射用溶液时先将化合物溶于水中，过滤消毒后装入封口瓶或安培中。
还可以制成注射用无菌制剂，包括结晶粉针、冻干粉针等。
当皮肤局部施用时，本发明的化合物可以制成适当的软膏、洗剂，或霜剂的形式，其中活性成分悬浮或溶解于一种或多种的载体中。
本发明的化合物可以与内酰胺酶抑制剂共同用药，内酰胺酶抑制剂可以但不限于克拉维酸钾、舒巴坦、他唑巴坦和阿维巴坦。因此，本发明还提供一种药物组合物，其包含本发明的化合物和内酰胺酶抑制剂，所述内酰胺酶抑制剂特别是选自克拉维酸钾、舒巴坦、他唑巴坦和阿维巴坦。
本发明的式(i)化合物的最佳给药剂量和间隔是由化合物性质和诸如给药的形式、路径和部位以及治疗的特定哺乳动物等外部条件决定的，这一最佳给药剂量可用常规的技术确定。最佳的疗程，即式(i)化合物在额定的时间内每日的剂量，可用本领域内公知的方法确定。
制备实施例
下文所述的化合物1购于国药集团威奇达药业有限公司。核磁共振谱的测定使用bruckeravanceav400型核磁共振仪进行。高分辨质谱的测定使用thermoscientificmsqplus型液相色谱-质谱联用仪进行。
下述实施例按照上文所述的方案1进行:
实施例1：化合物2的制备
在50ml的三口瓶中，加入2.16g(0.01mol)化合物1，然后加入20ml二氯甲烷(dcm)，缓慢滴加1.11g(约0.011mol)三乙胺，再加入2.4g二碳酸二叔丁酯(boc2o)；室温下搅拌5h直至反应完全。
实施例2：化合物3的制备
在250ml三口瓶中，加入100mldcm，将实施例1所得的化合物2的溶液(含0.01mol化合物2)加入其中，室温下，再加入100mldcm，并加入2g二环己基碳二亚胺(dcc)和2.5g4-二甲氨基吡啶(dmap)，然后慢慢加入0.011mol的ph2choh，室温下搅拌4h至完全溶解。
实施例3：化合物4的制备
搅拌下，向实施例2所得的化合物3(约0.01mol)的dcm溶液中缓慢滴加30mlh2o2，室温下进行氧化反应2h至完全。减压蒸馏至析出较多结晶，然后冷却至0-5℃，缓慢搅拌30-60分钟待晶体逐渐析出,抽滤，真空干燥，得约3.8g化合物4(纯度97.2％)。
实施例4：化合物5的制备
在圆底烧瓶中，将实施例3所得的化合物4(0.01mol)与2-巯基苯并噻唑(1.1eq)置于100ml甲苯中，加热至90℃。使用deanstarktrap(迪安-斯脱克分水器)，搅拌约5h至反应完全。当反应完成后，反应体系降温至30℃，用碳饼过滤，滤液浓缩，得到约4.3g化合物5(摩尔产率78.3％；纯度98.1％)。
实施例5：化合物6的制备
室温，氮气保护下，将无水cucl2(0.012mol)加至实施例4所得的化合物5(0.01mol)的乙酸乙酯(50ml)溶液中。室温搅拌至反应完成。过滤，用水、饱和碳酸钠水溶液及10％的氯化钠水溶液依次洗涤滤液。浓缩有机层，获得约4.8g化合物6(摩尔产率82.2％；纯度98.5％)。
实施例6：化合物7的制备
将实施例5所得的化合物6(0.01mol)置于100ml无水二噁烷(1,4-二氧己环)中，加入pd(pph3)4(0.011mol)、k2co3(0.011mol)和ch3b(oh)2(0.011mol)，该混合物在90℃下加热10小时，直到反应完全。
减压蒸馏至析出较多结晶，然后冷却至0-5℃，缓慢搅拌30-60分钟待晶体逐渐析出,抽滤，真空干燥，获得约3.6g化合物7。
实施例7：化合物8的制备
室温下，向实施例6所得的化合物7(0.01mol)在100mldcm的溶液中，加入5mlcf3cooh，反应2-3h,直至boc保护基脱去，再加入pd碳，通入氢气，在1.1大气压下，反应4-5h,直至反应完全，脱去chph2保护基团。产品过滤，用水洗涤。真空干燥后获得约1.2g化合物8。
实施例8：化合物i-1的制备
将实施例7所得的化合物8(0.01mol，2.3g)，加入d-对羟基苯甘氨酸甲酯(0.015mol)，加入50ml水，2ml甲醇，加入0.02固定化青霉素酰化酶,20-25℃反应5小时。滴加盐酸至ph1.5，过滤。滤液加入浓氨水调节至ph5.0-5.5.过滤，滤饼用水洗涤。干燥，获得约3.5g化合物i-1，纯度98.3％。氢核磁共振谱参见附图1，碳核磁共振谱参见附图2，高分辨质谱参见附图3。
效果实施例
化合物i-1抗微生物试验
1.试剂和材料：
供试样品：化合物i-1
阳性对照品：硫酸卡那霉素，购自kanamycin,sigma-aldrich公司)，以及阿莫西林无菌粉，购自国药集团威奇达药业有限公司；
供试菌株：金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus,atcc6538)和大肠杆菌(escherichiacoil,atcc8739)，均购自广东省微生物研究所微生物菌种保藏中心；
alamarblue指示剂：invitogen公司；
马铃薯葡萄糖琼脂(pda)培养基：广东环凯微生物科技有限公司；
lh培养基：广东环凯微生物科技有限公司；
96孔板：corningcostar,cambridge,ma,usa。
2.测试方法：采用alamarblue指示剂-微量稀释法测定。
(1)供试样品和阳性对照品配制：每种样品4mg，用1ml二甲基亚砜(dmso)溶解，经过用水倍比稀释，配制成浓度分别为4mg/ml、2mg/ml、1mg/ml、0.5mg/ml、0.25mg/ml、0.125mg/ml、0.0625mg/ml、0.0312mg/ml、0.0156mg/ml、0.0078mg/ml和0.0039mg/ml、0.00195mg/ml和0.00097mg/ml的供试溶液。
(2)菌液的制作：用马铃薯葡萄糖琼脂(pda)培养基活化菌株，培养数天后挑选平板上的菌株放在lh培养基中，置于37℃恒温摇床培养过夜，然后用紫外分光光度计测定每株细菌菌液的od600(即在600nm波长处的吸光值)。金黄色葡糖球菌在od600＝0.100时的菌液浓度为108cfu/ml，其他菌(大肠杆菌)参照此数值，取样使得所有菌的od600为0.100。用lh培养基(含8％体积的alamarblue)将菌液均稀释到1105cfu/ml的浓度。
(3)加样：将菌液充分混匀，吸取96μl上述菌液到96孔板中，再加入配置好的供试样品溶液和阳性对照品溶液，使得样品实际浓度分别为160、80、40、20、10、5、2.5、1.25、0.625、0.312、0.156、0.078和0.039μg/ml，每孔4μl混匀，每个浓度设三个平行试验，取其平均值。阴性对照组设4个孔，即4个平行实验，均加入96μl菌液以及4mldmso。空白对照组加入100μllh培养基(含8％体积的alamarblue)，主要用于检测试验是否顺利进行。
(4)培养：将96孔板置于37℃恒温培养箱；4小时后每半小时观察一次阴性对照组是否变红，若没有变红则继续培养直至阴性对照组变红。样品或对照品变蓝，说明产生了抑菌效果，变红说明未产生抑菌效果。
3.实验结果：
表1
由上表可知，本发明的化合物可以以极低的用量使用，而产生优异的抗菌效果。
虽然为示例目的对本发明的几个优选实施方案进行了说明，但本领域普通技术人员会理解，各种改进方案、补充方案和替代方案都是可能的，而不偏离所附权利要求书所述的本发明的主旨和范围。
1.式(i)化合物，及其立体异构体、溶剂合物和可药用盐或酯，
其中
r1代表氢、烷基、烷氧基、烷基羰基烷基、烷基酰氧基烷基或烷氧基酰氧基烷基，后五个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：烷基和烷氧基，或
r1代表
r2代表烷基硫基烷基、环烷二烯基烷基、烷叉基杂环基、芳基、芳基烷基、芳基氧基烷基、芳基杂芳基、杂芳基烷基或杂芳基硫基烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：烷基、烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、烷基氨基、烷基亚氨基、烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基烷氧基亚氨基、羧基烷叉基以及如下基团
2.权利要求1的化合物，其中
r1代表氢、(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷氧基、(c1-c12)-烷基羰基-(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷基酰氧基-(c1-c12)-烷基或(c1-c12)-烷氧基酰氧基-(c1-c12)-烷基，后五个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c12)-烷基和(c1-c12)-烷氧基，或
r1代表
r2代表(c1-c12)-烷基硫基-(c1-c12)-烷基、(c5-c10)-环烷二烯基-(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷叉基-(c3-c10)-杂环基、(c6-c14)-芳基、(c6-c14)-芳基-(c1-c12)-烷基、(c6-c14)-芳基氧基-(c1-c12)-烷基、(c6-c14)-芳基-(c5-c12)-杂芳基、(c5-c12)-杂芳基-(c1-c12)-烷基或(c5-c12)-杂芳基硫基-(c1-c12)-烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c12)-烷基、(c1-c12)-烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、(c1-c12)-烷基氨基、(c1-c12)-烷基亚氨基、(c1-c12)-烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基-(c1-c12)-烷氧基亚氨基、羧基-(c1-c12)-烷叉基以及如下基团
3.权利要求1或2的化合物，其中
r1代表氢、(c1-c6)-烷基羰基-(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-烷基酰氧基-(c1-c6)-烷基或(c1-c6)-烷氧基酰氧基-(c1-c6)-烷基，后三个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c6)-烷基和(c1-c6)-烷氧基，或
r1代表
r2代表(c1-c6)-烷基硫基-(c1-c6)-烷基、(c5-c7)-环烷二烯基-(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-烷叉基-(c3-c7)-杂环基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-芳基-(c1-c6)-烷基、(c6-c10)-芳基氧基-(c1-c6)-烷基、(c6-c10)-芳基-(c5-c10)-杂芳基、(c5-c10)-杂芳基-(c1-c6)-烷基或(c5-c10)-杂芳基硫基-(c1-c6)-烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c6)-烷基、(c1-c6)-烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、(c1-c6)-烷基氨基、(c1-c6)-烷基亚氨基、(c1-c6)-烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基-(c1-c6)-烷氧基亚氨基、羧基-(c1-c6)-烷叉基以及如下基团
4.权利要求1至3中任一项的化合物，其中
r1代表氢、(c1-c4)-烷基羰基-(c1-c4)-烷基、(c1-c4)-烷基酰氧基-(c1-c4)-烷基或(c1-c4)-烷氧基酰氧基-(c1-c4)-烷基，后三个基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c4)-烷基和(c1-c4)-烷氧基，或
r1代表
r2代表(c1-c4)-烷基硫基-(c1-c4)-烷基、(c5-c6)-环烷二烯基-(c1-c4)-烷基、(c1-c4)-烷叉基-(c3-c5)-杂环基、(c6-c10)-芳基、(c6-c10)-芳基-(c1-c4)-烷基、(c6-c10)-芳基氧基-(c1-c4)-烷基、(c6-c10)-芳基-(c5-c6)-杂芳基、(c5-c6)-杂芳基-(c1-c4)-烷基或(c5-c6)-杂芳基硫基-(c1-c4)-烷基，其中所述杂环基或杂芳基任选地包含一个或多个选自o、s和n的杂原子；所有上述基团任选地被一个或多个选自以下的基团取代：(c1-c4)-烷基、(c1-c4)-烷氧基、卤素、氨基、氨基羰基、羟基、亚硝基、羧基、氰基、磺酸基、(c1-c4)-烷基氨基、(c1-c4)-烷基亚氨基、(c1-c4)-烷氧基亚氨基、羟基亚氨基、羧基-(c1-c4)-烷氧基亚氨基、羧基-(c1-c4)-烷叉基以及如下基团
5.权利要求1至4中任一项的化合物，其中
r1代表以下基团之一：
r2代表以下基团之一：
6.制备权利要求1至5中任一项的化合物的方法，包括在青霉素酰化酶的存在下，且任选地在稀释剂的存在下，使式(ii)化合物与式(iii)的羧酸或羧酸酯发生酰胺化反应，
其中
r1定义如上；
r2coor3(iii)
其中
r2定义如上，且r3代表氢或烷基，优选(c1-c12)-烷基，更优选(c1-c6)-烷基，特别优选甲基。
7.权利要求1的化合物用作抗微生物剂的用途。
8.权利要求1的化合物在生产用于治疗感染性疾病的药物中的用途。
9.治疗感染性疾病的方法，包括对人或动物给药权利要求1的化合物。
10.药物组合物，包括权利要求1的化合物以及可药用载体、赋形剂和/或其他助剂。
11.药物组合物，包括权利要求1的化合物和选自克拉维酸钾、舒巴坦、他唑巴坦和阿维巴坦的内酰胺酶抑制剂。
12.制备式(iv)化合物的方法，包括在作为催化剂的钯配合物和作为碱的无机中强碱的存在下，且任选地在稀释剂的存在下，在升高的温度下，使式(v)化合物和式(vi)化合物发生偶联反应，
其中
pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基；
其中
x代表卤素，且pg1和pg2定义如上；
其中
ra、rb独立地代表h或烷基，或者
ra和rb与它们相连的o和b原子一起形成任选地被一个或多个烷基取代的5-6元杂环基，所述杂环基包含一个或多个选自o、s和n的杂原子，
所述烷基优选(c1-c12)-烷基，更优选(c1-c6)-烷基，特别是甲基。
13.制备式(v)化合物的方法，包括任选地在稀释剂的存在下，使式(vii)化合物与式(viii)的卤化铜发生关环反应，
其中
x代表卤素，pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基；
其中
pg1和pg2定义如上；
cux2(viii)
其中
x代表卤素。
14.制备式(vii)化合物的方法，包括任选地在稀释剂的存在下，且在升高的温度下，使式(ix)化合物和式(x)的苯并噻唑-2-硫醇发生开环反应，
其中
pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基；
其中
pg1和pg2定义如上；
15.式(ii)化合物，
其中
r1如权利要求1至5中任一项所定义。
16.式(v)化合物，
其中
x代表卤素，pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基。
17.式(vii)化合物，
其中
pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基。
18.式(ix)化合物，
其中
pg1代表羧基保护基，且pg2代表氨基保护基。
技术总结