KR100854810B1

KR100854810B1 - 항균제로서 3-(헤테로아릴아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산 유도체

Info

Publication number: KR100854810B1
Application number: KR1020037003718A
Authority: KR
Inventors: 로날드 조지 미세티크; 사마렌드라 나쓰 마이티; 찰스 피아크푸이; 조지 토마스; 안디 브이. 나렌더 레디; 사미흐 엠. 살라마; 라제스화르 싱그흐
Original assignee: 판데릭스 리미티드
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2008-08-27
Also published as: ZA200302085B; CZ2003606A3; JP2004509122A; EP1322648B1; CA2422375A1; CN1458932A; SK2462003A3; WO2002022613A1; PL360537A1; DE60111757D1; CN1189469C; AU1261402A; DK1322648T3; IL154593A0; US20040019203A1; CA2422375C; HK1054377A1; US6916803B2; BR0113861A; NZ524292A

Abstract

본 발명은 화학식 (Ⅰ)의 3-(헤테로아릴아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산의 신규한 라세미체의 Syn 이성질체 및 광학 이성질체에 관한 것이고, 그램-음성 병원성 세균으로 야기되는 감염을 치료하는 데에 있어서의 그 용도에 관한 것이다.

Description

항균제로서 3-(헤테로아릴 아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산 유도체{3-(HETEROARYL ACETAMIDO)-2-OXO-AZETIDINE-1-SULFONIC ACIDS DERIVATIVES AS ANTIBACTERIAL AGENTS}

본 발명은 3-(헤테로아릴 아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산의 신규한 라세미체의 Syn 이성질체 및 광학 이성질체에 관한 것이고, 그램-음성(gram-negative) 병원성 세균에 의해 야기되는 감염의 치료에서의 그들의 용도에 관한 것이다.

세균은 불리한 조건하에서도 적응하고 생존할 수 있는 능력을 가지는 매우 적응성이 있는 미생물이다. 세계 도처의 병원 및 클리닉에서 의사들은 Staphylococci, Streptococci, Enterococci 및 Pseudomonas로 인하여 야기되는 것들을 포함하는 신약 내성 세균 감염의 맹공격에 대한 투쟁에서 지고 있다.

현재의 항생 물질에 대한 세균의 내성은 표적의 변화, 투과성 패턴에서의 변화 또는 활성 인자의 유출 및 활성 부위에 도달하기 전에 항생물질의 비활성화에 의하여 급격하게 일어나고 있다.

β-락탐계 항생물질(페니실린, 세파로스포린, 모노박탐 및 카바페넴)은 증명된 임상적인 유효성 및 그들의 뛰어난 안정성 프로파일때문에, 많은 감염성 질병의 치료를 위한 항생 물질 중 가장 광범위하게 사용되는 군이다. β-락탐 항생 물질에 대항한 그램-양성적인 병원균에 대한 세균 내성은 주로 페니실린 결합 단백질(PBP's)의 변화, 활성 인자의 유출 및 활성 인자의 비활성화에 기인한다. 반면에, 그램-양성적인 병원균의 그것들에 대하여는, β-락탐 항생 물질에 대항한 그램-음성 병원균에 대한 세균 내성 또한 외막 투과성 패턴에서의 변화에 기인한다.

외막 투과성에서의 변화를 극복하기 위해서, 최근에 철을 킬레이트화하는 카테콜성 및 디히드록시피리돈기를 함유하는, 많은 β-락탐계 화합물(세펨 및 모노박탐)이 보고되고 있다(29th ICAAC, Houston Texas, September 18, 1989, abstract no. 355, 356; 30th ICAAC, Atlanta, Georgia, October 22, 1990, abstract no. 458; Antimicrobial Agents and chemotherapy 1991, 35, 104-110). 이들 화합물들의 강력한 활성은 세균의 외막을 통과하는 수송을 위한 TonB-의존 철 수송계에서의 그들의 활용에 기인한다(Antimicrobial Agents and chemotherapy 1995, 39, 613-619).

모노박탐계는 항생 물질 제제 중 한 부류이고, 그램-음성 미생물로 인한 감염을 치료하기 위해 사용되고 있다. 현재 아즈트레오남 (Aztreonam) 및 카루모남(Carumonam)이 임상에서 사용된다. 모노박탐 핵의 옥심 측면 사슬에 직접 연결된 퀴녹살린(Quinoxaline)이 개발 중이다(Curr. Opin. Anti-infect. Drugs 1999, 1(1), 96-100; Antimicrobial Agents and Chemotherapy 1997, 41, 1010-1016). 또한 항-배향(anti-orientation)에서 옥심 측면 사슬에 메틸렌 스페이서를 통해 연결된 디히드록시피리딘은 β-락타마제 억제제로 보고되고 있다(USP-5888998(1999)).

본 발명은 디히드록시피리돈기가 직접적으로 또는 적당한 스페이서를 통하여 모노박탐 핵에서의 옥심 측면 사슬에 연결된 화합물의 한 부류를 기재하고, 그램-음성 감염, 특히 슈도모나스(Pseudomonas)에 의해 일어나는 것들을 치료하기 위한 그의 용도를 기재한다. 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)는 면역력이 약화된 환자에서 매우 다양한 감염을 일으킬 수 있는, 매우 흔한 기회병원균(opportunistic pathogen)인 채로 지속한다. 이들 감염은 종종 현저한 사망률과 관련되고, 치료가 어렵다.

본 발명의 목적은 그램-음성 병원성 세균, 특히 슈도모나스(Pseudomonas) 균주류에 대한 항세균 활성을 가지는 화학식 Ⅰ의 3-(헤테로아릴 아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산의 신규한 라세미체의 Syn 이성질체 및 광학 이성질체를 제공하는 것이다.

(Ⅰ)

본 발명의 다른 목적은 약제학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제를 갖는 화학식 Ⅰ의 화합물을 포함하는, 약제학적 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 부가적인 목적은 슈도모나스(Pseudomonas)를 포함하는 그램-음성 병원성 세균에 의해 일어나는 세균성 감염에 대한 치료 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 화학식 Ⅰ의 3-(헤테로아릴 아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산의 신규한 라세미체의 Syn 이성질체 및 광학 이성질체를 제공한다.

(Ⅰ)

여기서,

M은 수소 또는 약제학적으로 허용가능한 염을 형성하는 양이온이고;

X는 CH, N 또는 C-할로겐이고;

R은 (a) 할로겐 원자 (b) OR₅ 중 적어도 하나로 치환되거나 또는 치환되지 않은 C₁-C₃ 알킬이고, 여기서 R₅는 수소, CONH₂ 또는 2,5-디히드록시-4-옥소-1,4-디히드로피리딘-2-일-카르보닐이고, 여기서 C₁ 알킬은 할로겐 원자 및 OR₅ 모두로 치환되지 않을 수 있다.

R₁ 및 R₂는 독립적으로 OH, COOH, CONH₂, 임의로 치환된 페닐 또는 C₁-C₃ 알킬이고; 또는

R₁ 및 R₂는 모두, 탄소 원자와 함께 결합하여 5원(員) 또는 6원 시클릭 고리를 형성하는 -O-CH=CH-CH₂-, -O-CH₂-CH₂-O-, -CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH=CH-CH=CH- 또는 -CH=C(OH)-C(OH)=CH-이고,

R₃ 및 R₄는 독립적으로 수소, 임의로 치환된 C₁-C₃ 알킬, 임의로 치환된 페닐 또는 C₃-C₆ 시클로알킬이고;

R₃ 및 R₄는 함께 C₃-C₆ 시클로알킬이다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "C₁-C₃ 알킬"은 메틸, 에틸, 프로필 및 이소프로필에서 선택된 1-3개 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "C₃-C₆ 시클로알킬"은 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸 및 시클로헥실에서 선택된 3-6개의 탄소를 갖는 포화 지방족고리 모이어티(moiety)를 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "할로겐 원자"는 불소, 염소 또는 브롬을 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 기에 적용된 용어 "치환된"은 OH, NH₂, 디메틸아미노, 할로겐 원자, OCH₃, COOH, CONH₂, NO₂ 또는 CN에서 선택된 1, 2 또는 3개의 치환기로 치환된 것을 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "라세미체"는 화학식 Ⅰ의 분자의 제로 광학 회전을 갖는 부분입체이성질체의 혼합물을 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "광학 이성질체"는 화학식 Ⅰ의 분자에서 존재하는 비대칭적인 탄소 원자에서의 순수한 단일 R 및 S 부분입체이성질체를 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "약제학적으로 허용가능한 염 형성 양이온"은 알칼리 금속(예를 들어, 나트륨, 칼륨), 알칼리 토금속(예를 들어, 칼슘, 마그네슘), 유기 염기(예를 들어, 트리에틸아민, 에탄올아민, n-메틸모르폴린) 또는 염기성 아미노산(예를 들어, 라이신, 아르기닌, 오르니틴 또는 히스티딘)을 의미한다. 더구나 화학식 Ⅰ에서 M이 수소인 경우에, 화학식 Ⅰ의 분자에서 존재하는 염기성 질소 원자와 상호작용하여 양쪽성 이온(분자내염 또는 내부염)을 형성한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 화학식 Ⅰ의 3-(헤테로아릴 아세트아미도)-2-옥소아제티딘-1-술폰산의 신규한 라세미체의 Syn 이성질체 및 광학 이성질체를 제공한다.

(Ⅰ)

여기서,

M은 수소 또는 약제학적으로 허용가능한 염 형성 양이온이고;

X는 CH이고;

R은 CH₃, CH₂F 또는 CH₂OCONH₂이고,

R₁은 OH이고,

R₂는 수소이고;

R₁ 및 R₂는 모두, 6원 시클릭 고리를 형성하는 -CH=C(OH)-C(OH)=CH-이고,

R₃ 및 R₄는 독립적으로 수소이고;

R₃ 및 R₄는 모두, 시클로프로필이다;

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "광학 이성질체"는 화학식 Ⅰ의 분자에서 존 재하는 비대칭 탄소 원자에서의 순수한 단일 R 및 S 부분입체이성질체를 의미한다.

여기서 사용한 것과 같이, 용어 "약제학적으로 허용가능한 염 형성 양이온"은 알칼리 금속(예를 들어, 나트륨, 칼륨)을 의미한다. 더구나 화학식 Ⅰ에서 M이 수소인 경우에, 이것은 화학식 Ⅰ의 분자에 존재하는 염기성 질소 원자와 상호작용으로 양쪽성 이온(분자내염 또는 내부염)을 형성할 수 있다.

본 발명의 화합물은 사람을 포함한 포유동물에서, Pseudomonas E. eloaecae, C. freundii, M. Morganii, K. paeumoniae, 및 E. Coli를 포함하지만, 이에 한정하지 않는 그램-음성 세균에 의해 일어나는 세균성 감염을 치료하기 위해 단독으로 또는 다른 약과 조합하여 사용될 수 있다. 상기 화합물은 주사제, 좌약제, 에어로졸(aerosol)제 등과 같은 비경구용 제제 및 정제, 코팅제, 분말제, 과립제, 캡슐제, 액제 등과 같은 경구용 제제를 포함하는 약제학적 투약 형태로 투여될 수 있다. 상기 제제는 당 기술 분야에서 잘 알려진 방법으로 제형화된다.

경구 투여를 위한 고형 제제의 제형화의 경우에는, 부형제, 필요하다면, 접합제, 붕괴제, 윤활제, 착색제, 교정제, 향 등을 본 발명의 화합물에 첨가한 다음, 통상의 방법에 따라 코팅제, 과립제, 분말제, 캡슐제 등으로 제조된다.

주사제 제형화의 경우에는, pH 조절제, 완충용액, 안정제, 등장제(isotonic agent), 국부 마취제 등이 본 발명의 활성 성분에 첨가되고, 피하, 근육 내 또는 정맥 내의 투여를 위한 주사제는 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.

좌약 제형화의 경우에는, 염기, 및 필요에 따라 계면활성제가 본 발명의 활성 성분에 첨가되고, 상기 좌약은 통상적인 방법으로 제조된다.

경구 투여를 위한 고형 제제에 유용한 부형제는 일반적으로 당 기술 분야에서 사용된 것들이고, 유용한 예로는 락토스, 수크로스, 염화 나트륨, 전분류, 탄산칼슘, 카올린(kaolin), 결정질 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 글리세린, 알긴산 나트륨, 아라비아고무 등과 같은 부형제, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 피롤리돈, 에틸 셀룰로스, 아라비아고무, 쉘락(schellac), 수크로스, 물, 에탄올, 프로판올, 카르복시메틸 셀룰로스, 인산 칼륨 등과 같은 접합제, 스테아르산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제이고, 또한 일반적으로 알려진 착색제, 붕괴제 등과 같은 첨가제를 포함한다. 좌약의 제형화에 유용한 기제(base)의 예로는 코코아 유지, 폴리에틸렌 글리콜, 라놀린, 지방산 트리글리세리드류, witepsol(상표명, Dynamite Nobel Co. Ltd.) 등과 같은 유성 기제이다. 액체 제조물은 수성 또는 유성 현탁액, 용액, 시럽, 엘릭서제 등과 같은 형태일 것이고, 첨가제를 사용하여 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물에 혼합된 본 발명의 화합물 Ⅰ의 양은 투약 형태, 화합물의 용해도 및 화학적 특성, 투여 경로, 투여 체계 등에 따라 다양하다. 바람직하게는, 상기 투여량은 경구 제제인 경우에 약 1 내지 25 w/w%, 그리고, 피하용 제제인 주사제의 경우에 약 0.1 내지 5w/w%이다.

본 발명의 화합물 Ⅰ의 투여량은 증상, 피험자의 나이 및 성별 등을 고려하여 개별적인 경우에 따라서 적절하게 결정된다. 일반적으로 경구 투약의 경우에 투여량은 2 내지 4회로 나누어, 성인의 경우는 하루 당 약 50 내지 1500㎎이고, 예를 들어, 정맥 주사에 의한 주사제의 경우에 투여량은, 성인의 경우 하루 1회 투여로 2㎖(약 1 내지 100㎎)이고, 상기 주사제는 생리적 식염수 또는 원한다면, 글루코스 주사액으로 희석될 것이고, 5분 이상 천천히 투여될 것이다. 좌약의 경우에 투약은 6 내지 12시간의 간격으로 하루에 한 번 또는 두 번 투여로, 약 1 내지 1000㎎이고, 상기 좌약은 직장으로 삽입하여 투여된다.

화학식 Ⅰ을 갖는 본 발명의 화합물은 화학식 Ⅲ의 헤테로아릴 카르복실산을 화학식 (Ⅱ)의 3-아미노-아제티딘-2-온 술폰산과 반응시키고, 보호기를 탈보호시키는 것으로 제조될 수 있다.

반응 개요 1

일반식 Ⅳ의 특정 유도체들은 본 분야의 기술로 3-아미노-아제티딘-2-온 술폰산 (Ⅱ)을 디시클로헥실카르보디이미드(DCC)의 존재 하에서 헤테로아릴 카르복실산 (Ⅲ)과, 또는 염기 존재 하에서 화합물 (Ⅲ)의 산성 염화물과, 또는 화합물 (Ⅲ)의 활성화 에스테르와 결합시킴으로써 제조된다.

선택적으로, 화학식 Ⅰ의 화합물은 또한 하기와 같이 제조될 수 있다:

삭제

화합물 Ⅱ(R=CH₃)의 제조는 J. Org. Chem. 1982, 47, 5160-5167에서 기재된 바와 같이 하기 합성 반응 개요 2로 수행되었다.

반응 개요 2

화합물 Ⅱ(R=CH₂F, CH₂OCONH₂)의 제조는 J. Antibiotics 1983, 36, 1201-1204 및 J. Antibiotics 1985, 38, 346-357에서 기재된 바와 같이 일반적인 중간체 화합물 Ⅴ로부터 하기 합성 반응 개요 3으로 수행되었다.

반응 개요 3

일반적인 중간체 화합물 Ⅴ은 반응 개요 4에서 기재된 바와 같이 하기 반응 경로로 제조되었다. 화합물 Ⅵ의 입체 이성질체는 광학 분할법으로 분리하였다(J. Antibiotics 1985, 38, 346).

반응 개요 4

화합물 Ⅲ의 제조는 실온에서 O-헤테로아릴 히드록시 아민(Ⅷ)과 2-헤테로아릴-2-옥소 아세트산(Ⅶ)의 반응에 의해 syn-이성질체만을 독점적으로 얻었다. 화합물 Ⅷ의 제조는 헤테로아릴메탄올로부터 시작하여 반응 개요 5에서 기재한 바와 같이 이루어졌다(J. Antibiotics 1990, 43, 189-198).

반응 개요 5

상기 설명(반응 개요 1~5)에서, 반응물들은 높은 온도 또는 낮은 온도에서 반응이 완전히 진행되기에 충분한 시간동안 적당한 용매와 함께 반응한다. 반응 조건들은 반응물들의 성질 및 반응성에 의존할 것이다. 염기가 반응에 사용되는 경우에, 염기는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민, 피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, 디이소프로필에틸아민, 1,5-디아자비시클로[4,3,0]논-5-엔, 1,8-디아자비시클로[5,4,0]운데크-7-엔, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨 또는 탄산세슘에서 선택된다.

보호기의 탈보호는 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 아세트산 에틸과 같은 용매에서 염산, 트리플루오로아세트산 또는 아세트산과 같은 적당한 산으로 가수분해 또는 수소화 중 하나로 수행된다. 수소화 반응은 일반적으로 정상 압력 내지 높은 압력 하에서 Pd, Pt 또는 Rh와 같은 금속 촉매의 존재 하에서 수행된다.

반응을 위한 용매의 선택은 사용된 반응물을 기준으로 하여 벤젠, 톨루엔, 아세토니트릴, 테트라히드로푸란, 에탄올, 메탄올, 클로로포름, 에틸아세테이트, 염화 메틸렌, 디메틸 포름아미드, 디메틸 술폭시드, 헥사메틸 포스포릭 트리아미드 등과 같은 용매에서 선택된다. 용매 혼합물 또한 활용될 수 있다.

반응 온도는 일반적으로 -70℃ 내지 150℃ 사이의 범위이다. 반응물의 바람직한 몰비는 1:1 내지 1:5이다. 반응 시간은 반응물에 따라, 0.5 내지 72시간의 범위이다.

본 발명은 추가로 하기 실시예에서 예증되지만, 이에 한정되지는 않는다.

실시예 1

(3S)-트랜스-3-[(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산, 나트륨염

단계 1: 1,5-디벤조히드릴옥시-2-(N-프탈이미도)옥시메틸-4-피리돈

THF(200㎖) 및 무수 DMF(200㎖)의 혼합물 중 1,5-디벤조히드릴옥시-2-히드록시메틸-4-피리돈(20.0g, 0.041㏖) 및 N-히드록시프탈이미드(6.64g, 0.048㏖) 용액 을 질소 하에서 트리페닐 포스펜으로 처리하고 0℃로 냉각하였다. 그런 다음, 상기 반응 혼합물에 디에틸 아조디카르복실레이트를 10분 이상 한 방울씩 첨가하고, 0℃에서 1시간 동안 교반한 다음, 아세트산 에틸 및 물로 희석하였다. 유기층을 분리하고, 물 및 염수로 세척하고, 황산나트륨으로 건조하고, 여과하고, 진공에서 증발하였다. 얻어진 조생성물을 EA:헥산(1:2 내지 1:0)의 농도 구배 혼합물을 사용하는 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 표제 화합물을 얻었다.

수득율: 19.0g, 73%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ4.78(s, 2H), 6.24(s, 1H), 6.29(s, 1H), 6.46(s, 1H), 7.18-7.38(m, 20H), 7.62(s, 1H), 7.85(s, 4H).

단계 2: 2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일)-(Z)-2-[1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시]-이미노 아세트산.

에탄올(98%, 100㎖) 중 1,5-디벤조히드릴옥시-2-(N-프탈이미도)옥시메틸-4-피리돈(10g, 15.8m㏖) 용액을 히드라진(0.76㎖)으로 처리하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 환류하면서 가열하고, 실온으로 냉각하였다. 이렇게 얻어진 현탁액을 여 과하고 여과액을 증발하여 건조시키고 클로로포름으로 처리하였다. 그리하여 분리된 고체를 여과하고, 모액은 농축하고, 얻어진 잔류물은 에탄올(98%)에 용해한 다음, 클로로포름 중 2-옥소-2-[(N-트리틸아미노)티아졸-5-일]아세트산(6.38g) 용액으로 처리하였다. 상기 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반하고, 진공 속에서 증발하였다. 얻어진 잔류물을 아세트산 에틸로 용해하고, 헥산으로 희석하였다. 분리된 고체를 여과하고 건조하여 2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-[1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시]이미노 아세트산을 얻었다.

수득율: 11.2g, 79%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ4.62(s, 2H), 6.03(s, 1H), 6.28(s, 1H), 6.40(s, 1H), 6.66(s, 1H), 7.18-7.35(m, 35H), 7.48(s, 1H), 8.64(s, 1H).

단계 3: (3S)-트랜스-3-[2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산.

무수 DMF(400㎖) 중 (3S)-트랜스-3-아미노-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산 [7.30g, 40.52m㏖, J. Org. Chem., 47, 5160, (1982)], 2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-[1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시]이미노 아세트산(단계로부터 36.50g, 40.51m㏖), DCC (9.15g, 44.34m㏖) 및 1-히드록시벤조트리아졸 (5.47g, 40.5m㏖)의 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반하고, 이 혼합물에 NaHCO₃(3.40g, 40.52m㏖)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 질소 하에서 실온에서 하룻밤 동안 교반하고, 여과하였다. 모액을 진공 중에서 증발하여 DMF를 제거하고, 얻어진 잔류물을 아세트산 에틸 및 증류수로 용해하고, pH ~3으로 조정하였다. 유기층은 무수 황산나트륨으로 건조하고, 여과하고, 진공 속에서 증발하였다.

이렇게 얻어진 생성물은 물:아세트니트릴(1:0 내지 1:9) 농도구배 혼합물을 사용하는 HP-20 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제 화합물을 얻었다. 아세트산 에틸: 메탄올(1:0 내지 9:1) 농도구배 혼합물을 사용하는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 표제 화합물을 얻었다.

수득율:37.00g, 85.9%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ1.29(d, 3H, J=6.0㎐), 3.54-3.61(m, 1H), 4.30-4.35(m, 1H), 4.70(s, 2H), 5.98(s, 1H), 6.29(s, 2H), 6.71(s, 1H), 7.25-7.35(m, 35H), 7.51(s, 1H), 8.83(s, 1H), 9.39(d, 1H, J=7.7㎐).

단계 4: (3S)-트랜스-3-[(2-아미노)티아졸-4-일-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4- 피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산.

무수 아니솔(14㎖) 중 (3S)-트랜스-3-[-2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸 -2-옥소아제티딘-1-술폰산(5.00g, 4.703m㏖) 현탁액을 질소 대기 하에서 -10℃에서 트리플루오로아세트산(25㎖)으로 처리하고, 2시간 동안 0℃에서 교반하였다. 용매는 감압 하에서 증발하고, 잔류물을 에테르-헥산 및 아세트산 에틸(1:1:1)의 혼합물과 함께 분쇄하였다. 이렇게 얻어진 고체를 여과하고, 에테르-헥산 및 아세트산 에틸(1:1:1)의 혼합물로 세척하여 고체를 얻었다. 상기 고체는 추가로 증류수 및 아세트니트릴의 농도구배 혼합물(1:0 내지 9:1)을 사용하여 HP-20 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 적당한 분획을 동결건조하여 표제 화합물을 얻었다.

수득율: 2.7g, 92%; 녹는점: 200℃ decomp.

¹HNMR (DMSO-d₆): δ1.41(d, 3H, J=6.2㎐), 3.70-3.80(m, 1H), 4.46(dd, 1H, J=2.4㎐ 및 5.2㎐), 5.30(s, 2H), 6.85(s, 1H), 7.05(s, 1H), 7.35(br, s, 2H), 8.17(s, 1H), 9.50(d, 1H, J=7.7㎐).

단계 5: (3S)-트랜스-3-[(2-아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산, 나트륨염

증류수(15㎖) 중 (3S)-트랜스-3-[(Z)-(2-아미노)티아졸-4-일)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산 (1.30g, 2.66m㏖)을 ~5-6℃로 냉각하고, NaHCO₃(s, 0.223g, 2.654m㏖)을 교반하면서 분할하여 첨가하였다. 이렇게 하여 10분 안에 얻어진 투명한 용액을 여과하고, 동결건조하여 (3S)-트랜스-3-[{(2-아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-{1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산, 나트륨염을 얻었다.

수득율: 1.32g, 97.13%.

¹HNMR (DMSO-d₆): δ1.42(d, 3H, J=6.1㎐), 3.70-3.80(m, 1H), 4.48-4.53(m, 1H), 5.13(s, 2H), 6.64(s, 1H), 6.79(s, 1H), 7.24(br, s, 2H), 7.68(s, 1H), 9.52(d, 1H, J=7.0㎐).

실시예 2

3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일

메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염

단계 1: 3-[2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논

무수 DMF(20㎖) 중 2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일)-(Z)-2-[1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시]이미노 아세트산(0.34g, 0.377m㏖) 용액을 DCC(0.078g, 0.377m㏖) 및 1-히드록시벤조트리아졸(0.050g, 0.0377m㏖)로 처리하였다. 상기 혼합물을 질소 대기 하에서 실온에서 30분 동안 교반하고, 이 혼합물에 DMF(5㎖) 중 NaHCO₃(0.032g, 0.377m㏖) 및 3-아미노-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논(0.06g, 0.377m㏖)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반하고, DMF를 진공 중에서 제거하였다. 이렇게 얻어진 생성물은 아세트산 에틸 및 메탄올의 농도구배 혼합물(10:1 내지 9.5:0.5)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제 화합물을 얻었다.

수득율: 0.2g, 97.13%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ3.80-3.92(m, 2H), 3.97-4.05(m, 1H), 4.70(s, 2H), 5.17-5.25(m,1H), 6.00(s, 1H), 6.31(s, 1H), 6.53(br, s, 2H), 6.74(s, 1H), 7.24-7.38(m, 35H), 7.58(s, 1H), 8.50(s, 1H), 8.80(s, 1H), 9.29(d, 1H, J=9.0㎐).

단계 2: 3-[{2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일}-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시 -4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산

피리딘(2㎖) 중 3-[{2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일}-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논 (0.25g, 0.244m㏖) 용액을 삼산화 황-피리딘 복합체(0.153g, 0.96m㏖)로 처리하고, 혼합물을 70℃에서 45분 동안 가열하였다. 상기 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 디에틸 에테르로 처리하고, 고체를 여과하고, 증류수에 이어 에테르로 세척하고, 건조하여 cis-3-[{2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)}-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산을 얻었다.

수득율: 0.23g, 85%

단계 3: 3-[2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시 -4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염.

증류수(10㎖) 중 3-[2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산(0.390g, 0.353m㏖) 용액을 NaHCO₃(s, 0.050g, 0.595m㏖)로 처리하고, 실온에서 30분 동안 교반하고, 투명한 용액은 동결건조하였다. 얻어진 고체를 증류수 및 아세트니트릴의 농도구배 혼합물(1:0 내지 3:7)을 사용하여 HP-20 컬럼 크로마토그래피로 정제하고, 적당한 분획을 동결건조하여 3-[2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염을 얻었다.

수득율: 0.21g, 52%

단계 4: 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산.

질소 대기 하에서 아니솔(5㎖) 중 3-[2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염(0.8g, 0.874m㏖)을 ~0℃으로 냉각하고, 트리플루오르산(25㎖)으로 처리하고, 혼합물을 10℃미만에서 교반하고, 에테르로 처리하였다. 분리된 고체를 여과하고, 아세톤으로 세척하고, 아세트니트릴/dd. H₂O의 혼합물에 용해하고, 동결건조하여 표제 화합물을 얻었다.

수득율: 0.34g, 89%; 녹는점: 190℃ decom.

¹HNMR (DMSO-d₆): δ3.90-4.30(m, 3H), 5.22-5.40(m, 5H), 6.50(br, s, 2H), 6.82(s, 1H), 6.95(s, 1H), 7.33(br, s, 2H), 8.00(s, 1H), 9.45(d, 1H, J=7.5㎐).

단계 5: 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염.

NaHCO₃(s, 6㎎, 0.073m㏖)을 중류수 중 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일-메톡시)이미노}-아세트아미도]-4-카르바모일옥시메틸-2-아제티디논-1-술폰산(40㎎, 0.073m㏖) 현탁액에 첨가하였다. 5분 동안 교반한 후, 혼합물을 동결건조하여 고체로서 표제화합물을 얻었다.

수득율: 30㎎, 71%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ4.03-4.15(m, 2H), 4.20-4.33(m, 1H), 5.12(s, 2H), 5.26-5.37(m, 1H), 6.54(br, s, 2H), 6.70(s, 1H), 6.77(s, 1H), 7.24(br, s, 2H), 7.72(s, 1H), 9.38(d, 1H, J=7.5㎐).

실시예 3

3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일-메톡시)이미노}-아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염

단계 1: 3-[2-(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시 -4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산.

DMF(20㎖) 중 3-(N-벤질옥시카르보닐)아미노-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 테트라부틸 암모늄염(0.5g, 0.89m㏖) 용액을 Pd-C(0.3g)로 처리하고 현탁액을 50 psi에서 5시간 이상 수소화하였다. 상기 현탁액을 셀라이트로 여과하고, 여과액에 DCC(0.18g, 0.89m㏖), 1-HBT(0.12g, 0.89m㏖)를 첨가하고, 이어서 2-{(2-트리틸아미노)-티아졸-4-일}-(Z)-2-[1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시]이미노 아세트산(0.4g, 0.89m㏖)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반하고 진공 중에서 증발시켰다. 잔류물을 아세톤으로 용해하고, 아세톤 중 노나플루오로붕산 칼륨(0.6g)으로 처리하고, 추가로 18시간 동안 교반하였다. 용매를 증발시키고, 잔류물은 아세트산 에틸-에테르-헥산(1:1:1)의 혼합물로 처리하였다. 고체를 분리하고, 여과하고, 아세트산 에틸 및 메탄올의 농도구배 혼합물(10:1 내지 9:1)을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제화합물을 얻었다.

수득율: 0.22g, 42.8%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ4.00-4.20(m, 2H), 4.40-4.50(m, 1H), 4.67(s, 2H), 5.16-5.24(m, 1H), 6.00(s, 1H), 6.32(s, 1H), 6.37(s, 1H), 6.67(s,1H), 7.27-7.43(m, 35H), 7.63(s, 1H), 8.85(s, 1H), 9.46(d, 1H, J=9.0㎐).

단계 2: 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}-아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염.

아니솔(2㎖) 중 3-[2-(2-트리틸아미노)티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디벤조히드릴옥시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산(0.5g, 0.46m㏖) 현탁액을 질소 대기 하에서 -10℃에서 트리플루오로아세트산(20㎖)으로 처리하고, 5-10℃에서 2시간 동안 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 진공 속에서 증발시키고, 잔류물을 에테르:아세트산 에틸 및 헥산(1:1:1)의 혼합물과 함께 분쇄하였다. 분리된 고체를 여과하고, 아세트니트릴, 물 혼합물로 용해하고, 동결건조하였다. 추가로 얻어진 조생성물을 증류수 및 아세트니트릴의 농도구배 혼합물(1:0 내지 9.4:0.6)을 사용하여 HP-20 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}-아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산을 얻었다.

수득율: 80㎎, 34%; 녹는점: 200℃ decomp.

¹HNMR (DMSO-d₆): δ3.83-4.35(m, 2H), 4.47-4.63(m, 1H), 4.68-4.85(m, 1H), 5.28(s, 2H), 6.29(s, 1H), 7.03(s, 1H), 7.30(br, s, 3H), 8.12(s, 1H), 9.45(d, 1H, J=8.1㎐).

단계 3: 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}-아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산, 나트륨염.

NaHCO₃(s, 13㎎, 0.155m㏖)을 증류수 중 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일-메톡시)이미노}-아세트아미도}-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰산(80㎎, 0.158m㏖) 현탁액에 첨가하였다. 상기 혼합물을 5분 동안 교반하고, 동결건조하여 3-[2-(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}-아세트아미도]-4-플루오로메틸-2-아제티디논-1-술폰 산, 나트륨염을 얻었다.

수득율: 75㎎, 89%

¹HNMR (DMSO-d₆): δ3.83-4.30(m, 2H), 4.47-4.64(m, 1H), 4.73-4.84(m, 1H), 5.13(s, 2H), 5.30(s, 1H), 6.55(s, 1H), 6.74(s, 1H), 7.27(br, s, 2H), 7.57(s, 1H), 9.57(br, s, 1H).

항세균 활성에 대한 시험

본 발명의 화합물은 NCCLS 문서에 기재된 바와 같은 표준 마이크로브로스(microbroth) 희석법에 따라서 표 1에 기재된 세균에 대한 최소 저해 농도(MIC)에 대하여 시험하였다. 최소 저해 농도는 ㎍/㎖으로 나타낸다.

화학식 Ⅰ의 화합물의 항세균 활성

유기체	시험된 화합물 (MIC in ㎍/㎖)
유기체	1	2	3	아즈트레오남	카루모남
E. Coli TEM-2	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06
K. pneumoniae K-1150	0.13	0.06	0.06	0.06	0.06
M. Morganii K 1250	0.06	0.13	0.06	0.06	0.06
C. freundii K 500	0.13	0.50	0.50	0.13	0.06
E. cloaacae S 480-2	0.06	0.25	2.0	0.13	0.06
P. aeruginosa CL 1267	0.06	0.06	0.06	32	8.0
P. aeruginosa S 1598	0.13	0.13	0.13	32	8
P. aeruginosa PD 2721	4.0	128	32	64	32

Claims

하기 화학식 Ⅰ의 3-(헤테로아릴 아세트아미도)-2-옥소-아제티딘-1-술폰산의 광학 이성질체 및 라세미체의 Syn 이성질체로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물:

(Ⅰ)

상기 식에서, M은 수소 또는 약제학적으로 허용가능한 염을 형성하는 양이온이고;

X는 CH, N 또는 C-할로겐이고;

R은 (a) 할로겐 원자, (b) OR₅(여기서, R₅는 수소, CONH₂ 또는 2,5-디히드록시-4-옥소-1,4-디히드로-피리딘-2-일-카르보닐이다) 중 적어도 하나로 치환되거나 또는 치환되지 않은 C₁-C₃ 알킬이고, 여기서, C₁ 알킬은 할로겐 원자 및 OR₅ 모두로 치환될 수 없고;

R₁ 및 R₂는 독립적으로 OH, COOH, CONH₂, NH₂, 디메틸아미노, OCH₃, NO₂, CN, 치환되거나 치환되지 않은 페닐 또는 C₁-C₃ 알킬이거나; 또는

R₁ 및 R₂는 함께, 그들이 결합하는 탄소 원자들과 함께 5원 또는 6원 시클릭 고리를 형성하는 -O-CH=CH-CH₂-, -O-CH₂-CH₂-O-, -CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH=CH-CH=CH- 또는 -CH=C(OH)-C(OH)=CH-이고; 그리고

R₃ 및 R₄는 독립적으로 수소, 치환되거나 치환되지 않은 C₁-C₃ 알킬, 치환되거나 치환되지 않은 페닐, 또는 C₃-C₆ 시클로알킬이거나; 또는

R₃ 및 R₄는 함께 C₃-C₆ 시클로알킬이며,

상기한 R₁, R₂, R₃ 및 R₄의 정의에 있어서, 치환된 페닐 또는 치환된 C₁-C₃ 알킬기는 OH, NH₂, 디메틸아미노, 할로겐 원자, OCH₃, COOH, CONH₂, NO₂ 또는 CN에서 선택되는 1, 2 또는 3개의 치환기로 치환되는 것을 의미함.
제 1항에 있어서, 상기 R, R₁, R₂, R₃ 및 R₄ 중 하나 이상은 메틸, 에틸, 프로필 및 이소프로필로 이루어진 군에서 선택되는 화학식 Ⅰ의 화합물.
제 1항에 있어서, 상기 R₃ 및 R₄는 독립적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸 및 시클로헥실로 이루어진 군에서 선택된 3-6개의 탄소 원자를 가지는 포화 지방족고리 모이어티인 화학식 Ⅰ의 화합물.
제 1항에 있어서, 상기 할로겐 원자는 불소, 염소 및 브롬으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 화학식 Ⅰ의 화합물.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 약제학적으로 허용가능한 염을 형성하는 양이온은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 유기 염기 또는 염기성 아미노산으로 이루어진 군에서 선택되는 화학식 Ⅰ의 화합물.
제 1항의 화합물의 양쪽성 이온 제조방법으로서, 여기서, M은 수소이고, 그리고 상기 화합물을 화학식 Ⅰ의 분자에 존재하는 염기성 질소 원자와 상호작용시키는 것으로 이루어지는 방법.
화학식 Ⅰ의 화합물:

(Ⅰ)

상기 식에서, M은 수소 또는 약제학적으로 허용가능한 염 형성 양이온이고;

X는 CH이고;

R은 CH₃, CH₂F 또는 CH₂OCONH₂이고;

R₁은 OH이고;

R₂는 수소이거나; 또는

R₁ 및 R₂가 함께, R₁ 및 R₂가 결합하는 탄소 원자와 함께 6원 시클릭 고리를 형성하는 -CH=C(OH)-C(OH)=CH-이고;

R₃ 및 R₄는 독립적으로 수소이거나; 또는

R₃ 및 R₄는 함께 시클로프로필임.
제 1항 또는 제 8항에 기재된 화합물 또는 그것의 약제학적으로 허용가능한 염 및 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는, 포유동물의 세균성 감염을 치료하기 위한 약제학적 조성물.
제 9항에 있어서, 상기 감염은 그램 음성 미생물에 의한 감염인 약제학적 조성물.
제 9항에 있어서, 상기 감염은 슈도모나스에 의한 감염인 약제학적 조성물.
제 1항 또는 제 8항의 화합물 1 내지 25 w/w%를 포함하는, 포유동물의 세균성 감염을 치료하기 위한 경구용 제제.
제 1항 또는 제 8항의 화합물 0.1 내지 5 w/w%를 포함하는, 포유동물의 세균성 감염을 치료하기 위한 비경구용 제제.
삭제
제 9항에 있어서, 상기한 제 1항 또는 제 8항의 화합물 1~100㎎을 포함하는 주사제 형태인 약제학적 조성물.
제 9항에 있어서, 상기한 제 1항 또는 제 8항의 화합물이 글루코스 주사액의 생리적 식염수로 희석된 약제학적 조성물.
제 9항에 있어서, 상기한 제 1항 또는 제 8항의 화합물 1~1000㎎을 함유하는 좌약 형태인 약제학적 조성물.
(a) 하기 화학식 (Ⅱ)의 3-아미노-아제티딘-2-온 술폰산을 하기 화학식 (Ⅲ)의 헤테로아릴 카르복실산과 반응시키고, (b) 보호기를 탈보호시키는 것을 포함하는 하기 화학식 Ⅰ의 화합물의 제조방법.

상기 식에서, M, X, R, R₁, R₂, R₃, 및 R₄는 제 1항에 정의된 바와 같음.
제 1항에 있어서, 상기 라세미체는 분자의 제로 광학 회전을 가지는 부분입체이성질체의 혼합물인 화학식 Ⅰ의 화합물.
제 1항에 있어서, 상기 광학 이성질체는 분자에 존재하는 비대칭 탄소 원자에서 순수한 단일 R 및 S 부분입체이성질체인 화학식 Ⅰ의 화합물.
제 8항에 있어서, 상기 화합물이 (3S)-트랜스-3-[(2-아미노티아졸-4-일)-(Z)-2-{(1,5-디히드록시-4-피리돈-2-일 메톡시)이미노}아세트아미도]-4-메틸-2-옥소아제티딘-1-술폰산, 나트륨염인 화합물.