KR20110044168A

KR20110044168A - 항생제 내성 세균 감염의 치료

Info

Publication number: KR20110044168A
Application number: KR1020107025547A
Authority: KR
Inventors: 밍-츄 수; 치-신 리차드 킹; 슈-젠 첸; 루크 린
Original assignee: 타이젠 바이오테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2011-04-28
Also published as: EP2303271B1; US8211909B2; CN101618038A; EA201170121A1; WO2010002415A1; ZA201100616B; NZ588898A; CN101618038B; EP2303271A4; TR201820964T4; AU2008358909A1; HK1139049A1; EP2303271A1; TWI375558B; US20100004282A1; CA2728328C; KR20150006080A; TW201002322A; AU2008358909B2; EA018653B1

Abstract

본 발명은 본 명세서에 나타낸 화학식의 퀴놀론 화합물을 유효량으로 치료를 필요로 하는 대상에게 투여하여 메티실린 비감수성 세균(methicillin-nonsusceptibale bacteria), 반코마이신 비감수성 세균(vancomycin-nonsusceptibale bacteria), 페니실린 비감수성 세균(penicillin-nonsusceptibale bacteria), 클라리트로마이신 비감수성 세균(clarithromycin-nonsusceptibale bacteria) 또는 메트로니다졸 비감수성 세균(metronidazole-nonsusceptibale bacteria)에 의한 감염의 치료방법에 관한 것이다.

Description

항생제 내성 세균 감염의 치료{TREATMENT OF ANTIBIOTIC-RESISTANT BACTERIA INFECTION}

본 출원은 2008년 7월 1일에 출원된 미국 가출원 번호 제61/077,293의 우선권의 이익을 주장하며, 상기 우선권출원의 내용은 본 명세서에 이의 전문을 참고문헌으로 인용한다.

세균의 항생제 내성은 본질적인 특성일 수도 있고, 또는 돌연변이에 의해 획득될 수도 있다.

예를 들면, 전 세계 인구의 약 1%에 해당하는 인구는 일반적으로 사용되는 항생제에 대해 내성이 있는 균주인 메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant staphylococcus aureus , MRSA)을 지니고 있다. 대부분의 감염은 요양원 및 투석센터와 같은 병원 및 보건시설에서 발생한다. 이는 의료기관 관련 MASA(HA-MRSA)로 알려져 있다. 노인 도는 면역계가 약화된 사람들은 높은 HA-MRSA 감염위험에 노출되어 있다. 최근, 더 넓은 지역사회의 건강한 사람들 중에, 다른 종류의 MRSA인 지역사회 관련 MRSA(CA-MRSA)가 발견되었다. CA-MRSA는 심각한 피부 및 연조직 감염의 원인이며, 심각한 형태의 폐렴의 원인이다.

항생제 내성 세균에 의한 감염은 기존의 항생제로는 종종 치료할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 새로운 항생제의 개발이 요구된다.

본 발명은 메티실린 비감수성 세균(methicillin-nonsusceptible bacteria), 반코마이신 비감수성 세균(vancomycin-nonsusceptible bacteria), 페니실린 비감수성 세균(penicillin-nonsusceptible bacteria), 클라리트로마이신 비감수성 세균(clarithromycin-nonsusceptibale bacteria), 또는 메트로니다졸 비감수성 세균(metronidazole-nonsusceptibale bacteria)에 의한 감염의 치료방법에 관한 것이다.

상기 방법은 화학식 (I)의 퀴놀론 화합물을 유효량으로 대상에게 투여하는 것을 포함한다:

화학식 (I)

상기 퀴놀론 화합물들은 비대칭 중심을 포함한다. 상기 화합물들은 모든 형태의 입체이성질체를 포함한다. 이성질체 화합물의 2가지 예는 다음과 같다:

(3S,5S)-7-[3-아미노-5-메틸-피레리디닐]-1-시클로프로필-1,4-디히드로-8-메톡시-4-옥소-3-퀴놀린카복실산

(3S,5R)-7-[3-아미노-5-메틸-피페리디닐]-1-시클로프로필-1,4-디히드로-8-메톡시-4-옥소-3-퀴놀린카복실산

상기 퀴놀린 화합물들은 그들 자체 뿐만 아니라, 이들의 염, 프로드럭, 또는 용매화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 염은 화합물 상의 음이온 및 양전하로 하전된 그룹(예를 들면, 아미노) 간에 형성될 수 있다. 바람직한 음이온은 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 설페이트, 나이트레이트, 포스페이트, 시트레이트, 메탄설포네이트, 트리플루오로아세테이트, 아세테이트, 말레이트(malate, 말산염), 토실레이트, 타트레이트(tartrate), 푸마레이트, 클루타메이트, 글루쿠로네이트, 락테이트, 글루타레이트 및 말레이트(maleate, 말레인산염) 를 포함한다. 유사하게, 염은 또한 상기 화합물 상에 음으로 하전된 그룹(예를 들면, 카복실레이트)과 양이온 사이에서 형성될 수 있다. 바람직한 양이온은 나트륨이온, 칼륨이온, 마그네슘이온, 칼슘이온, 및 테트라메틸암모늄이온과 같은 암모늄 양이온을 포함한다. 프로드럭의 예는 에스테르 및 그외 약학적으로 허용가능한 유도체를 포함하며, 대상에게 투여시 이들은 활성이 있는 화학식 (I)의 화합물을 제공할 수 있다. 용매화물은 화학식 (I)의 화합물과 약학적으로 허용가능한 용매의 복합체를 의미한다. 약학적으로 허용가능한 용매는 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸아세테이트, 아세트산, 및 에탄올아민일 수 있다. 그러므로, 본 발명을 실시하기 위해 사용되는 상기 퀴놀린 화합물은, 예를 들면, 상기 화합물들의 말레이트염(malic acid salts) 및 상기 염의 반수화물(hemihydrates)일 수 있다.

메티실린 비감수성 세균(methicillin-nonsusceptible bacteria), 반코마이신 비감수성 세균(vancomycin-nonsusceptible bacteria), 페니실린 비감수성 세균(penicillin-nonsusceptible bacteria), 클라리트로마이신 비감수성 세균(clarithromycin-nonsusceptibale bacteria), 또는 메트로니다졸 비감수성 세균(metronidazole-nonsusceptibale bacteria)에 의한 감염의 치료를 위한 1 이상의 상기 퀴놀론 화합물 및 약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물뿐만 아니라, 상기 감염의 치료를 위한 약물의 제조를 위한 조성물의 용도도 본 발명의 범위에 포함된다. 위에서 언급된 세균은 메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 유출관련 메티실린 내성 황색포도상구균(efflux-related methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 헤테로-반코마이신-중등도 내성 황색포도상구균(hetero-vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus), 또는 반코마이신 내성 황색포도상구균(vancomycin-resistant Staphylococcus aureus)일 수 있다. 상기 언급된 세균에 의한 감염의 예는 외과수술창상감염(surgical wound infection), 요도감염(urinary tract infection), 혈류감염(bloodstream infection, 폐혈증(sepsis)), 폐렴(병원 획득 또는 지역사회 획득), 당뇨병성 족부감염(diabetic foot infection), 및 셀룰라이트, 부스럼(boils), 농양(abscesses), 맥립종(sty), 여드름(carbuncles) 및 농가진(impetigo)과 같은 피부감염(skin infection)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일부 실시예에 대한 상세한 설명은 하기에 설명된다. 그 외 본 발명의 기술적 특징, 목적 및 유용성은 하기 설명 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.

본 발명을 실시하기 위해 사용되는 상기 퀴놀론 화합물은 종래의 방법에 의해 합성될 수 있다. 하기 실시예 1은 2종의 이성질체 화합물을 제조하는 합성법을 설명한다. 당업자는 상기 합성법을 변경하여 상기 화합물의 다른 이성질체 또는 다른 형태를 얻을 수 있다. 본 합성에서 유용한 합성 화학 변환(synthetic chemistry transformations) 및 보호기 방법(보호 및 탈보호)은 기술분야에서 알려진 것이고, 예를 들면, R. Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers (1989); T.W. Greene and P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd Ed., John Wiley and Sons (1999); L. Fieser and M. Fieser, Fieser and Fieser'ss Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons (1994); 및 L. Paquette, ed., Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons (1995) 및 이의 후속판에 기재된 방법을 포함한다.

합성된 화합물들은 플래시 컬럼 크로마토그래피(flash column chromatography), 고성능 액체크로마토그래피, 결정화 또는 그 외 적절한 방법에 의해 더욱 정제될 수 있다.

상기 퀴놀론 화합물들은 메티실린 비감수성 세균, 반코마이신 비감수성 세균, 페니실린 비감수성 세균, 클라리트로마이신 비감수성 세균, 및 메트로니다졸 비감수성 세균의 성장을 억제한다. 따라서, 본 발명의 일형태는 상기 퀴놀론 화합물들 중 어느 하나를 유효량으로 이를 필요로 하는 대상에게 투여하여 상기 세균 중 어느 하나에 의한 감염을 치료하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법의 일실시예는 다약제 내성 폐렴연쇄상구균(multi-resistant Streptococcus pneumoniae)에 의한 감염을 치료하기 위한 퀴놀론 화합물의 용도이고, 상기 세균은 적어도 하나의 메티실린, 반코마이신, 및 페니실린에 내성이 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "비감수성"은 전체 수준(level) 중 중간 수준에서 약물에 대한 내성을 의미한다. 메티실린 비감수성 세균은 메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 유출관련 메티실린 내성 황색포도상구균(efflux-related methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 지역사회 관련 메티실린 내성 황색포도상구균(community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus) 및 메티실린 내성 표피 포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 반코마이신 비감수성 세균은 헤테로-반코마이신-중등도 내성 황색포도상구균(hetero-vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus), 반코마이신 중등도 내성 황색포도상구균(vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus), 반코마이신 내성 황색포도상구균(vancomycin-resistant Staphylococcus aureus)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 페니실린 비감수성 세균은 페니실린 내성 폐렴연쇄상구균(penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 클라리트로마이신 비감수성 세균은 클라리토마이신 내성 헬리코박터 파이로리(clarithromycin-resistant Helicobacter pylori)를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 메트로니다졸 비감수성 세균은 메트로니다졸 내성 헬리코박터 파이로리(metronidazole-resistant Helicobacter pylori)를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.

용어 "유효량"은 대상에 있어서 의도되는 치료 효과를 부여하기 위해 요구되는 활성물질의 양을 의미한다. 유효량은 투여경로, 부형제 사용, 및 다른 성분과 함께 사용가능성에 따라, 당업자에 의해 인정되는 정도에 따라 변할 수 있다. 용어 "치료"는 상기 퀴놀론 화합물들 중 어느 하나를 상기 감염, 또는 상기 감염에 대한 증상 또는 소인(predisposition)에 영향을 미치거나, 향상, 개선, 교정, 개조, 구제, 경감, 치유 및 치료할 목적으로, 상기 감염되거나, 감염에 대한 증상 또는 소인을 가진 대상에게 투여하는 것을 의미한다.

본 발명의 방법을 실시하기 위해, 상기 퀴놀론 화합물은 경구, 비경구, 흡입스프레이, 또는 이식된 저장용기를 통해 투여될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "비경구(parenteral)"는 피하(subcutaneous), 피부 내(intracutaneous), 정맥 내(intravenous), 근육(intramuscular), 관절 내(intraarticular), 동맥 내(intraarterial), 활액 내(intrasynovial), 흉골 내(intrasternal), 외피 내(intrathecal), 병소 내(intralesional), 및 두부 내(intracranial) 주사 또는 주입 기술을 포함한다.

경구투여용 조성물은 캡슐, 정제, 유화제 및 액상 현탁제, 분산제 및 용액을 포함하는 경구적으로 허용가능한 투여형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 경구용 정제의 경우, 상업적으로 사용되는 담체는 락토오스 및 옥수숫 전분을 포함한다. 마그네슘 스테아레이트와 같은 윤활제가 전형적으로 첨가된다. 경구투여를 위한 캡슐제형에 있어서, 유용한 희석제는 락토오스 및 건조 옥수수 전분을 포함한다. 수성 현탁제 또는 유화제가 경구로 투여되는 경우, 활성성분은 유화제 또는 현탁제와 결합된 오일상에서 현탁 또는 용해될 수 있다. 필요하다면, 감미제, 향미제 또는 착색제가 첨가될 수 있다.

멸균 주사용 조성물, 예를 들면, 멸균 주사액 또는 유성의 현탁액(oleaginous suspension)은, 적절한 분산제 또는 습윤제(트윈 80과 같은) 및 현탁제를 사용하여 당해 기술분야에서 공지된 기술에 따라 제형화될 수 있다. 멸균 주사제제는 또한 예를 들면, 1,3-부탄디올 내 용액과 같은 비독성의 비경구적으로 허용가능한 희석제 또는 용매에서 멸균 주사액 또는 현탁액일 수 있다. 사용될 수 있는 허용가능한 담체 및 용매로는 만니톨(mannitol), 물, 링거액(Ringer's solution) 및 이소토닉 염화나트륨 용액이 있다. 또한, 멸균의 비휘발성유(고정유, fixed oils)가 용매 또는 현탁매개체(예를 들면, 합성 모노- 또는 디글리세라이드)로서 종래 사용되고 있다. 올레산(oleic acid) 및 이의 글리세라이드 유도체와 같은 지방산은 올리브유 또는 캐스터유, 특히 이들의 폴리옥시에틸화된 것과 같은 천연의 약학적으로 허용가능한 오일이므로, 주사제제로 유용하다. 이들 유액 및 현탁액은 또한 장쇄 알코올 희석제 또는 분산제, 또는 카르복시메틸셀룰로오스 또는 유사한 분산제를 포함할 수 있다.

비강 흡입(nasal aerosol or inhalation) 조성물은 약학적 제형 분야에서 잘 알려진 기술에 따라 제조될 수 있고, 벤질 알코올 또는 그 외 다른 적합한 보존제, 생체적합성을 증진시키기 위한 흡입촉진제, 플루오로카본, 및/또는 그 외 기술분야에서 알려진 용해제 또는 분산제를 사용하여 생리 식염수 용액으로서 제조될 수 있다.

국부용 조성물(topical composition)은 오일, 크림, 로션, 연고 등의 형태로 제형화될 수 있다. 상기 조성물을 위한 적절한 담체는 식물성 또는 광물성 오일, 백색 바셀린(white petrolatum, 백색 연질 파라핀), 측쇄 지방 또는 오일, 동물지방 및 고분자 알코올(C12 이상)을 포함한다. 바람직한 담체는 활성성분이 내부에서 용해 가능한 담체이다. 필요하다면, 착색제 또는 방향제 뿐만 아니라, 유화제, 안정화제, 습윤제 및 항산화제들도 포함될 수 있다. 부가적으로, 피부투과 증진제를 상기 국부용 제형에 사용할 수 있다. 그러한 증진제의 예는 미국등록특허 제3,989,816호 및 제4,444,762호에서 발견할 수 있다. 크림은 바람직하게는 광물유, 자기 유화 밀랍(self-emulsifying beeswax) 및 물의 혼합물로부터 제형화되고, 상기 혼합물에는 아몬드유와 같은 소량의 오일에 용해되어 있는 활성성분이 함께 혼합된다. 이와 같은 크림의 예는 40부의 물, 20부의 밀랍, 40부의 광물유 및 약 1부의 아몬드유를 포함한다. 아몬드유와 같은 식물성 오일에 활성성분의 용액과 미온의 연질 파라핀의 혼합 및 상기 혼합물의 냉각은 연고를 형성할 수 있다. 이와 같은 연고의 예는 약 30 중량%의 아몬드 및 약 70 중량%의 백색 연질 파라핀을 포함한다.

약학적 조성물의 담체는 제형의 활성성분과 양립가능하고 (바람직하게는, 활성성분을 안정화시킬 수 있는), 치료되는 대상에게 유해하지 않아야 한다는 관점에서 "허용가능"해야 한다. 예를 들면, 시클로덱스트린(추출물의 1 이상의 활성화합물 성분과 특별하고, 용해성이 더욱 우수한 복합체를 형성하는)과 같은 용해제는 활성 화합물의 전달을 위한 약학적 부형제로서 사용될 수 있다. 그 외 다른 담체의 예는 콜로이드성 이산화규소, 마그네슘스테아레이트, 셀룰로오스, 소듐라우릴설페이트, 및 D&C Yellow # 10를 포함한다.

적절한 생체 외 분석은 세균의 성장을 저해하는데 있어서, 상기 화합물들의 효능을 예비적으로 평가하기 위해 사용될 수 있다. 상기 화합물은 생체 내 분석에 의해 세균감염을 치료함에 있어서, 이의 효능이 더 조사될 수 있다. 예를 들면, 상기 화합물은 감염 동물(예를 들면, 마우스 모델)에 투여될 수 있고, 이의 치료효과가 평가될 수 있다. 결과에 근거하여, 적절한 투여용량 및 투여경로가 결정될 수 있다.

부가적인 상세한 설명 없이, 상술한 기재는 본 발명을 충분히 가능하게 한다. 그러므로, 하기 실시예들은 단지 설명을 위한 것이고, 어떤 방식으로든 기재 이외의 부분을 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 인용된 모든 공개문헌들은 이의 전문을 참고문헌으로서 인용된다.

실시예 1

(3S,5S)-7-[3-아미노-5-메틸-피페리디닐]-1-시클로프로필-1,4-디히드로-8-메톡시-4-옥소-3-퀴놀린카복실산의 말산염(malate salts)(화합물 1)과 (3S,5R)-7-[3-아미노-5-메틸-피페리디닐]-1-시클로프로필-1,4-디히드로-8-메톡시-4-옥소-3-퀴놀린카복실산의 말산염(화합물 1')을 다음과 같이 합성하였다:

(A) Synthesis of (3S,5S)-(5-메틸-피페리딘-3-일)-카르밤산 tert-부틸에스테르(화합물 9) 및 (3S,5R)-(5-메틸-피페리딘-3-일)-카르밤산 tert-부틸에스테르(화합물 9')의 합성):

화합물 9'을 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이 합성하였다:

[반응식 1]

50-L 반응기에 화합물 2(5.50 kg, 42.60 mol), 메탄올(27　L)을 넣고, 10-15℃로 냉각시켰다. 티오닐클로라이드(10.11 kg, 2.0 equiv.)를 30℃ 이하의 온도를 유지하기 위해 외부 냉각을 하면서, 65분 이상 첨가 펀넬(addition funnel)을 이용하여 첨가하였다. 생성 용액을 1시간 동안 25℃에서 교반시킨 후, 감압하여 메탄올을 제거하였다. 오일성 잔사를 잔류 메탄올을 제거하기 위해 에틸아세테이트(3 x 2.5 L)와 함께 공비혼합시킨 후, 에틸아세테이트(27.4 L)에 녹이고, 50 L 반응기에 넣은 다음, 30℃ 이하에서 트리에틸아민(3.6 kg)을 천천히 첨가하여 중화시켰다. 생성된 현탁액을 트리에틸아민 하이드로클로라이드를 제거하기 위해 여과하였다. DMAP(0.53 kg)와 함께 여액을 50 L 반응기에 넣었다.

디-tert-부틸디카보네이트(8.43 kg)을 20-30℃ 이하의 온도에서 30분 이상, 뜨거운 물로 가열된 첨가 펀넬을 사용하여 첨가하였다. TLC 분석에 의해 결정함으로써 1시간 후에 상기 반응을 완료하였다. 유기층을 얼음 냉각된 1N HCl (2 x 7.5 L)으로 세척하고, 탄산수소나트륨 용액(1 x 7.5 L)으로 포화시킨 후, 황산마그네슘으로 건조시킨 다음 여과하였다. 감압하에 에틸아세테이트를 제거한 후, 결정성 슬러리를 얻고, MTBE(10.0 L)로 적정한 다음, 여과하여 백색 고체의 화합물 3을 얻었다 (5.45 kg, 52.4%).

Anal. Calcd for C₁₁H₁₇NO₅: C, 54.3; H, 7.04; N, 5.76. Found: C, 54.5; H, 6.96; N, 5.80. HRMS (ESI⁺) Expected for C₁₁H₁₈NO₅, [M+H] 244.1185. Found 244.1174; ¹H NMR (CDCl₃, 500 MHz):δ=4.54 (dd, J = 3.1, 9.5 Hz, 1H), 3.7 (s, 3H), 2.58-2.50 (m, 1H), 2.41 (ddd, 1H, J = 17.6, 9.5, 3.7), 2.30-2.23 (m, 1H), 1.98-1.93 (m, 1H), 1.40 (s, 9H); ¹³C NMR (CDCl₃, 125.70 MHz) δ 173.3, 171.9, 149.2, 83.5, 58.8, 52.5, 31.1, 27.9, 21.5. Mp 70.2℃.

화합물 3(7.25 kg, 28.8 mol), DME (6.31　kg) 및 브레더렉 시약(7.7 kg, 44.2 mole)을 50-L 반응기에 넣었다. 상기 용액을 흔들어주고, 3시간 동안 75±5℃까지 가열하였다. 상기 반응을 1시간 이상 0℃에서 냉각시켰고, 그 사이 침전물이 생성되었다. 상기 혼합물을 1시간 동안 0℃에서 유지한 다음, 여과시키고, 30±5℃에서 적어도 30분 동안 진공에서 건조하여 백색 결정성 고체(6.93 kg, 77.9%)를 얻었다.

Anal. Calcd for C₁₄H₂₂N₂O₅: C, 56.4; H, 7.43; N, 9.39. Found C, 56.4; H, 7.32; N, 9.48; HRMS (ESI⁺) Expected for C₁₄H₂₂N₂O₅, [M+H] 299.1607. Found 299.1613; ¹H NMR (CDCl₃, 499.8 MHz) δ = 7.11 (s, 1H), 4.54 (dd, 1H, J = 10.8, 3.6), 3.74 (s, 3H), 3.28-3.19 (m, 1H), 3.00 (s, 6H), 2.97-2.85 (m,1H), 1.48 (s, 9H); ¹³C NMR (CDCl₃, 125.7 MHz) δ = 172.6, 169.5, 150.5, 146.5, 90.8, 82.2, 56.0, 52.3, 42.0, 28.1, 26.3. MP 127.9℃.

10 갤런 포들러 반응기에 ESCAT 142 (Engelhard Corp. N.J, US) 5% 팔라듐 분말 담지 탄소(50% wet, 0.58 kg wet wt.), 화합물 4(1.89 kg, 6.33　mol), 및 이소프로판올(22.4 Kg)을 넣었다. 18시간 동안 45℃에서 45-psi 수소 분위기하에 진동시킨 후, 반응혼합물을 실온까지 냉각시키고 셀라이트 층(0.51 kg)을 통과시켜 여과하였다. 여과물을 감압하에 증발시켜, 점도가 높은 오일을 얻었으며, 그대로 고체화시켜 93:7의 부분입체이성질체 혼합물로서 화합물 5(1.69　kg, 100%)를 얻었다.

생성 혼합물의 시료를 HPLC로 정제하여 분석을 위한 물질을 얻었다.

Anal. Calcd for C₁₂H₁₉NO₅: C, 56.0; H, 7.44; N, 5.44. Found C, 55.8; H, 7.31; N, 5.44; MS (ESI⁺) Expected for C₁₂H₁₉NO₅, [M+H] 258.1342. Found 258.1321; ¹H NMR (CDCl₃, 499.8 MHz) δ = 4.44 (m, 1H), 3.72 (s, 3H), 2.60-2.48 (m, 2H), 1.59-1.54 (m, 1H), 1.43 (s, 9H), 1.20 (d, j = 6.8 Hz,3H); ¹³C NMR (CDCl₃, 125.7　MHz) δ = 175.7, 172.1, 149.5, 83.6, 57.4, 52.5, 37.5, 29.8, 27.9, 16.2. Mp 89.9℃.

화합물 5(3.02 kg, 11.7 mol), 무수에탄올(8.22 kg), 및 MTBE(14.81 kg)을 50-L 반응기에 넣었다. 수소화붕소나트륨(Sodium borohydride, 1.36 kg, 35.9 mol)을 0±5℃에서 소량 첨가하였다. 소량의 거품이 관찰되었다. 반응혼합물을 10±5℃까지 가온시키고, 염화칼슘이수화물(calcium chloride dihydrate, 2.65　kg)을 1시간 동안 10±5℃에서 첨가하였다. 상기 반응을 1시간 이상 20±5℃까지 가온시키고 20±5℃에서 추가 12시간 동안 흔들어 주었다. 상기 반응을 -5±5℃까지 냉각시키고, 얼음 냉각된 2N HCl(26.9 kg)을 0±5℃에서 서서히 첨가하였다. 흔들기를 멈추었다. 아래의 수층을 제거하였다. 반응기에 흔들어 주면서 5분 이상 수성의 포화된 탄산수소나트륨(15.6 kg)을 넣었다. 흔들기를 다시 멈추고, 아래부분의 수층을 제거하였다. 반응기에 황산마그네슘(2.5 kg)을 채워 넣은 후, 적어도 10분 동안 흔들어 주었다. 혼합물을 누체필터(nutsche filter)를 통해 여과하고, 감압하에 농축시켜 화합물 6(1.80 kg, 66%)을 얻었다.

Anal. Calcd for C₁₁H₂₃NO₄: C, 56.6 H, 9.94; N, 6.00. Found C, 56.0; H, 9.68; N, 5.96; HRMS (ESI⁺) Expected for C₁₁H₂₄NO₄, [M+H] 234.1705. Found 234.1703; ¹H NMR (CDCl₃, 500 MHz) δ = 6.34 (d, J = 8.9 Hz, 1H, NH), 4.51 (t, J = 5.8, 5.3 Hz, 1H, NHCHCH₂OH), 4.34 (t, J = 5.3, 5.3 Hz, 1H, CH3CHCH₂OH), 3.46-3.45, (m, 1H, NHCH), 3.28 (dd, J = 10.6, 5.3 Hz, NHCHCHHOH), 3.21 (dd, J = 10.2, 5.8 Hz , 1H, CH₃CHCHHOH), 3.16 (dd, J = 10.2, 6.2 Hz, 1H, NHCHCHHOH), 3.12 (dd, J = 10.6, 7.1　Hz , 1H, CH₃CHCHHOH), 1.53-1.50 (m, 1H, CH₃CHCHHOH), 1.35 (s, 9H, O(CH ₃)₃, 1.30 (ddd, J = 13.9, 10.2, 3.7 Hz, 1H, NHCHCHHCH), 1.14 (ddd, J = 13.6, 10.2, 3.4 Hz, 1H, NHCHCHHCH), 0.80 (d, J = 6.6 Hz, 3H, CH₃); ¹³C NMR (CDCl₃, 125.7 MHz) δ 156.1, 77.9, 50.8, 65.1, 67.6, 65.1, 35.6, 32.8, 29.0, 17.1. Mp 92.1℃.

이소프로필 아세테이트(19.7 kg) 내 화합물 6(5.1 kg)의 용액을 50 L 반응기에 채워 넣었다. 상기 반응을 15±5℃까지 냉각시키고, 트리에틸아민(7.8 kg)을 실온에서 첨가하였다. 반응기를 0±5℃까지 더 냉각시키고, 메탄설포닐클로라이드(MsCl, 6.6 kg)을 첨가하였다. 상기 반응을 수 시간 동안 교반시키고, HPLC 또는 TLC로 반응완결을 관찰하였다. 포화 수성 중탄산 용액을 종료하였다. 유기층을 분리하고, 차가운 10% 수성 트리에틸아민 용액, 차가운 HCl 용액, 차가운 포화 수성 중탄산염 용액 및 최종적으로 포화 수성 염수 용액으로 연속 세척하였다. 유기층을 건조, 여과 및 55±5℃ 이하의 진공에서 농축시켜 고체/액체 슬러리로서 화합물 7을 얻었으며, 이는 별도의 정제 없이 다음 반응에서 사용하였다. 순수한 벤질아민 9.1 kg을 채운 후, 50 L 반응기를 55℃까지 가온하고, 그 온도에서 1,2-디메톡에탄(14.1 kg) 내 화합물 7(8.2 kg)의 용액을 첨가하였다. 첨가 후에, 반응을 60±5℃에서 수 시간 동안 교반시킨 후, HPLC 또는 TLC로 반응완결을 관찰하였다. 상기 반응을 주위 온도까지 냉각시키고, 진공하에 용매를 제거하였다. 잔사를 11.7 kg의 15%(v/v) 에틸아세테이트/헥산 용액으로 희석시키고, 흔들어 주면서, 18.7 kg의 20%(wt) 수성 탄산칼륨 용액으로 처리하였다. 그대로 방치하여 3상의 혼합물을 얻었다. 상층의 유기층을 수집하였다. 분리된 중간층을 11.7 kg의 15%(v/v) 에틸아세테이트/헥산 용액으로 2번 다시 추출하였다. 합쳐진 유기층을 진공하에 농축시켜 오일상의 잔사를 얻었다. 상기 잔사를 크로마토그래피로 정제하여 오일상의 화합물 8을 얻었다.

40 L 감압용기를 질소 흐름 하에 0.6 kg 50% 젖은, 고체 팔라듐 담지 탄소(E101, 10 wt. %)로 채워 넣었다. 13.7 kg의 무수 에탄올 내 화합물 8(3.2 kg)의 용액을 질소 흐름하에 상기 반응기에 첨가하였다. 상기 반응기를 질소로 정화(purge)시키고, 45 psi에서 수소로 가압하였다. 상기 반응을 45℃까지 가열하였다. TLC 또는 LC로 관찰하였다. 완료된 후, 상기 반응을 주위 온도까지 냉각시키고, 환기한 후 질소로 정화하였다. 혼합물을 셀라이트 층으로 여과시키고, 고체를 2.8 kg의 무수에탄올로 세척하였다. 여액을 진공하에 농축시켜 밀납 같은 고체상의 화합물 9를 얻었다.

TLC R _f (Silica F₂₅₄, 70:30 v/v ethyl acetate-hexanes, KMnO₄ stain) = 0.12; ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) d 5.31 (br s, 1H), 3.80-3.68 (m, 1H), 2.92 (d, J=11.4 Hz, 1H), 2.77 (AB quart, J _AB=12.0 Hz, v=50.2 Hz, 2H), 2.19 (t, J=10.7 Hz, 1H), 1.82-1.68 (m, 2H), 1.54 (br s, 1H), 1.43 (s, 9H), 1.25-1.15 (m, 1H), 0.83 (d, J=6.6 Hz, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 155.3, 78.9, 54.3, 50.8, 45.3, 37.9, 28.4, 27.1, 19.2; MS (ESI+) m/z 215 (M+H), 429 (2M+H).

유사하게 (3S,5R)-(5-메틸-피페리딘-3-일)-카르밤산 tert-부틸에스테르(화합물 9')을 하기 반응식 2에 나타난 바와 같이 합성하였다.

[반응식 2]

(B) 1-시클로프로필-7-플루오로-8-메톡시-4-옥소-1,4-디히드로-퀴놀린-3-카복실산(화합물 10)의 합성:

화합물 10을 미국등록특허 제6,329,391호에 기재된 방법에 따라 제조하였다.

(C) 1-시클로프로필-7-플루오로-8-메톡시-4-옥소-1,4-디히드로-퀴놀린-3-카르복실산(화합물 11)의 보론에스테르 킬레이트의 합성:

[반응식 3]

붕소산화물(boron oxide, 2.0 kg, 29 mol), 빙초산(glacial acetic acid, 8.1　L, 142 mol), 및 아세트산 무수물(16.2 L, 171 mol)를 반응기에 채워 넣었다. 상기 반응 혼합물을 적어도 2시간 환류한 후, 40℃까지 냉각시키고, 그 온도에서, 7-플루오로퀴놀론산 화합물 10(14.2 kg, 51 mol)을 첨가하였다. 혼합물을 적어도 6시간 동안 환류한 후, 90℃까지 냉각시켰다. 톨루엔(45 L)을 상기 반응에 첨가하였다. 50℃에서, tert-부틸메틸에테르(19 L)를 침전을 생성시키기 위해 첨가하였다. 반응 혼합물을 20℃까지 냉각시킨 후 여과하여 침전물을 분리하였다. 분리된 고체를 tert-부틸메틸에테르(26 L)로 세척하고, 40℃(50 torr)의 진공 오븐에서 건조하여 86.4%의 수율로 화합물 11을 얻었다.

Raman (cm^-1): 3084.7, 3022.3, 2930.8, 1709.2, 1620.8, 1548.5, 1468.0, 1397.7, 1368.3, 1338.5, 1201.5, 955.3, 653.9, 580.7, 552.8, 384.0, 305.8. NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ (ppm): 9.22 (s, 1H), 8.38-8.33 (m, 1H), 7.54 (t, J=9.8 Hz, 1H), 4.38-4.35 (m, 1H), 4.13 (s, 3H), 2.04 (s, 6H), 1.42-1.38 (m, 2H), 1.34-1.29 (m, 2H). TLC (Whatman MKC18F Silica, 60 옴스트롱(Å), 200 ㎛), Mobile Phase: 1:1 (v/v) CH₃CN : 0.5N NaCl (aq), UV (254/366 nm) visualization; R_f=0.4-0.5.

(D) (3S,5S)-7-[3-아미노-5-메틸-피레리디닐]-1-시클로프로필-1,4-디히드로-8-메톡시-4-옥소-3-퀴놀린카르복실산의 말산염(화합물 1)의 합성 및 (3S,5R)-7-[3-아미노-5-메틸-피페리디닐]-1-시클로프로필-1,4-디히드로-8-메톡시-4-옥소-3-퀴놀린카르복실산의 말산염(화합물 1')의 합성

화합물 1을 하기 반응식 4에 나타난 바와 같이 화합물 9로부터 합성하였다:

[반응식 4]

화합물 11(4.4 kg, 10.9 mol), 화합물 9(2.1 kg, 9.8 mol), 트리에틸아민(TEA) (2.1 L, 14.8 mol), 및 아세토니트릴(33.5 L, 15.7　L/kg)을 반응기에 채워 넣었다. HPLC 또는 역상 TLC로 관찰하면서, 반응생성 혼합물을 반응이 완료될 때까지 약 50℃에서 교반하였다. 약 35℃까지 냉각시킨 후, 상기 반응의 부피를 0-400 torr사이에서 진공하에 아세토니트릴 증류에 의해 거의 절반까지 줄였다. After 28.2 kg의 3.0 N NaOH (aq) 용액을 첨가한 후, 반응 혼합물을 40℃까지 가온시키고, 더 이상의 증류가 관찰되지 않을 때까지 진공하에 증류한 후, 실온에서 수화시켰다. HPLC 또는 역상 TLC에 의해 관찰하고, 수화가 완료된 후, 4-5 kg의 빙초산을 반응혼합물을 중화시키기 위해 첨가하였다.

생성물 용액을 12.7 kg (9.6 L)의 디클로로메탄으로 3회 추출하였다. 유기층을 합쳐서 다른 반응기로 이동시켰다. 40℃에서 증발시켜 약 절반까지 반응부피를 줄였다. 20.2 Kg 6.0N HCl(aq) 용액을 첨가한 후, 반응혼합물을 35℃에서 적어도 12시간 동안 교반시켰다. HPLC 또는 역상 TLC로 관찰된 바와 같이, 반응이 종결된 후, 상분리를 위해 흔들기를 멈추었다. 유기층을 제거한 후, 수성층을 12.7 kg(9.6 L)의 디클로로메탄으로 추출하였다. 수층을 18.3 kg의 증류수로 희석시키고, 물을 증류한 후, 약 50℃까지 가온하였다. 디클로로메탄을 진공(100-400 torr) 하에 더 제거하였다.

수성 용액의 pH를 65℃ 이하의 약 9.42　kg 의 3.0 N NaOH (aq)를 첨가하여 7.8-8.1로 조정하였다. 반응혼합물을 적어도 1시간 동안 50℃에서 교반시킨 후 실온까지 냉각시켰다. 침전물을 흡입여과하여 분리하고, 5.2 kg의 증류수로 세척한 다음, 적어도 12시간 동안 흡입하고, 추가 12시간 동안 55℃의 순환식 오븐(convection oven)에서 건조시켰다. 화합물 12(3.2 kg, 79%)를 고체상으로 얻었다.

3.2 kg의 화합물 12 및 25.6 kg의 95% 에탄올로 반응기를 채웠다. 상기 반응기에 1.1 kg의 고체 D,L-말산(malic acid)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 온도(~80℃)에서 환류시켰다. 침전을 녹이기 위해 증류수(~5.7 L)를 첨가하고, 0.2 kg의 활성탄을 첨가하였다. 반응 혼합물을 여과기를 통과시켰다. 맑은 여액을 45℃까지 냉각시키고, 결정을 생성시키기 위해 적어도 2시간 동안 그대로 두었다. 상기 반응혼합물을 5℃까지 더 냉각시킨 후, 흡입여과에 의해 침전물을 분리하고, 6.6 kg의 95% 에탄올로 세척한 다음, 적어도 4시간 동안 흡입하여 건조시켰다. 고체상을 적어도 12시간 동안 45℃에서 순환식 오븐에서 더 건조시켜 3.1 kg의 화합물 1(수율: 70%)을 얻었다.

NMR (D₂O, 300 MHz) δ (ppm): 8.54 (s, 1H), 7.37 (d, J=9.0 Hz, 1H), 7.05 (d, J=9.0 Hz, 1H), 4.23-4.18 (m, 1H), 4.10-3.89 (m, 1H), 3.66 (br s, 1H), 3.58 (s, 3H), 3.45 (d, J=9.0 Hz, 1H), 3.34 (d, J=9.3 Hz, 1H), 3.16 (d, J=12.9 Hz, 1H), 2.65 (dd, J=16.1, 4.1 Hz, 1H), 2.64-2.53 (m, 1H), 2.46 (dd, J=16.1, 8.0 Hz, 1H), 2.06 (br s, 1H), 1.87 (d, J=14.4 Hz, 1H), 1.58-1.45 (m, 1H), 1.15-0.95 (m, 2H), 0.91 (d, J=6.3 Hz, 3H), 0.85-0.78 (m, 2H).

유사하게, 화합물 1'을 하기 반응식 5에 나타난 바와 같이, 화합물 9'로부터 합성하였다:

[반응식 5]

실시예 2

화합물 1에 의한 메티실린 내성 황색 포도상구균(MRSA)의 억제

MRSA 분리물(MRSA isolates, n=193)을 캐나다 국립 집중 치료병동(Canadian National Intensive Care Unit, CAN-ICU) 연구의 일부로서 얻었다. 캐나다 전 지역의 활발한 ICU를 보유한 19개 의학센터가 CAN-ICU 연구에 참여하였다. 감염성 질환으로 추정되는 환자들로부터 "임상적으로 중요한" 검체만을 얻도록 요구되었다. 감시도말(Surveillance swabs), 눈, 귀, 비강 및 인후 도말은 배제하였다. 혐기성 미생물 및 균체도 배제하였다.

2005년 9월부터 2006년 6월까지, 각 센터는 ICU 환자들의 혈액, 오줌, 조직/상처, 및 호흡기와 관련된 검체(환자 당 배양 자리 당 1개의 병원균(pathogen))으로부터 분리된 최대 300개의 연속적인 병원균을 수집하였다. 이들 분리물을 에이미 목탄 면봉(Amies charcoal swabs)에 보관하여 표준연구실(보건과학센터(Health Science Centre), 위니펙(Winnipeg), 캐나다)로 보내어, 적당한 배지에서 2차 배양시키고, -80℃에서 탈지우유(skim milk)에 저장하였다.

상기 분리물의 메티실린 내성을 임상 및 실험 표준 연구소(Clinical and Laboratory Standards Institute)에 의해 설명되는 디스크 확산법(disk diffusion method)을 이용하여 확인하였다. 이전에 설명된 바와 같이, 지역사회 관련 또는 의료기관 관련인지 여부를 평가하기 위해, 모든 분리물에 대하여 PCR뿐만 아니라, 분자특성(molecular characterization; PVL 분석 및 지문측정 포함) 측정을 수행하였다(Christianson et al., J Clin Microbiol . 2007, 45 (6): 1904-11; Mulvey et al., J Clin . Microbiol . 2001, 39(10): 3481-5; Mulvey et al., Emerg Infect Dis . 2005,11(6): 844-50; Oliveira et al., Antimicrob Agents Chemother . 2002, 46(7): 2155-61). 또한 상기 분리물들을 앞에서 설명된 캐나다 표준 프로토콜(Mulvey et al., J Clin Microbiol . 2001, 39(10): 3481-5)을 따라 펄스필드 겔 전기영동(pulsed-field gel electrophoresis, PFGE)을 이용하여 서브타입으로 분류하였다. 얻어진 이들의 PFGE 지문을 1.0의 위치 공차(position tolerance) 및 1.0의 최적화(optimization)를 이용하여 BioNumerics v3.5(Applied Maths St. Marten-Latem, Belgium)로 분석하였다. 계통 연관도(Strain relatedness)를 상술된 바와 같이 결정하였다(Tenover et al., 1995). 분리물의 지문을 국가 MRSA 지문 데이터베이스와 비교하고, 상술한 바와 같이(Mulvey et al., Emerg Infect Dis . 2005,11(6):844-50), 10개의 캐나다 전염성 MRSA(CMRSA-1, CMRSA-2, 등)중 하나로 그룹화하였다. 상기 MRSA 분리물들은 유전자형: CMRSA-1 (USA600), CMRSA-2 (USA 100), CMRSA-4 (USA200), CMRSA-7 (USA400, MW2) 및 CMRSA-10 (USA300)에 속한다.

화합물 1 및 그 외 항생제들을 임상 및 실험 표준연구소에 의해 규정된 대로 액체배지미량희석 안내를 이용하여 MRSA 분리물에 대한 억제활성을 시험하였다. 193 MRSA 분리물을 억제하기 위한 화합물 1 및 다양한 플루오로퀴놀론 항생제들의 최소억제농도(MICs)를 하기에 나타내었다:

하기 표는 지역사회 관련 MRSA(CA-MRSA)계통--USA 300 및 USA 400--과 의료기관 관련 MRSA(HA-MRSA)계통--USA 200, USA 600, 및 USA 100/800--을 억제하기 위한 화합물 및 플루오로퀴놀론 항생제의 MIC를 나타낸다.

화합물 1은 효과적으로 MRSA를 저해하였다. 또한 이 화합물은 의료기관 관련 MRSA계통보다 지역사회 관련 MRSA계통에 대하여 더욱 큰 활성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

화합물 1에 의한 다약제 내성 메티실린 내성 황색 포도상구균, 장구균(Enterococci faecium) 및 장구균(Enterococci faecalis)의 억제

화합물 1에 대해 타이완 전 지역의 10개 의학센터에 의해 획득된 다약제 내성 메티실린 내성 황색 포도상구균 및 장구균(Enterococci) 억제 효과를 측정하였다. MIC는 임상 및 실험 표준 연구소(CLSI-M100-S18)에 의해 권장되는 한천 희석법(arga dilution methods)을 이용하여 결정하였다. 결과를 하기 표에 나타내었다.

상기 표에 나타난 바와 같이, 화합물 1은 시플록사신 내성, 반코마이신 중등도 내성 및 댑토마이신 감수성인 MRSA 분리물을 억제하는데 효과적임을 알 수 있다. 또한, 화합물 1은 반코마이신 내성 장구균(Enterococci faecium) 및 반코마이신 내성 장구균(Enterococci faecalis)을 효과적으로 억제하였다.

화합물 1에 의한 포도상 구균(Staphylococcal bacteria)의 억제

화합물 1에 대하여, QRDR에서 한정된 돌연변이를 갖는 31 퀴놀론 내성 반코마이신 감수성 MRSA계통, 5 반코마이신 내성 황색포도상구균(VRSA)계통, 24 반코마이신-중등도 내성 황색포도상구균(VISA)계통, 2-헤테로-반코마이신 중등도 내성 황색 포도상구균(hVISA)계통, 및 26 메티실린 내성 황색 포도상구균(MRSA)계통을 억제하는 효과를 측정하였다. 이러한 돌연변이는 QRDR(gyrA, gyrB, grlA, 및 grlB)의 서열분석에 의해 결정되었다. 유출시험은 레세르핀(reserpine)법으로 수행되었다((Brenwald, et al., Antimicrob . Agents Chemother . 1998, 42: 2032-2035)). MIC는 임상 및 실험 표준 연구소(CLSI-M100-S18)에 의해 권장되는 한천 희석법을 이용하여 결정하였다. 결과를 하기 표에 나타내었다.

화합물 1은 메티실린 내성, 헤테로-반코마이신 중등도 내성, 반코마이신 중등도 내성 및 반코마이신 내성의 황색 포도상 구균 분리물을 효과적으로 저해하였다. 또한 화합물 1은 퀴놀론 내성 반코마이신 감수성 MRSA를 효과적으로 저해하였다. 이들 계통에 대하여 매우 낮은 MIC(0.06-4 ug/ml)를 나타냈다.

31 MRSA 퀴놀론 내성 계통들 중에서, 5 계통이 QRDR 돌연변이를 수반한다[GyrA (S84L), GrlA (S80F/Y), GrlB (L413S, E422K/N, D432N, E471K); GyrA (S84L), GrlA (S80F/Y), GyrB (R404L); GyrA (S84L), GrlA (S80F/Y); GyrA (S84L), GrlA (S80F/Y, E84V), GrlB (E422D) 및 GyrA (S84L), GrlA (S80F/Y, E84V/K/G 또는 S108N)]. 화합물 1에 관계된 유출은 내성 발현(resistant development)과 관련된 것으로 알려진 유전형(genotype) 중에서 발견되었다.

화합물 1에 의한 그램양성구균(Gram-Positive Cocci)의 억제

2007년 1월부터 12월까지, 캐나다 전역의 12개 병원은 병원 임상병동, 응급실, 진료 및 수실병동, 및 집중치료병동의 환자들로부터의 분리물을 보냈다. 7881 분리물(CANWARD 2007)을 3473 그램양성구균을 포함하여 수집하였다. 화합물 1 및 레보플록사신에 대산 감수성 시험을 임상 및 실험 표준 연구소 액체배지미량희석법을 이용하여 수행하였다. MIC₅₀ 및 MIC₉₀을 하기에 나타내었다:

MRSA, VISA, VRSA, MRSE, PenI-SPN, PenR-SPN, 및CipR-SPN을 포함하는 그램양성구균을 억제함에 있어서, 화합물 1은 레보플록사신보다 훨씬 활성이 있음을 알 수 있다.

화합물 1에 의한 헬리코박터 파이로리의 억제

화합물 1, 시프로플록사신, 레보플록사신, 목시플록사신 및 제미플록사신에 대하여, 타이완 전지역의 10개 의료센터에 의해 획득된(2000-2007) 헬리코박터 파이로리의 200 분석물에 대한 억제 효과를 시험하였다. MIC는 임상 및 실험 표준 연구소(CLSI-M100-S18)에 의해 권장되는 한천 희석법을 이용하여 결정하였다.

200 헬리코박터 파이로리 분석물 가운데, 이들의 2%, 6%, 29%, 2%, 및 2%가 아목실린(amoxicillin, MICs ≥ 0.5 ㎍/mL), 클라리토르마이신(clarithormycin, MICs ≥ 1 ㎍/mL, CLSI), 메트로니다졸(metronidazole, MICs ≥ 8 ㎍/mL), 시프록플록사신(ciprofloxacin, MICs ≥ 1 ㎍/mL), 및 레보플록산(levofloxan, MICs ≥ 1 ㎍/mL), 각각에 대하여 내성이 있었다. 측정된 5종의 퀴놀론 약물에 대한 MIC 범위, MIC₅₀ _, 및 MIC₉₀ 은 다음과 같다:

화합물 1은 효과적으로 헬리코박터 파이로리 분리물을 억제하였다. 상기 표는 화합물 1이 시플록사신, 레보플록사신 및 목시플록사신보다 효과적으로 헬리코박터 파이로리를 억제하며, 제미플록사신과는 동등한 정도임을 나타낸다.

화합물 1'에 의한 항생제 내성균의 억제

화합물 1', 시프로플록사신 및 레보플록사신에 대해, 서로 다른 열흘에 다양한 농도로(0.008-8　ug/ml) 메티실린 내성 황색포도상구균 및 메티실린 내성 폐렴 연쇄상 구균에 대한 억제효과를 시험하였다. 상기 황색 포도상구균 및 폐렴 연쇄상 구균 분리물은 타이완 전역의 10개의 의료센터에 의해 획득되었다. MIC는 한천 희석법을 이용하여 결정하였다. 하기 표에 나타난 바와 같이, 화합물 1'은 황색 포도상구균 및 폐렴 연쇄상 구균을 매우 효과적으로 억제하였다.

상기 표에 나타난 바와 같이, 화합물 1'은 메티실린 내성 황색 포도상구균 및 폐렴 연쇄상구균을 효과적으로 억제하였다.

약동학적 분석(Pharmacokinetic Assays)

화합물 1을 섭취시킨 10일 날에 0　시간 (투약 전) 및 0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, 12, 16 및 24 시간(투약 후)에 혈액 시료를 각각의 대상으로부터 수집하였다. 5 ml의 각 시료를 헤파린 나트륨 튜브에 옮기고, 즉시 얼음 위에 위치시켰다. 혈장을 약 4℃에서 원심분리를 이용하여 분리하고, 적당하게 표지된 폴리프로필렌 검체 용기(1-1.5 ml 혈장/튜브 크기의 2개의 튜브)에 옮긴 후, 사용하기 전까지 약 -70℃에서 동결시켰다.

혈액 시료의 분석에 앞서, 약동학적 분석을 평가하였다. 상기 분석 평가의 상세한 사항은 하기 표에 나열되어 있다.

혈액시료의 약동학적 분석은 Charles River 연구소(Worcester, MA)에서 수행되었다. C_max (혈장에서의 화합물 1의 최대농도) 및 AUC₀ _-24h (직선/로그 사다리꼴법에 의해 계산된, 투여 후 0-24시간까지의 혈장농도-시간 곡선하면적)을 비구획접근(non-compartmental approaches)(WinNonlin version 4.1, Pharsight Corporation, CA)을 이용하여 혈장농도-시간 데이터로부터 결정하였다.

단백질 결합은 다음과 같이 측정되었다: 3000 rpm(30 분, ~37℃)에서 분자량 컷오프가 30000Da인 초여과 장치에서, 초여과(Ultrafiltrate, UF) 시료를 헤파린화된 인간 혈장을 포함하는 상기 화합물 1을 원심분리하여 얻었다. 내부 표준 용액(~800 ng/mL, 0.050 mL)으로서 상기 UF 시료(0.025 mL)를 O¹³CD₃-화합물-1(화합물 1의 OCH₃기가 O¹³CD₃기로 대체된 화합물 1)과 혼합하고, 20배 희석한 후, 3.5 마이크론 C-18 컬럼 상의 역상 HPLC로 분석하였다. 정량은 양이온 터보-이온 스프레이(Turbo-Ion Spray) 이온화를 통해 다중반응모니터링(MRM, multiple reaction monitoring) 방법으로 수행하였다. 초여과 표준(Ultrafiltrate standards)을 혈장 품질 관리 시료 내 미결합 약물 및 미지의 검체를 정량하기 위해 사용하였다. 비특이적 단백질 결합(Non-specific protein binding, NSB)을 측정하고(NSB = 0.0415), 최종 %단백질 결합을 결정하기 위한 보정 요소(correction factor)로 사용하였다. 분석대상에 대한 명목상의 정량 범위는 50 내지 10,000 ng/mL이다. 인간 혈장의 0.400 ml를 분석에 사용하였다. 시료 농도는 고정된 UF 표준으로부터 발생된 가중 선형 회귀(weighted linear (1/x²) regression) 보정곡선을 이용하여 역산하여 결정되었다. 직선 구간에 대하여, 화합물 1의 배치-간 %CV(inter-batch % CV) 는 4.9% 내지 11.8%였다.

1일 500 mg, 750 mg, 및 1000 mg을 대상에게 섭취시켰을 때, 화합물 1의 AUC₀ _-24, C_max, 및 단백질 결합 값을 하기 표에 나타내었다. 하기 표에 나타낸 "free C_max" 및 "free AUC_0-24" 값은 혈장 단백질 결합에 대해 보정된 값들이다. 또한, 하기 표에는 "free C_max/MIC" 비율 및 "free AUC₀ _-24/MIC" 비율을 나타낸 바, 이는 세균 내성 발현(bacterial resistance development)뿐만 아니라 임상적 및 세균학적 결과의 예측에 유용하다. 약 8보다 큰 "Free C_max/MIC"와 약 100보다 큰 "free AUC/MIC"가 항생제로서 바람직하다.

다른 실시예

본 명세서에 개시된 모든 기술적 특징은 임의로 조합될 수 있다. 본 명세서에서 개시된 각각의 기술적 특징은 동일, 동등 또는 유사한 목적을 제공하는 대안적인 기술적 특징으로 대체될 수 있다. 그러므로, 명백하게 달리 진술되지 않는다면, 각각의 개시된 기술적 특징은 단지 포괄적인 일련의 동등 또는 유사한 기술적 특징의 실시예에 불과하다.

이상의 설명으로부터, 당업자는 본 발명의 필수적 특징을 용이하게 확정할 수 있고, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어남이 없이, 본 발명의 다양한 변화 및 변경을 다양한 용도 및 상태에 적합하도록 시도할 수 있다.

Claims

하기 화학식의 화합물을 유효량으로 치료를 필요로 하는 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 감염 치료방법:

상기 감염은 메티실린 비감수성 세균(methicillin-nonsusceptibale bacteria), 반코마이신 비감수성 세균(vancomycin-nonsusceptibale bacteria), 페니실린 비감수성 세균(penicillin-nonsusceptibale bacteria), 클라리트로마이신 비감수성 세균(clarithromycin-nonsusceptibale bacteria) 또는 메트로니다졸 비감수성 세균(metronidazole-nonsusceptibale bacteria)에 의해 유발된다.
제1항에 있어서, 상기 감염은 메티실린 내성 황색 포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 유출 관련 메티실린 내성 황색 포도상 구균(efflux-related methicillin-resistant Staphylococcus aureus), 반코마이신 중등도 내성 황색 포도상구균(vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus), 헤테로-반코마이신 중등도 내성 황색 포도상 구균(hetero-vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus) 또는 반코마이신 내성 황색 포도상 구균(vancomycin-resistant Staphylococcus aureus)에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제2항에 있어서, 상기 감염은 지역사회 관련 메티실린 내성 황색 포도상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 감염은 메티실린 내성 표피 포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis)에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 감염은 페니실린 내성 폐렴연쇄상구균(penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae)에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 감염은 다약제 내성 폐렴연쇄상구균(multi-resistant Streptococcus pneumoniae)에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 감염은 클라리트로마이신 내성 헬리코박터 파이로리(clarithromycin-resistant Helicobacter pylori) 또는 메트로니다졸 내성 헬리코박터 파이로리(metronidazole-resistant Helicobacter pylori)에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제2항에 있어서, 상기 감염은 당뇨병성 족부감염(diabetic foot infection), 외과수술창상감염(surgical wound infection), 요도감염(urinary tract infection), 혈류감염(bloodstream infection), 병원 획득 폐렴(hospital-acquired pneumoniae), 지역사회 획득 폐렴(community-acquired pneumoniae) 또는 피부감염(or skin infection)인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 화합물은 염의 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제9항에 있어서, 상기 화합물은 말산염(malic acid salt) 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제10항에 있어서, 상기 화합물은 말산염 반수화물 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 화합물은

인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제12항에 있어서, 상기 화합물은 염의 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제13항에 있어서, 상기 화합물은 말산염 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제14항에 있어서, 상기 화합물은 말산염 반수화물 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제15항에 있어서, 상기 감염은 메티실린 내성 황색 포도상구균, 유출 관련 메티실린 내성 황색 포도상 구균, 헤테로-반코마이신 중등도 내성 황색 포도상 구균, 반코마이신 중등도 내성 황색 포도상구균, 또는 반코마이신 내성 황색 포도상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제16항에 있어서, 상기 감염은 지역사회 관련 메티실린 내성 황색 포도상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제15항에 있어서, 상기 감염은 메티실린 내성 표피 포도상구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제15항에 있어서, 상기 감염은 페니실린 내성 폐렴 연쇄상구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제15항에 있어서, 상기 감염은 적어도 하나의 메티실린, 반코마이신 및 페니실린에 내성이 있는 다약제 내성 폐렴 연쇄상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제15항에 있어서, 상기 감염은 클라리트로마이신 내성 헬리코박터 파이로리 또는 메트로니다졸 내성 헬리코박터 파이로리에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제16항에 있어서, 상기 감염은 당뇨병성 족부감염, 외과수술창상감염, 요도감염, 혈류감염, 병원 획득 폐렴, 지역사회 획득 폐렴 또는 피부감염인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제1항에 있어서, 상기 화합물은

인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제23항에 있어서, 상기 화합물은 염의 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제24항에 있어서, 상기 화합물은 말산염 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제25항에 있어서, 상기 화합물은 말산염 반수화물 형태인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제26항에 있어서, 상기 감염은 메티실린 내성 황색 포도상구균, 유출 관련 메티실린 내성 황색 포도상 구균, 헤테로-반코마이신 중등도 내성 황색 포도상 구균, 반코마이신 중등도 내성 황색 포도상구균, 또는 반코마이신 내성 황색 포도상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제27항에 있어서, 지역사회 관련 메티실린 내성 황색 포도상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제26항에 있어서, 상기 감염은 메티실린 내성 표피 포도상구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제26항에 있어서, 상기 감염은 페니실린 내성 폐렴 연쇄상구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제26항에 있어서, 상기 감염은 적어도 하나의 메티실린, 반코마이신 및 페니실린에 내성이 있는 다약제 내성 폐렴 연쇄상 구균에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제26항에 있어서, 상기 감염은 클라리트로마이신 내성 헬리코박터 파이로리 또는 메트로니다졸 내성 헬리코박터 파이로리에 의해 유발되는 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.
제27항에 있어서, 상기 감염은 당뇨병성 족부감염, 외과수술창상감염, 요도감염, 혈류감염, 병원 획득 폐렴, 지역사회 획득 폐렴 또는 피부감염인 것을 특징으로 하는 감염 치료방법.