CN111187281B

CN111187281B - 含胍基的头孢菌素衍生物及其制备方法

Info

Publication number: CN111187281B
Application number: CN202010086085.5A
Authority: CN
Inventors: 蒋旭东; 陈丽; 卢小玲; 黄晓程; 廖兰
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: HARBIN CITY KAICHENG PHARMACEU
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2040-02-11
Also published as: CN111187281A

Abstract

本发明公开了含胍基的头孢菌素衍生物，具体是通式(I)所示的化合物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物，所述的通式(I)化合物结构式如下：

其中：反应方程式中的R₁、R₂、R₃、R₄、X、

Description

含胍基的头孢菌素衍生物及其制备方法

【技术领域】

本发明属于医药技术领域，涉及到一类新的头孢菌素衍生物，涉及氨基磺酰胺基取代的头孢菌素类化合物，具体是含胍基的头孢菌素衍生物，或其药学上可接受的盐，以及其水合物或易水解的酯及异构体，本发明还涉及这些化合物的制备方法，含有这些化合物的药物组合物，以及这些化合物在制备治疗和/或预防感染性疾病的药物中的应用。

【背景技术】

头孢菌素是一类广谱半合成抗生素，第一个头孢菌素在20世纪60年代问世，目前上市品种已达60余种。头孢菌素与青霉素相比具有抗菌谱较广，耐青霉素酶，疗效高，毒性低，过敏反应少等优点，在抗感染治疗中占有十分重要的地位。

自1964年礼莱公司上市第一个头孢菌素头孢噻吩以来，头孢菌素类抗生素飞速发展，到20世纪70年代、80年代、90年代分别有第二代、第三代和第四代头孢菌素大量上市，至今已有第五代头孢菌素类药物上市。

目前现有文献已有对头孢菌素衍生物的研究，例如中国专利CN102050931B一种头孢菌素衍生物，公开了一种头孢菌素衍生物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯或其异构体，其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、X和n的意义如说明书中定义，另外，还提供了这些化合物的制备方法，含有这些化合物的药物组合物，以及这些化合物在制备治疗和/或预防感染性疾病的药物中的用途。然而，随着抗生素的广泛应用，特别是滥用，出现很多问题。如细菌的抗药性越来越强，造成了多种耐药菌的出现，致使一些抗生素疗效降低，甚至无效；一些非致病菌成为条件致病菌；过去已控制的一些传染性疾病如结核病等出现了再流行的趋势；医院内特别是重症监护病房中的感染，使得细菌对多种常用抗菌药物的耐药性明显上升，导致头孢菌素类抗生素治疗失败；在医院内严重感染中，原来安全有效的许多抗菌药物如头孢菌素、广谱青霉素、β-内酰胺酶抑制剂复合物及氟喹诺酮类抗生素的疗效有所下降等。

鉴于目前耐药情况逐步增加的严峻形势，科学工作者采用多种办法来应对细菌耐药性问题，其中最有效的方法之一，就是寻找结构与以往抗生素完全不同的新型抗菌药物。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供了含胍基的头孢菌素衍生物，是一类化学稳定性好、抗菌活性强的头孢菌素类抗生素，本发明的技术方案如下：

本发明提供了通式(I)所示的化合物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物，所述的通式(I)化合物结构式如下：

其中：

R₁和R₂是H，C_1-6烷基，磷酸基或氨基保护基，所述的氨基保护基为甲基、乙基、叔丁基、甲酰基、烯丙氧基羰基、叔丁氧羰基、重氮基、苄氧羰基、邻苯二甲酰亚胺基、对甲苯磺酰基、甲氧基苄氧基羰基或对硝基苄氧基羰基；

R₃是H，C_1-6烷基，C_1-6烯基，C_1-6炔基或芳基，其中，C_1-6烷基的末端可被羟基、羧基、氨基、氰基或硝基取代；

R₄是H，C_1-6烷基，C_3-6甲基烯基，C_3-6甲基炔基，芳基或叔丁氧羰基；

X是N，CH，CF，CCl或CBr；

表示氮杂4～6元环，环上氮原子与羰基以酰胺键相连；

n为0～2的整数。

本发明还进一步提供制备通式(I)化合物的合成方法，其合成方法反应方程式如下：

反应步骤：

步骤一、中间体1的制备：

在干燥的反应瓶中加入原料1、原料2和溶剂，搅拌溶解，冷却至0-5℃，缓慢滴入碱1，然后升至室温反应5～12h，反应产物经柱层析得到中间体1，为类白色固体；

步骤二、中间体2的制备：

将中间体1、原料3溶于溶剂中，冷却至0-5℃，缓慢滴入碱2，反应3～6h，加入二氯甲烷和水猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物无需进一步纯化，直接用于下一步反应；

步骤三、式(I)化合物的制备：

在干燥的反应瓶中加入上一步得到的残余物和溶剂，冷却至0-5℃，再缓慢滴加浓盐酸，反应2-5h，析出类白色固体，固体经重结晶后得通式(I)化合物成品。

上述反应方程式中的R₁、R₂、R₃、R₄、X和n如前文所定义，其中：

步骤一：所述的溶剂为四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇或三氯甲烷；所述的碱1为二乙胺、三乙胺、二异丙基乙胺、二异丙胺、二丙胺、三丙胺、哌啶、吡啶、吡咯烷、正丁胺；

步骤二：所述的溶剂为四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇或三氯甲烷；所述的碱2为甲醇钠、乙醇钠、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二乙胺、三乙胺、二异丙基乙胺、二异丙胺、二丙胺、三丙胺、哌啶、吡啶、吡咯烷、正丁胺；

步骤三：所述的溶剂为四氢呋喃、二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙醇或三氯甲烷。

本发明上述任一化合物药学上可接受的盐，包括有机酸盐、无机酸盐、有机碱盐或无机碱盐，其中有机酸包括乙酸、三氟乙酸、甲磺酸、甲苯磺酸、马来酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、富马酸；无机酸包括盐酸、氢溴酸、硝酸、硫酸、磷酸；有机碱包括葡甲胺、氨基葡萄糖；无机碱包括钠、钾、钡钙、镁、锌、钾的碱性化合物。

本发明要求保护的化合物易于水解的酯是其羧基以易于水解的酯基形式存在的化合物，包括烷酰氧基酯，例如乙酰氧甲酯、丙酰氧甲酯、丁酰氧甲酯、异丙基甲酰氧甲酯、叔丁基甲酰氧甲酯、新戊基甲酰氧甲酯、异丁基甲酰氧甲酯、新戊乙酰氧甲酯、辛酰氧甲酯等；烷氧羰氧基烷基酯，如甲氧基甲酰氧甲酯、乙氧基甲酰氧甲酯、异丙氧基甲酰氧-1-乙酯等；烷氧基甲酯，例如甲氧甲酯、1-异丙氧甲酯等；烷酰胺基甲酯，例如甲酰胺基甲酯、乙酰胺基甲酯等；环烷酰氧烷基酯，例如环己烷基甲酰氧甲基、环己烷基甲酰氧-1-乙酯等；环烷氧基酰氧烷基酯，例如环戊烷氧基甲酰氧-1-乙酯、环己烷氧基甲酰氧-1-乙酯等。

通常而言，作为药物，均是在制备成制剂后才临床应用。本发明任一化合物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯、其水合物或者所述酯或盐的水合物，制成药学上可接受的任一剂型，以口服或肠胃外给药等方式施用于需要治疗的患者。

当用于肠胃外给药时，所述药物组合物可制成注射剂。注射剂系指药物制成的供注入体内的溶液、乳液或者混悬液及供临床前配制或稀释成溶液或混悬液的粉末或浓溶液的无菌制剂。注射剂可分为注射液、注射用无菌粉末与注射用浓溶液。注射液系指药物制成的供注射入体内用的无菌溶液型注射液、乳液型注射液或混悬型注射液，其可用于肌肉注射、静脉注射、静脉滴注等。注射用无菌粉末系指药物制成的供临床前用适宜的无菌溶液配制成澄清溶液或均匀混悬的无菌粉末或无菌块状物，其可用适宜的注射用溶剂配置后注射，也可用静脉输液配置后静脉滴注。注射用浓溶液系指药物制成的供临床前稀释供静脉滴注用的无菌浓溶液。

制备注射剂时，可采用现有制药领域中常规的方法来生产注射剂，并可选用水性溶剂或非水性溶剂作为注射剂的溶液。最常用的水性溶剂为注射用水，也可采用0.9％氯化钠溶液或其他适宜的水溶液。常用的非水溶液为植物油，其主要为供注射用大豆油，也可采用其他的非水性溶剂，包括乙醇、丙二醇和聚乙二醇等的水溶液。

当用于口服时，本发明的药物组合物可制成常规的固体制剂，如片剂、胶囊剂、丸剂和颗粒剂等。其也可制成口服液体制剂，如口服溶液剂、口服混悬剂和糖浆剂等。

当制成口服制剂时，本发明的药物组合物可加入适宜的填充剂、粘合剂、崩解剂和润滑剂等。常用的填充剂包括淀粉、糖粉、磷酸钙、硫酸钙二水物、糊精、微晶纤维素、乳糖、预胶化淀粉和甘露醇等。常用的粘合剂包括羧甲基纤维素钠、PVP-K30、羟丙基纤维素、淀粉浆、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素和胶化淀粉等。常用的崩解剂包括干淀粉、交联聚维酮、交联羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠和低取代羟丙基纤维素等。常用的润滑剂包括硬脂酸镁、滑石粉、十二烷基硫酸钠和微粉硅胶等。

本发明还涉及含有通式(I)所示的化合物、其药学上可接受的盐、其易水解的酯、其异构体、其水合物、及其酯或盐的水合物的药物组合物，以及这些药物组合物在制备治疗和/或预防感染性疾病的药物中的应用。

【具体实施方式】

以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。

化合物的合成

以下通过实施例的方式对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明的上述主题范围仅限于以下实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S,5S)-5-(3-(胍基甲基)哌啶-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物1)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为氢，X为N，n为1)：

化合物1合成路线

中间体1：将原料1(4.0g，10.0mmol)、原料2(3.9g，11.1mmol)溶于四氢呋喃(40mL)中，冷却至0～5℃搅拌5分钟，缓慢滴入正丁胺(1.5mL，15.0mmol)，然后在室温下反应8小时，减压除去溶剂，残余物经柱层析(二氯甲烷：石油醚＝3：1)，得到类白色固体4.9g，收率为84.0％。

HRMS Calcd for C₂₅H₂₁ClN₆O₅S₂：[M+H]⁺586.0580，found 586.0545。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:7.28-7.55(m,10H),7.05(s,1H),5.36(d,J＝4.6Hz,1H),5.04(d,J＝4.6Hz,1H),3.85(s,3H),3.10(d,J＝13.2Hz,1H),3.03(d,J＝13.2Hz,1H)。

化合物1：将中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-1(4.6g，7.8mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入二异丙基乙胺(1.5mL，9.1mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于丙酮(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.4g化合物1，收率为60.0％。

HRMS Calcd for C₂₄H₃₃N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺668.7870，found 668.7842。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.35(d,J＝4.6Hz,1H),5.02(d,J＝4.6Hz,1H),3.83(s,3H),3.44-3.65(m,6H)，3.31-3.35(m,1H)，3.11(d,J＝13.2Hz,1H),3.03(d,J＝13.2Hz,1H),2.82-2.95(m,2H),2.63-2.77(m,1H),2.39-2.51(m,2H),1.45-1.73(m,5H)。

实施例2：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S,5S)-5-(3-胍基哌啶-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物2)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为氢，X为N，n为0)：

化合物2合成路线

中间体1：将原料1(12.0g，30.0mmol)、原料2(11.7g，33.3mmol)溶于四氢呋喃(120mL)中，冷却至0～5℃搅拌5分钟，缓慢滴入三乙胺(6.3mL，45.0mmol)，然后在室温下反应12小时，减压除去溶剂，残余物经柱层析(二氯甲烷：石油醚＝3：1)，得到类白色固体14.2g，收率为81.1％。

化合物2：将中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-2(4.5g，7.9mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入三乙胺(1.3mL，9.3mmol)，然后在室温下反应3小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于乙腈(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(20mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.5g化合物2，收率为63.0％。

HRMS Calcd for C₂₃H₃₁N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺654.7600，found 654.7558。δ:5.33(d,J＝4.6Hz,1H),5.05(d,J＝4.6Hz,1H),3.89(s,3H),3.39-3.52(m,4H)，3.29-3.34(m,1H)，3.11(d,J＝13.2Hz,1H),3.03(d,J＝13.2Hz,1H),2.81-2.95(m,2H),2.60-2.74(m,2H),2.36-2.50(m,2H),1.55-1.86(m,4H)。

实施例3：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S,5S)-5-(3-(胍基甲基)哌啶-1-羰基)-1-甲基吡咯烷基-3-基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物3)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为甲基，X为N，n为1)：

化合物3合成路线

中间体1：将原料1(12.0g，30.0mmol)、原料2(11.7g，33.3mmol)溶于丙酮(120mL)中，冷却至0～5℃搅拌5分钟，缓慢滴入三乙胺(6.5mL，46.7mmol)，然后在室温下反应5小时，减压除去溶剂，残余物经柱层析(二氯甲烷：石油醚＝3：1)，得到类白色固体15.2g，收率为86.7％。

化合物3：将中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-3(3.9g，7.8mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入二异丙基乙胺(1.5mL，9.1mmol)，然后在室温下反应3小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于丙酮(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应2小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.4g化合物3，收率为58.3％。

HRMS Calcd for C₂₅H₃₅N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺682.8140，found 682.8103。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.38(d,J＝4.6Hz,1H),5.09(d,J＝4.6Hz,1H),3.88(s,3H),3.47-3.69(m,6H)，3.38-3.49(m,1H)，3.19(d,J＝13.2Hz,1H),3.10(d,J＝13.2Hz,1H),2.85-3.01(m,2H),2.65-2.76(m,1H),2.58(s,3H),2.37-2.51(m,2H),1.46-1.72(m,5H)。

实施例4：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(乙氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S，5S)-5-(3-(胍基甲基)哌啶-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物4)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为乙基，R₄为氢，X为N，n为1)：

化合物4合成路线

中间体1-1：将原料1(12.0g，30.0mmol)、原料2-1(12.2g，33.3mmol)溶于丙酮(120mL)中，冷却至0～5℃搅拌5分钟，缓慢滴入二异丙基乙胺(2.5mL，15.1mmol)，然后在室温下反应8小时，减压除去溶剂，残余物经柱层析(二氯甲烷：石油醚＝3：1)，得到类白色固体14.8g，收率为82.1％。

HRMS Calcd for C₂₆H₂₃ClN₆O₅S₂：[M+H]⁺600.0850，found 600.0821。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:7.26-7.54(m,10H),7.06(s,1H),5.37(d,J＝4.6Hz,1H),5.06(d,J＝4.6Hz,1H),3.85-3.98(m,2H),3.13(d,J＝13.2Hz,1H),3.07(d,J＝13.2Hz,1H),1.67-1.80(t,3H)。

化合物4：将中间体1-1(3.6g，6.0mmol)、原料3-4(4.6g，7.9mmol)溶于四氢呋喃(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入二异丙基乙胺(1.5mL，9.1mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相经饱和食盐水洗、无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于异丙醇(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.4g化合物4，收率为60.1％。

HRMS Calcd for C₂₅H₃₅N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺682.8140，found 682.8101。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.33(d,J＝4.6Hz,1H),5.06(d,J＝4.6Hz,1H),3.80-3.95(m,2H),3.45-3.65(m,6H)，3.28-3.36(m,1H),3.10(d,J＝13.2Hz,1H),3.03(d,J＝13.2Hz,1H),2.86-2.99(m,2H),2.64-2.77(m,1H),2.38-2.52(m,2H),1.77-1.95(t,3H),1.40-1.68(m,5H)。

实施例5：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S,5S)-5-(3-(胍基甲基)哌啶-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物5)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为氢，X为N，n为1)：

化合物5合成路线

中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料7(4.5g，7.9mmol)溶于乙腈(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入二异丙基乙胺(1.5mL，9.1mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相经饱和食盐水洗、无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于丙酮(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.4g化合物5，收率为61.8％。

HRMS Calcd for C₂₃H₃₁N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺654.7600，found 654.7569。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.35(d,J＝4.6Hz,1H),5.03(d,J＝4.6Hz,1H),3.86(s,3H),3.41-3.64(m,6H),3.24-3.33(m,1H),3.08(d,J＝13.2Hz,1H),3.03(d,J＝13.2Hz,1H),2.66-2.82(m,1H),2.38-2.51(m,2H),1.46-1.75(m,5H)。

实施例6：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S，5S)-5-(3-(胍基甲基)氮杂环丁烷-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物6)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为氢，X为N，n为1)：

化合物6合成路线

中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-6(4.4g，7.9mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入三乙胺(1.3mL，9.3mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相经饱和食盐水洗、无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于异丙醇(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应3小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.5g化合物6，收率为64.5％。

HRMS Calcd for C₂₂H₂₉N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺640.7330，found 640.7302。¹HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.36(d,J＝4.6Hz,1H),5.05(d,J＝4.6Hz,1H),3.92(s,3H),3.64-3.79(m,4H),3.23-3.38(m,1H),3.10(d,J＝13.2Hz,1H),3.05(d,J＝13.2Hz,1H),2.85-2.94(m,2H),2.62-2.77(m,1H),1.49-1.78(m,5H)。

实施例7：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S,5S)-5-(2-(胍基甲基)哌啶-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物7)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为氢，X为N，n为1)：

化合物7合成路线

中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-7(4.6g，7.9mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入二异丙基乙胺(1.5mL，9.1mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相经饱和食盐水洗、无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于丙酮(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.5g化合物7，收率为63.6％。

HRMS Calcd for C₂₄H₃₃N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺668.7870，found 668.7822。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.45(d,J＝4.6Hz,1H),5.12(d,J＝4.6Hz,1H),3.89(s,3H),3.41-3.62(m,5H)，3.35-3.49(m,1H)，3.16(d,J＝13.2Hz,1H),3.06(d,J＝13.2Hz,1H),2.82-2.95(m,2H),2.63-2.77(m,1H),2.33-2.51(m,2H),1.50-1.73(m,6H)。

实施例8：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S,5S)-5-(((R)-2-((((Z)-2,3-bis(叔-丁氧基羰基)胍基)甲基)吡咯烷-1-羰基)吡咯烷-3-基)硫基)-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物8)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为氢，X为N，n为1)：

化合物8合成路线

中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-8(4.5g，7.9mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入三乙胺(1.3mL，9.3mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相经饱和食盐水洗、无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于丙酮(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应2小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.4g化合物8，收率为59.5％。

HRMS Calcd for C₂₃H₃₁N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺654.7600，found 654.7558。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.45(d,J＝4.6Hz,1H),5.13(d,J＝4.6Hz,1H),3.91(s,3H),3.41-3.54(m,5H),3.22-3.33(m,3H),3.16(d,J＝13.2Hz,1H),3.06(d,J＝13.2Hz,1H),2.68-2.82(m,1H),2.38-2.51(m,2H),1.99-2.15(m,4H)。

实施例9：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S，5S)-5-(3-(胍基甲基)哌啶-1-羰基)吡咯烷基-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物9)的制备(R₁为H，R₂为H，R₃为甲基，R₄为甲基，X为N，n为1)：

化合物9合成路线

中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-9(3.8g，7.8mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入二异丙基乙胺(1.5mL，9.1mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相经饱和食盐水洗、无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于丙酮(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.6g化合物9，收率为64.9％。

HRMS Calcd for C₂₄H₃₃N₁₁O₆S₃：[M+H]⁺668.7870，found 668.7823。δ:5.43(d,J＝4.6Hz,1H),5.09(d,J＝4.6Hz,1H),3.90(s,3H),3.45-3.58(m,4H)，3.26-3.33(m,1H)，3.15(d,J＝13.2Hz,1H),3.07(d,J＝13.2Hz,1H),2.80-2.95(m,2H),2.59-2.70(m,2H),2.36-2.50(m,2H),2.25(s,3H),1.54-1.85(m,4H)。

对比例1：(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S，5S)-5-(胍基甲基)吡咯烷-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物10)的制备：

化合物10合成路线

将中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-10(3.7g，7.8mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入三乙胺(1.3mL，9.3mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于异丙醇(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.1g化合物10，收率为62.9％。

HRMS Calcd for C₁₈H₂₄N₁₀O₅S₃：[M+H]⁺556.6350,found 556.6309。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.47(d,J＝4.6Hz,1H),5.07(d,J＝4.6Hz,1H),3.97(s,3H),3.26-3.52(m,4H)，3.16(d,J＝13.2Hz,1H),3.05(d,J＝13.2Hz,1H),2.70-2.83(m,1H),2.63-2.75(m,1H),2.06-2.28(m,2H)。

对比例2：

(7R)-7-((Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-(甲氧基亚氨基)乙酰氨基)-3-((((3S，5S)-5-(3-(氨基甲基)哌啶-1-羰基)吡咯烷-3-基)硫基)-8-氧代5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸(化合物11)的制备：

化合物11合成路线

将中间体1(3.5g，6.0mmol)、原料3-11(3.5g，7.8mmol)溶于二氯甲烷(50mL)中，氮气保护下冷却至0～5℃，缓慢滴入三乙胺(1.3mL，9.3mmol)，然后在室温下反应5小时，加入二氯甲烷(50mL)和水(40mL)猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物溶于异丙醇(60mL)，冷却至0～5℃，缓慢滴加浓盐酸(12mL)，然后在室温下反应5小时，析出类白色固体，乙醇重结晶得到2.2g化合物11，收率为58.6％。

HRMS Calcd for C₂₃H₃₁N₉O₆S₃：[M+H]⁺625.7380,found 626.7345。¹H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:5.46(d,J＝4.6Hz,1H),5.05(d,J＝4.6Hz,1H),3.95(s,3H),3.44-3.65(m,6H)，3.30-3.38(m,1H),3.17(d,J＝13.2Hz,1H),3.05(d,J＝13.2Hz,1H),2.77-2.91(m,2H),2.63-2.75(m,1H),2.33-2.59(m,2H),1.45-1.66(m,5H)。

实验例：

抗菌活性测试

采用滤纸片法进行测试，将实施例和对比例得到的化合物分别稀释至浓度为5.0μg mL^-1。以平板菌落计数法配制菌悬液，并向平板中加入菌悬液。取已灭菌的圆形滤纸片(Φ＝6mm)，滴加测试溶液，晾干后，放置于已涂细菌的平板上，各平板放置4个滤纸片，各样品对测试细菌设3组重复实验。厌氧37℃恒温培养箱中培养24小时，测量样品抑菌圈直径。

供试菌种包括，革兰阳性菌：金色葡萄球菌(S.aureus)、肺炎链球菌(S.pneumonia)、表皮葡萄球菌(S.epidermidis)；革兰阴性菌：大肠杆菌(E.coli)、绿脓杆菌(P.aeruginosa)、肺炎克雷伯氏菌(K.pneumonia)，均在公众机构购买。

对照品包括，头孢匹罗和头孢他啶。

实验结果如表1所示：

表1本发明化合物对革兰阳性菌和阴性菌抗菌活性结果(抑菌直径/mm)

编号

样品

S.aureus

S.pneumonia

S.epidermidis

E.coli

P.aeruginosa

K.pneumonia

1

实施例1

26.9±1.8

25.9±2.3

25.1±1.6

31.2±2.5

29.9±3.0

35.2±3.3

2

实施例2

26.9±1.5

25.9±2.5

25.1±1.9

32.3±3.1

31.1±3.1

34.5±3.5

3

实施例3

28.6±1.7

24.1±2.1

25.5±1.9

34.2±3.0

33.1±2.7

34.8±2.9

4

实施例4

25.4±1.5

25.4±1.9

24.1±1.8

28.7±2.2

28.9±2.3

31.3±2.3

5

实施例5

22.5±1.6

22.8±1.8

23.2±1.3

29.4±2.1

29.5±2.8

33.3±3.0

6

实施例6

22.4±1.5

23.3±1.3

24.0±1.5

29.2±2.7

29.7±2.8

31.6±3.0

7

实施例7

24.7±1.4

22.0±1.4

23.7±1.5

28.3±2.4

28.6±2.5

30.8±2.7

8

实施例8

23.4±1.6

23.2±1.5

23.2±1.4

28.9±2.0

28.9±2.3

31.9±2.9

9

实施例9

28.2±1.9

24.3±1.9

26.6±2.2

35.6±2.9

33.5±3.0

35.7±2.9

10

对比例1

22.2±1.7

20.5±1.5

20.6±1.5

32.4±2.5

32.7±2.8

33.5±2.5

11

对比例2

25.6±1.5

24.8±1.7

24.4±1.7

31.0±2.5

29.3±2.8

33.4±2.8

10

头孢匹罗

27.5±2.1

24.4±2.3

25.6±2.2

31.5±3.3

29.4±3.3

33.4±3.5

11

头孢他啶

17.5±2.0

16.3±1.3

16.1±1.7

20.7±2.4

20.4±2.2

18.9±2.2

由表1实验结果可见：

1、本发明的实施例化合物1-9对革兰阳性菌和阴性菌均有较好的活性，其中对所测试的革兰阳性菌和阴性菌的抗菌活性明显强于第三代头孢菌素药物头孢他啶，实施例化合物2、3、9对革兰阴性菌的作用强于第四代头孢菌素药物头孢匹罗，而对革兰阳性菌的作用与第四代头孢菌素药物头孢匹罗相当。

2、去除

缩短支链长度，得到对比例1(化合物10)，测试结果表明，其对革兰阴性菌的抗菌活性位于实施例1～9的中值，而对革兰阳性菌的抗菌活性明显低于实施例1～9，表明

这个结构是必须的。根据头孢菌素类药物的构效关系推测，

结构的存在，增加了化合物的脂溶性，有助于透过细菌细胞膜，有利于提高对革兰阳性菌的抗菌活性。

3、当胍基被氨基取代时，得到对比例2(化合物11)，相对于对比例1，其对革兰阳性菌的抗菌活性显著增加，但仍低于同系物实施例1化合物，其对革兰阴性菌的抗菌活性略低于实施例1化合物，表明胍基对头孢菌素类化合物的抗菌活性具有促进作用。究其原因，对比例2与吡咯烷环相连接的为氨基甲基，当氨基被胍基取代，得到实施例1化合物，其碱性明显增加，有助于对革兰阴性菌的抑制作用。

上述实验结果表明，本发明头孢菌素化合物具有化学稳定性好、抗菌活性强、对各种细菌产生的β-内酰胺酶稳定性高的特点，尤其是实施例化合物2、3、9优势突出，为具有很好的临床应用潜力的新化合物。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims

1.通式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐，

其中：

R₁和R₂是H或C_1-6烷基；

R₃是H或C_1-6烷基；

R₄是H或C_1-6烷基；

X是N或CH；

表示氮杂4～6元环，环上氮原子与羰基以酰胺键相连；

n为0～2的整数。

2.权利要求1所述通式(I)化合物的合成方法，其特征在于：合成方法反应方程式如下：

反应步骤：

步骤一、中间体1的制备：

在干燥的反应瓶中加入原料1、原料2和溶剂，搅拌溶解，冷却至0-5℃，缓慢滴入碱1，然后升至室温反应5-12h，反应产物经柱层析得到中间体1，为类白色固体；所述的溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷或丙酮；所述的碱1选自三乙胺、二异丙基乙胺或正丁胺；

步骤二、中间体2的制备：

将中间体1、原料3溶于溶剂中，冷却至0-5℃，缓慢滴入碱2，反应3-6h，加入二氯甲烷和水猝灭反应，分液，有机相用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到的残余物无需进一步纯化，直接用于下一步反应；所述的溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷或丙酮；所述的碱2选自三乙胺、二异丙基乙胺或正丁胺；

步骤三、通式(I)化合物的制备：

在干燥的反应瓶中加入上一步得到的残余物和溶剂，冷却至0-5℃，再缓慢滴加浓盐酸，反应2-5h，析出类白色固体，固体经重结晶后得通式(I)化合物成品；所述的溶剂选自四氢呋喃、二氯甲烷或丙酮。

3.权利要求1所述的通式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐制成药学上可接受的任意剂型。

4.根据权利要求3所述的通式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐制成药学上可接受的任意剂型，其特征在于：制成以口服或用于肠胃外给药的剂型。

5.根据权利要求4所述的通式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐制成药学上可接受的任意剂型，其特征在于：所述的制成以口服的剂型，是加入填充剂、粘合剂、崩解剂和润滑剂，制成常规的固体制剂，为片剂、胶囊剂、丸剂和颗粒剂；或者是制成口服液体制剂，为口服溶液剂、口服混悬剂和糖浆剂；所述的制成用于肠胃外给药的剂型，是制成注射剂。

6.权利要求1所述的含有通式(I)所示的化合物或其药学上可接受的盐制成的药物组合物在制备治疗和/或预防感染性疾病的药物中的应用。