JP2014521739A - 窒素含有化合物及びその使用 - Google Patents

Abstract

式（Ｉ）の化合物、その調製、及び細菌感染の予防又は治療方法が開示される。

Description

本発明は、窒素含有化合物、その製造方法、及び細菌感染の予防又は治療のためのその使用に関する。

既知の抗菌剤に対する細菌耐性の出現は、細菌感染の治療における主な課題となっている。細菌感染、特に耐性菌に起因する細菌感染の治療を促進するための一つの方法は、細菌耐性を克服することができる、新規な抗菌剤を開発することである。Ｃｏａｔｅｓら（Ｂｒ．Ｊ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．２００７；１５２（８），１１４７-１１５４）は、新たな抗生物質を開発するための新規なアプローチを概説している。しかしながら、新規な抗菌剤の開発は、挑戦的な課題である。例えば、Ｇｗｙｎｎら（Ａｎｎａｌｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１０，１２１３：５-１９）は、抗菌剤の発見における課題について概説している。

既知の抗菌剤に対する細菌耐性を克服するための他のアプローチは、耐性を獲得して維持する細菌のメカニズムを標的とすることである。例えば、ある種の細菌は、典型的なβラクタム抗菌剤中のβラクタム環を加水分解する酵素（βラクタマーゼ酵素）を産生することが知られている。一度βラクタム環が加水分解されると、抗菌剤はそれら細菌に対して不活性になる。細菌は、いくつかの種類のβラクタマーゼ酵素を産生することが知られている。βラクタマーゼ酵素は、アミノ酸配列相同性に応じて、大まかに４つのクラス（Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤ）に分類される（Ａｍｂｌｅｒ Ｒ． Ｐ．， Ｐｈｉｌ． Ｔｒａｎｓ． Ｒ． Ｓｏｃ． Ｌｏｎ．， Ｂ２８９， ３２１−３３１， １９８０）。クラスＡ、Ｃ及びＤに属するβラクタマーゼ酵素は、触媒作用を促進させる活性部位としてセリンを用いるのに対し、クラスＢに属するものは、βラクタムの開裂を促進するため、活性部位に、１以上の金属イオン（例えば亜鉛イオン）を含んでいる。

一般的にβラクタマーゼ阻害薬として知られるある種の化合物は、１以上のβラクタマーゼ酵素の活性を阻害し、それによって従来のβラクタム抗菌剤の効能を回復する能力を有している。βラクタマーゼ阻害薬の典型的な例としては、スルバクタム、タゾバクタム及びクラブラン酸が挙げられる。Ｄｒａｗｚら（Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ， Ｊａｎ． ２０１０， Ｖｏｌｕｍｅ ２３（１）， ｐ． １６０-２０１）は、βラクタマーゼ阻害の主体を概説した。米国特許Ｎｏ．７，１１２，５９２は、いくつかの複素環化合物及び抗菌剤としてのその使用を開示している。

本発明者らは、驚いたことに、細菌感染の予防又は治療に有用な窒素含有化合物を発見した。

これによって、窒素含有化合物、これら化合物の製造方法、これら化合物を含有する医薬組成物、及びこれら化合物を用いて対象の細菌感染を予防又は治療する方法が提供される。

一般的な１態様では、式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩が提供される。
（式中、Ｍはカチオンである）
他の一般的な１態様では、式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩を含有する医薬組成物が提供される。
他の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、ここで、前記方法は、前記対象に薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩を投与することを含む。
他の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記感染は１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、前記方法は、前記対象に薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩を投与することを含む。
他の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、ここで、前記方法は、前記対象に、式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩を含む、薬学的に有効な量の医薬組成物を投与することを含む。
更に他の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記感染は１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、この方法は、式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩を含む、薬学的に有効な量の医薬組成物を前記対象に投与することを含む。
他の一般的な１態様では、（ａ）式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩、及び（ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はそれらの薬学的に許容可能な塩を含有する、医薬組成物が提供される。
他の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の、（ａ）式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩、及び（ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩、を投与することを含む。
更に他の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記感染は、１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の、（ａ）式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩、及び（ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩、を投与することを含む。
他の一般的な１態様では、対象において抗菌剤による抗菌効果を増加させる方法が提供され、前記方法は、前記抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩を、薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩と同時投与することを含む。

本発明の１以上の実施態様の詳細は、以下の発明の詳細な説明において明らかとされる。本発明の他の特徴、目的及び利点は、請求の範囲を含め以下の発明の詳細な説明から明らかとなるであろう。

図１は、アセトンから結晶化させたトランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩の多形体ＩのＸ線粉末解析パターンである。 図２は、エタノールから結晶化させたトランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩の多形体ＩＩのＸ線粉末解析パターンである。 図３は、水から結晶化させたトランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩の多形体ＩＩＩのＸ線粉末解析パターンである。 図４は、アセトニトリルから結晶化させたトランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩の多形体ＩＶのＸ線粉末解析パターンである。 図５は、トルエンから結晶化させたトランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩の多形体ＶのＸ線粉末解析パターンである。 図６は、テトラヒドロフランから結晶化させたトランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩の多形体ＶＩのＸ線粉末解析パターンである。

以下、典型的な実施態様を説明し、実施態様を説明するために具体的な用語が使用される。しかしながら、それによって発明の範囲を限定する意図はないことが、理解されるべきである。本明細書に接した関連技術分野における当業者ならばするであろう、本明細書で例示された発明の特徴の変更又は更なる改良、及び本明細書に例示される発明原理の追加の適用は、本発明の範囲内にあると捉えられるべきである。本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、単数形である、“ある（ａ）”、“ある（ａｎ），”、及び“その（ｔｈｅ）”は、その内容が明確にそうでないことを示していない限り、指し示すものが複数であることを含むものであることに留意されたい。本明細書で挙げられた特許、特許出願、及び文献を含むすべての参照文献は、その全体が、参照により、本明細書に明確に取り込まれる。

本発明者らは、驚いたことに、抗菌作用を有する新規な窒素含有化合物を発見した。
本明細書で用いられる用語「光学異性体（ｓｔｅｒｅｏｉｓｏｍｅｒ）」は、同一の化学組成を有するが、それらの原子又は基の空間配置が異なる化合物を示す。式（Ｉ）の化合物は、不斉（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）又はキラル中心を含んでいてもよく、それゆえ、異なる光学異性体の形式で存在していてもよい。特にそうでないと特定される場合を除き、式（Ｉ）の化合物についての全ての光学異性体は、ラセミ混合物を含む混合物と同様に、本発明の一部を構成する。加えて、本発明は、全ての幾何異性体を包含し、位置異性体（シス及びトランス形式を含む）も、それらの混合物と同様に、本願発明の範囲に包含される。一般的には、ある化合物についての言及は、その光学異性体及び様々な光学異性体の混合物を含むことを意図している。
本明細書で使用される用語「薬学的に許容可能な塩」は、遊離化合物による所望の薬学的活性を有し、生物学的にもその他の意味でも望ましくないものでない、対象化合物の１以上の塩を意味する。一般には、「薬学的に許容可能な塩」は、過度の毒性、刺激、アレルギー反応等なくヒト及び動物の組織に接触させて使用するのに適しており、合理的な効果／リスク比に相応する塩を意味する。薬学的に許容可能な塩は、周知である。例えば、本明細書にその全体が参照により取り込まれる、Ｓ． Ｍ． Ｂｅｒｇｅら（Ｊ． Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， ６６： １−１９， １９７７）は、様々な薬学的に許容可能な塩を詳細に開示している。

一般には、本発明の化合物は、酸部分（例えば、Ｍが水素である式（Ｉ）の化合物）だけでなく、塩基部分（例えば、窒素原子）を含む。当業者であれば、それゆえ、そのような化合物が、塩基性塩（無機及び／又は有機塩基によって形成される）のみならず、酸性塩（無機及び／又は有機酸によって形成される）を形成できることを認識するであろう。そのような塩は、公知の手法によって調製できる。例えば、塩基性部分は、化合物を適切な量の酸によって処理することにより、その塩に転換できる。そのような好適な酸の典型的、非限定的な例としては、塩酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸等が挙げられる。若しくは、酸部分は、適切な塩基によって処理することにより、その塩に転換されてもよい。そのような塩基の典型的な非限定的な例としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。化合物が、塩に転換可能な１以上の官能基を含む場合、そのような官能基は独立に塩に変換されてもよい。例えば、化合物が２つの塩基性窒素原子を含む場合、１つの塩基性窒素が１つの酸によって塩を形成し、他の塩基性窒素が他の酸と塩を形成してもよい。本発明の化合物のうちのいくつかは、塩基性部分だけでなく酸性部分の両方を含み、それによって内塩又は対応する両性イオンを形成することができる。一般に、酸付加塩、塩基付加塩、両性イオン等を含む、本発明の式（Ｉ）の化合物の薬学的に許容可能な塩の全ての形態は、本発明の範囲内に含まれるものと考えられ、薬学的に許容可能な塩として包括的に呼ばれる。

本明細書で使用される、用語「感染」又は「細菌感染」は、対象内又は対象上に、その成長が阻害されたならば対象の利益になるであろう細菌が存在することを含む。つまり、用語「感染」は、細菌の存在を示すことに加えて、望ましくない通常のフローラ（ｆｌｏｒａ）をも示す。“感染”という用語は、細菌に起因する感染を含む。
本明細書で使用される、「治療（ｔｒｅａｔ）」、「治療すること（ｔｒｅａｔｉｎｇ）」、又は「処置（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」という用語は、医薬組成物又は１以上の薬学的な有効成分を含む薬剤を、予防及び／又は治療目的で投与することを示す。用語「予防処置（ｐｒｏｐｈｙｌａｃｔｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）」は、未だ感染していないが、感染しやすいか、さもなければ感染のリスクがある対象を治療すること（細菌感染を予防すること）、を示す。「治療処置」という用語は、すでに感染に苦しんでいる対象に対する投薬処置を示す。本明細書で使用される、「治療」、「治療すること」、又は「処置」という用語は、また、本明細書で述べられる組成物又は１以上の薬学的な有効成分を、追加の薬学的に活性な又は不活性な成分と共に又はそれらを加えること無く：（ｉ）細菌感染又は細菌感染による１以上の症状を減少させるため又は取り除くため、（ｉｉ）細菌感染又は細菌感染による１以上の症状の進行を抑制するため、（ｉｉｉ）細菌感染又は細菌感染による１以上の症状の重症度を減少させるため、（ｉｖ）細菌感染の臨床症状を抑制するため、又は（ｖ）細菌感染の副作用の症状を抑制するために、投与することを示す。

本明細書中で使用される、「薬学的に有効な量」、「治療的に有効な量」又は「有効量」は、治療効果を有する量又は対象内で治療効果を生むのに必要な量を示す。例えば、治療的に又は薬学的に有効な抗菌剤又は医薬組成物の量は、臨床試験結果、モデル動物感染実験、及び／又はインビトロ実験（例えば、寒天中、又は培養液媒体中）によって判断され得るような、所望する治療効果を得るのに必要な抗菌剤又は医薬組成物の量を意味する。薬学的に有効な量は、限定されるものではないが、関与している微生物（例えば、細菌）、対象の特徴（例えば、身長、体重、性別、年齢、及び治療履歴）、感染の重症度及び使用している抗菌剤の具体的な種類を含む、様々な要因に依存する。予防処置として治療的に又は予防的に有効な量は、微生物（例えば細菌）感染の予防に有効であろう量である。
「投与」又は「投与すること」という用語は、例えば、組成物、その有効成分、又は他の薬学的な有効成分を感染部位に供給することに寄与する、あらゆる適当な方法によって、組成物又は１以上の薬学的な有効成分を対象に与えることを含む。投与の方法は、例えば、医薬組成物の成分又は薬学的に活性若しくは不活性な成分の種類／性質、潜在的な又は実際の感染部位、関与している微生物、感染の重症度、対象の年齢及び健康状態などの様々な要因に応じて変更されてもよい。本発明における、組成物又は薬学的な有効成分の対象への投与方法の非限定的ないくつかの例としては、経口、静脈内、局所的、呼吸内（ｉｎｔｒａｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ）、腹腔内、筋肉内、非経口、舌下、経皮、鼻腔内、エアロゾル、眼内、気管内、直腸内、膣内、遺伝子銃、皮膚パッチ、点眼、点耳又はマウスウォッシュが挙げられる。１つより多い成分（活性の又は不活性の）を含む医薬組成物の場合、そのような組成物を投与する方法の１つは、成分を混合し（例えば、錠剤、カプセル、薬液、粉薬などの適切な単位投薬剤形の形態で）、その後、その剤形を投与することである。若しくは、組成物が全体として相乗効果及び／又は所望の効果を発揮するような、有益な治療レベルに達するのであれば、成分はまた、別々に（同時に又は順番に）投与されてもよい。

本明細書で使用される「成長（ｇｒｏｗｔｈ）」という用語は、１以上の微生物の成長を示し、微生物（例えば、細菌）の生殖又は個体群の拡大を含む。その用語は、また、進行中の微生物の代謝プロセスが維持されることを含み、微生物の生存を維持するプロセスを含む。
本明細書で使用される「効果（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ）」という用語は、治療、組成物又は１以上の薬学的な有効成分が、対象において所望の生物学的な効果を生み出す能力をいう。例えば、組成物又は抗菌剤の「抗菌効果」とは、組成物又は抗菌剤が、対象の微生物（例えば、細菌）感染を予防又は治療する能力を意味する。
本明細書で使用される「相乗的な」又は「相乗」という用語は、組み合わせによる効果が個々の効果よりも大きくなるような、２以上の薬剤の相互作用を意味する。
本明細書で使用される、「抗菌剤」という用語は：（ｉ）細菌の成長を阻害、減少、又は予防する能力、（ｉｉ）細菌が対象内で感染症を引き起こす能力を阻害するか又は減少させる能力、又は（ｉｉｉ）環境内で細菌が増殖するか又は感染力を維持する能力を、阻害するか又は減少させる能力、を有する、あらゆる物質、化合物、物質の組み合わせ、又は化合物の組み合わせを意味する。「抗菌剤」という用語は、また、細菌の感染力又は毒性を減少させることができる化合物を意味する。
本明細書で使用される、「βラクタム抗菌剤」という用語は、抗菌性を有し、その分子構造内にβラクタム核を含む化合物を意味する。
本明細書で使用される「βラクタマーゼ」という用語は、βラクタム環を分解する、あらゆる酵素、タンパク質又はあらゆるその他の物質を意味する。「βラクタマーゼ」という用語は、細菌により産生され、βラクタム化合物中のβラクタム環を部分的に又は完全に加水分解する能力を有する酵素を含む。
本明細書で使用される、「βラクタマーゼ阻害薬」という用語は、１以上のβラクタマーゼ酵素の活性を、部分的に又は完全に阻害する能力を有する化合物を意味する。

「薬学的に不活性な成分」、「媒体（ｃａｒｒｉｅｒ）」又は「賦形剤（ｅｘｃｉｐｉｅｎｔ）」という用語は、化合物の投与を促進するため、例えば、化合物の溶解性を高めるために用いられる化合物又は物質を意味する。固形媒体としては、例えば、デンプン、ラクトース、リン酸二カルシウム、スクロース、及びカオリンが挙げられる。液体媒体としては、例えば、滅菌水、生理食塩水、緩衝剤、非イオン性界面活性剤、食用油（油、ピーナッツ油、及びゴマ油など）が挙げられる。加えて、当該技術分野で一般に用いられる種々の補助剤（ａｄｊｕｖａｎｔｓ）が含まれてもよい。これら、及び他のそのような化合物は、文献（例えば、Ｍｅｒｃｋ Ｉｎｄｅｘ， Ｍｅｒｃｋ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｒａｈｗａｙ， Ｎ．Ｊ）に記載されている。様々な成分を医薬組成物に含ませることについての考察が、例えば、Ｇｉｌｍａｎ ｅｔ ａｌ． （Ｅｄｓ．） （１９９０）； Ｇｏｏｄｍａｎ ａｎｄ Ｇｉｌｍａｎ′ｓ： Ｔｈｅ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂａｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ， ８ｔｈ Ｅｄ．， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ．に記載されている。

本明細書で使用される「対象（ｓｕｂｊｅｃｔ）」という用語は、哺乳類を含む、脊椎動物又は無脊髄動物を意味する。用語「対象」は、ヒト、動物、トリ、魚、又は両生類を含む。典型的には、「対象」の非限定的な例として、ヒト、ネコ、イヌ、ウマ、ヒツジ、ウシ（ｂｏｖｉｎｅ ｃｏｗｓ）、ブタ、子ヒツジ、ラット、マウスおよびモルモットが挙げられる。

本明細書で使用される用語「セフトロザン（Ｃｅｆｔｏｌｏｚａｎｅ）」は、ＣＸＡ−１０１（ＣＡＳ登録番号Ｎｏ．：６８９２９３−６８−３；化学名：（６Ｒ，７Ｒ）−３−［（５−アミノ−４−｛［（２−アミノエチル）カルバモイル］アミノ｝−１−メチル−１Ｈ−ピラゾール−２−イウム−２−イル）メチル］−７−（｛（２Ｚ）−２−（５−アミノ−１，２，４−チアジアゾール−３−イル）−２−［（１−カルボキシ−１−メチルエトキシ）イミノ］アセチル｝アミノ）−８−オキソ−５−チア−１−アザビシクロ［４．２．０］オクタ−２−エン−２−カルボキシレート）としても知られる化合物を意味する。セフトロザンへの言及は、その薬学的に許容可能な塩、プロドラッグ、代謝物、エステル、エーテル、水和物、多形体、溶媒和物、複合体、光学異性体、付加物、及びその全ての他の薬学的に許容可能な誘導体を含むことを意図している。

一般的な１態様においては、式（Ｉ）の化合物、
光学異性体、又はその薬学的に許容可能な塩が提供され、ここでＭはカチオンである。

一般に、本発明の化合物は、スキーム１乃至３に示される一般的な手順に従って調製される。当業者であれば、記載された方法は、所望する関連化合物を得るため、更に変更又は最適化されてもよいことを理解できるだろう。以下の手順において、全ての変化形は先に定義されたとおりである。

別の一般的な１態様では、式（Ｉ）の化合物、光学異性体、又はその薬学的に許容可能な塩を含む医薬組成物が提供される。
別の一般的な１態様では、対象の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、光学異性体、又はその薬学的に許容可能な塩を投与することを含む。
別の一般的な態様では、対象内の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記感染は１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、その方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、光学異性体又はその薬学的に許容可能な塩を投与することを含む。
別の一般的な１態様では、対象内の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記方法は、前記対象に、式（Ｉ）の化合物、光学異性体又はその薬学的に許容可能な塩を含む、薬学的に有効な量の医薬組成物を投与することを含む。
更に別の一般的な１態様においては、対象内の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記感染は、１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、その方法は、前記対象に、式（Ｉ）の化合物、光学異性体又はその薬学的に許容可能な塩を含む、薬学的に有効な量の医薬組成物を投与することを含む。

スキーム１
ａ：塩基、水、室温；ｂ：Ｂｏｃ無水物、ＴＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ、室温；ｃ：ＬｉＯＨ、アセトン；ｄ：塩化ピバロイル、ＴＥＡ；ｅ：アンモニア（ｇ）；ｆ：トリフルオロ酢酸無水物、ＴＥＡ、ＤＣＭ；ｇ：ＴＦＡ、ＤＣＭ；ｈ：トリホスゲン、ＴＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ；ｉ：Ｈ₂、Ｐｄ／Ｃ；ｊ：ＳＯ₃−ＤＭＦ；ｋ：テトラブチルアンモニウムアセテート、ＤＣＭ；ｌ：Ｄｏｗｅｘ ５０ＷＸ８ ２００ Ｎａ⁺レジン

スキーム２
ａ：水、還流、２４時間；ｂ：１−ヒドロキシベンゾトリアゾールアンモニウム塩、ＤＣＣ、ＤＭＦ；ｃ：Ｂｏｃ無水物、ＴＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ、室温；ｄ：トリフルオロ酢酸無水物、ＴＥＡ、ＤＣＭ；ｅ：ＴＭＳＯＩ、ＮａＨ、ＤＭＳＯ、ＴＨＦ、−１０℃、１時間；ｆ：Ｏ−ベンジルヒドロキシルアミン、ＨＣｌ、ＥｔＯＡｃ ６０℃、２．５時間；ｇ：メタンスルホン酸、エチルアセテート、４０℃；ｈ：ＫＨＣＯ₃、水、５５℃；ｉ：ナトリウムトリアセトキシボロヒドリド、ＳＴＡＢＨ、Ｈ₂ＳＯ₄；ｊ：トリホスゲン、ＴＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ；スキーム−１：スキーム−１により表される追加工程

スキーム３
ａ：水、還流、２４時間；ｂ：１−ヒドロキシベンゾトリアゾールアンモニウム塩、ＤＣＣ、ＤＭＦ；ｃ：ＢｏＣ無水物、ＴＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ、室温；ｄ：ＴＭＳＯＩ、ＮａＨ、ＤＭＳＯ、ＴＨＦ、−１０℃、１時間；ｅ：Ｏ−ベンジルヒドロキシルアミン、ＨＣｌ、ＥｔＯＡｃ ６０℃、２．５時間；ｆ：メタンスルホン酸、エチルアセテート、４０℃；ｇ：ＫＨＣＯ₃、水、５５℃；ｇ：ナトリウムトリアセトキシボロヒドリド、ＳＴＡＢＨ、Ｈ₂ＳＯ₄；ｈ：トリホスゲン、ＴＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＣＭ；ｉ：トリフルオロ酢酸無水物、ＴＥＡ、ＤＣＭ；スキーム−１：スキーム−１により表される追加工程

いくつかの実施態様では、式（Ｉ）の化合物（ここでＭはナトリウム）は、スキーム１に示される一般的な手順を用いて調製された。典型的には、（Ｓ）−５−（ベンジルオキシアミノ）−ピペリジン−２−カルボン酸ベンジルエステルシュウ酸塩（ＩＩ）を、室温で適切な塩基により処理することによって遊離塩基に転換し、化合物（ＩＩａ）を得た。これを、ＤＭＡＰ等の適切な塩基性の触媒の存在下で、−５℃から４０℃の温度範囲で、ＢｏＣ無水物と反応させることにより、化合物（ＩＩｂ）を得た。この化合物を、水酸化リチウムなどの塩基によって、−５℃から２５℃の温度で加水分解することにより、トランス−５−ベンジルオキシアミノ−ピペリジン−１，２−ジカルボン酸１−ｔｅｒｔ−ブチルエステル化合物（ＩＩＩ）を得た。

化合物（ＩＩＩ）を、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン又はクロロホルムなどの溶媒中、Ｎ−メチルモルホリン、トリエチルアミンまたはジイソプロピルエチルアミンなどのような適当な塩基の存在下、−５℃から３５℃の温度で、約１時間から２時間、塩化ピバロイルなどの酸塩化物と反応させ、無水物（ＩＶ）を得た。
続いて、無水物（ＩＶ）を、−５０℃から５℃の温度で、約０．５時間から２時間、アンモニアガスにより処理し、アミド中間体化合物（Ｖ）を得た。
中間体化合物（Ｖ）を、トルエン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、またはジクロロメタンなどの溶媒中、−５℃から３５℃の温度で、約１時間から２４時間、トリフルオロ酢酸無水物により処理することにより、中間体化合物（Ｖ）の脱水を行い、ニトリル中間体化合物（ＶＩ）を得た。
中間体化合物（ＶＩ）を、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトニトリル、または水などの溶媒中、−２５℃から５０℃の温度で、約１時間から２４時間、トリフルオロ酢酸又は塩酸などの脱保護剤を用いて脱保護化し、中間体化合物（ＶＩＩ）を得た。中間体化合物（ＶＩＩ）を、トルエン、クロロホルム、アセトニトリルなどの溶媒中、トリエチルアミンまたはジイソプロピルエチルアミンなどの塩基の存在下、−５℃から５０℃の温度で、約１時間から２４時間、ホスゲン溶液、ジホスゲンまたはトリホスゲンなどの試薬を用いて処理することにより、中間体化合物ＶＩＩを環化し、環化中間体化合物（ＶＩＩＩ）を得た。

環化中間体化合物（ＶＩＩＩ）を、メタノール、エタノール、メタノール−ジクロロメタン混合物、又はＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド−ジクロロメタン混合物などの溶媒中、水素ガス、ギ酸アンモニウム、ギ酸又はシクロヘキセンのような水素源の存在下、２５℃から６０℃の温度で、約１時間から２４時間、５％又は１０％のパラジウム炭素又は２０％パラジウム水酸化物炭素（ｐａｌｌａｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｏｎ ｃａｒｂｏｎ）などの触媒を用いて、水素化分解処理し、Ｎ−ヒドロキシ中間体化合物（ＩＸ）を得た。
中間体化合物（ＩＸ）を、ピリジン、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタンまたはそれらの混合物などの溶媒中、−５℃から５０℃の温度で、約０．５時間から２４時間、ピリジン三酸化硫黄コンプレックス、又はＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド三酸化硫黄コンプレックス（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ ｓｕｌｆｕｒ ｔｒｉｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）などのスルホン化試薬と反応させることにより、スルホン化し、スルホン酸のピリジン塩（Ｘ）を得、続いて、テトラブチルアンモニウムアセテートによって処理し、スルホン酸のテトラブチルアンモニウム塩中間体化合物（ＸＩ）を得た。
中間体化合物（ＸＩ）を水性テトラヒドロフラン中で、Ｄｏｗｅｘ ５０ＷＸ８ ２００レジンのナトリウム形に通し、次いで、減圧下で溶媒分を蒸発させ、本発明の化合物をナトリウム塩として単離し、化合物Ｉ（ここでＭはナトリウム）を得た。

若しくは、この化合物は、化合物（ＸＩ）を、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、エタノール、イソプロパノールなどの溶媒中で、室温から８０℃の温度で、エチルヘキサン酸ナトリウム（ｅｔｈｙｌ ｓｏｄｉｕｍ ｈｅｘａｎｏａｔｅ）によって処理することにより（ＭがＮａの場合）、得ることもできる。

これらの化合物（ＭがＮａ）の様々な多形体が調製された。

別の一般的な１態様では、（ａ）式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩、及び（ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩、を含む医薬組成物が提供される。
別の一般的な１態様では、対象内の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、この方法は、薬学的に有効な量の、（ａ）式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩、及び（ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩、を対象に投与することを含む。
更に別の一般的な１態様では、対象内の細菌感染の予防又は治療方法が提供され、前記感染は１つ以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、前記方法は、薬学的に有効な量の、（ａ）式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩、及び（ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩、を前記対象に投与することを含む。
別の一般的な１態様では、対象における抗菌剤の抗菌効果を増大させる方法が提供され、前記方法は、前記抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩を、薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩と、同時投与することを含む。
いくつかの実施態様において、本発明に係る組成物及び方法は、式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩を、少なくとも１つの抗菌剤と組み合わせて使用する。多種の抗菌剤が使用可能である。典型的には、抗菌剤の非限定的な例として、アミノグリコシド、アンサマイシン、カルバセフェム、セファロスポリン、セファマイシン、リンコサミド、リポペプチド、マクロライド、モノバクタム、ニトロフラン、ペニシリン、ポリペプチド、キノロン、スルホンアミド、テトラサイクリン、オキサゾリジノン等に一般的に分類される１つ以上の抗菌化合物が挙げられる。

典型的には、アミノグリコシド抗菌剤の非限定的な例として、アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、トブラマイシン、パロモマイシン、アルベカシン、ストレプトマイシン、アプラマイシン等が挙げられる。
典型的には、アンサマイシン抗菌剤の非限定的な例として、ゲルダナマイシン、ハービマイシン等が挙げられる。
典型的には、カルバセフェム抗菌剤の非限定的な例として、ロラカルベフ等が挙げられる。
典型的には、カルバペネム抗菌剤の非限定的な例として、エルタペネム、ドリペネム、イミペネム、メロペネムなどが挙げられる。

典型的には、セファロスポリン及びセファマイシン抗菌剤の非限定的な例として、セファゾリン、セファセトリル、セファドロキシル、セファレキシン、セファログリシン、セファロニウム、セファロリジン、セファロチン、セファピリン、セファトリジン、セファゼドン、セファザフル、セフラジン、セフロキサジン、セフテゾール、セファクロル、セファマンドール、セフミノクス、セフォニシド、セフォラニド、セフォチアム、セフプロジル、セフブペラゾン、セフロキシム、セフゾナム、セファマイシン、セフォキシチン、セフォテタン、セフメタゾール、カルバセフェム、セフィキシム、セフタジジム、セフトリアキソン、セフカペン、セフダロキシム（Ｃｅｆｄａｌｏｘｉｍｅ）、セフジニル、セフジトレン、セフェタメト、セフメノキシム、セフォジジム、セフォペラゾン、セフォタキシム、セフピミゾール、セフピラミド、セフポドキシム、セフスロジン、セフテラム、セフチブテン、セフチオレン（Ｃｅｆｔｉｏｌｅｎｅ）、セフチゾキシム、オキサセフェム、セフェピム、セフォゾプラン、セフピロム、セフキノム、セフトビプロール、セフチオフル、セフキノム、セフォベシン、ＣＸＡ−１０１、セフタロリン、セフトビプロールなどが挙げられる。

典型的には、リンコサミド抗菌剤の非限定的な例として、クリンダマイシン、リンコマイシンなどが挙げられる。
典型的には、マクロライド抗菌剤の非限定的な例として、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、エリスロマイシン、ロキシスロマイシン、トロレアンドマイシン、テリスロマイシン、スペクチノマイシンなどが挙げられる。
典型的には、モノバクタム抗菌剤の非限定的な例として、アズトレオナム等が挙げられる。
典型的には、ニトロフラン抗菌剤の非限定的な例として、フラゾリドン、ニトロフラントインなどが挙げられる。
典型的には、ペニシリン抗菌剤の非限定的な例として、アモキシシリン、アンピシリン、アズロシリン、カルベニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フルクロキサシリン、メズロシリン、メチシリン、ナフシリン、オキサシリン、ペニシリンＧ、ペニシリンＶ、ピペラシリン、テモシリン、チカルシリンなどが挙げられる。
典型的には、ポリペプチド抗菌剤の非限定的な例として、バシトラシン、コリスチン、ポリミキシンＢ等が挙げられる。
典型的には、キノロン抗菌剤の非限定的な例として、シプロフロキサシン、エノキサシン、ガチフロキサシン、レボフロキサシン、ロメフロキサシン、モキシフロキサシン、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、オフロキサシン、トロバフロキサシン、グレパフロキサシン、スパルフロキサシン、テマフロキサシンなどが挙げられる。
典型的には、スルホンアミド抗菌剤の非限定的な例としては、マフェニド、スルホンアミドクリソイジン（Ｓｕｌｆｏｎａｍｉｄｏｃｈｒｙｓｏｉｄｉｎｅ）、スルファセタミド、スルファジアジン、スルファメチゾール、スルファメトキサゾール、スルファサラジン、スルフイソキサゾール、トリメトプリムなどが挙げられる。
典型的には、テトラサイクリン抗菌剤の非限定的な例として、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、チゲサイクリンなどが挙げられる。
典型的には、オキサゾリジノン抗菌剤の非限定的な例として、リネゾリド、ランベゾリド、トレゾリド、ラデゾリド等が挙げられる。

本発明に係る医薬組成物は、１つ以上の薬学的に許容可能な担体又は賦形剤等を含んでいてもよく、そのような担体又は賦形剤の典型的な非限定的な例としては、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、タルカン、セルロース、クロスカルメロースナトリウム、グルコース、ゼラチン、スクロース、炭酸マグネシウム、湿潤剤、乳化剤、可溶化剤、ｐＨ緩衝剤、潤滑剤、安定化剤、結着剤等が挙げられる。

本発明に係る医薬組成物は、様々な形態で存在し得る。いくつかの実施態様では、医薬組成物は、粉薬又は溶液の形態である。他のいくつかの実施態様では、本発明に係る医薬組成物は、非経口投与に先立ち、相溶性がある再構成希釈剤の添加により再構成することができる、粉薬の形態である。そのような相溶性がある再構成希釈剤の非限定的な例としては、水が挙げられる。
いくつかの他の実施態様では、本発明に係る医薬組成物は、非経口投与に先立ち、相溶性がある希釈剤により希釈することができる、冷凍組成物の形態である。
いくつかの他の実施態様では、本発明に係る医薬組成物は、すぐに非経口投与に使用することができる形態である。

本発明の方法において、本明細書で開示される医薬組成物及び／又は他の薬学的な有効成分は、組成物、その構成成分又は有効成分を所望の部位に到達させることに寄与する、あらゆる適当な方法で投与され得る。投与方法は、例えば、医薬組成物の成分、有効成分の性質、潜在的な又は実際の感染部位、関与している微生物（例えば細菌）、感染の重症度、対象の年齢及び健康状態などの様々な要因に応じて変更されてもよい。本発明における、組成物の対象への投与方法の非限定的な例としては、経口、静脈内、局所的、呼吸内（ｉｎｔｒａｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ）、腹腔内、筋肉内、非経口、舌下、経皮、鼻腔内、エアロゾル、眼内、気管内、直腸内、膣内、遺伝子銃、皮膚パッチ、点眼、点耳又はマウスウォッシュが挙げられる。

本発明の組成物は、様々な剤形に調製され得、ここで、有効成分及び／又は賦形剤は一緒に（例えば混合物として）存在していてもよく、別々の成分として存在していてもよい。組成物における種々の成分が混合物として調製される場合、そのような組成物は、そのような混合物の投与により、与えられ得る。成分が混合物ではなく、別々である組成物又は剤形の場合、そのような組成物／剤形は、いくつかの手法により投与され得る。ある可能な方法では、成分が所望される比率で混合され、その後、混合物が必要に応じて投与される。もしくは、成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）又は（活性又は不活性）成分（ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）は、等価な混合物を投与した場合と同一又は等価な治療レベル又は効果が達成されるように、適切な比率で別々に（同時に又は順番に）投与されてもよい。

同様に、本発明に係る方法において、本明細書で開示される有効成分は、対象に対し、必要に応じていくつかの方法で投与されてよい。いくつかの実施態様では、有効成分は、適切な量で混合され、その後、混合物が対象に投与される。他のいくつかの実施態様では、有効成分は、別々に投与される。本発明では有効成分剤が別々に投与されてもよいことが考慮されていることから、本発明によれば、更に、別々の医薬組成物のキット形態による組み合わせが提供される。キットは、それぞれが１以上の有効成分を含む、１以上の別々の医薬組成物を含んでいてもよい。そのような別々の組成物の各々は、例えば、ボトル、バイアル、注射器、箱、袋などの別々の容器内に存在していてもよい。典型的には、キットは、別々の成分を投与するための指示を含んでいる。キット形態は、別々の成分が、好ましくは異なる剤形（例えば経口及び非経口）で投与されるか、又は、異なる投与間隔で投与される場合に、特に有効である。有効成分が別々に投与される場合、それらは同時に投与されても順番に投与されてもよい。
本発明に係る医薬組成物又は有効成分は、種々の剤形に調製され得る。典型的には、剤形の非限定的な例として、固形、半固形、液体及びエアロゾル剤形；例えば錠剤、カプセル、粉薬、溶液、懸濁液、坐剤、エアロゾル剤、顆粒剤、乳剤、シロップ剤、エリキシル剤などが挙げられる。

一般に、本明細書で開示される医薬組成物及び方法は、細菌感染の予防又は治療に有用である。有利には、本明細書で開示される組成物及び方法は、１以上の既知の抗菌剤又はそれらの既知の組成物に対して影響を受けにくいか又は受けないと考えられる細菌に起因する感染症の予防又は治療にもまた、有効である。種々の抗菌剤に対して進化した耐性を有することが知られているそのような細菌のいくつかの非限定的な例としては、アシネトバクター、大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌、エンテロバクター、クレブシエラ、及びシトロバクターなどが挙げられる。本発明の組成物及び／又は方法を用いて予防又は治療される感染症の他の非限定的な例としては：皮膚及び軟部組織感染、発熱性好中球減少症、尿路感染症、腹腔内感染症、気道感染症、肺炎（院内）、髄膜炎菌血症（ｂａｃｔｅｒｅｍｉａ ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｓ）、外科感染症などが挙げられる。
驚いたことに、本発明に係る化合物、組成物及び方法は、また、１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因する細菌感染の予防又は治療にも効果的である。本発明に係る組成物及び方法が、典型的なβラクタム抗生物質と共に、そのような耐性菌を処置する能力は、当技術分野における重要な進歩を表している。

一般には、本発明に係る式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩は、また、対象内の抗菌剤による抗菌作用の増大に有用である。１以上の抗菌剤の抗菌効果は、例えば、前記抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩を、薬学的に有効な量の本発明に係る式（Ｉ）の化合物、又は光学異性体又は薬学的に許容可能な塩と同時投与することにより、増大され得る。
本発明の範囲及び精神を逸脱しない範囲内で、本明細書で開示された発明に対して種々の代替及び変更がなされてもよいことは、当業者にとって自明であろう。例えば、当業者は、記載された一般的な記述の範囲内で、本発明が様々な異なる化合物を用いて実施されてもよいことを認識するであろう。

（実施例）
以下の実施例は、現在のところ最もよく知られている本発明の実施態様を例示するものである。しかしながら、以下は、本発明の原理の応用についての単なる例示又は説明であることが、理解されるべきである。多くの変更及び代替組成物、方法並びに系が、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲内で、当業者により工夫されてもよい。添付の特許請求の範囲は、そのような変更及びアレンジをカバーすることを意図したものである。すなわち、本発明は上記において具体的に説明されてきたが、下記実施例は、現在のところ最も実用的であり好ましい本発明の実施態様であると思われるものについて、更なる詳細を加えるものである。

トランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルのナトリウム塩Ｉの調製
ステップ１：遊離塩基の調製及び−ＢｏＣ保護
シュウ酸塩ＩＩ（３０ｇ、０．０６９７モル）を水（３００ｍｌ）−酢酸エチル（３００ｍｌ）に分液し、次いで、重炭酸ナトリウム（１１．７グラム，０．１３９モル）を攪拌しながら添加した。１時間後、有機層を分離し、水層を酢酸エチル（１５０ｍｌ）により抽出した。混合有機層を水（１５０ｍｌ）、次いでブライン（１５０ｍｌ）により洗浄し、乾燥し（Ｎａ₂ＳＯ₄上）、溶媒を減圧下で蒸発させ、２４グラムの遊離塩基ＩＩａを得た。
冷却（５〜１０℃）した遊離塩基（２４ｇ，０．０７０５モル）のＤＣＭ（２４０ｍｌ）溶液に、トリエチルアミン（１９．６８ｍｌ，０．１４１モル）及びＢｏｃ無水物（１７．８ｍｌ，０．０７７５モル）を攪拌しつつ加えた。３０分後、ＤＭＡＰ（０．８６グラム，０．００７０５モル）を加え、得られた溶液を室温にまで加温し、更に１６時間攪拌した。反応混合物を、飽和塩化アンモニウム水溶液（１０ｍｌ）により希釈し、十分に攪拌し、ＤＣＭ層を分離し、水（１０ｍｌ）及び最終的にブライン（１０ｍｌ）により洗浄した。溶媒を減圧下で蒸発させ、シリカゲル（６０−１２０メッシュ）のカラムを用いて残留物をクロマトグラフ処理した。酢酸エチル：ヘキサン２５−５０％の混合物を用いて溶出処理を行い、混合成分を濃縮し、２５グラムの無色油状の生成物を得た（収率：８０％）。
ＭＳ：４３９［Ｍ＋］；ＭＦ：Ｃ₂₆Ｈ₃₃ＮＯ₅；ＭＷ：４３９．

ステップ２：ベンジルエステルの加水分解
化合物ＩＩｂ（２５グラム，０．０５６７モル）のアセトン（５００ｍｌ）溶液に、０℃で、水酸化リチウム溶液（３．８１グラム，２２８．６ｍｌの水と７６．２ｍｌのアセトンとの混合液中で０．０９０８モル）を、よく攪拌しながら滴下した。反応混合物を室温にまで加温し、更に５時間攪拌を続けた。得られた混合物を０℃に冷却し、２Ｎ ＨＣｌ（〜１０ｍｌ）により、ｐＨを８から８．５に調整した。反応混合物を、ブライン（７５ｍｌ）及びトルエン（２５０ｍｌ）により攪拌下で希釈し、１０分後に有機層を分離した。水層を、トルエン（２×１２０ｍｌ）により再抽出した。水層を、２Ｎ ＨＣｌを用いてｐＨ３〜４に酸性化し、溶液を酢酸エチル（３×２００ｍｌ）を用いて抽出した。混合有機層を水（２００ｍｌ）及びブライン（２００ｍｌ）により洗浄し、乾燥（Ｎａ₂ＳＯ₄上）し、溶媒を減圧下で蒸発させ、濃い油状の生成物２１ｇを得た（定量的収率）。
ＭＳ：３４９（Ｍ⁺）；ＭＦ：Ｃ₁₉Ｈ₂₇ＮＯ₅；ＭＷ：３４９

ステップ３：酸のアミドへの転化
攪拌した化合物ＩＶ（２１グラム，０．０６モル）のＤＣＭ（２１０ｍｌ）溶液に、０℃で、ＴＥＡ（２５．１２ｍｌ，０．１８モル）を加え、次いで、塩化ピバロイル（１１．０７ｍｌ，０．０９モル）をゆっくりと添加した。得られた混合物を、更に１．５時間、攪拌した。反応混合物を−４０℃に冷却し、ドライアンモニアガスで３０分間、反応混合物をバブリングした。反応混合物を室温にまで加温し、懸濁した白色固形分をろ過により除去した。溶媒を減圧下で蒸発させ、残留物をシリカゲル（６０−１２０メッシュ）のカラムでクロマトグラフ処理した。アセトン：ヘキサン（１：４）混合系により溶出処理を行い、混合溶媒を濃縮し、濃い油状の生成物を、１０．２グラム得た（収率：４９％）。
ＭＳ：３４８［Ｍ⁺］；ＭＦ：Ｃ₁₉Ｈ₂₈Ｎ₂Ｏ₄；ＭＷ：３４８．

ステップ４：アミドのシアノへの転化
冷却（０℃）及び攪拌した化合物ＶＩ（１０．２グラム，０．０２８６モル）のＤＣＭ溶液（３０６ｍｌ）に、トリエチルアミン（１７．９９ｍｌ，１．２８９モル）を加え、続いて、トリフルオロ酢酸無水物（１２．０８グラム，０．０５７３モル）をゆっくりと添加した。得られた溶液を室温にまで加温し、更に６時間攪拌した。反応混合物を水（３×１００ｍｌ）、飽和塩化アンモニウム溶液（１００ｍｌ）、及びブライン（１００ｍｌ）により、洗浄した。有機層を乾燥させ（Ｎａ₂ＳＯ₄）、減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物をシリカゲル（６０−１２０メッシュ）のカラムを用いて、アセトン：ヘキサン（１：１９）の混合物でクロマトグラフ処理した。混合成分を濃縮し、白色固体状の生成物を、９．７グラム得た（収率−定量的）。
ＭＳ：３３１（Ｍ＋）；ＭＦ：Ｃ₁₈Ｈ₂₅Ｎ₃Ｏ₃；ＭＷ：３３１

ステップ５：シアノの脱保護
冷却（−１５℃）及び攪拌した化合物ＶＩＩ（６ｍｇ）のＤＣＭ（１５０ｍｌ）溶液に、トリフルオロ酢酸（１２ｍｌ）を加え、混合物を室温に加温した。反応混合物を更に４時間攪拌した。溶媒を減圧下、４０±５℃で蒸発させ、残留物を飽和重炭酸ナトリウム水溶液（ａｑｕｅｏｕｓ ｓａｔ． ｓｏｄｉｕｍ ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）６０ｍｌにより希釈し、混合物をＤＣＭ（２×６０ｍｌ）で抽出した。混合抽出物を水（６０ｍｌ）により洗浄し、乾燥し（硫酸ナトリウム上）、減圧下、３５±５℃で蒸発させ、４．２グラムの化合物ＶＩＩＩを得た。

ステップ６：２環化合物の調製
冷却（０〜５℃）及び攪拌した化合物ＶＩＩＩ（４．２グラム）のアセトニトリル（６３ｍｌ）溶液に、トリエチルアミン（５．２８ｍｌ）を添加し、次いで、トリホスゲン（１．９グラム）のアセトニトリル（１６．８ｍｌ）溶液をゆっくりと加えた。攪拌を更に３０分続け、次いで、ジメチルアミノピリジン（０．１７８グラム）を加えた。反応混合物を室温にまで加温し、更に１６時間攪拌した。飽和重炭酸ナトリウム水溶液（３３．６ｍｌ）を反応混合物に加え、得られた混合物を３０分攪拌した。混合物を、減圧下で、１／３の体積にまで濃縮した。残留物を水（４２ｍｌ）で希釈し、得られた混合物をＤＣＭ（２×４２ｍｌ）で抽出した。溶媒を減圧下で蒸発させ、残留物をシリカゲル（６０〜１２０メッシュ）のカラムで精製した。アセトン：ヘキサンの１：４混合物により溶出処理を行い、混合成分を濃縮し、白色固形状の生成物を、２．３ｇ得た（収率：４８％）。
ＭＳ：３１４（Ｍ＋）；ＭＦ；Ｃ₁₆Ｈ₁₈Ｎ₄Ｏ₃；ＭＷ；３１４

ステップ７：ＴＢＡ硫酸塩の合成
ベンジル化合物ＶＩＩＩ（６グラム，０．０２３３モル）の１：１ＤＣＭ（３０ｍｌ）及びＤＭＦ（３０ｍｌ）混合溶媒溶液に、１．５グラムのドライ１０％パラジウム炭を加え、混合物を３ｋｇの水素圧力下で、３時間、２５〜３０℃で水素化した。混合反応物をミクロンフィルターを通じてろ過して触媒を除去し、ろ過液を減圧下で濃縮し、脱ベンジル化化合物ＩＸを得た。
脱ベンジル化化合物（ＩＸ）をアルゴン雰囲気下でＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミド（３０ｍｌ）に溶解し、溶液を０℃に冷却した。ＤＭＦ：ＳＯ₃（４．２６グラム，０．０２７８モル）を冷却溶液に加え、更に３０分間、０℃で撹拌を続けた。次いで混合物を室温に加温し、１時間攪拌した。ＴＬＣは、Ｎ−ヒドロキシ化合物が生成物Ｘに完全に転化したことを示した。
硫酸塩（Ｘ）を含む溶液を０℃に再冷却し、テトラブチルアンモニアアセテート溶液（９グラム，０．０３０１モル、水３０ｍｌに溶解したもの）を加えた。反応混合物を２５℃に加温し、１時間攪拌した。揮発性成分を減圧下で除去し、残留物を５０ｍｌキシレン（×２）と共に蒸発させ、残存Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドを除去した。残留物を水とジクロロメタンの１：１混合物（１２０ｍｌ）で分配した。水層を、ジクロロメタン（３０ｍｌ）により再抽出した。混合有機抽出物を水（２×３０ｍｌ）、ブライン（３０ｍｌ）によって洗浄した。Ｎａ₂ＳＯ₄上で乾燥させ、溶媒を減圧下で蒸発させ、粗ＴＢＡ硫酸塩（５．２グラム）を得た。粗化合物をヘキサン（２×３０ｍｌ）で粉砕し（ｔｒｉｔｕｒａｔｅｄ）、４ｍｍＨｇ圧力下でロータリーエバポレーター（ｒｏｔａｖａｐｏｒ）により乾燥し、ＴＢＡ塩（ＸＩ）を得た（５．０ｇ、収率４４％）。
Ｍａｓｓ：２４６（Ｍ−Ｈ）硫酸塩 Ｍ．Ｗ： ４８８，Ｍ．Ｆ：Ｃ₂₃Ｈ₄₄Ｎ₄Ｏ₅Ｓ．

ステップ８：トランス−７−オキソ−６−（スルホキシ）−１，６−ジアザビシクロ［３．２．１］−オクタン−２−カルボニトリルＩのナトリウム塩の合成
ＴＢＡ硫酸塩（４．４ｇ，０．００９モル）を５％ＴＨＦ水（２ｍｌ）に溶解し、溶液を、Ｄｏｗｅｘ ５０ＷＸ８ ２００ Ｎａ⁺レジンが充填されたカラム（長さ４５ｃｍ、直径２．０ｃｍ）に通した。カラムを５％ＴＨＦ−水混合溶液（１００ｍｌ）で溶離処理した。混合成分を減圧下（４ｍｍＨｇ）で蒸発させ、白色半固形状の生成物１．５グラムを、収率：６２％で得た。
ＭＳ：２４６ （Ｍ−Ｈ）硫酸塩； Ｍ．Ｗ．：２６９；Ｍ．Ｆ．：Ｃ₇Ｈ₈Ｎ₃Ｏ₅ＳＮａ，
¹Ｈ ＮＭＲ （ＤＭＳＯ）：４．５４（ｄ，１Ｈ），４．０６（ｓ，１Ｈ），３．２２（ｍ，２Ｈ），１．９６（ｍ，２Ｈ），１．８４（ｍ，２Ｈ）．

異なる溶媒で結晶化させた場合における、この化合物の種々の多形体のＸ線粉末解析パターンが、図１から６に示されている。

生物活性データ
本発明の代表的な化合物について、様々な菌種に対する生物活性（他の抗菌剤との組み合わせによる）を調査した。典型的な実験では、オーバーナイトで成長させた細菌培養液を適当に希釈し、抗生物質の２倍希釈物を含む寒天培地に接種した。３５±２°Ｃ、循環空気中で培養し、１６時間から２０時間後、成長の有無を観察した。全体的な手順は、米国臨床検査標準協議会（ＣＬＳＩ：Ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）の推奨（米国臨床検査標準協議会（ＣＬＳＩ），抗菌薬感受性試験のための性能基準、第２０情報提供、Ｍ１００-Ｓ２０、第３０巻、Ｎｏ．１、２０１０年；Ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ （ＣＬＳＩ）， ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｔｅｓｔｉｎｇ， ２０ｔｈ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ， Ｍ １００ - Ｓ２０， Ｖｏｌｕｍｅ ３０， Ｎｏ． １， ２０１０）に従った。これら実験結果を、表１及び２にまとめた。表１は、本発明の代表的な化合物（式（Ｉ）の化合物で、Ｍがナトリウム）と組み合わせた時のセフタジジムについて、クラスＡ、Ｃ及びＤのβラクタマーゼ酵素を産生する様々なＭＤＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｄｒｕｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）グラム陰性菌に対する効力を、詳細に示している。活性は、ＭＩＣｓ（ｍｃｇ／ｍｌ）として表現されている。比較のため、クラブラン酸、タゾバクタム、ＭＫ−７６５５及びＮＸＬ−１０４などの様々な他の公知のβラクタマーゼ阻害薬の活性もまた、示されている。見ての通り、本発明の化合物を使用することにより、抗菌剤（例えば、この場合はセフタジジム）のＭＩＣ値が顕著に減少した。この結果はまた、抗菌剤が薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、光学異性体、又はその薬学的に許容可能な塩と同時投与された場合に、抗菌剤の抗生効果を増加させることを示唆している。

表１。セフタジジムと組み合わせによる式（Ｉ）の化合物（Ｍはナトリウム）のクラスＡ、クラスＣ、クラスＤ ＥＳＢＬ産生菌に対する相対的活性
全ての阻害剤は、それらが自身単独では抗菌活性を示さない、４ｍｃｇ／ｍｌで試験された。

表２は、クラスＤ ＥＳＢＬ産生菌に対する、メロペネムの式（Ｉ）の化合物（Ｍはナトリウム）との組合せに対応するデータを詳細に示している。カルバペネムに対して高い耐性を与えるクラスＤ ＥＳＢＬ産生病原菌は、それに対処することができる治療オプションを極端に制限するため、臨床現場における治療上の問題である。見ての通り、本発明の化合物を使用することにより、抗菌剤（この場合はメロペネム）のＭＩＣ値が顕著に減少した。この結果はまた、抗菌剤が薬学的に有効な量の式（Ｉ）の化合物、光学異性体又はその薬学的に許容可能な塩と同時投与された場合に、本発明の化合物が抗菌剤の抗菌効果を増大させることを示唆するものである。

表２。メロペネムとの組み合わせによるＷＣＫ４２３４の、クラスＤ ＥＳＢＬ産生菌に対する相対的活性
全ての阻害剤は、それらが自身単独では抗菌活性を示さない、４ｍｃｇ／ｍｌで試験された。

ステップ３：酸のアミドへの転化
攪拌した化合物ＩＩＩ（２１グラム，０．０６モル）のＤＣＭ（２１０ｍｌ）溶液に、０℃で、ＴＥＡ（２５．１２ｍｌ，０．１８モル）を加え、次いで、塩化ピバロイル（１１．０７ｍｌ，０．０９モル）をゆっくりと添加した。得られた混合物を、更に１．５時間、攪拌した。反応混合物を−４０℃に冷却し、ドライアンモニアガスで３０分間、反応混合物をバブリングした。反応混合物を室温にまで加温し、懸濁した白色固形分をろ過により除去した。溶媒を減圧下で蒸発させ、残留物をシリカゲル（６０−１２０メッシュ）のカラムでクロマトグラフ処理した。アセトン：ヘキサン（１：４）混合系により溶出処理を行い、混合溶媒を濃縮し、濃い油状の生成物を、１０．２グラム得た（収率：４９％）。
ＭＳ：３４８［Ｍ⁺］；ＭＦ：Ｃ₁₉Ｈ₂₈Ｎ₂Ｏ₄；ＭＷ：３４８．

ステップ４：アミドのシアノへの転化
冷却（０℃）及び攪拌した化合物Ｖ（１０．２グラム，０．０２８６モル）のＤＣＭ溶液（３０６ｍｌ）に、トリエチルアミン（１７．９９ｍｌ，１．２８９モル）を加え、続いて、トリフルオロ酢酸無水物（１２．０８グラム，０．０５７３モル）をゆっくりと添加した。得られた溶液を室温にまで加温し、更に６時間攪拌した。反応混合物を水（３×１００ｍｌ）、飽和塩化アンモニウム溶液（１００ｍｌ）、及びブライン（１００ｍｌ）により、洗浄した。有機層を乾燥させ（Ｎａ₂ＳＯ₄）、減圧下で溶媒を蒸発させた。残留物をシリカゲル（６０−１２０メッシュ）のカラムを用いて、アセトン：ヘキサン（１：１９）の混合物でクロマトグラフ処理した。混合成分を濃縮し、白色固体状の生成物を、９．７グラム得た（収率−定量的）。
ＭＳ：３３１（Ｍ＋）；ＭＦ：Ｃ₁₈Ｈ₂₅Ｎ₃Ｏ₃；ＭＷ：３３１

ステップ５：シアノの脱保護
冷却（−１５℃）及び攪拌した化合物ＶＩ（６ｍｇ）のＤＣＭ（１５０ｍｌ）溶液に、トリフルオロ酢酸（１２ｍｌ）を加え、混合物を室温に加温した。反応混合物を更に４時間攪拌した。溶媒を減圧下、４０±５℃で蒸発させ、残留物を飽和重炭酸ナトリウム水溶液（ａｑｕｅｏｕｓ ｓａｔ． ｓｏｄｉｕｍ ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）６０ｍｌにより希釈し、混合物をＤＣＭ（２×６０ｍｌ）で抽出した。混合抽出物を水（６０ｍｌ）により洗浄し、乾燥し（硫酸ナトリウム上）、減圧下、３５±５℃で蒸発させ、４．２グラムの化合物ＶＩＩを得た。

ステップ６：２環化合物の調製
冷却（０〜５℃）及び攪拌した化合物ＶＩＩ（４．２グラム）のアセトニトリル（６３ｍｌ）溶液に、トリエチルアミン（５．２８ｍｌ）を添加し、次いで、トリホスゲン（１．９グラム）のアセトニトリル（１６．８ｍｌ）溶液をゆっくりと加えた。攪拌を更に３０分続け、次いで、ジメチルアミノピリジン（０．１７８グラム）を加えた。反応混合物を室温にまで加温し、更に１６時間攪拌した。飽和重炭酸ナトリウム水溶液（３３．６ｍｌ）を反応混合物に加え、得られた混合物を３０分攪拌した。混合物を、減圧下で、１／３の体積にまで濃縮した。残留物を水（４２ｍｌ）で希釈し、得られた混合物をＤＣＭ（２×４２ｍｌ）で抽出した。溶媒を減圧下で蒸発させ、残留物をシリカゲル（６０〜１２０メッシュ）のカラムで精製した。アセトン：ヘキサンの１：４混合物により溶出処理を行い、混合成分を濃縮し、白色固形状の生成物を、２．３ｇ得た（収率：４８％）。
ＭＳ：３１４（Ｍ＋）；ＭＦ；Ｃ₁₆Ｈ₁₈Ｎ₄Ｏ₃；ＭＷ；３１４

Claims (15)

1. 式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩。
   （式中、Ｍはカチオンである）
2. 請求項１に記載された化合物であって、
   Ｍは、水素、ナトリウム、又はカリウムである
   化合物。
3. 請求項１又は２に記載された化合物を含む、医薬組成物。
4. 薬学的に有効な量の請求項１又は２に記載された化合物を対象に投与すること、を含む、
   対象内の細菌感染の予防又は治療方法。
5. 対象内の細菌感染の予防又は治療方法であって、
   前記感染は、１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、
   前記方法は、薬学的に有効な量の請求項１又は２に記載された化合物を前記対象に投与すること、を含む
   方法。
6. 対象内の細菌感染の予防又は治療方法であって、
   前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の請求項３に記載された医薬組成物を投与すること、を含む、
   方法。
7. 対象内の細菌感染の予防又は治療方法であって、
   前記感染は、１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、
   前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の請求項３に記載された医薬組成物を投与すること、を含む
   方法。
8. 請求項３に記載された医薬組成物であって、
   更に、
   少なくとも１の抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩を含む、
   医薬組成物。
9. 対象内の細菌感染の予防又は治療方法であって、
   前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の、
   （ａ）請求項１に記載された式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩と、
   （ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩と、
   を投与することを含む
   方法。
10. 対象内の細菌感染の予防又は治療方法であって、
    前記感染は、１以上のβラクタマーゼ酵素を産生する細菌に起因するものであり、
    前記方法は、前記対象に、薬学的に有効な量の、
    （ａ）請求項１に記載された式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩と、
    （ｂ）少なくとも１つの抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩と、
    を投与することを含む
    方法。
11. 対象内で抗菌剤の抗菌効果を増大させる方法であって、
    前記方法は、前記抗菌剤又はその薬学的に許容可能な塩を、薬学的に有効な量の請求項１に記載された式（Ｉ）の化合物、又はその光学異性体又は薬学的に許容可能な塩と同時投与すること、を含む
    方法。
12. 抗菌剤がβラクタム抗菌剤である、
    請求項８に記載された医薬組成物、又は、請求項９乃至１１のいずれかに記載された方法。
13. 前記抗菌剤は、ペニシリン、ペネム、カルバペネム、セファロスポリン、及びモノバクタムからなる群から選ばれる、
    請求項８に記載された医薬組成物、又は、請求項９乃至１１のいずれかに記載された方法。
14. 抗菌剤が、セファロチン、セファロリジン、セファクロル、セファドロキシル、セファマンドール、セファゾリン、セファレキシン、セフラジン、セフチゾキシム、セフォキシチン、セファセトリル、セフォチアム、セフォタキシム、セフスロジン、セフォペラゾン、セフチゾキシム、セフメノキシム、セフメタゾール、セファログリシン、セフォニシド、セフォジジム、セフピロム、セフタジジム、セフトリアキソン（ｃｅｉｆｒｉａｘｏｎｅ）、セフピラミド、セフブペラゾン、セフォゾプラン、セフェピム、セフォセリス、セフルプレナム、セフゾナム、セフピミゾール、セフクリジン（ｃｅｆｃｌｉｄｉｎ）、セフィキシム、セフチブテン、セフジニル、セフポドキシムアキセチル（ｃｅｆｐｏｄｏｘｉｍｅ ａｘｅｔｉｌ）、セフポドキシムプロキセチル、セフテラムピボキシル、セフェタメトピボキシル、セフカペンピボキシルまたはセフジトレンピボキシル、セフロキシム、セフロキシムアキセチル、ロラカルバセフ（ｌｏｒａｃａｒｂａｃｅｆ）、セフタロリン、セフトロザン、及びラタモキセフからなる群から選ばれるセファロスポリン抗生物質である、請求項８に記載された医薬組成物、又は、請求項９乃至１１のいずれかに記載された方法。
15. 抗菌剤が、セフタジジム、セフェピム、セフピロム、ピペラシリン、エルタペネム、ドリペネム、メロペネム、イミペネム、セフタロリン及びセフトロザンからなる群から選ばれる、請求項８に記載された医薬組成物、又は、請求項９乃至１１のいずれかに記載された方法。