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1、(10)申请公布号 CN 103214409 A(43)申请公布日 2013.07.24CN103214409A*CN103214409A*(21)申请号 201310052794.1(22)申请日 2005.05.2060/573,623 2004.05.21 US60/660,947 2005.03.11 US200580023494.4 2005.05.20C07D 209/58(2006.01)C07C 237/26(2006.01)C07D 209/56(2006.01)C07D 213/56(2006.01)C07D 221/18(2006.01)C07D 235/02(2006.。
2、01)C07D 237/26(2006.01)C07D 239/70(2006.01)C07D 241/38(2006.01)C07D 261/20(2006.01)C07D 263/52(2006.01)C07D 277/30(2006.01)C07D 277/56(2006.01)C07D 277/64(2006.01)C07D 277/66(2006.01)C07D 307/77(2006.01)A61K 31/65(2006.01)A61P 31/04(2006.01)A61P 35/00(2006.01)(71)申请人哈佛大学校长及研究员协会地址美国马萨诸塞州(72)发明人安德鲁G迈。
3、尔斯马克G查尔斯特克里斯蒂安D莱纳贾森D布鲁巴克戴恩尼西奥R西格尔(74)专利代理机构北京律盟知识产权代理有限责任公司 11287代理人刘国伟(54) 发明名称四环素及其类似物的合成(57) 摘要在过去的50年里,四环素类抗生素在治疗传染病方面发挥了重要的作用。然而,在人类及兽类医药中大量使用四环素已导致先前易受四环素抗生素影响的许多有机体产生抗性。所述四环素及四环素类似物的模块式合成可为各种四环素类似物及先前通过早期四环素合成和半合成方法难以获得的多环素(polycyclines)提供一种有效的对映体选择性路径。这些类似物在人类或其他动物的疾病治疗中可用作抗微生物剂或抗增生剂。(30)优先权。
4、数据(62)分案原申请数据(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书102页 附图23页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书102页 附图23页(10)申请公布号 CN 103214409 ACN 103214409 A1/3页21.一种下式化合物:或其盐、同分异构体或互变异构体,其中R1是氢;卤素;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基;-ORA;-C(O)RA;-CO2RA;-CN;-SCN;-SRA;-SORA;-S。
5、O2RA;-NO2;-N(RA)2;-NHC(O)RA;或-C(RA)3;其中RA在每次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基;R2是氢;卤素;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基;-ORB;-C(O)RB;-CO2RB;-CN;-SCN;-SRB;-SORB;-SO2RB;-NO2;-N(RB)2;-NHC(O)RB;或-C(RB)3;其中RB在每。
6、次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基;R3是氢;卤素;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基;-ORC;-C(O)RC;-CO2RC;-CN;-SCN;-SRC;-SORC;-SO2RC;-NO2;-N(RC)2;-NHC(O)RC;或-C(RC)3;其中RC在每次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳。
7、氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基;R4是氢;卤素;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基;-ORD;-C(O)RD;-CO2RD;-CN;-SCN;-SRD;-SORD;-SO2RD;-NO2;-N(RD)2;-NHC(O)RD;或-C(RD)3;其中RD在每次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基;R5是氢;卤素。
8、;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基;-ORE;-CN;-SCN;-SRE;或-N(RE)2;其中RE在每次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基;R7在每次出现时独立地为氢;卤素;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基。
9、;-ORG;-C(O)RG;-CO2RG;-CN;-SCN;-权 利 要 求 书CN 103214409 A2/3页3SRG;-SORG;-SO2RG;-NO2;-N(RG)2;-NHC(O)RG;或-C(RG)3;其中RG在每次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基;P在每次出现时独立地为氢、经取代或未经取代脂肪族基团、经取代或未经取代杂脂肪族基团、保护基团、经取代或未经取代酰基、经取代或未经取代芳基或经取代或未经取代杂芳基;表示经取代或未经取代芳基、经取代或未经取代杂芳基、经。
10、取代或未经取代非芳香碳环基团、或经取代或未经取代杂环基团,其中X在每次出现时皆选自由-O-、-S-、-NR8-、-C(R8)2-组成的群组;R8是氢;卤素;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链脂肪族基团;环状或非环状、经取代或未经取代、有支链或无支链杂脂肪族基团;酰基;经取代或未经取代芳基;经取代或未经取代杂芳基;-ORH;-C(O)RH;-CO2RH;-CN;-SCN;-SRH;-SORH;-SO2RH;-NO2;-N(RH)2;-NHC(O)RH;或-C(RH)3;其中RH在每次出现时独立地为氢、保护基团、脂肪族部分、杂脂肪族部分、酰基部分;芳基部分;杂芳基部分;烷氧基;芳氧基;。
11、烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基部分;n是介于1至5之间且包含1和5的整数;且相邻X部分间的键结是单键或双键。2.如权利要求1所述的化合物,其中R1、R2、R3和R4每次出现时为氢。3.如权利要求1或2所述的化合物,其中R5为-N(RE)2;其中RE在每次出现时独立地为氢、保护基团或低碳烷基(C1-C6)基团。4.如权利要求1或2所述的化合物,其中R7在每次出现时独立地为卤素;环状、经取代或未经取代杂脂肪族基团;经取代或未经取代杂芳基;-ORG;-CO2RG;-CN;-SCN;-SRG;-SORG;-SO2RG;或-NHC(O)RG;其中RG在每次出现时独立地为。
12、氢、保护基团、脂肪族基团、杂脂肪族基团、酰基;芳基;杂芳基;烷氧基;芳氧基;烷硫基;芳硫基;氨基、烷基氨基、二烷基氨基、杂芳氧基;或杂芳硫基。5.如权利要求4所述的化合物,其中R7中至少一个为卤素。6.如权利要求4所述的化合物,其中R7中至少一个为-ORG。7.如权利要求4所述的化合物,其中一个R7为-ORG且一个R7为卤素。8.如权利要求1或2所述的化合物,其中卤素为-Cl。9.如权利要求1或2所述的化合物,其中卤素为-I。10.如权利要求1或2所述的化合物,其中卤素为-Br。11.如权利要求1或2所述的化合物,其中卤素为-F。12.如权利要求1所述的化合物,其中各P为氢。13.如权利要求1。
13、所述的化合物,其中n为1。14.如权利要求1或2所述的化合物,其中表示经取代或未经取代的杂环基团,其中X为-NR8-且n为1。权 利 要 求 书CN 103214409 A3/3页415.一种医药组合物,其包括如权利要求1至14中任一权利要求所述的化合物或其盐、同分异构体或互变异构体及医药上可接受的赋形剂。权 利 要 求 书CN 103214409 A1/102页5四环素及其类似物的合成0001 本申请是针对申请号为200580023494.4,申请日为2005年5月20日,申请人为哈佛大学校长及研究员协会,发明名称为“四环素及其类似物的合成”的中国发明专利申请的分案申请。0002 相关申请案。
14、0003 本申请案在35U.S.C.119(e)下主张优先于在2005年3月11日提出申请的美国临时专利申请案第USSN 60/660,947号和在2004年5月21日提出申请的第USSN60/573,623号的权利,所述案件各自以引用的方式并入本文中。0004 政府支持0005 本文所述工作部分受到国立卫生研究院(Naional Institutes of Health)(R01AI48825)和国家科学基金会(National Science Foundaion)(博士研究生奖学金R10964)的资助。美国政府可拥有本发明中的某些权利。技术领域背景技术0006 四环素是广泛用于人类和兽类医。
15、学的广谱抗微生物剂(Schappinger等人,“Tetracyclines:Antibiotic Action,Uptake,and Resistance Mechanisms”Arch.Microbiol.165:359-69,1996;Mitscher,Medicinal Research Series,第9卷,The Chemistry of the Tetracycline Antibiotics,Marcel Dekker Inc.New York,1978)。每年,通过发酵或半合成所生产的四环素总量达数千公吨。第一种四环素,氯四环素(1)(AureomycinTM)在1945年由。
16、Lederle Laboratories(Wyeth-Ayerst Research)自土壤细菌金黄色链霉菌(Streptomyces aureofacien)分离出(Duggar,Ann.N.Y.Acad.Sci.51:177-181,1948;Duggar,Aureomycin and Preparation ofSome,美国专利第2,482,055号,1949;各自以引用的方式并入本文中)。不久,科学家们在Pfizer Laboratories中自龟裂链霉菌(S.rimosus)分离出氧四环素(2)(Finlay等人,Science111:85,1950)。Pfizer的科学家们联合H。
17、arvard大学的R.B.Woodward及其合作者阐明了氯四环素和氧四环素的结构(Hochstein等人,J.Am.Chem.Soc.74:3708-3709,1952;Hochstein等人,J.Am.Chem.Soc.75:5455-75,1953;Stephens等人,J.Am.Chem.Soc.74:4976-77,195);Stephens等人,J.Am.Chem.Soc.76:3568-75,1954)。后来,通过水解氯四环素制得四环素(3)且人们已经发现其保留了氯四环素和氧四环素的抗微生物活性且具有增强稳定性(Boothe等人,J.Am.Chem.Soc.75:4621,195。
18、3;Conover等人,J.Am.Chem.Soc.75:4622-23,1953)。后来,人们发现四环素是金霉素链霉菌(S.aureofaciens)、生绿链霉菌(S.viridofaciens)和龟裂链霉菌的自然产物。0007 说 明 书CN 103214409 A2/102页60008 如今在临床上具有重要作用的主要四环素类包括四环素(3)(Boothe等人,J.Am.Chem.Soc.75:4621,1953)、氧四环素(2,TerramycinTM)(Finlay等人,Science111:85,1950)、强力霉素(doxycycline)(Stephens等人,J.Am.Chem。
19、.Soc.85:2643,1963)和米诺环素(minocycline)(Martell等人,J.Med.Chem.10:44,1967;Martell等人,J.Med.Chem.10:359,1967)。四环素类通过抑制细菌蛋白质合成来发挥其抗微生物活性(Bentley和OHanlon编写的Anti-Infectives:Recent Advances in Chemistry and Structure-Activity Relationships The Royal Society of Chemistry:Cambridge,UK,1997)。大多数四环素具有抑菌作用而非杀菌作用(Ra。
20、smussen等人,Antimicrob.Agents Chemother.Antibiotics35:2306-11,1991;Primrose和Wardlaw编写的“The Bacteriostatic and Bacteriocidal Action of Antibiotics”Sourcebook of Experiments for the Teaching of Microbiology Society for General Microbiology,Academic Press Ltd.,London,1982)。已经有人提出:在四环素经过细菌的细胞质膜后,其与Mg+2螯合且。
21、此四环素-Mg+2络合物与细菌核糖体的30S亚单元结合(Goldman等人,Biochemistry22:359-368,1983)。络合物与核糖体结合会抑制与氨基酰基-tRNA结合进而抑制蛋白质合成(Wissmann等人,Forum Mikrobiol.292-99,1998;Epe等人,EMBOJ.3:121-26,1984)。人们还发现四环素类可与真核核糖体的40S亚单元结合;然而,其在真核细胞中不能够达到足够浓度以影响蛋白质合成,此因为其不可以活性方式输送到真核细胞(Epe等人,FEBS Lett.213:443-47,1987)。0009 已有人根据50年来对母体结构的半合成改良经验。
22、确定了四环素抗生素的结构-活性关系(Sum等人,Curr.Pharm.Design4:119-32,1998)。改变天然产物的上方左旋部分(也称作疏水结构域)提供新颖治疗活性剂而修饰所述极性疏水结构域会导致活性丧失。然而,根据其实际性质进行半合成已限制了可制备和研究的四环素类似物的数量。0010 说 明 书CN 103214409 A3/102页70011 四环素包含4个具有高密度极性官能度和立体化学复杂度的线性稠合6元环。在1962年,Woodward和合作者报道了最简单的生物活性四环素外消旋6-去甲基-6-脱氧四环素(山环素(sancycline),4)的首次全合成(Conover等人,J。
23、.Am.Chem.Soc.84:3222-24,1962)。在那时,所述合成路径是一个重大的成就且其是通过在22步线性顺序中逐步构造所述环来进行的(总产率为约0.003)。在2000年,Tatsuda和合作者报道了自A-环前体D-葡萄糖胺首次以对映体选择性方式合成(-)-四环素(3)(34个步骤,总产率为0.002)(Tatsuta等人,Chem.Lett.646-47,2000)。还可通过使用D或CD前体逐步组合ABCD环系统进行的合成四环素抗生素的其他方法包括()-12a-脱氧-5a,6-无水四环素的Shemyakin合成(Gurevich等人,Tetrahedron Lett.8:131。
24、,1967;以引用的方式并入本文中)及()-5-氧四环素(土霉素,22步,产率为0.06)的Muxfeldt合成(Muxfeldt等人,J.Am.Chem.Soc.101:689,1979;以引用的方式并入本文中)。由于少数现有四环素路径的长度和低效率且不能根据合成可变性进行设计,因此,四环素类似物的合成仍受到限制。0012 0013 人们仍需要一种实用且有效的四环素类似物合成路径,其能够快速制备可测试其改良抗菌和潜在抗肿瘤活性的特定类似物此路径能够制备以前未曾制得的四环素类似物。发明内容0014 本发明涉及用于制备四环素类似物的新颖合成方法。这些合成方法尤其可用于制备6-脱氧四环素,其较6-。
25、羟基四环素对酸和碱更稳定。强力霉素和米诺环素(临床上两种最重要的四环素)以及替加环素(一种先进的临床候选药)是6-脱氧四环素类别的成员。0015 说 明 书CN 103214409 A4/102页80016 所述方法还可用于制备6-羟基四环素、五环素、六环素、C5-经取代四环素、C5-未经取代四环素、具有杂环D-环的四环素和其他四环素类似物。0017 所述四环素类似物的新颖合成方法涉及使用高官能化手性烯酮(5)作为关键中间体来汇集合成四环素环系统。第一种方法涉及使烯酮与通过去质子化甲苯甲酸酯(6)或金属化苄基卤化物所形成的阴离子反应,如下文所示。去质子化甲苯甲酸酯尤其可用于制备具有或不具有C5。
26、-取代基的6-脱氧四环素类。金属化作用(例如,金属-卤素交换(例如,锂-卤素交换)、金属-类金属交换(例如,锂-类金属交换)尤其可用于制备具有或不具有C5-取代基的6-脱氧四环素类以及五环素类。任何有机金属试剂可用于环化反应。特别有用的试剂可包括锂试剂、格氏(Grignard)试剂、0价金属试剂、和酸根型络合物。在某些实施例中,环化反应较佳可在较温和条件下进行。0018 说 明 书CN 103214409 A5/102页90019 第二种方法涉及使烯酮(5)在Diels-Alder型反应中与二烯(7)或苯并环丁烯醇(8)反应。0020 0021 在这两种方法中,手性烯酮提供四环素核的官能化A环。
27、和B环且D-环是衍生自甲苯甲酸酯(6)、苄基卤化物或苯并环丁烯醇(8)。以对映体选择性方式使所述分子的两个部分连接在一起形成C-环。这些方法不仅能够以对映体选择性方式有效地合成许多先前未曾制得的四环素类似物而且其还能够制备其中D-环经杂环、5-元环或其他环系统替代的四环素类似物。所述方法还可用于制备含有芳香族和非芳香族碳环和杂环的各种五环素或更多环素。0022 通过氧化6-脱氧四环素类似物的C6,可按照下文所示反应图制备6-氧四环素类似物:说 明 书CN 103214409 A6/102页100023 0024 6-脱氧四环素可转化成芳香族萘酚中间体,其经历自发自然氧化形成氢过氧化物。水解所述。
28、氢过氧化物形成6-氧四环素。氧化6-脱氧四环素类似物可用于制备其中D-环经杂环、5-元环或其他环系统替代的四环素以及含有芳香族和非芳香族碳环和杂环的五环素和其他多环素。0025 本发明不仅提供用于制备这些四环素类似物的合成方法而且提供用于这些合成的中间体(包括手性烯酮(5)、甲苯甲酸酯(6)、二烯(7)、苄基卤化物和苯并环丁烯醇(8)及借助其可获得的新颖衍生物。0026 通过所述新颖方法可获得且被视为本发明一部分的某些广泛类别的化合物包括四环素类及各种类似物。重要的亚类别四环素类包括具有或不具有C5-羟基的6-脱氧四环素类和具有或不具有C5-羟基的6-羟基四环素类。通过这些新颖方法可获得的许多。
29、类似物由于受半合成方法和早期全合成的限制以前未曾合成过。例如,使用本发明新颖方法可达成某些D-环取代。在某些类别的本发明化合物中,四环素类似物的D-环(其通常为苯环)可经杂环部分替代,所述杂环可为二环或三环。在其他类别中,D-环经非芳香族环替代。D-环大小也不限于6-元环,其可为3元、4元、5元、7元或更多元环。如果为五环素,则5个环可呈直线或非直线排列。每个D-环和E-环可为杂环或碳环,可为芳香环或非芳香环且可含有任意数量的原子,介于3至10个原子之间。此外,可制备诸如六环素等更多环素。在某些类别中,可能不完全形成C-环,形成具有完整A-B稠合环系统的二环素。本发明化合物包括任何特定化合物的同分异构体、立体异构体、对映异构体、非对映异构体、互变异构体、经保护形式、前药、盐和衍生物。0027 说 明 书CN 103214409 A10。