CN102066375A - 新的三环碳青霉烯类抗生素和β-内酰胺酶抑制剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及式(I)化合物，特别是式(Ia)化合物，治疗有效量的一种或多种式(I)或(Ia)化合物作为广谱抗生素的用途，以及包含所述化合物的药物组合物用于治疗人类或动物的细菌感染的用途。

Description

新的三环碳青霉烯类抗生素和β-内酰胺酶抑制剂

发明领域

本发明涉及新的式(I)的抗微生物化合物，特别是式(Ia)或(Ib)或其可药用盐、酯或酰胺。本发明还涉及用于制备它们的合成中间体。本发明的另一主题涉及至少包含式(I)化合物的药物组合物及其用于治疗人类或动物的细菌感染的用途。

发明背景

已获得对β-内酰胺类抗生素的抗性的细菌菌株数目正在世界范围内显著增加，这已经成为现代卫生保健的最重要的威胁之一。现有的β-内酰胺酶的扩散和具有扩展的底物性质的新酶的进化，是最常见的和通常最有效的细菌对β-内酰胺类抗生素产生抗性的机制。目前，β-内酰胺酶超家族具有550种以上的成员，其中很多成员之间差别仅是单个氨基酸。根据氨基酸序列的相似性，β-内酰胺酶被广泛地划分为四种分子类型，即A、B、C和D。[Bush K；等人；Antimicrob.Agents Chemother.1995，39(6)：1211-1233；Thomson KS；等人；Microbes and Infections 2000，2：1225-1235]。

在不受任何特定理论或作用机制的限制下，认为细菌采用几种不同机制来逃避β-内酰胺类抗生素[Li等人.，Antimicrob Agents Chemother 1995，39：1948-1953]。β-内酰胺酶是内源性的细菌酶，其破坏β-内酰胺类抗生素并消除它们的效力。细菌的β-内酰胺酶通过水解β-内酰胺键，将β-内酰胺家族的抗生素例如青霉素类、头孢菌素类、单酰胺菌素类、碳青霉烯类水解为无活性的产物。一种对抗的策略是联合施用β-内酰胺酶抑制剂，例如克拉维酸盐、舒巴坦或他唑巴坦，其已经成功地用于对抗能产生广泛存在和流行的TEM-1和SHV-1类型A的β-内酰胺酶的细菌的组合产品中。但是，很少发现或未发现对抗类型C和B的酶的活性。此外，细菌对于这些组合产品的敏感性近来也受到自发出现的TEM家族的新的β-内酰胺酶的挑战，其对于市售的基于所述机制的灭活剂具有抗性。任何具有可诱导的AmpC B-内酰胺酶(类型C)的生物体都可以分离脱阻抑的突变体，并且任何TEM、SHV或CTX-M的生产者都可以分离ESBL(扩展谱系的β-内酰胺酶)变体。[Livermore，DM.J.Antimicrob.Chemother.1998，41(D)，25-41；Livermore，DM.Clinical Microbiology Reviews 1995，8(4)，557-584；Helfand MS；等人；Curr.Opin.Pharmacol.2005，5：452-458]。通过开发β-内酰胺酶抑制剂来解决上述问题的尝试在过去仅有有限的成功。

亚烷基碳青霉烯类和2-β-取代的青霉烷砜类、氧杂青霉烯类、头孢菌素衍生的化合物、环酰基膦酸盐和非-β-内酰胺化合物目前正在研究作为β-内酰胺酶的有效抑制剂，但是它们的临床应用还不能实现[Buynak JD.Curr.Med.Chem.2004，11，1951-1964；Bonnefoy A等人，J.Am.Chem.Soc.2004，54，410-417；Weiss WJ等人；Antimicrob.Agents Chemother.2004，48，4589-4596，Phillips OA等人；J.Antibiot.1997，50，350-356；Jamieson CE等人；Antimicrob.Agents Chemother.2003，47，1652-1657]。

通过引入在空间上阻碍与β-内酰胺酶结合的庞大的取代基，已经设计出几种对临床相关的β-内酰胺酶保持稳定的β-内酰胺类抗生素。山费培南-环庚塞(Sanfetrinem cilexetil)(GV-118819)是山费培南钠(GV-104326)的口服吸收的前药酯，是高效广谱的三环β-内酰胺抗生素(碳青霉烯)，除了铜绿假单胞菌和耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌之外，其在体外和体内对广泛的革兰氏阳性、革兰氏阴性菌和厌氧菌有活性。其对以下菌株的活性强于几种头孢菌素：大肠杆菌、肺炎克氏杆菌、催产克雷白杆菌、柯氏柠檬酸杆菌(Citrobacter diversus)、奇异变形杆菌、普通变形杆菌、摩氏摩根菌、雷氏普罗威登斯菌、嗜血菌属的物种和粘膜炎莫拉菌。该化合物对于粪肠球菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、链球菌、红球菌类等物种以及厌氧菌有活性。[SK Spangler，等人，Antimicrob.Agents Chemother.1997，41，1，148-155]。

因此，本发明的一项目的是通过设计具有高酰基化和低去酰基化率的有效的化合物来提高酶-抑制剂复合物的稳定性，其能够抵抗由β-内酰胺酶引起的失活。本发明的其它目的是提供新的药物组合物，其对于大多数流行的临床上相关的抗性菌株显示出广谱的效能。

已经发现，式(I)、并且特别是式(Ia)的化合物的抗生素活性提供了对于临床上重要病原体的广泛覆盖度。

此外，我们发现式(I)化合物是对抗引起类型A、类型C和类型D的β-内酰胺酶的细菌抗性的适宜抑制剂。

发明简述

本发明涉及式(I)的化合物

其中A定义为

且其中

R代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

R’代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

R¹代表氢原子，直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代；

R²代表：氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或者C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

在通式(I)中，基团A通过标记为(x)和(y)的键连接：

因此，通式(I)代表例如通式(Ia)和(Ib)的化合物。

本发明还涉及至少包含一种如上文所公开的式(I)化合物的药物组合物。

根据优选的实施方案，本发明还提供了如上文所公开的药物组合物，其中式(I)化合物是式(Ia)化合物

根据另一项优选的实施方案，本发明还提供了如上文所公开的药物组合物，其中式(I)化合物是式(Ib)化合物

此外，本发明涉及通式(I)、特别是式(Ia)化合物的制备方法，以及所述方法中各自中间体的制备方法。

此外，本发明涉及如上文所定义的式(I)化合物作为广谱抗生素、特别是具有额外对抗A、C和D类β-内酰胺酶的β-内酰胺酶抑制活性的用途。

本发明还涉及如上文所公开的式(I)化合物或药物组合物用于治疗人类或动物的细菌感染的用途。

最后，本发明还涉及治疗有效量的本发明的化合物或药物组合物以及至少一种可药用赋形剂在制备用于治疗细菌感染的药物中的用途，优选其中将所述药物施用于有需要的患者。

此外，本发明涉及治疗人类或动物的细菌感染的方法，该方法包括向需要此种治疗的患者施用治疗有效量的本发明的化合物或药物组合物以及至少一种可药用赋形剂。

发明详述

本发明涉及式(I)化合物

其中

-A定义为

且其中

-R代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

-R’代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

-R¹代表氢原子，直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代；

-R²代表：氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

根据本发明，A定义为

在通式(I)中，基团A通过标记为(x)和(y)的键连接：

因此，式(I)化合物代表具有C-C单键或C-C双键的分子，各自产生几种可能的异构体，其全部都是本发明的主题。

可能的式(I)化合物是例如以下的式(Ia)-(Id)的化合物：

优选地，式(I)化合物是式(Ia)或(Ib)化合物：

特别优选通式(Ia′)或(Ib′)化合物：

该分子结构所产生的立体异构体包括其混合物都在本发明范围之内；

本发明优选的实施方案包括具有占主要部分的立体和几何异构体的非对映异构体富集的化合物，其通过通式(Ia)或(Ib)来表示。

本发明还涉及至少包含一种如上文所公开的化合物的药物组合物。

根据一项优选的实施方案，本发明因此还提供了如上文所公开的药物组合物，其中式(I)化合物是式(Ia)化合物

根据另一项优选的实施方案，本发明还提供了如上文所公开的药物组合物，其中式(I)化合物是式(Ib)化合物

根据另一项实施方案，本发明还涉及式(Ia)化合物

其中

-R代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

-R’代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

-R¹代表氢原子，直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代；

-R²代表：氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

除非另外指明，否则在本发明的全文中，所有涉及到式(I)化合物的内容都包括式(Ia)和(Ib)或(Ia’)和(Ib’)的优选的实施方案。

本发明的基团R是C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代。

优选地，R代表C_1-3含氟或含氯烃基，例如氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-氯乙基，并且更特别是氟甲基。

R可以优选地代表CFH₂基团、CF₂H基团或CF₃基团。

本发明的基团R’可以代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代。

优选地，R’代表具有1-5个碳原子的烷基，例如甲基或乙基，特别是甲基。

根据本发明的一项实施方案，R’优选地代表具有1-3个碳原子的单-、二-或三取代的卤代烷基链，例如氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2-氯乙基，特别是氟甲基。R’可以优选地代表CFH₂基团、CF₂H基团或CF₃基团。

本发明的基团R¹可以代表氢原子，直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

优选地，R¹代表甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、环丙基、环己基、1-环己烯基、环庚基、2-四氢呋喃基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、炔丙基、氟甲基、三氟甲基、2-氯乙基、羟基甲基、2-羟基乙基、甲氧基甲基、2-甲氧基乙基、巯基甲基、2-甲硫基乙基、甲磺酰基甲基、2-氨基乙基、2-甲基氨基乙基、2-二甲氨基乙基、2-(N-哌啶子基)乙基、N-吡咯烷子基甲基、胍基甲基、亚氨基甲基氨基甲基、2-(二甲氨基亚甲基氨基)乙基、乙氧甲酰基甲基、2-氰基乙基、乙酰基、丙酰基、异丙酰基、烯丙基羰基、特戊酰基、苯甲酰基、硝基苯甲酰基、乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、烯丙基氧基羰基、2，2，2-三氯乙氧基羰基、1，1，1-三氯-2-甲基-2-丙氧基羰基、苄氧基羰基、硝基苄氧基羰基、甲磺酰基、乙磺酰基、烯丙基磺酰基、硝基苄基磺酰基、三甲基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基；优选地R¹代表C_1-6烃基例如甲基或乙基、烷酰基或芳酰基、烷氧基羰基，并且更特别是甲基。

当基团OR¹是被保护的羟基基团时，其方便地是醚或酰氧基基团。特别适合的醚的实例包括那些其中R¹是烃基硅烷基基团，例如三烷基硅烷基，如三甲基硅烷基或叔丁基二甲基硅烷基。当基团OR¹代表酰氧基时，那么适合基团R¹的实例包括烷酰基如乙酰基、特戊酰基；烯酰基如烯丙基羰基；芳酰基如对硝基苯甲酰基；烷氧基羰基如叔丁氧基羰基；卤代烷氧基羰基如2，2，2-三氯乙氧基羰基或1，1，1-三氯-2-甲基-2-丙氧基羰基；芳烷氧基羰基如苄氧基羰基或对硝基苄氧基羰基；或链烯基氧基羰基如烯丙基氧基羰基。特别地，R¹是三甲基硅烷基。

根据本发明，基团R²可以代表氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

例如，R²代表甲基、乙基、叔丁基、烯丙基、苯乙基(phenetyl)、2，2，2-三氯乙基、三甲基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基、2-三甲基硅烷基乙基、苄基、甲氧基苄基、硝基苄基、二(甲氧基苯基)甲基、3，4-二甲氧基苄基、二苯甲基、三苯甲基、2-(N-吗啉代)乙基、甲氧基甲基、2-甲氧基乙基、巯基甲基、2-甲硫基乙基、形成可降解的酯(可以构成前药)的基团，例如：乙酰氧基乙基、特戊酰氧基甲基、特戊酰氧基乙基、环己酰氧基乙基、苯甲酰氧基乙基、[(1-甲氧基-1-甲基)乙基羰基氧基]甲基、[(1-甲氧基-1-甲基)乙基羰基氧基]乙基、(异丙氧基羰基氧基)乙基、(环己基甲基氧基羰基氧基)甲基、(环己基氧基羰基氧基)甲基、(环己基氧基羰基氧基)乙基、(4-乙基环己基氧基羰基氧基)乙基、(苯氧基羰基氧基)乙基、(2-氧代-5-甲基-1，3-二氧戊环-4-基)甲基。

优选地，R²代表氢、金属阳离子(特别是Na⁺、K⁺、Ca²⁺)、铵离子、甲基、乙基、烯丙基、2-(N-吗啉代)乙基、1-乙酰氧基乙基、特戊酰氧基甲基、1-(特戊酰氧基)乙基、1-(环己酰氧基)乙基、1-(苯甲酰氧基)乙基、[(1-甲氧基-1-甲基)乙基羰基氧基]甲基、1-[(1-甲氧基-1-甲基)乙基羰基氧基]乙基、1-(异丙氧基羰基氧基)乙基、(环己基甲基氧基羰基氧基)甲基、(环己基氧基羰基氧基)甲基、1-(环己基氧基羰基氧基)乙基、1-(4-乙基环己基氧基羰基氧基)乙基、1-(苯氧基羰基氧基)乙基、(2-氧代-5-甲基-1，3-二氧戊环-4-基)甲基。

根据一项优选的实施方案，式(I)的化合物，特别是式(Ia)或(Ib)或(Ia’)或(Ib’)是酸、盐或酯。

根据另一项实施方案，本发明因此提供了上文所公开的化合物，其中在式(I)、式(Ia)或式(Ib)中，R代表CFH₂基团、CF₂H基团或CF₃基团，和/或R¹代表甲基基团，且基团R²代表任选被官能化的烃。

此外，本发明还涉及通式(Ia)化合物

其中

R代表CFH₂基团、CF₂H基团或CF₃基团，

R¹代表甲基基团，且

R²代表：氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

根据特别优选的实施方案，本发明涉及式(Ia)化合物，其中R²代表氢原子。此外，R优选地代表CH₂F基团。

根据另一项实施方案，本发明涉及式(Ia)化合物(Ia)，其中

-R代表氟甲基基团，

-R¹代表甲基基团，

-R²代表氢原子或金属阳离子，如Li⁺、Na⁺或K⁺。

此外，本发明提供了如上文所公开的式(Ia)化合物，其中

-R代表CH₂F基团，且

-R²代表氢原子。

这些式(I)、特别是式(Ia)的化合物可以通过任何本领域技术人员已知的适合的方法制备。

本发明还涉及通式(I)化合物、特别是式(Ia)或(Ib)或者式(Ia’)或(Ib’)化合物的制备方法。

其中A代表

其中R、R¹和R²如上文所定义。R⁵代表氢原子或羟基保护基团；化合物其中R⁵代表羟基保护基团。

合适的羟基保护基团R⁵包括那些可以通过在缓冲条件下或非水条件下水解除去的基团。当基团OR⁵是羟基保护基团时，其方便地是醚或酰氧基基团。特别适合的醚的实例包括那些其中R⁵是烃基硅烷基基团，例如三烷基硅烷基，如三甲基硅烷基或叔丁基二甲基硅烷基。当OR₁代表酰氧基基团时，那么适合的基团R⁵的实例包括烷酰基如乙酰基、特戊酰基；烯酰基如烯丙基羰基；芳酰基如对硝基苯甲酰基；烷氧基羰基如叔丁氧基羰基；卤代烷氧基羰基如2，2，2-三氯乙氧基羰基或1，1，1-三氯-2-甲基-2-丙氧基羰基；芳烷氧基羰基如苄氧基羰基或对硝基苄氧基羰基；或链烯基氧基羰基如烯丙基氧基羰基。

一种特别方便的保护基团R⁵是三甲基硅烷基。

所示化合物(I)的通式可以包含至少4-5个立体中心。这代表至少16-32个可能的立体异构体及其混合物。特别有用的化合物代表具有4位碳原子S构型、8位碳原子S构型、9位碳原子R构型、10位碳原子S构型且如果可能的话12位碳原子R构型或者环外双键E构型的化合物。这些中心的R或S构型是按照Cahn.Ingold and Prelog，Experientia 156，12，81中的规则进行命名。

特别优选的化合物包括(4S，8S，9R，10S，12R)-4-甲氧基-10-(-2-氟-1-羟基乙基)-11-氧代-1-氮杂三环[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸及其盐，例如钠、锂或钾盐。

根据本发明的优选的实施方案，式(I)化合物可以从市售的起始化合物通过多步合成来制备。因此，本发明还涉及如上文所定义的通式(I)化合物的制备方法，包括以下步骤：

(a)将通式(II)化合物不对称还原，得到通式(III)化合物：

(b)环化反应，得到通式(IV)化合物：

(c)制备通式(V)化合物：

(d)环化反应，得到通式(VI)化合物：

在上文所给出的通式中，基团R¹和R²如上文所定义，R³代表羧基保护基团，优选乙基基团，且R⁴代表氨基保护基团，优选苯甲酰基基团，R⁵代表氢原子或羟基保护基团。

本发明的方法包括步骤(a)-(d)。该方法可以包括其它步骤，特别是保护基团的修饰。各取代基的合适方法如在例如ORGANIC CHEMISTRY，T.W.Green，P.G.Wuts；John Wiley & Sons 1999的“保护基团”中所描述。

本发明的方法优选地从通式(II)化合物开始，其可以通过将市售的β-酮酸酯与碱反应，并随后与卤代甲基胺衍生物进行烷基化反应来制备。适合的碱是碱金属和碱土金属、氢氧化物、氢化物、碳酸盐和酰胺类。

根据步骤(a)，制备式(III)化合物：

其中R代表如上文所定义的基团，R³代表羧基保护基团，优选乙基，且R⁴代表氨基保护基团，优选苯甲酸。

式(III)化合物是通过式(II)化合物的不对称还原来制备。其可以以立体选择性方式进行。适合的反应条件是本领域技术人员已知的且有多种已知技术可以使用。

根据步骤(b)，通过环化反应制备式(IV)化合物：

其中R和R⁵代表如上文所定义的基团。

式(IV)化合物可以通过环化反应来制备。其可以优选地通过用多种试剂，优选2，2’-二吡啶基二硫化物和三苯基膦，在适合的溶剂如乙腈(CAN)或二甲亚砜(DMSO)中，在升高的温度下活化羧基基团来完成(ORGANIC CHEMISTRY，T.W.Green，P.G.Wuts；John Wiley & Sons 1999中的“保护基团”)。适合的反应条件是本领域技术人员已知的且有多种已知技术可以使用。

根据步骤(c)，制备式(V)化合物：

其中R、R¹和R⁵代表如上文所述的基团，使用式(Va)化合物：

其中R¹是如上文所定义的基团。或者，式(V)化合物还可以使用式(Vb)化合物制备：

其中R¹是如上文所定义的基团，R¹⁰是容易去除的烯醇保护基团。

该反应可以通过将起始化合物在有或者没有强碱和有或没有路易斯酸的条件下反应来进行。适合的反应条件是本领域技术人员已知的且有多种已知技术可以使用。

根据步骤(d)，制备式(VI)化合物：

其中R、R¹、R²和R⁵代表如上文所述的基团。

式(VI)化合物通过环化反应来制备。适合的反应条件是本领域技术人员已知的且有多种已知技术可以使用。

本发明的方法不限于上述反应途径，并且可以包括其它步骤。该方法还可以在步骤(d)后包括其它消除步骤，得到通式(Ib)化合物。

此外，本发明涉及用于制备通式(I)，且特别是式(Ia)或(Ib)化合物的合成的中间体(III)、(IV)、(V)和(VI)。

在中间体(III)中，

-R如式(I)中所述，

-R³代表氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃中断或取代，由此R³形成例如：甲基、乙基、丙基、烯丙基、苄基、甲氧基苄基、硝基苄基，且更加特别地R³是氢原子、甲基、乙基、丙基，

-R⁴代表氢原子、C_1-10烷酰基或芳酰基(例如乙酰基、丙酰基、异丙酰基、烯丙基羰基、特戊酰基、苯甲酰基、硝基苯甲酰基)、烷氧基羰基或芳基甲氧基羰基(例如乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、烯丙基氧基羰基、2，2，2-三氯乙氧基羰基、1，1，1-三氯-2-甲基-2-丙氧基羰基、苄氧基羰基、硝基苄氧基羰基)，且更加特别地R⁴是氢原子、乙酰基、苯甲酰基。

在中间体(IV)中，

-R如式(I)中所述，

-R⁵代表氢原子或羟基保护基团，例如硅烷基基团(例如三甲基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基、三异丙基硅烷基)、C_1-10酰基或芳酰基(例如乙酰基、特戊酰基、烯丙基羰基、苯甲酰基、硝基苯甲酰基)，且更加特别地R⁵是氢原子或三甲基硅烷基，

-R⁶代表氢原子或酰胺保护基团例如三甲基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基、三异丙基硅烷基、乙酰基、特戊酰基、烯丙基羰基、苯甲酰基，且更加优选氢原子或三甲基硅烷基，

-R⁷代表氢原子、离去基团例如乙酰氧基。

在中间体(V)中，

-R如式(I)中所述，

-R¹如式(I)中所述，

-R⁵如式(III)中所述，

-R⁸代表氢原子、草酰基基团例如烯丙基草酰基、苄基草酰基。

在中间体(VI)中，

-R如式(I)中所述，

-R¹如式(I)中所述，

-R²如式(I)中所述，

-R⁵如式(III)中所述。

式(I)化合物可以通过如上文所公开的中间体(II)、(III)、(IV)、(V)和(VI)来制备。该合成方法的一个实例在以下流程中描述，其代表了实施例中所给出的制备方法。

如上文所公开的式(I)、特别是式(Ia)和(Ib)化合物作为具有β-内酰胺酶抑制剂的内在活性的抗生素起作用。

式(I)、特别是式(Ia)和(Ib)的抗生素是非常有效的β-内酰胺酶抑制剂，其在体外抑制β-内酰胺酶的酶活性，且在细菌的细胞培养物中提高抗生素药物的效能，并可用于治疗人类和动物的细菌感染。

式(I)化合物、特别是式(Ia)或(Ib)化合物的多种可药用盐、醚衍生物、酯衍生物、酸衍生物和水溶性改变的衍生物都包含于本发明范围内。本发明还包含所述化合物的全部单个对映异构体、非对映异构体、外消旋物和其它异构体。本发明还包含所述化合物的全部多晶型物和溶剂合物，例如水合物和那些与有机溶剂形成的溶剂合物。基于本发明所提供的公开内容，所述异构体、多晶型物和溶剂合物可以通过本领域已知的方法制备，例如通过区域专一性和/或对映选择性合成和拆分的方法。

异构体混合物可以例如按照，例如类似于常规方法酌情进行分离，得到纯的异构体。本发明包含以任何异构体形式和以任何异构体混合物形式的本发明化合物。如果存在互变异构体，本发明还包含本发明化合物的互变异构体。

式(I)化合物、特别是式(Ia)或(Ib)化合物的适合的盐包括但不限于酸加成盐，例如那些与下列酸形成的盐：盐酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸、硫酸、硝酸、磷酸、乙酸、丙酸、羟乙酸、乳酸、丙酮酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、碳酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、羟基乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环己烷氨基磺酸、水杨酸、对氨基水杨酸、2-苯氧基苯甲酸和2-乙酰氧基苯甲酸；与糖精生成的盐；碱金属盐，例如钠或钾盐；碱土金属盐，例如钙和镁盐；以及与有机或无机配位体形成的盐，例如季铵盐。

本发明所公开的化合物的前药和活性代谢物也在本发明范围内。前药和活性代谢物是本领域技术人员熟知的术语。

根据优选的实施方案，本发明还涉及包含至少一种通过式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)来定义的化合物的药物组合物。

此外，本发明还涉及治疗有效量的一种或多种式(I)化合物作为抗生素的用途。

如本文所用的术语“抗生素”描述了降低微生物成活力，或者抑制微生物生长或繁殖的化合物或组合物。“抑制生长或繁殖”是指将细胞周期时间延长至少2倍，优选至少10倍，更加优选至少100倍，且最优选无限延长，即整个细胞死亡。抗生素还进一步包含抗微生物剂、抑菌剂或杀菌剂。根据本发明有用的抗生素的非限定性实例包括青霉素、头孢菌素、氨基糖苷类、磺胺类、大环内酯类、四环素类、林可酰胺类、喹诺酮类、氯霉素、万古霉素、甲硝唑、利福平、异烟肼、大观霉素、甲氧苄氨嘧啶、磺胺甲基异

唑等。

如本文所用的术语“β-内酰胺类抗生素“是指包含β-内酰胺官能团的具有抗生素特性的化合物。

本发明的药物组合物还可以包含其它化合物，例如常规的非毒性可药用载体、佐剂或溶媒。优选地，将本发明的药物组合物中所用的化合物配制成药物组合物，其是通过将所述化合物与任何常规的非毒性可药用载体、佐剂或溶媒结合。

因此，本发明还涉及药物组合物，其包含式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的具有内在β-内酰胺酶抑制活性的抗生素及可药用载体。

如本文所用的术语“可药用”是指非毒性物质，其不影响活性成分的生物活性的效能。术语“生理上可接受的”是指非毒性物质，其与生物系统例如细胞、细胞培养物、组织或器官相容。

术语“可药用载体”是指非毒性载体，其可以与本发明化合物以及抗生素、优选β-内酰胺类抗生素一起向患者施用，且其不破坏它们的药理活性。

一般而言，本领域技术人员已知的全部载体都适用于本发明药物组合物。通常，优选的载体的特征取决于各个药物组合物的给药途径。

根据本发明可用的固体载体是例如精细粉碎的固体，如滑石粉、粘土、微晶纤维素、硅石、矾土等。有用的液态载体包括水、醇或二醇或水-醇/二醇混合物，其中本发明化合物任选地在非毒性表面活性剂的帮助下，可以以有效的浓度溶解或分散在其中。佐剂例如芳香剂和其它抗微生物剂也可以加入来优化特性，用于各自的用途。所得液态药物组合物可以通过用于加固绷带和其它敷料的吸附衬垫来使用，或者使用泵型或气雾喷雾器喷洒在感染区域。

对于局部给药，通常希望将本发明化合物与皮肤病学可接受的载体(其可以是固体或者液体)组合，作为组合物或制剂施用于皮肤。局部应用可以在例如疏水或亲水基质的载体中配制形成软膏、乳剂、洗剂，在水性、油性或醇类液体中形成擦剂，或者在无水稀释剂中形成粉剂。增稠剂例如合成聚合物、脂肪酸、脂肪酸盐和酯类、脂肪醇、改性纤维素或改性矿物材料也可以与液态载体一起使用，形成可涂覆的贴剂、凝胶剂、软膏、肥皂等，用于直接施用于使用者的皮肤。可以用于药物的霜剂或软膏制剂是本领域熟知的常规制剂。

本发明的药物组合物还可以包含可药用赋形剂。因此，本发明还涉及如上文所公开的药物组合物，其中所述药物组合物还包含可药用赋形剂。

一般而言，本领域技术人员已知的全部赋形剂都适用于本发明。此类赋形剂的实例是碳酸钙、高岭土、碳酸氢钠、乳糖、D-甘露醇、淀粉、结晶纤维素、滑石粉、砂糖、多孔物质等。

本发明的式(I)化合物可以以其本身使用，但通常按照常规方法与适宜量的“用于药物制剂的载体”一起配制为药物制剂。

因此，本发明的组合物和方法还可以另外包含稀释剂、填充剂、盐、缓冲剂、稳定剂、助溶剂以及其它本领域熟知的物质。

此外，“用于药物制剂的载体”包括，例如上文所定义的赋形剂，粘合剂如糊精、树胶、α-淀粉、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、支链淀粉等，增稠剂如天然树胶、纤维素衍生物、丙烯酸衍生物等，崩解剂如羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素钠、交聚维酮、低取代羟丙基纤维素、部分α-淀粉等，溶剂如注射用水、醇、丙二醇、聚乙二醇、芝麻油、玉米油等，分散剂如吐温80、HCO60、聚乙二醇、羧甲基纤维素、海藻酸钠等，助溶剂如聚乙二醇、丙二醇、D-甘露醇、苯甲酸苄基酯、乙醇、三氨基甲烷、三乙醇胺、碳酸钠、柠檬酸钠等，助悬剂如硬脂酰三乙醇胺、月桂硫酸钠、苯扎氯铵、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素等，减痛剂如苄基醇等，等渗剂如氯化钠、甘油等，缓冲剂如磷酸盐、乙酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐等，润滑剂如硬脂酸镁、硬脂酸钙、滑石粉、淀粉、苯甲酸钠等，着色剂如焦油颜料、焦糖、三氧化二铁、二氧化钛、核黄素等，矫味剂如增甜剂、香料等，稳定剂如亚硫酸钠、抗坏血酸等，防腐剂如对羟苯甲酸酯、山梨酸等。

本发明的药物组合物还可以包含其它活性因子和/或物质，其增强对β-内酰胺酶和/或DD-肽酶的抑制。

所述各个药物组合物不仅对不产生β-内酰胺酶的细菌有效，而且对产生显著量的β-内酰胺酶的细菌特别有效。因此，本发明的药物组合物通常用于在体内控制细菌感染水平，并用于治疗疾病或降低由细菌介导的效应的进展或严重性。

适合施用本发明的制剂的个体包括哺乳动物、灵长类、人以及其它动物。通常，所述动物个体是哺乳动物，一般是家养的农业哺乳动物，如马、猪、牛、绵羊、山羊等，或者伴侣动物，如猫、狗等。当将所述组合物施用于感染了敏感的细菌生物体的哺乳动物时，体外抗菌活性可预期体内活性。

给药途径

上文所述药物组合物的优选的给药方法包括口服和胃肠外给药，如静脉输注、静脉推注和肌内注射，其配制成包含治疗有效量的各个活性成分的单位剂量或其某些约数。

在液体溶液或混悬液中，所述化合物可以以粉末或结晶形式使用。这些化合物可以通过任何本领域熟知的方法配制，并制备为用于任何给药途径，包括但不限于胃肠外、口服、舌下、吸入法喷雾、经皮、局部、鼻内、气管内、通过眼用溶液或软膏直肠内给药、经直肠、经鼻、含服、经阴道或通过植入药库。如本文所用的术语胃肠外包括皮下、皮内、静脉内、肌内、关节内、滑膜内、胸骨内、硬膜内、伤口内和颅内注射或输注技术。

若式(I)化合物是酸，本发明的药物组合物优选胃肠外给药，特别是静脉给药。若式(I)化合物是酯，本发明的药物组合物优选优选口服给药。

用于注射(一种本发明优选的递送途径)的药物组合物，可以在安瓿中配制成单位剂量形式，或在多剂量容器中。当预期通过注射递送给个体时，所述组合物一般为无菌和无热原的。可注射的组合物可以采用以下形式，如在油性或水性溶媒中的混悬液、溶液或乳剂，且可以包含多种配方试剂。或者，所述活性成分可以以粉末(冻干或非冻干)形式，在递送时用合适的溶媒如无菌水进行重构。

适用于可注射的本发明药物组合物的载体通常包括无菌水、盐水或其它可注射液体，如用于肌内注射的花生油。而且，可以包含多种缓冲剂、防腐剂等。本发明的药物组合物还可以在无菌介质中进行胃肠外给药。根据所使用的溶媒和浓度，所述药物可以悬浮或溶解在溶媒中。有利地，例如局部麻醉剂、防腐剂和缓冲剂的佐剂可以溶解在溶媒中。可以保持合适的流动性，例如通过形成脂质体，通过在分散体系中保持所需的颗粒大小或者通过使用表面活性剂。阻止微生物的作用可以通过多种抗细菌和抗真菌药物来进行，例如对羟苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等。还优选包括等渗剂，例如蔗糖，缓冲剂或氯化钠。可注射组合物的延长的吸收可以通过在组合物中使用延迟吸收试剂来进行，例如单硬脂酸铝和明胶。静脉输注是本发明所用化合物的另一种可能的给药途径。

口服施用的本发明的药物组合物可以是以下形式：片剂、胶囊剂、粉末、颗粒、锭剂、液态或凝胶制剂，如口服、局部使用或灭菌的胃肠外给药溶液或混悬液。口服组合物可以使用载体例如常规配制试剂，且可以包含缓释特性以及快速释放形式。此类组合物和制剂应包含至少0.1％的活性化合物。所述组合物和制剂的百分比含量可以不同，且可以方便地为所用单位剂量形式重量的约2％至约60％之间。在该治疗有效的组合物中的活性化合物的量就是达到将要获得的有效剂量水平。

用于口服给药的片剂和胶囊剂可以是单位剂量的呈递形式，且还可以包含常规赋形剂，例如粘合剂，如糖浆、阿拉伯胶、明胶、山梨醇、西黄蓍胶或聚乙烯基吡咯烷酮；填充剂例如乳糖、蔗糖、玉米淀粉、磷酸钙、山梨醇或甘氨酸；压片润滑剂，例如硬脂酸镁、滑石粉、聚乙二醇或硅石；崩解剂例如土豆淀粉，或可接受的润湿剂例如十二烷基硫酸钠。所述片剂可以按照本领域技术人员熟知的方法进行包衣。口服液态制剂可以为以下形式，例如水性或油性混悬剂、溶液、乳剂、糖浆或酏剂，或者可以提供成干燥产品，在使用前用水或其它适合的溶媒重构。该液态制剂可以包含常规添加剂，例如助悬剂，如山梨醇、糖浆、甲基纤维素、葡萄糖浆、明胶氢化食用脂；乳化剂，如卵磷脂、去水山梨糖醇单油酸酯或阿拉伯胶；非水性溶媒，其可以包括食用油，如杏仁油、分馏椰子油、油性酯如甘油、丙二醇或乙醇；防腐剂，如对羟基苯甲酸甲酯或丙酯或者山梨酸，且如果需要的话，还包含常规矫味剂或着色剂。

本发明的药物组合物还可以配制成用于通过鼻和咽喉或支气管组织粘膜吸收的适合形式，且可以方便地以粉末或液态喷雾或吸入剂、锭剂、咽喉涂剂等形式。对于治疗眼睛或耳朵，该制剂可以提供成单个胶囊，以液态或半固态形式，或者可以用作滴剂等。

对于兽医学用药，所述组合物可以例如在长效或快速释放基质中配制成乳房内制剂。

式(I)化合物作为具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素的用途

本发明提供了上文所述式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的新的抗生素，以及包含通式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)化合物的药物组合物。

因此，式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素可以在与产生抑制剂敏感性的酶的菌株结合时发挥β-内酰胺抗生素的作用，并且还改善其抗菌谱。

本发明涉及如上文所定义的式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)化合物作为具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素的用途。

因此，本发明还提供了治疗有效量的用作抗生素的一种或多种如上文所定义的式(I)化合物或如上文所定义的式(Ia)化合物，特别是其中所述抗生素是具有β-内酰胺酶抑制剂活性、特别是对抗A、C和D类β-内酰胺酶的广谱抗生素。

预期源于式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的β-内酰胺酶抑制剂的抗生素活性的抗菌谱优于市售的本身没有抗生素活性的β-内酰胺酶抑制剂，例如克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦。

式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)化合物特别适合于作为抗生素和β-内酰胺酶抑制剂用于治疗应用。它们还用作体外或体内试验的药理学工具来研究抗生素抵抗机制，从而帮助鉴别其它治疗性抗生素药物或β-内酰胺酶抑制剂，鉴别给定的微生物所表达的β-内酰胺酶种类，或者选择性地抑制微生物中的一种或多种β-内酰胺酶。

因此，本发明还涉及如上文所定义式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的治疗有效量的抗生素的用途。

根据一项优选的实施方案，β-内酰胺酶抑制剂是A、C和D类β-内酰胺酶的广谱抑制剂。其有效地抑制大多数临床相关的和流行的TEM-和SHV-型酶(A类)、AmpC(C类)和OXA-型酶(D类)。

因此，本发明还涉及治疗有效量的一种或多种如上文所定义的式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)化合物作为广谱β-内酰胺酶抑制剂的用途，特别是其中所述β-内酰胺酶抑制剂是A、C和D类β-内酰胺酶抑制剂。

根据另一项实施方案，本发明还提供了用作抗生素的治疗有效量的一种或多种如上文所公开的式(I)或式(Ia)化合物。

本发明的药物组合物还提供了治疗有效量的一种或多种如上文所定义的式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)化合物作为抗生素的用途。

此外，包含广谱β-内酰胺酶抑制剂的本发明另一项实施方案明显优于目前的治疗选择。

因此，本发明还提供了用作如上文所述的广谱β-内酰胺酶抑制剂的治疗有效量的一种或多种如上文所定义的式(I)化合物或如上文所定义的式(Ia)化合物，其中所述β-内酰胺酶抑制剂是A、C和D类β-内酰胺酶抑制剂。

对细菌生长的抑制

在其它方面，本发明提供了抑制细菌生长的方法，该方法包括向细菌细胞培养物，或者向细菌感染的细胞培养物、组织或器官施用本发明的式(I)化合物或者包含具有固有β-内酰胺酶抑制活性的式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的抗生素的本发明的药物组合物。

已知对于给定化合物的反应可以是菌株特异性的，而且不仅仅与对特定化合物的敏感性/抗性水平相关。因此，本发明化合物意图用于全部细菌菌株，包括那些本文未提及的菌株。

优选地，通过施用本发明的药物组合物进行抑制的细菌是对β-内酰胺类抗生素抵抗的细菌。更加优选地，抑制的细菌是β-内酰胺酶阳性菌株，其对β-内酰胺类抗生素高度抵抗。术语“抵抗”和“高度抵抗”是本领域普通技术人员所熟知的。

多种微生物感染经常包括产生β-内酰胺酶的病原体。这些酶通常引发对青霉素和头孢菌素抵抗。如果不治疗，这些微生物将无阻碍地繁殖和生长，给患者带来严重的或危险的后果。

因此，本发明还涉及克服细菌的抗生素抗性的方法。

具体而言，本发明的通式(Ia)和(Ib)化合物表现出药理活性，且因此可用作药物。

可以使用本发明的式(I)、特别是(Ia)或(Ib)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素进行治疗的代表性细菌感染，包括但不限于由以下菌属造成的细菌感染：巴斯德菌属、嗜血菌属、梭杆菌属、莫拉氏菌属、拟杆菌属、气单胞菌属、埃希氏菌属、肠杆菌属、克雷伯菌属、沙门菌属、志贺氏菌属、沙雷菌属、尿素支原体、衣原体属、放线杆菌属、链球菌属、爱德华菌属、葡萄球菌属、肠球菌属、博德特菌属、变形杆菌属、支原体属或曼海姆菌属。

因此，通式(I)、例如式(Ia)和(Ib)、特别是式(Ia)的本发明化合物适于治疗和预防由微生物如细菌介导的疾病。可以使用本发明的式(I)、特别是(Ia)或(Ib)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素进行治疗的代表性细菌感染，包括但不限于由以下菌株造成的细菌感染：溶血巴斯德菌、多杀巴斯德菌、溶血巴斯德菌、睡眠嗜血杆菌、胸膜炎肺炎放线杆菌、化脓放线菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、催产克雷伯白杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、中间葡萄球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、酿脓链球菌、枯草芽孢杆菌、产吲哚消化球菌、牛支原体、不等支原体、猪肺炎支原体、猪鼻支原体、鸡败血支原体、霉菌样支原体、羊肺炎支原体、流感嗜血菌、沙门氏克雷伯菌、志贺氏菌属、肠变形杆菌、阴沟肠杆菌、溶血曼海姆菌、睡眠嗜血杆菌、坏死梭杆菌、生黑素拟杆菌、奇异变形杆菌、猪链球菌、猪霍乱沙氏杆菌、鲶鱼爱德华菌属、杀鲑气单胞菌、胸膜炎肺炎放线杆菌和支气管炎博德特菌。

治疗方法

在各种背景中，本发明的式(I)化合物和药物组合物用于抑制细菌生长。在本发明的一项优选的实施方案中，将本发明的药物组合物体外施用给试验的细胞培养物来抑制β-内酰胺抗性细菌的生长。根据另一项优选实施方案，将本发明的药物组合物施用给动物、包括人类，来抑制体内β-内酰胺抗性细菌的生长。该实施方案的方法包括向动物、包括人类施用治疗有效量的本发明的药物组合物，持续到治疗有效的时间。

因此，本发明还涉及抑制β-内酰胺酶的方法，包括将β-内酰胺酶与有效量的如上文所定义的式(I)、特别是式(Ia)或(Ib)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素接触。

本发明的另一项实施方案提供了治疗人类或动物个体的细菌感染的方法，其中该方法包括向有需要的个体施用治疗有效量的如上文所定义的式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素。

因此，本发明还涉及如上文所述的药物组合物用于治疗由细菌引发的人类或动物感染的用途。

本发明还涉及如上文所公开的药物组合物用于治疗人类或动物的细菌感染的用途。

此外，本发明涉及治疗人类或动物的细菌感染的方法，其包括向需要所述治疗的患者施用治疗有效量的本发明的组合物以及至少一种可药用赋形剂。

最后，本发明还涉及治疗有效量的本发明的组合物以及至少一种可药用赋形剂在制备用于治疗细菌感染的药物中的用途，优选其中将所述药物施用于有需要的患者。

如本领域所需要的，对于不同种类的患者和不同疾病程度的安全且有效的剂量将通过临床实验来确定。对于任何特殊患者的特定剂量和治疗方案将取决于很多因素，包括所用特定化合物的活性、年龄、体重、一般健康状况、性别、饮食、给药时间、给药途径和频率、排泄速率、药物联合、病原体对所选择特定化合物的敏感性、所述感染的毒力、疾病的严重度和病程以及患者对疾病的处置。然而，此类问题是作为医师根据抗菌领域内熟知的治疗原则进行的常规考虑。

术语“治疗有效量”和“治疗有效时间”用于表示为了显示出有意义的患者获益(即与细菌感染和/或细菌药物抵抗有关的病症的治愈)而进行的已知治疗的剂量和持续到有效的时间。优选地，所述给药可以是胃肠外、口服、舌下、经皮、局部、鼻内、气管内或直肠内给药。当全身给药时，所述治疗组合物优选地以足以达到式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素的血液水平为至少约0.1mg/mL，更加优选约1mg/mL，且更加优选约10mg/mL的剂量给药。对于局部给药，比此更低的浓度可以是有效的，且更高的浓度也是可以耐受的。

每单位剂量用于人类递送的本发明的药物组合物，无论液体还是固体，包含约0.01％至高达约99％的式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素或其衍生物，如盐或酯。优选的范围是约10％至约60％和约1％至约99.99％的一种或多种其它化合物，例如那些本文所讨论的化合物，优选约40％至约90％。

该药物组合物一般包含从约1mg至约2.0g的式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的抗生素或其衍生物，如盐或酯。然而，一般而言，优选使用剂量为从约1mg至1000mg，和约50mg至约5g的其它本文所讨论的抗生素；优选约250mg至约2000mg。

在胃肠外给药中，单位剂量通常包含式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的纯的抗生素，其为在无菌水中的溶液，或者以用于溶液的可溶性粉末形式，其可以调至中性pH和等渗。对于儿童，优选剂量约5-25mg/kg体重，每日给药2、3或4次；10mg/kg通常为推荐剂量。

尽管用于说明的本发明的实施方案已被详细描述，但应当理解，本发明不限于这些精确的实施方案，在不脱离如所附权利要求所定义的本发明的范围和精神的条件下，本领域技术人员可以对其进行多种变化和修改。

本发明不限于本文所述特定实施方案的范围。事实上，除了那些本文所述的内容，根据前文描述和附图对本发明的多种修改，对于本领域技术人员而言是显而易见的。这些修改都涵盖于所附权利要求的范围之内。

本发明结合以下涉及合成和化合物试验的非限制性的实施例进行进一步描述。

实施例

实施例1：

2-苯甲酰氨基甲基-3-氧代-4，4，4-三氟丁酸乙酯(1a)

在一个1升的装有滴液漏斗和CaCl₂-管的烧瓶中装入粉末的钠(10.0g，0.435克原子)和无水乙醚(350mL)。将该混悬液在冰浴上冷却，并历经30分钟加入4，4，4，-三氟乙酰乙酸乙酯(63mL，0.43mol)在无水乙醚(100mL)中的溶液。将该混合物在室温下搅拌直至钠全部反应(6h)。随后分批加入N-(氯甲基)苯甲酰胺(72.8g，0.43mol；按照H Bohme等人，Chem.Ber.1959，92，1599-1607中文献方法制备)，并将该混合物在室温下搅拌30分钟。将该黄色混悬液用EtOAc(250mL)稀释，并经短柱(short path)硅胶(20g)过滤。使用额外的EtOAc(2×100mL)将产物从硅胶中洗出。浓缩滤液并将残余物从冷却的(0℃)甲苯(130mL)中结晶。滤出晶体，连续用冷却的甲苯(100mL)、甲苯/i-Pr₂O(1∶1，100mL)和i-Pr₂O(100mL)冲洗，得到70.99g产物，为白色晶体。将滤液浓缩并将残余物从甲苯(50mL)中重结晶后得到另一批产物(18.3g)。将该晶体按上述相同方法处理。总产量：98.2g，72％。Mp 85-88℃；¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ1.27和1.30(3H，2t，J 7.2Hz)，3.16(0.2H，t)，4.01(1.6H，t，J 6.1Hz)，4.25(1.5H，q，J 7.1Hz)，4.39(0.5H，t，J 6.1Hz)，3.75-4.5(1H，m)，5.19(0.2H，s)，6.00(0.2H，s)，6.69and 6.74(1H，2br t)，7.41-7.55(3H，m)，7.71-7.76(2H，m)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-66.94(s)，-78.3(s)，-85.3(s)；HRMS C₁₄H₁₄F₃NO₄ m/z(EI)计算值317.0875，实测值317.0877。

实施例2：

2-苯甲酰氨基甲基-3-氧代-4-氟-丁酸乙酯(1b)

在惰性气体中在一个2L的烧瓶中装入γ-氟乙酰乙酸乙酯(47.1g，317mmol)和THF(1.5l)。将该反应混合物在冰浴上冷却，并加入LiH(3.79g，346mmol)，搅拌15分钟，随后历经45分钟加温至室温。随后一次加入N-(氯甲基)苯甲酰胺(48.5g，286mmol)，并在15分钟后将反应混合物倒入饱和NH₄Cl水溶液(2L)中。收集有机相，并将水相用EtOAc(1L)萃取。合并有机相并用MgSO₄干燥。蒸发溶剂并将粘稠残余物放置固化过夜。随后将粗的固体产物分散于iPr₂O/Et₂O(6∶1，600mlmL)混合物中几个小时并过滤。所得滤饼用iPr₂O/Et₂O(2.2∶1，500mlmL)混合物重复该方法。最后将滤饼分散于iPr₂O(500mlmL)中多次，以获得纯的化合物。获得收集到的白色粉末31g，39％。Mp 76-77℃；IR(KBr)：3306，2989，1744，1716，1638，1528，1297，1259，1204，1088，1032，977，696.¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ1.27(3H，t，J 7.1Hz)，3.82-4.10(2H，m)，4.14(1H，dt，J 2.6，5.6Hz)，4.22(2H，q，J 7.2Hz)，5.00(2H，m)，6.89(1H，m)，7.32-7.55(3H，m)，7.65-7.85(2H，m)；¹⁹F NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ-227.45(1F，dt，J 42.3，3.1Hz)；MS(MH)⁺：282m/z。

实施例3：

(2S，3S)-2-苯甲酰氨基甲基-3-羟基-4，4，4-三氟丁酸乙酯(2a)

在一个2L的烧瓶中装入β-酰氨基甲基δ-酮酯1a(62.77g，198mmol)在DMF(800mL)中的溶液、从[RuCl₂(C₆Me₆)]₂(248mg，0.371mmol)和(1S，2S)-N-(哌啶基-N-磺酰基)-1，2-二苯基乙二胺^*(292mg，0.812mmol)通过在DMF(50mL)中于80℃下加热30分钟制备的Ru复合物溶液，并随后加入HCO₂H-Et₃N 5∶2(50mL)。将该溶液在室温下搅拌12小时。随后加入水(1L)，并用乙醚(5×250mL)萃取产物。将合并的有机层用水(300mL)洗涤，并将水层用乙醚(3×500mL)再萃取。将合并的乙醚层再次用水(300mL)洗涤，用Na₂SO₄干燥并部分浓缩。将沉淀的产物过滤，并用乙醚洗涤，得到白色晶体。经滤液浓缩并用i-Pr₂O洗涤残余物后分离出另一批产物。总产量：53.1g，84％，＞99％ee，＞99％de。％Ee是通过HPLC分析在Chiralcel OD柱上用己烷/i-PrOH 98∶2在流速1mL/min和UV(227nm)下检测：t(R，R)＝51.8min，t(S，S)＝56.3min。％Ee还可以通过¹⁹F NMR用手性位移试剂D-3-七氟丁酰基樟脑酸基镨(III)(1mol当量)检测。％De通过¹⁹F NMR检测：δ(顺)-77.53，δ(反)-77.68.Mp 108-110℃；[α]²⁵ _D+33.8(c 1.0，CHCl₃)；¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ1.29(3H，t，J 7.1Hz)，2.96(1H，dt，J 3.7，9.3Hz)，3.56(1H，dt，J 3.4，14.7Hz)，4.22(4H，m)，5.56(1H，br d，J 5.4Hz)，6.83(1H，m)，7.42-7.59(3H，m)，7.76-7.81(2H，m)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-77.5(d，J 7.1Hz)；分析计算值C₁₄H₁₆F₃NO₄：C，52.67；H，5.05；N，4.39。实测值C，52.52；H，5.11；N，4.23。

实施例4：

(2S，3S)-2-苯甲酰氨基甲基-3-羟基-4-氟丁酸乙酯(2b)

在一个500mL烧瓶中加入[RuCl₂(1，3，5-三乙基苯)]₂(59.41mg，88.8μmol)和(1S，2S)-N-(二甲氨基磺酰基)-1，2-二苯基乙二胺(62.46mg，195.5μmol)在无水DMF(200mL)中的溶液，并充入氩气。将该反应混合物加热至80℃持续40分钟，并随后冷却至室温。然后加入α-酰氨基甲基β-酮酯1b(10g，35.5mmol)和HCO₂H-Et₃N 5∶2(8.9mL)，并在室温下搅拌过夜。蒸发溶剂，并将粗产物进一步经柱色谱纯化以除去不希望的反式差向异构体(反应的非对映异构体比率为80/20)(CH₂Cl₂/Et₂O 4∶1)。所得无色粘稠液体是纯的顺式非对映异构体(6g，60％，96％ee)。％Ee通过HPLC分析在Chiralcel OD柱用己烷/i-PrOH/CF₃COOH 97∶3∶0.2在流速1mL/min和UV(222nm)下检测：t(R，R)＝44.5.min，t(S，S)＝58.3min。[α]_D ²⁶ 48.4，[α]₅₄₆ ²⁶ 57.0(c 1.0，CHCl₃)；¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ1.30(3H，t，J 7.1Hz)，2.84(1H，ddd，J 3.2，4.0，9.0Hz)，3.57(1H，m)，4.03(1H，m)，4.14-4.27(3H，m)，4.54.(1H，ddd，J 4.9，10.6，47.1Hz)，4.57.(1H，ddd，J 3.7，9.8，47.1Hz)，4.70(1H，d，J 4.6Hz)，6.81-6.96(1H，m)，7.39-7.58(3H，m)，7.71-7.83(2H，m)；¹⁹F NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ-231.24(1F，dt，J20.3，46.9Hz)。m/z(ESI)284m/z(M+H)⁺。

实施例5：

(2S，3S)-2-氨基甲基-3-羟基-4，4，4-三氟丁酸(3a)

在一个3L的烧瓶中装入醇2a(85.5g，0.268mol)和10％HCl(1700mL)。将该混合物在剧烈搅拌中回流9.5h。将该反应混合物在冰浴中冷却沉淀苯甲酸，并将其滤出。将滤液用CH₂Cl₂(2×250mL，100mL)洗涤，并浓缩水相。将糖浆状残余物溶于MeCN(150mL)中，浓缩并进一步高真空干燥。将黄色高粘性糖浆状物(66.2g)再次溶于MeCN(450mL)中，并加入Et₃N(36.5mL，0.267mol)。将该混合物在室温下搅拌过夜，并滤出沉淀。将滤饼悬浮于CH₂Cl₂(300mL)中，并将该混合物回流0.5小时，随后热过滤。重复用CH₂Cl₂处理滤饼以除去全部Et₃N·HCl盐。所得产物为白色粉末(38.4g，76.6％)，包含8％的差向异构体(2S，3R)-3a′。¹H NMR(300MHz，D₂O)δ2.86(1H，′q′，J 6Hz)，3.31(2H，d，J 6.1Hz)，4.58(1H，m)；¹⁹F NMR(D₂O/CCl₃F)δ-77.0(d，J 7.6Hz)；m/z(FAB)188[100％，(M+H)⁺]。

实施例6：

(2S，3S)-2-氨基甲基-3-羟基-4-氟丁酸(3b)

在一个500mL装有回流冷凝器的烧瓶中加入醇2b(6.00g，21.17mmol)和10％HCl(190mL)，并在回流温度下加热并搅拌4.5小时。随后将该反应混合物在冰浴中冷却，并滤出形成的沉淀。将滤液用CH₂Cl₂(4×25mL)洗涤，并将水相蒸发至干。将胶状残余物用NaOH真空干燥过夜。最后将该红色粘稠残余物悬浮于MeOH(25mL)中，在冰浴中冷却并加入NEt₃(20.8mmol，2.80mL)。15分钟后蒸发溶剂。将残余物分散于CH₂Cl₂(150mL)中，回流15分钟，并滗出CH₂Cl₂。重复该方法四次。最后于0℃下将胶状残余物溶于MeOH(17mL)，并立即加入CH₂Cl₂(87mL)，滗出溶剂。将胶状残余物在高真空下干燥，得到白色无定形固体(2.1g，65％)。IR(KBr)：3411，3270，3179，1518，1401，1347，1110，1052，930，875，715；¹HNMR(300MHz，D₂O)δ2.60-2.75(2H，m)，3.28(1H，d，J 6.3Hz)，4.07-4.29(1H，m)，4.33-4.69(2H，m)；¹⁹F NMR(300MHz，D₂O)δ-231.24(1F，dt，J22.4，46.9Hz)；m/z(ESI)150m/z(M-H)^-。

实施例7：

(1′S，3S)-3-[1′-羟基-2′，2′，2′-三氟乙基]-2-氮杂环丁烷酮(4a)

向一个5l的装有外部搅拌器、回流冷凝器和温度计的三颈烧瓶中装入β-氨基酸3a(31.20.4g，0.167mol；包含8％的差向异构体3a′)、MeCN(3l)、Ph₃P(48.8g，0.168mol)和2，2’-二吡啶基二硫化物(37.0g，0.168mol)。将该混合物在80℃加热12小时。将该溶液冷却至室温，并加入Cu(OAc)₂·H₂O(33.5g)。将所得橙色沉淀滤出并浓缩滤液。将残余物悬浮于甲苯(300mL)中，并用水(7×250mL)从甲苯中将产物萃取出来。将合并的水层用甲苯(100mL)洗涤，并随后用NaCl饱和。将产物用EtOAc(4×1L)萃取，经短柱硅胶/Na₂SO₄过滤，并浓缩。将固体残余物(22.9g)用乙醚研磨，并将纯的结晶状氮杂环丁烷酮4a(15.65g，55.5％)滤出。浓缩滤液，并将残余物用硅胶柱色谱用BuOAc洗脱纯化。用BuOAc洗脱、浓缩适当流份并用BuOAc处理残余物后，分离得到额外量的结晶状氮杂环丁烷酮4a(1.38g，4.9％；R_F＝0.5，在EtOAc中)。进一步用EtOAc洗脱，得到差向异构的氮杂环丁烷酮4a’(0.90g，3.2％；R_F＝0.3，在EtOAc中)，为粉末状。(1′S，3S)-4a：mp 166-167℃；[α]²⁵ _D-42.1(c 1.0，MeOH)；¹H NMR(300MHz，CD₃OD/TMS)δ3.29(1H，′t′，J 5.5Hz)，3.50(1H，m)，3.57(1H，dt，J5.4，2.4Hz)，3.34(1H，dq，J7.6，2.2Hz)；¹³C NMR(CD₃OD)δ37.0，51.9，66.7(q，J 32Hz)，126.7(q，J 282Hz)，170.1；¹⁹F NMR(CD₃OD/CCl₃F)δ-78.4(d，J 7.6Hz)；分析计算值C₅H₇F₃NO₂：C，35.51；H，3.58；N，8.28.实测值C，35.65；H，3.68；N，8.02。

差向异构体(1S’，3R)-4a’：mp 125.5-127℃；[α]²⁵ _D-19.4(c 1.0，MeOH)；¹H NMR(300MHz，CD₃OD/TMS)δ3.22(1H，dd，J 5.6，2.4Hz)，3.41(1H，t，J 5.6Hz)，3.55(1H，dt，J 5.6，2.7Hz)，4.26(1H，dq，J 7.6，5.9Hz)；¹⁹F NMR(CD₃OD/CCl₃F)δ-77.6(d，J 7.6Hz)；HRMS C₅H₇F₃NO₂m/z(EI)计算值170.0429，实测值170.0423。

实施例8：

(1’S，3S)-3-[1-羟基-2-氟乙基]-2-氮杂环丁烷酮(4b)

在惰性气体中将β-氨基酸3c(2.00g，13.23mmol)、三苯基膦(4.16g，15.88mmol)和2，2’-二硫二吡啶(3.50g，15.88mmol)溶于无水DMSO(92mL)中。将该反应混合物在油浴中于60℃加热4小时。随后将反应混合物在冰浴中冷却，并加入2mL水。在高真空下馏出溶剂。(T(浴温)＝60℃，p0.05mbar)。将残余物经柱色谱(甲苯，然后甲苯/iPrOH/NEt₃ 4∶1∶0.1)进一步纯化。得到浅黄色晶体(740mg，42％)。¹H NMR(300MHz，DMSO-d₆)δ3.10-3.17(2H，m)，3.18-3.25(1H，m)，3.86-4.02(1H，m)，4.17-4.52(2H，m)；^l9F NMR：(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ-230.7(1F，dt，J 19，47Hz).HRMSC₅H₈FNO₂m/z(EI)计算值134.061732，实测值134.061350。

实施例9：

(1′S，3R，4R)-4-乙酰氧基-3-[1′-羟基-2′，2′，2′-三氟乙基]-2-氮杂环丁烷酮(5a)

在-5至0℃下历经2小时的时间向冷却的(-10℃)氮杂环丁烷酮4a(18.09g，0.107mol)、AcONa(8.78g，0.107mol)和RuCl₃×H₂O(675mg)在AcOH(110mL)和PrOAc(110mL)的混合物的溶液中在逐滴加入过氧乙酸在PrOAc中16％的溶液(167g，0.35mol)。随后将其倒入10％Na₂SO₃水溶液(300mL)中，并加入乙醚(250mL)。两相分离，并将水相用乙醚(2×250mL)萃取。将合并的有机萃取物用饱和NaHCO₃水溶液(3×50mL)洗涤，并经短柱硅胶/Na₂SO₄过滤。将包含dr＝90∶10的5a及其差向异构体5a’的浓缩的固体残余物经硅胶柱色谱用石油醚/乙醚3∶2洗脱纯化，并用EtOAc/己烷处理，得到乙酰氧基氮杂环丁烷酮5a(15.9g，65.4％)，为结晶形式。R_F0.67(在乙醚中)；mp 110-114℃；[α]²⁵ _D+104.0(c1.0，CHCl₃)；¹H NMR(CDCl₃/TMS)δ2.14(3H，s)，3.56(1H，′t′，J 1.5Hz)，4.17(s，1H，)，4.43(1H，q，J 6.3Hz)，6.00(1H，s)，7.15(1H，s)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-78.9(d，J6.9Hz)；。

实施例10：

(1’S，3R)-4-乙酰氧基-3-[1’-羟基-2-氟乙基]-2-氮杂环丁烷酮(5b)

将氮杂环丁烷酮4b(760mg，5.71mmol)、无水NaOAc(3.50g，42.7mmol)和RuCl₃·H₂O(111mg，0.534mmol)加入AcOH∶PrOAc的1∶1混合物(45mL)中，并在氩气中冷却至-40℃。然后历经20分钟加入AcOOH(1.88M的PrOAc溶液，13.6mL)。将反应混合物加温至-10℃后，将其用外部搅拌器剧烈搅拌1小时。将反应混合物用硅胶垫和Celite过滤，用CH₂Cl₂/EtOAc 1∶1洗脱。将滤液干燥(MgSO₄)，并浓缩，得到红色粘稠液体，为差向异构体混合物(80∶20)(575mg，53％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ2.13(2.3H，s)，2.18(0.8H，s)^*，3.08(1H，br s)，3.36(0.8H，dd，J 1.3，5.6Hz)，3.60(0.2H，ddd，J 2.0，4.3，9.9Hz)^*，4.20-4.35(1H，m)，4.39-4.70(2H，m)，5.89(0.8H，d，J 0.9Hz)，6.01(0.2H，d，4.3Hz)^*，6.66(1H，s)；¹⁹F NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ-230.3(0.8F，dt，J 19.8，47.0Hz)，233.9(0.2F，dt，J 21.7，47.1Hz)^*；^*峰对应于其它非对映异构体；m/z(ESI)209(M+NH₄)⁺。

实施例11：

(1’S，3R，4R)-4-乙酰氧基-3-[2’，2’，2’-三氟-1’-三甲基硅烷基氧基乙基]-1-三甲基硅烷基-2-氮杂环丁烷酮(5c)

向氮杂环丁烷酮5a(11.30g，49.7mmol)在无水CH₂Cl₂(20mL)的混合物中加入N，O-二(三甲基硅烷基)乙酰胺(BSA，30mL)。在40℃下搅拌2小时后，将反应混合物浓缩，并在Kugelrohr上蒸馏，首先在50℃/0.1mbar下除去过量BSA和N-(三甲基硅烷基)乙酰胺，最后在65℃/0.1mbar下得到产物，为无色油状物(17.37g，94％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ0.17(9H，s)，0.29(9H，s)，2.10(3H，s)，3.53(1H，t，J1.3Hz)，4.32(1H，dq，J1.2，7.0Hz)，6.33(1H，s)；¹³C NMR(CDCl₃)δ1.2，1.9，20.7，57.6，66.5(q，J33Hz)，73.5，124.1(q，J 283Hz)，164.1，171.3；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-78.4(d，J 6.2Hz)；HPLC-MS：m/z(M+H)⁺372。

实施例12：

(1’S，3R，4R)-4-乙酰氧基-3-[2’，2’，2’-三氟-1’-三甲基硅烷基氧基乙基]-2-氮杂环丁烷酮(5d)

将被保护的氮杂环丁烷酮6a(3.20g，8.6mmol)用硅胶(1g)在MeOH(20mL)中搅拌过夜。将反应混合物浓缩，并经短柱硅胶用EtOAc洗脱过滤。将浓缩的残余物在Kugelrohr上在100℃/0.1mbar下蒸馏，得到产物，为无色油状物(2.50g，97％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ0.17(9H，s)，2.12(3H，s)，3.52(1H，t，J1.4Hz)，4.37(1H，qd，J 6.71.4Hz)，5.94(1H，s)，6.60(1H，br s)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-78.6(d，J 7.0Hz)。

实施例13：

(1’S，3R，4R)-4-乙酰氧基-3-[2’-氟-1’-三甲基硅烷基氧基乙基]-2-氮杂环丁烷酮(5e)

将氮杂环丁烷酮5b(3.03mmol，580mg)在氩气中溶于无水DMF(55mL)中。加入三甲基硅烷基氰化物(15.2mmol，1.90mL)，并搅拌过夜。随后将反应混合物用氩气冲刷(留有出口，进入NaOH溶液以中和HCN)，经蒸馏(p＝0.08mbar，T＝40℃)除去过量试剂和溶剂。将所得黄色油状残余物溶于CH₂Cl₂(0.1mL/mg)，并加入缓冲的硅胶，搅拌3小时。将反应混合物过滤，并浓缩滤液。如果需要，将残余物经快速色谱法纯化(硅胶pH 8，用己烷/CH₂Cl₂梯度洗脱)，得到纯的产物(710mg，57％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ0.14(9H，s)，2.11(3H，s)，3.33-3.40(1H，m)，4.20-4.50(3H，m)，5.87(1H，s)，6.47(1H，bs)；¹⁹F NMR：(CDCl₃)δ-226.1(1F，dt，J 17.6，47.7Hz)。HRMS C₁₀H₁₈FNO₄SiNa(MNa⁺)m/z：286.0886；计算值：286.0887；

实施例14：

(3S，4R)-4-[(1R，3S)-3-甲氧基-2-氧代-环己基]-3-[2，2，2-三氟-1-(S)-三甲基硅烷基氧基-乙基]-2-氮杂环丁烷酮(6a)

[(6S)-甲氧基-环己-1-烯醇酯]三甲基硅烷：向冷却的(0℃)i-Pr₂NH(62mL，0.44mol)在无水THF(400mL)的溶液中逐滴加入2.0M t-BuMgCl在乙醚(210mL，0.42mol)中的溶液。在0℃下搅拌1小时后，历经2.5小时加入(S)-2-甲氧基环己酮(50mL，0.40mol)。将该混合物搅拌1小时，随后加入TMSCl(60mL，0.47mol)，并将该混合物加温至室温，并搅拌1小时。滤出白色沉淀，用乙醚冲洗，并将滤液在Et₂O(500mL)和水(500mL)之间分配。将有机层用水(200mL)洗涤，干燥(Na₂SO₄)，并在旋转蒸发仪上于40mmHg下浓缩。将残余物在75-77℃/12mmHg下蒸馏，得到无色油状物(65.83g，82.6％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ0.19(9H，s)，1.47-1.64(3H，m)，1.87-2.09(3H，m)，3.41(3H，s)，3.50(1H，t，J 3.0Hz)，4.98(1H，t，J4.2Hz)。

方法A：历经20分钟向冷却的(-60℃)[(6S)-甲氧基-环己-1-烯醇酯]三甲基硅烷(7.65g，38.2mmol)在无水THF(70mL)的溶液中逐滴加入MeLi(1.5M乙醚溶液，24mL)。在0℃下搅拌30分钟后，将烯醇锂加入冷却的(-78℃)氮杂环丁烷酮5c(7.08g，19.0mmol)在无水THF(70mL)的溶液中。将反应混合物在此温度下搅拌1小时，随后用饱和NH₄Cl(40mL)水溶液猝灭。将该混合物在EtOAc(40mL)和水(40mL)之间分配，并将有机层干燥(Na₂SO₄)并浓缩。通过在Kugelrohr(70℃/0.01mmHg)上蒸馏除去过量2-甲氧基环己酮。残余物包含dr＝82∶18的差向异构体6a:6a’和约20％的量的其它杂质。经硅胶柱色谱(EtOAc/己烷3∶1)纯化后，得到产物8a，为白色晶体(3.50g，50％)；进一步用EtOAc洗脱，得到非对映异构体6a’(1.52g，22％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ0.19(9H，s)，1.67(3H，m)，2.05(2H，m)，2.25(1H，m)，3.10(1H，m)，3.25(1H，t，J 2.4Hz)，3.29(3H，s)，3.59(1H，t，J 3.0Hz)，4.34(1H，m)，4.40(1H，dq，J 1.5，7.3Hz)，5.84(1H，br s)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-78.3(d，J 8.0Hz)；HRMS C₁₅H₂₅F₃NO₄Sim/z(M+H)⁺计算值368.1505，实测值368.1514。

方法B：历经20分钟向冷却的(-60℃)[(6S)-甲氧基-环己-1-烯醇酯]三甲基硅烷(1.08g，5.40mmol)在无水THF(10mL)的溶液中逐滴加入MeLi(1.5M乙醚溶液，720μl)。在0℃下搅拌30分钟后，将烯醇锂加入冷却的(-78℃)氮杂环丁烷酮5d(800mg，2.67mmol)在无水THF(5mL)的溶液中。将反应混合物在此温度下搅拌1小时，随后用饱和NH₄Cl(5mL)水溶液猝灭。将该混合物在EtOAc(10mL)和水(10mL)之间分配，并将有机层干燥(Na₂SO₄)，浓缩。通过在Kugelrohr(70℃/0.01mmHg)上蒸馏除去过量的2-甲氧基环己酮。将包含dr＝82∶18的差向异构体6a:6a’的粗的残余物经硅胶柱色谱纯化(EtOAc/己烷3∶1)，得到产物6a，为白色晶体(706mg，72％)。

实施例15：

(3S，4R)-3-[(1S)-2-氟-1-三甲基硅烷基氧基-乙基]-4-[(1R，3S)-3-甲氧基-2-氧代-环己基]-2-氮杂环丁烷酮(6b)

历经20分钟向冷却的(-60℃)[(6S)-甲氧基-环己-1-烯醇酯]三甲基硅烷(616.3mg，3.08mmol)在无水THF(10mL)的溶液中逐滴加入MeLi(1.6M乙醚溶液，1.9mL)。在0℃下搅拌30分钟后，历经40分钟将烯醇锂加入冷却的(-100℃)氮杂环丁烷酮5e(270mg，1.03mmol)在无水THF(4mL)的溶液中。将反应混合物在此温度下再搅拌15分钟，并随后用饱和NH₄Cl(20mL)水溶液猝灭。将该混合物用50mL EtOAc萃取，并将有机层用饱和NaHCO₃溶液(25mL)、盐水(25mL)洗涤，并用MgSO₄干燥。蒸发溶剂，并将油状残余物经快速色谱法纯化(Hex/EtOAc 1∶0到3∶1)，得到纯的非对映异构体，为白色结晶状固体(120mg，35％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ0.15(9H，s)，1.48-1.76(3H，m)，1.91-2.16(2H，m)，2.19-2.32(1H，m)，2.98-3.12(2H，m)，3.28(3H，s)，3.55-3.60(1H，m)，4.03(1H，dd，J 2.4，5.1Hz)，4.23-4.56(3H，m)，5.80(1H，bs)；¹⁹F NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ225.4(1F，dt，17)；m/z(ESI)332(M+H)⁺。

实施例16：

(3S，4R)-4-[(1R，3S)-3-甲氧基-2-氧代-环己基]-3-[2，2，2-三氟-1-(S)-三甲基硅烷基氧基-乙基]烯丙基草酰基-2-氮杂环丁烷酮(7a)

历经10分钟向冷却的(0℃)8a(1.85g，5.08mmol)在DCM(15mL)的溶液中加入烯丙基草酰氯(860μl，7.1mmol)，随后加入Et₃N(1mL，7.6mmol)。将该混合物在0-5℃搅拌1小时，随后在水(50mL)和CH₂Cl₂(50mL)之间分配。将有机层用饱和NaHCO₃水溶液(30mL)、盐水(30mL)洗涤，干燥(Na₂SO₄)，并浓缩。将残余物快速地经硅胶柱色谱纯化(己烷/EtOAc4∶1)。得到浅黄色晶体(2.30g，94.6％)；mp 44-50℃。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ0.16(9H，s)，1.38(1H，m)，1.70(2H，m)，2.06(2H，m)，2.23(1H，m)，3.22(3H，s)，3.53(1H，m)，3.86(1H，m)，3.97(1H，dt，J 4.4，13.2Hz)，4.48(2H，m)，4.80(2H，m)，5.31(1H，m)，5.40(1H，m)，5.95(1H，m)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-77.5(1F，d，J 6.1Hz)；HRMS C₂₀H₂₉F₃NO₇Sim/z(M+H)⁺计算值480.1665，实测值480.1670。

实施例17：

(3S，4R)-3-[(1S)-2-氟-1-(三甲基硅烷基氧基)乙基]-4-[(1R，3S)-3-甲氧基-2-氧代环己基]-烯丙基草酰基-2-氮杂环丁烷酮(7b)

历经15分钟向冷却的(0℃)6b(250mg，0.754mmol)在无水CH₂Cl₂(4mL)的溶液中加入烯丙基草酰氯(1.05mmol，261mg)和Et₃N(262μL，1.13mmol)，并搅拌0.5小时。将反应物用硅胶垫过滤，用CH₂Cl₂冲洗并浓缩，得到红色粘稠液体(195mg，58％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ0.12(9H，s)，1.15-1.35(2H，m)，1.48-1.76(1H，m)，1.91-2.30(3H，m)，3.24(3H，s)，3.43(1H，t，J 3Hz)3.54(1H，t，J 3Hz)，3.60-3.71(1H，m)，4.27-4.52(4H，m)，4.79-4.85(2H，m)，5.23-5.49(2H，m)，5.88-6.05(1H，m)；¹⁹F NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ224.0(1F，dt，J 96，10Hz).HRMS C₂₀H₃₀FNO₇SiNa(MNa)⁺466.1687；计算值：466.1673。

实施例18：

(4S，8S，9R，10S)-4-甲氧基-10-[2，2，2-三氟-1-(S)-三甲基硅烷基氧基乙基]-11-氧代-氮杂三环-[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸烯丙酯(8a)

将7a(2.30g，4.80mmol)和氢醌(250mg，2.27mmol)在亚磷酸三乙酯(15mL)中的溶液在140℃下加热2小时。随后将其冷却至室温，并在Kugelrohr(40℃/0.1mmHg)上蒸馏除去过量P(OEt)₃。将残余物经硅胶柱色谱纯化(己烷/EtOAc 9∶1)，得到黄色晶体(1.77g，58.8％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ0.20(9H，s)，1.22-1.59(2H，m)，1.63(1H，m)，1.86(2H，m)，2.08(1H，m)，3.25(1H，m)，3.26(3H，s)，3.54(1H，m)，4.44(2H，m)，4.70(1H，dd，J 4.8，12.9Hz)，4.79(1H，dd，J 4.5，12.6Hz)，5.27(1H，d，J 10.2Hz)，5.44(1H，d，J 17.1Hz)，5.96(1H，m)；¹⁹F NMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-78.5(d，CF₃；J 8.2Hz)；HRMS C₂₀H₂₉F₃NO₅Si m/z(M+H)⁺计算值448.1767，实测值448.1760。

实施例19：

(4S，8S，9R，10S)-4-甲氧基-10-[2’-氟-1-(S)-(三甲基硅烷基氧基)乙基]-11-氧代-氮杂三环[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸烯丙酯(8b)

将7b(195mg，0.405mmol)和氢醌(8mg，0.73mmol)和亚磷酸三乙酯(0.493mL，2.38mmol)的溶液在140℃下加热4小时，并随后冷却至室温。将浓缩的残余物经快速色谱法纯化(EtOAc/己烷0∶1至1∶10梯度洗脱)。得到无色粘稠液体(110mg，61％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ0.16(9H，s)，1.29-1.51(2H，m)，1.60-1.71(1H，m)，1.75-1.93(1H，m)，2.02-2.14(m，1H)，3.15-3.30(4H，m)，3.37-3.42(1H，m)，4.19-4.48(4H，m)，4.60-4.86(2H，m)，4.96(1H，J 3Hz)，5.27(1H，ddd，J 1.3，2.6，10.4Hz)，5.44(1H，ddd，J 1.5，3.0，17.2Hz)，5.88-6.05(1H，m)；¹⁹F NMR：(CDCl₃/CFCl₃)δ227.2(1F，dt，J48，14Hz)；HRMS(M⁺)m/z411.188350；计算值：411.187725。

实施例20：

(4S，8S，9R，10S)-4-甲氧基-10-[1-(S)-羟基-2，2，2-三氟乙基]-11-氧代-氮杂三环[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸烯丙酯(9a)

向8a(1.63g，3.6mmol)在THF(30mL)的溶液中加入AcOH(830μl)和Bu₄NF(1M，在THF中，10.9mL)在THF(10mL)中的溶液。搅拌30分钟后，将反应混合物在EtOAc(100mL)和饱和NaHCO₃水溶液(50mL)之间分配。将有机层进一步用NH₄Cl(50mL)洗涤，干燥(Na₂SO₄)，并浓缩，得到白色结晶状产物(1.39mg，98％)。Mp 78-85℃；¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ1.24(2H，m)，1.51(1H，m)，1.71(2H，m)，1.94(1H，m)，3.10(4H，m)，3.43(1H，m)，4.36(1H，dd，J 3.0，10.6Hz)，4.43(1H，dd，J 1.9，6.7Hz)，4.55(1H，ddt，J 1.3，5.7，13.2Hz)，4.66(1H，ddt，J1.5，5.7，13.2Hz)，5.13(1H，dq，J 1.4，10.5Hz)，5.26(1H，dq，J 1.5，17.1Hz)，5.81(1H，m)；¹⁹FNMR(CDCl₃/CCl₃F)δ-78.8(d，J 6.7Hz)；m/z(FAB)376[75％，(M+H)⁺]。

实施例21：

(4S，8S，9R，10S)-4-甲氧基-10-[2’-氟-1-(S)-羟基乙基]-11-氧代-氮杂三环-[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸烯丙酯(9b)

向8b(105mg，0.255mmol)在THF(2.5mL)的溶液中逐滴加入Bu₄NF(382μL，1M的THF溶液)和AcOH(29μL，0.51mmol)。搅拌30分钟后，将反应混合物在EtOAc(25mL)和饱和NaHCO₃水溶液(25mL)之间分配。将有机层进一步用饱和NH₄Cl水溶液(25mL)洗涤，并将有机层干燥(MgSO₄)。将浓缩的残余物经快速色谱法纯化(EtOAc/Hex 0∶1至1∶1梯度洗脱)。得到无色粘稠液体(52mg，60％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ1.31-1.51(2H，m)，1.60-1.72(1H，m)，1.76-1.96(m，2H)，2.03-2.15(1H，m)，2.32(1H，d，J 5Hz)，3.21-3.34(4H，m)，3.38(1H，dd，J 3，7Hz)，4.23-4.59(3H，m)，4.62-4.89(3H，m)，4.97(1H，t，J 3.0Hz)，5.28(1H，ddd，J 1.3，2.6，10.5Hz)，5.43(1H，ddd，J 1.5，3.0，17Hz)，5.90-6.05(1H，m).¹⁹F NMR(300MHz，CDCl₃/CFCl₃)δ-232.2(1F，dt，J 19，47Hz).HRMSC₁₇H₂₂FNO₅(M⁺)m/z 339.148820；计算值：339.148201。

实施例22：

(4S，8S，9R)-4-甲氧基-10-[(E)-(2，2，2-三氟乙亚基]-11-氧代-氮杂三环[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸烯丙酯(10a)

向冷却的(0℃)9a(250mg，0.67mmol)在无水CH₂Cl₂的溶液中加入Ph₃P(175mg，0.67mmol)和DEAD(1当量)。在室温下搅拌30分钟后，将反应混合物浓缩，并将残余物经硅胶柱色谱纯化(用CH₂Cl₂洗脱)，得到浅黄色油状物，其经放置后结晶(120mg，50％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃/TMS)δ1.17(1H，m)，1.51(2H，m)，1.84(2H，m)，2.09(1H，m)，3.28(3H，s)，3.37(1H，m)，4.72(1H，m)，4.84(1H，m)，4.90(1H，m)，5.00(1H，m)，5.30(1H，m)，5.45(1H，m)，5.98(1H，m)，6.37(1H，dq，J 1.7，7.6Hz)；¹⁹FNMR(CDCl₃)δ-62.3(d，J 8Hz)；HRMS C₁₇H₁₉F₃NO₄ m/z(M+H)⁺计算值358.1266，实测值358.1273。

实施例23：

(4S，8S，9R，10S)-4-甲氧基-10-[1-(S)-羟基-2，2，2-三氟乙基]-11-氧代-氮杂三环[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸钠(11a)

向9a(0.94g，2.5mmol)在无水THF(8mL)的溶液中加入Ph₃P(65mg，0.25mmol)和Pd(PPh₃)₄(72mg，0.06mmol)在无水THF(8mL)中的溶液，所后加入2-乙基己酸钠(0.21M的THF溶液，11.9mL，2.5mmol)。将反应混合物搅拌2小时，并将所得沉淀经Durapore

HV(0.22μ)过滤器过滤，并用THF(10mL)、随后用戊烷(10mL)洗涤，得到(I)a，为灰白色粉末(408mg，36.5％)。Mp不能确定。产物在220℃开始变黑。¹H NMR(300MHz，DMSO-d₆/TMS)δ1.13-1.38(2H，m)，1.46-1.73(m，3H)，1.83(1H，m)，2.84(1H，m)，3.09(3H，s)，3.39(1H，t，J 3.3Hz)，4.09(1H，dd，J 10.3，3.1Hz)，4.38(1H，m)，5.09(1H，t，J 2.8Hz)，6.91(1H，s)；¹⁹F NMR(DMSO-d₆/CCl₃F)δ-76.2(d，J 8Hz)；HRMS(EI)m/z(M+H)⁺计算值C₁₄H₁₆F₃NNaO₅358.0878，实测值358.0858。

实施例24：

(4S，8S，9R，10S)-4-甲氧基-10-[2’-氟-1-(S)-羟基乙基]-11-氧代-氮杂三环-[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸钠(11b)

在氩气中向9b(36.0mg，0.106mmol)在THF的溶液中加入Pd(PPh₃)₄(3.1mg，2.65μmol)和PPh₃(2.8mg，10.6μmol)在THF(1mL)中的溶液，随后加入2-乙基己酸钠(17.6mg，106μmol)。将该混合物在室温下搅拌0.5小时，并经PTFE过滤器(0.45μm)过滤形成的固体，并用THF(2mL)洗涤。得到白色无定形固体(15mg，44％)。¹H NMR(300MHz，DMSO-d₆)δ1.05-1.37(2H，m)，1.44-1.90(4H，m)，2.75-2.90(1H，m)，3.16(1H，dd，3，6Hz)，3.90-4.08(2H，m)4.32(1H，ddd，J 5.5，9.6，47Hz)，4.38(1H，ddd，J3.6，9.5，48Hz)，5.07(1H，t，J 3Hz)5.50(1H，d，5Hz).¹⁹F NMR(300MHz，DMSO-d₆/CFCl₃)δ：-226.8(1F，dt，J 48，20.5Hz).MS(ESI)m/z 300(M+H)⁺。

实施例27：

(4S，8S，9R)-4-甲氧基-10-[(E)-2，2，2-三氟乙亚基]-11-氧代-氮杂三环[7.2.0.0^3，8]十一-2-烯-2-甲酸钠(12a)

向10a(100mg，0.28mmol)在无水THF(2mL)的溶液中加入Ph₃P(7mg，0.1当量)和Pd(PPh₃)₄(0.025当量)在无水CH₂Cl₂中的溶液。随后加入2-乙基己酸钠(1当量)在无水THF(约1mL)中的溶液，并在室温下搅拌3小时。使用PTFE过滤器(0.45μ)滤出沉淀，并随后从无水THF中重结晶，得到产物，为黄色晶体(43mg，45％)。¹H NMR(300MHz，DMSO-d₆)δ0.92(1H，m)，1.27(1H，m)，1.54(3H，m)，1.84(1H，m)，3.01(1H，m)，3.13(3H，s)，4.79(1H，m)，5.17(1H，m)；6.78(1H，dq，J 1.2，7.8Hz)；¹⁹F NMR(DMSO-d₆)δ-56.1(d，J 8Hz)；HRMS C₁₄H₁₄F₃NNaO₄m/z(M+H)⁺计算值340.0773，实测值340.0766。

试验实施例

实施例28

材料与方法

式(I)的β-内酰胺酶抑制剂的IC ₅₀ 测定：

IC₅₀值代表产生使游离酶活性丧失50％的效果所需要的抑制剂浓度。用于β-内酰胺酶生成的标准试验涉及使用生色的头孢菌素，即头孢硝噻。当β-内酰胺环中的酰胺键被β-内酰胺酶水解时，该化合物表现出迅速的鉴别性的从黄色(在pH 7.0、λ390nm下的最大OD)到红色(在pH 7.0、λ486nm下的最大OD)的颜色改变。

在该试验中所用的均质纯化的A类β-内酰胺酶TEM-1和SHV-1来自大肠杆菌，C类酶P99来自共泄腔肠杆菌。

全部的酶和化合物溶于50mM磷酸盐缓冲液(pH7.0)中，且全部进一步稀释都用相同的溶液来完成。将酶和化合物稀释液在37℃下预先孵育30分钟，且终体积为500μl。随后将10μl的5mM头孢硝噻(报告底物)加入该溶液，并在482nm下检测吸收率2-5分钟。计算出全部不同溶液的初始速率。按照获得头孢硝噻的初始水解速率等于在没有抑制剂的情况下头孢硝噻的水解速率的50％时的抑制剂浓度来确定IC₅₀值。

通过使用与上文所述类似的方法进行相对IC₅₀分析，对代表性的式(I)化合物作为来自大肠杆菌的TEM-1和SHV-1(A类，青霉素酶)和来自共泄腔肠杆菌的P-99(C类，头孢菌素酶)的β-内酰胺酶抑制剂进行了评估。数据见下表1。

表1：β-内酰胺酶抑制剂LK-180、LK-178和他唑巴坦对A类(TEM-1和SHV-1)和C类(P99)β-内酰胺酶的体外IC₅₀活性。

(4S，8S，9R)-4-甲氧基-10-(1-(S)-羟基-氟乙基)-11-氧代-1-氮杂三环-[7.2.0.0(3，8)]十一-2-烯-2-甲酸的钠盐(其后用″LK-180″表示)、其可药用盐或酯是作为最有前景的β-内酰胺酶抑制剂而选自式(I)的β-内酰胺酶抑制剂系列。

与他唑巴坦相比较，LK-180表现出对抗SHV-1和AmpC酶的高度有效的活性，其与哌拉西林(Tazocin

)组合使用是作为治疗多种人类和动物细菌感染的黄金标准。目前市场上还没有C类酶抑制剂供应。

实施例29

在培养基微量稀释试验中检测抗A类和C类β-内酰胺酶阳性细菌菌株时LK-180的抗生素作用。

对式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的代表性抗生素在微量稀释敏感性试验中进行检测(表2)。

抗生素

按照CLSI指导原则，在蒸馏水中制备试验化合物和Tazocin

的贮备液[Methods for dilution antimicrobial tests for bacteria that grow aerobically.NCCLS文件M7-A5；2000；第19卷，临床和实验室标准研究所(Clinical and Laboratory Standards Institute)，Villanova，Pa.]。

细菌菌株

全部试验菌株和临床分离株是从美国典型培养物收藏中心(ATCC)购买，或者来自公司自己的培养物收藏中心。所述试验菌株仅用于解释实施例的目的，而不是实施本发明所必需的。

如表2所示，对式(I)的具有固有β-内酰胺酶抑制活性的代表性抗生素对于产生基于丝氨酸的A类β-内酰胺酶，包括CTX-M、TEM-型、SHV-型扩展谱的β-内酰胺酶(ESBL)和C类β-内酰胺酶(AmpC)的细菌菌株的活性进行了评估。

试验生物体的培养和维持

菌株根据ATCC推荐的流程或通常采用的流程处理。冷冻的细菌储存液在室温下解冻，将几滴置于适宜的血液琼脂平板上。第二天将培养物传代培养至新鲜的马-欣二氏琼脂平板(MHA)上，传代培养物再次培养过夜。

接种物

通过将血液琼脂平板上的单菌落的很小部分悬浮于2mL无菌盐水中，制备相当于0.5McFarland标准的浊度的细菌悬浮液。将悬浮液用阳离子调节的Mueller Hinton肉汤培养基(CAMHB)进一步稀释，得到最终接种物为5x10⁵CFU/mL。

试验流程

按照CLSI指导原则，通过培养基微量稀释法测定抗生素的体外活性。

MIC试验在96孔板上使用CAMHB一式两份进行。每种抗生素的系列二倍稀释液在CAMHB中制备。将最终接种物为10⁵CFU/mL的细菌悬浮液转移至含有抗菌物质的试验培养基中。在微孔板的每孔中，合并50μL细菌接种物和50μL抗生素稀释液。每板包括4个不含细菌接种物的孔(阴性对照)和4个不含试验化合物的孔(阳性对照)。将板子在35℃培养24h。对每个接种物悬浮液进行纯度检验和菌落计数，以保证通常获得的最终接种物浓度接近于5x10⁵CFU/mL。

此外，通过测试标准抗生素对试验进行常规监测，确保MIC值落在各对照菌株的推荐范围内。

对于所有分离株的最小抑制浓度(MIC)被定义为肉眼可见的完全抑制生物体生长的抗微生物剂的最低浓度。

表2与Tazocin

相比的LK-180的MIC值

表3在微量稀释敏感性测定中所用的细菌菌株的列表

S19	弗氏枸橼酸杆菌	Lek 17	AmpC
				S20	弗氏枸橼酸杆菌	Lek 4，脱阻抑	AmpC

由本文所述的试验可见，对于所检测的一些抗头孢他啶的菌株，化合物LK-180优于Tazocin

。LK-180全部一致表现出对产生A类β-内酰胺酶，包括CTX-M、TEM-型、SHV-型扩展谱的β-内酰胺酶(ESBL)和C类β-内酰胺酶(AmpC)的菌株有效的抗菌谱。

因此，LK-180代表了用于进一步开发的抗生素和β-内酰胺酶抑制剂的巨大潜力。

本申请所引用的参考文献：

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Claims (16)

1.式(I)化合物

其中A定义为

且其中

R代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

R’代表C_1-20含氟或含氯的直链、支链或环状的烃基，其中所述烃基可以任选地被不饱和键中断或取代；

R¹代表氢原子，直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代；

R²代表：氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或者C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

2.如权利要求1所述的化合物，其中式(I)化合物是式(Ia)化合物

3.如权利要求1所述的化合物，其中式(I)化合物是式(Ib)化合物

4.如权利要求1-3任一项所述的化合物，其中在式(I)中，R代表CFH₂基团、CF₂H基团或CF₃基团，和/或R¹代表甲基基团。

5.药物组合物，其至少包含一种如权利要求1-4任一项所述的化合物。

6.如权利要求5所述的药物组合物，其中药物组合物另外包含可药用载体。

7.如权利要求5或6任一项所述的药物组合物，其中药物组合物另外包含可药用赋形剂。

8.通式(Ia)化合物

其中

-R代表CFH₂基团、CF₂H基团或CF₃基团；

-R¹代表甲基基团；且

-R²代表：氢原子、金属族I或II的阳离子(例如Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、铵或C_1-20季铵(例如四丁基铵)或C_1-20胺的质子化形式(例如三甲胺、三乙胺、二异丙基乙基胺、二乙基异丙基胺、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺、N，N’-二苄基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、哌啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、3，3，6，9，9-五二甲基-2，10-二氮杂二环[4.4.0]癸-1-烯、胍、氰基胍、吡啶、4-二甲氨基吡啶、咪唑等的质子化形式)、直链、支链或环状C_1-20烃基；其中所述烃基可以任选地被不饱和键、C_5-6芳烃、杂原子(例如氟、氯、氮、氧、硫、硅)中断或取代。

9.如权利要求8所述的化合物，其中

-R代表CH₂F基团，且

-R²代表氢原子。

10.如权利要求1所述的通式(I)化合物的制备方法，包括以下步骤：

(a)将通式(II)化合物不对称还原，得到通式(III)化合物：

(b)环化反应，得到通式(IV)化合物：

(c)制备通式(V)化合物：

(d)环化反应，得到通式(VI)化合物：

11.治疗有效量的如权利要求1-4任一项所定义的一种或多种式(I)化合物或者如权利要求8或9中任一项所定义的式(Ia)化合物或者按照权利要求10的方法获得的化合物，其用作广谱的β-内酰胺酶抑制剂。

12.治疗有效量的如权利要求1-4任一项所定义的一种或多种式(I)化合物或者如权利要求8或9中任一项所定义的式(Ia)化合物或者按照权利要求10的方法获得的化合物，其用作抗生素。

13.用作如权利要求12所述的抗生素的治疗有效量的如权利要求1-4任一项所定义的一种或多种式(I)化合物或者如权利要求8或9中任一项所定义的式(Ia)化合物或者按照权利要求10的方法获得的化合物，其中该抗生素是具有β-内酰胺酶抑制剂活性、特别是对抗A、C和D类β-内酰胺酶的广谱抗生素。

14.如权利要求5-7中任一项所述的药物组合物或者权利要求1-4、8或9中任一项所述的化合物或者按照权利要求10所述的方法获得的化合物，其用于治疗人类或动物的细菌感染。

15.治疗有效量的如权利要求5-7中任一项所述的组合物或者权利要求1-4、8或9中任一项所述的化合物或者根据权利要求10所述的方法获得的化合物以及至少一种可药用赋形剂在制备用于治疗细菌感染的药物中的用途，优选其中将所述药物施用于有需要的患者。

16.治疗人类或动物的细菌感染的方法，其包括向需要此种治疗的患者施用治疗有效量的如权利要求5-7中任一项所述的组合物或者权利要求1-4、8或9中任一项所述的化合物或者根据权利要求10所述的方法获得的化合物以及至少一种可药用赋形剂。