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WO2015098693A1 - ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ - Google Patents

ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ Download PDF

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WO2015098693A1
WO2015098693A1 PCT/JP2014/083554 JP2014083554W WO2015098693A1 WO 2015098693 A1 WO2015098693 A1 WO 2015098693A1 JP 2014083554 W JP2014083554 W JP 2014083554W WO 2015098693 A1 WO2015098693 A1 WO 2015098693A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ester
alkoxycarbonyl
alkyl
hemiacetal
chemical formula
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/083554
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賢治 松山
徹 大鳥
徹太郎 來海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nipro Corp
Kindai University
Mukogawa Gakuin Educational Institution
Original Assignee
Nipro Corp
Kindai University
Mukogawa Gakuin Educational Institution
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Publication date
Application filed by Nipro Corp, Kindai University, Mukogawa Gakuin Educational Institution filed Critical Nipro Corp
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Priority to US15/108,506 priority patent/US20160326165A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C07D471/04Ortho-condensed systems
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D498/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D498/02Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D498/06Peri-condensed systems

Definitions

  • the present invention does not have the ability to form an insoluble chelate with a metal-containing preparation, it can be used in combination with the metal-containing preparation (that is, it can be packaged in a single package) and does not cause a fungal change phenomenon in the intestinal environment ( In other words, since it does not show antibacterial activity against indigenous bacteria in the intestine, it has no side effects such as pseudomembranous colitis caused by Clostridium difficile that is suppressed by the indigenous bacteria. And ester prodrugs.
  • the pyridone carboxylic acid antibacterial agent has the chemical formula (I ′): [Wherein Z 11 to Z 13 represent a hydrocarbon group, a nitrogen-containing hydrocarbon group or an oxygen-containing hydrocarbon group which may be substituted, and two adjacent groups may form a ring. ]
  • Is a synthetic antibacterial drug having a pyridonecarboxylic acid skeleton represented by the formula: Pyridone carboxylic acid antibacterial agents are nalidixic acid (English name "Nalidixic acid”: the following chemical formula (1)) and gram negative bacteria which show excellent bactericidal action against gram negative bacteria, especially Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Shigella.
  • Pipemidic acid (English name “Pipemidic acid”: the following chemical formula (2)), which has higher antibacterial activity against Pseudomonas aeruginosa, is known (hereinafter referred to as “quinolone antibacterial agents”) Yes).
  • DNA gyrase (English "gyrase") is an antibacterial agent that shows antibacterial action by inhibiting DNA replication and has a broad antibacterial spectrum not only for the aforementioned Gram-positive and negative bacteria, but also for mycoplasmas that do not have cell walls.
  • gyrase Greek "gyrase”
  • new quinolone antibacterial drugs show extremely good renal migration, so they are the first choice for intractable urinary tract infections in the urological field (Souichi Arakawa, medical news, 1815). , 4-7 (2004)).
  • the chemical formula (B) of the type in which R 1a at the 1-position and R 5a at the 3-position together form an oxazine ring with the N atom and C atom of the quinolone ring The oxazine ring-containing new quinolone antibacterial agent represented by is excellent in both antibacterial activity and antibacterial spectrum. Typical examples are shown in Table 2: Shown in
  • naphthyridine type new quinolone antibacterial agents are also widely used. Typical examples are shown in Table 3: Shown in
  • levofloxacin (English name: Levofloxacin; hereinafter abbreviated as LVFX) in Table 2, which is the most frequently used new quinolone (NQ) antibacterial agent in the world including Japan.
  • LVFX Korean name: Levofloxacin; hereinafter abbreviated as LVFX
  • NQ new quinolone
  • levofloxacin is a 3S form ((3S) -9-fluoro-3-methyl-10- (4- Methyl-1-piperazinyl) -7-oxo-2,3-dihydro-7H-pyrido [1,2,3-de] [1,4] benzoxazine-6-carboxylic acid) only with high purity
  • the antibacterial activity and safety were almost twice as high as those of the racemate. That is, it has been clarified that the 3S form is the active substance and the 3R form is the toxic substance (Bernard Rouveix, Antibiotic Safety Assessment, International Journal of Antibiotic Agents 21, 215-221).
  • ester derivatives of new quinolone antibacterial agents include Japanese Patent No. 4669607 (corresponding international publication: WO 1999/014214).
  • This document has the following chemical formula (D): (However, for the symbols in the formula, refer to the above-mentioned literature.)
  • paragraph “0055” in the specification of the document has the following description: “A“ biohydrolyzable ester ”is a compound ester of the present invention, which preferably does not essentially interfere with the antimicrobial activity of the compound, and does not interfere with the antimicrobial activity of the compound.
  • the ester is one that is readily transformed by the host in vivo to yield the active compound
  • many such esters are known in the art and, as of November 8, 1988. Published in Johnston and Mobasheryon, U.S. Patent No. 4,783,443, the contents of which are incorporated herein by reference, such esters include lower alkyl esters, lower acyloxy- Alkyl esters (acetoxymethyl ester, acetoxyethyl ester, aminocarbonyl Oxymethyl ester, pivaloyloxymethyl ester, and pivaloyloxyethyl ester), lactonyl esters (phthalidyl ester and thiophthalidyl ester), lower alkoxyacyloxyalkyl esters (methoxycarbonyloxymethyl ester, Ethoxycarbonyloxyethyl ester, isopropoxycarbonyloxyethyl ester, etc.), alkoxyalkyl esters, choline esters, and alkyl
  • Examples of lower alkoxycarbonyl hemiacetal ester derivatives for antibacterial agents other than pyridonecarboxylic acid include, for example, the following examples: However, the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester derivatives of pyridonecarboxylic acid antibacterial agents (that is, quinolone and new quinolone antibacterial agents) have not been known so far.
  • Patent No. 4669607 (corresponding international publication: WO 1999/014214)
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, that is, prevention of chelating ability of pyridonecarboxylic acid antibacterial agents and prevention of side effects such as pseudomembranous colitis due to intestinal fungal substitution.
  • the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent is a general term for a quinolone antibacterial agent and a new quinolone antibacterial agent having a pyridonecarboxylic acid skeleton as a basic skeleton.
  • the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent is a polyvalent metal-containing drug, for example, a polyvalent metal-containing drug (Mg 2+ or Al 3+ containing drug) or an iron agent.
  • G chemical formula (G): It is known that absorption into the body is inhibited.
  • pyridonecarboxylic acid-based antibacterial agents include pseudomembranous colitis due to the intestinal fungal replacement phenomenon as a serious side effect associated with its administration, and prevention of this side effect is a major issue (for levofloxacin agents) (In the attached 2013 edition (Daiichi Sankyo) of "Crabit Tablets 250mg / Crabit Tablets 500mg / Crabit Fine Granules 10%", pseudo membraneic colitis is described as the ninth serious side effect.)
  • Patent Document 1 Patent No. 4669607 (corresponding international publication: WO1999 / 014214)) relating to the above-mentioned novel new quinolone antibacterial agent, chelate formation prevention and prevention of enterobacterial metastasis by oral administration are all included in the invention.
  • various ester derivatives described in paragraph “0055” of the same document are merely listed as examples, and there is no description suggesting active use as a prodrug.
  • all the examples are carboxylic acid type, and there is no demonstration example of the ester form.
  • Clostridium difficile English name: Clostridium difficile
  • pseudomembranous colitis Kentaro Oka: Probiotics for Clostridium difficile-associated intestine
  • the present inventors diligently investigated the formation of a prodrug of a pyridonecarboxylic acid antibacterial agent for the prevention of the chelate formation and the prevention of side effects of intestinal bacterial substitution in oral administration.
  • the present inventors examined the formation of a prodrug by esterification of a pyridone carboxylic acid group, which is a central group for insoluble chelate formation of pyridone carboxylic acid antibacterial agents and also an active center for killing enteric bacteria.
  • a pyridone carboxylic acid group which is a central group for insoluble chelate formation of pyridone carboxylic acid antibacterial agents and also an active center for killing enteric bacteria.
  • alkyl esterification such as methyl, ethyl, isopropyl, etc.
  • the present inventors surprisingly found that the carboxyl group at position 3 of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent was converted to an alkoxycarbonyl hemiacetal esterification (hereinafter simply referred to as “hemiacetal esterification”).
  • hemiacetal esterification alkoxycarbonyl hemiacetal esterification
  • Pyridone which is capable of producing pseudomembranous colitis, has no effect on the indigenous bacteria of the intestinal flora until it is absorbed because carboxylic acid, which is the center of antibacterial activity, is esterified with hemiacetal ester.
  • the present invention of a carboxylic acid antibacterial prodrug has been reached.
  • the present invention relates to an alkoxycarbonyl hemiacetal-type ester prodrug of pyridonecarboxylic acid antibacterial agent for preventing enterobacterial metastasis side effects and / or polyvalent metal-containing pharmaceutical chelate prevention, in particular, a new quinolone carboxylic acid antibacterial agent
  • the present invention relates to an alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug, an ester compound thereof, a process for producing the same, an antibacterial prodrug composition containing the same, and a kit comprising the pharmaceutical composition and a polyvalent metal-containing drug.
  • alkoxycarbonyl hemiacetal ester of carboxylic acid referred to in the present invention refers to an ester represented by the following chemical formula: [Wherein A 1 , A 2 and A 3 represent any hydrocarbon group or heteroatom-containing hydrocarbon group which may be substituted].
  • a 1 , A 2 and A 3 represent any hydrocarbon group or heteroatom-containing hydrocarbon group which may be substituted.
  • the “alkoxycarbonyl hemiacetal type ester” may be simply abbreviated as “hemiacetal type ester”.
  • one embodiment of the present invention is the compound of formula (I) [Wherein Z 1 to Z 3 are a hydrocarbon group, a nitrogen-containing hydrocarbon group or an oxygen-containing hydrocarbon group which may be substituted, and two adjacent groups together may be a hydrocarbon ring which may be substituted. , A nitrogen-containing heterocycle, an oxygen-containing heterocycle or a nitrogen-containing / oxygen heterocycle, R 6 represents H or C 1 -C 6 alkyl, and R 7 represents C 1 -C 6 alkyl.
  • Ester Pro which is an alkoxycarbonyl hemiacetal ester of a pyridone carboxylic acid antibacterial agent for suppressing intestinal bacterial side effects and / or for combined use with polyvalent metal-containing drugs It is a drag.
  • a further aspect of the present invention is an ester prodrug characterized in that the intestinal bacterial side effect of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent is pseudomembranous colitis.
  • the polyvalent metal-containing drug used in combination with the alkoxycarbonyl hemiacetal ester of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent is substantially different from the alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent.
  • Table 4 It is an ester prodrug characterized by being an alkoxycarbonyl hemiacetal
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent of the formula (II) is represented by the chemical formula (III): [Wherein, R 3 to R 4 and R 6 to R 7 are as defined above, and R 11 is It is. ]
  • the above-mentioned ester prodrug characterized by being an alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of a pyridonecarboxylic acid antibacterial agent represented by the formula:
  • a chemical formula (II-1) in which Z is C and m 1 in the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent of the above chemical formula (II):
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester of the pyridone carboxylic acid antibacterial agent of the formula (III) is preferably represented by the formula (IV): [Wherein, R 6 and R 7 have the same meanings as described above.
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent of the above chemical formula (III) is more preferably the chemical formula (V): Or an ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of levofloxacin, or a chemical formula (VI):
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester of enoxacin has the chemical formula (VIII): Or an ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of enoxacin represented by chemical formula (IX):
  • the above-mentioned ester prodrug characterized by being an isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal type ester of enoxacin represented by the formula:
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug of tosufloxacin is represented by the chemical formula (X):
  • a further aspect of the present invention is a pharmaceutical composition for oral administration comprising an alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug of the aforementioned pyridonecarboxylic acid antibacterial agent and an excipient.
  • a further aspect of the present invention is the above pharmaceutical composition for oral administration substantially simultaneously with the polyvalent metal-containing drug.
  • a further aspect of the present invention is the above pharmaceutical composition, wherein the polyvalent metal-containing drug is a polyvalent metal-containing antacid.
  • a further aspect of the present invention is a kit comprising the above pharmaceutical composition and a polyvalent metal-containing medicine.
  • a further aspect of the present invention is the kit described above, wherein the polyvalent metal-containing drug is a polyvalent metal-containing antacid.
  • a further aspect of the invention is a compound of formula (I): [Wherein Z 1 to Z 3 are a hydrocarbon group, a nitrogen-containing hydrocarbon group or an oxygen-containing hydrocarbon group which may be substituted, and two adjacent groups together may be a hydrocarbon ring which may be substituted. , A nitrogen-containing heterocycle, an oxygen-containing heterocycle or a nitrogen-containing / oxygen heterocycle, R 6 represents H or C 1 -C 6 alkyl, and R 7 represents C 1 -C 6 alkyl.
  • a chemical formula (II-1) in which Z is C and m 1 in the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent of the above chemical formula (II):
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester compound of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent is represented by the chemical formula (V): Ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of levofloxacin represented by Chemical formula (VI): An isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of levofloxacin represented by Chemical formula (VIII): An ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of enoxacin represented by Chemical formula (IX): An isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of enoxacin represented by Chemical formula (X): An ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester of tosufloxacin represented by the formula (XI): An alkoxycarbonyl hemiacetal ester of at least one pyridonecarboxylic acid antibacterial
  • a further aspect of the present invention is a process for producing an alkoxycarbonyl hemiacetal ester of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent, Chemical formula (I-1): Wherein, Z 1 ⁇ Z 3 are as defined above, Y is H, alkali metal, alkaline earth metal or organic base. And a chemical formula (XII): [Wherein, R 6 and R 7 are as defined above, and X is a halogen selected from Cl, Br and I.] An ⁇ -halogenated dialkyl carbonate represented by the formula: Chemical formula (I) [Wherein, Z 1 to Z 3 , R 6 and R 7 are as defined above]. ] The manufacturing method of the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of the pyridonecarboxylic acid type antibacterial agent represented by these.
  • the pyridonecarboxylic acid or a salt thereof is Chemical formula (II-A): [Wherein, m represents 1 or 0, and R 1 may be substituted with halogen, C 1 -C 4 alkyl, optionally substituted with C 3 -C 6 cycloalkyl, or halogen.
  • R 3 represents H, NH 2 or methyl
  • R 4 represents R 5 represents H, F, Cl or OCH 3
  • R 5 and R 1 together with N at the 1-position and Z at the 8-position together with a nitrogen-containing heterocycle or
  • Y is H, an alkali metal, an alkaline earth metal, or an organic base.
  • a salt thereof, and the resulting ester is Chemical formula (II): [Wherein, m, R 1 , R 3 to R 7 and Z are as defined above. ]
  • the manufacturing method of the said ester which is the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of the pyridone carboxylic acid antibacterial agent represented by these.
  • the pyridonecarboxylic acid or a salt thereof is represented by the chemical formula (III-1): [Wherein R 3 represents H, NH 2 or methyl, and R 4 represents Y is H, alkali metal, alkaline earth metal or organic base, R 11 is It is. Or a salt thereof, and the resulting ester is represented by the chemical formula (III): [Wherein R 3 to R 4 , R 6 to R 7 , and R 11 have the same meanings as described above. It is an alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of a pyridonecarboxylic acid antibacterial agent represented by the formula:
  • a further aspect of the present invention is the above ester production method, which is carried out in the presence of at least one base selected from an inorganic base or an organic base.
  • the pyridonecarboxylic acid or a salt thereof is Chemical formula (II-A): [Wherein, R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , Z, m and Y are as defined above].
  • substituents R 1 , R 3 to R 5 are a substituent containing an active amino group, (I) protecting the active amino group with a benzyloxycarbonyl group, then (Ii) reacting an ⁇ -halogenated dialkyl carbonate represented by the chemical formula (XII) to obtain a hemiacetal ester, (Iii) removing the benzyloxycarbonyl protecting group by catalytic hydrogenolysis, chemical formula (II): [Wherein, m, R 1 , R 3 to R 7 and Z are as defined above. ] The manufacturing method of the said ester characterized by the above-mentioned.
  • a further aspect of the present invention is the method for producing an ester, wherein the active amino group is a cyclic secondary amine.
  • the cyclic secondary amine has the following chemical formula: It is at least 1 cyclic secondary amine selected from these, The manufacturing method of the said ester characterized by the above-mentioned.
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester prodrug of the pyridone carboxylic acid antibacterial agent of the present invention was used in combination with a polyvalent metal-containing preparation such as an antacid, almost no decrease in blood concentration was observed. It was confirmed that absorption from the intestinal tract was good while maintaining the body structure, and that absorption inhibition due to chelate formation was prevented. In addition, since the blood concentration of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent was rapidly increased, the prodrug of the present invention was 1 hour after absorption even in a rat in situ experiment or oral administration experiment using a rat inverted intestinal tract. It was also confirmed that the drug was rapidly hydrolyzed in the small intestine brush border membrane and the active pyridone carboxylic acid antibacterial drug was regenerated to function as a prodrug.
  • this alkoxycarbonyl hemiacetal-type ester prodrug minimizes the effects on intestinal resident bacteria until it is absorbed from oral administration, resulting in the risk of developing pseudomembranous colitis. It was confirmed to be a hybrid pyridone carboxylic acid antibacterial agent that lowers
  • the esterification method of the present invention not only provides the alkoxycarbonyl hemiacetal type ester of the present invention in a good yield, but particularly in the esterification of pyridonecarboxylic acid antibacterial agents containing an active amino group and a carboxyl group.
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester that is the target compound can be selectively produced. It is an excellent method.
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal moiety produced as a by-product when the active pyridonecarboxylic acid antibacterial agent is regenerated by hydrolysis after absorption into the intestine is non-enzymatic in the intestine.
  • the ester prodrugs according to the present invention can be decomposed into C 2 -C 6 aldehydes, C 1 -C 6 alcohols and CO 2 , but not harmful formal C1 aldehydes as by-products. This is a feature indicating safety.
  • FIG. 1 shows the blood concentration of levofloxacin when a levofloxacin ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal type ester derivative (LVFX-EHE) was orally administered alone and in combination with a metal-containing preparation to rats to which the present invention was applied. Shows changes.
  • FIG. 3 shows the intestinal absorption of alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug (LVFX-EHE) at 0.5 hours and 1 hour according to the rat intestinal inversion method.
  • FIG. 4 shows changes in levofloxacin blood concentration when levofloxacin isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester derivative (LVFX-isoPrHE) was orally administered to a rat alone and in combination with a metal-containing preparation.
  • FIG. 4 shows changes in levofloxacin blood concentration when levofloxacin isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester derivative (LVFX-isoPrHE) was orally administered to a rat alone and in combination with a metal-containing preparation.
  • FIG. 5 shows the results of calculating the area (AUC) under each blood concentration time curve in FIG. Data are mean ⁇ SEM D.
  • FIG. 6 shows the intestinal absorption of the alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug (LVFX-iPrHE) of the present invention at 0.5 hours and 1 hour according to the rat intestinal inversion method.
  • FIG. 6 shows the intestinal absorption of the alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug (LVFX-iPrHE) of the present invention at 0.5 hours and 1 hour according to the rat intestinal inversion method.
  • FIG. 9 shows a case where levofloxacin methyl ester (LVFX-ME or LVFX-M), which is a simple ester of levofloxacin obtained in Reference Synthesis Example 1, was orally administered to a rat alone, and a metal-containing preparation Al
  • AUC area under the blood concentration time curve
  • FIG. 10 shows levofloxacin (LVFX) produced in the inverted intestinal tract in the combined system of levofloxacin methyl ester (LVFX-M) alone and metal-containing preparation Al (OH) 3 obtained as a simple ester of levofloxacin obtained in Reference Synthesis Example 1 Indicates the concentration.
  • One of the features of the present invention is that by converting the carboxyl group of a pyridonecarboxylic acid antibacterial agent (including a quinolonecarboxylic acid antibacterial agent and a new quinolonecarboxylic acid antibacterial agent) to an alkoxycarbonyl hemiacetal type ester to obtain a prodrug, While staying in the intestine, it does not exert antibacterial activity, so it prevents side effects such as pseudomembranous colitis without killing good intestinal bacteria, and after absorption into the intestinal tract, it is hydrolyzed to regenerate the drug substance, It exists in the point which expresses the antibacterial activity of a pyridone carboxylic acid type antibacterial agent.
  • the non-enzymatic degradation according to the present invention only produces C 2 -C 6 aldehyde, C 1 -C 6 alcohol and CO 2 as a by-product, and does not produce formal C1 aldehyde as a by-product. This is a major feature showing the safety of ester prodrugs.
  • a further feature of the present invention is that the pyridone carboxylic acid antibacterial agent is formed by chelate formation when the pyridone carboxylic acid antibacterial agent and a polyvalent metal-containing drug (for example, a polyvalent metal-containing antacid or iron agent) are used in combination by the esterification. This is to prevent insolubilization of the drug. Therefore, the alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug of the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent of the present invention can be administered substantially simultaneously with a polyvalent metal-containing drug.
  • a polyvalent metal-containing drug for example, a polyvalent metal-containing antacid or iron agent
  • the pyridone carboxylic acid antibacterial agent which is a drug substance of the prodrug of the present invention has a chemical formula (I ′): [Wherein Z 11 to Z 13 are as defined above. Specifically, nalidixic acid: chemical formula (1) and pipemidic acid: chemical formula (2)): Etc.
  • the pyridone carboxylic acid antibacterial agent is a generic name including a quinolone carboxylic acid antibacterial agent (sometimes referred to as “quinolone antibacterial agent”) and a new quinolone carboxylic acid antibacterial agent (sometimes referred to as “new quinolone antibacterial agent”).
  • the new quinolone antibacterial agent as the drug substance of the prodrug of the present invention is not particularly limited, a typical example thereof is the chemical formula (A): [Wherein, R 1a , R 3a , R 4a , R 5a have the same meanings as described above.
  • norfloxacin, fleroxacin, diprofloxacin, sparfloxacin, grepafloxacin, valofloxacin, temafloxacin, sitafloxacin, and moxifloxacin are preferable. Can be mentioned.
  • R 1a at the 1-position and R 5a at the 3-position together form an oxazine ring with the N atom and C atom of the quinolone ring (B): [R 3C , R 4C and R 11C are as defined above.
  • An oxazine ring-containing new quinolone antibacterial agent represented by the above formula is also typically exemplified as a drug substance of the prodrug according to the present invention, and among them, particularly selected from ofloxacin, levofloxacin and pazufloxacin. Of these, levofloxacin is particularly preferred.
  • the prodrug of the present invention is an alkoxycarbonyl hemiacetal type ester having the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent (quinolone carboxylic acid antibacterial agent and new quinolone carboxylic acid antibacterial agent) as a drug substance. These are expressed in chemical formulas. Chemical formula for pyridonecarboxylic acid antibacterials (I) [Wherein, Z 1 to Z 3 , R 6 and R 7 are as defined above].
  • R 6 is H or C 1 -C 6 alkyl
  • R 7 is C 1 -C 6 alkyl.
  • C 1 -C 6 alkyl means methyl, ethyl, 1-propyl, iso-propyl, 1-butyl, sec-butyl, 1-pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 1-hexyl, 2 Selected from -hexyl, 3-hexyl and 4-hexyl.
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester of the present invention has the chemical formula (IV): [Wherein, R 6 and R 7 have the same meanings as described above. ]
  • the alkoxycarbonylalkyl hemiacetal type ester of levofloxacin represented by these is preferable.
  • the method for producing the ester includes a carboxyl at the 3-position of a new quinolone antibacterial agent represented by chemical formula (A-1) or a carboxyl at the 6-position of an oxazine ring-containing new quinolone antibacterial agent represented by chemical formula (B-1).
  • ⁇ -halodialkyl carbonate ⁇ -chlorodialkyl carbonate, ⁇ -bromodialkyl carbonate, or ⁇ -iododialkyl carbonate is used, and preferably ⁇ -chloro or ⁇ -bromodialkyl carbonate is used.
  • the substituent R 6 of the ⁇ -halodialkyl carbonate (XII) is H or C 1 -C 6 alkyl, and R 7 is C 1 -C 6 alkyl.
  • C 1 -C 6 alkyl means methyl, ethyl, 1-propyl, 2-propyl, 1-butyl, 2-butyl, 1-pentyl, 2-pentyl, 3-pentyl, 1-hexyl, 2 Selected from -hexyl, 3-hexyl and 4-hexyl.
  • Non-limiting examples include ⁇ -chlorodimethyl carbonate, ⁇ -chlorodiethyl carbonate, ⁇ -chloroethyl methyl carbonate, ⁇ -chloroethyl n-propyl carbonate, ⁇ -di-n-propyl carbonate, and ⁇ -bromo forms thereof.
  • the amount of ⁇ -halodialkyl carbonate used depends on the reaction conditions, but it is 1 equivalent or more, usually 1 to 10 equivalents, preferably 1.5 to 8 equivalents, more preferably 2 to 7 equivalents relative to the carboxy group. Used in a range of equivalents.
  • Y in chemical formulas (A-1) and (B-1) on the side of the pyridonecarboxylic acid to be esterified is H (free carboxylic acid), or an alkali metal or alkaline earth metal inorganic base or organic amine And organic bases (carboxylates).
  • the alkali metal is selected from Li, Na, K, Rb and Cs, but Na or K is usually used.
  • the alkaline earth metal is selected from Ca, Mg, Sr and Ba, but usually Ca or Mg is used.
  • the inorganic base include sodium carbonate and potassium carbonate.
  • Examples of the organic base include triethylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, dimethylaminopyridine and pyridine.
  • the esterification reaction may or may not use a catalyst, but in order to accelerate the reaction, for example, a quaternary ammonium salt (eg, tetrabutylammonium bromide), an alkali metal bromide (eg, NaBr) or iodine Compounds (eg, NaI) or cyclic ethers can be used as catalysts.
  • a quaternary ammonium salt eg, tetrabutylammonium bromide
  • an alkali metal bromide eg, NaBr
  • iodine Compounds eg, NaI
  • cyclic ethers cyclic ethers.
  • the amount of the catalyst is 0.005 to 1.0 equivalent, preferably 0.01 to 0.6 equivalent, more preferably 0.1 to 0.4 equivalent, per equivalent of ⁇ -halodialkyl carbonate (XII). It can be used in the range.
  • the esterification reaction is preferably an organic reaction medium such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, toluene, xylene, dioxane, tetrahydrofuran, chloroform, methylene chloride, ethylene chloride.
  • Benzene, ethyl acetate, or the like, or a mixture thereof is carried out at a temperature of 0 ° C. to 100 ° C., preferably 10 ° C. to 80 ° C., for example, about 70 ° C.
  • esterification reaction when the pyridonecarboxylic acid antibacterial agent to be esterified contains an active amino group, it is preferable to esterify after protecting the active amino group. This is because the competitive reaction between the carboxyl group to be esterified and the active amino group is suppressed, and the esterification of the carboxyl group is prioritized.
  • a protective group for the active amino group conventionally, a method of performing esterification after protecting with a Boc group and hydrolyzing and removing the Boc group after the reaction has been employed.
  • the hemiacetal ester of the present invention is extremely hydrolyzed. Therefore, in the process of hydrolyzing the Boc group, the ester was also hydrolyzed, and synthesis was impossible.
  • the active amino group is protected with a benzyloxycarbonyl group (Z group), then the carboxylic acid is esterified with a hemiacetal type ester, and then the Z group is eliminated by a catalytic reduction method. It is possible to obtain a hemiacetal ester of carboxylic acid.
  • ENOX enoxacin
  • Z-Cl and 2M-NaOH are alternately added to a dioxane solution of enoxacin so that the temperature does not exceed 10 ° C., and stirred at room temperature for 14 hours.
  • Z-enoxacin can be obtained in high yield (86%) by adjusting the pH to weak acidity, filtering the precipitate, washing with water, and drying.
  • the active amino group as used herein refers to an amino group having high nucleophilic reactivity, and examples thereof include a cyclic secondary amino group. Specific examples include a cyclohexylamino group and a cyclopentylamino group.
  • Etc an active amino group used in pyridonecarboxylic acid antibacterial agents
  • the esterification reaction After completion of the esterification reaction, it is isolated and purified through post-treatment by a conventional method. For example, heating is stopped, the reaction is quenched by adding water and ice (appropriate amount), extraction is performed by adding an extraction solvent (for example, AcOEt), and the organic layer is separated from the aqueous layer. The aqueous layer was extracted several times with a new extraction solvent, and the combined organic layer was washed with water, washed with 1% sodium thiosulfate solution and saturated brine, then dehydrated with, for example, MgSO 4 , and the filtered solution was depressurized. Concentrate. The obtained crude product is purified by, for example, silica gel column chromatography to obtain a hemiacetal ester of the target pyridonecarboxylic acid antibacterial agent with high purity.
  • an extraction solvent for example, AcOEt
  • the Z group is removed by catalytic hydrogenolysis using the purified ester form or the unpurified ester form.
  • the ester body can be obtained.
  • the obtained target compound was identified by 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ), 13 C-NMR (100 MHz, CDCl 3 ), HR-MS, and in the case of crystals, by melting point measurement.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is for administration by mixing with non-toxic, inert pharmaceutically acceptable excipients such as solid, semi-solid or liquid diluents, fillers and carriers. It can be formulated. Examples of such preparations are in the form of tablets, troches, capsules, granules, suppositories, solutions, suspensions, emulsions and the like.
  • the prodrugs of the present invention are conventional excipients such as fillers and extenders such as starch, lactose, sucrose, glucose mannitol, etc .; carboxymethylcellulose, alginate, gelatin Binders such as polyvinyl pyrrolidone; disintegrants such as calcium carbonate and sodium bicarbonate; absorption enhancers such as quaternary ammonium compounds; wetting agents such as cetyl alcohol and glycerol monostearate; kaolin Adsorbents such as bentonite and the like; lubricants such as talc, calcium stearate, magnesium stearate, solid polyethylene glycol and the like, or mixtures thereof. Tablets, troches, capsules, pills and granules can be coated with conventional coatings, such as any opacifier.
  • fillers and extenders such as starch, lactose, sucrose, glucose mannitol, etc .
  • carboxymethylcellulose, alginate, gelatin Binders such
  • solutions or emulsions for oral administration include conventional solvents, solubilizers and emulsifiers such as water, ethyl alcohol, benzyl benzoate, propylene glycol, cottonseed oil, peanut oil, corn oil, olive oil, Fatty esters such as glycerin, polyethylene glycol or sorbitan, or mixtures thereof may be included.
  • the formulation may contain from about 0.1 to 99.5%, preferably 0.5 to 95% by weight of the prodrug of the present invention, and further conventionally acceptable amounts of dyes, preservatives, sweetness Agents and additives may be included.
  • the prodrug of the present invention can be administered orally or enterally.
  • the active ingredient (as a pyridone carboxylic acid antibacterial after the prodrug has been hydrolyzed) is about 0.1 to 500, preferably 1 to 100 mg / kg body weight per day in single or divided doses. It has been found advantageous to administer an amount of A dosage in the range of about 1 to 200 mg / kg body weight, particularly 1 to 50 mg / kg body weight is preferred.
  • the amount of compound actually administered will be adjusted in terms of relevant environmental factors such as formulation form, route of administration chosen, individual patient age, weight and response, and extent of patient symptoms. It will be understood that this can be done.
  • composition of the present invention is preferably given in a unit dosage form.
  • a “unit dosage form” is a pyridone carboxylic acid that is suitable for administration to a human or lower animal subject in a single dose in accordance with good medical practice.
  • the composition of the present invention containing an amount of an acid antibacterial agent. These compositions are from about 30 mg, preferably from about 50 mg, more preferably from about 100 mg, even more preferably from about 200 mg to about 20,000 mg, preferably up to about 7,000 mg, even more preferably about 1 Up to 1,000 mg, more preferably up to about 500 mg of pyridonecarboxylic acid antibacterials.
  • a further aspect of the present invention provides a kit comprising the pharmaceutical composition and a polyvalent metal-containing pharmaceutical.
  • the pharmaceutical composition or kit is provided wherein the polyvalent metal-containing drug is a polyvalent metal-containing antacid.
  • the polyvalent metal-containing drug is a polyvalent metal-containing antacid.
  • a preparation containing 100 mg of levofloxacin, which is a representative drug of a new quinolone antibacterial agent is combined with a preparation containing 100 mg to 2000 mg, preferably 200 mg to 1000 mg of aluminum hydroxide, which is a polyvalent metal antacid. Kits can be provided.
  • a further aspect of the present invention provides the pharmaceutical composition, which can be administered orally and has an effect of preventing enterobacterial side effects.
  • Example 1 Synthesis of levofloxacin ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester (may be abbreviated as “LVFX-EHE”)
  • a DMF (80 mL) solution of levofloxacin (3.62 g, 10 mmol) is made in a 200 mL eggplant-shaped flask (with stirring bar), and NaI (3.6 g, 24 mmol) and K 2 CO 3 (3.3 g, 24 mmol) are added. And stirred. Then 1-chloroethyl-ethyl carbonate (8.6 mL, 64 mmol) was added. The mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours under an argon stream.
  • Example 2 Synthesis of levofloxacin isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester derivative (may be abbreviated as “LVFX-isoHE” or “LVFX-iPrHE”)
  • a DMF (110 mL) solution of levofloxacin (10.0 g, 27.6 mmol) was prepared, and NaI (2.4 g, 66.24 mmol), K 2 CO 3 (4.8 g, 132. 5 mmol) was added and stirred.
  • 1-chloroethyl-isopropyl carbonate (27.0 mL, 176.64 mmol) was weighed in a graduated cylinder and added with a pipette. Stirring was continued by heating to 70 ° C. with a Dimroth, and after 3 h, water (about 100 mL) was slowly added to quench the reaction. After adding an appropriate amount of ice, it was transferred to a 300 mL separatory funnel. AcOEt (70 mL) was added and shaken well to separate the AcOEt layer. The aqueous layer was extracted twice with fresh AcOEt (50 mL) and the organic layers were combined.
  • Z-enoxacin (0.91 g, 2 mmol) and 1-chloroethyl ethyl carbonate (0.8 mL, 6 mmol) were added in the presence of a base (DBU: 0.9 mL, 6 mmol) in the presence of n-Bu 4 NI (1.48 g). 4 mmol), Z-enoxacin-ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester was obtained in 60% yield after column chromatography purification.
  • DBU 0.9 mL, 6 mmol
  • LVFX Levofloxacin
  • CPFX ciprofloxacin
  • aluminum hydroxide gel (aluminum gel (registered trademark): Al (OH) 3 ; purchased from Yoshida Pharmaceutical Co., Ltd., Tokyo) for in-vivo test (for administration to mice) was used.
  • Al (OH) 3 water-soluble aluminum chloride
  • AlCl 3 water-soluble aluminum chloride
  • LVFX (22.5 mg / kg) and LVFX-EHE (25.1 mg / kg) were used alone or in combination with a polyvalent metal-containing preparation using a gastric tube, and were administered in 4 groups.
  • Al (OH) 3 which is a multivalent metal-containing preparation was administered at 30 mg / kg.
  • a polyvalent metal-containing preparation and LVFX or LVFX-EHE are ground separately in a mortar and suspended in a 0.5% Tween 20 solution, and the polyvalent metal-containing preparation suspension or 0.5% Tween 20 solution is used. Then, NQ antibacterial drug or its hemiacetal ester was adjusted to 2 mL / kg and continuously orally administered.
  • iii Blood collection method After administration of the test drug, 200 ⁇ L of blood is collected from a jugular vein cannulation tube over time (after 0, 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, and 240 minutes) into a heparinized 1 mL syringe. The mixture was immediately centrifuged at 12,000 rpm and 4 ° C. for 5 minutes, and 50 ⁇ L of the supernatant was taken as plasma.
  • AUC was calculated by the trapezoidal method, and all experimental results were shown as the mean +/- standard deviation (SD) of each group. The difference in AUC between the four groups was calculated by performing multiple comparisons by Dunnett's method, and p ⁇ 0.05 was considered to be statistically significant.
  • Example 4 The blood concentration of levofloxacin when rats were orally administered with levofloxacin ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal type ester derivative (LVFX-EHE) alone and in combination with a metal-containing preparation was compared.
  • FIG. 1 shows levofloxacin ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal ester derivative (LVFX-EHE) alone, levofloxacin (LVFX) alone, LVFX-EHE and a metal (AlCl 3 ) -containing antacid and LVFX
  • LVFX-EHE which is the hemiacetal ester of the present invention
  • LVFX-EHE and a polyvalent metal-containing antacid are used together.
  • LVFX-EHE the LVFX-EHE of the present invention effectively acts as a prodrug.
  • LVFX-EHE is not affected by the blood concentration of LVFX even when used in combination with a polyvalent metal-containing antacid.
  • LVFX and a polyvalent metal-containing antacid were administered in combination, the blood concentration of levofloxacin was significantly reduced, and absorption inhibition by the polyvalent metal-containing antacid was confirmed.
  • FIG. 2 shows the result of calculating and comparing the respective areas under the blood concentration time curve (AUC). It can be seen that the conversion rate to LVFX is reduced by 50% when LVFX and a metal-containing preparation are used in combination, compared with the case of LVFX alone administration. That is, the inhibition by the metal-containing preparation is remarkable.
  • LVFX-EHE which is a hemiacetal ester, shows that the levofloxacin conversion rate in vivo is 100% even when levofloxacin (LVFX) is administered alone.
  • LVFX AUC produced in the blood when LVFX-EHE was used in combination with the metal-containing preparation showed no significant difference between the LVFX AUC values when LVFX was administered alone. It was confirmed that medium concentration was not affected.
  • the site in the living body where the administered LVFX-EHE was hydrolyzed and the time required for hydrolysis were examined.
  • FIG. 3 shows the hydrolysis state of the hemiacetal-type ethyl ester prodrug (LVFX-EHE) of the present invention in 0.5 hours or 1 hour by rat intestinal inversion method.
  • the leftmost column (a) shows levofloxacin alone (thick single line frame), levofloxacin and polyvalent metal-containing antacid (AlCl 3 ) co-administration (double thin line frame) for 30 minutes incubation Shows the LVFX concentration in the intestinal lumen.
  • AlCl 3 polyvalent metal-containing antacid
  • the second column (b) from the left shows LVFX-EHE alone (thick single line frame) and the intestinal tract when incubated for 30 minutes when LVFX-EHE and AlCl 3 are administered simultaneously (double thin line frame). The LVFX concentration produced is shown.
  • the intestinal LVFX concentration generated from LVFX-EHE decreased by 64% compared to the case of LVFX alone administration.
  • the decrease was 68%, but there was no significant difference between the two, and no effect of the combined use of the metal-containing preparation was observed in the in situ intestinal tract experiment.
  • the second column (c) from the right was incubated for 60 minutes when LVFX alone (thick single-line frame), LVFX and polyvalent metal-containing antacid (AlCl 3 ) were administered simultaneously (double thin-line frame).
  • the LVFX concentration in the intestinal lumen is shown.
  • Co-administration of AlCl 3 decreased the LVFX concentration by 33%.
  • LVFX-EHE alone was administered, and when LVFX-EHE and AlCl 3 were co-administered (double thin-line frame)
  • the intestinal levofloxacin concentration when incubated for 60 minutes was measured using the right column ( d).
  • Example 6 The blood concentration of levofloxacin (LVFX) when levofloxacin isopropoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal type ester derivative (LVFX-iPrHE) was orally administered alone and in combination with a metal (AlCl 3 ) -containing preparation was determined. A comparative study was conducted. The obtained results are shown in FIG. As shown in the figure, a significant difference was observed when LVFX-iPrHE, which is the hemiacetal ester of the present invention, was administered alone, when levofloxacin (LVFX) was administered alone, and when LVFX-iPrHE and a polyvalent metal-containing antacid were used together.
  • LVFX-iPrHE which is the hemiacetal ester of the present invention
  • LVFX-EHE of the present invention effectively acts as a prodrug.
  • LVFX-iPrHE was not affected by the blood concentration of LVFX even when used in combination with a polyvalent metal-containing antacid.
  • LVFX and a polyvalent metal-containing antacid were administered in combination, the blood concentration of levofloxacin was significantly reduced, and absorption inhibition by the polyvalent metal-containing antacid was confirmed.
  • FIG. 5 shows the result of calculating and comparing the area under the blood concentration time curve (AUC). It can be seen that the conversion rate to LVFX is reduced by 50% when LVFX and a metal-containing preparation are used in combination, compared with the case of LVFX alone administration. That is, the inhibition by the metal-containing preparation is remarkable.
  • LVFX-iPrHE which is a hemiacetal-type ester, shows that the conversion rate of levofloxacin in vivo is 100% even when levofloxacin (LVFX) is administered alone.
  • LVFX AUC produced in the blood when LVFX-iPrHE and the metal-containing preparation were used was not significantly different from the LVFX AUC value when LVFX was administered alone. It was confirmed that medium concentration was not affected.
  • the site in the living body where the administered LVFX-EHE was hydrolyzed and the time required for hydrolysis were examined.
  • FIG. 6 shows the state of hydrolysis of the hemiacetal-type ethyl ester prodrug (LVFX-iPrHE) of the present invention in 0.5 hour or 1 hour by rat intestinal inversion method.
  • the leftmost column (a) shows levofloxacin alone (thick single line frame), levofloxacin and polyvalent metal-containing antacid (AlCl 3 ) co-administration (double thin line frame) for 30 minutes Shows the LVFX concentration in the intestinal lumen. When combined with AlCl 3 , LVFX absorption was reduced by 56%. This is presumed to form an insoluble chelate in the external liquid.
  • the second column from the left (b) shows LVFX-iPrHE alone (thick single-line frame) and the intestinal tract when incubated for 30 minutes at the time of simultaneous administration of LVFX-iPrHE and AlCl 3 (double thin-line frame). The LVFX concentration produced is shown.
  • the intestinal LVFX concentration generated from LVFX-iPrHE was reduced by 64% compared to the case of LVFX alone administration.
  • the decrease was 68%, but there was no significant difference between the two, and no effect of the combined use of the metal-containing preparation was observed in the in situ intestinal tract experiment.
  • the second column from the right (c) was incubated for 60 minutes when LVFX alone (thick single line frame), LVFX and polyvalent metal-containing antacid (AlCl 3 ) were administered simultaneously (double thin line frame).
  • the LVFX concentration in the intestinal lumen is shown.
  • Co-administration of AlCl 3 decreased the LVFX concentration by 33%.
  • LVFX-iPrHE alone was administered and when LVFX-iPrHE and AlCl 3 were co-administered (double thin-line frame)
  • the concentration of levofloxacin in the intestinal tract when incubated for 60 minutes was measured in the right column ( d).
  • LVFX concentration in the small intestinal lumen when LVFX alone is incubated there is no significant difference between the LVFX concentration in the small intestinal lumen when LVFX alone is incubated and the LVFX concentration generated in the small intestinal lumen when LVFX-iPrHE alone is administered. This fact indicates that LVFX-iPrHE is completely hydrolyzed to LVFX after 60 minutes of incubation, and the site of hydrolysis is the small intestine. Furthermore, since LVFX-iPrHE blocks the carboxyl group of levofloxacin with an ethoxycarbonyl-1-ethylhemiacetal type ester group, LVFX can be produced almost quantitatively without being affected by the simultaneous administration of AlCl 3 . Satisfies the concept of hybrid new quinolone, which does not cause interaction even when used in combination with a metal-containing preparation, which is the initial purpose.
  • Example 8 Comparative experiment of antibacterial activity of LVFX and LVFX-EHE using Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, E. coli ATCC 25922 and NIH JC2, and Enterobacter ZTCC23355
  • Table 11 shows the MIC activity ("minimum growth inhibitory concentration") of LVFX and LVFX-EHE for each bacterial species.
  • the MIC activity unit in the table is ⁇ g / mL.
  • LVFX-EHE prevents the intestinal fungal replacement phenomenon caused by the strong bactericidal action of LVFX itself, and is resistant to many antibiotics as a kind of intestinal resident bacteria It can be construed that the growth of Clostridium difficile having the above can be suppressed, and as a result, the toxin produced by this bacterium can be prevented from stimulating the large intestine to cause pseudomembranous colitis. That is, the pyridone carboxylic acid group of LVFX plays a central role in antibacterial activity, and the hemiacetal esterification of the pyridone carboxylic acid group is less likely to affect the intestinal bacterial flora. It is assumed that the frequency of colitis is reduced. And after being absorbed from the intestinal tract, as shown in Example 3 (FIGS. 1 and 2), it is considered that it is rapidly hydrolyzed to increase the blood concentration of LVFX and exhibit an effective antibacterial action. It is done.
  • hemiacetal ester LVFX-EHE is a hybrid new quinone that can be used in combination with a metal-containing antacid and suppresses the onset of pseudomembranous colitis. It was proved.
  • FIG. 7 shows the blood concentration time curve area (AUC) based on the LVFX concentration produced in blood when orally administered to rats.
  • AUC at the time of LVFX single administration was 393.6 ⁇ g ⁇ min / mL, but when LVFX and Al (OH) 3 were administered together, AUC was 196.7 ⁇ g ⁇ min / mL, up to about 50% at the time of LVFX single administration Diminished.
  • the alkoxycarbonyl hemiacetal ester prodrug of the pyridone carboxylic acid antibacterial agent of the present invention can be used simultaneously with a metal-containing antacid and can be used as a hybrid new quinone that suppresses the onset of pseudomembranous colitis. .

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Abstract

 腸管吸収後、速やかに加水分解されて原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生されると共に、経口投与での腸内キレート形成防止作用による一包化調剤が可能で、且つ抗菌活性の中心であるカルボン酸をヘミアセタール型エステル化したために、吸収されるまでは腸内細菌叢の常在菌には全く影響せず、偽膜性大腸炎を起こし難いピリドンカルボン酸系抗菌薬プロドラッグを提供する。このプロドラッグは、(Ⅰ) で表される、腸内菌交代副作用抑制用の、及び/又は、多価金属含有医薬併用用のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである。

Description

ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ
 本発明は、金属含有製剤と不溶性キレート形成能を有しないため、金属含有製剤と同時併用が可能(即ち、一包化調剤可能)、且つ、腸内環境に於ける菌交代現象を惹起しない(即ち、腸内の常在菌に対して抗菌活性を示さないため、常在菌により抑制されているクロストリジウム・ディフィシルによる偽膜性大腸炎等の副作用を有しない)ピリドンカルボン酸系抗菌薬の新規エステル及びエステルプロドラッグに関する。
 ピリドンカルボン酸系抗菌薬は、化学式(I´):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
[式中、Z11~Z13は置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基又は含酸素炭化水素基を示し、それらの隣接する二つは環を構成してもよい。]で表されるピリドンカルボン酸骨格を有する合成抗菌薬である。ピリドンカルボン酸系抗菌薬は、グラム陰性菌、特に大腸菌、肺炎桿菌、赤痢菌等に対して優れた殺菌作用を示すナリジクス酸(英名「Nalidixic acid」:下記化学式(1))、及びグラム陰性菌に対する抗菌力が更に高く、緑膿菌にも有効なピペミド酸(英名「Pipemidic acid」:下記化学式(2))等が知られている(以下、これ等を「キノロン系抗菌薬」と称することあり)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 また、これらキノロン系抗菌薬の骨格にフッ素を導入することにより、緑膿菌を含むグラム陰性菌全般に対する抗菌力が高まり、且つ、抗菌スペクトルも広がり、黄色ブドウ球菌、化膿連鎖球菌、腸球菌等のグラム陽性菌に対する抗菌力も発揮するようになる。これらフッ素含有キノロン系合菌薬は「ニューキノロン系抗菌薬」とも称される。これらキノロン系及びニューキノロン系抗菌薬を総称して「ピリドンカルボン酸系抗菌薬」と云う。また、以下に於いて、キノロン系抗菌薬を「キノロンカルボン酸」と称し、ニューキノロン系抗菌薬を「ニューキノロンカルボン酸」と称することもある。ピリドンカルボン酸系抗菌薬は、一般のセフェム系やペニシリン系抗菌薬(作用機序は細胞壁合成阻害による)又はマクロライド系抗菌薬(作用機序は蛋白質合成阻害による)とは異なり、DNAジャイレース(英語「gyrase」)を阻害してDNAの複製を阻害することで抗菌作用を示す抗菌薬であり、前述のグラム陽性菌及び陰性菌はもとより、細胞壁を有しないマイコプラズマ等にも広い抗菌スペクトルを示す(満山順一、Folia Pharmacol. Jpn.,130,287-293(2007))。また、特にニューキノロン系抗菌薬は極めて良好な腎移行性を示すことから、泌尿器科領域で難治性尿路感染症に於いては第一選択薬となっている(荒川創一、medicament news,1815,4-7(2004))。
 ニューキノロン系(「NQ系」と称することあり)抗菌薬の典型的な例としては、化学式(A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
[式中、R1aは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
を表し、
3aは、-H、-NH又は-CHを表し、
4aは、
を表し、
5aは、-H、-F、-Cl又はOCHを表す。]で表されるキノロンカルボン酸に於いて、6位がフッ素原子及び7位がアミノ基含有基で置換されたタイプが挙げられる。このタイプに属する代表的なニューキノロン系抗菌薬を表1:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
に示す。
 更に上記化学式(A)に於いて、1位のR1aと3位のR5aが一緒になってキノロン環のN原子及びC原子と共にオキサジン環を形成したタイプの化学式(B):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
で表されるオキサジン環含有ニューキノロン系抗菌薬は、抗菌活性及び抗菌スペクトル共に極めて優れている。その代表例を表2:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
に示す。
 更に、ナフチリジン系のニューキノロン系抗菌薬も広く用いられている。その代表例を表3:

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000057
に示す。
 これらの内、最も注目すべきものは表2中のレボフロキサシン(英名:Levofloxacin;以下、LVFXと略記することあり)であり、国内を含む世界中で最も頻用されているニューキノロン(NQ)系抗菌薬の一つである。レボフロキサシンは、ラセミ体として開発されたオフロキサシン(Ofloxacin:表2)の2つの光学異性体の内、活性の主体である3S体((3S)-9-フルオロ-3-メチル-10-(4-メチル-1-ピペラジニル)-7-オキソ-2,3-ジヒドロ-7H-ピリド[1,2,3-de][1,4]ベンゾオキサジン-6-カルボン酸)のみを高純度で取り出したものであり、抗菌活性も安全性もラセミ体のほぼ2倍高くなった。即ち、3S体が活性の主体であり、3R体が毒性の主体であることも明らかにされている(Bernard Rouveix、Antibiotic Safety Assessment、International Journal of Antimicrobial Agents 21 、215-221、(2003))。
 ニューキノロン系抗菌薬のエステル誘導体としては、例えば、特許第4669607号(対応国際公開:WO1999/014214)が挙げられる。この文献は、下記化学式(D):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
(但し、式中の記号については、前記文献を参照のこと。)で表される従来型とは異なる新規なニューキノロン系抗菌薬に係る発明であり、その誘導体の1つとして、“生物加水分解可能なエステル”が記載されている。そして、該文献の明細書段落「0055」には、以下の記載がある:
 「”生物加水分解可能なエステル”は、本発明の化合物エステルであって、該エステルは本化合物の抗微生物活性を本質的に妨げないことが好ましく、本化合物の抗微生物活性を妨げないことがより好ましく、或いは該エステルは、in vivoで宿主により容易に変換されて活性な化合物を生じさせるものである。そのようなエステルは当該技術分野で数多く知られており、1988年11月8日に発行されたJohnston及びMobasheryonによる米国特許第4,783,443号(その内容を引用により本明細書中に取り入れる)等で記述されている。そのようなエステルには、低級アルキルエステル、低級アシルオキシ-アルキルエステル類(アセトキシメチルエステル、アセトキシエチルエステル、アミノカルボニルオキシメチルエステル、ピバロイルオキシメチルエステル、及びピバロイルオキシエチルエステル等)、ラクトニルエステル類(フタリジルエステル及びチオフタリジルエステル等)、低級アルコキシアシルオキシアルキルエステル類(メトキシカルボニルオキシメチルエステル、エトキシカルボニルオキシエチルエステル、及びイソプロポキシカルボニルオキシエチルエステル等)、アルコキシアルキルエステル類、コリンエステル類、及びアルキルアシルアミノアルキルエステル類(アセトアミドメチルエステル等)が含まれる。」
 しかしながら、“生物加水分解可能なエステル”について、具体的な記載は一切ない。
 なお、ピリドンカルボン酸以外の抗菌薬についての低級アルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル誘導体としては、例えば下記の例:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
が知られているが、ピリドンカルボン酸系抗菌薬(即ち、キノロン系及びニューキノロン系抗菌薬)のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル誘導体はこれまで知られていない。
特許第4669607号(対応国際公開:WO1999/014214)
満山順一、Folia Pharmacol. Jpn. 130,287-293(2007) 荒川創一、medicament news,1815,4-7(2004) Bernard Rouveix、Antibiotic Safety Assessment、International Journal of Antimicrobial Agents 21 、215-221、(2003)
 一方、ピリドンカルボン酸系抗菌薬には、多価金属含有医薬の併用時に於けるキレート形成による不溶化が添付文書の併用注意の項に記載があり、同時併用は吸収が低下して効果が減少する為、金属含有製剤の服用に際してピリドンカルボン酸系抗菌薬の服用後2時間以上あけること等の記載がある。本併用注意は、高齢化に伴い、近年繁用されている一包化調剤を阻むもので問題となっている事項である。また、同抗菌薬は、吸収されるまで腸内細菌叢に対する殺菌に基づくクロストリジウム・ディフィシルへの菌交代現象とそれによる偽膜性大腸炎を起しやすい。この問題点については添付文書の重大な副作用の2番目(シプロフロキサシンの例)に記述される等臨床上の問題となっている。しかしながら、これらの問題を解決しようとする長年の試みにも拘わらず、いずれの問題も未だ解決されていない。
 また、それらの試みの中には、エステル化等のプロドラッグ化によってこれらの問題を解決しようとする先行技術は殆ど見当たらない。
 本発明の課題は、上記問題点、即ち、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のキレート形成能防止、及び、腸内菌交代現象による偽膜性大腸炎等の副作用防止を解決することにある。ここで、ピリドンカルボン酸系抗菌薬とは、基本骨格としてピリドンカルボン酸骨格を有するキノロン系抗菌薬及びニューキノロン系抗菌薬の総称である。
 ピリドンカルボン酸系抗菌薬は、多価金属含有医薬、例えば、多価金属含有医薬(Mg2+やAl3+含有製剤)や鉄剤と併用すると、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の3位(オキサジン含有NQ抗菌薬では6位)のカルボキシル基と4位(オキサジン含有NQ抗菌薬では7位)のカルボニル基と金属イオンとの間で不溶性キレート:例えば下記化学式(G):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
を形成し、体内への吸収が阻害されることが知られている。従って、これら金属含有剤をピリドンカルボン酸系抗菌薬と併用する場合は、服用する時間を2~3時間空ける必要があり、服用上のネックとなっている(レボフロキサシン剤である「クラビット錠250mg/クラビット錠500mg/クラビット細粒10%」の添付文書2013年版(第一三共)には、相互作用、併用注意の2番目に、「アルミニウム等の併用によりキレート形成し、本剤の効果が減弱される恐れがあり、これらの薬剤は本剤投与から1~2時間後に投与する」との注意書きがある。(http://www.info.pmda.go.jp/go/pack/6241013C2024_1_09/)を参照のこと)。
 同様に、ピリドンカルボン酸系抗菌剤には、その投与に伴う重大な副作用として、経口投与での腸内菌交代現象による偽膜性大腸炎があり、この副作用防止が大きな課題である(レボフロキサシン剤である「クラビット錠250mg/クラビット錠500mg/クラビット細粒10%」の添付文書2013年版(第一三共)には、重大な副作用の9番目に偽膜性大腸炎が記載されている。)
 前述の新規ニューキノロン系抗菌薬に関する特許文献1(特許第4669607号(対応国際公開:WO1999/014214))中には、発明課題としてのキレート形成防止及び経口投与での腸内菌交代現象防止は一切記載されておらず、また、同文献明細書段落「0055」に記載の各種エステル誘導体は単なる例示列挙にのみ止まり、そのプロドラッグとしての積極的な使用を示唆する記載はない。加えて、実施例は全てカルボン酸型であり、そのエステル体の実証例はない。
 即ち、上述の様に、ピリドンカルボン酸系抗菌薬は経口投与の際、その強い殺菌作用により腸内に於いて菌交代現象がおこり、腸内常在菌の一種で多くの抗生物質に耐性を有するクロストリジウム-ディフィシル(英名:Clostridium difficile)が増殖し、これが産生する毒素が大腸を刺激して偽膜性大腸炎を惹起することが指摘されている(Kentaro Oka:Probiotics for Clostridium difficile-associated disease;腸内細菌学雑誌 27巻2号 p86、2013)。
 前述の経口セフェム系抗生物質のバナン(登録商標)(一般名「セフポドキシムプロキセチル」)や合成ペニシリン系製剤のペングッド(登録商標)(一般名「バカンピシリン塩酸塩」)に於けるイソプロポキシカルボニルヘミアセタール型エステル誘導体(E)及び、エトキシカルボニルヘミアセタール型エステル誘導体(F)は、そのプロドラッグ化の目的が、高脂溶性化による経口吸収性の向上であって、本願発明で課題としているキレート形成の防止及び経口投与における腸内菌交代副作用の防止を目的としたものではなく、本願発明とは課題が異なる。
 そこで、本発明者らは、上記キレート形成防止及び経口投与における腸内菌交代副作用防止のための、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のプロドラッグ化を鋭意検討した。
 当初、本発明者らは、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の不溶性キレート形成の中心基であり、腸内細菌を殺菌する活性中心でもあるピリドンカルボン酸基のエステル化によるプロドラッグ化を検討した。しかしながら、後述の比較実験例で示す様に、メチル、エチル、イソプロピル等のアルキルエステル化(「単純エステル」と称することあり)では、腸管吸収によるピリドンカルボン酸系抗菌薬の血中濃度が全く観察されず、プロドラッグとして機能しないことが判った。即ち、単純エステル体は腸管吸収されないか、又は、腸管吸収されたとしても加水分解されず、原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が血中で再生されないことが判った。
 そこで更に鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、驚くべきことに、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の3位のカルボキシル基をアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化(以下、単に「ヘミアセタール型エステル化」と称することあり)することにより、腸管吸収後、速やかに加水分解されて原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生されると共に、経口投与での腸内キレート形成防止作用による一包化調剤が可能で、且つ抗菌活性の中心であるカルボン酸をヘミアセタール型エステル化したために、吸収されるまでは腸内細菌叢の常在菌には全く影響せず、偽膜性大腸炎を起こし難いピリドンカルボン酸系抗菌薬プロドラッグの本発明に到達した。
 具体的には、本発明は腸内菌交代副作用防止用及び/又は多価金属含有医薬キレート防止用ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、特に、ニューキノロンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、該エステル化合物、その製造方法、それを含有する抗菌薬プロドラッグ組成物及び当該医薬組成物及び多価金属含有医薬からなるキットに関する。
 ここで、本発明で云うカルボン酸のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルとは、以下の化学式で表されるエステル体を指す:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
[式中、A、A及びAは、置換されてよい任意の炭化水素基又はヘテロ原子含有炭化水素基を表す]。以後、この「アルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル」を、単に、「ヘミアセタール型エステル」と略すことあり。
 以下、本発明の具体的態様を説明する。この中で、置換基の説明に於いて、「置換されてよい」とは、「無置換であってもよく、或いは、炭化水素基、含酸素、含窒素、含ハロゲン等のヘテロ原子含有基から選択される何れかの置換基で置換されていてもよい」ことを意味する。
 即ち、本発明の一つの態様は、化学式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
[式中、Z~Zは置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基又は含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、RはH又はC~Cのアルキルを表し、RはC~Cのアルキルを表す。]で表される、腸内菌交代副作用抑制用の、及び/又は、多価金属含有医薬併用用のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、エステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬の腸内菌交代副作用が偽膜性大腸炎であることを特徴とする、エステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルと併用する多価金属含有医薬が、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグと実質的同時に経口投与可能な多価金属制酸剤であることを特徴とする、エステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
[式中、mは1又は0を表し、R及びRは前記と同義であり、ZはC又はNを表し、Rはハロゲンで置換されてもよいC~Cアルキル、ハロゲンで置換されてもよいC~Cシクロアルキル又はハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、RはH、NH又はメチルを表し、R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
を表し、RはH、F、Cl又はOCHを表し、又は、RとRは一緒になって1位のN及び8位のZと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい(但し、Z=Nのときは、m=0である)。]で表される(以下の表4:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000066
に纏めて表示する)で表されるニューキノロンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、エステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
[式中、R~R、及び、R~Rは前記と同義であり、R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
である。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるZがCでありm=1である化学式(II-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
に於いて、各置換基R、R、R、R、R及びRの組み合わせが、
 R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=エチル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=CHCHF、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=NH、R=3,5-ジメチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=CH、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=H、R=3-メチルアミノ-1-ピペリジノ、R=OCH、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
 R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
、R=H、R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
、R=Cl、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、から選択された少なくとも1つのピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル(「ヘミアセタール型エステル体」と略すことあり。)であることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。これらを纏めて表5:

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000072
に示す。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於ける各置換基R11、R、R、R及びRの組み合せが、
 R11=メチル、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるオフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
 R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
、R=H、R=1-アミノ-1-シクロプロピル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるパズフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルから選択された少なくとも1つのピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。これらを纏めて表6:

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
に示す。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、好ましくは、化学式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
[式中、R及びRは前記と同義である。]で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、更に好ましくは、化学式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、又は化学式(VI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるZ=N、m=0のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式(VII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
に於いて、
 R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、又は、
 R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-アミノ-1-ピロリジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(VIII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、又は、化学式(IX):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式(X):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、又は化学式(XI):

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のエステルプロドラッグである。
 本発明の更なる態様は、前記のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ及び賦形剤を含有する経口投与用医薬組成物である。
 本発明の更なる態様は、多価金属含有医薬と実質的同時に経口投与するための、前記の医薬組成物である。
 本発明の更なる態様は、前記多価金属含有医薬が多価金属含有制酸薬であることを特徴とする、前記の医薬組成物である。
 本発明の更なる態様は、前記医薬組成物及び多価金属含有医薬からなるキットである。
 本発明の更なる態様は、前記多価金属含有医薬が多価金属含有制酸薬であることを特徴とする、前記のキットである。
 本発明の更なる態様は、化学式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
[式中、Z~Zは置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基又は含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、RはH又はC~Cのアルキルを表し、RはC~Cのアルキルを表す。]で表される、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル又はその薬学的に許容される塩であることを特徴とする、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物である。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(I)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000085
[式中、mは1又は0を表し、R及びRは前記と同義であり、ZはC又はNを表し、Rはハロゲンで置換されてもよいC~Cアルキル、ハロゲンで置換されてもよいC~Cシクロアルキル又はハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、RはH、NH又はメチルを表し、R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000086
を表し、RはH、F、Cl又はOCHを表し、又は、RとRは一緒になって1位のN及び8位のZと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい(但し、Z=Nのときは、m=0である。)。](以下の表7:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000087
に纏めて表示する)で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、又は、
 Z=Cのとき、RとRとは一緒になってキノロン環のN原子及びC原子と共に環を形成して化学式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000088
[式中、R~R、及び、R~Rは前記と同義であり、R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000089
である。]で表されるオキサジン環含有ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物である。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるZがCでありm=1である化学式(II-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000090
に於いて、各置換基R、R、R、R、R及びRの組み合せが、
 R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=エチル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=CHCHF、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=NH、R=3,5-ジメチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=メチル、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=シクロプロピル、R=H、R=3-メチルアミノ-1-ピペリジノ、R=OCH、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
 R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000091
、R=H、R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000092
、R=Cl、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体(これらを纏めて表8:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000093
に示す)であることを特徴とする、前記のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物である。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於ける各置換基R11、R、R、R及びRの組み合せが、
 R11=メチル、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるオフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
 R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000094
、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
 R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000095
、R=H、R=1-アミノ-1-シクロプロピル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるパズフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物である。これらを纏めて表9:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000096
に示す。
 本発明の更なる態様は、前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル於けるZがNでありm=0である化学式(VII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000097
に於いて、
 R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、又は、
 R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-アミノ-1-ピロリジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物である。これら、化学式(VII)中の置換基の組合せをA及びBとして纏めて表10:
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000098
に示す。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物が、化学式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000099
で表されるレボフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
 化学式(VI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000100
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
 化学式(VIII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000101
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
 化学式(IX):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000102
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
 化学式(X):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000103
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、及び
 化学式(XI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000104
で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、から選択された少なくとも1つのピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物である。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルの製造方法であって、
化学式(I-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000105
[式中、Z~Zは前記と同義であり、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩と、化学式(XII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000106
[式中、R及びRは前記と同義であり、XはCl、Br及びIから選択されるハロゲンである。]で表されるα-ハロゲン化ジアルキルカーボネートを反応させることを特徴とする、
化学式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000107
[式中、Z~Z、R及びRは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸又はその塩が、
化学式(II-A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000108
[式中、mは1又は0を表し、Rはハロゲンで置換されてもよいC~Cアルキル、ハロゲンで置換されてもよいC~Cシクロアルキル又はハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、RはH、NH又はメチルを表し、R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000109
を表し、RはH、F、Cl又はOCHを表し、又は、RとRは一緒になって1位のN及び8位のZと共に、置換されてよい含窒素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよく(但し、Z=Nのときは、m=0である)、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩であり、得られるエステルが、
化学式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000110
[式中、m、R、R~R及びZは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、前記エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸又はその塩が、化学式(III-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000111
[式中、RはH、NH又はメチルを表し、R
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000112
を表し、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基であり、R11
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000113
である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩であり、得られるエステルが化学式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000114
[式中、R~R、R~R、及びR11は前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、前記エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、化学式(XII)のα-ハロゲン化ジアルキルカーボネート中、X=Cl又はBrの場合にNaIを共存させることを特徴とする、前記エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、無機塩基又は有機塩基から選択された少なくとも1つの塩基存在下に実施されることを特徴とする、前記エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、前記ピリドンカルボン酸又はその塩が、
化学式(II-A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000115
[式中、R、R、R、R、Z、m及びYは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩あって、置換基R、R~Rの少なくとも1つが活性アミノ基を含む置換基である場合に、
(i)前記活性アミノ基をベンジルオキシカルボニル基で保護する工程、次いで、
(ii)前記化学式(XII)で表されるα-ハロゲン化ジアルキルカーボネートを反応させてヘミアセタール型エステル体を得る工程、次いで、
(iii)接触水素化分解により前記ベンジルオキシカルボニル保護基を除去する工程
を含んでなる、化学式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000116
[式中、m、R、R~R及びZは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルを得ることを特徴とする、前記エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、前記活性アミノ基が環状第二アミンであることを特徴とする、前記エステルの製造方法である。
 本発明の更なる態様は、前記環状第二アミンが、下記化学式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000117
から選択される少なくとも1つの環状第二アミンであることを特徴とする、前記エステルの製造方法である。
 本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグは、制酸剤等の多価金属含有製剤と同時併用しても血中濃度の低下を殆ど認めなかったことから、エステル体構造を保ったまま腸管からの吸収が良好であること、及び、キレート形成による吸収阻害が防止されることが確認された。また、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の血中濃度の上昇が速やかであったことから、本発明のプロドラッグは、ラット反転腸管を用いた in situ実験や経口投与実験に於いても吸収後1時間以内に小腸刷子縁膜で速やかに加水分解されて原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生されて、プロドラッグとして機能していることも確認された。
 更に、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体プロドラッグに関して、未エステル化の原薬を対照にして緑膿菌ATCC27853、大腸菌ATCC25922,及びNIHJC2、エンテロバクターZTCC23355を用いて抗菌活性を測定した結果、原薬と比較して本アルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体プロドラッグは抗菌作用が大きく低下していた(後述の実施例5参照)。従って、これらの菌種に対して腸管からの吸収前は菌感受性を持たないことが実証された。そのことから、本アルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体プロドラッグは、経口投与から吸収されるまでの間、腸内の常在菌に対する影響を最小限に止め、その結果、偽膜性大腸炎発症のリスクを低下するハイブリッドピリドンカルボン酸系抗菌薬であることが確認された。
 また、本発明のエステル化方法は、本発明のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルを良好な収率で与えるのみならず、特に活性アミノ基とカルボキシル基を含むピリドンカルボン酸系抗菌薬のエステル化にあたっては、本発明のベンジルオキシカルボニル基による活性アミノ基の保護及びエステル化後の水素化加水分解による脱保護と組み合わせることにより、目的化合物であるアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体を選択的に製造することができ、極めて優れた方法である。
 更に、後に詳述する様に、この腸管内部に吸収後の加水分解によって原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生される際に副生するアルコキシカルボニルヘミアセタール部分は、腸管内部で非酵素的に分解されて、C~Cアルデヒド、C~Cアルコール及びCOを副生するのみで、有害なC1アルデヒドであるホルマリンを副生しないことも、本発明に係るエステルプロドラッグの安全性を示す特徴である。
図1は、本発明を適用するラットにレボフロキサシンエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-EHE)を単独経口投与した場合、及び金属含有製剤と併用投与した場合のレボフロキサシンの血中濃度の変化を示す。 図2は、図1におけるそれぞれの血中濃度時間曲線下面積(AUC)を算出した結果を示す。データは平均値±S.D.(n=5)として表示した。n.s.:有意差なしの意である。 図3は、ラット腸管反転法による0.5時間及び1時間におけるアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ(LVFX-EHE)の腸管吸収量を示す。各バーは、平均±S.D.(n=3)を表す。**p<0.01、n.s.:有意差なしの意である。 図4は、ラットにレボフロキサシンイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-isoPrHE)を単独経口投与した場合、及び金属含有製剤と併用投与した場合のレボフロキサシンの血中濃度の変化を示す。 図5は、図4におけるそれぞれの血中濃度時間曲線下面積(AUC)を算出した結果を示す。データは平均値±S.D.(n=5)として表示した。*p<0.05、**p<0.01、n.s.:有意差なしの意である。 図6は、ラット腸管反転法による0.5時間及び1時間における本発明のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ(LVFX-iPrHE)の腸管吸収量を示す。各バーは平均値±S.D.(n=3)として表示。*p<0.05、**p<0.01、n.s.:有意差なしの意である。 図7は、参考合成例2で得られたレボフロキサシンの単純エステル体であるレボフロキサシンイソプロピルエステル(LVFX-iPrE又はLVFX-iPrと表記することあり。)を雄SDラットに単独経口投与した場合、及び金属含有製剤Al(OH)と併用投与した場合のレボフロキサシンの血中濃度時間曲線下面積(AUC)を算出した結果を示す。結果は平均±S.D.(n=5)として表示した。*p<0.05、**p<0.01。 図8は、参考合成例2得られたレボフロキサシンの単純エステル体であるレボフロキサシンイソプロピルエステル単独及び金属含有製剤Al(OH)併用系の反転腸管内に生成したレボフロキサシン(LVFX)濃度を示す。結果は平均±S.D.(n=5)として表示した。*p<0.05、**p<0.01。 図9は、参考合成例1得られたレボフロキサシンの単純エステル体であるレボフロキサシンメチルエステル(LVFX-ME又はLVFX-Mと表記することあり。)をラットに単独経口投与した場合、及び金属含有製剤Al(OH)と併用投与した場合のレボフロキサシンの血中濃度時間曲線下面積(AUC)を算出した結果を示す。 図10は、参考合成例1得られたレボフロキサシンの単純エステル体であるレボフロキサシンメチルエステル(LVFX-M)単独及び金属含有製剤Al(OH)併用系での反転腸管内に生成したレボフロキサシン(LVFX)濃度を示す。
 以下、本発明をより具体的に説明する。
 本発明の特徴の一つは、ピリドンカルボン酸系抗菌薬(キノロンカルボン酸抗菌薬及びニューキノロンカルボン酸抗菌薬を包含する)のカルボキシル基をアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化してプロドラッグとすることにより、腸内滞在中は抗菌活性を発揮せずに、そのために善玉腸内細菌を殺すことなく偽膜性大腸炎等の副作用を防止し、腸管内部に吸収後は加水分解されて原薬を再生し、ピリドンカルボン酸系抗菌薬の抗菌活性を発現する点にある。
 更に、この腸管内部に吸収後の加水分解によって原薬のピリドンカルボン酸系抗菌薬が再生される際に副生するアルコキシカルボニルヘミアセタール部分:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000118
[式中、R及びRは前記と同義である。]は、腸管内部で次の反応式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000119
に従って非酵素的に分解されて、C~Cアルデヒド、C~Cアルコール及びCOを副生するのみで、有害なC1アルデヒドであるホルマリンを副生しないことも、本発明に係るエステルプロドラッグの安全性を示す大きな特徴である。
 本発明の更なる特徴は、前記エステル化によりピリドンカルボン酸系抗菌薬と多価金属含有医薬(例えば、多価金属含有制酸剤や鉄剤等)を併用時のキレート形成によるピリドンカルボン酸系抗菌薬の不溶化を防止する点にある。従って、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグは、多価金属含有医薬と実質的に同時投与が可能である。
 本発明のプロドラッグの原薬であるピリドンカルボン酸系抗菌薬は、化学式(I´):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000120
[式中、Z11~Z13は前記と同義である。]で表され、具体的には、ナリジクス酸:化学式(1)、及びピペミド酸:化学式(2)):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000121
等が挙げられる。ピリドンカルボン酸系抗菌薬は、キノロンカルボン酸系抗菌薬(「キノロン抗菌薬」と称することあり)及びニューキノロンカルボン酸系抗菌薬(「ニューキノロン抗菌薬」と称することあり)を含む総称である。
 本発明のプロドラッグの原薬としてのニューキノロン系抗菌薬は特に限定するものではないが、その典型的な例としては、化学式(A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000122
[式中、R1a、R3a、R4a、R5aは前記と同義である。]で表される6位のフッ素置換体が挙げられ、その内、特にノルフロキサシン、フレロキサシン、ジプロフロキサシン、スパルフロキサシン、グレパフロキサシン、バロフロキサシン、テマフロキサシン、シタフロキサシン及びモキシフロキサシンが好ましく挙げられる。
 一方、上記化学式(A)に於いて、1位のR1aと3位のR5aが一緒になってキノロン環のN原子とC原子と共にオキサジン環を形成したタイプの化学式(B):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000123
[R3C、R4C及びR11Cは前記と同義である。]で表されるオキサジン環含有ニューキノロン系抗菌薬も本発明によるプロドラッグの原薬として典型的に挙げられ、その内、特にオフロキサシン、レボフロキサシン及びパズフロキサシンから好ましくは選択される。この内、レボフロキサシンが特に好ましく挙げられる。
 また、化学式(C):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000124
[式中、R1C、R3C及びR4Cは前記と同義である。]で表されるナフチリジン系ニューキノロン抗菌薬も本願に係るプロドラッグの原薬の代表的なニューキノロン系抗菌薬であり、具体的には、エノキサシン及びトスフロキサシン等が挙げられる。
 本発明のプロドラッグは前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬(キノロンカルボン酸系抗菌薬及びニューキノロンカルボン酸系抗菌薬)を原薬とするアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体である。これらを化学式で示すと、
 ピリドンカルボン酸系抗菌薬についての化学式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000125
[式中、Z~Z、R及びRは前記と同義である。]で表される、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、
 及び、その内、ニューキノロンカルボン酸系抗菌薬についての化学式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000126
[式中、m、R、R~Rは前記と同義である。]で表されるニューキノロン系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグである。
 置換基のうち、RはH又はC~Cのアルキルであり、RはC~Cのアルキルである。ここで、C~Cのアルキルとは、メチル、エチル、1-プロピル、iso-プロピル、1-ブチル、sec-ブチル、1-ペンチル、2-ペンチル、3-ペンチル、1-ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル及び4-ヘキシルから選択される。
 この内特に、化学式(II)に於ける置換基RとRが一緒になってオキサジン環を形成して生成する化学式(III):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000127
[式中、R、R、R、R及びR11は前記と同義である。]で表されるオキサジン環含有ニューキノロン系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが好ましい。
 より具体的には、本発明のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルは、化学式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000128
[式中、R及びRは前記と同義である。]、で表されるレボフロキサシンのアルコキシカルボニルアルキルヘミアセタール型エステルが好ましい。
 更には、化学式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000129
で表されるレボフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、及び化学式(VI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000130
で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグが特に好ましい。
 化学式(II)に於いて、Z=Nのナフチリジン環系ニューキノロン抗菌薬のプロドラッグとしての好ましい態様としては、化学式(VIII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000131
で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、又は、
 化学式(IX):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000132
で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグが挙げられる。
 ナフチリジン系ニューキノロン抗菌薬のプロドラッグの好ましい態様としては、更に、化学式(X):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000133
で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、又は、
 化学式(XI):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000134
で表されるトスロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグが挙げられる。
 次に、本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体の製造方法について説明する。
 該エステル体の製造方法は、化学式(A-1)で示されるニューキノロン系抗菌薬の3位のカルボキシル、又は、化学式(B-1)で示されるオキサジン環含有ニューキノロン系抗菌薬の6位のカルボキシルを、化学式(XII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000135
[式中、R及びRは前記と同義であり、XはCl、Br及びIから選択されるハロゲンである。]で表されるα-ハロジアルキルカーボネートと、反応式(2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000136
[式中、R、R~Rは前記と同義であり、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基であり、XはCl、Br及びIから選択されたハロゲンを示す。但し、XがCl又はBrの場合にNaIを共存させてもよい。]、特に好ましくは、反応式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000137
[式中、R、R、R、R、R11、Y及びXは前記と同義である。]に従って反応させてアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル体(II-1)又は(III)を得る方法である。
 α-ハロジアルキルカーボネートとしてはα-クロルジアルキルカーボネート、α-ブロモジアルキルカーボネート又はα-ヨードジアルキルカーボネートが用いられ、好ましくは、α-クロル又はα-ブロモジアルキルカーボネートが用いられる。α-ハロジアルキルカーボネート(XII)の置換基RはH又はC-Cのアルキルであり、RはC-Cのアルキルである。ここで、C-Cのアルキルとは、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2-ブチル、1-ペンチル、2-ペンチル、3-ペンチル、1-ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル及び4-ヘキシルから選択される。非限定的例示としては、α-クロルジメチルカーボネート、α-クロルジエチルカーボネート、α-クロルエチルメチルカーボネート、α-クロルエチルn-プロピルカーボネート、α-ジ-n-プロピルカーボネート、並びにそれらのα-ブロモ体等が挙げられる。
 α-ハロジアルキルカーボネートの使用量は、反応条件によっても左右されるが、カルボキシ基に対して1当量以上、通常、1~10当量、好ましくは1.5~8当量、更に好ましくは2~7当量の範囲で用いられる。
 エステル化されるピリドンカルボン酸側である化学式(A-1)及び(B-1)に於けるYは、H(フリーのカルボン酸)或いは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の無機塩基又は有機アミン等の有機塩基(カルボン酸塩)である。アルカリ金属としてはLi、Na、K、Rb及びCsから選択されるが、通常、Na又はKが用いられる。アルカリ土類金属としてはCa、Mg、Sr及びBaから選択されるが、通常、Ca又はMgが用いられる。無機塩基としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられ、有機塩基としては、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、ジメチルアミノピリジン又はピリジン等が挙げられる。YがHであるフリーのカルボン酸以外の無機又は有機塩基である場合は、その場で塩を形成させた後に、エステル化を行ってもよい。
 エステル化反応は、触媒を用いても用いなくてもよいが、反応を加速させるためには、例えば四級アンモニウム塩(例えば、テトラブチルアンモニウムブロミド)、アルカリ金属の臭化物(例えば、NaBr)又はヨウ化物(例えば、NaI)、又は環状エーテルを触媒として使用することができる。この触媒の量は、α-ハロジアルキルカーボネート(XII)1当量当たり0.005~1.0当量、好ましくは、0.01~0.6当量、更に好ましくは、0.1~0.4当量の範囲で用いることができる。
 エステル化反応は、好ましくは有機反応媒体、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、トルエン、キシレン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、クロロホルム、塩化メチレン、塩化エチレン、ベンゼン、酢酸エチル等、又はこれらの混合物中、0℃~100℃、好ましくは、10℃~80℃、例えば70℃程度の温度で実施される。
 エステル化反応に於いて、エステル化されるべきピリドンカルボン酸系抗菌薬が活性アミノ基を含む場合、活性アミノ基を保護してからエステル化することが好ましい。エステル化されるべきカルボキシル基と活性アミノ基との競合反応を抑えて、カルボキシル基のエステル化を優先させるためである。活性アミノ基の保護基として、従来はBoc基で保護した後にエステル化を行い、反応後にBoc基を加水分解除去する方法が採られてきたが、本発明のヘミアセタール型エステル体は極めて加水分解され易いので、このBoc基を加水分解する過程で同エステルも加水分解されてしまい、合成は不可能であった。本発明方法は、活性アミノ基をベンジルオキシカルボニル基(Z基)で保護した後に、カルボン酸をヘミアセタール型エステル化して、その後、Z基の脱離を接触還元法で行うことで、高収率にカルボン酸のヘミアセタール型エステル体を得ることができる。
 この反応スキームを、活性アミノ基を有するニューキノロン系抗菌薬の一つであるエノキサシン(以下、「ENOX」と略すことあり。)を用いて、以下説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000138
 即ち、エノキサシンのジオキサン溶液にZ-Clと2M-NaOHを交互に温度が10℃を超えないように注意して加え、室温で14時間攪拌する。弱酸性にpHを調節し、沈殿物のろ取、水による洗浄、乾燥によりZ-エノキサシンを高収率(86%)で得ることができる。次いで、1-クロロエチルエチルカーボネートを塩基(KCO、DBU、Hunig塩基等)存在下にヨウ化ナトリウムと共に反応し、Z-エノキサシン-エトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルをカラムクロマトグラフィ精製の後、中程度(~60%)の化学収率で得ることができる。さらに、Z基の除去として、大気圧中でPd-Cを触媒としてメタノール中で接触水素化分解すると、目的のエノキサシン-エトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルが高収率(84%)に得ることができる。
 ここで云う活性アミノ基とは、親核反応性が高いアミノ基を指し、例えば、環状二級アミノ基が挙げられる。具体的には、シクロヘキシルアミノ基、シクロペンチルアミノ基等が挙げられる。ピリドンカルボン酸系抗菌剤で用いられている活性アミノ基としては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000139
等が挙げられる。
 エステル化反応終了後、常法により後処理を経て単離、精製される。例えば、加温を止めて、水と氷(適量)を加えて反応をクエンチし、抽出溶媒(例えばAcOEt)を加えて抽出し、有機層を水層から分離する。水層を新たな抽出溶媒で数回抽出操作を行い、合わせた有機層を水洗、1%チオ硫酸ナトリウム溶液洗浄、及び飽和食塩水洗浄の後、例えばMgSOで脱水し、ろ過した溶液を減圧濃縮する。得られた粗生成物を、例えばシリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製して、目的のピリドンカルボン酸系抗菌薬のヘミアセタール型エステル体が高純度で得られる。
 活性アミノ基をZ基で保護した後にエステル化反応を行った場合には、精製したエステル体を、或いは、未精製のエステル体を用いて、Z基を接触水素化分解により除去して、目的のエステル体を得ることができる。
 得られた目的化合物の同定は、H-NMR(400MHz,CDCl)、13C-NMR(100MHz,CDCl)、HR-MS及び結晶の場合は融点測定によって行った。
 次に、本発明のプロドラッグ及び薬学的に許容される賦形剤を含有する医薬組成物について説明する。
 本発明の医薬組成物は、非毒性で、不活性の薬学的に許容しうる賦形剤、例えば固体状、半固体状もしくは液状の希釈剤、充填剤及び担体と混合することにより投与用として製剤化することができる。このような製剤の例は錠剤、トローチ剤、カプセル剤、顆粒剤、座剤、液剤、懸濁剤、乳剤等の形態である。
 錠剤、トローチ剤、カプセル剤及び顆粒剤の場合、本発明のプロドラッグは慣用の賦形剤例えば澱粉、ラクトース、スクロース、グルコースマンニトール等のような充填剤及び増量剤;カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン等のような結合剤;炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム等のような崩壊剤;第4アンモニウム化合物等のような吸収促進剤;セチルアルコール、グリセリンモノステアレート等のような湿潤剤;カオリン、ベントナイト等のような吸着剤;タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール等のような潤滑剤又はこれらの混合物と混合させることができる。錠剤、トローチ剤、カプセル剤、丸剤及び顆粒剤は慣用の被覆剤例えば何れかの不透明化剤(opacifier)を用いて被覆することができる。
 経口的投与用液剤又は乳剤は本発明のプロドラッグの他に慣用の溶媒、可溶化剤及び乳化剤等、例えば水、エチルアルコール、ベンジルベンゾエート、プロピレングルコール、綿実油、落花生油、トウモロコシ油、オリーブ油、脂肪エステル例えばグリセリン、ポリエチレングリコールもしくはソルビタン、又はこれらの混合物を含有してもよい。
 製剤は本発明のプロドラッグを約0.1~99.5重量%、好ましくは0.5~95重量%含有することができ、そしてさらに慣用的に許容しうる量の染料、保存剤、甘味剤及び添加剤を含んでもよい。
 本発明のプロドラッグは経口的に、又は経腸的に投与することができる。一般に、活性成分(プロドラッグが加水分解された後のピリドンカルボン酸系抗菌薬として)を1回の又は分割した投与量で1日あたり約0.1~500、好ましくは1~100mg/kg体重の量を投与することが有利であることがわかっている。約1~200mg/kg体重、特に1~50mg/kg体重の範囲の投与量が好ましい。しかしながら、実際に投与される化合物の量は関連する環境要因例えば製剤の形態、選択された投与経路、個々の患者の年令、体重及び応答(response)、並びに患者の症状の程度の観点から調整されうることは理解されよう。
 本発明の組成物は、単位剤形で与えるのが好ましい。本明細書で用いる「単位剤形(unit dosage form)」は、良好な医療の実施にしたがい、1回の投与用量に於いてヒト又は下等動物の対象に投与するのに適しているピリドンカルボン酸系抗菌薬の量を含有する本発明の組成物である。これらの組成物は、約30mgから、好ましくは約50mgから、より好ましくは約100mgから、更に好ましくは約200mgから、約20,000mgまで、好ましくは約7,000mgまで、更により好ましくは約1,000mgまで、更に好ましくは約500mgまでのピリドンカルボン酸系抗菌薬を含む。
 本発明の更なる態様は、前記医薬組成物及び多価金属含有医薬からなるキットを提供する。例えば、前記多価金属含有医薬が多価金属含有制酸剤である、前記医薬組成物又はキットを提供する。具体的には、例えばニューキノロン系抗菌薬の代表的な薬剤であるレボフロキサシン100mg含有製剤に対して、多価金属制酸剤である水酸化アルミニウムを100mg~2000mg、好ましくは200mg~1000mg含有製剤を組み合わせたキットを提供することが出来る。
 本発明の更なる態様は、経口投与可能で腸内菌交代副作用防止効果を有する、前記医薬組成物を提供する。
 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない
 [実施例1]
 レボフロキサシンエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル(「LVFX-EHE」と略することあり。)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000140
 200mLのナス型フラスコ(撹拌子入)にレボフロキサシン(3.62g,10mmol)のDMF(80mL)溶液を作り、NaI(3.6g、24mmol)、KCO(3.3g、24mmol)を加えて攪拌した。次いで炭酸-1-クロロエチル-エチル(8.6mL、64mmol)を加えた。アルゴン気流下70℃で3時間攪拌した。加温を止めて、水(約70mL)と氷(適量)を加えた。AcOEt(70mL)を加えて抽出し、油層と水層を分離した。水層を新たなAcOEtで2回(50mL×2回)抽出操作を行い、合わせた有機層を水洗1回、1%チオ硫酸ナトリウム溶液洗浄1回、飽和食塩水洗浄2回の後、MgSOで脱水し、ろ過した溶液を減圧濃縮した。粗生成物4.0gを得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィにより精製し(溶出液は、CHCl:MeOH=2:1)、収量2.58g(54%)で目的物を得た。このものの分析結果は以下の通りであり、目的のレボフロキサシンエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル(LVFX-EHE)であると確認された。
 mp 167-173℃。
 H-NMR(400MHz,CDCl);1.31(t,3H,J=7.0Hz,CH),1.56(d,3H,J=7.0Hz,CH),1.66(d,3H,J=6.0Hz,CH),2.36(s,3H,CH),2.56(m,4H,CHx2),3.36(m,4H,CHx2),4.23(q,2H,J=7.0Hz,CH),4.31(m,1H),4.36(s,2H,CHx2),7.00(q,1H,J=5.5Hz,CH),7.60*,7.65*(d,1H,J=5.5Hz),8.26*,8.27*(s,1H,CH);ただし*は分離したジアステレオマーピーク。
 13C-NMR(100MHz,CDCl);1418.3,19.7,46.4,50.5*,50.6*,54.7,55.7*,55.8*,64.3,68.0,91.5*,91.6*,105.1,107.9,108.0,123.0*,123.1*,123.5,131.8*,131.9*,139.6*,139.7*,145.3,145.8,153.0*,153.1*,154.5*,155.0*,156.9*,157.1*,162.4,163.2,172.3*,172.5*。ただし*は分離したジアステレオマーピーク。
 HR-MS Calcd. for C2328FN: 477.1911、Found: 477.1909。
 [実施例2]
 レボフロキサシンイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(「LVFX-isoHE」又は「LVFX-iPrHE」と略することあり。)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000141
 300mLのナス型フラスコ中で、レボフロキサシン(10.0g,27.6mmol)のDMF(110mL)溶液を調製し、NaI(2.4g,66.24mmol)、KCO(4.8g,132.5mmol)を加えて攪拌した。次いで炭酸-1-クロロエチル-イソプロピル(27.0mL,176.64mmol)をメスシリンダーではかり、ピペットで加えた。ジムロートをつけて70℃に加温して攪拌を継続し、3h後に、水(約100mL)をゆっくり加えて反応をクエンチした。氷も適量加えた後、300mL分液ロートに移した。AcOEt(70mL)を加えてよく振り、AcOEt層を分離した。水層を新たなAcOEt(50mL)で2回抽出し、有機層を合わせた。合わせた有機層を水洗し、1%チオ硫酸ナトリウム溶液洗浄及び飽和食塩水洗浄を行った後、MgSOで乾燥し、ろ過して減圧濃縮した。残渣を10.1g得た。カラムクロマトグラフィにより精製した(展開溶媒CHCl:MeOH=2:1)。収量:7.8g、収率:58%であった。このものの分析結果は以下の通りであり、目的物のレボフロキサシンイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-isoPrHE)であることが確認された。
 mp 132-133℃。
 H-NMR(400MHz,CDCl);1.30*,1.32*(d,6H,J=6.2Hz),1.53*,1.54*(d,3H,J=4.0Hz),1.65(d,3H,J=5.5Hz),2.36(s,3H),2.54(m,4H),3.35(m,4H),4.30-4.41(m,3H),4.91(sept,1H,J=6.2Hz),7.00*,7.01(q,1H,J=5.5Hz),7.56*,7.59*(d,1H,J=13.0Hz),8.24*,8.25*(s,1H)。ただし、*は分離したジアステレオマーピーク。
 13C-NMR(100MHz,CDCl);50.5*,50.6*,54.8,55.7,64.3*,64.4*,68.1,91.6*,91.7*,105.4*,105.5*,105.6*,105.7*,108.2*,108.4*,123.28*,123.30*,123.36*,123.38*,123.53,123.56*,123.58*,131.80*,131.84*,131.95*,131.98*,139.65*,139.71*,145.46*,145.72*,153.06*,153.17*,154.61*,154.69*,157.08*,157.16*,162.72*,163.27*,172.46*,172.48*,172.61*,172.64*。ただし、*は分離したジアステレオマーピーク。
 HR-MS: calcd. for C2430FN:491.2068. Found:491.2069。
 [実施例3]
 エノキサシンエチルカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(「ENOX-EHE」と略することあり。)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000142
 エノキサシン(3.47g、10mmol)にZ-Cl(1.85mL、13mmol)と2M NaOH(16mL)を交互に温度が10℃を超えないように注意して3回に分けて加え、室温で1.5時間攪拌した。弱酸性にpHを調節し、沈殿物をろ取、水による洗浄、及び乾燥して、Z-エノキサシン(3.9g,86%)を得た。次いで、Z-エノキサシン(0.91g、2mmol)と1-クロロエチルエチルカーボネート(0.8mL、6mmol)を塩基(DBU:0.9mL、6mmol)の存在下、n-BuNI(1.48g、4mmol)と共に反応し、Z-エノキサシン-エトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルを、カラムクロマトグラフィ精製の後60%の収率で得た。さらに、Z基の除去として、このものを大気圧中でPd-Cを触媒としてメタノール中で接触水素化分解すると、目的のエノキサシン-エトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルが収率84%で得られた。
 1-エチル-6-フルオロ-4-オキソ-7-ピペラジン-1-イル-1,4-ジヒドロ-[1、8]ナフチリジン-3-カルボン酸1-エトキシカルボニルオキシ-エチルエステル)
H-NMR(400MHz、CDOD):1.27(t、3H、J=7.3Hz)、1.46(t、3H、J=7.4Hz)、1.60(d、3H、J=5.5Hz)、3.35(m、4H)、4.03(m、4H)、4.18(q、2H、J=7.3Hz)、4.45(q、2H、J=7.4Hz)、6.92(q、1H、J=5.5Hz)、8.13(d、1H、J=13.2Hz)、8.76(s、1H). Anal. calcd for C2025F. C、55.04;H、5.77;N、12.84;F、4.32. Found;C、55.00;H、5.80;N、12.81;F、4.32.
 [参考合成例1]
 レボフロキサシンメチルエステル誘導体(「LVFX-M」と略することあり。)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000143
 炭酸-1-クロロエチル-イソプロピルに代えて塩化メチルを用い、実施例1に準じて、エステル化反応を実施してレボフロキサシンメチルエステル(LVFX-M)を得た。得られたメチルエステル体の分析結果を以下に示す。
(S)-メチル-9-フルオロ-3-メチル-10-(4-メチルピペラジン-1-イル)-7-オキソ-3,7-ジヒドロ-2H-[1,4]オキサゾリノ[2,3,4-ij]キノリン-6-カルボキシレート:(LVFX-M)
化学式:C1922FN
理論値: 375.1594
分子量: 375.3941
元素分析: C,60.79; H,5.91; F,5.06; N,11.19; O,17.05
 [参考合成例2]
 レボフロキサシン単純エステル体:iso-プロピルエステル誘導体(「LVFX-iso」又は、「LVFX-iPrE」と略することあり。)の合成
 下記反応式に従って、レボフロキサシンの酸クロライド体とイソプロピルアルコールとを塩基存在下に反応させてLVFX-iPrEを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000144
得られた生成物の分析結果を以下に示す。
[LVFX-isoPrE]
(S)-イソプロピル-9-フルオロ-3-メチル-10-(4-メチルピペラジン-1-yl)-7-オキソ-3,7-ジヒドロ-2H-[1,4]オキサゾリノ[2,3,4ij]キノリン-6-カルボキシレート;
化学式: C2126FN
理論値: 403.1904; 分子量: 403.445
 次に、本発明のプロドラッグ機能検定で用いる試験方法を説明する。
 実験材料及び操作方法は以下の通りである。
(1)実験材料
 基質薬物として用いたレボフロキサシン(「LVFX」と略すことあり。)、及び、内部標準物質として用いたシプロフロキサシン(「CPFX」と略すことあり。)は東京化成工業株式会社(東京)から購入した。
 多価金属含有製剤としては、in-vivo試験用(マウスへの投与用)には水酸化アルミニウムゲル(アルミゲル(登録商標):Al(OH);吉田製薬株式会社(東京)より購入した)を用いた。一方、in-vitro試験用には、多価金属含有製剤のモデルとして水溶性の塩化アルミニウム(AlCl)を吉田製薬株式会社(東京)より購入して用いた。その理由は、水酸化アルミニウムゲルは水に溶けないので、Al3+価イオンのソースとして塩化アルミニウムを用いてキレート化の検証を行うことした。他の試薬はすべて試薬特級品又はHPLC用試薬を使用した。
(2)実験動物
 Sprague-Dawley(SD)系雄性ラット(8週齢、230-270g)を紀和実験動物研究所(和歌山)から購入し、すべての実験で使用した。動物は実験まで24±2℃に保った部屋で、固形飼料(MF、オリエンタル酵母工業株式会社,東京)及び水を自由に摂取できるような環境で飼育した。これら全ての動物実験は,近畿大学に承認された「近畿大学動物実験規定」に従って行った。
 <In vivo実験でのLVFX-EHEの血中動態に対する金属含有製剤の影響>
 i)ラットの処置
 投与実験前日にラットの頸静脈に採血に使用する内径0.5mm、外径1.0mmのカニュレーションチューブ(富士システムズ株式会社,東京)を挿入し、動物室にて水のみ摂取できる環境で20時間絶食させておく。
 ii)薬物投与方法
 胃ゾンデを用いてLVFX(22.5mg/kg)及びLVFX-EHE(25.1mg/kg)を単独又は多価金属含有製剤と併用し、4群に分類して投与した。多価金属含有製剤であるAl(OH)は30mg/kgで投与した。投与方法としては多価金属含有製剤とLVFX、又はLVFX-EHEを乳鉢にて別々に研磨し、0.5% Tween20溶液に懸濁させ多価金属含有製剤懸濁液もしくは0.5% Tween20溶液を投与した後に、NQ系抗菌薬又はそのヘミアセタール型エステル体を2mL/kgに調節して連続経口投与した。
 iii)採血方法
 試験薬投与後、頸静脈カニュレーションチューブから経時的(0、15、30、45、60、90、120、180及び240分後)に血液をヘパリン処理した1mLシリンジに200μLずつ採血し、直ちに12,000rpm、4℃で5分間遠心分離し、上清50μLをとって血漿とした。
 iv)血漿中LVFXの定量
 血漿50μLに内部標準物質としてCPFXを10μmol/L含むメタノール溶液を100μL加えて攪拌後、6,200rpmで5分間の遠心分離した後、上清100μLをシリンジにて採取し、Millex(登録商標)-HV(0.45μm,MILLIPORE,Billerica,MA,USA)を用いて濾過を行った。この濾液10μLをHPLCに注入してLVFX濃度を測定した。HPLC測定条件として、カラムはTSK-GEL ODS-80Ts(250×4.6mm,東ソー株式会社,東京)を、移動相は20mmリン酸ナトリウム緩衝液(pH3.0)/アセトニトリル=79:21(v/v)を用いた。Shimazu,SPD-20A分光検出器(島津製作所,京都)を用いて、検出波長として280nm、流速1.0mL/minで測定した。本条件によるリテンションタイムはENX 6.9分、CPFX 7.2分であった。
 v)統計解析
 AUCは台形法により算出し、実験結果はすべて各群の平均+/-標準偏差(S.D.)で示した。4群間のAUCの差はDunnett’s法による多重比較を行うことで算出し、p<0.05を統計的有意差ありとした。
 <In vitro実験でのLVFXの腸管吸収に対する金属含有製剤の影響>
 本発明のプロドラッグを単独投与した場合、ならびにプロドラッグと多価金属含有製剤を併用投与した場合の、実験動物の腸管内における実際のキレート形成能をin-vitroで簡便に比較検討するために、本願発明のプロドラッグの吸収性と小腸刷子縁膜での加水分解性を、反転腸管法(山口俊和、横川真喜子、関根豊、橋本昌久、薬物動態Vol.6,No.1(1991))を用いて吸収特性を評価した。
 i)ラットの前処置
 投与実験前日に動物室にて水のみを摂取できる環境で20時間絶食させておく。
 ii)反転腸管法
 ii-1)HEPES緩衝生理食塩液の作成
 〈単独投与〉
  1.20mM HEPES緩衝生理食塩液100mlにグルコース200mgを溶かし,pHを測定しながら5N 又は1N 水酸化ナトリウムでpH7.4に調製する(pHが高くなった場合は1N 塩酸で調節する)。
 〈Al併用投与〉
  1.単独投与と同様、20mM HEPES緩衝生理食塩液100mlにグルコース200mgを溶かし、pHを測定しながら5N 又は1N 水酸化ナトリウムでpH7.4に調製する(pHが高くなった場合は1N 塩酸で調節する)。
  2.AlCl 8.0mgを溶解させる(600μM)。
 ii-2)ペントバルビタール(5w/v%)による麻酔
  1.生後8週齢のSD系雄性ラットを購入し、2日間の検疫馴化を行う。24時間の絶食後、50mg/mlのペントバルビタールナトリウムをラットの体重(g)×0.05÷50(体重g×0.001)ml腹腔内投与する。
  2.ラットが完全に眠ったら開腹する。胃から膀胱が見える程度まで開き、十二指腸の終わりから盲腸の手前5cmまで摘出する。
  3.腸管を注意深く10cmごとに切り取り生理食塩水で洗浄する(腸の周囲と内部)。
  4.腸管の胃側からステンレスゾンデを用いて反転させる。
  5.反転させた腸管の盲腸側を糸で結び、袋状にする。
  6.腸管の胃側から調整したHEPES緩衝生理食塩液を1ml入れ、縫合糸で結ぶ。
  7.氷上で冷やしておいたHEPES緩衝生理食塩液に入れ保管する。
 ii-3)薬液の作成
  1.LVFX 36mg(LVFX-M 37mg、LVFX-IHE 40mg、LVFX-ECH 47mg)をDMSOの5mlに溶解する(20mM)。
  2.その薬液1mlを取り、HEPES緩衝生理食塩液9mlで10倍希釈する(2mM)。
  3.さらにその液を5ml取り、HEPES緩衝生理食塩液95mlで20倍希釈する(100μM)。
 ii-4)薬物吸収
  1.希釈した薬液30mlを50ml三角フラスコに取り、HEPES緩衝生理食塩液の入った腸管を入れる。
  2.O/CO=95:5の混合酸素/炭酸ガスでバブリングしながら37℃で30分間インキュベーションする(具体的には、20mM HEPES緩衝生理食塩液中、外液にLVFX又はLVFX-EHEを加えて全体の濃度を100μMとし、酸素と炭酸ガスをO/CO=95:5の比率でバブリングしながら、30分又は60分インキュベーションした後、注射針を使って、腸管内容液をサンプリングする。)。
  3.薬液から腸管を取り出し、腸管のまわりについた薬液を生理食塩水で洗い流し拭き取ったのち、腸管内の液をすべてエッペンチューブに取り出す。
  4.12000rpmで5分間遠心分離する。
  5.上澄みを250μL取る(試料)。
 iii)定量方法
 前記、In vivo実験でのHPLC測定条件に同じ。
(4)統計解析
 実験結果はすべて各群の平均+/-標準偏差(S.D.)で示した。単独投与と塩化アルミニウム同時併用投与との差は等分散によるt検定を行うことで算出し、p<0.05を統計的有意差ありとした。
 [実施例4]
 ラットにレボフロキサシンエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-EHE)を単独経口投与した場合、ならびに金属含有製剤と併用投与した場合のレボフロキサシンの血中濃度を比較検討した。得られた結果を図1に示す。
 図1は、レボフロキサシンエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-EHE)単独投与時、レボフロキサシン(LVFX)単独投与時、LVFX-EHEと金属(AlCl)含有制酸剤併用時及びLVFXと多価金属含有制酸剤併用時における、血中のLVFXの濃度を示している。図に示すように、本発明のヘミアセタール型エステル体であるLVFX-EHEの単独投与時、レボフロキサシン(LVFX)単独投与時及びLVFX-EHEと多価金属含有制酸剤併用時には有意差は見られず、本発明のLVFX-EHEがプロドラッグとして有効に作用していることが実証された。加えて、LVFX-EHEが多価金属含有制酸剤の併用下でも、LVFXの血中濃度が影響されないことが実証された。一方、LVFXと多価金属含有制酸剤を併用投与時は、有意にレボフロキサシンの血中濃度は低下しており、多価金属含有制酸剤による吸収阻害が確認された。
 次に、それぞれの血中濃度時間曲線下面積(AUC)を計算して比較した結果を図2に示す。LVFX単独投与の場合に比べて、LVFXと金属含有製剤併用時には、LVFXへの変換率が50%も低下していることが判る。即ち、金属含有製剤による阻害が顕著である。
 一方、図2からも判るように、ヘミアセタール型エステル体であるLVFX-EHEは、レボフロキサシン(LVFX)単独投与と比較しても生体内でのレボフロキサシン変換率は100%であることがわかる。また、LVFX-EHEと金属含有製剤併用時に血中に生成したLVFXのAUCも、LVFX単独投与時のLVFXのAUC値の間に有意差が認められず、金属含有製剤と同時併用しても血中濃度には影響しないことが確認された。次に、投与されたLVFX-EHEが生体内のどの部位で加水分解されるのかについて、及び、加水分解に要する時間について検討した。
 [実施例5]
 ラットの小腸を用いた反転腸管法を用いたレボフロキサシンエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-EHE)からLVFXへの加水分解
 図3には、ラット腸管反転法による0.5時間又は1時間における本発明のヘミアセタール型エチルエステルプロドラッグ(LVFX-EHE)の加水分解状況を示す。
 図3中、一番左のカラム(a)は、レボフロキサシン単独(太単線枠)とレボフロキサシンと多価金属含有制酸剤(AlCl)同時投与時(二重細線枠)の30分間インキュベートした際の腸管腔内LVFX濃度を示す。AlCl併用時は、LVFXの吸収は56%減少していた。これは、外液中で不溶性キレートを形成するためと推察される。一方、左から2番目のカラム(b)はLVFX-EHE単独(太単線枠)、並びに、LVFX-EHEとAlCl同時投与時(二重細線枠)の、30分間インキュベートした際の腸管内に生成したLVFX濃度を示す。投与後30分で、LVFX-EHEから生成した腸管腔内LVFX濃度は、LVFX単独投与のケースに比較して64%減少していた。一方、AlCl同時投与時には、68%の減少であったが、両者に有意差はなく、in situ腸管実験に於いても金属含有製剤の併用の影響は認められなかった。
 図3中、右から二番目のカラム(c)は、LVFX単独(太単線枠)とLVFXと多価金属含有制酸剤(AlCl)同時投与時(二重細線枠)の60分間インキュベートした際の腸管腔内LVFX濃度を示す。AlCl同時投与によりLVFXの濃度は33%減少した。一方、LVFX-EHE単独(太単線枠)投与時、並びに、LVFX-EHEとAlCl同時投与時(二重細線枠)時の、60分間インキュベートした際の腸管内レボフロキサシン濃度を、右のカラム(d)に示す。特筆すべきは、LVFX単独をインキュベートさせた際の小腸管腔内LVFX濃度とLVFX-EHE単独を投与した際に小腸管腔内で生成したLVFX濃度とに全く有意差がないことである。この事実は、60分のインキュベートで完全にLVFX-EHEからLVFXに加水分解され、加水分解の部位は小腸であることを示している。さらに、LVFX-EHEはレボフロキサシンのカルボキシル基をエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル基で塞いでいるので、AlCl同時投与による影響もなく、ほぼ定量的にLVFXを産生していることも、初期の目的である金属含有製剤と同時併用しても相互作用を生じないハイブリッドニューキノロンというコンセプトを満足するものである。
 [実施例6]
 ラットにレボフロキサシンイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-iPrHE)を単独経口投与した場合、ならびに金属(AlCl)含有製剤と併用投与した場合のレボフロキサシン(LVFX)の血中濃度を比較検討した。得られた結果を図4に示す。図に示すように、本発明のヘミアセタール型エステル体であるLVFX-iPrHEの単独投与時、レボフロキサシン(LVFX)単独投与時及びLVFX-iPrHEと多価金属含有制酸剤併用時には有意差は見られず、本発明のLVFX-EHEがプロドラッグとして有効に作用していることが実証された。加えて、LVFX-iPrHEが多価金属含有制酸剤の併用下でも、LVFXの血中濃度が影響されないことが実証された。一方、LVFXと多価金属含有制酸剤を併用投与時は、有意にレボフロキサシンの血中濃度は低下しており、多価金属含有制酸剤による吸収阻害が確認された。
 次に、それぞれの血中濃度時間曲線下面積(AUC)を計算して比較した結果を図5に示す。LVFX単独投与の場合に比べて、LVFXと金属含有製剤併用時には、LVFXへの変換率が50%も低下していることが判る。即ち、金属含有製剤による阻害が顕著である。
 一方、図5から判るように、ヘミアセタール型エステル体であるLVFX-iPrHEは、レボフロキサシン(LVFX)単独投与と比較しても生体内でのレボフロキサシン変換率は100%であることがわかる。また、LVFX-iPrHEと金属含有製剤併用時に血中に生成したLVFXのAUCも、LVFX単独投与時のLVFXのAUC値の間に有意差が認められず、金属含有製剤と同時併用しても血中濃度には影響しないことが確認された。次に、投与されたLVFX-EHEが生体内のどの部位で加水分解されるのかについて、及び、加水分解に要する時間について検討した。
 [実施例7]
 ラットの小腸を用いた反転腸管法を用いたレボフロキサシンイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル誘導体(LVFX-iPrHE)からLVFXへの加水分解
 図6には、ラット腸管反転法による0.5時間又は1時間における本発明のヘミアセタール型エチルエステルプロドラッグ(LVFX-iPrHE)の加水分解状況を示す。
 図6中、一番左のカラム(a)は、レボフロキサシン単独(太単線枠)とレボフロキサシンと多価金属含有制酸剤(AlCl)同時投与時(二重細線枠)の30分間インキュベートした際の腸管腔内LVFX濃度を示す。AlCl併用時は、LVFXの吸収は56%減少していた。これは、外液中で不溶性キレートを形成するためと推察される。一方、左から2番目のカラム(b)はLVFX-iPrHE単独(太単線枠)、並びに、LVFX-iPrHEとAlCl同時投与時(二重細線枠)の、30分間インキュベートした際の腸管内に生成したLVFX濃度を示す。投与後30分で、LVFX-iPrHEから生成した腸管腔内LVFX濃度は、LVFX単独投与のケースに比較して64%減少していた。一方、AlCl同時投与時には、68%の減少であったが、両者に有意差はなく、in situ腸管実験に於いても金属含有製剤の併用の影響は認められなかった。
 図6中、右から二番目のカラム(c)は、LVFX単独(太単線枠)とLVFXと多価金属含有制酸剤(AlCl)同時投与時(二重細線枠)の60分間インキュベートした際の腸管腔内LVFX濃度を示す。AlCl同時投与によりLVFXの濃度は33%減少した。一方、LVFX-iPrHE単独(太単線枠)投与時、並びに、LVFX-iPrHEとAlCl同時投与時(二重細線枠)時の、60分間インキュベートした際の腸管内レボフロキサシン濃度を、右のカラム(d)に示す。特筆すべきは、LVFX単独をインキュベートさせた際の小腸管腔内LVFX濃度とLVFX-iPrHE単独を投与した際に小腸管腔内で生成したLVFX濃度とに全く有意差がないことである。この事実は、60分のインキュベートで完全にLVFX-iPrHEからLVFXに加水分解され、加水分解の部位は小腸であることを示している。さらに、LVFX-iPrHEはレボフロキサシンのカルボキシル基をエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル基で塞いでいるので、AlCl同時投与による影響もなく、ほぼ定量的にLVFXを産生していることも、初期の目的である金属含有製剤と同時併用しても相互作用を生じないハイブリッドニューキノロンというコンセプトを満足するものである。
 [実施例8]
 緑膿菌ATCC27853、大腸菌ATCC25922及びNIH JC2、並びに、エンテロバクターZTCC23355を用いたLVFXとLVFX-EHEの抗菌活性の比較実験
 各々の菌種に対するLVFX及びLVFX-EHEのMIC活性(「最小発育阻止濃度」)を表11に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000145
 表中のMIC活性単位はμg/mLである。
 表8の結果を臨床的ブレイクポイントから判断すると、何れの菌株に対してもLVFX-EHEのMIC値は非感性であり、LVFX-EHEの抗菌活性はLVFXに比較して1/10以下であった。以上の結果を考察すると、LVFX-EHEの経口投与から吸収までの30分から40分に於いて、腸内の常在菌に対して及ぼす影響は非常に弱いことが実証された。このことから、LVFX-EHEは腸管内に滞在している間は、LVFX自体の有する強い殺菌作用によって生じる腸内菌交代現象を防止し、腸内常在菌の一種で多くの抗生物質に耐性を有するクロストリジウム-ディフィシル(Clostridium difficile)の増殖を抑制し、その結果、この菌が産生する毒素が大腸を刺激して偽膜性大腸炎を惹起するのを防止し得る、と解釈できる。即ち、LVFXのピリドンカルボン酸基は抗菌活性の中心的役割を担っており、ピリドンカルボン酸基をヘミアセタール型エステル化した方が腸内細菌叢に影響をあたえることも少なく、その為に偽膜性大腸炎の発生頻度を低下するものと推察される。そして一端、腸管から吸収された後は、実施例3(図1及び図2)に示した通り、速やかに加水分解を受けてLVFX血中濃度が高まり、有効な抗菌作用を発揮するものと考えられる。
 以上の通り、実施例3の結果も勘案すると、ヘミアセタール型エステル体LVFX-EHEは、金属含有制酸薬と同時併用が可能で、かつ、偽膜性大腸炎発症を抑制するハイブリッドニューキノンであることが実証された。
 [比較例1]
 LVFX(22.5mg/kg)及び参考合成例2得られた単純エステル体:レボフロキサシンイソプロピルエステル(LVFX-iso:25.1mg/kg)を単独で、又は水酸化アルミニム(30mg/kg)を併用でラットに経口投与した際の血中に生成するLVFX濃度を基に血中濃度時間曲下面積(AUC)を図7に示す。LVFX単独投与時のAUCは393.6μg・min/mLであったが、LVFXとAl(OH)併用投与した際、AUCは196.7μg・min/mLとLVFX単独投与時の約50%まで減少した。一方、LVFX-iso由来のLVFXのピークは、単独投与・Al(OH)併用投与時ともに検出されなかった。レボフロキサシンイソプロピルエステル体とすることで吸収機能が完全に阻害され、LVFXのプロドラッグとしては全く機能していないことが判る。
 [比較例2]
 腸管反転法に於いて、LVFX(22.5mg/kg)、及び参考合成例2得られた単純エステル体:LVFX-iso単独の場合、ならびに塩化アルミニウム(AlCl)と併用した場合の、腸管吸収量の対比検討を行った(各場合のインキュベート外液濃度は20mM)。得られた結果を図8に示す。図8の腸管吸収量は腸管内バッファー容積濃度から算出した。LVFX単独投与時の腸管吸収量はLVFXとして4.12μg/mLであったが、LVFXとAlCl併用投与した際は2.25μg/mLまで低下し、LVFX単独投与時の約54%まで減少した。一方、LVFX-iso体の場合、単独投与及び塩化アルミニウム併用投与共に、加水分解生成物としての原薬LVFXは検出されず、LVFXのプロドラッグとしては全く機能していないことが判った。
 [比較例3]
 LVFX(22.5mg/kg)及び、参考合成例1得られた単純エステル体:レボフロキサシンメチルエステル(LVFX-M:23.5mg/kg)を単独又は水酸化アルミニウム(30mg/kg)を併用でラットに経口投与した際の血中に生成するLVFX濃度を基に、レボフロキサシンの血中濃度(AUC値)を比較検討した。得られた結果を図9に示す。LVFX単独投与時のAUCは393.6μg・hr/mLであったが、LVFXとAl(OH)併用投与した際、AUCは196.7μg・hr/mLとLVFX単独投与時の約50%まで減少した。一方、LVFX-M由来のLVFXのピークは、単独投与及びAl(OH)併用投与時ともに検出されなかった。レボフロキサシンメチルエステル体とすることで吸収機能が完全に阻害され、LVFXのプロドラッグとしては全く機能していないことが判る。
 [比較例4]
 腸管反転法に於いて、LVFX(22.5mg/kg)、及び、参考合成例1得られたLVFX-M単独の場合、ならびに塩化アルミニウム(AlCl)と併用した場合の、腸管吸収量の対比検討を行った(各場合のインキュベート外液濃度は20mM)。得られた結果を図10に示す。図10の腸管吸収量は腸管内バッファー容積濃度から算出した。LVFX単独投与時の腸管吸収量はLVFXとして4.12μg/mLであったが、LVFXとAlCl併用投与した際は2.25μg/mLまで低下した。一方、LVFX-M体の場合、単独投与及び塩化アルミニウム併用投与共に、加水分解生成物としての原薬LVFXは検出されず、LVFXのプロドラッグとしては全く機能していないことが判った。
 本発明のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグは、金属含有制酸薬と同時併用が可能で、かつ、偽膜性大腸炎発症を抑制するハイブリッドニューキノンとして利用可能である。

Claims (31)

  1.  化学式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、Z~Zは置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基又は含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、RはH又はC~Cのアルキルを表し、RはC~Cのアルキルを表す。]で表される、腸内菌交代副作用抑制用の、及び/又は、多価金属含有医薬併用用のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、エステルプロドラッグ。
  2.  前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬の腸内菌交代副作用が偽膜性大腸炎である、請求項1に記載のエステルプロドラッグ。
  3.  前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルと併用する多価金属含有医薬が、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグと実質的同時に経口投与可能な多価金属制酸剤である、請求項1又は2に記載のエステルプロドラッグ。
  4.  前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、mは1又は0を表し、R及びRは前記と同義であり、ZはC又はNを表し、Rはハロゲンで置換されてもよいC~Cアルキル、ハロゲンで置換されてもよいC~Cシクロアルキル又はハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、RはH、NH又はメチルを表し、R

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    を表し、RはH、F、Cl又はOCHを表し、又は、RとRは一緒になって1位のN及び8位のZと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい(但し、Z=Nのときは、m=0である)。]で表されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  5.  前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(III):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式中、R~R、及び、R~Rは前記と同義であり、R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    である。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  6.  前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるZがCでありm=1である化学式(II-1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    に於いて、各置換基R、R、R、R、R及びRの組み合わせが、
     R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=エチル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=CHCHF、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=NH、R=3,5-ジメチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=CH、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=H、R=3-メチルアミノ-1-ピペリジノ、R=OCH、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
     R
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    、R=H、R
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    、R=Cl、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、から選択された少なくとも1つのピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項1~4のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  7.  前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於ける各置換基R11、R、R、R及びRの組み合せが、
     R11=メチル、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるオフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
     R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    、R=H、R=1-アミノ-1-シクロプロピル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるパズフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルから選択された少なくとも1つのピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項1~5のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  8.  前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(IV):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    [式中、R及びRは前記と同義である。]で表される、レボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項1~5、及び7のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  9.  前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(V):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    で表される、レボフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、又は化学式(VI):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルである、請求項1~5、7及び8のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  10.  前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるZ=N、m=0のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである化学式(VII):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    に於いて、
     R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、又は、
     R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-アミノ-1-ピロリジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項1~4のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  11.  前記エノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(VIII):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、又は、化学式(IX):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
    で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルである、請求項1~4及び10のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  12.  前記トスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグが、化学式(X):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
    で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルプロドラッグ、又は化学式(XI):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
    で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステルである、請求項1~4及び10のいずれか1つに記載のエステルプロドラッグ。
  13.  請求項1~12のいずれか1つに記載のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルプロドラッグ及び賦形剤を含有する経口投与用医薬組成物。
  14.  多価金属含有医薬と実質的同時に経口投与するための、請求項13に記載の医薬組成物。
  15.  前記多価金属含有医薬が多価金属含有制酸薬である、請求項14に記載の医薬組成物。
  16.  請求項14又は15に記載の医薬組成物及び多価金属含有医薬からなるキット。
  17.  前記多価金属含有医薬が多価金属含有制酸薬である、請求項16に記載のキット。
  18.  化学式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
    [式中、Z~Zは置換されてよい炭化水素基、含窒素炭化水素基又は含酸素炭化水素基であり、それらの隣接する二つは一緒になって置換されてよい炭化水素環、含窒素ヘテロ環、含酸素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を構成してもよく、RはH又はC~Cのアルキルを表し、RはC~Cのアルキルを表す。]で表される、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル又はその薬学的に許容される塩であることを特徴とする、ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物。
  19.  前記化学式(I)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルが、化学式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
    [式中、mは1又は0を表し、R及びRは前記と同義であり、ZはC又はNを表し、Rはハロゲンで置換されてもよいC~Cアルキル、ハロゲンで置換されてもよいC~Cシクロアルキル又はハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、RはH、NH又はメチルを表し、R
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
    を表し、RはH、F、Cl又はOCHを表し、又は、RとRは一緒になって1位のN及び8位のZと共に置換されてよい含窒素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよい(但し、Z=Nのときは、m=0である。)。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、又は、
     Z=Cのとき、RとRとは一緒になってキノロン環のN原子及びC原子と共に環を形成して化学式(III):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
    [式中、R~R、及び、R~Rは前記と同義であり、R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
    である。]で表されるオキサジン環含有ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルであることを特徴とする、請求項18に記載のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物。
  20.  前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於けるZがCでありm=1である化学式(II-1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
    に於いて、各置換基R、R、R、R、R及びRの組み合せが、
     R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるノルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=エチル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるロメフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=CHCHF、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるフレロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシプロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=NH、R=3,5-ジメチル-1-ピペラジニル、R=F、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるスパルフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=メチル、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるグレパフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=シクロプロピル、R=H、R=3-メチルアミノ-1-ピペリジノ、R=OCH、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるバロフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-メチル-1-ピペラジニル、R=H、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるテマフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
     R
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
    、R=H、R

    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
    、R=Cl、R=H又はC~Cアルキル、R=C~Cアルキルであるシタフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項18又は19に記載のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物。
  21.  前記化学式(III)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルに於ける各置換基R11、R、R、R及びRの組み合せが、
     R11=メチル、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるオフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、
     R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
    、R=H、R=4-メチル-1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるレボフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、及び
     R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
    、R=H、R=1-アミノ-1-シクロプロピル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるパズフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項18又は19に記載のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物。
  22.  前記化学式(II)のピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル於けるZがNでありm=0である化学式(VII):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
    に於いて、
     R=エチル、R=H、R=1-ピペラジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるエノキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル、又は、
     R=2,4-ジフルオロフェニル、R=H、R=3-アミノ-1-ピロリジニル、R=H又はC~Cアルキル、及びR=C~Cアルキルであるトスフロキサシンのアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項18又は19に記載のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物。
  23.  前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物が、化学式(V):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
    で表されるレボフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
     化学式(VI):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
    で表されるレボフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
     化学式(VIII):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
    で表されるエノキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
     化学式(IX):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
    で表されるエノキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、
     化学式(X):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
    で表されるトスフロキサシンのエトキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、及び
     化学式(XI):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
    で表されるトスフロキサシンのイソプロポキシカルボニル-1-エチルヘミアセタール型エステル、から選択された少なくとも1つのピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項18~22のいずれか1つに記載のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステル化合物。
  24.  前記ピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルの製造方法であって、
    化学式(I-1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
    [式中、Z~Zは前記と同義であり、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩と、化学式(XII):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
    [式中、R及びRは前記と同義であり、XはCl、Br及びIから選択されるハロゲンである。]で表されるα-ハロゲン化ジアルキルカーボネートを反応させることを特徴とする、
    化学式(I)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
    [式中、Z~Z、R及びRは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルの製造方法。
  25.  前記ピリドンカルボン酸又はその塩が、
    化学式(II-A):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
    [式中、mは1又は0を表し、Rはハロゲンで置換されてもよいC~Cアルキル、ハロゲンで置換されてもよいC~Cシクロアルキル又はハロゲンで置換されてもよいフェニルを表し、RはH、NH又はメチルを表し、R
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
    を表し、RはH、F、Cl又はOCHを表し、又は、RとRは一緒になって1位のN及び8位のZと共に、置換されてよい含窒素ヘテロ環又は含窒素・酸素ヘテロ環を形成してもよく(但し、Z=Nのときは、m=0である)、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩であり、得られるエステルが、
    化学式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
    [式中、m、R、R~R及びZは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項24に記載の製造方法。
  26.  前記ピリドンカルボン酸又はその塩が、化学式(III-1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
    [式中、RはH、NH又はメチルを表し、R
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
    を表し、YはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機塩基であり、R11
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
    である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩であり、得られるエステルが化学式(III):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
    [式中、R~R、R~R、及びR11は前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸系抗菌薬のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルである、請求項24に記載の製造方法。
  27.  化学式(XII)のα-ハロゲン化ジアルキルカーボネート中、X=Cl又はBrの場合にNaIを共存させる、請求項24~26のいずれか1つに記載の製造方法。
  28.  無機塩基又は有機塩基から選択された少なくとも1つの塩基存在下に実施される、請求項24~27のいずれか1つに記載の製造方法。
  29.  前記ピリドンカルボン酸又はその塩が、
     化学式(II-A):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
    [式中、R、R、R、R、Z、m及びYは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸又はその塩あって、置換基R、R~Rの少なくとも1つが活性アミノ基を含む置換基である場合に、
    (i)前記活性アミノ基をベンジルオキシカルボニル基で保護する工程、次いで、
    (ii)前記化学式(XII)で表されるα-ハロゲン化ジアルキルカーボネートを反応させてヘミアセタール型エステル体を得る工程、次いで、
    (iii)接触水素化分解によりベンジルオキシカルボニル保護基を除去する工程
    を含んでなる、化学式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
    [式中、m、R、R~R及びZは前記と同義である。]で表されるピリドンカルボン酸のアルコキシカルボニルヘミアセタール型エステルを得ることを特徴とする、請求項25~28のいずれか1つに記載の製造方法。
  30.  前記活性アミノ基が環状第二アミンである、請求項29に記載の製造方法。
  31. 前記環状第二アミンが、下記化学式:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
    から選択される少なくとも1つの環状第二アミンである、請求項30に記載の製造方法。

     
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