硼酸酯衍生物的合成及其用途制造技术

技术编号:25316779 阅读:36 留言:0更新日期:2020-08-18 22:33
本文公开了在抗微生物化合物的合成中制备硼酸酯衍生物的方法及硼酸酯衍生物的用途。本文公开的内容包括通过还原式(A)酮酯化合物的酮基来制备式(B)化合物的方法,并且该还原可以使用钌基催化剂体系或使用醇脱氢酶生物还原体系来进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硼酸酯衍生物的合成及其用途任何优先权申请的引用本申请要求2017年11月1日提交的美国临时申请号62/580,343的权益,所述临时申请的公开内容通过引用整体并入本文。
技术介绍

本申请涉及某些化合物以及用于制备可用于化学和医学领域中的某些化合物的方法。更具体地,本申请涉及合成硼酸抗微生物化合物的中间体和方法。相关领域技术在过去半个世纪中,抗生素一直是治疗传染病的有效工具。从抗生素疗法的发展到20世纪80年代后期,发达国家几乎完全控制了细菌感染。然而,响应于抗生素使用的压力,多种抗药性机制已变得广泛并且威胁抗菌疗法的临床实用性。抗生素抗性菌株的增加在大型医院和护理中心尤为普遍。抗药性菌株增加的后果包括更高的发病率和死亡率、更长的患者住院时间以及增加的治疗费用。各种细菌已经进化出β-内酰胺失活酶,即β-内酰胺酶,其抵消了各种β-内酰胺抗生素的功效。根据其氨基酸序列,β-内酰胺酶可分为4类,即Ambler类A、B、C和D。A、C和D类酶包括活性位点丝氨酸β-内酰胺酶,而较少见到的B类酶是Zn依赖性的。这些酶催化β-内酰胺抗生素的化学降解,从而使其失去活性。一些β-内酰胺酶可以在各种细菌菌株和物种之内和其之间转移。细菌耐药性的迅速传播和多重耐药菌株的进化严重限制了可用的β-内酰胺治疗选项。诸如鲍曼不动杆菌等D类β-内酰胺酶表达的细菌菌株的增加已经成为新兴的耐多药威胁。鲍曼不动杆菌菌株表达A、C和D类β-内酰胺酶。D类β-内酰胺酶(诸如OXA家族)在破坏碳青霉烯类β-内酰胺抗生素(例如亚胺培南)方面特别有效,亚胺培南是Merck公司的活性碳青霉烯成分(Montefour,K.等人Crit.CareNurse2008,28,15;Perez,F.等人ExpertRev.AntiInfect.Ther.2008,6,269;Bou,G.;Martinez-Beltran;J.Antimicrob.AgentsChemother.2000,40,428.2006,50,2280;Bou,G.等人;J.Antimicrob.AgentsChemother.2000,44,1556)。这对有效使用该类药物治疗和预防细菌感染构成了迫切的威胁。实际上,分类的基于丝氨酸的β-内酰胺酶的数量已从1970年代的不到十种猛增到300多种。这些问题促进头孢菌素的五“代”发展。当最初投入临床实践时,广谱头孢菌素可以抵抗普遍的A类β-内酰胺酶TEM-1和SHV-1的水解。但是,通过在TEM-1和SHV-1中的单个氨基酸取代的进化而产生的抗性菌株导致出现了广谱β-内酰胺酶(ESBL)表型。最近已经开发出了水解碳青霉烯类的抗微生物剂的新型β-内酰胺酶,包括亚胺培南、比阿培南、多利培南、美洛培南和厄他培南以及其他β-内酰胺抗生素。这些碳青霉烯酶属于分子A、B和D类。KPC型的A类碳青霉烯酶主要在肺炎克雷伯菌中出现,但现在在其他肠杆菌科、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌中也有报道。KPC碳青霉烯酶最早的描述见于1996年在北卡罗来纳州,但此后在美国广泛传播。它在纽约市地区尤其成问题,据报道,有几起报告称其在主要医院内扩散并导致患者发病。最近在法国、希腊、瑞典、英国也报道了这些酶,而且最近在德国报道了其爆发。用碳青霉烯类药物治疗耐药菌株可能会导致相关联不良后果。β-内酰胺酶介导的对碳青霉烯类的抗性的另一种机理涉及结合渗透性或外排机理与β-内酰胺酶的过量产生。一个示例是在高产ampCβ-内酰胺酶中结合的孔蛋白的损失导致对铜绿假单胞菌对亚胺培南的抗性。外排泵过表达与ampCβ-内酰胺酶的过量生产相结合也可能导致对碳青霉烯(诸如美罗培南)的抗性。因此,需要改进的β-内酰胺酶抑制剂和制备这些改进的β-内酰胺酶抑制剂的有效方法。
技术实现思路
一些实施例涉及一种具有式(I)的结构的化合物:或其盐,其中X为卤素基团,且m为2与6之间的整数。一些实施例涉及一种具有式(II)的结构的化合物:或其盐,其中:X为卤素基团,m为2与6之间的整数,R1a和R1b各自独立地选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,或R1a和R1b与居间原子一起任选地形成5-7元硼酸酯环,且R2选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基。一些实施例涉及一种制备式(B)化合物的方法,其包括以下步骤:还原式(A)酮酯化合物的酮基:以形成式(B)化合物:其中:X为卤素基团,且m为2与6之间的整数。一些实施例涉及一种制备式(C)化合物的方法,其包括:使硼酸酯化合物B(OR4a)(OR4b)(OR4c)与式(B-1)化合物反应以形成所述式(C)化合物其中:X为卤素基团,m为2与6之间的整数,R2选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,且R4a和R4b独立地选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,或R4a和R4b与居间原子一起任选地形成5-8元硼酸酯环;且R4c选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基。一些实施例涉及一种制备式(D)化合物的方法,其包括:使镁与式(C)化合物反应:以形成第一反应中间体,以及水解所述第一反应中间体以形成所述式(D)化合物:其中:X为卤素基团,m为2与6之间的整数,且R2选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,且R4a和R4b各自独立地选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,或R4a和R4b与居间原子一起任选地形成5-8元硼酸酯环。一些实施例涉及一种制备式(E)化合物的方法,其包括还原式(A-1)酮酯化合物的酮基,以形成式(B-1)化合物,使硼酸酯化合本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种具有式(I)的结构的化合物:/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171101 US 62/580,3431.一种具有式(I)的结构的化合物:



其中X为卤素基团,且m为2与6之间的整数。


2.根据权利要求1所述的化合物,其中X为Cl。


3.根据权利要求1或2所述的化合物,其中m为2。


4.一种具有式(II)的结构的化合物:



或其盐,其中:
X为卤素基团,
m为2与6之间的整数,
R1a和R1b各自独立地选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,或
R1a和R1b与居间原子一起任选地形成5-7元硼酸酯环,且
R2选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基。


5.根据权利要求4所述的化合物,其中X为Cl。


6.根据权利要求4或5所述的化合物,其中R1a和R1b各自为丁基。


7.根据权利要求6所述的化合物,其中R1a和R1b为正丁基。


8.根据权利要求4至7中任一项所述的化合物,其中R2为叔丁基。


9.一种制备式(B)化合物的方法,其包括以下步骤:
还原式(A)化合物的酮基:



以形成式(B)化合物:



其中:
X为卤素基团,且
m为2至6。


10.根据权利要求9所述的方法,其中X为Cl。


11.根据权利要求9或10所述的方法,其中m为2。


12.根据权利要求7至11所述的方法,其中使用钌基催化剂来还原所述式(A)化合物中的酮基。


13.根据权利要求12所述的方法,其中所述钌基催化剂具有式(III)的结构:
R3Ru(X1)2(III),
其中:
X1为卤素基团、苯基、异丙基苯或乙酰(OAc)基;且
R3为选自由以下各项组成的群组的配体:(S)-BINA、(R)-BINAP,(R)-H8-BINAP、(R)-SegPhos、(R)-DM-SegPhos、(S)-SegPhos、(R)-甲苯基-BINAP、(R)-二甲苯基-BINAP、(S)-甲苯基-BINAP、(S)-BINAPHANE,(S)-PhanePhos、JosiPhos-2-1、(R)-SolPhosSL-A001-1、(S)-MeOBiPhep、(S)-P-Phos和(S)-(+)-DTBM-SEGPHOS。


14.根据权利要求13所述的方法,其中X1为Cl或-OAc基。


15.根据权利要求13或14所述的方法,其中R3为(R)-SegPhos。


16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法,其中所述钌基催化剂为Ru(OAc)2((R)-SegPhos)。


17.根据权利要求12所述的方法,其中所述钌基催化剂为[NH2Me2][{RuCl((S)-SegPhos)}2(μ-Cl)3]或[NH2Me2][{RuCl((R)-DM-SegPhos)}2(μ-Cl)3]。


18.根据权利要求7至11所述的方法,其中使用Ru(OAc)2((R)-SegPhos)和甲醇来还原所述式(A)化合物中的酮基。


19.根据权利要求7至11所述的方法,其包括用醇脱氢酶体系还原所述式(A)化合物中的酮基。


20.根据权利要求19所述的方法,其中所述醇脱氢酶体系包括还原烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADH)、还原烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯(NADPH)和醇。


21.根据权利要求20所述的方法,其中所述醇为异丙醇。


22.根据权利要求19或20所述的方法,其中所述还原在pH值为6的条件下进行。


23.根据权利要求19至21所述的方法,其包括将反应试剂分成两部分或更多部分并添加。


24.根据权利要求23所述的方法,其包括在添加新部分的反应试剂的之前施加真空。


25.根据权利要求7至24所述的方法,其中所得化合物(B)的对映体过量大于80%。


26.根据权利要求7至25所述的方法,其中所得化合物(B)的对映体过量大于90%。


27.一种制备式(C)化合物的方法,其包括:
使硼酸酯化合物B(OR4a)(OR4b)(OR4c)与式(B-1)化合物反应



以形成所述式(C)化合物



其中:
X为卤素基团;
m为2与6之间的整数;
R2选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基;
R4a和R4b独立地选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基,或
R4a和R4b与居间原子一起任选地形成5-8元硼酸酯环;且
R4c选自由以下各项组成的群组:任选取代的C1-C12烷基、任选取代的C3-C8环烷基、任选取代的C2-C12烯基、任选取代的C2-C12炔基、任选取代的芳基和任选取代的杂芳基。


28.根据权利要求27所述的方法,其中X为Cl。


29.根据权利要求27或28所述的方法,其中R2、R4a和R4b各自独立地为丁基。

【专利技术属性】
技术研发人员:S·H·布瓦耶S·J·赫克G·K·M·韦尔兹尔P·J·赫尔曼森
申请(专利权)人:梅琳塔治疗公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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