DE69714841T2

DE69714841T2 - Ein 1-methylcarbapenem-derivat

Info

Publication number: DE69714841T2
Application number: DE69714841T
Authority: DE
Inventors: Katsuya Ishikawa; Isao Kawamoto; Katsuhiko Kojima; Munetsugu Morimoto; Satoshi Ohya; Yasuo Shimoji
Original assignee: Sankyo Co Ltd
Current assignee: Sankyo Co Ltd
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: KR20000064997A; ES2180977T3; WO1997041123A1; CZ342098A3; CA2252723A1; NO312900B1; DE69714841D1; HUP9902149A2; EP0900797A4; DK0900797T3; NO984948D0; NZ332453A; EP0900797A1; CN1093861C; HK1018260A1; RU2162088C2; AU710881B2; ATE222588T1; NO984948L; US5977097A

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine 1-Methylcarbapenemverbindung mit hervorragender antibakterieller Aktivität, pharmakologisch geeignete Salze oder Derivate davon; Zusammensetzungen für die Prävention oder Behandlung von bakteriellen Infektionen, welche eine der Verbindungen, Salze und Derivate als wirksame Bestandteile enthalten; und die Verwendung der Verbindung, der Salze oder Derivate für die Herstellung eines Arzneimittels, das für die Prävention oder Behandlung von bakteriellen Infektionen verwendet wird.

Hintergrund der Erfindung

Thienamycinderivate, welche Carbapenemantibiotika sind, haben hervorragende antibakterielle Aktivität, sie haben jedoch geringe chemische Stabilität und neigen dazu, ihre Aktivität aufgrund der Zersetzung durch Dehydropeptidase I zu verlieren, welches ein Enzym ist, das im menschlichen Körper vorhanden ist, und sie werden mit dem Urin nur langsam ausgeschieden [in H. Kropp et al., Antimicrob. Agents Chemother., 22, 62 (1982); S. R. Norrby et al., ebd., 23, 300 (1983)]. Zusätzlich zeigen sie in einigen Versuchstieren Nephrotoxizität. Unter den Thienamycinderivaten ist Imipenem als Gemisch mit Cilastatin eingesetzt worden, welches ein Dehydropeptidase-I-Inhibitor ist, während Panipenem als Gemisch mit Betamipron vermarktet wird, welches ein Inhibitor des Anionentransportes ist. Danach wurde gefunden, daß die chemische Stabilität und die Stabilität gegenüber Dehydropeptidase I durch das Einführen einer Methylgruppe in der 1-Position des Carbapenemskeletts verbessert wird und anschließend wurden Carbapenemderivate, die als Präparationen mit einem einzigen aktiven Bestandteil, wie Meropenem (US-Patent Nr. 5122604) einsetzbar sind, vermarktet.
Da 1-Methylcarbapenemderivate, wie Meropenem, häufig bei klinischen Zuständen verwendet wurden, wurden zunehmend resistente Stämme gegen diese Verbindung in Pseudomonas aeruginosa und dergleichen entdeckt.
Dementsprechend gibt es einen steigenden Bedarf an Mitteln, die stärkere und ausgeglichenere antibakterielle Aktivität gegen einen breiten Bereich von Bakterien haben, einschließlich Stämmen von Pseudomonas aeruginosa, welche gegenüber Meropenem resistent sind, und wobei die Verbindungen keine Nephrotoxizität zeigen. In der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-310740, der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-339269, der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 6-172356 und der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 6-199860 sind 1-Methylcarbapenemderivate offenbart, die synthetisiert wurden, um das vorstehend genannte Erfordernis zu erfüllen.

Eingehende Beschreibung der Erfindung

Um die vorstehend genannten Nachteile der 1-Methylcarbapenemderivate zu überwinden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung Untersuchungen durchgeführt. Es wurde gefunden, daß im Vergleich zu herkömmlichen 1-Methylcarbapenemderivaten die nachstehend genannte erfindungsgemäße Verbindung bessere antibakterielle Aktivität hat, stabiler gegen Dehydropeptidase I ist, verbesserte Ausscheidungsraten im Urin zeigt und hinsichtlich der Pharmakokinetik, wie der Halbwertszeit im Blut, verbessert ist. Es wurde auch gefunden, daß die erfindungsgemäße Verbindung geringe Nephrotoxizität hat und deshalb als antibakterielles Mittel wirksam ist, das für die Behandlung oder Prävention (insbesondere Behandlung) von bakteriellen Infektionen eingesetzt wird.
In der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-310740, der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-339269 und der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 6-172356 sind 3- (Aminomethyl)pyrrolidin enthaltende Verbindungen offenbart, diese Dokumente offenbaren jedoch nichts über die Herstellung von Verbindungen, die zur vorliegenden Erfindung gehören und einen Alkylsubstituenten am Aminoteil der 3-(Aminomethyl)- pyrrolidingruppe haben.
Die vorliegende Erfindung stellt eine 1-Methylcarbapenemverbindung mit hervorragender antibakterieller Aktivität, pharmakologisch geeignete Salze oder Derivate davon; Zusammensetzungen für die Prävention oder Behandlung von bakteriellen Infektionen, welche eine der Verbindungen, Salze und Derivate als wirksamen Bestandteil enthält; und die Verwendung der Verbindung, der Salze oder Derivate für die Herstellung eines Arzneimittels bereit, das für die Prävention oder Behandlung von bakteriellen Infektionen verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Verbindung ist (1R,5S,6S)-6-[(1R)-1- Hydroxyethyl]-1-methyl-2-[(2S,4S)-2-[(3R)-3-methylaminomethylpyrrolidin-1-ylcarbonyl]pyrrolidin-4-ylthio]-1-carbapen-2-em- 3-carbonsäure oder ein pharmakologisch geeignetes Salz oder Derivat davon.
Die erfindungsgemäße Verbindung kann in ihre "pharmakologisch geeigneten Salze oder Derivate", falls erforderlich, umgewandelt werden.
Beispiele der "pharmakologisch geeigneten Salze" umfassen Salze einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Iodwasserstoff, Phosphat, Sulfat und Nitrat; Sulfonate, wie Methansulfonat, Ethansulfonat, Benzolsulfonat und p-Toluolsulfonat; organische Säuresalze, wie Oxalat, Tartrat, Citrat, Maleat, Succinat, Acetat, Benzoat, Mandelat, Ascorbat, Lactat, Gluconat und Malat; Aminosäuresalze, wie Glycinsalz, Lysinsalz, Argininsalz, Ornithinsalz, Glutamat und Aspartat; anorganische Salze, wie Lithiumsalz, Natriumsalz, Kaliumsalz, Calciumsalz und Magnesiumsalz; und Salze mit organischen Basen, wie Ammoniumsalz, Triethylaminsalz, Diisopropylaminsalz und Cyclohexylaminsalz; unter denen Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Phosphat, Sulfat, Methansulfonat, p-Toluolsulfonat, Oxalat, Tartrat, Citrat, Acetat, Lactat, Glutamat, Aspartat, Natriumsalz, Kaliumsalz, Ammoniumsalz oder Triethylaminsalz bevorzugt ist, wobei ein Chlorwasserstoff, Sulfat, Methansulfonat, Citrat, Acetat oder Lactat stärker bevorzugt ist und Chlorwasserstoff und Sulfat am stärksten bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäße Verbindung absorbiert Wasser und bildet ein Produkt mit absorbiertem Wasser oder ein Hydrat, wenn es in Luft stehengelassen wird, durch Lyophilisierung ihrer wässerigen Lösung hergestellt wird oder umkristallisiert wird. Solche Salze fallen ebenfalls unter die vorliegende Erfindung.
Das "pharmakologisch geeignete Derivat" ist ein Derivat, worin einige der Carboxy-, Hydroxy- und Aminogruppen oder dergleichen der erfindungsgemäßen Verbindung durch Schutzgruppen geschützt sind (eine sogenannte Prodrug bildende Gruppe), welche in vivo durch ein chemisches oder biologisches Verfahren, wie Hydrolyse, abgespalten werden kann, wobei die ursprüngliche erfindungsgemäße Verbindung oder ein Salz davon erhalten wird. Ob ein Derivat ein solches Derivat ist oder nicht, kann durch orales oder intravenöses Verabreichen des Derivats an ein Versuchstier, wie eine Ratte oder Maus, und untersuchen der Körperflüssigkeit des Versuchstiers bestimmt werden.
Wenn die ursprüngliche Verbindung oder ein pharmakologisch geeignetes Salz davon in der Körperflüssigkeit nachgewiesen wird, ist das Derivat als Prodrug der erfindungsgemäßen Verbindung bestimmt. Beispiele einer solchen Schutzgruppe für die Carboxy-, Hydroxy-, Aminogruppen oder dergleichen umfassen Acyloxyalkyl, Alkoxycarbonyloxyalkyl, Phthalidyl, (2-Oxo-1,3- dioxolen-4-yl)alkyl, welche eine Alkyl- oder Arylgruppe in der 5-Position haben kann, Acyl-, Alkoxycarbonyl- und Aminoacylgruppen.
Beispiele der Acyloxyalkylgruppen umfassen die Pivaloyloxymethyl-, Isobutyryloxymethyl-, 1-(Isobutyryloxy)ethyl-, Acetoxymethyl-, 1-(Acetoxy)ethyl-, 1-Methylcyclohexylcarbonyloxymethyl-, 1-Methylcyclopentylcarbonyloxymethyl-, 2-Ethylbutyryloxymethyl- und die Hexanoyloxymethylgruppe; unter diesen ist eine Pivaloyloxymethyl-, Acetoxymethyl- oder 1-Methylcyclohexylcarbonyloxymethylgruppe bevorzugt.
Beispiele der Alkoxycarbonyloxyalkylgruppen umfassen t-Butoxycarbonyloxymethyl-, 1-(Methoxycarbonyloxy)ethyl-, 1-(Ethoxyarbonyloxy)ethyl-, 1-(Isopropoxycarbonyloxy)ethyl-, 1-(t-Buoxycarbonyloxy)ethyl-, 1-(Cyclohexylcarbonyloxy)ethyl- und 1- (Cyclopentylcarbonyloxy)ethylgruppen; unter diesen ist eine 1- (Isopropoxycarbonyloxy)ethyl- oder 1-(Cyclopentylcarbonyloxy)- thylgruppe bevorzugt.
Beispiele der 1-(2-Oxo-1,3-dioxolen-4-yl)alkylgruppe, welche eine Alkyl- oder Arylgruppe in der 5-Position haben kann, umassen 2-Oxo-1,3-dioxolen-4-ylmethyl-, 1-(2-Oxo-1,3-dioxolen-4- yl)ethyl-, 5-Methyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-ylmethyl-, 1-(5- Methyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-yl)ethyl-, 5-Ethyl-2-oxo-1,3-dixoen-4-ylmethyl-, 5-Propyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-ylmethyl- und 5-Phenyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-ylmethylgruppen; unter diesen ist eine 5-Methyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-ylmethylgruppe bevorugt.
Unter den vorstehend genannten Schutzgruppen ist eine 5- Methyl-2-oxo-1,3-dioxolen-4-ylmethyl-, Acetoxymethyl-, Pivaoyloxymethyl-, 1-Methylcyclohexylcarbonyloxymethyl-, 1-(Isopropoxycarbonyloxy)ethyl- oder 1-(Cyclohexyloxycarbonyloxy)- ethylgruppe starker bevorzugt, und sie werden vorzugsweise als Schutzgruppe der Carboxygruppe eingesetzt, um ein Esterderivat der erfindungsgemäßen Verbindung herzustellen.
Das erfindungsgemäße 1-Methylcarbapenemderivat kann durch Umsetzen einer Carbapenemverbindung der Formel (II):
(worin RL eine Austrittsgruppe darstellt und R&sup5; eine Carboxyschutzgruppe darstellt)
mit einem Mercaptopyrrolidinderivat der Formel (III):
(worin R¹p eine Aminoschutzgruppe oder ein Wasserstoffatom darstellt und R²p eine Aminoschutzgruppe oder ein Wasserstoffatom darstellt)
und anschließendes Entfernen, falls erforderlich, der Schutzgruppe hergestellt werden. Außerdem kann es in sein pharmakologisch geeignetes Salz oder Derivat davon, falls erforderlich, umgewandelt werden.
Die erfindungsgemäße Verbindung kann durch die nachstehend veranschaulichten Verfahren hergestellt werden (Methode A oder Methode B). (Methode A) (Methode B)
In den vorstehenden Formeln haben R¹p und R²p dieselbe Bedeutung wie vorstehend beschrieben, und R&sup5; stellt eine Carboxyschutzgruppe dar.
Die Schutzgruppe der Hydroxy- oder Aminogruppe, die in R¹p und R²p enthalten ist, ist eine Schutzgruppe, die üblicherweise auf dem Gebiet der organischen synthetischen Chemie eingesetzt wird (Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2. Ausgabe, 1991, John Wiley & Sons, Inc.). Bevorzugte Beispiele umfassen eine Benzylgruppe die einen Substituenten haben kann, wie Benzyl und 4-Nitrobenzyl; eine Benzyloxycarbonylgruppe, die einen Substituenten haben kann, wie Benzyloxycarbonyl und 4-Nitrobenzyloxycarbonyl; oder eine Allyloxycarbonylgruppe, die an der 2-Position substituiert sein kann, wie Allyloxycarbonyl, 2-Chlorallyloxycarbonyl und 2-Methylallyloxycarbonyl; unter diesen ist eine 4-Nitrobenzyl- oder 4- Nitrobenzyloxycarbonylgruppe stärker bevorzugt.
Die "Carboxyschutzgruppe" als R&sup5; ist eine Schutzgruppe, die üblicherweise auf dem Gebiet der synthetischen organischen Synthese eingesetzt wird (Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2. Ausgabe, 1991, John Wiley & Sons, Inc.). Beispiele umfassen eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl oder t-Butyl; eine Benzylgruppe, die einen Substituenten haben kann, wie Benzyl, 4-Methoxybenzyl, 4-Nitrobenzyl oder 2-Nitrobenzyl; eine Benzhydrylgruppe; eine Allylgruppe, die an der 2- Position einen Substituenten haben kann, wie Allyl, 2-Chlorallyl oder 2-Methylallyl; eine Halogenethylgruppe, wie 2,2,2- Trichlorethyl, 2,2-Dibromethyl oder 2,2,2-Tribromethyl; oder eine 2-Trimethylsilylethylgruppe; unter diesen ist eine 4- Nitrobenzyl- oder Benzylgruppe stärker bevorzugt.
R&sup6; stellt eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkansulfonylgruppe dar, wie Methansulfonyl, Trifluormethansulfonyl, Ethansulfonyl, Propansulfonyl, Isopropansulfonyl oder Butansulfonyl; eine C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;-Arylsulfonylgruppe, wie Phenylsulfonyl, Tolylsulfonyl oder Naphthylsulfonyl; eine Di-(C&sub1;&submin;&sub6;-alkyl)phosphorylgruppe, wie Dimethylphosphoryl, Diethylphosphoryl, Dipropylphosphoryl, Diisopropylphosphoryl, Dibutylphosphoryl, Dipentylphosphoryl oder Dihexylphosphoryl; oder eine Di-(C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;-aryl)phosphorylgruppe, wie Diphenylphosphoryl oder Ditolylphosphoryl; unter diesen ist eine Diphenylphosphorylgruppe bevorzugt.
R&sup7; stellt eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylgruppe dar, wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Isopropyl; eine Halogen-(C&sub1;&submin;&sub4;-alkyl)gruppe, wie Fluormethyl, Chlormethyl, Fluorethyl, Chlorethyl, Fluorpropyl, Difluormethyl, Difluorethyl, Dichlorethyl, Trifluormethyl oder Trifluorethyl; eine 2-Acetylaminoethylgruppe; eine 2-Acetylaminovinylgruppe; eine C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;-Arylgruppe, wie Phenyl oder Naphthyl, welche Substituenten haben kann (wobei die Arylgruppe einen bis drei Substituenten haben kann; sie sind gleich oder unterschiedlich voneinander, und jeder Substituent wird nachstehend beschrieben; Beispiele umfassen ein Halogenatom, wie Fluor, Chlor und Brom; eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl, Propyl und Isopropyl; eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkoxygruppe, wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy und Isopropoxy; eine (C&sub1;&submin;&sub4;-Alkoxy)- carbonylgruppe, wie Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl und t- Butoxycarbonyl; eine Carbamoylgruppe, eine Mono- oder Di-(C&sub1;&submin; &sub4;-alkyl)carbamoylgruppe; eine Nitrogruppe; eine Hydroxygruppe; und eine Cyangruppe); oder eine Heteroarylgruppe dar, die ein oder zwei Stickstoffatome haben kann, wie Pyridyl oder Pyrimidinyl, und die Substituenten haben kann (wobei die Heteroarylgruppe ein bis drei Substituenten haben kann; diese sind gleich oder unterschiedlich voneinander und enthalten jeweils ein Halogenatom und eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylgruppe, welche vorstehend als Substituent der Arylgruppe beispielhaft genannt ist).
Übrigens umfassen Beispiele der "Austrittsgruppe" RL eine Gruppe, die durch -OR&sup6; oder -S(O)R&sup7; dargestellt ist.
In Methode A wird die erfindungsgemäße Verbindung durch Umsetzen der Verbindung der Formel (IV) mit einem Sulfonylierungs- oder Phosphorylierungsmittel in Anwesenheit einer Base, wobei eine Verbindung der Formel (V) erhalten wird (Stufe A1); durch Umsetzen der Verbindung (V) mit einer Verbindung der Formel (III) in Anwesenheit einer Base, wobei eine Verbindung der Formel (VI) erhalten wird (Stufe A2); und schließlich durch Entfernen jeglicher Schutzgruppen von der Verbindung der Formel (VI) (Stufe A3) hergestellt. Jede Stufe wird im folgenden beschrieben.

(Stufe A1)

In Stufe A1 wird eine Verbindung der Formel (V) durch Umsetzen einer Verbindung der Formel (IV) mit einem Sulfonylierungs- oder Phosphorylierungsmittel in einem inerten Lösungsmittel in Anwesenheit einer Base hergestellt.
Beispiele des Sulfonylierungsmittels umfassen C&sub1;&submin;&sub4;-Alkansulfonsäureanhydride, wie Methansulfonsäureanhydrid, Trifluormethansulfonsäureanhydrid und Ethansulfonsäureanhydrid; und C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;-Arylsulfonsäureanhydride, wie Benzolsulfonsäureanhydrid und p-Toluolsulfonsäureanhydrid; unter diesen ist p-Toluolsulfonsäureanhydrid bevorzugt.
Beispiele des Phosphorylierungsmittels umfassen Di(C&sub1;&submin;&sub4;- alkyl)phosphorylhalogenide, wie Dimethylphosphorylchlorid und Diethylphosphorylchlorid; und Di(C&sub6;&submin;&sub1;&sub0;-aryl)phosphorylhalogenide, wie Diphenylphosphorylchlorid und Diphenylphosphorylbromid; unter diesen ist Diphenylphosphorylchlorid bevorzugt.
Hinsichtlich der Art des einzusetzenden Lösungsmittels gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es keine nachteilige Wirkung auf die Reaktion hat. Beispiele geeigneter Lösungsmittel umfassen halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan und Chloroform, Nitrile, wie Acetonitril, Amide, wie N,N-Dimethylformamid und N,N-Dimethylacetamid, Ester, wie Ethylacetat und Methylacetat, und Ether, wie Diethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan; unter diesen ist Acetonitril, N,N-Dimethylformamid oder Tetrahydrofuran bevorzugt, wobei Acetonitril am stärksten bevorzugt ist.
Hinsichtlich der Art der einzusetzenden Base gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es die anderen Teile der Verbindung, insbesondere den β-Lactamring, nicht schädlich beeinflußt. Bevorzugte Beispiele der Base umfassen organische Basen, wie Triethylamin, Diisopropylethylamin, Pyridin und 4-Dimethylaminopyridin; unter diesen ist Diisopropylethylamin stärker bevorzugt.
Obwohl es hinsichtlich der Art der eingesetzten Reaktionstemperatur keine besondere Einschränkung gibt, ist eine Reaktion bei relativ niedrigen Temperaturen wünschenswert, um Nebenreaktionen zu unterdrücken. Die Reaktion wird üblicherweise bei einer Temperatur von -20ºC bis 40ºC durchgeführt (vorzugsweise bei -10ºC bis 20ºC). Die Reaktionsdauer hängt im wesentlichen von der Reaktionstemperatur oder der Art der Reagenzien ab; sie ist jedoch in einem Bereich von 10 Minuten bis 5 Stunden (vorzugsweise 15 Minuten bis 1 Stunde).
Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion wird die erhaltene Verbindung (V) der vorliegenden Stufe aus dem Reaktionsgemisch durch bekannte Verfahren erhalten. Beispielsweise wird zu dem Reaktionsgemisch oder dem durch Abdestillieren des Lösungsmittels aus dem Reaktionsgemisch erhaltenen Rückstand ein organisches Lösungsmittel, das mit Wasser nicht mischbar ist, gegeben, und danach wird mit Wasser gewaschen und das organische Lösungsmittel wird abdestilliert. Falls erforderlich, kann die erhaltene Verbindung durch bekannte Verfahren weitergereinigt werden, beispielsweise durch Umkristallisation, Umfällung oder Chromatographie. Es ist auch möglich, die erhaltene Verbindung (V) in der nachfolgenden Reaktion (Stufe A2) ohne Isolierung aus dem Reaktionsgemisch, falls gewünscht, einzusetzen.

(Stufe A2)

In Stufe A2 wird eine Verbindung der Formel (VI) durch Umsetzen einer Verbindung (V) mit einem Mercaptopyrrolidinderivat der Formel (III) in einem inerten Lösungsmittel in Anwesenheit einer Base hergestellt.
Hinsichtlich der Art des einzusetzenden Lösungsmittels gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es keine schädliche Wirkung auf die Reaktion hat. Beispiele geeigneter Lösungsmittel umfassen halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan und Chloroform; Nitrile, wie Acetonitril; Amide, wie N,N-Dimethylformamid und N,N-Dimethylacetamid; Ester, wie Ethylacetat und Methylacetat; und Ether, wie Diethylether, Tetrahydrofuran und Dioxan; unter diesen ist Acetonitril, N,N-Dimethylformamid oder Tetrahydrofuran bevorzugt, wobei Acetonitril stärker bevorzugt ist.
Obwohl es hinsichtlich der Art der in dieser Stufe einzusetzenden Base keine besondere Einschränkung gibt, umfassen bevorzugte Beispiele organische Amine, wie Triethylamin und Diisopropylethylamin, und anorganische Basen, wie Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat; unter diesen ist Diisopropylethylamin bevorzugt.
Obwohl es hinsichtlich der Reaktionstemperatur keine besondere Einschränkung gibt, wird die Reaktion üblicherweise bei einer Temperatur von -20ºC bis 40ºC durchgeführt (vorzugsweise bei 10ºC bis 20ºC). Die Reaktionsdauer ist im Bereich von 30 Minuten bis 108 Stunden (vorzugsweise 1 Stunde bis 18 Stunden).
Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion wird die erhaltene Verbindung (VI) der vorliegenden Stufe aus dem Reaktionsgemisch durch bekannte Verfahren erhalten. Beispielsweise wird zu dem Reaktionsgemisch oder zu dem durch Abdestillieren des Lösungsmittels aus dem Reaktionsgemisch erhaltenen Rückstand ein organisches Lösungsmittel, das mit Wasser nicht mischbar ist, gegeben, und anschließend wird mit Wasser gewaschen und das organische Lösungsmittel abdestilliert. Falls erforderlich, kann die erhaltene Verbindung durch bekannte Verfahren, wie Umkristallisation, Umfällung oder Chromatographie, weitergereinigt werden. Es ist auch möglich, die erhaltene Verbindung (VI) in der nachfolgenden Reaktion (Stufe A3) ohne Isolierung aus dem Reaktionsgemisch, falls gewünscht, einzusetzen.

(Stufe A3)

In Stufe A3 wird eine Verbindung (VI) in die erfindungsgemäße Verbindung durch Entfernen jeglicher Schutzgruppen von der Verbindung (VI) umgewandelt.
Obwohl das Verfahren zum Entfernen einer Schutzgruppe von der Art der Schutzgruppe abhängt, wird die Schutzgruppe üblicherweise durch ein Verfahren entfernt, das auf dem Gebiet der synthetischen organischen Chemie üblich ist (Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2. Ausgabe, 1991, John Wiley & Sons, Inc.).
(1) Wenn die Schutzgruppe R&sup5; beispielsweise eine Benzylgruppe ist, die einen Substituenten, wie Benzyl oder 4-Nitrobenzyl, hat oder eine Benzhydrylgruppe ist, und wenn die Schutzgruppe der Hydroxy- oder Aminogruppe, die in R¹p und R²p enthalten ist, eine Benzylgruppe ist, die einen Substituenten, wie Benzyl oder 4-Nitrobenzyl, oder eine Benzyloxycarbonylgruppe ist, die einen Substituenten, wie Benzyloxycarbonyl oder 4- Nitrobenzyloxycarbonyl, hat, kann die Schutzgruppe durch Umsetzen mit einem Reduktionsmittel, wie der Kombination von Wasserstoff mit einem Hydrierungskatalysator oder einem Alkalimetallsulfid, entfernt werden.
Beispiele des Reduktionsmittels umfassen Kombinationen von Wasserstoff mit einem Hydrierungskatalysator, wie Palladium- Kohlenstoff, und Alkalimetallsulfide, wie Natriumsulfid und Kaliumsulfid. Unter diesen ist die Kombination von Wasserstoff mit Palladium-Kohlenstoff bevorzugt.
Hinsichtlich der Art des einzusetzenden Lösungsmittels gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es auf die Reaktion keine nachteilige Wirkung hat. Alkohole, wie Methanol und Ethanol, Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan, und Gemische von organischen Lösungsmitteln und Wasser sind jedoch bevorzugt.
Die Reaktionstemperatur ist üblicherweise im Bereich von 0ºC bis 50ºC (vorzugsweise 10ºC bis 40ºC). Die Reaktionszeit hängt von der Art der Ausgangsverbindung und dem Reduktionsmittel ab. Sie ist jedoch üblicherweise 5 Minuten bis 12 Stunden (vorzugsweise 30 Minuten bis 4 Stunden).
Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion wird die erfindungsgemäße Verbindung aus dem Reaktionsgemisch durch bekannte Verfahren erhalten. Beispielsweise kann die erhaltene Verbindung durch Abfiltrieren unlöslicher Materialien aus dem Reaktionsgemisch und anschließendem Abdestillieren des Lösungsmittels erhalten werden.
(2) Wenn die Schutzgruppe R&sup5; eine Allylgruppe ist, die an der 2-Position substituiert sein kann, wie Allyl, 2-Chlorallyl oder 2-Methylallyl, und wenn die Schutzgruppe der Hydroxy- oder Aminogruppe, die in R¹p oder R²p enthalten ist, eine Allyloxycarbonylgruppe ist, die an der 2-Position substituiert sein kann, wie Allyloxycarbonyl, 2-Chlorallyloxycarbonyl oder 2-Methylallyloxycarbonyl, kann die Schutzgruppe durch Umsetzen mit einem Mittel zum Entfernen von Schutzgruppen entfernt werden, beispielsweise mit Palladium-trialkylzinnhydrid, wie Bis- (triphenylphosphin)palladiumchlorid-tributylzinnhydrid oder Tetrakis(triphenylphosphin)palladium-tributylzinnhydrid oder Palladium-alkalimetallsalze einer organischen Carbonsäure, wie Tetrakis(triphenylphosphin)palladium-kalium-2-ethylhexanoat oder -Natrium-2-ethylhexanoat.
Bevorzugte Beispiele der Mittel zum Entfernen von Schutzgruppen umfassen Bis(triphenylphosphin)palladiumchlorid-tributylzinnhydrid und Tetrakis(triphenylphosphin)palladium-kalium-2- ethylhexanoat.
Hinsichtlich der Art des einzusetzenden Lösungsmittels gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es auf die vorliegende Reaktion keine nachteilige Wirkung hat. Beispiele umfassen die halogenierten Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform und 1,2-Dichlorethan, Ester, wie Ethylacetat, Ether, wie Tetrahydrofuran, Dioxan und 1,2-Dimethoxyethan, Nitrile, wie Acetonitril, Alkohole, wie Methanol, Ethanol und Propanol, und Wasser und ein Gemisch davon, wobei Methylenchlorid, Ethylacetat und Gemische davon bevorzugt sind.
Obwohl hinsichtlich der eingesetzten Reaktionstemperatur keine besondere Einschränkung besteht, wird die Reaktion üblicherweise bei einer Temperatur von -20ºC bis 100ºC (vorzugsweise bei 0ºC bis 60ºC) durchgeführt. Die Reaktionsdauer ist üblicherweise im Bereich von 30 Minuten bis 48 Stunden (vorzugsweise 30 Minuten bis 12 Stunden).
Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion wird die erfindungsgemäße Verbindung aus dem Reaktionsgemisch durch bekannte Verfahren erhalten. Beispielsweise wird unlösliches Material, das durch die Reaktion ausgefällt wurde, aus dem Reaktionsgemisch abfiltriert, danach wird das Lösungsmittel abdestilliert, wobei die erfindungsgemäße Verbindung erhalten wird.
(3) Wenn die Schutzgruppe R&sup5; eine Halogenethylgruppe, wie 2,2- Dibromethyl oder 2,2,2-Trichlorethyl, ist, kann die Schutzgruppe durch Umsetzen mit einem Reaktionsmittel entfernt werden, wie einer Kombination eines Metalls, wie Zink, mit einer Säure, wie Essigsäure oder Chlorwasserstoffsäure.
Bevorzugte Beispiele des Reduktionsmittels umfassen die Kombination von Zink mit Essigsäure.
Hinsichtlich der Art des einzusetzenden Lösungsmittels gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es auf die Reaktion keine nachteilige Wirkung hat. Bevorzugte Beispiele umfassen Alkohole, wie Methanol und Ethanol, Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan, aliphatische Säuren, wie Essigsäure, und Gemische der organischen Lösungsmittel und Wasser.
Die Reaktionstemperatur ist üblicherweise im Bereich von 0ºC bis 40ºC (vorzugsweise 10ºC bis 30ºC). Die Reaktionsdauer hängt von der Art der Ausgangsverbindung und des Reduktionsmittels ab. Sie ist jedoch üblicherweise im Bereich von 5 Minuten bis 12 Stunden (vorzugsweise 30 Minuten bis 4 Stunden).
Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion wird die erfindungsgemäße Verbindung aus dem Reaktionsgemisch durch bekannte Verfahren erhalten. Beispielsweise wird unlösliches Material aus dem Reaktionsgemisch abfiltriert, und danach wird das Lösungsmittel abdestilliert, wodurch die erfindungsgemäße Verbindung erhalten werden kann.
Falls erforderlich, kann die erhaltene Verbindung durch bekannte Verfahren gereinigt werden, wie durch Umkristallisation, präparative Dünnschichtchromatographie oder Säulenchromatographie.
Methode B ist andererseits ein weiteres Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung. Genauer gesagt wird eine Verbindung der Formel (VII) einer Reaktion mit einer Verbindung der Formel (III) in Anwesenheit einer Base unterzogen, wobei eine Verbindung der Formel (VI) erhalten wird (Stufe B1), und dann werden jegliche Schutzgruppen in der Verbindung (IV) entfernt, wobei die erfindungsgemäße Verbindung erhalten wird (Stufe B2). Die Ausgangsverbindung der Formel (VII), die in diesem Syntheseverfahren eingesetzt wird, wird durch das Verfahren hergestellt, das in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. SHO 62-30781 offenbart ist. Jede einzelne Stufe wird wie folgt beschrieben durchgeführt.

(Stufe B1)

In Stufe B1 wird eine Verbindung der Formel (VI) durch Umsetzen der Verbindung (VII) mit einem Mercaptopyrrolidinderivat (III) in einem inerten Lösungsmittel in Anwesenheit einer Base hergestellt.
Hinsichtlich der Art des einzusetzenden Lösungsmittels gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß es auf die Reaktion keine nachteilige Wirkung hat. Beispiele geeigneter Lösungsmittel umfassen Tetrahydrofuran, Acetonitril, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und Wasser, und ein Gemisch davon, wobei Acetonitril bevorzugt ist.
Hinsichtlich der Art der einzusetzenden Base gibt es keine besondere Einschränkung, vorausgesetzt, daß sie den anderen Teil der Verbindung, insbesondere den β-Lactamring, nicht beeinträchtigt. Beispiele geeigneter Basen umfassen organische Basen, wie Diisopropylethylamin, Triethylamin, N-Methylpiperidin und 4-Dimethylaminopyridin, und anorganische Basen, wie Kaliumcarbonat und Natriumbicarbonat, wobei Diisopropylethylamin bevorzugt ist.
Obwohl hinsichtlich der Reaktionstemperatur keine besondere Einschränkung besteht, ist es bevorzugt, die Reaktion bei einer relativ geringen Temperatur durchzuführen, um Nebenreaktionen zu unterdrücken. Die Reaktionstemperatur ist üblicherweise im Bereich von -20ºC bis 40ºC (vorzugsweise - 10ºC bis 20ºC).
Die Reaktionsdauer hängt hauptsächlich von der Reaktionstemperatur oder der Art der Reaktionsreagenzien ab. Sie ist jedoch üblicherweise im Bereich von 15 Minuten bis 75 Stunden (vorzugsweise 30 Minuten bis 18 Stunden).
Nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion wird die in dieser Stufe erhaltene Verbindung (VI) aus dem Reaktionsgemisch durch bekannte Verfahren erhalten. Zu dem Reaktionsgemisch oder einem Rückstand, der durch Abdestillieren des Lösungsmittels aus dem Reaktionsgemisch erhalten wird, wird ein organisches Lösungsmittel, das mit Wasser nicht mischbar ist, zugegeben, und danach wird mit Wasser gewaschen, und das organische Lösungsmittel wird abdestilliert. Falls erforderlich, kann die erhaltene Verbindung durch bekannte Verfahren weitergereinigt werden, wie durch Umkristallisation, Umfällung oder Chromatographie. Es ist auch möglich, die erhaltene Verbindung (VI) einer nachfolgenden Reaktion (Stufe B2) ohne Isolierung aus dem Reaktionsgemisch, falls erforderlich, zu unterziehen.

(Stufe B2)

In Stufe B2 wird die erfindungsgemäße Verbindung durch Entfernen jeglicher Schutzgruppen von der Verbindung (VI) hergestellt.
Diese Stufe kann durch ein ähnliches Verfahren wie in Stufe A3 der Methode A beschrieben durchgeführt werden.
Die durch Methode A oder B so erhaltene erfindungsgemäße 1- Methylcarbapenemverbindung kann in ihr pharmakologisch geeignetes Salz oder Derivat (vorzugsweise ein Esterderivat) durch ein auf dem Gebiet der β-Lactamantibiotika bekanntes Verfahren umgewandelt werden.
Übrigens kann die Mercaptopyrrolidinverbindung (IV), die als Ausgangsmaterial in den Methoden A und B eingesetzt wird, durch ein bekanntes Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch die Verfahren, die in I. Kawamoto et al., Synlett, 575(1995), in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 2- 28180, in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 2- 3687, in der Japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 4-211083 oder in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-339269 beschrieben sind.
Die erfindungsgemäße Verbindung und die pharmakologisch geeigneten Salze davon zeigen starke und gut ausgeglichene antibakterielle Aktivität gegen einen breiten Bereich von Bakterien, einschließlich Grammpositive Bakterien, wie Staphylococcus aureus und Bacillus subtilis, Gramm-negative Bakterien, wie Escherichia coli, Shigella species, Klebstella penumoniae, Proteus species, Serratia species, Enterobacter species und Pseudomonas aeruginosa, und gegen anaerobe Bakterien, wie Bacteroides fragilis. Sie zeigen auch hervorragende antibakterielle Aktivität gegen Pseudomonas aeruginosa, welche gegen Meropenem resistent sind. Zusätzlich zeigt die erfindungsgemäße Verbindung hohe Stabilität gegen β-Lactamasen und gegen Dehydropeptidase I und eine hohe Urinausscheidungsrate. Außerdem ist die erfindungsgemäße Verbindung hinsichtlich ihrer In- vivo-Kinetik hervorragend, wie zum Beispiel hinsichtlich der Halbwertszeit im Blut, und sie ist relativ frei von Nephrotoxizität. Angesichts dieser Vorteile sind sie hervorragende Antibiotika.
Verglichen mit Aminomethylverbindungen, wie Verbindung A und Verbindung B, die in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-310740 offenbart sind, zeigen die erfindungsgemäßen Verbindungen mit einem Substituenten an der Aminogruppe eine verbesserte Aktivität gegen Pseudomonas aeruginosa, verbesserte In-vivo-Kinetiken und niedrigere Nephrotoxizität.
Dementsprechend sind die erfindungsgemäßen Verbindungen und die pharmakologisch geeigneten Salze oder Derivate davon hervorragende antibakterielle Mittel zur Behandlung oder Prävention (vorzugsweise Behandlung) von Infektionen, die durch verschiedene Bakterien verursacht werden.

[Möglicher industrieller Einsatz]

Wenn die erfindungsgemäße Verbindung oder die pharmakologisch geeigneten Salze davon als antibakterielle Mittel eingesetzt werden, können sie oral in der Form von Tabletten, Kapseln, Granulaten, Pulvern oder Sirupen dadurch verabreicht werden, daß sie wie sie sind oder im Gemisch mit einem notwendigen pharmakologisch geeigneten Additiv, wie einem Träger oder Verdünnungsmittel, oder parenteral in der Form von Injektionen verabreicht werden.
Die vorstehenden Formulierungen können auf bekannte Weise unter Einsatz von Additiven hergestellt werden. Beispiele der Additive umfassen Träger (wie Zuckerderivate, wie Lactose, Saccharose, Dextrose, Mannitol oder Sorbitol, Stärkederivate, wie Maisstärke, Kartoffelstärke, α-Stärke, Dextrin oder Carboxymethylstärke, Cellulosederivate, wie kristalline Cellulose, niedrig substituierte Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Carboxymethylcellulosecalcium oder intern vernetztes Carboxymethylcellulosenatrium, Acacia, Dextran, Pullulan, Silicatderivate, wie leichtes Kieselsäureanhydrid, synthetisches Aluminiumsilicat oder Magnesiumaluminometasilicat, Phosphatderivate, wie Calciumphosphat, Carbonatderivate, wie Calciumcarbonat, oder Sulfatderivate, wie Calciumsulfat), Bindemittel (wie die vorstehend genannten Träger, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, oder Macrogol), Zersetzungshilfsmittel (wie die vorstehend genannten Träger oder chemisch modifizierte Stärke oder Cellulosederivate, wie Crosscarmellosenatrium, Carboxymethylstärkenatrium oder vernetztes Polyvinylpyrrolidon), Gleitmittel (wie Talk, Stearinsäure, Metallsalze von Stearinsäure, wie Calciumstearat oder Magnesiumstearat, colloidales Siliciumdioxid, Veegum, Wachs, wie Spermaceti, Borsäure, Glycol, Carbonsäuren, wie Fumarsäure oder Adipinsäure, Natriumcarboxylate, wie Natriumbenzoat, Sulfate, wie Natriumsulfat, Leucin, Laurylsulfate, wie Natriumlaurylsulfat oder Magnesiumlaurylsulfat, Kieselsäuren, wie Kieselsäureanhydrid oder Kieselsäurehydrat, oder Stärkederivate, die vorstehend als Träger beispielhaft genannt sind), Stabilisatoren (wie p-Hydroxybenzoate, wie Methyl-p-hydroxybenzoat oder Propyl-p-hydroxybenzoat, Alkohole, wie Chlorbutanol, Benzylalkohol oder Phenylethylalkohol, Benzalkoniumchlorid, Phenolderivate, wie Phenol oder Cresol, Thimerosal, Essigsäureanhydrid, oder Sorbinsäure), Korrigenzien (wie üblicherweise eingesetzte Süßstoffe, Säuerungsmittel oder Aromen), Suspendiermittel (wie Polysorbat 80 oder Carboxymethylcellulosenatrium), Verdünnungsmittel und Lösungsmittel für die Formulierung (wie Wasser, Ethanol oder Glycerin).
Die Dosis der erfindungsgemäßen Verbindung hängt von dem Zustand und dem Alter des Patienten ab. Oral wird sie in einer Menge von 10 mg (vorzugsweise 50 mg) in einer einzelnen Dosis als Untergrenze und 2000 mg (vorzugsweise 1000 mg) in einer einzelnen Dosis als Obergrenze verabreicht, während sie intravenös in einer Menge von 10 mg (vorzugsweise 100 mg) in einer einzelnen Dosis als Untergrenze und 3000 mg (vorzugsweise 2000 mg) in einer einzelnen Dosis als Obergrenze verabreicht wird. Es ist wünschenswert, daß sie einem Erwachsenen in einer einzelnen Dosis oder in geteilten Dosen (6) pro Tag in Abhängigkeit vom Zustand des Patienten verabreicht wird.

[Beste Ausführungsform der Erfindung]

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels, anhand von Referenzbeispielen, Tests und Formulierungsbeispielen eingehender beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht durch die Beispiele und auf die Beispiele beschränkt. In den NMR-Spektren in den Beispielen und Referenzbeispielen wird Natriumtrimethylsilylpropionat-d&sub4; als innerer Standard für die Messung in schwerem Wasser verwendet, während Tetramethylsilan als innerer Standard in den anderen Lösungsmitteln verwendet wird, falls nichts anderes angegeben ist. (Beispiel 1) (1R,5S,6S)-6-[(1R)-1-Hydroxyethyl]-1-methyl-2-[(2S,4S)-2- [(3R)-3-methylaminomethylpyrrolidin-1-ylcarbonyl]pyrrolidin-4- ylthio]-1-carbapen-2-em-3-carbonsäure
(1) Zu einer Lösung von 4-Nitrobenzyl(1R,5R,6S)-6-[(1R)-1- hydroxyethyl]-1-methyl-2-(diphenylphosphoryloxy)-1-carbapen-2- em-3-carboxylat (1,26 g) in wasserfreiem Acetonitril (20 ml) wurden N,N-Diisopropylethylamin (0,51 ml) und eine Lösung von (2S,4S)-4-Mercapto-2-[(3S)-3-(N-methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl)pyrrolidin-1-ylcarbonyl]-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin (1,92 g) in wasserfreiem Acetonitril (20 ml) unter Rühren in einem Eisbad gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde über Nacht bei 0ºC gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch wurde Ethylacetat gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde mit Wasser und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (Ethylacetat/Methanol = 95/5-9/1) gereinigt, wobei 4-Nitrobenzyl- (1R,5S,6S)-6-[(1R)-1-hydroxyethyl]-1-methyl-2-[(2S,4S)-2- [(3S)-3-(N-methyl-N-4-nitrobenzyloxycarbonylaminomethyl)-1-(4- nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin-1-ylcarbonyl]pyrrolidin-4- ylthio]-1-carbapen-2-em-3-carboxylat (2,52 g) erhalten wurde.
IR-Spektrum (KBr) ν max cm&supmin;¹:
1774, 1707, 1652, 1607, 1522, 1441, 1404, 1346, 1295, 1210, 1143, 1110.
NMR-Spektrum (400 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,29 (3H, d, J = 7,2 Hz), 1,37 (3H, d, J = 6,1 Hz), 1,55-2,73 (5H, m), 2,93-4,58 (18H, m), 5,02-5,52 (6H, m), 7,40-7,70 (6H, m), 8,15- 8,30 (6H, m).
(2) Zu einer Lösung der in (1) erhaltenen Verbindung (2,52 g), in Tetrahydrofuran (120 ml) und Wasser (84 ml) wurde ein 10%iger Palladium-Kohlenstoffkatalysator (5,07 g) gegeben. Wasserstoff wurde von dem erhaltenen Gemisch während 1,5 Stunden unter Rühren und bei einer äußeren Temperatur von 30ºC aufgenommen. Der Katalysator wurde dann abfiltriert. Das Rühren wurde bei einer äußeren Temperatur von 30ºC durchgeführt. Der Katalysator wurde dann abfiltriert. Das Filtrat wurde mit Ether und Ethylacetat gewaschen, und danach wurde durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Umkehrphasensäulenchromatographie ["Cosmosil 75C18-PREP" (NACALAI TESQUE, INC.), Acetonitril/Wasser = 6/94- 8/92] gereinigt, und dann wurde durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert und lyophilisiert, wodurch die Titelverbindung (406 mg) als Pulver erhalten wurde.
IR-Spektrum (KBr) ν max cm&supmin;¹:
1757, 1634, 1598, 1456, 1386, 1311, 1284, 1257, 1225, 1180, 1148, 1099.
NMR-Spektrum (400 MHz, D&sub2;O) δ ppm:
1,22 (3H, d, J = 7,2 Hz), 1,30 (3H, d, J = 6,4 Hz), 1,58-1,87 (2H, m), 2,16-2,31 (1H, m), 2,58-2,80 (2H, m), 2,76 (3H, s), 3,03- 4,07 (12H, m), 4,18-4,29 (2H, m).

(Referenzbeispiel 1)

(2S,4S)-4-Mercapto-1-methyl-2-[(3R)-3-(4-nitrobenzyloxycarbonylaminomethyl)pyrrolidin-1-ylcarbonyl]pyrrolidin

(1) Zu einer Lösung (240 ml) von (3S)-3-Hydroxymethyl-1-[(1R)- 1-phenylethyl]pyrrolidin (11,5 g) in Ethanol, wurde ein Palladiumhydroxid-Kohlenstoffkatalysator (11,6 g) gegeben. Wasserstoff wurde von dem erhaltenen Gemisch während 3 Stunden unter Rühren bei einer äußeren Temperatur von 40ºC aufgenommen. Der Katalysator wurde dann abfiltriert, und danach wurde durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. In dem Rückstand (6,01 g) wurde Acetonitril (60 ml) gegossen, und dann wurde Di-tert-butylcarbonat (14 ml) zu dem erhaltenen Gemisch in einem Eisbad gegeben. Danach ließ man die Temperatur des Reaktionsgemisches auf Raumtemperatur steigen, und dann wurde 1 Stunde gerührt. Eine gesättigte Natriumchloridlösung wurde dann in das Reaktionsgemisch gegossen, um die Reaktion zu beenden, und danach wurde dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinte organische Schicht wurde mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (Ethylacetat) gereinigt, wobei (3S)-1-tert-Butoxycarbonyl-3-hydroxymethylpyrrolidin (8,66 g) erhalten wurde.
Optische Rotation: [α]D²&sup5; = -16,5º(C = 1,0, CHCl&sub3;).
IR-Spektrum (flüssiger Film) ν max cm&supmin;¹:
3432, 1698, 1675, 1479, 1454, 1418, 1367.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,46 (9H, s), 1,61-1,80 (1H, m), 1,92-2,30 (2H, m), 2,37-2,47 (1H, m), 3,07-3,17 (1H, m), 3,30-3,69 (5H, m).
(2) Zu einer Lösung der in Referenzbeispiel 1-(1) erhaltenen Verbindung (1,30 g) in Tetrahydrofuran (13 ml) wurden Triethylamin (0,99 ml) und Methansulfonylchlorid (0,55 ml) nacheinander in ein Eisbad gegeben, und danach wurde eine Stunde gerührt. In das Reaktionsgemisch wurde eine gesättigte Natriumchloridlösung gegossen, um die Reaktion zu beenden, und danach wurde dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. In den Rückstand (1,83 g) wurde N,N-Dimethylformamid (20 ml) gegossen, und danach wurde Natriumazid (1,26 g) zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde 1,5 Stunden bei 80ºC gerührt. In das Reaktionsgemisch wurde eine gesättigte Natriumchloridlösung gegossen, um die Reaktion zu beenden, und danach wurde dreimal mit Diethylether extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (n-Hexan/Ethylacetat = 7/3) gereinigt, wobei (3S)-3-Azidomethyl-1-tert-butoxycarbonylpyrrolidin (1,39 g) erhalten wurde.
(3) Zu einer Lösung der in Referenzbeispiel 1-(2) erhaltenen Verbindung (1,23 g) in Acetonitril (13 ml) wurde Triphenylphosphin (1,50 g) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Zu dem Reaktionsgemisch wurden 4-Nitrobenzylchlorformiat (1,52 g) und eine 1 N wässerige Natriumhydroxidlösung (7 ml) nacheinander gegeben. Nachdem man die Temperatur auf Raumtemperatur steigen ließ, wurde das Gemisch 30 Minuten gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser verdünnt und dann dreimal mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (n-Hexan/Ethylacetat = 4/6) gereinigt, wobei (3R)-1-tert-Butoxycarbonyl-3-(4-nitrobenzyloxycarbonylaminomethyl)pyrrolidin (1,97 g) erhalten wurde.
Optische Rotation: [α]D²&sup5; = -14,3º(C = 1,0, CHCl&sub3;).
IR-Spektrum (flüssiger Film) ν max cm&supmin;¹:
3326, 1727, 1683, 1524, 1413, 1348, 1250.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,45 (9H, s), 1,55-1,66 (1H, m), 1,92-2,03 (1H, m), 1,92-2,03 (1H, m), 2,35-2,45 (1H, m), 2,95-3,55 (6H, m), 5,18 (1H, br, s), 5,20 (2H, s), 7,51 (2H, d, J = 8,6 Hz), 8,22 (2H, d, J = 8,6 Hz).
(4) Zu einer Lösung (20 ml) der in Referenzbeispiel 1-(3) erhaltenen Verbindung (1,90 g) in Methylenchlorid wurde Trifluoressigsäure (3,9 ml) in einem Eisbad gegeben. Nachdem man die Temperatur des Reaktionsgemisches auf Raumtemperatur steigen ließ, wurde das Gemisch 2 Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Methylenchlorid verdünnt und danach dreimal mit Wasser extrahiert. In die vereinten wässerigen Schichten wurde eine 1 N wässerige Natriumhydroxidlösung (60 ml) gegossen, um die Lösung alkalisch zu machen. Das Gemisch wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wodurch (3S)-3-(4-Nitrobenzyloxycarbonylaminomethyl)pyrrolidin (1,38 g) als Rohprodukt erhalten wurde.
(5) Zu einer Lösung (2S,4S)-4-(4-Methoxybenzylthio)-1-methyl- 2-pyrrolidincarbonsäure (0,69 g) in Tetrahydrofuran (7 ml) wurden N,N-Diisopropylethylamin (0,43 ml) und Pivaloylchlorid (0,30 ml) in einem Eisbad gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde 10 Minuten bei 0ºC gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch wurde eine Lösung eines Gemisches der in Referenzbeispiel 1-(4) erhaltenen Verbindung (0,68 g) und N,N-Diisopropylethylamin (0,43 ml) in Acetonitril (8 ml) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 30 Minuten bei 0ºC gerührt. In das Reaktionsgemisch wurde eine gesättigte Natriumchloridlösung gegossen, um die Reaktion zu beenden, und danach wurde dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (Ethylacetat/Methanol = 7/3) gereinigt, wodurch (2S,4S)-4-(4-Methoxybenzylthio)-1-methyl-2-[(3R)-3-(4- nitrobenzyloxycarbonylaminomethyl)pyrrolidin-1-ylcarbonyl]- pyrrolidin (0,73 g) erhalten wurde.
IR-Spektrum (flüssiger Film) ν max cm&supmin;¹:
1722, 1639, 1610, 1585, 1513, 1445, 1373, 1347, 1322, 1302, 1247, 1177, 1144, 1109.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,50-2,62 (5H, m), 2,29, 2,31 (3H, s · 2), 3,02-3,83 (10H, m), 3,69, 3,70 (2H, s · 2), 3,79 (3H, s), 4,98-5,18 (1H, m), 5,19 (2H, s), 6,83 (2H, d, J = 6,6 Hz), 7,21 (2H, d, J = 6,6 Hz), 7,50 (2H, d, J = 8,6 Hz), 8,22 (2H, d, J = 8,6 Hz).
(6) Zu einer Lösung der in Referenzbeispiel 1-(5) erhaltenen Verbindung (0,65 g) in einem Gemisch von Anisol (0,65 ml) und Trifluoressigsäure (6,5 ml) wurde Trifluormethansulfonsäure (0,27 ml) unter Rühren in einem Eisbad gegeben. Nachdem man die Temperatur des Reaktionsgemisches auf Raumtemperatur steigen ließ, wurde das Gemisch 1 Stunde gerührt. Trifluoressigsäure wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde mit n-Hexan und Diethylether gewaschen, um Anisol zu entfernen. Ethylacetat wurde zu dem Rückstand gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde mit einer gesättigten wässerigen Lösung von Natriumbicarbonat und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wodurch die Titelverbindung (0,54 g) erhalten wurde.

[Ein weiteres Verfahren zur Synthese der Titelverbindung]

(7) In wasserfreiem Pyridin (100 ml) wurde (3R)-1-tert-Butoxycarbonyl-3-pyrrolidinol (10,0 g) gelöst. Zu der erhaltenen Lösung wurden Dimethylaminopyridin (652 mg) und p-Toluolsulfonylchlorid (15,3 g) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 48 Stunden in einem Eisbad gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in Methylenchlorid (200 ml) gelöst und danach mit Wasser gewaschen. Nachdem die wässerige Schicht zweimal mit Methylenchlorid gewaschen worden war, wurden die gesamten organischen Schichten mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Die organischen Schichten wurden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 24,2 g des Rohprodukts erhalten wurden. Das erhaltene Rohprodukt wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (Elutionsmittel: Methylenchlorid/Acetonitril = 40/1) gereinigt, wobei (3R)-1-tert-Butoxycarbonyl-3-p-toluolsulfonyloxypyrrolidin (16,8 g) erhalten wurde.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,43 (9H, s), 2,25-1,90 (2H, m), 2,46 (3H, s), 3,60-3,30 (4H, m), 5,05 (1H, m), 7,35 (2H, d, J = 7,9 Hz), 7,79 (2H, d, J = 7,9 Hz).
(8) Die in (7) erhaltene Verbindung (12,2 g) wurde in wasserfreiem Acetonitril (122 ml) gelöst. Zu der Lösung wurden 1,8- Diazabicyclo[5,4,0]-7-undecen (8,02 ml) und Acetoncyanohydrin (6,53 ml) gegeben, und danach wurde 10 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Ethylacetat (1 l) verdünnt und fünfmal mit Wasser (200 ml) und einmal mit einer gesättigten wässerigen Lösung von Ammoniumchlorid (200 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert, wodurch das Rohprodukt (9,10 g) erhalten wurde. Das erhaltene Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Benzol/Ethylacetat = 17/1) gereinigt, wobei (3R)-1-tert-Butoxycarbonyl-3-cyanopyrrolidin (4,41 g) erhalten wurde.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,47 (9H, s), 2,35-2,15 (2H, m), 3,15-3,00 (1H, m), 3,75-3,35 (4H, m).
(9) In wasserfreiem Tetrahydrofuran (21 ml) wurde die in (8) erhaltene Verbindung (2,10 g) gelöst. Zu der Lösung wurde Lithiumaluminiumhydrid (2,03 g) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 20 Minuten in einem Eisbad und dann 50 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch wurden Tetrahydrofuran (40 ml) und Wasser (4,6 ml) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 10 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt. Zu dem Rückstand wurden Methylenchlorid (250 ml) und wasserfreies Natriumsulfat (24 g) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Nach der Filtration wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (Elutionsmittel: Ethylacetat/Methanol = 1 : 1) gereinigt, wobei (3R)-3-Aminomethyl-1-tert-butoxycarbonylpyrrolidin (703 mg) erhalten wurde.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,30-1,50 (2H, br, s), 1,46 (9H, s), 1,50-1,65 (1H, m), 1,90- 2,10 (1H, m), 2,15-2,30 (1H, m), 2,65-2,80 (2H, m), 2,90-3,10 (1H, m), 3,20-3,60 (3H, m).
(10) In wasserfreiem Acetonitril (5,5 ml) wurde die in (9) erhaltene Verbindung (550 mg) gelöst. Zu der Lösung wurden Diisopropylethylamin (0,575 ml) und p-Nitrobenzylchlorformiat (711 mg) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 5 Minuten in einem Eisbad gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in Methylenchlorid (50 ml) gelöst, und die erhaltene Lösung wurde mit Wasser gewaschen. Die Wasserschicht wurde zweimal mit Methylenchlorid extrahiert. Die gesamten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Die organischen Schichten wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wurde dann durch Kieselgelsäulenchromatographie (Elutionsmittel: Benzol/Acetonitril = 8/1) gereinigt, wobei (3R)-1-tert-Butoxycarbonyl-3-(4-nitrobenzyloxycarbonylaminomethyl)pyrrolidin (599 mg) erhalten wurde. Das erhaltene Produkt stimmte hinsichtlich der Daten der optischen Rotation, des IR-Spektrums und des NMR-Spektrums mit der in (3) erhaltenen Verbindung überein.

(Referenzbeispiel 2)

(2S,4S)-4-Mercapto-2-[(3S)-3-(N-methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl)pyrrolidin-1-ylcarbonyl]-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin

(1) Zu einer Lösung der in Referenzbeispiel 1 erhaltenen Verbindung (0,82 g) in Tetrahydrofuran (8 ml) wurden Triethylamin (0,62 ml) und Methansulfonylchlorid (0,35 ml) nacheinander gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde 1 Stunde gerührt. In das Reaktionsgemisch wurde eine gesättigte Natriumchloridlösung gegossen, um die Reaktion zu beenden, und danach wurde dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert.
Zu dem Rückstand (1,16 g) wurde eine 40%ige Methylaminmethanollösung (18 ml) gegeben, und das Gemisch wurde 4 Stunden bei 100ºC in einer Druckflasche erhitzt. Nachdem man die Reaktionstemperatur auf Raumtemperatur abkühlen ließ, wurde das Gemisch durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Zu einer Lösung des Rückstands (1,32 g) in Acetonitril (15 ml) wurden N,N-Diisopropylethylamin (1,4 ml) und 4- Nitrobenzylchlorformiat (1,73 g) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 2 Stunden bei 0ºC gerührt. Eine gesättigte Natriumchloridlösung wurde in das Reaktionsgemisch gegeben, um die Reaktion zu beenden, und das erhaltene Gemisch wurde dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (n- Hexan/Ethylacetat = 4/6 - 3/7) gereinigt, wobei (3R)-1-tert- Butoxycarbonyl-3-[N-methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)- aminomethyl]pyrrolidin (1,42 g) erhalten wurde.
Optische Rotation: [α]D²&sup5; = -6,9º (C = 1,0, CHCl&sub3;).
IR-Spektrum (flüssiger Film) ν max cm&supmin;¹:
1696, 1608, 1524, 1480, 1455, 1404, 1366, 1347, 1293, 1255, 1211, 1191, 1170, 1152, 1125.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,45 (9H, s), 1,56-1,68 (1H, m), 1,89-2,01 (1H, m), 2,45-2,55 (1H, m), 2,98 (3H, s), 2,98-3,10 (1H, m), 3,27-3,57 (5H, m), 5,23 (2H, s), 7,51 (2H, d, J = 8,6 Hz), 8,23 (2H, d, J = 8,6 Hz).
(2) Zu einer Lösung der in Referenzbeispiel 3-(1) erhaltenen Verbindung (1,96 g) in Methylenchlorid (25 ml) wurde Trifluoressigsäure (3,8 ml) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf ähnliche Weise wie in Referenzbeispiel 1-(4) beschrieben behandelt, wobei (3S)-3-[N-Methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl]pyrrolidin (1,55 g) erhalten wurde.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,30-1,51 (1H, m), 1,81-1,97 (1H, m), 2,20-2,69 (3H, m), 2,85- 3,06 (6H, m), 3,20-3,35 (2H, m), 5,22 (2H, s), 7,51 (2H, d, J = 8,6 Hz), 8,22 (2H, d, J = 8,6 Hz).
(3) Zu einer Lösung von (2S,4S)-4-(4-Methoxybenzylthio)-1-(4- nitrobenzyloxycarbonyl)-2-pyrrolidincarbonsäure (1,52 g) in Tetrahydrofuran (15 ml) wurden N,N-Diisopropylethylamin (0,59 ml) und Pivaloylchlorid (0,42 ml) in einem Eisbad gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde 10 Minuten bei 0ºC gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch wurde eine Lösung eines Gemisches der in Referenzbeispiel 3-(2) erhaltenen Verbindung (1,00 g) und N,N-Diisopropylethylamin (0,59 ml) in Acetonitril (15 ml) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 30 Minuten bei 0ºC gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf ähnliche Weise wie in Referenzbeispiel 1-(5) beschrieben behandelt, wobei (2S,4S)-4- (4-Methoxybenzylthio)-2-[(3S)-3-(N-methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl)pyrrolidin-1-ylcarbonyl]-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin (2,08 g) erhalten wurde.
IR-Spektrum (KBr) ν max cm&supmin;¹:
1706, 1654, 1608, 1585, 1520, 1439, 1403, 1346, 1299, 1249, 1210, 1194, 1175, 1149, 1110.
NMR-Spektrum (270 MHz, CDCl&sub3;) δ ppm:
1,50-2,70 (5H, m), 2,92-4,08 (12H, m), 3,74 (2H, s), 3,80, 3,81 (3H, s · 2), 4,22-4,45 (1H, m), 4,98-5,33 (4H, m), 6,87 (2H, d, J = 8,6 Hz), 7,22-7,56 (6H, m), 8,20-8,30 (4H, m).
(4) Zu einer Lösung der in Referenzbeispiel 3-(3) erhaltenen Verbindung (2,03 g) in einem Gemisch von Anisol (2,0 ml) und Trifluoressigsäure (20 ml) wurde Trifluormethansulfonsäure (0,62 ml) unter Rühren in einem Eisbad gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde dann 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf ähnliche Weise wie in Referenzbeispiel 1-(6) beschrieben behandelt, wobei die Titelverbindung (1,92 g) erhalten wurde.

[Ein weiteres Verfahren zur Synthese der Titelverbindung]

(5) Zu einer Losung von (2S,4R)-4-Hydroxy-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)prolin (4,65 g) in wasserfreiem Dimethylformamid (60 ml) wurden (3S)-3-[N-Methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)- aminomethyl]pyrrolidinhydrochlorid (4,95 g), Diisopropylethylamin (5,23 ml), 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidhydrochlorid (4,03 g) und 1-Hydroxybenzotriazol (2,23 g) gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde 10 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde in Ethylacetat gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit Wasser gewaschen, und die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und der Rückstand wurde einer Kieselgelsäulenchromatographie unterzogen. Aus den mit Ethylacetat/Methanol = 9/1 eluierten Fraktionen wurde (2S,4R)-4-Hydroxy-2-[(3S)-3-[N- methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl]pyrrolidin-1- ylcarbonyl]-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin (8,70 g) als Pulver erhalten.
IR-Spektrum (KBr) ν max cm&supmin;¹:
3402, 1706, 1654, 1607, 1522, 1436, 1346.
NMR-Spektrum (400 MHz, DMSO-d&sub6;) δ ppm:
1,30-2,20 (3H, m), 2,30-2,60 (1H, m), 2,80-3,00 (3H, m), 3,00- 3,80 (10H, m), 4,20-4,40 (1H, m), 4,40-4,60 (1H, m), 5,00- 5,30 (4H, m), 7,50-7,70 (4H, m), 8,10-8,30 (4H, m).
(6) Die in (5) erhaltene Verbindung (8,70 g) wurde in wasserfreiem Acetonitril (87 ml) gelöst. Zu der Lösung wurden Triethylamin (2,72 ml) und Methansulfonylchlorid (1,34 ml) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 5 Minuten bei derselben Temperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde in Ethylacetat gelöst. Die erhaltene Lösung wurde nacheinander mit Wasser und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und dann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der Rückstand wurde einer Kieselgelsäulenchromatographie unterworfen. Aus den mit Ethylacetat/Methanol = 18/1-14/1 eluierten Fraktionen wurde (2S,4R)-4-Methansulfonyloxy-2-[(3S)-3-[N- methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl]pyrrolidin-1- ylcarbonyl]-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin (9,33 g) erhalten.
IR-Spektrum (KBr) ν max cm&supmin;¹:
1706, 1652, 1607, 1522, 1441, 1405, 1347.
NMR-Spektrum (400 MHz, DMSO-d&sub6;) δ ppm:
1,50-2,20 (3H, m), 2,30-2,80 (3H, m), 2,90-3,05 (3H, m), 3,08 (3H, s), 3,10-3,70 (6H, m), 3,80-4,10 (2H, m), 4,50-4,70 (1H, m), 5,20-5,40 (4H, m), 7,40-7,55 (4H, m), 8,15-8,25 (4H, m).
(7) Die in (6) erhaltene Verbindung (2,00 g) wurde in wasserfreiem Dimethylformamid (25 ml) gelöst. Zu der Lösung wurde Kaliumthioacetat (520 mg) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 1,5 Stunden bei 75ºC gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch mit Ethylacetat verdünnt, mit Wasser und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und dann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der Rückstand wurde einer Kieselgelsäulenchromatographie unterworfen. Aus dem mit Ethylacetat/Methanol = 100/1 eluierten Fraktionen wurde (2S,4S)-4-Acetylthio-2-[(35)- 3-[N-methyl-N-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)aminomethyl]pyrrolidin-1-ylcarbonyl]-1-(4-nitrobenzyloxycarbonyl)pyrrolidin (1,60 g) erhalten.
IR-Spektrum (KBr) ν max cm&supmin;¹:
1705, 1654, 1607, 1522, 1437, 1404, 1346.
NMR-Spektrum (400 MHz, DMSO-d&sub6;) δ ppm:
1,70-2,10 (3H, m), 2,34 (3H, s), 2,40-2,70 (2H, m), 2,90-3,10 (3H, m), 3,10-3,70 (6H, m), 3,80-4,10 (2H, m), 4,11 (1H, t, J = 9,1 Hz), 4,40-4,60 (1H, m), 5,00-5,40 (4H, m), 7,40-7,60 (4H, m), 8,15- 8,30 (4H, m).
(8) Die in (7) erhaltene Verbindung (1,48 g) wurde in Methanol (30 ml) und Methylenchlorid (4,4 ml) gelöst. Zu der erhaltenen Lösung wurde eine 1 N Natriummethoxidlösung in Methanol (2,3 ml) in einem Eisbad gegeben, und danach wurde 10 Minuten bei derselben Temperatur gerührt. Zu dem Reaktionsgemisch wurde 1 N Chlorwasserstoffsäure (2,4 ml) gegeben, und das erhaltene Gemisch wurde durch Eindampfen unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde in Ethylacetat gelöst. Die erhaltene Lösung wurde nacheinander mit Wasser und einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, wobei die Titelverbindung (1,34 g) als Pulver erhalten wurde. Die erhaltene Verbindung stimmte hinsichtlich des IR-Spektrums und des NMR-Spektrums mit der in (4) erhaltenen Verbindung überein.

(Test 1)

Antibakterielle Aktivität in vitro

Die antibakterielle Aktivität wurde durch das Agar-Plattenverdünnungsverfahren gemessen, wobei die minimale wachstumsinhibierende Konzentration (MIC: ug/ml) gegen verschiedene pathogene Bakterien bestimmt wurde. Die Testergebnisse hinsichtlich der antibakteriellen Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindung des Beispiels 1 gegen Staphylococcus aureus 209P, Escherichia coli NIHJ und Pseudomonas aeruginosa Nr. 7 sind in Tabelle 2 gezeigt.
Übrigens sind die für den Vergleich eingesetzten Verbindungen A und B Verbindungen des Beispiels 3 in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. Hei 5-310740 [Verbindungen der nachstehenden Formel (I)]. Verbindung A hat die R-Konfiguration an der Bindungsposition der Aminomethylgruppe. Verbindung B hat die S-Konfiguration an der Bindungsstelle der Aminomethylgruppe. [Tabelle 2] Minimale wachstumsinhibierende Konzentration (MIC: ug/ml)
Das für die Messung eingesetzte Medium war Mueller-Hinton II Agar (MHA, Becton Dikinson Microbiology Systems).

(Test 2)

Antibakterielle Aktivität in vitro

Die antibakteriellen Aktivitäten der erfindungsgemäßen Verbindung des Beispiels 1 und Meropenem gegen Staphylococcus aureus 209P, Escherichia coli NIHJ und Pseudomonas aeruginosa 3719 (Stamm, der gegen Meropenem resistent ist) sind in Tabelle 3 gezeigt. [Tabelle 3] Minimale wachstumsinhibierende Konzentration (MIC: ug/ml)
Das für die Messung eingesetzte Medium war Nutrient Agar Eiken (Eiken Chemicals Co., Ltd.).

(Test 3)

Antibakterielle Aktivität in vivo (Behandlung von Infektionen)

Die Kultur des zu testenden Bakterienstammes wurde intraperitoneal an Gruppen von Mäusen (SPF, DDY, männlich) verabreicht, wobei jede Gruppe aus 7 Tieren bestand. Eine Lösung der Testverbindung wurde subkutan insgesamt zweimal an die Mäuse verabreicht, einmal unmittelbar und einmal 4 Stunden nach der Verabreichung. Aus dem Überlebensverhältnis 5 Tage nach der Infektion wurde die 50% effektive Dosis (ED&sub5;&sub0;: mg/kg) durch das Probit-Verfahren bestimmt, und es ist eine einzelne Dosis der Testverbindung angegeben.
Die Testergebnisse der Verbindung des Beispiels 1, der Verbindung A und von Meropenem gegen Pseudomonas aeruginosa 1008 sind in Tabelle 4 gezeigt. Übrigens ist die Verbindung A wie vorstehend beschrieben.

[Tabelle 4] Behandlung gegen Infektionen (ED&sub5;&sub0;: mg/kg)

Untersuchter Bakterienstamm Pseudomonas aeruginosa 1008
Verbindung des Beispiels 1 0,22
Verbindung A 0,44
Meropenem 0,72
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäße Verbindung starke antibakterielle Aktivität in dem In-vitro- Test und auch hervorragende Wirkungen bei der Behandlung von Infektionen in dem In-vivo-Test zeigt. Genauer gesagt zeigte im Vergleich mit den Aminomethylverbindungen (Verbindungen A und B, die in der Japanischen Patentanmeldung Kokai Hei 5- 310740 offenbart sind) die erfindungsgemäßen Verbindungen eine verbesserte Aktivität gegen Pseudomonas aeruginosa. Außerdem zeigte die erfindungsgemäße Verbindung hervorragende antibakterielle Aktivität gegen Pseudomonas aeruginosa 3719, welcher gegen Meropenem resistent ist.
Außerdem zeigte die erfindungsgemäße Verbindung hervorragende pharmakokinetische Eigenschaften, wie die Halbwertszeit im Blut. Bei Verabreichung der erfindungsgemäßen Verbindung an Ratten war die Einverleibung in die Nebennierenrinde relativ gering. Wenn die Verbindung des Beispiels 1 intravenös an Ratten in einer Dosis von 200 mg/kg verabreicht wurde, zeigten die Ratten keine Nephrotoxizität.

Claims

1. (1R,5S,6S)-6-[(1R)-1-Hydroxyethyl]-1-methyl-2- [(2S,4S)-2-[(3R)-3-methylaminomethylpyrrolidin-1-ylcarbonyl]pyrrolidin-4-ylthio]-1-carbapen-2-em-3-carbonsäure oder ein pharmakologisch geeignetes Salz oder Derivat davon.

2. Zusammensetzung für die Prävention oder Behandlung von bakteriellen Infektionen, welche als wirksamen Bestandteil (1R,5S,6S)-6-[(1R)-1-Hydroxyethyl]-1-methyl-2-[(2S,4S)- 2-[(3R)-3-methylaminomethylpyrrolidin-1-ylcarbonyl]pyrrolidin-4-ylthio]-1-carbapen-2-em-3-carbonsäure oder ein pharmakologisch geeignetes Salz oder Derivat davon enthält.

3. Verwendung von (1R,5S,6S)-6-[(1R)-1-Hydroxyethyl]- 1-methyl-2-[(2S,4S)-2-[(3R)-3-methylaminomethylpyrrolidin-1- ylcarbonyl]pyrrolidin-4-ylthio]-1-carbapen-2-em-3-carbonsäure oder eines pharmakologisch geeigneten Salzes oder Derivats davon für die Herstellung eines Arzneimittels für die Prävention oder Behandlung von bakteriellen Infektionen.