benzhydryl 2β-(chloroacetoxy)methyl-penicillanate

• 分子结构分类: 有机化合物 - 苯类化合物 - 苯和取代衍生物
• 英文名称: benzhydryl 2β-(chloroacetoxy)methyl-penicillanate
• 英文别名: benzhydryl (2S,3R,5R)-3-[(2-chloroacetyl)oxymethyl]-3-methyl-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptane-2-carboxylate
• 化学式: C₂₃H₂₂ClNO₅S
• 分子量: 459.95
• InChiKey: KLEHVOUQVCTAJE-JZWVFAODSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  3.9
• 重原子数：
  31
• 可旋转键数：
  9
• 环数：
  4.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.35
• 拓扑面积：
  98.2
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  6

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  benzhydryl 2β-(chloroacetoxy)methyl-penicillanate 在 吡啶 、 sodium chlorite 、 potassium permanganate 、 sodium dihydrogenphosphate 、 2-甲基-2-丁烯 、 草酰氯 、 戴斯-马丁氧化剂 、 溶剂黄146 、 硫脲 作用下， 以 四氢呋喃 、 乙醇 、 二氯甲烷 、 水 、 丙酮 、 叔丁醇 为溶剂， 反应 5.0h， 生成 benzhydryl (2S,3R,5R)-3-carbonochloridoyl-3-methyl-4,4,7-trioxo-4lambda6-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptane-2-carboxylate
  参考文献：
  名称：

  Crystal Structures of KPC-2 β-Lactamase in Complex with 3-Nitrophenyl Boronic Acid and the Penam Sulfone PSR-3-226

  摘要：

  摘要 A 类碳青霉烯酶是碳青霉烯类抗生素效力的主要威胁。一种广泛存在的碳青霉烯酶 KPC-2 不易被β-内酰胺酶抑制剂（即克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦）抑制。为了探索 KPC-2 的不同抑制机制，我们测定了 KPC-2 与两种β-内酰胺酶抑制剂的晶体结构，这两种抑制剂遵循不同的失活途径和动力学。第一个复合物是一种小型硼酸化合物--3-硝基苯硼酸（3-NPBA）与 KPC-2 结合的复合物，分辨率为 1.62 Å。3-NPBA 与 KPC-2 K m 对 KPC-2 的 K m 值为 1.0 ± 0.1 μM（平均值 ± 标准误差），并通过与催化 S70 残基的可逆共价作用阻断活性位点。3-NPBA 的两个硼羟基原子分别位于氧阴离子孔和脱酰化水袋中。此外，3-NPBA 的芳香环还与活性位点中的 W105 形成了边对边的相互作用。以 1.26 埃的分辨率测定了 KPC-2 与五价砜 PSR-3-226 的结构。PSR-3-226 显示了 K m 值为 3.8 ± 0.4 μM，而 KPC-2 的失活速率常数 ( k inact ）为 0.034 ± 0.003 s -1 .当与 S70 共价结合时，PSR-3-226 会形成一个 反式 -烯胺中间体。主要的活性位点相互作用是通过羰基氧（位于氧阴离子孔中）和 PSR-3-226 的羧基（与 N132、N170 和 E166 相互作用）产生的。3-NPBA 和 PSR-3-226 是第一种与 KPC-2 形成酰酶复合物的β-内酰胺酶抑制剂。本研究在结构和抑制方面获得的启示有助于设计强效的 KPC-2 抑制剂。

  DOI：

  10.1128/aac.06099-11
• 作为产物：
  描述：

  6-氨基青霉烷酸 在 过氧乙酸 、 硫酸 、 silver(I) acetate 、 溶剂黄146 、 potassium iodide 、 potassium bromide 、 锌 、 sodium nitrite 作用下， 以 乙醇 、 二氯甲烷 、 水 、 甲苯 、 乙腈 为溶剂， 反应 11.5h， 生成 benzhydryl 2β-(chloroacetoxy)methyl-penicillanate
  参考文献：
  名称：

  Crystal Structures of KPC-2 β-Lactamase in Complex with 3-Nitrophenyl Boronic Acid and the Penam Sulfone PSR-3-226

  摘要：

  摘要 A 类碳青霉烯酶是碳青霉烯类抗生素效力的主要威胁。一种广泛存在的碳青霉烯酶 KPC-2 不易被β-内酰胺酶抑制剂（即克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦）抑制。为了探索 KPC-2 的不同抑制机制，我们测定了 KPC-2 与两种β-内酰胺酶抑制剂的晶体结构，这两种抑制剂遵循不同的失活途径和动力学。第一个复合物是一种小型硼酸化合物--3-硝基苯硼酸（3-NPBA）与 KPC-2 结合的复合物，分辨率为 1.62 Å。3-NPBA 与 KPC-2 K m 对 KPC-2 的 K m 值为 1.0 ± 0.1 μM（平均值 ± 标准误差），并通过与催化 S70 残基的可逆共价作用阻断活性位点。3-NPBA 的两个硼羟基原子分别位于氧阴离子孔和脱酰化水袋中。此外，3-NPBA 的芳香环还与活性位点中的 W105 形成了边对边的相互作用。以 1.26 埃的分辨率测定了 KPC-2 与五价砜 PSR-3-226 的结构。PSR-3-226 显示了 K m 值为 3.8 ± 0.4 μM，而 KPC-2 的失活速率常数 ( k inact ）为 0.034 ± 0.003 s -1 .当与 S70 共价结合时，PSR-3-226 会形成一个 反式 -烯胺中间体。主要的活性位点相互作用是通过羰基氧（位于氧阴离子孔中）和 PSR-3-226 的羧基（与 N132、N170 和 E166 相互作用）产生的。3-NPBA 和 PSR-3-226 是第一种与 KPC-2 形成酰酶复合物的β-内酰胺酶抑制剂。本研究在结构和抑制方面获得的启示有助于设计强效的 KPC-2 抑制剂。

  DOI：

  10.1128/aac.06099-11

文献信息

• Design, Synthesis, and Evaluation of 2β-Alkenyl Penam Sulfone Acids as Inhibitors of β-Lactamases
  作者：Hans G. F. Richter、Peter Angehrn、Christian Hubschwerlen、Malgosia Kania、Malcolm G. P. Page、Jean-Luc Specklin、Fritz K. Winkler

  DOI：10.1021/jm9601967

  日期：1996.1.1

  A general method for synthesis of 2 beta-alkenyl penam sulfones has been developed. The new compounds inhibited most of the common types of beta-lactamase. The level of activity depended very strongly on the nature of the substituent in the 2 beta-alkenyl group. The inhibited species formed with the beta-lactamase from Citrobacter freundii 1205 was sufficiently stable for X-ray crystallographic studies

  已经开发了合成2-β-链烯基戊砜的通用方法。新化合物抑制了大多数常见的β-内酰胺酶。活性水平非常强烈地取决于2-β-烯基中取代基的性质。用来自弗氏柠檬酸杆菌1205的β-内酰胺酶形成的抑制物对于X射线晶体学研究足够稳定。这些与紫外线吸收光谱法和化学降解研究一起，为新型抑制剂提出了一种新颖的反应机制，这可能说明了它们的广泛作用。（Z）-2β-丙烯腈戊砜砜Ro 48-1220是此类化合物中活性最高的抑制剂。该抑制剂增强了例如头孢曲松对产生β-内酰胺酶的多种生物的作用。
• Synthesis and biological evaluation of penam sulfones as inhibitors of β-lactamases
  作者：Oludotun A. Phillips、Andhe V.N. Reddy、Eduardo L. Setti、Paul Spevak、David P. Czajkowski、Herninder Atwal、Sameeh Salama、Ronald G. Micetich、Samarendra N. Maiti

  DOI：10.1016/j.bmc.2005.02.020

  日期：2005.4

  The chemical synthesis of a series of new penam sulfone derivatives bearing a 2 beta-substituted-oxyimino and -hydrazone substituents, their beta-lactamase inhibitory properties against selected enzymes representing class A and C beta-lactamases are reported. The oxime containing pertain sulfones strongly inhibited the Escherichia coli TEM-1 and Klebsiella pneumoniae cefotaximase (CTX-1) enzymes, but moderately inhibited the Pseudomonas aeruginosa 46012 cephalosporinase; while the 2 beta-substituted-hydrazone derivatives were generally less active against these enzymes. Furthermore, most of the inhibitors enhanced the antibacterial activities of piperacillin (PIP) and ceftazidime (CAZ) particularly against TEM-1 and CTX-1 producing bacterial strains. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• Crystal Structures of KPC-2 β-Lactamase in Complex with 3-Nitrophenyl Boronic Acid and the Penam Sulfone PSR-3-226
  作者：Wei Ke、Christopher R. Bethel、Krisztina M. Papp-Wallace、Sundar Ram Reddy Pagadala、Micheal Nottingham、Daniel Fernandez、John D. Buynak、Robert A. Bonomo、Focco van den Akker

  DOI：10.1128/aac.06099-11

  日期：2012.5

  Class A carbapenemases are a major threat to the potency of carbapenem antibiotics. A widespread carbapenemase, KPC-2, is not easily inhibited by β-lactamase inhibitors (i.e., clavulanic acid, sulbactam, and tazobactam). To explore different mechanisms of inhibition of KPC-2, we determined the crystal structures of KPC-2 with two β-lactamase inhibitors that follow different inactivation pathways and kinetics. The first complex is that of a small boronic acid compound, 3-nitrophenyl boronic acid (3-NPBA), bound to KPC-2 with 1.62-Å resolution. 3-NPBA demonstrated a K _m value of 1.0 ± 0.1 μM (mean ± standard error) for KPC-2 and blocks the active site by making a reversible covalent interaction with the catalytic S70 residue. The two boron hydroxyl atoms of 3-NPBA are positioned in the oxyanion hole and the deacylation water pocket, respectively. In addition, the aromatic ring of 3-NPBA provides an edge-to-face interaction with W105 in the active site. The structure of KPC-2 with the penam sulfone PSR-3-226 was determined at 1.26-Å resolution. PSR-3-226 displayed a K _m value of 3.8 ± 0.4 μM for KPC-2, and the inactivation rate constant ( k _inact ) was 0.034 ± 0.003 s ⁻¹ . When covalently bound to S70, PSR-3-226 forms a trans -enamine intermediate in the KPC-2 active site. The predominant active site interactions are generated via the carbonyl oxygen, which resides in the oxyanion hole, and the carboxyl moiety of PSR-3-226, which interacts with N132, N170, and E166. 3-NPBA and PSR-3-226 are the first β-lactamase inhibitors to be trapped as an acyl-enzyme complex with KPC-2. The structural and inhibitory insights gained here could aid in the design of potent KPC-2 inhibitors.

  摘要 A 类碳青霉烯酶是碳青霉烯类抗生素效力的主要威胁。一种广泛存在的碳青霉烯酶 KPC-2 不易被β-内酰胺酶抑制剂（即克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦）抑制。为了探索 KPC-2 的不同抑制机制，我们测定了 KPC-2 与两种β-内酰胺酶抑制剂的晶体结构，这两种抑制剂遵循不同的失活途径和动力学。第一个复合物是一种小型硼酸化合物--3-硝基苯硼酸（3-NPBA）与 KPC-2 结合的复合物，分辨率为 1.62 Å。3-NPBA 与 KPC-2 K m 对 KPC-2 的 K m 值为 1.0 ± 0.1 μM（平均值 ± 标准误差），并通过与催化 S70 残基的可逆共价作用阻断活性位点。3-NPBA 的两个硼羟基原子分别位于氧阴离子孔和脱酰化水袋中。此外，3-NPBA 的芳香环还与活性位点中的 W105 形成了边对边的相互作用。以 1.26 埃的分辨率测定了 KPC-2 与五价砜 PSR-3-226 的结构。PSR-3-226 显示了 K m 值为 3.8 ± 0.4 μM，而 KPC-2 的失活速率常数 ( k inact ）为 0.034 ± 0.003 s -1 .当与 S70 共价结合时，PSR-3-226 会形成一个 反式 -烯胺中间体。主要的活性位点相互作用是通过羰基氧（位于氧阴离子孔中）和 PSR-3-226 的羧基（与 N132、N170 和 E166 相互作用）产生的。3-NPBA 和 PSR-3-226 是第一种与 KPC-2 形成酰酶复合物的β-内酰胺酶抑制剂。本研究在结构和抑制方面获得的启示有助于设计强效的 KPC-2 抑制剂。