AT371474B

AT371474B - Verfahren zur herstellung von neuen cephalosporinantibiotika

Info

Publication number: AT371474B
Application number: AT473881A
Authority: AT
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1983-06-27
Also published as: ATA473881A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Cephalosporinantibiotika der allgemeinen Formel
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worin Ra und Rb, die gleich oder verschieden sind, je eine C-Alkylgruppe bedeuten oder zusammen mit dem C-Atom, an das sie gebunden sind, eine C,,,-Cycloalkylidengruppe darstellen, weiters Y i) eine N-Carbamoylmethylpyridiniumgruppe darstellt, und von deren nichttoxischen Salzen und nichttoxischen, metabolisch labilen Estern.

Die Cephalosporinverbindungen in der folgenden Beschreibung sind unter Bezugnahme auf
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die Basis-Cepham-Struktur mit einer Doppelbindung bezieht.

Cephalosporinantibiotika werden in weitem Masse bei der Behandlung von Krankheiten, welche durch pathogene Bakterien in Menschen und Tieren verursacht werden, verwendet und sind besonders nützlich bei der Behandlung von Krankheiten, welche durch Bakterien verursacht sind, die gegen andere Antibiotika resistent sind wie Penicillinverbindungen und bei der Behandlung von penicillinempfindlichen Patienten. In vielen Fällen ist es wünschenswert, ein Cephalosporinantibiotikum zu verwenden, das Aktivität sowohl gegenüber grampositiven als auch gramnegativen Mikroorganismen aufweist und es wurde eine beträchtliche Forschungsarbeit auf die Entwicklung verschiedener Typen von Breitband-Cephalosporinantibiotika aufgewendet.

So ist beispielsweise in der GB-PS Nr. l, 399, 086 eine neue Klasse von Cephalosporinantibiotika beschrieben, die eine 7ss- (a-verätherte Oxyimino)-acylamidogruppe enthalten, wobei die Oxyiminogruppe die syn-Konfiguration hat. Diese Klasse von Antibiotika ist durch eine hohe antibakterielle Aktivität gegenüber einer Reihe von grampositiven und gramnegativen Organismen gekennzeichnet, wobei gleichzeitig eine besonders hohe Stabilität gegenüber ss-Lactamasen, die durch verschiedene gramnegative Organismen erzeugt werden, vorliegt.

Die Entdeckung dieser Klasse von Verbindungen regte die weitere Forschung auf diesem Gebiet an, zu versuchen, Verbindungen mit verbesserten Eigenschaften zu finden, beispielsweise gegenüber besonderen Klassen von Organismen, besonders gramnegativen Organismen.

Beispielsweise sind in der GB-PS Nr. l, 496, 757 Cephalosporinantibiotika beschrieben, die eine 7 ss-Acylamidogruppe der Formel
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enthalten (worin Reine Thienyl- oder Furylgruppe ist ; RA und RB in weitem Masse variieren können und beispielsweise C 1-4 -Alkylgruppen sein oder zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Cg--Cycloalkylidengruppe bilden können und m und n jeweils 0 oder 1 sind, derart, dass die Summe von m und n 0 oder 1 ist), wobei die Verbindungen syn-Isomeren oder Mischungen von syn-und anti-Isomeren mit wenigstens 90% des syn-Isomeren sind. Die 3-Stellung

des Cephalosporinmoleküls kann unsubstituiert sein oder kann eine Vielzahl möglicher Substituenten haben.

Von diesen Verbindungen wurde gefunden, dass sie eine besonders gute Aktivität gegenüber gramnegativen Organismen besitzen.

Andere Verbindungen ähnlicher Stuktur wurden aus diesen Verbindungen entwickelt bei weite- ren Versuchen, Antibiotika mit verbesserter breitbandantibiotischer Aktivität und/oder höherer Akti- vität gegenüber gramnegativen Organismen zu finden. Derartige Entwicklungen umfassten Variationen nicht nur der 76-Acylamidogruppe der Formel (A), sondern auch die Einführung von besonderen
Gruppen in 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls.

So sind in der ZA-OS 78/1870 Cephalosporinverbindungen beschrieben, worin die 7ss-Acylamido- seitenkette unter anderem eine 2- (2-Aminothiazol-4-yl)-2- (gegebenenfalls-substituiert-alkoxyimino)- - acetamidogruppe ist. In diesen Verbindungen kann der Substituent in 3-Stellung aus einer grossen
Vielzahl organischer Reste ausgewählt sein einschliesslich unter anderem einer Gruppe der Formel -CH SR", worin Rx eine hetereocyclische Gruppe sein kann, z. B. eine Pyridylgruppe, die substituiert sein kann unter anderem durch eine Carbamoylmethylgruppe. In der Beschreibung sind unter zahl- reichen andern Beispielen Verbindungen erwähnt, worin die oben erwähnte, gegebenenfalls substi- tuierte Alkoxyiminogruppe eine Carboxyalkoxyimino- oder Carboxycycloalkoxyiminogruppe ist.

In der BE-PS Nr. 836813 sind Cephalosporinverbindungen beschrieben, worin die Gruppe R in Formel (A) durch beispielsweise eine 2-Aminothiazol-4-yl-gruppe ersetzt sein kann und die Oxyiminogruppe ist eine Hydroxyimino- oder blockierte Hydroxyiminogruppe. In solchen Verbindungen ist die 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls durch eine Methylgruppe substituiert, die ihrerseits gegebenenfalls substituiert sein kann durch eine grosse Zahl von dort beschriebenen Resten von nucleophilen Verbindungen. Beispiele für solche Reste umfassen die Mercaptogruppe, welche an einen 5- oder 6gliedrigen heterocyclischen Ring geknüpft sein kann, der ein bis vier Heteroatome, ausgewählt unter Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff, enthält.

Unter den für solche heterocyclischen Ringe angegebenen Beispielen ist die Pyridylgruppe, die gewünschtenfalls substituiert sein kann, beispielsweise durch eine niedrig-Alkylgruppe oder eine Carbamoylgruppe. In dieser Beschreibung wird solchen Verbindungen keine antibiotische Aktivität zugeschrieben, welche nur als Zwischenprodukte von dort beschriebenen Antibiotika erwähnt sind.

Weiterhin sind in der BE-PS Nr. 852427 Cephalosporinverbindungen beschrieben, worin die Gruppe R in Formel (A) durch eine Vielzahl von verschiedenen organischen Gruppen einschliesslich 2-Aminothiazol-4-yl ersetzt sein kann und worin das Sauerstoffatom in der Oxyiminogruppe an eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe geknüpft ist, welche ihrerseits substituiert sein kann, beispielsweise durch eine Carboxygruppe. In derartigen Verbindungen kann der Substituent in 3-Stellung in weitem Masse variieren und kann unter anderem eine gegebenenfalls substituierte heterocyclische Thiomethylgruppe sein. Viele Beispiele derartiger Gruppen sind in dieser Beschreibung angegeben, einschliesslich solcher, worin der heterocyclische Teil der Gruppe ein 3- bis 8gliedriger heterocyclischer Ring, enthaltend ein bis vier Stickstoffatome, ist, z.

B. eine Imidazolyl-, Pyrazolyl-, Pyridyl-, Pyrimidyl- oder Tetrazolylgruppe, die substituiert sein kann.

Es wurde nun gefunden, dass durch geeignete Auswahl einer kleinen Anzahl von besonderen Gruppen in der 7ss-Stellung in Kombination mit einer N-Carbamoylmethylpyridiniumthiomethylgruppe in 3-Stellung Verbindungen mit besonders guter Aktivität (weiter unten näher beschrieben) gegen- über einem weiten Bereich von üblicherweise auftretenden pathogenen Organismen erhalten werden.

Demnach ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der eingangs definierten, neuen Verbindungen dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel
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bindung ist, R4 und R4a je carboxylblockierende Gruppen sind und y1 eine Pyridylgruppe darstellt, mit einer carbamoylmethylierenden Verbindung umsetzt, welche dazu dient, eine Carbamoylmethylgruppe als Substituenten an das N-Atom des Pyridylringes anzufügen, vorzugsweise eine Verbindung der allgemeinen Formel HNCOCH, Z, worin Z eine austretende Gruppe, beispielsweise ein Halogenatom oder eine Hydrocarbylsulfonatgruppe, ist, wonach man nötigenfalls und bzw. oder gewünschtenfalls eine oder mehrere der folgenden Reaktionen in entsprechender Reihenfolge durchführt :

i) Überführung eines 2-Isomeren in das gesuchte d'-Isomere; ii) Reduktion einer Verbindung, worin B gleich ¯S + O ist, unter Bildung einer Verbindung, worin B gleich--S ist ; iii) Überführung einer Verbindung mit Carboxylgruppen in ein nichttoxisches Salz oder in einen nichttoxischen, metabolisch labilen Ester ; iv) Entfernen von carboxylblockierenden und bzw. oder N-schützenden Gruppen.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen sind syn-Isomeren. Die syn-isomere Form wird definiert durch die Konfiguration der Gruppe
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im Hinblick auf die Carboxamidogruppe. In der vorliegenden Beschreibung wird die syn-Konfiguration strukturell ausgedrückt als
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Es sei erwähnt, dass die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen geometrische Isomeren sind und eine gewisse Vermischung mit dem entsprechenden anti-Isomeren auftreten kann.

Die Erfindung umfasst in ihrem Bereich auch die Herstellung der Solvate (besonders der Hydrate) der erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen. Sie umfasst auch in ihrem Bereich die Herstellung der Salze von Estern von Verbindungen der Formel (I).

Es sei erwähnt, dass die N-Carbamoylmethylpyridiniumgruppe an das Schwefelatom über das 2-, 3-oder 4-Kohlenstoffatom des Pyridinrings gebunden sein kann.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen können in tautomeren Formen (beispielsweise im Hinblick auf die 2-Aminothiazolylgruppe) existieren und es sei erwähnt, dass solche tautomeren Formen, z. B. die Z-Iminothiazolinylform in den Bereich der Erfindung eingeschlossen sind. Weiterhin können die Verbindungen der oben angegebenen Formel (I) auch in alternativen zwitterionischen Formen existieren, beispielsweise worin die 4-Carboxylgruppe protoniert und die endständige Carboxylgruppe in der 7-Seitenkette deprotoniert ist. Derartige zwitterionische Formen und Mischungen davon sind in den Bereichen der Erfindung eingeschlossen.

Es sei weiterhin erwähnt, dass, falls einer der Reste Ra und R in Formel (I) eine Methyl-

gruppe bedeutet und der andere eine Äthylgruppe bedeutet, das Kohlenstoffatom, an das sie gebun- den sind, ein Asymmetriezentrum umfasst. Derartige Verbindungen sind diastereoisomer und die Erfin- dung umfasst sowohl die einzelnen Diastereoisomeren dieser Verbindungen, als auch die Mischungen davon.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen zeigen breitbandantibiotische Aktivität. Gegen- über gramnegativen Organismen ist die Aktivität ungewöhnlich hoch. Diese hohe Aktivität erstreckt sich auf viele ss-lactamaseerzeugende gramnegative Stämme. Die Verbindungen besitzen auch eine hohe Stabilität gegenüber ss-Lactamasen, welche durch eine Reihe von grampositiven und gramnegativen Organismen erzeugt werden.

Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen eine ungewöhnlich hohe Aktivität aufweisen gegenüber Stämmen von Pseudomonas-Organismen, z. B. Stämmen von Pseudomonas aeruginosa, sowie eine hohe Aktivität gegenüber verschiedenen Gliedern der Enterobacteriaceae (z. B. Stämme von Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium, Shigella sonnei, Enterobacter cloacae, Serratia marcescens, Providens-Spezies, Proteus mirabilis und besonders indol-positive Proteus-Organismen, wie Proteus vulgaris und Proteus morganii) und Stämmen von Haemophilus influenzae.

Die antibiotischen Eigenschaften der neuen Verbindungen sind sehr günstig im Vergleich mit denjenigen der Aminoglycoside wie Amikacin oder Gentamycin. Besonders trifft dies auf ihre Aktivität gegenüber Stämmen von verschiedenen Pseudomonas-Organismen zu, welche für viele existierende, im Handel erhältliche antibiotische Verbindungen nicht empfindlich sind. Im Gegensatz zu den Aminoglycosiden zeigen die Cephalosporinantibiotika normalerweise eine niedrige Toxizität beim Menschen.

Die Verwendung von Aminoglycosiden in der Humantherapie ist begrenzt oder kompliziert durch die relativ hohe Toxizität dieser Antibiotika. Die neuen Cephalosporinantibiotika besitzen demnach ausserordentlich grosse Vorteile gegenüber den Aminoglycosiden.

Die nichttoxischen Salzderivate, welche aus den Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
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B.amin-, Äthanolamin-, Diäthanolamin- und N-Methyl-glucosaminsalze). Andere nichttoxische Salzderivate umfassen Säureadditionssalze, z. B. gebildet mit Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Ameisensäure und Trifluoressigsäure. Die Salze können auch in Form von Resinaten vorliegen, gebildet mit beispielsweise einem Polystyrolharz oder vernetztem Polystyroldvinylbenzol-copolymerharz, enthaltend Amino- oder quaternäre Aminogruppen
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Formel (I) können bei therapeutischen Anwendungen auf Grund der raschen Verteilung derartiger Salze im Körper nach der Verabreichung verwendet werden.

Wo jedoch unlösliche Salze der Verbindungen (I) bei einer besonderen Anwendung erwünscht sind, z. B. zur Verwendung in Depotpräparaten, können derartige Salze in üblicher Weise gebildet werden, beispielsweise mit entsprechenden organischen Aminen.

Diese und andere Salzderivate, wie Salze mit Toluol-p-sulfonsäure und Methansulfonsäure können als Zwischenprodukte bei der Herstellung und/oder Reinigung der Verbindungen der Formel (I) beispielsweise bei den weiter unten beschriebenen Verfahren angewandt werden.

Die nichttoxischen metabolisch labilen Esterderivate, welche aus der Stammverbindung der Formel (I) gebildet werden können, umfassen Acyloxyalkylester, z. B. niedrig-Alkanoyloxymethyl- oder-äthylester wie Acetoxymethyl- oder -äthylester oder Pivaloyloxymethylester. Zusätzlich zu den obigen Esterderivaten umfasst die Erfindung in ihrem Bereich die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) in Form von andern physiologisch annehmbaren Äquivalenten, d. h. physiologisch annehmbaren Verbindungen, die wie die metabolisch labilen Ester in vivo in die stammantibiotische Verbindung der Formel (I) übergeführt werden.

Bevorzugte Verbindungen umfassen solche Verbindungen der Formel (I), worin Y 0 eine l-earb- amoylmethylpyridinium-4-yl-gruppe bedeutet. Bevorzugt sind auch solche Verbindungen, worin Ra und R beide Methylgruppen bedeuten oder zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Cyclobutylidengruppe bilden.

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Salze und nichttoxischen metabolisch labilen Ester. Diese besonders bevorzugten Verbindungen besitzen in einem aussergewöhnlichen Masse die allgemeinen antibiotischen Eigenschaften, welche vorher für die Verbindungen der Formel (I) angegeben sind, jedoch ist ihre ausgezeichnete Aktivität gegenüber Stämmen von Pseudomonas hervorzuheben. Die Verbindungen besitzen auch eine nützliche Aktivität gegenüber Stämmen von Staphylococcus aureus.

Die Verbindungen haben ausgezeichnete antibakterielle Eigenschaften, welche im allgemeinen durch menschliches Serum nicht beeinträchtigt werden und darüber hinaus ist die Wirkung von gesteigerten Inokula gegenüber den Verbindungen gering. Die Serumhalbwertzeit in Primaten deutet auf die Wahrscheinlichkeit einer relativ langen Halbwertzeit beim Menschen hin mit der Möglichkeit, dass weniger häufige Dosierungen für weniger ernste Infektionen erforderlich sind. Sie werden in den Körpern von kleinen Nagetieren gut verteilt und geben wertvolle therapeutische Spiegel nach subkutaner Injektion.

Experimentelle Infektionen bei Mäusen mit gramnegativen Bakterien wurden unter Verwendung der Verbindungen erfolgreich behandelt, insbesondere wurde ein guter Schutz gegen Stämme von Pseudomonas aeruginosa erzielt, ein Organismus, der normalerweise bei der Behandlung mit Cephalosporinantibiotika nicht anspricht. Der Schutz war gleichzusetzen mit der Behandlung mit einem Aminoglycosid, wie Amikacin. Die Verabreichung von 500 mg/kg von jeder der Verbindungen an Mäuse verursachte nicht den Tod, was auf eine LDso über dieser Zahl hinweist.

Die beschriebenen, erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen können zur Behandlung einer Vielzahl von Krankheiten, welche durch pathogene Bakterien in Menschen und Tieren verursacht werden, wie Infektionen des Respirationstrakts oder des Urinärtrakts, verwendet werden.

Bei obigen Verfahren wird die 3-Pyridylthiomethylverbindung der Formel (V) vorteilhaft mit einem carbamoylmethylierenden Mittel der Formel HaNCOCH : Z durchgeführt, worin Z eine abgehende Gruppe ist, wie ein Halogenatom (z. B. Jod, Brom oder Chlor) oder eine Hydrocarbylsulfonatgruppe (z. B. Mesylat oder Tosylat). Jodacetamid ist als carbamoylierendes Mittel bevorzugt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 60 C, vorteilhaft 20 bis 30 C, durch-
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niedrig-Dialkylketon, z. B. Aceton, einem halogenierten Kohlenwasserstoff, z. B. Dichlormethan oder Chloroform, oder einem Ester, z. B. Äthylacetat, durchgeführt werden.

Die 3-Pyridylthiomethylverbindung der allgemeinen Formel (V), welche als Ausgangsmaterial bei dem erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt wird, kann beispielsweise durch Reaktion einer Verbindung der allgemeinen Formel
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R, R,R4a voneinander unabhängig jeweils Wasserstoff oder eine carboxylblockierende Gruppe bedeuten und X ein austauschbarer Rest eines Nucleophils, z. B. eine Acetoxy- oder Dichloracetoxygruppe, oder ein Halogenatom, wie Chlor, Brom oder Jod ist, mit einem geeigneten Schwefelnucleophil, z. B.

Pyrid-4-thion, in analoger Weise zu der nucleophilen Austauschreaktion, welche in der GB-OS 2046261

beschrieben ist, hergestellt werden. Wenn X in der Formel (IV) ein Halogen ist, so wird die Reaktion vorzugsweise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels bewirkt, beispielsweise einer Base, wie Triäthylamin oder Calciumcarbonat. Gewünschtenfalls kann das obige Nucleophil in Form eines Metallthiolatsalzes verwendet werden.

Das Reaktionsprodukt kann aus der Reaktionsmischung, welche beispielsweise nicht reagiertes Nucleophil und andere Substanzen enthalten kann, durch eine Vielzahl von Verfahren einschliesslich Umkristallisieren, Ionophorese, Säulenchromatographie und Verwendung von Ionenaustauschern (beispielsweise Chromatographie an Ionenaustauschharze) oder makrovernetzten Harzen abgetrennt werden.
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Ein Ceph-2-em-reaktionsprodukt kann auch oxydiert werden, um das entsprechende Ceph-3-em- -l-oxyd zu ergeben, beispielsweise durch Reaktion mit einer Persäure, z. B. Peressigsäure oder m-Chlorperbenzoesäure ; das entstandene Sulfoxyd kann gewünschtenfalls anschliessend reduziert werden, wie weiter unten beschrieben, um das entsprechende Ceph-3-em-sulfid zu ergeben.

Wenn eine Verbindung erhalten wird, worin B--S-0 ist, kann diese in das entsprechende Sulfid übergeführt werden, beispielsweise durch Reduktion des entsprechenden Acyloxysulfoniumsalzes, das in situ durch Reaktion mit z. B. Acetylchlorid im Fall eines Acetoxysulfoniumsalzes hergestellt wurde, wobei die Reduktion beispielsweise mit Natriumdithionit oder mit Jodidionen, wie in einer Lösung von Kaliumjodid in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, z. B. Essigsäure, Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid oder Dimethylacetamid, bewirkt wird. Die Reaktion kann bei einer Temperatur zwischen-20 bis +50 C bewirkt werden.

Metabolisch labile Esterderivate der Verbindungen der Formel (I) können durch Reaktion einer Verbindung der Formel (I) oder eines Salzes oder geschützten Derivats davon hergestellt werden mit dem geeigneten veresternden Mittel, wie einem Acyloxymethylhalogenid (z. B. Jodid), zweckmässig in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder Aceton, und anschliessend, falls notwendig, durch Entfernung irgendwelcher Schutzgruppen.

Die Basensalze der Verbindung der Formel (I) können durch Reaktion einer Säure der Formel (I) mit einer geeigneten Base hergestellt werden. So können beispielsweise die Natrium- oder Kaliumsalze unter Verwendung der entsprechenden 2-Äthylhexanoat-oder Hydrogencarbonatsalze hergestellt werden. Die Säureadditionssalze können durch Reaktion einer Verbindung der Formel (I) oder eines metabolisch labilen Esterderivats davon mit der geeigneten Säure hergestellt werden.

Wenn eine Verbindung der Formel (I) als Mischung der Isomeren erhalten wird, so kann das syn-Isomere beispielsweise durch übliche Methoden erhalten werden, wie Kristallisation oder Chromatographie. Die syn-und anti-Isomeren können durch geeignete Techniken unterschieden werden, z. B. durch Dünnschichtchromatographie, Papierchromatographie oder Hochdruckflüssigkeitschromatographie oder durch ihre protonmagnetischen Resonanzspektren.

Wenn X ein Halogenatom (d. h. Chlor, Brom oder Jod) in Formel (IV) ist, so können die Ceph- - 2-em-ausgangsmaterialien in üblicher Weise hergestellt werden, z. B. durch Halogenierung eines 7ss-geschützten Amino-3-methyl-ceph-3-em-4-carbonsäureester-lss-oxyds, Entfernung der 7ss-Schutzgruppe, Acylierung der entstandenen 76-Aminoverbindung zur Bildung der gewünschten 76-Acylamido- gruppe und anschliessend durch Reduktion der 1 ss -Oxydgruppe später in der Reihenfolge. Dies ist in der GB-PS Nr. l, 326, 531 beschrieben. Die entsprechenden Ceph-2-em-verbindungen können hergestellt werden nach der Methode der NL-OS 6902013, beispielsweise durch Reaktion einer 3-Methyl- - ceph-2-em-verbindung mit N-Bromsuccinimid unter Bildung der entsprechenden 3-Brommethyl-ceph- - 2-em-verbindung.

Wenn X in Formel (IV) eine Acetoxygruppe ist, so können derartige Ausgangsmaterialien hergestellt werden beispielsweise durch Acylierung der 7-Aminocephalosporansäure. Verbindungen der Formel (IV), worin X andere Acyloxygruppen bedeutet, können durch Acylierung der entsprechenden 3-Hydroxymethylverbindungen hergestellt werden, welche beispielsweise durch Hydrolyse der geeigne-

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4-Brompyridin mit Jodacetamid und anschliessend mit einem Sulfid- oder Hydrosulfidsalz, wie z. B.
Natriumsulfid, um das 1-Carbamoylmethylpyridthion, z. B. l-Carbamoylmethylpyrid-4-thion, zu er- geben.

Es sei erwähnt, dass es bei einigen der obigen Umwandlungen notwendig sein kann, irgend- welche empfindlichen Gruppen in dem Molekül der in Frage stehenden Verbindung zu schützen, um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden. Beispielsweise kann es während irgendwelcher der obigen Reaktionsfolgen notwendig sein, die NH2-Gruppe des Aminothiazolylteils zu schützen, beispielsweise durch Tritylierung, Acylierung (z. B. Chloracetylierung), Protonierung oder eine andere übliche Methode. Die Schutzgruppe kann dann in irgendeiner geeigneten Weise, welche nicht den Abbau der gewünschten Verbindung verursacht, entfernt werden, z.

B. im Falle einer Tritylgruppe durch Anwendung einer gegebenenfalls halogenierten Carbonsäure, wie Essigsäure, Ameisensäure, Chloressigsäure oder Trifluoressigsäure oder durch Verwendung einer Mineralsäure, z. B. Chlorwasserstoffsäure oder Mischungen solcher Säuren, zweckmässig in Gegenwart eines protonschen Lösungsmittels, wie Wasser, oder im Falle einer Chloracetylgruppe durch Behandlung mit Thioharnstoff.

Carboxylblockierende Gruppen, welche bei der Herstellung der Verbindungen der Formel (I) oder bei der Herstellung der notwendigen Ausgangsmaterialien verwendet werden, sind wünschenswerterweise Gruppen, welche in einem geeigneten Stadium der Reaktionsfolge, zweckmässig in der letzten Stufe, leicht abgespalten werden. Es kann jedoch in manchen Fällen zweckmässig sein, biologisch annehmbare metabolisch labile carboxylblockierende Gruppen, wie Acyloxymethyl-oder-äthylgruppen (z. B. Acetoxymethyl-oder-äthylgruppen oder Pivaloyloxymethylgruppen) zu verwenden und diese in dem Endprodukt beizubehalten, um ein biologisch annehmbares Esterderivat der Verbindung der Formel (I) zu ergeben.

Geeignete carboxylblockierende Gruppen sind in der Literatur wohl bekannt und eine Zusammenstellung von repräsentativen blockierten Carboxylgruppen ist in der GB-PS Nu . 1, 399,086 enthalten. Bevorzugte blockierte Carboxylgruppen umfassen Aryl-niedrig-alkoxycarbonylgruppen, wie p-Methoxybenzyloxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl und Diphenylmethoxycarbonyl ; tert. Butoxy- carbonyl ; und niedrig-Haloalkoxycarbonylgruppen, wie 2, 2, 2-Trichloräthoxycarbonyl. Carboxylblockie- rende Gruppe (n) können anschliessend durch irgendeine in der Literatur bekannte, geeignete Methode entfernt werden ; so sind beispielsweise säure- oder basenkatalysierte Hydrolyse in vielen Fällen
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C"Äther" bezieht sich auf Diäthyläther, "Petrol" bezieht sich auf Petroläther (Kp. 40 bis 60 ), "Kieselgel" ist chromatographisches Siliciumdioxyd und"Calofort U" (J. Sturge, Birmingham, GB) ist eine Form von fein verteiltem Calciumcarbonat. Die protonmagnetischen Resonanzspektren wurden an den Produkten bei 100 MHz bestimmt. Die Integrale waren in Übereinstimmung mit den Zuordnungen ; die Zeichen der Kupplungskonstanten J, in Hz, wurden nicht bestimmt. Die folgenden Abkürzungen wurden verwendet : s = Singulett, d = Dublett, m = Multiplett, br = breit und ABq = AB-Quartett.

Beispiel 1 :
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und 0, 195 g 4-Mercaptopyridin in 12 ml trockenem Tetrahydrofuran wurde mit 0, 224 ml Triäthylamin behandelt und ergab eine rote Mischung. Nach kräftigem Rühren während 3 h bei 220 wurde das entstandene Produkt zwischen Äthylacetat und Wasser (enthaltend etwas Salzlösung) verteilt. Die organische Schicht wurde zweimal mit Wasser gewaschen und getrocknet und im Vakuum eingedampft und ergab 1, 647 g eines Schaumes.

Dieser Schaum wurde durch Chromatographie an einer Säule von Merck Kieselgel 60 (0, 21

bis 0, 06 mm lichte Maschenweite, 80 g), die mit Toluol/Äthylacetat (3 : 2) in 80 mI-Fraktionen eluiert wurde, gereinigt. Die geeigneten Fraktionen wurden gesammelt, vereinigt und eingedampft und ergaben 0, 92 g der Titelverbindung als Schaum ;

[a] D -7 (c, 88, GHCIa) ;
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b) Diphenylmethyl- (lS, 6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-tert.-butoxycarbonylprop-2-oxyimino)-2-(2-tritylamino- thiazol-4-yl)-acetamido]-3- [(1-carbamoylmethylpyridinium-4-yl)-thiomethyl]-ceph-3-em-4-carb- oxylat, 1-Oxyd, Jodidsalz
0, 106 g des Produkts von Stufe (a) und 0, 055 g Jodacetamid wurden in 0, 5 ml Chloroform suspendiert und während 18 h bei 220 stehengelassen. Die Mischung wurde dann während 6 h bei 220 gerührt und bei etwa 150 während 2 1/2 Tagen stehengelassen. Die Mischung wurde mit etwa 3 ml Äthylacetat verdünnt und tropfenweise zu 25 ml Äther gegeben.

Der Niederschlag wurde abfiltriert und mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet und ergab 0, 105 g der Titelverbindung als festen Stoff ; [a] D -140 (c, 0, 28, CHCl3) ;
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xmax- carboxylat, Jodidsalz
0, 744 g des Produkts von Stufe (b) in 5 ml Aceton wurden mit 0, 4 g trockenem gepulvertem Kaliumjodid behandelt.

Die gerührte und auf -100 gekühlte Mischung wurde mit 0, 086 ml Acetylchlorid behandelt und das Produkt wurde während 1 1/4 h bei 0 bis 20 gerührt. Die Mischung wurde langsam zu einer gerührten Lösung von 1 g Natriummetabisulfit in 100 ml Wasser zugegeben und der Niederschlag wurde abfiltriert und mit Wasser gewaschen und im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet und ergab 0, 679 g eines festen Stoffes, der etwas Ausgangsmaterial enthielt.

Die Reduktionsfolge wurde an 0, 679 g des Produkts exakt wie oben beschrieben, wiederholt (mit der Ausnahme, dass die Reaktionszeit bei 0 bis 20 50 min war) und ergab einen Niederschlag, der in Chloroform extrahiert wurde. Die organische Lösung wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft und ergab 0, 636 g Titelverbindung als Schaum ; [a] D -37 (c, 0, 34, CHCIs) ;
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1% 1%0, 53 g des Produkts von Stufe (c) wurden mit 1 ml Anisol behandelt und 4 ml Trifluoressigsäure wurden zugegeben. Die Suspension wurde während 2 min bei 22 sehr kräftig gerührt und dann zu einem Öl eingedampft, das mit Äther verrieben und im Vakuum getrocknet wurde und 0, 392 g eines festen Stoffes ergab, der mit 0, 12 ml Anisol und dann anschliessend mit 15 ml Trifluoressigsäure behandelt wurde.

Die Suspension wurde während 15 min bei 220 gelegentlich kräftig gerührt und dann filtriert. Der Rückstand wurde mit 2 x 5 ml Trifluoressigsäure gewaschen und das Filtrat mit den Waschflüssigkeiten wurde zu einem Öl eingedampft, das beim Verreiben mit Äther einen
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und 0, 3524, 86 g Diphenylmethyl- (lS, 6R, 7R)-3-bromomethyl-7- [ (Z)-2- (1-tert. butoxycarbonylcyclo-but-l-oxy- imino) -2- (2-tritylaminothiazol-4-yl) -acetamido] -ceph-3-em-4-carboxylat-l-Oxyd in 150 ml Aceton wurden mit 693 mg 4-Mercaptopyridin und 1, 56 g Calofort U behandelt. Die erhaltene Mischung wurde während 80 min zum Rückfluss erhitzt, filtriert und der Rückstand wurde mit Aceton gewaschen.

Das Filtrat und die Waschflüssigkeiten wurden eingedampft und ergaben einen festen Stoff, der in 100 ml Dichlormethan gelöst und mit 100 ml gesättigtem wässerigem Natriumhydrogencarbonat, 100 ml Wasser und 100 ml Salzlösung gewaschen wurde und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet wurde. Die Lösungsmittel wurden eingedampft und ergaben einen Schaum. Dieser wurde an einer Säule von 160 g Kieselgel 60 chromatographiert und die Säule wurde mit Dichlormethan/Aceton (3 : 1) eluiert. Geeignete Fraktionen wurden vereinigt und eingedampft und ergaben 2, 98 g Titelverbindung als Schaum ;
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74- em-4-carboxylat, 1-Oxyd, Jodidsalz
2, 9 g des Produkts von Stufe (a) und 0, 99 g Jodacetamid wurden in 16 ml Chloroform gelöst und während 16 h bei 21 gerührt und dann während 3 Tagen bei 220 stehengelassen.

Die Lösung
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ergab 3, 08- 4-carboxylat, Jodidsalz
2, 9 g des Produkts von Stufe (b) in 20 ml Aceton wurden mit 1, 54 g Kaliumjodid behandelt und die Mischung wurde auf-100 gekühlt und mit 0, 33 ml Acetylchlorid behandelt. Die Mischung wurde während 2 1/2 h bei 0 bis 50 gerührt und dann langsam zu einer gerührten Lösung von 4 g Natriummetabisulfit in 10 ml Wasser zugegeben und der Niederschlag wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und über Phosphorpentoxyd getrocknet und ergab 2, 52 g der Titelverbindung ;

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nm (Eumax (CHBr3), 3460,3400, 3260 (NH und NH2), 1794 (ss-Lactam), 1720 (C02R), 1700 (CONH2) und 1690 und 1526 cm-' (CONH).
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7R)-7- [ (Z)-2- (2-Aminothiazol-4-yl)-2- (1-carboxycyclo-but-l-oxyimino)-acetamido]-3- [ (1-2, 05 g des Produkts von Stufe (c) wurden mit 4 ml Anisol und 16 ml Trifluoressigsäure behandelt. Die Suspension wurde 2 min bei 22 sehr kräftig gerührt und die Lösungsmittel wurden eingedampft und man erhielt ein Öl, das mit Äther verrieben wurde, um einen festen Stoff zu ergeben.

Dieser feste Stoff wurde in 2, 5 ml Anisol und 58 ml Trifluoressigsäure suspendiert und während 15 min bei 22 sehr kräftig gerührt und dann filtriert. Der Rückstand wurde mit 2 x 5 ml Trifluoressigsäure gewaschen und das Filtrat und die Waschflüssigkeiten wurden eingedampft und man erhielt ein Öl, das beim Verreiben mit Äther einen festen Stoff ergab. Dieser wurde in 40 ml Trifluoressigsäure gelöst und 100 ml Wasser wurden zugegeben. Die Lösung wurde während 30 min bei 220 gerührt, auf etwa 60 ml im Vakuum eingeengt und mit 3 x 100 ml Äther gewaschen. Die wässe-

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13"max (Nujol), 3300 (NH2 und NH), 1780 (ss-Lactam), 1670 (CF3CO2-), 2690 und 1720 (CO, H),
1710 (CONH), 1690 und 1550 cm-l (CONH).

Das Produkt wurde weiter gereinigt durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie und Säulenchromatographie.

Pharmazeutische Formulierungen
Die erfindungsgemäss erhältlichen antibiotischen Verbindungen gemäss der Erfindung können zur Verabreichung in irgendeiner geeigneten Form formuliert werden in Analogie zu andern Antibiotika und man erhält dabei pharmazeutische Zusammensetzungen, welche die neuen antibiotischen Verbindungen angepasst zur Verwendung in der Human- oder Veterinärmedizin enthalten. Derartige Zusammensetzungen können zur Verwendung in üblicher Weise mit Hilfe irgendeines notwendigen pharmazeutischen Trägers oder Exzipienten dargeboten werden.

Die neuen antibiotischen Verbindungen können zur Injektion formuliert werden und können in Einheitsdosisform in Ampullen oder in Multidosisbehältern, falls notwendig mit einem zugesetzten Konservierungsmittel, dargeboten werden. Die Zusammensetzungen können solche Formen wie Suspensionen, Lösungen oder Emulsionen in öligen oder wässerigen Trägern sein und können Formulierungsmittel, wie Suspendiermittel, Stabilisier- und/oder Dispergiermittel enthalten. Alternativ kann der aktive Bestandteil in Pulverform zur Zubereitung mit einem geeigneten Träger, beispielsweise sterilem, pyogenfreiem Wasser, vor der Verwendung vorhanden sein.

Gewünschtenfalls können solche Pulverformulierungen eine geeignete nichttoxische Base enthalten, um die Wasserlöslichkeit des aktiven Bestandteils zu verbessern und/oder sicherzustellen, dass wenn das Pulver mit Wasser zubereitet wird, der pH-Wert der entstandenen wässerigen Formulierung physiologisch annehmbar ist. Alternativ kann die Base in dem Wasser, womit das Pulver zubereitet wird, enthalten sein. Die Base kann beispielsweise eine anorganische Base wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat oder Natriumacetat oder eine organische Base wie Lysin oder Lysinacetat sein.
EMI10.2

Zur Medikation für die Augen oder Ohren können die Präparate als individuelle Kapseln in flüssiger oder halbfester Form oder als Tropfen formuliert sein.

Die Zusammensetzungen für die Veterinärmedizin können auch beispielsweise als intramammäre Präparate entweder in langwirkenden oder kurzzeitig freisetzenden Basisstoffen formuliert sein.

Die Zusammensetzungen können von 0, 1% aufwärts, z. B. 0, 1 bis 99%, aktives Material in Abhängigkeit von der Verabreichungsmethode enthalten. Wenn die Zusammensetzungen Dosiseinheiten umfassen, wird jede Einheit vorzugsweise 50 bis 1500 mg des aktiven Bestandteils umfassen. Die Dosierung, wie sie für einen Erwachsenen in der Humantherapie angewandt wird, umfasst vorzugsweise von 250 bis 6000 mg pro Tag, in Abhängigkeit von dem Verabreichungsweg und der Häufigkeit der Verabreichung. Beispielsweise sind für den Erwachsenen in der Humantherapie 1000 bis 3000 mg pro Tag, intravenös oder intramuskulär verabreicht, normalerweise ausreichend. Bei der Behandlung von Pseudomonasinfektionen können höhere Dosen pro Tag erforderlich sein.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen können in Kombination mit andern therapeutischen Mitteln wie Antibiotika, beispielsweise Penicillinen oder andern bzw. Äther-Cephalosporinen, verabreicht werden.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von neuen Cephalosporinantibiotika der allgemeinen Formel EMI11.1 worin Ra und Rb, die gleich oder verschieden sind, je eine C, 2-Alkylgruppe bedeuten oder zusam- EMI11.2 nichttoxischen, metabolisch labilen Estern, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel EMI11.3 worin Ra und Rb die angeführte Bedeutung haben, R3 eine Aminogruppe oder geschützte Aminogruppe ist, B für---S oder--S-0 (a-oder ss-) steht, die gestrichelte Linie, welche die 2-, 3-und 4-Stellungen miteinander verbindet, anzeigt, dass die Verbindung eine Ceph-2-em- oder Ceph-3- - em-verbindung ist, R4 und R je carboxylblockierende Gruppen sind und y1 eine Pyridylgruppe darstellt,

mit einer carbamoylmethylierenden Verbindung umsetzt, welche dazu dient, eine Carbamoylmethylgruppe als Substituenten an das N-Atom des Pyridylringes anzufügen, vorzugsweise eine Verbindung der allgemeinen Formel H2NCOCH2Z, worin Z eine austretende Gruppe, beispielsweise ein Halogenatom oder eine Hydrocarbylsulfonatgruppe, ist, wonach man nötigenfalls und bzw. oder gewünschtenfalls eine oder mehrere der folgenden Reaktionen in entsprechender Reihenfolge durchführt : i) Überführung eines #2-Isomeren in das gesuchte A'-Isomere ; ii) Reduktion einer Verbindung, worin B gleich > S---' > - 0 ist, unter Bildung einer Verbin- dung, worin B gleich--S ist ; iii) Überführung einer Verbindung mit Carboxylgruppen in ein nichttoxisches Salz oder in einen nichttoxischen, metabolisch labilen Ester ;

iv) Entfernen von carboxylblockierenden und bzw. oder N-schützenden Gruppen.