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Pénicillines.
La présente invention concerne les pénicillines, et elle concerne plus particulièrement un procédé pour la préparation de pénicillines [alpha]-amino substituées en partant de dérivés eilyle
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réactifs de l'acide 6-arainopéniclllanique.
Il a été maintenant trouvé que des pénicillines contenant des groupes amino libres dans la moitié acyle peuvent être
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préparées en partait a1 une solution homogène <*'un dérivé silyle réactif de l'acide 6-am1nopénic111an1que, par exemple un enter trialcoyloilyle de l'acide ô-N-tr1aleoyls11ylaminopeluc11lan1que dans un solvant organique anhydre avec ou sans une base organique présente, Il est possible de cette manière d'obtenir ces pénicil- lines avec des rendements dépassant ceux obtenus par les méthodes conventionnelles.
En conséquence,la présente invention prévoit un procédé pour la préparation de pénicillines de la formule générale
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et. leurs sels non toxiques, où R est un atome d'hydrogène ou un groupe alcoyle, aryle ou aralcoyie qui peut 8tre substitue., dans lequel procédé on fait réagir un composé de la formule générale :
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(où R1, R2 et R3 sont identiques ou différente,, et chacun d'eux , est un groupe alcoyle aryle ou aralcoyle ou une solution de ceux-ci* ou bien des mélanges bruts de réaction obtenus en faisant réagir
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l'acide 6-amino pénieillanique avec des agents de lilylation ou des solutions de ces mélanges) avec un dérivé réactif d'un acide carboxylique de la formule générale :
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et en enlevant ensuite les groupes silyle par solvolyse. Le
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groupe amino dans la formule III est empêcha de prendre part à la réaction par le fait qu'il est ou bien protoné, Inclue dans un anhydride cyclique tel que la oxazolid-2$5ione, ou bien condensé avec un hydroxyaldéhyde aromatique en une base Schiff.
Des exemples de dérivés réactifs comprennent les esters activer les chlorures ou bromures de l'acide carboxylique, des anhydrides acides ou des anhydrides mixtes aveo d'autres acides
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carboxyliques ault'aniquea ou anorganiques, ou des dérivés obtenus en partant d'un acide carboxylique et d'une carbodi1m1de ou N,N'-earbonyldi1midazole.
Les sels sont des sels non-toxiques comprenant des sels métalliques non-toxiques tels que des sels de sodium, potassium, calcium et aluminium, ammonium et des sels ammoniques substitués,
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par exemple des sels d'aminée non-toxiques tels que trialeoylantlnes, y compris la triethylamine, procaïne, dibenzylamine, N-benzyl-béta- l phénéth11am1ne, 1-dphênamine, N#N 1-dibenzyléthylènediamines déhydroabîètylamine, N$N 1 bie-dehydroabidtylêthylènediamine, et autres aminés qui ont été employées pour former des cela avec la benzylpénicilline,
Selon une forme de la présente invention,
des pénicillines contenant des groupes amino libres dans la moitié acyle ont été préparées avec de bons rendements en faisant réagir les dérivés
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silyle de l'acide 6-aminopénicillanique avec des anhydrides cycli- ques d'acides amino, par exempleoxazolid 2:5 diones, ou avec des
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chlorhydrates de chlorure aaidéamino.
Des bases organiques tertiaires telles que triéthylamine, N#N-diméthylanlline, éthylpiperidine, 2,6-lutidine, quinoléine ou même un excès du oomposé silyle peuvent être employées comme accepteurs de protone ou comme agents formateurs de sels.
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Les réactions avec les anhydrides sont généralement réalisées à des températures basses, et dans les conditions de réaction employées les acides carbamiques formée sont stabilisés sous forme de sel avec les bases. De cette manière, le groupe amino des anhydrides ne peut pas réagir davantage et on évite les réactions subsidiaires indésirables. Lorsqu'on laisse la température s'élever après que la réaction d'accouplement est achevée, le sel de l'acide carbamique se décompose et le groupe amino est libéré. Par addition d'eau ou d'un alcool, les groupes trialcoylsilyle sont hydrolyses et on obtient la pénicilline désirée.
Dans l'acylation avec les chlorhydrates de chlorure acide amino, la base employée ne doit pas être telle qu'elle enlève le chlorhydrate de l'acide amino. Après que la réaction d'accouple- ment est achevée, le chlorhydrate est facilement olivé par addition d'eau et réglage du pH.
Selon une autre forme de l'invention, une base Schiff d'un acide amino avec un hydroxyaldéhyde aromatique tel que 2-hydroxy-1-naphtaldéhyde ou 5-chlorosalicyladéhyde est traitée avec un essor d'acide chloroformique dans un solvant anhydre tel que dyméthyl-formamide, acétone, chloroforme ou tétrahydroturane à une température inférieure à 0 C et ensuite l'anhydride mixte obtenue est laissée réagir "in situ" avec un dérivé silyle réactif de l'acide 6-aminopénicillanique. Ensuite, l'eau est ajoutée et le mélange est acidifié jusqu'à un pH= 2 pendant un laps court de temps afin d'hyorolyser les groupes silyle et le groupe arylidène.
L'enlèvement des groupes silyle se fait très facilement par addition d'eau ou un alcool au mélange de réaction. Les groupes allyle sont ainsi immédiatement transformés en disiloxanes ou alcoxysilanes, qui sont solubles dans les solvants organiques et
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sont avantageusement enlevée du mélange do réaction.
L'enlèvement facile des groupes de protection employés selon la présente invention est en net contraste avec les difficultés rencontrées aveo d'autres groupes de protection, par exemple le groupe
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oarbobenzyloxy employé dans la synthèse conventionnelle d'amino pénicillines en partant de l'acide 6-aminopénioillanique,
Les produits préparés selon la présente invention peuvent être isolés et purifiés par les techniques employées avec d'autres
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aminop6n101l11nes.
Si l'acide de la formule générale III contient un ou
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plusieurs centres annymétriquens les pénicillines correspondantes peuvent exister sous formes diastéréolnométriquen, qui sont toutes biologiquement actives. Il est bien entendu que la présente invention comprend les diastéréosiomères ainsi que leurs mélanges.
Les dérivés 81lyle de l'acide 6-aminopeniclllanique employés comme matériaux de départ, dans le procédé selon la présente inven- tion sont préparés en faisant réagir l'acide 6-aminopénioillanique ou un sel de cet acide aveo un composé de la formule générale,
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oh R1, a2 et R3 ont la mame signification que ci-dessus et X est un halogène ou le groupe N R5 ou S - R5, oh R4 eat de l'hydrogène est R5 ou R1, * et R5 est de l'hydrogène, R1 ou
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Ainsi, les esters tfcialeoylsllyle de l'acide f-N-trialooyl- ellylaminopénieillanique peuvent être préparés en traitant un sel de l'acide 6-aminopénieillanique, par exemple le sel soI1JUe,
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potassique ou oaloique avec une chlorotrialcoyleilant dans un solvant organique tel que benzène, toluène,
t'arnam!,de ou diméthylformamide en présence d'une base organique tertiaire telle que trith11am111e, éthylpipéridine ou 2o6-lut-Adint. Après avoir agité pendant quelques heures, on obtient une solution du composé silyle qui peut, si on le désire, être utilisée pour la synthèse de la pénicilline. Si le solvant est enlevé "in vaouo", le composa silyle est laissé sous la forme d'un résidu huileux épais, qui pourra être cristallisé.
Une autre méthode pour la préparation de composés silyle
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implique le chauffage de l'acide 6-aminopénieillanique aveot= un excès d'une hexaalooyldlsilasane à température élevée pendant qu'on enlève de manière continue la base libérée.
Une autre méthode encore, qui constitue une méthode
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préférentielle, de préparation des dérivés tr1alooyles1l1le de l'acide 6-amlnopénioillaniqu'e consiste à chauffer un mélange d'acide 6-aminopénioillanique avec plus de deux moles d'une Y-trialcoyl- ellyldialcoylaminop telle que la N-trim'tbyls11yld1étbylam1ne ou N-triméthyls1lyld1méthylam1ne,. à une température comprise entre 50 et 170' C de sorte que la dialcoylamine qui est formée pendant la réaction se sépare par distillation. La réaction est en général achevée endéans une heure et l'excès de txialooylailyldialcoylamine est enlevé sous vide en laissant les dérivés trlalooylsilyle de l'acide 6-aminopénieillanique sous la forme d'une huile épaisse pouvant être cristallisée.
Les dérivés silyle sont solubles dans des solvants organi- ques tels que éther, tétrahydrofurane, dioxyane acétone, benzène, toluène, éther de pétrole, chlorure de méthylène, chloroforme,
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tormamide et dlméthylformaalde, est également dans les trialcoyl- ellyldialcoylamines qui peuvent être employés comme réactifs. En refroidissant les solution par exemple dans de l'éther diéthylique,
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éther de pétrole ou N-triméthylsilyl-diéthylamine, le dérivé silyle peut cristalliser.
Les groupes substitués silyle dans les composés sont facilement enlevés par addition d'eau ou d'un alcool tel que le méthanol ou l'éthanol et à cause de leur sensibilité à l'égard
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des agents d'hydroxylation Ils sont de préférence préparés d<uie ' conditions strictement anhydres.
Les exemples qui suivent; illustrent la présente invention : Exemple J.
4,3 gre, (OjC2 mole) d'acide 6-aminopénicillanique ont ê1 Mélangea avec 14,5 grue (0,1 mole) de N.tr1mthyl.llyld1êthYla!Yt:H;,' et chauffés avec agitation en faisant passer un courant lent -:< :1( sec dans le mélange de réaction. A 6070C une dissolution zaza de l'acide 6..aminopn10111Im1que s'est produite, et h 80*C ur liquide a commencé 4 se séparer par distillation. Après 20 mi utes la température a été graduellement élevée k 3.5a'C et maintenu oe niveau pendant 5 minutes pour achever la réaction. La durée t&r de la réaction a été de 45 minutes. On a laissé alors refroidir le mélange de réaction à 8000 et ensuite tous les constituants volatils ont été séparés par distillation, finalement sous vide, en laissant un résidu huileux.
Le résidu a été mis sous vide pendant une heure à 0,5 en donnant de l'ester triméthylsilyle de l'acide 6-N-trimth.ai.ßr;.. aminopénicillanique nous la forme d'une huile épaisse brunâtre.
(7,1 gr. correspondant à un rendement de 98,5% du produit brut),
La résidu a été dissous dans 30 ml. d'éther de pétrole sec (point d'ébullition 40/60 C) et une petite quantité de produite insolubles Déparé. par filtration Le dérivé triméthylsilyle s'est séparé noue
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forme de petite aiguilles cristallines incolores, qui furent recueillies par filtration dans des conditions rigoureusement sèches, Après lavage avec de l'éther de pétrole, et séchage dans un courant d'azote sec, on a obtenu 5,4 gr, du produit qui avait
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un point de fusion de 67 à 68* c Analyse CI,iIHS05ssi 060,57) 9 ut trouver 15,4 calculé$ 15,
56 Le composé se caractérisait par non spectre IR, lequel
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entre autres montrait des bandes d'absorption à 3390, 2970, 1775, 1720, 1S7O-5O et 840 cm"1, indiquant- la présence d'un groupe NU, de groupes méthyle, de liaison p-lactame, de groupes entera carboxyliques et groupes trimèthyleilyle respectivement, Le componé était soluble dans des solvants organiques anhydres tels . que les suivants s dléthylither, dioxane, tétrahydroturane, acétone, benzène, toluène, éther de pétrole, chloroforme, chlorure de méthylène, tormamide et dimdthyltormamides Par addition d'éthanol ou méthanol dans l'eau à ces solutions on a immédiatement produit un précipité blanc qui s'est dissous dans de l'alcali dilué et
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pouvait être ra..praipit6 par addition d'acide.
Le spectre IR de ce produit était sous tous rapports Identiques à celui de l'acide 6-amlnopéniolllanlque, La récupération de l'acide 6-arainopénicillanique était presque quantitative.
D'autres essais ont montré que la réaction pouvait être effectuée avec un résultat aussi bon en employant de 2 à 5 moles
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de N-tr1méthylsilyld1éth1lamine par mole d'acide 6-amino- pénieillanique et en employant une température de réaction variant entre 70 et 170 C.
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La. U-trlmdthylellyldièthylamine employée dans cet exemple
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au été préparée comme décrit par Sauer et Hasek, J. Am. Chem. 80000 68,241 (1946). exemple 4,7 grammes (0,01 mole) du sol de calcium de l'acide
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6*amlnopénielllanlque ont été mis vn suspension dans 25 ml. de benzène sec,# 2<03 gr. (0,02mole) de trléthylamîne sèche et 4,35 gr.
(0,04 mole) de triméthylohlorosilane ont été ajoutée et le mélange a été chauffé avec agitation pendant 3 heures à 60 C dans une atmosphère d'azote zec. Le mélange de réaction a été filtré en prenant des précautions pour éviter l'humidité et la solution claire résultante a été évaporée sous vide et on a
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obtenu 2,1 gr. (2gG) de l'ester trimdthyleilyle de l'acide 6-N-triméthylsilylamlnopénioillanique sous la forme de résidu huileux. Le spectre IR de ce produit était identique au produit obtenu dans l'exemple 1.
Le sel de calcium employé dans cet exemple a été obtenu en '
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dissolvant l'acide 6-aminopénieillanique avec une quantité calculée d'hydroxyde de calcium dans l'eau et en séchant avec congélation la solution résultante. Le sel présentait une pureté de 96% dé- terminée par l'essai hydroxylamine. Avant l'emploi, il a été séché sous vide sur du pentoxyde de phosphore.
En substituant 0,02 mole de sel de sodium de'l'acide
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6-aminopénieillanique à la place du sel de calcium dans cet exemple et en suivant la méthode ci-dessus, on a obtenu 1,8 gr* (25%) du dérivé bis#triméthylsilyle de l'acide 6'-aminopénioillanlque.
On a vérifié par analyse aux infra-rouges que ce produit était identique avec le produit de l'exemple 1.
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Exemple 3.
10,8 gr. (0,05 mole) d'acide 6-aminopénicillanique sec ont été mélangée avec 24,2 gr. (0,15 mole) de hexaméthyldisilazane et le mélange a été chauffé avec agitation pendant qu'on y faisait passer un courant lent d'azote sec* la réaction commençant a 90 C avec évolution d'ammoniac.
Après 3 heures à 120 C. le mélange de réaction a été laissé se refroidir à la température ambiante et on ajouté 25 ml. d'éthor sec, On a alors filtré le mélange à l'abri de l'humidité et la solution claire résultante a été concentrée joue vide pour donner 11,6 gr. correspondant à un rendement de 64,5% d'ester triméthylsilyle de l'acide 6-N-triméthyl- silylamino pénioillanique sous la forme d'une huile jaunâtre épais- se. L'analyse infra-rouge a montré que ce produit était identique au produit obtenu dans l'exemple 1. La hexaméthyldisilazane employée dans cet exemple a été préparée selon Sauer, J.Am.Chem.Soc.
66, 1707 (1944).
Exemple 4.
Préparation d'acide 6-([alpha]-aminophénylacétamide)-pénicillanique a) A une solution refroidie par de la glace de 0,01 mole d'ester triaéthylsilyle de l'acide 6-N-triméthylsilylamino- pénicillanique et 1,30 gr. (0,01 mole) de quinoléine redietillée dans 25 ml. de tétrahydroturane sèche on a ajouté avec agitation 2,06 gr.(0,01 mole) de chlorhydrate de [alpha]-aminophénylacéthylchlorure.
Le flacon de réaction a été refroidi dans un bain de glace et le mélange de réaction a été mis à l'abri de l'humidité. Après achèvement de l'addition, on a continué l'agitation pendant 15 minutes dans le bain de glace et ensuite pendant 60 minutes encore, à la température ambiante.
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100 ml. d'eau et 30 ml. d'une solution normale de bicarbmate de potassium ont alors été ajoutés et l'agitation a été contunu pendant 5 minutes encore. On a lavé la solution neutre deux foie avec de l'éther et on l'a analysée par la chromatographie au papier pour montrer la présence de la pénicilline en même temps qu'une petite quantité d'acide 6-aminopénicillanique. On a traité la solution par les méthodes conventionnelles pour donner 2,27 gr.
(65,3%) de la pénicilline sous la forme d'une poudre cristalline blanche d'une pureté de 80% telle que déterminée par des essais alcalimétriques. Le produit empêchait la croissance de Staph.aureus Oxford à une concentration de 0,03 mog./ml.
L'hydrochlorure [alpha]-aminophénylacéthylchlorure a été par en faisant réagir l'acide D, L-a-aminophénylaoétique aveu pentachlorure de phosphore dans le chlorure d'aoétyle pendant; 20 heures. Le produit a été isolé par filtration et après lavage à fond avec de l'éther de pétrole on a obtenu un produit blanc qui s'agglomérait au-dessus de 100 C, mais ne présentait pas de point de fusion précis.
Le produit contenait 34,2% chlore (Cale.pour C8H9C12NO 34,41% ci). b) En employant un excès double d'ester triméthylsilyle
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, par rapport %ui*V4 de l'acide N-t1méthyls11Ylam1nopén101l1aniquelà la quantité fi;...u. oblorhydrate -aminophénylacétylohlorure ometî- 7 de chlorhydrate de a-am1nophénylacétylohlorure et en omet*-
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base organique, mais en réalisant autrement la même opérât:'-.. celle décrite ci-dessus sous a), on a obtenu 2,14 gr.(74%) calculée par rapport à la quantité employée de cnlorhydafe a-aminophényl aoétylchlorure de 1,7 gr, (0,0085 mole). Le' -?-.x?-0 obtenu était Identique 4 celui de a). c) En partant de 4-pfidpZioxazolid-2:5-dione.
Une solution de 5,85 gr. (0,053 mole) de 4-phényl-oxa." - 2t5-dione dans 25 ml. de diméthyli'ormamide sèche a été ai". /\11
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avec agitation à une solution de 0,03 mole de triméthylsilylester
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de l'acide f-N..triméthylailylaminapénioillanique dans 25 ml. de diméthylformamide sèche, contenant >,54 gr. (0,033 mole) de 2,6-lutidine redistillée sèche. On a réalisé la réaction dans des conditions strictement anhydres et le flacon de réaction a été refroidi à -4o'C. L'addition a été achevée en 20 minutes et ensuite le mélange a été agité pendant trois heures. 5ml. d'eau et 50 ml. d'éther ont été alors ajoutés et le précipité formé a été isolé par filtration.
Après lavage et séchage on a obtenu 7,9 gr. d'une poudrer légèrement jaune laquelle ainsi que montré par la chroma-
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tographie au papier et par des essais m10robiolog1ques, contenait 30% de la pénicilline. Cela correspond z, un rendement total de 22%, La 4-phényl-oxazolid-2:5-dione a été préparée selon Louons et aeiger Ber.41$ 1722 (1908).
Exemple 5.
Prë aration dnçide 5 Da-nminophénylaaétam3da .. pénioillanique.
En partant de z gr. (0,2 mole) d'acide 6-amino- pénioillanique sec et 87,8 gr. (0,6 mole) de N-triméthy18ilyl- diéthylamine on a préparé de la manière précédemment décrite, pu mole de triméthylsilyester de l'acide -N-triméthyls31y7,.. aminopénic11lanique.
Cet ester a été dissous dans 250 ml. de tétrahydrofurane sèche en même temps que 33 gr. (0,254 mole) de quinoléine redistillée et on l'a refroidi dans de la glace. On a alors ajouté par petites portions 55,5 gr. (0,27 mole) de chlorhydrate de chlorure d'acide D-a-aminophénylacétique avec agitation, pendant 10 minutes. Pendant l'addition, la température s'est élevée jusqu'à environ 10 C. Après avoir agité pendant 4 minutes encore à la température ambiante, la solution résultante presque claire
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a été déversée dans 2 litres d'eau en agitant fortement. Le mélange a été neutralisé avec de l'hydroxyde sodique 2 N, filtre et lavé deux foie avec de l'éther, pour enlever la quinoléine.
Après avoir séché par congélation on a obtenu 7, gr. d'une poudre brunâtre ayant une pureté de 52% (essai à l'hydroxylamine). Cela correspond à un rendement corrigé de 57% de la péniollll.Le.
La chromatographie au papier a montré que le produit contenait la pénicilline requise comme seul composé antibiotique, La pénicilline a été ensuite obtenue avec une pureté de 85 (essai alcalimétrique). Ce produit avait une rotation optique 23 de a D - +257 (tampon au phosphate pH 7,0) et empêchait ? . croissance de 8taph.aureus Oxford une concentration de 0 C.-. mog.ml.
Le chlorhydrate de chlorure ri-a-aminophénylaaétyle employé dans cet exemple a été préparé en partant d'acide D-amino- phénylacdtique et de pentachlorure de phosphore. Il a été obtenu sous la forme d'un composé.labile incolore contenant 32,5% Cl (Calculé pour CHC12N0: 34,41"$ Cl). Selon son spectre infra-rouge il contenait probablement comme impureté une cert1' quantité de chlorhydrate de l'acide a-aminophny.ac,rtx4, Exemple 6.
Préparation d'acide 6-,a-amino-.a-phénipropionamido).. pén1olllanique.
A une solution refroidie par de la glace de 0,22 moli de triméthylsilylester de l'acide 6-N-triméthylsilylamino- pénieillanique et de 46,5 gr. (0,36 mole) de quinoléine 1"f"èt-:',,:', # iv1 dans 250 ml. de tétrahydrofurane sèche on a ajouté avec agitation pendant 10 minutes 59,1 gr. (0,268 mole) de chlorhydrate de chlorure D> -méthyl-a-aminophénylaeêtyle. Pendant l'addition,
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la température s'est élevée jusqu' environ 20 C et elle a été maintenue à ce niveau pendant 35 minutes encore. On a pris soin d'exclure l'humidité du mélange de réaction. La solution presque claire a été déversée dans deux litres d'eau et neutralisée avec do l'hydroxyde de sodium 2 N, filtrée et lavée deux fois avec de l'éther.
On a obtenu 2,53 litres de solution ayant une teneur en pénicilline de 25,1 mg/ml., ce qui correspond à 63,5 gr. de la pénicilline, c'est-à-dire à un rendement de 80%. La pénicilline a été Isolée avec une pureté de 73,2% (essai aloalimétrique) et elle empêchait la croissance de Staph. aureus Oxford à une concentration de 0,63 mog./ml.
On a préparé le chlorure acide en faisant réagir l'acide [alpha]-méthyl-[alpha]-aminophénylacétique avec du pentaohlorure de phosphore.
Ce chlorure acide a été obtenu sous la forme d'une poudre blanche ayant une teneur de C1 de 30,5% (C9H11C12NO demande 32,22% C1).
Selon son spectre IR il contenait le chlorhydrate d'acide a-méthyl-aminophénylacétique comme impureté.
Exemple 7.
En employant les chlorhydrates de chlorure connus de glycine et Dl-leuoine on a préparé les pénicillines correspondantes de la manière décrite dans l'exemple 6.
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<tb>
Rendement <SEP> Pureté <SEP> MIC
<tb>
<tb> [alpha]-aminométhylpénicilline <SEP> 55% <SEP> 65% <SEP> 0,63
<tb>
<tb> [alpha]-amino-#-méthylbutylpénicilline <SEP> 45% <SEP> 67% <SEP> 0,25
<tb>
= Concentration inhibitrice minimum à l'égard de Staph. aureus Oxford en mog./m.
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Exemple 8, Préparation d'acide 6f,,D-aamino'âméthylvaléramido .. fi n1011lan1que.
On a chauffé l'acide 6-aminopénioillanique (2,2 gr.) avec la N-triméthylsilyl-dléthylamlne (5,8 gr.) pendant 45 minutes 4 80*0. pendant que la diéthylamine formée était enlevée de maniy continue par distillation à une pression légèrement réduite, L'excès de N-trimthy18ilyl-diéthylamine a été enlevé sous vidç , en laissant le dérivé triméthylsilyle de l'acide Ó-am1nopénlcillsn sous la tosm e d'un résidu visqueux, qui i'ut dissous dans zur ml, d'éther 100. A cette solution on a ajouté de la quinoléine 1,," m suivi de chlorhydrate de chlorure D"leuoyle (2,4 gr.) tout en ap;1. tt..n,. et en refroidissant dans un bain de glace. Apres 45 minutes la mélange de réaction a été déversé dans 150 ml. d'eau, ner- #>-.-# -..ci avec de l'hydroxyde de sodium dilué et a été bien lavé avec de l'éther.
Par la chromatographie au papier on a trouvé que la phase aqueuse contenait 1,6 gr.(49%) d'un acide 6-(D-a-amino- "-mri. valérari,do)-pénia.ilanique avec 0,6 gr. d'acide 6-aminopénici.lx,t n'ayant pas réagi. La pénicilline a été isolée en concentrant la solution aqueuse sous vide à 200 C. après avoir réglé le pH à une valeur de 5,0.Une repréoipltation dans l'eau a donné 1,15 gr. avec une pureté de 69,8% (essai aloal1mtr1que). Par la chroma t ,1 au papier, on a montré que le produit était débarrassé :" ' 6-am1nQP4n101l1An1que.
On a trouvé que cette substance empêchait la oro 1 I!U':'.U\(". '. taPJ.'..t-!.':!.r.eu. ,x,f'ot4., une concentration de 0,25 mcg./ml. #4, contenait dans son spectre IR une forte bande a 1770 om 1 rcau t la présence d'un anneau p-laotame.
Le chlorhydrate de chlorure D-leucyle (Trouvé Cl l" \t 6Hl,C12NO demande Cl, 8,11%) a été préparé en faisant réagir lu D..leuc1ne avec une quantité équivalente de pentachlorure de ..:efx c dans du tétrachlorure de carbone,
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Exemple 9.
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Préparation d'acide 6- D-a-am1no- - h'n l P n101l1e.n1que.
L'acide 6-amlnopénioillaniquo (3,1 gr.) et N-tr1métby1811yl- dim6thylamine (10 gr.) ont été chauffés pendant 15 minutes à 60*C* pendant qu'on faisait passer un courant léger d'azote par le flacon de réaction pour enlever la diméthylamine a taeoure qu'elle était formée. L'exoèa de N-tr1mthyle11yld1méthylaDI1ne a été distillé tous vide en laissant le dérivé triméthyleilyle de l'acide 6-aminopénioillanique sous la forme d'un résidu visqueux qui a été
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dissous dans 25 ml. de bonxçne etc, On a ajouté la N,NMdxméthylanili.ne (,6 gr.) à la solution, suivi de chlorhydrate de chlorure T phény3.alaryle (3,0 gr. ) par petites portions pendant 5 minutes, tout en agitant et enretroidiasant dans un bain de glace.
Après avoir agité pendant une heure, on a dévers' le mélange de réaction presque clair dane 50 ml. d'eau, on a neutralisé par addition d'hydroxyde sodique 2 N et on a lavé à fond avec de l'éther. Par la ohromatographie au papier on a trouvé que la
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phase aqueuse contenait 3#1 gr.(86#) d'acide 6-(D-a''aM<lno-p- phénylpropionamido)-pénioillanique avec une petite quantité d'acide 6-amlnopénioillanique qui n'avait pas réagi. Après avoir acidifié à un pH égal à 5,0 on a concentré noue vide la solution aqueuse à 20 C et on a précipité ainsi 1,1 gr. de la pénicilline avec une
EMI16.4
pureté de 899% (essai à ltdroxylam1ne).
On a trouvé que cette substance empêchait la croionance de Btah. aUreul5,.pxto, à une concentration de 0,1.3 mon /rol, et qu'elle contenait dans non spectre IR une bande forte de 1780 cm-1
EMI16.5
montrant la présence d'un anneau p.aaotdme.
Le chlorhydrate de chlorure D-phénylalanyle (Trouvé ! Cl Q,2 CgRl1012NO demande Cl '2,2), a été préparé en agitant
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la D-phénylalanine avec un équivalent de pentachlorure de phosphore dans le chlorure de méthylène. Il contenait probablement une cer- taine quantité de chlorhydrate de phénylalanine comme impureté (absorption IR faible à 1720 cm-1).
Exemple 10.
EMI17.1
Préparation d'acide 5-(a-amino- -mdthiheptanamido péni c11lanique On a chauffé l'acide 6-aminopénicillanique (4,3 gr., 0,02 mole) avec la N-triméthYls11Yld1éthYlamine (14,5 gr.) pendant 45 minutes à 60'0 pendant qu'on enlevait de manière continuera diéthylamine formée en appliquant une légère aspiration aju flacon de réaction. L'excès de N-triméthylellYl...d1éthylaM1ne a été séparé par distillation sous vide laissant le dérivé triméthy1i1YJP de l'acide 6-aminopénicillanique comme résidu, lequel a été disons dans 50 ml. de benzène tee. On a ajouté N,N-diméthylaniline (2,4 gr. O,J2 mole) suivi d'une solution de chlorhydrate de chlorure a-amino- ,-mthyiheptanoyl(0,0 mole) dans 25 ml. de chlorure de méthylène, tout en agitant et en refroidissant dans un bain de glace.
Après 90 minutes, on a déversé le mélange de réaction dans 100 ml. d'eau, on a neutralisé par addition
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d'hydroxyde de sodium 2 N et on a lavé avec de l' éther. On a. t.,.: ¯1 "f.'! par la chromatographie au papier que la phase aqueuse oontenai'.
3*3 gr.(46%) de l'acide 6-(a-amino--méthylheptanamido)-' pénioillanique avec une certaine quantité d'acide 6-amino- pénioillanique qui n'avait pas réagi. On a réglé le pH à une valeur égale à 5,0 et on concentré la phase aqueuse sous vid- à la température ambiante pour donner 1,4 gr. de la pénicilline sous la forme d'un précipité blanc. Le produit présentait une
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pureté de bzz (essai à .l'hydroxylamine) et contenait environ 10% d'acide 6-aminopénicillanique.
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Il a été trouvé que ce produit empêchait la croissance
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de Staph. aureus Oxford à une concentration de O,6,mog,/ml. et qu'il contenait dans son spectre IR une forte bande 1776 cm-1, montrant la présence d'un anneau (3-lactame.
EMI18.2
Le chlorhydrate de chlorure ct-amino- @-m,6thylheptanoyie employé dans cet exemple a été préparé en faisant réagir l'acide oc-amino- - méthylheptanoique (3,2 gr., 0,02 mole) avec une quantité équivalente de pentaohlorure de phosphore dans du chlorure de méthylène jusqu'à obtenir une solution claire. Le solvant a et* séparé par distillation sous vide à 20 C afin d'enlever l'oxychlorure de phosphore formé et le résidu a été redissous dans du chlorure de méthylène et employé directement* Le spectre IR de cette solution présentait une forte bande à 1770 cm-1 pouvant être attribuée à une moitié de chlorure acide* Exemple 11.
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Préparation d'acide 6.(,a-amino-p-méthy.-"ppüdnylbutrramida)n3- cillanique.
On a chauffé l'acide 6-aminopdnlclllanique (1,5 gr.) pendant 45 minutes à 80*0 avec de la N-trlméthyl.11yl-dl'thylamine (7,0 r.) pendant qu'on faisait passer de l'azote sec à travers le flacon de réaction pour enlever la diéthylamine à mesure qu'elle était formée. L'excès de N-triméthylsilyl-aithylam1n. fut séparé par distillation sous vide et le résidu fut dissous dans 25 ml, de benzène sec, On a ajouté N,N-d1mthylan111ne (0,8? gr.) suivi de chlorhydrate de chlorure .am1no-p-m6thyl--Ph6nylbutyrpl.jJ).
EMI18.4
lm %444; ,v%;4J IlDuiü&JUIIV8 (2,2 gr.) avec agitation et refroidissement dans un bain de glace.
Après 1 heure, le mélange de réaction !'ut déversé
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dans 50 ml. d'eau, neutralisé et lavé avec de l'ether.0n..a trouvé par la chromatographie au papier que la phase aqueuse contenait comme seule substance antibiotique 1,9 gr. (70%) de l'acide
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6-ta-amino-p-méthyl-p-phénylbutyramido)-péniaillanique qui après
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acidification jusqu'à un pH- 5,0 au moyen d'acide chlorhydrique
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dilué, t'ut isolé en concentrant la solution sous vide à 2000. On a obtenu 0,8 gr. d'une pureté de 59% (hydroxylamine). ,
Il a été trouvé que cette substance empêchait la croissanc
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de Stah. aureue Oxford à une concentration de 6,25 mog./ml. et qu'elle contenait dans son spectre IR une forte bande à 1776 cm-1 prouvant la présence d'un anneau p-lactame..
EMI19.3
Le chlorhydrate de chlorure a-amino-p-méthy1-p-phénylbutyrylt (Trouvé ; CI 25,9; 11H1j12r0 demande Cl, 23, 5$) fut préparé en faisant réagir l'acide a-amino-p-méthyl-p-phénylbutyrlque avec uns; quantité équivalente de pentachlorure de phosphore dans du chlorure de méthylène. Il était probablement contaminé par une certain. quantité de chlorhydrate de l'acide amine (faible absorption IR à 1720 cm-1).
En utilisant la méthode décrite dans les exemples ; à 11, on a également préparé les amino-pénicillines suivantes :
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<tb> Rendement <SEP> d' <SEP> Pureté <SEP> MIC
<tb>
EMI19.5
acylation ¯¯¯¯¯¯¯¯¯ ,...,.,#, ..# Acide 6-(D-minoproPionam1do)- pênieîllanique 43 51 2,5 , Acide 6-L-a-aminopropionamido)- pén1oillan1que bzz, 38 1,25 Acide 6-(D-cx-amino-p-mê'thyl- butyramido)- pénïoillanique 35 44 â*:? :
Acide 6 (L-a-amino-méthyl-
EMI19.6
<tb> butyramido)-
<tb>
EMI19.7
pénieillanique 27 42 Acide 6-(L-a-amino- -mthyi.. valeramido)- pénîcillanique 34 39 2 Acide 6-(L-a-,-diam.novalrtml.do- pén1c111an1que 30 46 L2, Acide 6"(a-araino-p-phénylpropioit- amido) pénicillanique 83 50 0,b Acide 6-(L-o-araino-p-phényi- prop1onamido)- pén10111anique 53 51 g , ,
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Dans le tableau on a donné le rendement d'acylation tel que déterminé par la chromatographie au papier de la solution de réaction, la pureté du produit isole telle que déterminée par la méthode a l'hydroxylamine et la concentration inhibitoire minimum
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("MIC") en mcg./ml. du produit à l'égard de Staph.aureus Oxford.
Exemple 12.
Préparation d'acide 6-(a-amino '-mh lmerea,tc-butYramido 26nieillanique, On a dissous la N-(2-hydroxy.i-naphtai)-DL-mBthi,onine (3,0 gr.) dans 25 ml. de diméthyltormmide anhydre avec de la triéthylamine sèche (2,0 gr.). On a ajouté à cette solution de l'ester éthylique de l'acide chlorotormique (2,8gr,) aveo agitation à -10 C et, après 15 minutes, une solution dans 25 ml. d'éther . anhydre du dérivé trim4thylellyle de l'acide 6-eminopéàioillanique préparé comme décrit dans l'exemple 8 en partant de l'acide 6-amlnopéniclllanlque (2,2 gr.) et N-tr1méthyls11yl-diéthylamln, (7 gr.). Immédiatement après l'addition, on a élevé la température dans le mélange de réaction à 25 C, et on l'a maintenue à ce niveau pendant une heure.
On a ajouté de l'eau (75 ml.), on a acidifié le mélange à un pH= 2 et on l'a refroidi dans un bain de glace pendant 30 minutes tout en continuant l'agitation. Le mélange fut neutralisé et lavé à fond avec de l'éther. Par la ohromatographie au papier, on a trouvé que la solution aqueuse obtenue contenait
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0,9 gr. (25%) d'acide 6(a-amina- -méthylrneraaptobutyramido).. pénieillanique en même temps qu'une quantité égale d'acide 6-aminopénicillanique qui n'avait pas réagi. Après acidification à un pH= 5,0 la pénicilline fut précipitée en concentrant; la solution sous vide à 20 C. On a obtenu 0,5 gr. de la pénicilline avec une pureté de 41% (essai à l'hydroxylamine).Le produit conte-
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nait des traces d'acide 6-aminopénieillanique.
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Il a été trouvé que le produit empêchait la croissance de
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8te,ph.aureus Oxford à une concentration de 0,63 mog./mI. et qu'il contenait dans son spectre IR une torte bande à 1770 cm-1 prouvant la présence d'un anneau p-lactame.
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La N- t2.-hydroxy..,.-naphtal ) DLméthi.onlne, point fusion 161,5-163,0 C.(Trouve ! C 63,6; H 6,12; N 4,62} S li,,â.ClH1'l- . demandes 0 ?,34 H 5#65; N 4,62; S 10,S7) a été préparée en agitant la DL-méthionine avec un excès de 85% de 2-hydroxy-l- iiaphtalddhyle dans din)<thylfoM)aMide,ju6qu'& obtenir une solution ; limpide*On a enlevé le solvant sous vide et on a trituré le résidu avec du benzène sec.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Penicillins.
The present invention relates to penicillins, and it relates more particularly to a process for the preparation of substituted [alpha] -amino penicillins starting from eilyl derivatives.
EMI1.1
6-arainopeniclllanic acid reagents.
It has now been found that penicillins containing free amino groups in the acyl moiety can be
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Prepared therefrom was a homogeneous solution of a reactive silyl derivative of 6-aminopenic acid, for example an enter trialkyloilyl of-N-trlaleoyls 11ylaminopelucllanic acid in an anhydrous organic solvent with or without an organic base present. It is in this way possible to obtain these penicillins with yields exceeding those obtained by conventional methods.
Accordingly, the present invention provides a process for the preparation of penicillins of the general formula
EMI2.2
and. their non-toxic salts, where R is a hydrogen atom or an alkyl, aryl or aralkyl group which can be substituted., in which the process is reacted with a compound of the general formula:
EMI2.3
(where R1, R2 and R3 are the same or different ,, and each of them is an alkyl, aryl or aralkyl group or a solution thereof * or crude reaction mixtures obtained by reacting
EMI2.4
6-amino penieillanic acid with lilylating agents or solutions of these mixtures) with a reactive derivative of a carboxylic acid of the general formula:
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and then removing the silyl groups by solvolysis. The
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amino group in formula III is prevented from taking part in the reaction by the fact that it is either protonated, included in a cyclic anhydride such as oxazolid-2 $ 5ione, or else condensed with an aromatic hydroxyaldehyde to a Schiff base .
Examples of reactive derivatives include esters to activate chlorides or bromides of the carboxylic acid, acid anhydrides or mixed anhydrides with other acids.
EMI3.1
ault'aniquea or inorganic carboxylic acids, or derivatives obtained starting from a carboxylic acid and a carboxylic acid or N, N'-earbonyldi1midazole.
The salts are non-toxic salts including non-toxic metal salts such as sodium, potassium, calcium and aluminum salts, ammonium and substituted ammonium salts,
EMI3.2
for example non-toxic amine salts such as trialeoylantlnes, including triethylamine, procaine, dibenzylamine, N-benzyl-beta- l pheneth11amine, 1-dphenamine, N # N 1-dibenzylethylenediamines dehydroabietylamine, N $ N 1 bie- dehydroabidtylethylenediamine, and other amines which have been used to form this with benzylpenicillin,
According to one form of the present invention,
penicillins containing free amino groups in the acyl moiety have been prepared in good yields by reacting the derivatives
EMI3.3
silyl 6-aminopenicillanic acid with cyclic amino acid anhydrides, for example oxazolid 2: 5 diones, or with
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aaideamino chloride hydrochlorides.
Tertiary organic bases such as triethylamine, N # N-dimethylanlline, ethylpiperidine, 2,6-lutidine, quinoline or even an excess of the silyl compound can be employed as protone acceptors or as salt-forming agents.
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The reactions with the anhydrides are generally carried out at low temperatures, and under the reaction conditions employed the carbamic acids formed are stabilized in salt form with the bases. In this way, the amino group of the anhydrides cannot react further and unwanted side reactions are avoided. When the temperature is allowed to rise after the coupling reaction is completed, the salt of the carbamic acid decomposes and the amino group is released. By adding water or an alcohol, the trialkylsilyl groups are hydrolyzed and the desired penicillin is obtained.
In acylation with amino acid chloride hydrochlorides, the base employed should not be such as to remove the hydrochloride from the amino acid. After the mating reaction is complete, the hydrochloride is readily olivated by adding water and adjusting the pH.
According to another form of the invention, a Schiff base of an amino acid with an aromatic hydroxyaldehyde such as 2-hydroxy-1-naphthaldehyde or 5-chlorosalicyladhyde is treated with a suction of chloroformic acid in an anhydrous solvent such as dymethyl -formamide, acetone, chloroform or tetrahydroturan at a temperature below 0 ° C. and then the mixed anhydride obtained is allowed to react "in situ" with a reactive silyl derivative of 6-aminopenicillanic acid. Then, water is added and the mixture is acidified to a pH = 2 for a short time in order to hyorolyze the silyl groups and the arylidene group.
Removal of the silyl groups is very easily done by adding water or an alcohol to the reaction mixture. The allyl groups are thus immediately transformed into disiloxanes or alkoxysilanes, which are soluble in organic solvents and
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are advantageously removed from the reaction mixture.
The easy removal of the protecting groups employed according to the present invention is in sharp contrast to the difficulties encountered with other protecting groups, for example the group.
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oarbobenzyloxy used in the conventional synthesis of amino penicillins starting from 6-aminopénioillanic acid,
The products prepared according to the present invention can be isolated and purified by the techniques employed with other
EMI5.2
aminop6n101l11nes.
If the acid of general formula III contains one or
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several annymmetric centers the corresponding penicillins may exist in diastereolnometric forms, all of which are biologically active. It is understood that the present invention comprises the diastereosiomers as well as their mixtures.
The 81lyl derivatives of 6-aminopenioillanic acid employed as starting materials in the process according to the present invention are prepared by reacting 6-aminopenioillanic acid or a salt thereof with a compound of the general formula,
EMI5.4
EMI5.5
oh R1, a2 and R3 have the same meaning as above and X is halogen or the group N R5 or S - R5, oh R4 is hydrogen is R5 or R1, * and R5 is hydrogen, R1 or
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EMI5.7
Thus, the tfcialeoylsllyl esters of f-N-triooyl-ellylaminopeniaillanic acid can be prepared by treating a salt of 6-aminopeniaillanic acid, for example the soI1JUe salt,
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potassium or aloe with a chlorotrialkyl in an organic solvent such as benzene, toluene,
t'arnam!, or dimethylformamide in the presence of a tertiary organic base such as trith11am111e, ethylpiperidine or 2o6-lut-Adint. After stirring for a few hours, a solution of the silyl compound is obtained which can, if desired, be used for the synthesis of penicillin. If the solvent is removed "in vaouo", the silyl compound is left as a thick oily residue, which can be crystallized.
Another method for the preparation of silyl compounds
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involves heating the 6-aminopeniaillanic acid aveot = an excess of a hexaalooyldlsilasane at elevated temperature while continuously removing the liberated base.
Yet another method, which constitutes a
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preferred, preparation of tr1alooyles1l1le derivatives of 6-amlnopénioillaniqu'e consists in heating a mixture of 6-aminopénioillanic acid with more than two moles of a Y-trialkyl- ellyldialcoylaminop such as N-trim'tbyls11yld1étbylam1ne or N -trimethyls1lyld1methylam1ne ,. at a temperature between 50 and 170 ° C so that the dialkylamine which is formed during the reaction separates out by distillation. The reaction is usually completed within one hour and the excess txialooylailyldialcoylamine is removed in vacuo leaving the trlalooylsilyl derivatives of 6-aminopeniaillanic acid as a thick crystallizable oil.
The silyl derivatives are soluble in organic solvents such as ether, tetrahydrofuran, dioxyan acetone, benzene, toluene, petroleum ether, methylene chloride, chloroform,
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tormamide and dlmethylformaalde, is also in the trialkyl-ellyldialcoylamines which can be used as reagents. By cooling the solutions, for example in diethyl ether,
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petroleum ether or N-trimethylsilyl-diethylamine, the silyl derivative can crystallize.
Substituted silyl groups in compounds are easily removed by addition of water or an alcohol such as methanol or ethanol and because of their sensitivity to
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hydroxylating agents These are preferably prepared under strictly anhydrous conditions.
The following examples; illustrate the present invention: Example J.
4.3 g, (OjC2 mole) of 6-aminopenicillanic acid were mixed with 14.5 g (0.1 mole) of N.tr1mthyl.llyld1êthYla! Yt: H ;, 'and heated with stirring by passing a slow current -: <: 1 (dry in the reaction mixture. At 6070C a zaza dissolution of 6..aminopn10111Im1que acid occurred, and h 80 * Heart liquid began to separate by distillation. After 20 The temperature was gradually raised to 3.5 ° C and kept at this level for 5 minutes to complete the reaction. The reaction time was 45 minutes. The reaction mixture was then allowed to cool to 8000 and then. all of the volatile components were separated by distillation, finally in vacuo, leaving an oily residue.
The residue was evacuated for 1 hour at 0.5 hour to give 6-N-trimth.al.βr; aminopenicillanic acid trimethylsilyl ester, as a thick brownish oil.
(7.1 gr. Corresponding to a yield of 98.5% of the crude product),
The residue was dissolved in 30 ml. dry petroleum ether (boiling point 40/60 C) and a small amount of insoluble product Separated. by filtration The trimethylsilyl derivative separated in the
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form of small, colorless crystalline needles, which were collected by filtration under strictly dry conditions, after washing with petroleum ether, and drying in a stream of dry nitrogen, 5.4 g of the product were obtained which had
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a melting point of 67 to 68 * c Analysis CI, iIHS05ssi 060.57) 9 ut find 15.4 calculated $ 15,
56 The compound was characterized by an IR spectrum, which
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among others showed absorption bands at 3390, 2970, 1775, 1720, 1S7O-5O and 840 cm "1, indicating the presence of a NU group, methyl groups, p-lactam bonding, enteric carboxylic groups and trimethylilyl groups respectively, The component was soluble in anhydrous organic solvents such as the following: dlethylither, dioxane, tetrahydroturan, acetone, benzene, toluene, petroleum ether, chloroform, methylene chloride, tormamide and dimdthyltormamides By addition of ethanol or methanol in water to these solutions immediately produced a white precipitate which dissolved in dilute alkali and
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could be ra..praipit6 by addition of acid.
The IR spectrum of this product was in all respects the same as that of 6-aminopenicillanic acid. The recovery of 6-arainopenicillanic acid was almost quantitative.
Further tests showed that the reaction could be performed with such a good result using 2 to 5 moles
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of N-tr1methylsilyld1eth1lamine per mole of 6-amino-penieillanic acid and using a reaction temperature varying between 70 and 170 C.
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The. U-trlmdthylellyldièthylamine employed in this example
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au was prepared as described by Sauer and Hasek, J. Am. Chem. 80,000 68,241 (1946). example 4.7 grams (0.01 mole) of acid calcium soil
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6 * amlnopénielllanlque were suspended in 25 ml. of dry benzene, # 2 <03 gr. (0.02mole) of dry trlethylamine and 4.35 gr.
(0.04 mole) of trimethylohlorosilane was added and the mixture was heated with stirring for 3 hours at 60 C in a zec nitrogen atmosphere. The reaction mixture was filtered taking care to avoid humidity and the resulting clear solution was evaporated in vacuo and allowed to heat.
EMI9.4
obtained 2.1 gr. (2gG) of 6-N-trimethylsilylamlnopenioillanic acid trimdthyleilyl ester as an oily residue. The IR spectrum of this product was identical to the product obtained in Example 1.
The calcium salt used in this example was obtained by '
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dissolving 6-aminopeniaillanic acid with a calculated amount of calcium hydroxide in water and freeze drying the resulting solution. The salt had a purity of 96% as determined by the hydroxylamine test. Before use, it was dried under vacuum over phosphorus pentoxide.
Substituting 0.02 mole of sodium salt for the acid
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6-Aminopeniaillanic acid instead of the calcium salt in this example and following the above method, 1.8 g * (25%) of the bis # trimethylsilyl derivative of 6'-aminopénioillanlque acid was obtained.
It was verified by infrared analysis that this product was identical with the product of Example 1.
<Desc / Clms Page number 10>
Example 3.
10.8 gr. (0.05 mole) of dry 6-aminopenicillanic acid was mixed with 24.2 gr. (0.15 mole) of hexamethyldisilazane and the mixture was heated with stirring while passing a slow stream of dry nitrogen * the reaction starting at 90 ° C. with evolution of ammonia.
After 3 hours at 120 ° C. the reaction mixture was allowed to cool to room temperature and 25 ml was added. of dry ethor. The mixture was then filtered in the absence of moisture and the resulting clear solution was concentrated on the empty cheek to give 11.6 g. corresponding to a 64.5% yield of trimethylsilyl ester of 6-N-trimethylsilylamino penioillanic acid as a thick yellowish oil. Infra-red analysis showed that this product was identical to the product obtained in Example 1. The hexamethyldisilazane used in this example was prepared according to Sauer, J.Am.Chem.Soc.
66, 1707 (1944).
Example 4.
Preparation of 6 - ([alpha] -aminophenylacetamide) -penicillanic acid a) To an ice-cooled solution of 0.01 mole of 6-N-trimethylsilylamino-penicillanic acid triaethylsilyl ester and 1.30 gr . (0.01 mole) of redietilled quinoline in 25 ml. of dry tetrahydroturan was added with stirring 2.06 g (0.01 mol) of [alpha] -aminophenylacethylchloride hydrochloride.
The reaction vial was cooled in an ice bath and the reaction mixture was protected from moisture. After completion of the addition, stirring was continued for 15 minutes in the ice bath and then for another 60 minutes, at room temperature.
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100 ml. of water and 30 ml. of normal potassium bicarbmate solution were then added and stirring continued for a further 5 minutes. The neutral two-liver solution was washed with ether and analyzed by paper chromatography to show the presence of penicillin along with a small amount of 6-aminopenicillanic acid. The solution was worked up by conventional methods to give 2.27 g.
(65.3%) penicillin in the form of a white crystalline powder of 80% purity as determined by alkalimetric tests. The product inhibited the growth of Staph.aureus Oxford at a concentration of 0.03 mog./ml.
The [alpha] -aminophenylacethylchloride hydrochloride was produced by reacting D, L-a-aminophenylaoetic acid and phosphorus pentachloride in aoetyl chloride during; 20 hours. The product was isolated by filtration and after washing thoroughly with petroleum ether a white product was obtained which agglomerated above 100 ° C., but did not exhibit a precise melting point.
The product contained 34.2% chlorine (Cale. For C8H9C12NO 34.41% ci). b) Using a double excess of trimethylsilyl ester
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, relative% ui * V4 of N-t1methyls11Ylam1nopén101l1anic acid to the amount fi; ... u. α-aminophenylacetylohloride hydrochloride -aminophenylacetylohydrate omitted 7 and omitted * -
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organic base, but by carrying out the same operation differently: '- .. that described above under a), 2.14 gr. (74%) were obtained, calculated with respect to the quantity employed of chlorhydafe a-aminophenyl aoétylchloride de 1.7 gr, (0.0085 mol). The resulting '-? -. X? -0 was Identical 4 that of a). c) Starting from 4-pfidpZioxazolid-2: 5-dione.
A solution of 5.85 gr. (0.053 mol) of 4-phenyl-oxa. "- 2t5-dione in 25 ml of dry dimethylormamide was al." / \ 11
<Desc / Clms Page number 12>
with stirring to a solution of 0.03 mol of trimethylsilyl ester
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f-N..trimethylailylaminapenioillanic acid in 25 ml. of dry dimethylformamide, containing> .54 gr. (0.033 mol) of dry redistilled 2,6-lutidine. The reaction was carried out under strictly anhydrous conditions and the reaction flask was cooled to -40 ° C. The addition was completed in 20 minutes and then the mixture was stirred for three hours. 5ml. water and 50 ml. Ether was then added and the precipitate formed was isolated by filtration.
After washing and drying, 7.9 g were obtained. of a slightly yellow powder which, as shown by the chroma-
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tography on paper and by microbiological tests, contained 30% of the penicillin. This corresponds to z, a total yield of 22%. 4-Phenyl-oxazolid-2: 5-dione was prepared according to Louons and aeiger Ber. 41 $ 1722 (1908).
Example 5.
Preparation of penioillanic Da-nminophenylaaetam3da.
Starting from z gr. (0.2 mol) of dry 6-amino-penioillanic acid and 87.8 gr. (0.6 mol) of N-trimethylsilyl-diethylamine was prepared in the manner previously described, pu mol of trimethylsilyester of -N-trimethyls31y7, .. aminopenic11lanic acid.
This ester was dissolved in 250 ml. of dry tetrahydrofuran at the same time as 33 gr. (0.254 mole) of redistilled quinoline and cooled in ice. 55.5 g were then added in small portions. (0.27 mol) of D-α-aminophenylacetic acid chloride hydrochloride with stirring for 10 minutes. During the addition, the temperature rose to about 10 C. After stirring for another 4 minutes at room temperature, the resulting solution almost clear.
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was poured into 2 liters of water with vigorous stirring. The mixture was neutralized with 2N sodium hydroxide, filtered and washed twice with ether, to remove quinoline.
After drying by freezing, 7, gr. of a brownish powder having a purity of 52% (hydroxylamine test). This corresponds to a corrected yield of 57% of the peniollll.Le.
Paper chromatography showed that the product contained the required penicillin as the only antibiotic compound. Penicillin was then obtained with a purity of 85 (alkalimetric test). This product had an optical rotation of 23 a D - +257 (phosphate buffer pH 7.0) and prevented? . growth of 8taph.aureus Oxford a concentration of 0 C.-. mog.ml.
Ri-α-aminophenylaaetyl chloride hydrochloride used in this example was prepared starting from D-amino-phenylacetic acid and phosphorus pentachloride. It was obtained in the form of a colorless labile compound containing 32.5% Cl (Calculated for CHC12N0: 34.41 "$ Cl). According to its infra-red spectrum it probably contained as an impurity a certain amount of hydrochloride. a-aminophny.ac acid, rtx4, Example 6.
Preparation of 6-, α-amino-.α-phenipropionamido), penolllanic acid.
To an ice-cooled solution of 0.22 mol of 6-N-trimethylsilylamino-penieillanic acid trimethylsilyl ester and 46.5 gr. (0.36 mol) of quinoline 1 "f" et -: ',,:', # iv1 in 250 ml. of dry tetrahydrofuran was added with stirring for 10 minutes 59.1 g. (0.268 mol) of D> -methyl-α-aminophenylaeetyl chloride hydrochloride. During the addition,
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the temperature rose to about 20 ° C and was held there for a further 35 minutes. Care was taken to exclude moisture from the reaction mixture. The almost clear solution was poured into two liters of water and neutralized with 2N sodium hydroxide, filtered and washed twice with ether.
2.53 liters of solution were obtained having a penicillin content of 25.1 mg / ml., Which corresponds to 63.5 g. penicillin, that is to say at a yield of 80%. Penicillin was isolated in 73.2% purity (aloalimetric test) and inhibited the growth of Staph. aureus Oxford at a concentration of 0.63 mog./ml.
The acid chloride was prepared by reacting [alpha] -methyl- [alpha] -aminophenylacetic acid with phosphorus pentaohloride.
This acid chloride was obtained in the form of a white powder having a C1 content of 30.5% (C9H11C12NO requires 32.22% C1).
According to its IR spectrum it contained α-methyl-aminophenylacetic acid hydrochloride as an impurity.
Example 7.
Using the known chloride hydrochlorides of glycine and Dl-leuoine, the corresponding penicillins were prepared as described in Example 6.
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<tb>
Yield <SEP> Purity <SEP> MIC
<tb>
<tb> [alpha] -aminomethylpenicillin <SEP> 55% <SEP> 65% <SEP> 0.63
<tb>
<tb> [alpha] -amino - # - methylbutylpenicillin <SEP> 45% <SEP> 67% <SEP> 0.25
<tb>
= Minimum inhibitory concentration with regard to Staph. aureus Oxford in mog./m.
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Example 8, Preparation of 6f ,, D-aminoamethylvaleramido. Fi n1011lan1que acid.
6-Aminopenioillanic acid (2.2 gr.) Was heated with N-trimethylsilyl-dlethylamine (5.8 gr.) For 45 minutes 480 × 0. While the diethylamine formed was removed from continuous maniy by distillation at slightly reduced pressure, the excess of N-trimthy18ilyl-diethylamine was removed under vacuum, leaving the trimethylsilyl derivative of Ó-am1nopénlcillsn acid under the tosm e d a viscous residue, which was dissolved in 100 ml of ether 100. To this solution was added 1, "m quinoline followed by D" leuoyl chloride hydrochloride (2.4 gr.) while ap; 1. tt..n ,. and cooling in an ice bath. After 45 minutes the reaction mixture was poured into 150 ml. of water, ner- #> -.- # - .. ci with dilute sodium hydroxide and was washed well with ether.
By paper chromatography it was found that the aqueous phase contained 1.6 g (49%) of a 6- (Da-amino- "-mri. Valerari, do) -penia.ilanic acid with 0.6 g. 6-Aminopenici.lx, t unreacted acid. Penicillin was isolated by concentrating the aqueous solution in vacuo at 200 ° C. after adjusting the pH to a value of 5.0. Water gave 1.15 g with a purity of 69.8% (aloalcoholic test). By chroma t.1 on paper, the product was shown to be free: "'6-am1nQP4n101l1An1que.
This substance was found to prevent oro 1 I! U ':'. U \ (". '. TaPJ.' .. t -!. ':!. R.eu., X, f'ot4., A concentration of 0.25 mcg./ml. # 4, contained in its IR spectrum a strong band at 1770 om 1 rcausing the presence of a p-laotam ring.
D-Leucylchloride hydrochloride (Found Cl 1 "\ t 6Hl, C12NO demand Cl, 8.11%) was prepared by reacting D..leuc1ne with an equivalent amount of ...: efx c pentachloride in carbon tetrachloride,
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Example 9.
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Preparation of 6-D-α-am1no- - h'n 1 P n101l1e.n1que acid.
6-Amlnopénioillaniquo acid (3.1 gr.) And N-tr1metby1811yl-dim6thylamine (10 gr.) Were heated for 15 minutes at 60 ° C * while passing a gentle stream of nitrogen through the flask. reaction to remove dimethylamine as it was formed. The N-tr1mthyle11yld1methylaDI1ne exoea was distilled off all vacuum leaving the trimethylilyl derivative of 6-aminopenioillanic acid as a viscous residue which was
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dissolved in 25 ml. of bonxçne etc, N, NMdxmethylanili.ne (, 6 gr.) was added to the solution, followed by T-pheny3.alaryl chloride hydrochloride (3.0 gr.) in small portions for 5 minutes, while stirring and cooling in an ice bath.
After stirring for one hour, the almost clear reaction mixture was poured into 50 ml. of water, neutralized by addition of 2N sodium hydroxide and washed thoroughly with ether. By paper ohromatography it was found that the
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The aqueous phase contained 3 # 1 gr (86 #) of 6- (D-a''aM <lno-p-phenylpropionamido) -penioillanic acid with a small amount of unreacted 6-amlnopenioillanic acid. After having acidified to a pH equal to 5.0, the aqueous solution was concentrated in a vacuum at 20 ° C. and 1.1 g were thus precipitated. penicillin with a
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899% purity (ltdroxylamine test).
This substance has been found to inhibit the growth of Btah. aUreul5, .pxto, at a concentration of 0.1.3 mon / rol, and that it contained in non IR spectrum a strong band of 1780 cm-1
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showing the presence of a p.aaotdme ring.
D-Phenylalanyl chloride hydrochloride (Found! Cl Q, 2 CgRl1012NO requires Cl '2.2), was prepared with stirring.
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D-phenylalanine with one equivalent of phosphorus pentachloride in methylene chloride. It probably contained some amount of phenylalanine hydrochloride as an impurity (low IR absorption at 1720 cm-1).
Example 10.
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Preparation of 5- (α-amino- -mdthiheptanamido peni c11lanic acid 6-Aminopenicillanic acid (4.3 gr., 0.02 mole) was heated with N-trimethYls11Yld1ethYlamine (14.5 gr.) For 45 minutes at 60 ° C. while the formed diethylamine was continuously removed by applying gentle suction to the reaction flask. Excess N-trimethylellYl ... ethylamine was removed by vacuum distillation leaving the trimethylamine derivative of YJP. 6-aminopenicillanic acid as a residue, which was say in 50 ml. of benzene tee. N, N-dimethylaniline (2.4 gr. O, J2 mol) was added followed by a solution of α-amino chloride hydrochloride. -, -mthyiheptanoyl (0.0 mol) in 25 ml. of methylene chloride, while stirring and cooling in an ice bath.
After 90 minutes, the reaction mixture was poured into 100 ml. of water, we neutralized by adding
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of 2N sodium hydroxide and washed with ether. We have. t.,.: ¯1 "f. '! by paper chromatography that the aqueous phase oontenai'.
3 * 3 grams (46%) of 6- (α-amino-methylheptanamido) - penioillanic acid with some unreacted amount of 6-amino-penioillanic acid. The pH was adjusted to 5.0 and the aqueous phase was concentrated in vacuo at room temperature to give 1.4 g. penicillin as a white precipitate. The product exhibited
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purity of bzz (hydroxylamine assay) and contained about 10% 6-aminopenicillanic acid.
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This product has been found to inhibit growth
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by Staph. aureus Oxford at a concentration of 0.6 mog / ml. and that it contained a strong 1776 cm-1 band in its IR spectrum, showing the presence of a (3-lactam.
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The α-amino- @ -m, 6ylheptanoyl chloride hydrochloride employed in this example was prepared by reacting α-amino- - methylheptanoic acid (3.2 gr., 0.02 mol) with an equivalent amount of pentahloride. of phosphorus in methylene chloride until a clear solution is obtained. The solvent was removed by vacuum distillation at 20 ° C. in order to remove the phosphorus oxychloride formed and the residue was redissolved in methylene chloride and used directly * The IR spectrum of this solution showed a strong band at 1770 cm-1 which can be attributed to one half of acid chloride * Example 11.
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Preparation of 6. (, Α-Amino-p-methy .- "ppüdnylbutrramida) n3-cillanic acid.
6-Aminopdnlclllanic acid (1.5 g) was heated for 45 minutes at 80% with N-trlmethyl.11yl-dl-dl'thylamine (7.0 r.) While passing through Dry nitrogen through the reaction flask to remove diethylamine as it was formed. The excess of N-trimethylsilyl-aithylam1n. was removed by vacuum distillation and the residue was dissolved in 25 ml, dry benzene. N, N-d1mthylan111ne (0.8 µg) was added followed by ammonium-p-methylchloride hydrochloride - Ph6nylbutyrpl. not a word).
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lm% 444; , v%; 4J IlDuiü & JUIIV8 (2.2 gr.) with stirring and cooling in an ice bath.
After 1 hour the reaction mixture poured out
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in 50 ml. of water, neutralized and washed with ether.0n .. found by paper chromatography that the aqueous phase contained as only antibiotic substance 1.9 g. (70%) acid
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6-ta-amino-p-methyl-p-phenylbutyramido) -péniaillanique which after
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acidification to pH- 5.0 with hydrochloric acid
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diluted, isolated by concentrating the solution under vacuum at 2000. 0.8 g was obtained. of a purity of 59% (hydroxylamine). ,
This substance was found to inhibit the growth
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by Stah. aureue Oxford at a concentration of 6.25 mog./ml. and that it contained in its IR spectrum a strong band at 1776 cm-1 proving the presence of a p-lactam ring.
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Α-Amino-p-methyl-p-phenylbutyrylt chloride hydrochloride (Found; CI 25.9; 11H1j12r0 application Cl, 23.5 $) was prepared by reacting α-amino-p-methyl-p- acid. phenylbutyrlque with one; equivalent amount of phosphorus pentachloride in methylene chloride. He was probably contaminated with a certain. amount of amine acid hydrochloride (low IR absorption at 1720 cm-1).
Using the method described in the examples; at 11, the following amino penicillins were also prepared:
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<tb> Yield <SEP> of <SEP> Purity <SEP> MIC
<tb>
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acylation ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯, ...,., #, .. # Acid 6- (D-minoproPionam1do) - pnieîllanic 43 51 2.5, Acid 6-La-aminopropionamido) - pen1oillan1que bzz, 38 1.25 6- (D-cx-amino-p-methyl-butyramido) - penillanic acid 35 44 â * :? :
Acid 6 (L-a-amino-methyl-
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<tb> butyramido) -
<tb>
EMI19.7
penicillanic 27 42 6- (La-amino- -mthyi .. valeramido) - penicillanic acid 34 39 2 6- (La -, - diam.novalrtml.do- pen1c111an1que 30 46 L2, 6 "acid (a-araino-p -phenylpropioit- amido) penicillanic 83 50 0, b 6- (Lo-araino-p-phenyi- prop1onamido) - penicillanic acid 53 51 g,,
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In the table are given the acylation yield as determined by paper chromatography of the reaction solution, the purity of the isolated product as determined by the hydroxylamine method and the minimum inhibitory concentration.
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("MIC") in mcg./ml. of the proceeds in respect of Staph.aureus Oxford.
Example 12.
Preparation of 6- (α-amino '-mh lmerea, tc-butYramido 26nieillanic acid, N- (2-hydroxy.i-naphtai) -DL-mBthi, onine (3.0 gr.) Was dissolved in 25 ml. of anhydrous dimethyltormmide with dry triethylamine (2.0 gr.) To this solution was added chlorotormic acid ethyl ester (2.8 gr.) with stirring at -10 C and after 15 minutes. minutes, a solution in 25 ml of anhydrous ether of the trim4thylellyl derivative of 6-eminopeaioillanic acid prepared as described in Example 8, starting with 6-aminopeniclllanic acid (2.2 gr.) and N- tr1methyls11yl-diethylamine, (7 gr.) Immediately after the addition, the temperature in the reaction mixture was raised to 25 ° C, and kept at this level for one hour.
Water (75 ml.) Was added, the mixture was acidified to pH = 2 and cooled in an ice bath for 30 minutes while continuing to stir. The mixture was neutralized and washed thoroughly with ether. By paper ohromatography, the resulting aqueous solution was found to contain
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0.9 gr. (25%) 6 (α-amina- -methylrneraaptobutyramido) penieillanic acid together with an equal amount of unreacted 6-aminopenicillanic acid. After acidification to pH = 5.0 penicillin was precipitated by concentrating; the solution under vacuum at 20 ° C. 0.5 g was obtained. penicillin with a purity of 41% (hydroxylamine test). The product contains
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arises from traces of 6-aminopeniaillanic acid.
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The product was found to inhibit the growth of
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8te, ph.aureus Oxford at a concentration of 0.63 mog./mI. and that it contained in its IR spectrum a torte band at 1770 cm-1 proving the presence of a p-lactam ring.
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N-t2.-hydroxy .., .- naphthal) DLmethi.onlne, melting point 161.5-163.0 C. (Found! C 63.6; H 6.12; N 4.62} S li, , â.ClH1'l-. applications 0.34 H 5 # 65; N 4.62; S 10, S7) was prepared by stirring DL-methionine with an 85% excess of 2-hydroxy-1- iiaphthalddhyl in din) <thylfoM) amid, until a solution is obtained; clear * The solvent was removed in vacuo and the residue was triturated with dry benzene.
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