Verfahren zur Herstellung von halbsynthetischen Penicillinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von halbsynthetischen Penicillinen der Formel I
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worin R bedeutet: a) eine Gruppe der Formel II:
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worin X einen Arylrest, einen heterocyclischen oder einen alicyclischen Rest bedeutet, b) einen Aryl-, Aralkyl-, Aryloxyalkyl-, Arylmercaptoalkylrest, wobei diese Reste im Kern mono- oder polysubstituiert sein können, oder einen heterocyclischen, gegebenenfalls substituierten Rest, wie einen Thiophen-, Oxazol- oder Isoxazolrest, und Z für ein Wasserstoffatom oder ein Kation einer anorganischen oder organischen stickstoffhaltigen Base, insbesondere eines aliphatischen oder araliphatischen Amins oder Diamins, steht.
Unter bekannten halbsynthetischen Penicillinen, Derivaten der 6-Aminopenicillansäure, ragt eine ganze Reihe von Substanzen, welche gegen das Enzym Peni cillinase produzierende Staphylococcusarten wirksam sind, hervor. Wie bekannt, inaktiviert das genannte Enzym insbesondere die sogenannten natürlichen Penicilline, nämlich Penicillin G und V.
Von Bedeutung sind vor allem diejenigen halbsynthetischen Penicilline, welche sich durch ein breites Wirkungsspektrum gegen grampositive sowie auch gramnegative Bakterien auszeichnen, das heisst in solchem Gebiet, wo Penicillin G wenig wirksam und Penicillin V durchaus unwirksam ist. Zum Beispiel übertrifft D-(-Aminobenzylpenicillin bei gleichzeitig sehr geringer Toxizität die Antibiotika der Tetracyclin- und Chloramphenicolgruppe. Weitere Penicilline, welche in der Seitenkette eine a-Phenoxymethyl-, a-Phenoxyäthyl-, a-Phenoxypropyl-, a-Phenoxybenzyl- oder eine Phenylmercaptogruppe tragen, zeigen im Vergleich mit Penicillin G grössere Resistenz gegenüber Säuren, 2,6 Dimethoxyphenylpeniciilin und eine Gruppe durch Isoxazol substituierter Penicilline, z.
B. 3-Phenyl-5 methyl-4Hisoxazolylpenicillin, zeigt hohe Wirksamkeit gegen Staphylococcusarten, welche das Penicillin G und V rasch inaktivierende Enzym Penicillinase produzieren.
Durch Partialsynthese, und zwar unter Anwendung von verschiedenen Methoden, lassen sich halbsynthetische Penicilline, die durch Fermentation nicht zugänglich sind, darstellen. Zum Beispiel das schon erwähnte D-(-)-a-Aminobenzylpenicillin kann man durch Konden- sation der 6-Aminopenicillansäure mit dem Mischanhydrid des D-(-)-Carbobenzoxyphenylglycins und durch nachfolgende katalytische Decarbobenzoxylierung gewinnen. Diese Methode liefert sehr niedrige Ausbeute, das Produkt ist wenig rein, und die katalytische Decarbo henzoxylierung erfordert einen speziellen Katalysator und spezielle Bedingungen, so dass diese Synthese unwirtschaftlich und für Grossbetriebe ungeeignet ist. Ausserdem ist es nicht gelungen, auf genannte Weise einige Verbindungen von diesem Typus herzustellen. (F. P.
Doyle und Mitarbeiter, J. Chem. Soc. 1962, 1440; britisches Patent Nr. 873 049).
Einen weiteren Weg zur Gewinnung von halbsynthetischen Penicillinen stellt die Reaktion der 6-Aminopenicillansäure mit dem entsprechenden Säurechlorid in Gegenwart von geeigneten, basisch reagierenden Mitteln dar (V. G. Perron und Mitarbeiter, J. Am. Chem. Soc.
82, 3934, 1959). Anstatt des Säurechlorids lässt man sich ein Säureanhydrid bzw. ein Mischanhydrid, das man z. B. aus einem Salz der Säure und einem Chlor kohlensäurealkylester gewinnen kann, verwenden (V. G.
Perron und Mitarbeiter ebenda). Die Synthese halbsynthetischer Penicilline kann man auch durch Reaktion der 6-Aminopenicillansäure mit entsprechender Säure in Gegenwart von Carbodiimiden, wie z. B. N,N-Dicyclo hexylcarbodiimid, realisieren. Diese Methode liefert aber die gewünschten Verbindungen in verhältnismässig niedrigen Ausbeuten und in wenig reiner Form (D. C. Hobbs, A. R. English, J. Med. Pharm. Chem. 1961, 4, 207).
Es wurde auch ein partialsynthetisches Verfahren, ausgehend von entsprechenden Säureestern, welche mit 6 Aminopenicillansäure in Gegenwart des Enzyms Amidase reagieren, beschrieben. Nicht einmal diese Methode kann man als vorteilhaft betrachten, wenn man sie mit den schon erwähnten Methoden vergleicht (K. Bauer und Mitarbeiter, Naturwissenschaften 1960, 47, 469, 474).
Bei der Partialsynthese von neuen Penicillinen lassen sich entweder alle genannten Methoden oder gemäss der Natur der Ausgangsverbindungen nur einige davon verwenden. Alle Methoden erfordern hierbei zunächst die Herstellung von geeigneten reaktionsfähigen Derivaten, welche aber infolge ihrer Reaktionsfähigkeit oft sehr unbeständig, leicht zersetzlich und deswegen nur in niedrigen Ausbeuten zugänglich sind.
Es wurde festgestellt, dass man durch ein überraschend einfaches und in breitem Masse anwendbares Verfahren die Penicilline der Formel I synthetisieren kann, und zwar sehr ökonomisch, in hoher Ausbeute und in relativ hoher Reinheit.
Dieses Verfahren, welches den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet, beruht darin, dass man eine Säure der Formel III COOH (III) worin R' dasselbe wie R oder eine Gruppe der Formel
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bedeutet, in der Y einen die Aminogruppe schützenden Acylrest, z. B. eine Carbobenzoxygrappe, darstellt, zunächst durch Reaktion mit N,N-Dimethylchloromethyl- idenimmoniumchlorid in Gegenwart eines wasserfreien inerten organischen Lösungsmittels, bei einer Temperatur von -60 bis 200 C, in eine aktivierte Form überführt, die man dann mit 6-Aminopenicillansäure in wasserfreiem oder wasserhaltigem Medium, bei einer Temperatur von -20 bis 0 C, in Gegenwart von anorganischen oder organischen, basisch reagierenden Mit teln,
wie Alkalimetallbicarbonaten oder aliphatischen bzw. heterocyclischen Aminen, kondensiert und den gegebenenfalls vorhandenen Acylrest Y abspaltet, was z. B. durch Decarbobenzoxylierung erfolgen kann.
Die Reaktion der Säure der Formel III mit N,N Dimethylchloromethylidenimmoniumchlorid kann man vorteilhaft in wasserfreiem Chloroform durchführen, wozu man das N,N-Dimethylchloromethylidenimmo- niumchlorid in einer Menge von 1,0 bis 1,5 Siquiva- lenten, vorteilhaft in Form einer Chloroformlösung, verwendet.
Die Kondensation der Säure der Formel III, nach Aktivierung durch Reaktion mit N,N-Dimethylchloro- methylidenimmoniumchlorid, mit 6-Aminopenicillansäure kann man entweder in wasserhaltigem Aceton in Gegenwart von Natriumbicarbonat oder in wasserfreiem Aceton in Gegenwart von einem aliphatischen oder heterocyclischen Amin durchführen.
Zu Kondensation mit 6-Aminopenicillansäure lassen sich die als Ausgangsmaterial dienenden Säuren der Formel II in razemischer oder optisch aktiver Form verwenden.
Das N,N-Dimethylchloromethylidenimmoniumchlo rid, welches man bei der erfindungsgemässen Herstellung der halbsynthetischen Penicilline verwendet, stellt ein genügend stabiles und in reiner Form kristallines Mittel dar. Zur Reaktion mit Säuren der allgemeinen Formel III kann es entweder in dieser Form oder ebenso gut in Form einer Lösung in einem geeigneten inerten Lösungsmittel, vorzugsweise Chloroform, herangezogen werden.
Diese Lösung erhält man leicht, z. B. durch Einführen von Phosgen in eine Dimethylformamidiösung in dem erwähnten Lösungsmittel (Z. Arnold, Coll. Czechoslov.
Chem. Communs. 24, 4048, 1959).
Das erfindungsgemässe Verfahren ist allgemein zur Synthese von Penicillinen verschiedener Strukturen anwendbar, und zwar unter einfachen und milden Reaktionsbedingungen, welche durch frühere Methoden unzugängliche Produkte in hoher Ausbeute und Reinheit liefern.
Bei der Ausführung des genannten Verfahrens kann man folgendermassen vorgehen:
A. die Ausgangssäure der Formel III, in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Chloroform, gelöst oder suspendiert, wird durch Einwirkung von einem kleinen Überschuss des N,N-Dimethylchloromethylidenimmo- niumchlorids in die aktivierte Form überführt, vorteilhaft bei einer Temperatur von -20 bis 0 C, worauf man sie in dieser Form im Wasser oder in einer Aceton Wasserlösung mit 6-Aminopenici11ansäure in Gegenwart von 3 Äquivalenten einer anorganischen oder organischen Base, insbesondere Natriumbicarbonat, kondensiert. Falls die Reaktion in heterogener Phase durchläuft, ist kräftiges Rühren erforderlich.
Das Endprodukt, halbsynthetisches Penicillin, isoliert man aus der Reaktionslösung durch Eindampfen bei niedriger Temperatur und d Druck in Form eines Salzes oder nach Ansäuern der Reaktionslösung auf pH 2,0 bis 2,5 in Form der entsprechenden Penicillansäure, die man schliesslich in ein therapeutisch anwendbares Salz überführt;
B. die Ausgangssäure, durch Reaktion mit N,N Dimethylchloromethylidenimmoniumchlorid aktiviert, wird mit 6-Aminopenicillansäure in einem wasserfreien Medium in Gegenwart von 3 Äquivalenten, einer geeigneten tertiären Base kondensiert. Das entstandene halbsynthetische Penicillin isoliert man in analoger Weise wie unter A angegeben.
Falls man als Reaktionsmedium ein mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel verwendet, säuert man die Reaktionsmischung nach Versetzen mit Wasser auf pH 2,0 bis 2,5 an und extrahiert das im Lösungsmittel enthaltene Produkt, z. B. in eine wässrige Natriumbicarbonatlösung, die man dann wie unter A angegeben aufarbeitet.
Wie es aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, ist das Verfahren nicht nur zur Herstellung von halbsynthetischen Penicillinen aus razemischen, sondern auch aus optisch aktiven Säuren der allgemeinen Formel III geeignet. Im ersten Falle entstehen Gemische von diastereomeren Stoffen.
Die Strukturen der halbsynthetischen, erfindungsgemäss hergestellten Penicilline wurden durch Infrarotspektroskopie, Papierchromatograph, und Bestimmung mittels Hydroxylaminmethode bestätigt, die Wirksamkeit bakteriologisch geprüft, und bekannte Verbindungen wurden mit authentischen Proben halbsynthetischer Peni cilline, die mit anderen üblichen Verfahren hergestellt worden waren, verglichen.
Beispiele
1. Zu einer Lösung von 5,8 g razemischem N-Carbobenzoxyphenylglycin in 25 ml absolutem Aceton auf -20 C abgekühlt, gibt man unter Rühren 10,6 ml einer 2,8molaren Chloroformlösung von N,N-Dimethyl- chloromethylidenimmoniumchlorid. Man rührt die Reaktionsmischung 30 Minuten bei 50 C. Dann kühlt man sie auf 200 C ab, und die entstandene klare Lösung gibt man schnell zu einer kräftig gerührten Lösung von 4,4 g 6-Aminopenicillansäure (91 % ig) in 50 ml Wasser, 20 ml Aceton und 7,0 g Natriumbicarbonat, welche bis zum beginnenden Frieren abgekühlt ist. Bei dieser Temperatur rührt man die Reaktionsmischung noch 1 Stunde.
Dann setzt man 50 ml Wasser dazu, und nach Bedarf stellt man den pH-Wert der Reaktions mischung durch Zugabe einer 10 % igen NaHCO3 Lösung auf 8 ein. Die Reaktionsmischung extrahiert man dann 1mal mit 50 ml und 2mal mit je 30 ml Äther.
Dieser Atherauszug wird nicht weiter verarbeitet. Den zurückbleibenden, alkalischen, wässrigen Anteil überschichtet man mit 30 ml Äther, und unter Rühren und äusserer Kühlung mit Eiswasser säuert man ihn mit 2n HCl auf pH 2,5 an. Das Reaktionsprodukt scheidet sich in Form eines Öls, welches in die Ätherschicht übergeht, aus. Die ätherische Schicht trennt man ab, und den sauren wässrigen Anteil schüttelt man noch 2mal mit je 30 ml Äther aus. Nach Vereinigung wäscht man die Ätherextrakte mit 30 ml Wasser, versetzt sie dann mit 50 ml Wasser, und unter Rühren stellt man den pH-Wert der wässrigen Phase durch Zugabe von einer 10 % igen NaHCO3-Lösung auf 7 ein.
Die wässrige Schicht trennt man ab, die ätherische Lösung wäscht man noch einmal mit Wasser und vereinigt die wässrigen Anteile. Man gewinnt 110 ml einer wässrigen Lösung von a-Carbobenzoxyamino-cephenylacetamido peniciliansäure-Natriums alz, welche 8,14 g des Produktes (Ausbeute 83S), wie es die Bestimmung mit Hydroxylaminmethode ergibt, enthält. Wenn man das Natriumsalz in fester Form isolieren soll, so dampft man die Lösung unter vermin- dertem Druck und bei niedriger Temperatur zur Trockne ein. Man erhält auf diese Weise farbloses Salz, welches 75 % des Wirkstoffes enthält (Hydroxylaminmethode).
Eine Lösung von 2,5 g a-Carbobenzoxyamino-a- phenylacetamidopenicillansäure - Natriumsalz (Gehalt 75 C0) in 50 ml destilliertem Wasser schüttelt man in Wasserstoffatmosphäre mit 2,5 g eines 5 % igen Pd/ CaCO5-Katalysators, welcher vorher 1,5 Stunden reduziert wurde. Sobald die Hydrierung stehenbleibt, gibt man noch 2,5 g Katalysator zu und schüttelt weiter 1 Stunde in Wasserstoffatmosphäre. Diese Operation wiederholt man noch einmal. Dann saugt man den Katalysator ab und wäscht ihn mit 30 ml destilliertem Wasser. Das Filtrat überschichtet man mit 30 ml Äther, und unter Kühlen mit Eiswasser säuert man es auf pH 2 an, wodurch man das gegebenenfalls nicht umgesetzte Ausgangsprodukt entfernt.
Die ätherische Schicht trennt man ab, wäscht sie mit Wasser, vereinigt die wässrigen Anteile und stellt sie durch Zugabe einer 10 % igen NaHCO3-Lösung auf den pH-Wert von 4,65 ein. Nach diesem Behandeln enthält die wässrige Lösung 1,0 g a-Aminobenzylpenicillin (nach Bestimmung mit der Hydroxylaminmethode), was einer Ausbeute von 77% entspricht. Aus der wässrigen Lösung isoliert man das gebildete Antibiotikum am besten durch Eindampfen bei niedrigem Druck und Temperatur. Es stellt dann ein amorphes, farbloses, leicht wasserlösliches Pulver dar, frei vom Ausgangsderivat. Durch Papierchromatographie lässt sich einheitliches Produkt nachweisen.
2. Zu einer Lösung von 7,5 g D-(-)-Carbobenzoxyphenylglycin in 30 ml absolutem Aceton, auf -200C abgekühlt, gibt man auf einmal unter kräftigem Rühren 13,7 ml einer 2,8molaren Chloroformldsung von N,N Dimethyichloromethylidenimmoniumchlorid und rührt die Reaktionsmischung 30 Minuten bei-5 C. Die entstandene klare Lösung kühlt man wiederum auf 200 C ab und tropft sie schnell unter Rühren zu einer Lösung von 6,16 g 6-Aminopenicillansäure (90 % ig) in 50 ml Wasser, 20 ml Aceton und 9,5 g NaHCO5 zu, welche bis zum beginnenden Frieren abgekühlt ist.
Bei dieser Temperatur rührt man die Reaktionsmischung noch 1 Stunde, setzt 50 ml Wasser dazu und schüttelt sie 1mal mit 100 ml und 2mal mit je 50 ml Äther aus.
Dieser Ätherextrakt wird nicht weiter verarbeitet. Die zurückbleibende wässrige Lösung mit einem pH-Wert von 8,5 überschichtet man mit 50 ml Äther und unter Rühren und äusserer Kühlung mit Eiswasser säuert man sie mit 2n HCI auf pH 2,5 an. Die ätherische Schicht trennt man ab, und den sauren wässrigen Anteil schüttelt man noch 2mal mit je 30 ml Äther aus. Nach Verr einigung wäscht man die Ätherauszüge mit 50 ml Wasser, versetzt sie mit 60 ml Wasser, und durch Zugabe einer 10 % igen NaHCOs-Lösung stellt man den pH-Wert der wässrigen Phase auf 7,0 ein. Die Sither- schicht trennt man ab und wäscht sie mit Wasser.
Nach Vereinigung der wässrigen Anteile erhält man 100 ml einer Lösung, welche 11,2 g 6-(D)-(-)-a-Carbobenzoxy amino-a-phenylacetamidopenicilians äure-Natriums alz enthält (nach Bestimmung mit der Hydroxylaminmethode).
Durch Eindampfen dieser Lösung unter niedrigem Druck und Temperatur lässt sich das feste, farblose Natriumsalz isolieren. Gehalt des Wirkstoffes beträgt 80 %.
100 ml einer wässrigen Lösung, welche 9,0 g 6-(D)-(-)-a-Carbobenzoxyamino-a-phenylacet amidopenicillansäure-Natriums alz enthält, hydriert man analog wie im Beispiel 1 unter Verwendung eines 5 % igen Pd/CaCO3-Katalysators.
Durch Aufarbeitung wie im Beispiel 1 erhält man eine wässrige Lösung, welche nach Bestimmung mit der Hydroxylaminmethode 7,0 g 6-(D)-(-)-a-Amino-a-phe- nylacetamidopenicillansäure enthält. Durch Eindampfen dieser Lösung unter niedrigem Druck und Temperatur erhält man die Säure in kristalliner oder amorpher Form. Durch Papierchromatographie lässt sich die Ein- heitlichkeit des Stoffes nachweisen.
3. Methode A
Zu einer Lösung von 0,72 g Phenoxyessigsäure in 30 mi absolutem Chloroform, auf 200 C abgekühlt, gibt man unter Rühren auf einmal 1,4 ml einer 3,5molaren Chloroformlösung von N,N-Dimethylchloro- methylidenimmoniumchlorid, verdünnt mit weiteren 10 ml absolutem Chloroform. Die Reaktionsmischung rührt man noch 30 Minuten bei 0 C. Die entstandene gelbe Lösung gibt man schnell zu einer kräftig gerührten Lösung von 1,0 g 6-Aminopenicillansäure in 40 ml Wasser und 1,6 g NaHCO8, welche bis zum beginnenden Frieren abgekühlt ist. Die Reaktionsmischung rührt man noch weiter 1 Stunde bei 0 C.
Dann trennt man die Chloroformschicht ab und schüttelt sie 2mal mit je 20 ml Wasser aus. Das Abtrennen der Chloroform schicht lässt sich gegebenenfalls durch Zugabe von 100 ml Äther beschleunigen. Die wässrigen Auszüge, welche das Phenoxymethylpenicillin-Natriums alz enthalten, wäscht man nach Vereinigung noch 2mal mit je 20 ml Äther. Die wässrige Lösung kühlt man ab, überschichtet sie mit 20 ml Ather und säuert sie unter Rühren mit 2n HnSO4 auf pH 2,5 an. Die Ätherschicht trennt man ab und den sauren wässrigen Anteil zieht man noch 2mal mit je 20 ml Äther aus.
Die vereinigten, Ätherauszüge wäscht man mit Wasser, trocknet sie kurz mit wasserfreiem Magnesiumsulfat und filtriert sie. Aus dem Filtrat fällt man durch Zugabe einer äquivalenten Menge des 2-Äthylcapronsäurekaliumsalzes (in Form einer 50 X igen Butanollösung) das Kaliumsalz des Reaktionsproduktes aus. Nach Absaugen und Waschen mit absolutem Äther gewinnt man 1,44 g Phenoxymethyl penicillinkaliumsalz, welches mit demselben Salz (Penicillin V), gewonnen mit der Fermentationsmathode, identisch ist (Beweis durch Infrarotspektrum, Papierchromatographie und bakteriologische Bewertung). Ausbeute 79 SS, Gehalt 88 %.
Methode B
Zu einer Lösung von 0,72 g Phenoxyessigsäure in 20 ml wasserfreiem Aceton, auf 200 C abgekühlt, gibt man unter Rühren 2,2 ml einer 2,8molaren Chloroformlösung von N ,N-Dimethyichloromethylidenimmonium- chlorid und rührt die Mischung 30 Minuten bei 100 C.
Die entstandene Lösung gibt man auf einmal zu einer kräftig gerührten Mischung von 1,0 g 6-Aminopenicillansäure in 20 ml absolutem Aceton und 2,0 g Tri äthylamin, auf 100 C abgekühlt. Die Reaktionsmischung rührt man noch 1 Stunde bei 0 C, versetzt sie dann mit 50 ml Wasser und schüttelt sie 3mal mit je 30 ml Äther aus. Der ätherische Extrakt wird nicht weiter verarbeitet. Die wässrige Lösung von Phenoxymethyl penicillin-Trimethylaminsalz überschichtet man mit 20 ml Äther, kühlt sie mit Eiswasser ab, und unter Rühren säuert man sie mit 2n HAUS04 auf pH 2,5 an.
Die ätherische Schicht trennt man ab, die wässrige schüttelt man noch 2mal mit je 20 ml Äther aus. Nach Vereinigung wäscht man die Ätherauszüge mit Wasser und arbeitet sie rasch in analoger Weise wie im Beispiel 3A auf. Aus der ätherischen Lösung kann man Phenoxy methylpeniciilin durch Extraktion in eine NaHCO3- oder KHCO3-Lösung isolieren und das feste Salz durch Ein- dampfen dieses Extraktes bei niedriger Temperatur und Druck gewinnen.
4. Methode A
Zu einer Suspension von 1,0 g 5-Methyl-3-phenyl4-isoxazolcarbonsäure in 30 ml absolutem Chloroform, auf -200 C abgekühlt, gibt man unter Rühren 2,1 ml einer 2,8molaren Chloroformlösung von N,N-Dimethyl- methylidenimmoniumchlorid, mit weiteren 10 ml absolutem Chloroform verdünnt, und rührt die Mischung 30 Minuten bei 0 C. Die entstandene gelbe Lösung kühlt man wiederum auf 200 C ab, und unter Rühren tropft man sie zu einer Lösung von 1,0 g 6-Aminopenicillansäure in 40 ml Wasser und 1,6 g NaHCO3 zu und rührt die Mischung weiter 1 Stunde bei 0 C.
Man arbeitet sie analog wie im Beispiel 3A auf. Das Kaliumsalz scheidet sich zunächst in Form eines Öls, welches nach Dekantieren und Übergiessen mit absolutem Äther in das kristalline, gut filtrierbare 5-Methyl-3 phenyl-4-isoxazolylpenicillinsalz übergeht. Die Struktur dieser Verbindung wurde durch Infrarotspektroskopie, Papierchromatographie (einheitliches Produkt), Vergleich mit einer autentischen, durch Chloridmethode hergestellten Probe und schliesslich durch bakteriologische Tests bestätigt.
Methode B
Eine Chloroformlösung von 5-Methyi-3-phenyl-4- isoxazolcarbonsäure, aktiviert durch Reaktion mit N,N Dimethylchloromethylidenimmoniumchlorid unter denselben Bedingungen wie oben angeführt, tropft man unter Rühren zu einer Lösung von 1,0 g 6-Aminopenicillansäure in absolutem Chloroform, welche auch 3 Äquivalente Triäthylamin enthält, zu und lässt die Mischung 1 Stunde bei 0 C reagieren. Die Reaktionsmischung verdünnt man dann mit Wasser und säuert sie mit einer Mineralsäure auf pH 2 an. Die wässrige Schicht trennt man ab und die Chloroformlösung wäscht man noch mit Wasser.
Die Chloroformlösung, welche das Reaktionsprodukt enthält, versetzt man wiederum mit Wasser, und unter Rühren stellt man durch Zugabe einer 105S igen NaHCO3-Lösung den pH-Wert auf 7,5 ein. Die wässrige Schicht trennt man ab, die Chloroformschicht schüttelt man noch mit Wasser aus. Die vereinigten wässrigen Anteile klärt man mit Entfärbungskohle, filtriert sie und säuert das Filtrat mit einer verdünnten Mineralsäure auf pH 2 an. Durch analoge Aufarbeitung gemäss Beispiel 3A oder B erhält man dasselbe Produkt wie oben (A).
5. Methode A
Analog wie im Beispiel 3 lässt man Phenylmercapto essigsäure, aktiviert durch Reaktion mit N,N-Dimethyl- chloromethylidenimmoniumchlorid, mit 6- Aminopeni- cillansäure in einer wässrigen NaHCO3-Lösung 3 Stunden reagieren. Durch Aufarbeitung erhält man das Phenylmercaptomethylpenicillinkaliumsalz in sehr reiner, leicht fütrierbarer Form. Infrarotspektra, Papierchromatographie und bakteriologische Tests bestätigen die Struktur des Produktes. Ausbeute 70%, Gehalt 85 %.
6. Methode A
Analog wie im Beispiel 3A rührt man eine Lösung der aktivierten Form der a-Phenoxypropionsäure in Chloroform 1,5 Stunden mit 6-Aminopenicillansäure in einer wässrigen NaHCO3-Lösung. Durch analoge Aufarbeitung und Isolierung wie im Beispiel 3A gewinnt man das kristalline a-Phenoxyäthylpenicillinkaliumsalz, welches mit demselben, auf einem anderen bekannten Wege hergestellten Produkt identisch ist. Infrarotspektra und Papierchromatographie bestätigen, dass das Produkt als ein Gemisch von zwei diastereomeren Formen vorliegt.
7. Methode A
Analog wie im Beispiel 3A lässt man eine Chloroformlösung der aktivierten Form der Bis-phenoxyessigsäure 1 Stunde mit 6-Aminopenicillansäure in einer wässrigen NaHCO3-Lösung reagieren. Nach Aufarbeitung der Reaktionsmischung isoliert man das Bis-phenoxymethyl- penicillinkaliumsalz nach wiederholtem Verreiben mit absolutem Äther eines Schaums, weicher ein Gemisch von zwei Diastereomeren darstellt (gemäss Papierchromatographie). Die Struktur dieses neuen Antibiotikums lässt sich auch durch Infrarotspektroskopie nachweisen.
Bakteriologische Tests zeigen, dass das neue Penicillin dasselbe Wirkungsspektrum wie Penicillin G und V besitzt und ausserdem noch schwache Inhibierung des penicillinoresistenten Staphylococcusstamms Nr. 1363 aufweist.
Methode B
Zu einer Lösung von 1,2 g Bis-phenoxyessigsäure in 30 ml absolutem Chloroform, auf 200 C abgekühlt, gibt man unter Rühren auf einmal 2 ml einer 2,8molaren Chloroformlösung von N,N-Dimethylchloromethylidenimmoniumchlorid und rührt die Mischung 30 Minuten bei 0 C. Die entstandene Lösung tropft man dann zu einer Mischung von 1,1 g 6-Aminopenicillansäure und 2,0 g Triäthylamin in 30 ml absolutem Chloroform bei -5 C und rührt die Reaktionsmischung weiter 1 Stunde bei 0 C. Nach Versetzen mit 40 ml Wasser säuert man sie unter Rühren und Kühlen mit Eiswasser mit 2n H2S04 auf pH 2 an.
Die Chloroformschicht trennt man ab, wäscht sie mit Wasser, und nach Abtrennen versetzt man sie mit 40 ml Wasser. Nach Einstellen des pH Wertes der wässrigen Phase durch Zugabe einer 10% igen NaHCOs-Lösung auf 8 trennt man die wässrige Lösung ab und schüttelt die Chloroformschicht noch 2mal mit je 15 ml Wasser aus. Nach Vereinigung wäscht man die alkalische wässrige Lösung 2mal mit je 20 ml Äther, und unter Rühren und Kühlen mit Eiswasser säuert man sie mit einer Mineralsäure auf pH 2,5 an. Das Reaktionsprodukt extrahiert man 3mal mit je 30 ml Äther, nach Vereinigen wäscht man die Ätherauszüge mit Wasser, trocknet sie kurz mit wasserfreiem Magnesiumsulfat und filtriert sie.
Durch Zugabe einer 50 % igen Butanollösung des 2-Äthylcapronsäurekaliumsalzes scheidet sich das Kaliumsalz des neuen Antibiotikums aus, zunächst in Form eines Öls, das sich durch wiederholte Dekantierung mit absolutem Äther und Eindampfen im Vakuum in einen amorphen Schaum umwandelt.
Es liegt dasselbe Produkt wie im Beispiel 7A vor.
8. Methode B
Zu einem Gemisch von 1,0 g 2,6-Dimethoxybenzoesäure in 30 ml absolutem Chloroform, auf 200 C abgekühlt, gibt man auf einmal 2,2 ml einer 2,8molaren Chloroformlösung von N,N-Dimethylchloromethyliden- immoniumchlorid, mit weiteren 20 ml absolutem Chloroform verdünnt, und rührt die Mischung 30 Minuten bei -5 C. Die entstandene Lösung tropft man dann innerhalb 5 Minuten unter Rühren zu einem Gemisch von
1,2 g 6-Aminopenicillansäure und 2,0 g N-Athylpiperi- din in 20 ml absolutem Chloroform und rührt noch weiter 1 Stunde bei-5 C. Nach Versetzen mit 40 ml Wasser säuert man die Mischung unter Rühren und Kühlen mit Eiswasser mit 2n H2SO4 auf pH 2,5 an.
Die Chloroformlösung trennt man ab und wäscht sie mit 50 ml Wasser. Dann setzt man dazu wiederum 40 ml Wasser, und unter Rühren stellt man den pH-Wert der wässrigen Phase durch Zugabe einer 10 % igen NaHCOs Lösung auf 8 ein. Die wässrige Phase trennt man ab, und die Chloroformlösung wäscht man noch 2mal mit je
15 ml Wasser. Die vereinigten wässrigen Lösungen, welche das 2, 6DimethoxyphenylpenicillinNatriums alz enthalten, wäscht man noch 2mal mit je 30 ml Äther.
Dann überschichtet man sie mit 20 mi Äther, kühlt durch Zugabe von Eis ab, und unter Rühren säuert man sie mit 2n H2S04 auf pH 2,5 an. Die ätherische Schicht trennt man schnell ab, und die wässrige schüttelt man noch 2mal mit je 30 ml Äther aus. Die vereinigten Atherauszüge trocknet man mit wasserfreiem MgSO4 und filtriert sie. Durch Zugabe einer Butanollösung des 2 Athylcapronsäurekaldumsalzes scheidet sich das Kalium salz des Antibiotikums aus, und zwar in Form eines Öls, welches nach Verreiben mit absolutem Äther kristallisiert. Ausbeute 1,5 g.
In einzelnen, durch Papierchromatographie kontrollierten Versuchen hat man festgestellt, dass man insbesondere in diesem Falle unter milden Reaktionsbedingungen arbeiten und das Produkt möglichst schnell isolieren muss, da sonst eine beinahe 20 % ige Inaktivierung des Antibiotikums erfolgt, und zwar durch Spaltung des ss-Lactamringes.
Dieses Penicillin kann man auch so isolieren, dass man die Chloroformlösung nach Kondensation der aktivierten 2,6-Dimethoxybenzoesäure mit 6-Aminopenicillansäure auf pH 2,5 ansäuert und nach gründlichem Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem MgS04 bei niedriger Temperatur und Druck eindampft. Den Rückstand extrahiert man mit einer NaHCOs-Lösung, und diese Lösung arbeitet man in an sich bekannter Weise auf. Papierchromatographie, Infrarotspektra, bakteriologische Teste und Vergleich mit einer authentischen Probe bestätigen die Struktur von 2,6-Dimethoxypenicillin, welches gegen eine ganze Reihe von Penicillinase produzierenden Staphylococcusstämmen wirksam ist, wenn auch etwas schwächer als das im Beispiel 4 hergestellte Penicillin.
9. Methode A
Analog wie im Beispiel 3 gewinnt man durch Reaktion von cc-Phenylbutbersäure, aktiviert durch N,N-Di methylchloromethylidenimmoniumchlorid in einer Chloroformlösung, mit 6-Aminopenicillansäure in einer NaHCO3-Lösung das neue halbsynthetische a-Phenylbutyrylpenicillin, ein Gemisch von zwei Diastereomeren.
Infrarotspektrum beweist die Anwesenheit eines p-Lac tamringes und einer sekundären Amidgruppe. Das neue Antibiotikum besitzt dasselbe Wirkungsspektrum wie Penicillin V. Ausbeute 75 %, Gehalt 84%.
Methode B
Zu einer Lösung von 0,82 g a-Phenylbuttersäure in 15 ml absolutem Chloroform, auf -200C abgekühlt, gibt man unter Rühren auf einmal 2,1 ml einer 2,8 molaren Chioroformiösung von N,N-Dimethylchloro- methylidenimmoniumchlorid, mit weiteren 5 ml absolutem Chloroform verdünnt. Die Reaktlionsmischung rührt man 30 Minuten bei 0 C. Die entstandene Lösung gibt man zu einer Mischung von 1,0 g 6-Aminopenicillansäure in 20 ml absolutem Aceton und 1,7 g Tri äthylamin, auf 50 C abgekühlt, und bei dieser Tempe ratur rührt man noch 1 Stunde.
Dann verdünnt man die Reaktionsmischung mit 40 ml Wasser, trennt die Chloroformschicht ab, verdünnt sie mit 30 ml Äther und wäscht sie noch 2mal mit je 30 ml Wasser. Die vereinigten wässrigen Anteile wäscht man 2mal mit je 30 ml Äther, überschichtet sie mit 20 ml Ather, und unter Rühren und Kühlen mit Eiswasser säuert man sie mit 2n HO4 auf pH 2 an. Nach Aufarbeitung wie im Beispiel 3B gewinnt man 1,2 g eines Gemiisches von Diastereomeren des a-Phenylbutyrylpeniciliins mit F.
135 bis 1370 C und mit denselben Eigenschaften wie das mit der Methode A erhaltene Produkt.
10. Methode A a-Phenoxyphenylessigsäure, aktiviert durch Reaktion mit N,N-Dimethylchloromethyiidenimmoniumchlorid in einer Chloroformlösung, lässt man mit t 6-Aminopeni- cillansäure in einer wässrigen NaHCOa-Lösung wie im Beispiel 3 reagieren. Das Kaliumsalz des Endproduktes, d. i. des a-Phenoxyphenylacetamidopenicillins, gewinnt man in Form eines Öls, welches nach Verreiben mit absolutem Äther in eine gut filtrierbare Substanz, ein Gemisch von zwei Diastereomeren, übergeht. Es wurde durch bakteriologische Bewertung festgestellt, dass einzelne Diastereomere verschiedene Wirksamkeit aufweisen.
11. Methode B
1,6 g 2,5,7,8 -Tetramethyl-6-ace.toxychroman-2-(P- propionsäure), aktiviert durch Reaktion mit N,N-Di methylchloromethylidenimmoniumchlorid in einer Chloroformlösung, lässt man mit einer Mischung von 1,0 g 6-Aminopenicillansäure in 30 ml absolutem Aceton und
1,7 g Triäthylamin reagieren. Nach Aufarbeitung wie im Beispiel 7B gewinnt man 2,0 g eines Öls, welches sich in ein leicht fliessendes Gemisch von zwei Diastereomeren umwandelt, wie es die Papierchromatographie und Infrarotspektra beweisen.
Nach Bestimmung mit der Hydroxylaminmethode enthält das neue 2,5,7,8-Tetra- methyl-6-acetoxychroman-2-(ss-propionamido) - penicillin 80S ; Wirkstoff und besitzt dasselbe Wirkungsspektrum wie Penicillin V.