CH515931A - Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer therapeutisch wirksamer Derivate der 7 Aminocephalosporansäure der Formel I
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 worin R1 ein gegebenenfalls substituierter Imidazol- oder hydrierter Imidazolrest ist, der mit einem Stickstoffatom an die Acetylaminogruppe gebunden ist, und worin   R3    die Hydroxylgruppe ist, und ihrer Salze.



   Unter einem hydrierten Imidazol ist ein Imidazolin oder   Imidazolidin    zu verstehen. Die Imidazolreste können auch substituiert sein, insbesondere z.B. durch Niederalkyl-, Niederalkoxy- oder Hydroxylgruppen, ferner z.B. durch Niederalkylmercaptogruppen oder Halogenatome. Die Ringe können einen oder mehr gleiche oder verschiedene Substituenten aufweisen.



   Durch Umsetzung der neuen Verbindungen mit Is   cyansäureestern    kann man Verbindungen der Formel I herstellen, worin   R    für eine N-substituierte Carbamoyloxygruppe steht. Diese ist beispielsweise eine Gruppe der Formel   -O-CO-NH-R3,    worin   Ra    ein aliphatischer, aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest, besonders ein unsubstituierter oder substituierter, vozugsweise durch eine oder mehrere Niederalkoxygruppen oder Halogenatome substituierter, gerader oder verzweigter Niederalkylrest, wie der Methyl-, Äthyl-, vor allem aber der   B-Chloräthylrest,    ist.



   Die Salze der neuen Verbindungen sind Metallsalze, vor allem solche von therapeutisch anwendbaren Alkalioder Erdalkalimetallen, wie Natrium, Kalium, Ammonium, Calcium, oder Salze mit organischen Basen, z.B.



  Triäthylamin, N-Äthyl-piperidin, Dibenzyläthylendiamin, Procain.



   Die neuen Verbindungen weisen eine antibakterielle Wirkung auf. Sie sind sowohl gegenüber gram-positiven wie vor allem auch gegenüber gram-negativen Bakterien wirksam, z.B. gegen Staphylococcus aureus penicillinresistent, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhosa und Bacterium proteus, wie sich auch im Tierversuch, z.B. an Mäusen, zeigt. Sie können daher zur Bekämpfung von Infektionen, die durch solche Mikroorganismen hervorgerufen werden, verwendet werden, ferner als Futtermittelzusätze, zur Konservierung von Nahrungsmitteln oder als Desinfektionsmittel.



   Die neuen Verbindungen werden erhalten, wenn man eine Verbindung der Formel II
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 worin   R3    die oben angegebene Bedeutung hat, mit einem desacetylierenden Mittel behandelt.



   Als desacetylierendes Mittel verwendet man vorzugsweise eine Acetylesterase, z.B. Citrus-Acetylesterase, oder vor allem eine Acetylesterase aus Mikroorganismen, besonders Bacillus substilis ATCC 6633, vgl. Schweizer Patent Nr.   475284.   



   Man kann die erhaltenen Verbindungen in ihre Metall-, wie Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, oder Salze mit Ammoniak- oder organischen Basen überführen oder aus erhaltenen Salzen die freien Carbonsäuren bilden.



   Die als Ausgangsstoffe verwendeten Cephalosporinderivate sind bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.  



   Die neuen Verbindungen können als Heilmittel, z.B.



  in Form pharmazeutischer Präparate, Verwendung finden. Diese enthalten die Verbindungen in Mischung mit einem für die enterale, topicale oder parenterale Applikation geeigneten pharmazeutischen organischen oder anorganischen, festen oder flüssigen Trägermaterial.



   In den folgenden Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.



   Für 7-Aminocephalosporansäure wird im folgenden die Abkürzung 7-ACA gebraucht.



   In der Dünnschichtchromatographie auf Silicagelplatten werden die folgenden Systeme verwendet:
System 52 = n-Butanol-Eisessig-Wasser (75:7,5:21)
System   lOIA    =   n-Butanol-Pyridin-Eisessig-Wasser    (42   :24 :4 : 30).   



   Beispiel I
1,97 g   7-[Imidazolyl(l )-acetylamino]-cephalosporan-    säure werden in 100 ml Wasser gelöst, auf 370 erwärmt und mittels 57,5 ml 0,1-n. Natronlauge auf pH 7,5 eingestellt. Dann gibt man eine Aufschlämmung von 50 mg Acetylesterase (aus Bacillus subtilis ATCC 6633, vgl.



  engl. Patent 1 080 904) in 2 ml Wasser dazu und neutralisiert die gebildete Essigsäure laufend mit Hilfe eines automatischen Titrators mit   0,1-n.    Natronlauge (Einstellung auf pH 7,3). Nach 4 Stunden ist die Reaktion beeendet.



  Man stellt das pH auf 6,5 ein, filtriert die Lösung durch eine Glasfritte G4 und lyophilisiert. Es resultieren 2,62 g eines gelblichen Harzes des Natriumsalzes der 7-[Imid   azolyl( 1 )-acetylamino)-O-decacetyl-cephalosporansäure.   



   Die als Ausgangsmaterial verwendete 7-[Imidazolyl (I)-acetylamino]-cephalosporansäure kann wie folgt hergestellt werden:
5,92 g (15 mMol) Bromacetyl-7-ACA werden in 45 ml Dimethylformamid gelöst. Dazu gibt man eine Lösung von 3,37 g (49,5 mMol) Imidazol in 22,5 ml Methylenchlorid. Mit 7,5 ml Methylenchlorid wird nachgespült.



  Da sich das Reaktionsgemisch erwärmt, wird der Kolben kurze Zeit in Eiswasser gestellt. Nach 6 Stunden wird 1,17 ml Eisessig zugegeben und die 7-[Imidazolyl   (1 )-acetylarnino]-cephalosporansäure    durch fraktionierte Fällung isoliert.



   Zu diesem Zweck versetzt man das Reaktionsgemisch mit 3,75 ml eines Gemisches aus 4 Volumteilen Methylenchlorid und 1 Volumteil Tetrahydrofuran, wodurch sich eine Fällung bildet die man durch Abnutschen entfernt.



   Zum Filtrat werden unter Rühren 30 ml Methylenchlorid und 160 ml Tetrahydrofuran gegeben. Das dabei entstandene farblose Präzipitat wird   abaenutscht    und mit Tetrahydrofuran gewaschen. Da das Material noch etwas Dimethylformamid enthält, wird es mit 75 ml Methylenchlorid-Tetrahydrofuran-Gemisch   (4:1)    verrieben, abgenutscht und nochmals mit Tetrahydrofuran gewaschen.



  Nach dem Trocknen im Hochvakuum erhält man die 7   -[!midazolyl-( 1 )-acetylamino]-cephalosporansäure    als fast farbloses Pulver.



   Die Substanz färbt sich gelblich bei 1310 und schmilzt zwischen 1410 und 1500 unter Zersetzung in der evakuierten Kapillare.   [a]D20    =   + 1270    + 10 (in Wasser, c = 1).



     0,03; zu 0,03; RflolA, = 0,50.   



   Beispiel 2
Die gemäss Beispiel 1 erhaltene O-Desacetyl-7-[imid   azolyl( 1 )-acetylamino]-cephalosporansäure    wird in einem Gemisch aus 22 ml absolutem Dimethylformamid und 6,15 ml Triäthylamin aufgenommen, mit 3,7 ml   9-Chlor-    äthylisocyanat versetzt und während einer halben Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Dann entfernt man das Lösungsmittel im Hochvakuum und verreibt den harzartigen braunen Rückstand mehrmals mit je 100 ml absolutem Äther. Der ätherunlösliche Rückstand wird in 60 ml Wasser aufgenommen und zuerst zweimal mit je 300 ml, dann zweimal mit je 150 ml Essigester extrahiert.



  Die organischen Phasen wäscht man zweimal mit je 15 ml Wasser nach. Die wässerige Phase wird durch eine Sephadex-Säule filtriert und mit Wasser nachgewaschen.



  Man wählt zu diesem Zweck eine Säule von 2,1 cm Durchmesser und 9 cm Höhe aus Sephadex CM 25 C   (H+-Form).    Die ersten 80 ml Eluat enthalten ein Nebenprodukt. Die folgenden 150 ml Eluat bestehen aus einer gelblichen Lösung des Wirkstoffes. Die Lösung wird durch eine dünne Schicht von  Celite  filtriert und lyophilisiert. Man erhält so die hochgereinigte O-Desace    tyl-O-(-chloräthylcarbamoy -7-[imidazolyl( 1 )-acetylami-    no]-cephalosporansäure als voluminöses Pulver.



   Sie besitzt im Ultraviolett-Spektrum ein   lssnax    bei 254 nm, mit   ±    = 8050 (in Wasser). Die optische Drehung ist:   [X]D20    =   + 1540      +    10 (c = 0,83 in Wasser). Sie zeigt im Dünnschichtchromatogramm folgende Rf-Werte: im System 101 A = 0,3; im System Essigester-Pyridin Eisessig-Wasser   (62: 21: 6:11)      0,07.   



   Beispiel 3
7,13 g   7-[Imidazolyl(l )-acetylamino]-cephalosporan-    säure werden in 200 ml Wasser gelöst und bei 370 mittels 180 mg Acetylesterase in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise in das Natriumsalz der 7-[Imidazolyl(l) -acetylamino]   - O - desacetyl-cephalosporansäure    übergeführt (9,04 g).



   7,32 g dieses Rohproduktes werden in einem Gemisch aus 100 ml absolutem Dimethylformamid und 18 ml Triäthylamin aufgenommen, innerhalb von 5 Minuten mit einer Lösung von 9,4 ml (8,55 g) Methylisocyanat in 30 ml Dimethylformamid versetzt und während 50 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Dann filtriert man die Lösung, entfernt das Lösungsmittel im Hochvakuum und verreibt den harzartigen braunen Rückstand dreimal mit je 350 ml abs. Äther. Der ätherunlösliche Rückstand wird in 200 ml Wasser aufgenommen (pH = 7,0) und nacheinander mit 1,5, 1,5, 1,0 und 0,75 Liter Essigester extrahiert. Die organischen Phasen werden zweimal mit je 75 ml Wasser gewaschen. Die wässerige Phase (+ Waschwässer) wird durch eine Sephadex Säule von 100 ml Volumen filtriert und mit Wasser nachgewaschen. Man wählt zu diesem Zweck eine Säule von 3,0 cm Durchmesser und 15 cm Höhe aus Sephadex CM 25 C (H+-Form). 

  Die ersten 250 ml Eluat enthalten ein Nebenprodukt, die folgenden 300 ml Eluat bestehen aus einer gelblichen Lösung des weitgehend angereicherten Wirkstoffes. Diese wird durch Lyophilisation zur Trockne gebracht. Zur weiteren Reinigung wird das Lyophilisat in ca. 45 ml Wasser gelöst, mit Norit (Aktivkohle) behandelt, durch Celite filtriert, mittels gesättigter Natriumbikarbonatlösung auf pH = 6 eingestellt und nochmals in der oben beschriebenen Weise durch eine Säule von 50 ml Sephadex CM 25C (H+-Form) filtriert und lyophilisiert. Man erhält so die hochgereinigte 0   -Desacetyl - O -    methylcarbamoyl -7- [imidazolyl(l)-acetylamino]-cephalosporansäure als voluminöses, farbloses Pulver.



     Uv-Spektrum:      lmax    260 nm (E = 8050).



   Optische Drehung:   f 20    = + 139 + 10 (c = 0,94 in Wasser).  



   Dünnschichtchromatogramm an Silicagel:   RftolA    = 0,25,   RfS,    = 0,03.



   Beispiel 4
8,3 g 7-[Imidazolyl(1)-acetylamino]-cephalosporansäure werden in 230   ml    Wasser gelöst und bei 370 mittels 210 mg Acetylesterase in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise in das Natriumsalz der 7-[Imidazolyl(1)-acetylamino]-O-desacetyl-cephalosporansäure übergeführt.



   Dieses Rohprodukt wird in einem Gemisch aus 110 ml absolutem Dimethylformamid und 27   ml    Triäthylamin aufgenommen, innerhalb von 5 Minuten mit einer Lösung von 18 ml Äthylisocyanat in 50 ml Dimethylformamid versetzt und während 50 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Dann filtriert man die Lösung, entfernt das Lösungsmittel im Hochvakuum und verreibt den harzartigen braunen Rückstand dreimal mit je 500 ml absolutem Äther. Der ätherunlösliche Rückstand wird in 200 ml Wasser aufgenommen (pH = 7,1) und nacheinander mit 2,0, 1,5 und 1,5 Liter Essigester extrahiert. Die organischen Phasen werden zweimal mit je 100 ml Wasser gewaschen. Die wässerige Phase (+ Waschwässer) wird durch eine Sephadex-Säule von 120 ml Volumen filtriert und mit Wasser nachgewaschen.

  Man wählt zu diesem Zweck eine Säule von 3,0 cm Durchmesser und 18 cm Höhe aus Sephadex CM 25C   (H+-Form).    Die ersten 320 ml Eluat enthalten ein Nebenprodukt, die folgenden 260 ml Eluat bestehen aus einer gelblichen Lösung des weitgehend angereicherten Wirkstoffes. Diese wird durch Lyophilisation zur Trockne gebracht. Zur weiteren Reinigung wird das Lyophilisat in ca. 45 ml Wasser gelöst, mit Norit (Aktivkohle) behandelt, durch Celite filtriert, mittels gesättigter Natriumbikarbonatlösung auf pH = 6 eingestellt und nochmals in der oben beschriebenen Weise durch eine Säule von 80 ml Sephadex-CM 25C   (H+-Form)    filtriert und lyophilisiert. Man erhält   so.    die hochgereinigte   O - Desacetyl - O -    äthylcarbamoyl -7-   fimidazolyl(1)-acetyl.   

 

  amino]-cephalosporansäure als voluminöses, farbloses Pulver.



   UV-Spektrum: max 258 nm   (s    = 780).



   Optische Drehung:   []D    =   +1500    = 10 (c = 0,98 in Wasser).



   Dünnschichtchromatogramm an Silicagel:   Rfio1A    = 0,32,   Ruf52    = 0,0. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure der Formel I EMI3.1 worin R1 ein gegebenenfalls substituierter, Imidazol- oder hydrierter Imidazolylrest ist, der mit einem Stickstoffatom an die Acetylaminogruppe gebunden ist, und worin R2 die Hydroxylgruppe ist, und ihrer Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II EMI3.2 worin R1 die oben angegebene Bedeutung hat, mit einem desacetylierenden Mittel behandelt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Verbindung der Formel II ausgeht, worin Rl ein Imidazolyl- oder Imidazolinylrest ist, der durch niedere Alkyl- oder Alkoxygruppen oder Hydroxylgruppen substituiert ist.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Verbindung der Formel II ausgeht, worin R1 für den in 1-Stellung gebundenen Imidazolylrest steht.