CH528540A

CH528540A - Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure

Info

Publication number: CH528540A
Application number: CH1936370A
Authority: CH
Inventors: Hans Dr Bickel; Johannes Dr Mueller; Rolf Dr Bosshardt; Heinrich Dr Peter; Bruno Dr Fechtig
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1968-12-11
Publication date: 1972-09-30
Also published as: CH548417A; BR6914975D0; AT295738B; CH527853A; SU432723A3; AT297933B

Description

Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer therapeutisch wirksamer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure (ACA) der Formel I
EMI1.1
worin Ri einen über eines seiner Stickstoffatome gebundenen Tetrazolylrest bedeutet und R2 eine quaternäre Aminogruppe ist, und ihrer Salze.

R2 bedeutet eine quaternäre Aminogruppe in der das quaternäre Stickstoffatom z. B. Teil eines aromatischen Ringes, wie eines Chinolin-, Isochinolin- oder Pyrimidinringes, insbesondere aber eines unsubstituierten oder substituierten Pyridinirnges, z. B. der Formel
EMI1.2
worin R5 für Wasserstoff oder eine oder mehrere Niederalkyl-, Niederalkoxycarbonyl-, Carbamoyl- oder Carboxylgruppen oder ein oder mehrere Halogenatome steht.

Die Salze der neuen Verbindungen sind Metallsalze, vor allem solche von therapeutisch anwendbaren Alka li- oder Erdalkalimetallen, wie Natrium, Kalium, Am monium, Calcium, oder Salze mit organischen Basen, z. B. Triäthylamin, N-Äthylpiperidin, Dibenzylamin, N-Benzyl-ss-phenetylamin, N,N'-Dibenzyläthylendiamin,
Procain, Ephenamin, oder innere Salze.

Die neuen Verbindungen weisen eine besonders gute antibakterielle Wirkung auf. Sie sind sowohl gegenüber grampositiven wie vor allem auch gegenüber gram-negativen Bakterien wirksam, z. B. gegen Staphylococcus aureus penicillin-resistent, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhosa und Bacterium proteus, wie sich auch im Tierversuch, z. B. an Mäusen, zeigt. An diesen sind bei subcutaner Anwendung, je nach Art der bakteriellen Infektion, 0,1-100 mg/kg chemotherapeutisch wirksam. Die Verbindungen können daher zur Bekämpfung von Infektionen, die durch solche Mikroorganismen hervorgerufen werden, verwendet werden, ferner als Futtermittelzusätze, zur Konservierung von Nahrungsmitteln oder als Desinfektionsmittel.

Diese Verbindungen können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Sie werden erfindungsgemäss erhalten, wenn man eine Verbindung der Formel II
EMI2.1
oder ein Salz davon, worin R1 die angegebene Bedeutung hat und R'2 für eine durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- bzw. Mercaptogruppe steht, mit einem tertiären Amin oder einem Salz davon, umsetzt.

Wenn erwünscht, kann man die erhaltenen Verbindungen in ihre therapeutisch verwendbaren Metall-, wie Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, oder Salze mit Ammoniak oder organischen Basen überführen oder aus erhaltenen Salzen die inneren Salze bilden.

Die als Ausgangsstoffe verwendeten Cephalosporinderivate sind bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden. Eine durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxylbzw. Mercaptogruppe R'2 ist beispielsweise eine gegebenenfalls z. B. durch Halogenatome, besonders Chlor, substituierte Niederalkanoyloxygruppe wie Formyloxy, Acetoxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pivaloyloxy, Chloracetoxy, oder eine gegebenenfalls z. B. durch Niederalkyl-, Niederalkoxy- oder Niederalkylmercaptoreste, Halogenatome oder die Nitrogruppe substituierte monooder dicyclische Arylcarbonyloxy- oder -thiocarbonyloxy-, Arylcarbonylmercapto- oder -thiocarbonylmercaptogruppe, insbesondere die Benzoylmercaptogruppe.

Verbindungen der Formel II, worin R'2 eine andere Estergruppe als die Acetoxygruppe ist, werden vorteilhaft nach dem im Schweizer Patent Nr. 507 983 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Die Überführung der Verbindung der Formel II in Verbindungen, worin R2 eine quaternäre Aminogruppe ist, erfolgt in an sich bekannter Weise.

Die Erfindung betrifft auch diejenigen Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Reaktionskomponenten gegebenenfalls in Form ihrer Salze vorliegen.

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.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

In der Dünnschichtchromatographie auf Silicagelplatten werden die folgenden Systeme verwendet: System 52 = n-Butanol-Eisessig-Wasser (75:7,5:21) System 10 1A = n-Butanol-Pyridin-Eisessig-Wasser (42:24:4:30).

Beispiel 1
8,8 g 7-[Tetrazolyl(1)-acetylamino]-cephalosporan- säure und 5,0 g Kaliumthiocyanat werden in einer Stickstoffatmosphäre in 35 ml Wasser suspendiert und unter intensivem Rühren durch Aufheizen auf 60 in Lösung gebracht. Dann werden 5,0 ml Pyridin zugegeben und bei 60 unter Stickstoff während 6t/2 Stunden weitergerührt. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird zuerst mit 300, dann 200 ml Methyl-isobutylketon extrahiert.

Anschliessend folgt eine sechsfache Extraktion mit je 120 ml einer Lösung von Amberlite LA-1-acetat in Methyl-isobutylketon, die hergestellt wird, indem man ein Gemisch aus 200 ml Amberlite LA-1, 24 ml Eisessig und 600 ml Methyl-isobutylketon während einer halben Stunde mit 160 ml Wasser verrührt und die organische Phase abtrennt. Dann wird noch zweimal mit je 120 ml Methyl-isobutylketon extrahiert. Die wässerige Lösung wird zuerst in einem Vakuum von ca. 0,5 mm Hg auf die Hälfte ihres Volumens eingeengt, dann werden 70 ml Dimethylformamid zugegeben und das Gemisch im gleichen Vakuum auf ca. 20 ml Volumen eingeengt Dabei entsteht ein Niederschlag, der abgenutscht und im Hochvakuum getrocknet wird.

Die 3-(Desacetoxyme thyl)-3-pyridiniomethyl-7) [tetrazolyl(1)-acetylamino]- cephalosporansäure kann kristallisiert werden, indem man sie in wenig Wasser löst und bei 0 stehen lässt.

20 [a] D = + 400 + 10 (c = 0,92 in Wasser). UV.- Spektrum: imax = 256 m, (e = 13700). Rfs2 = 0,01; Rftot A = 0,11.

Das Ausgangsmaterial kann wie folgt hergestellt werden:
3,93 g 7-Bromacetylaminocephalosporansäure werden in 25 ml Methylenchlorid unter Zugabe von 3,45 ml N,N-Düsopropyläthylamin gelöst. Dazu gibt man eine Lösung, die durch Auflösen von 0,84 g Tetrazol in 5 ml Dimethylformamid und anschliessendes Verdünnen mit 10 ml Methylenchlorid hergestellt worden ist.

Mit 7 ml Methylenchlorid wird nachgespült.

Nach 30 Stunden wird das Reaktionsgemisch mit 40 ml einer 100/oigen Kaliumdihydrogenphosphat-Lösung versetzt und das pH in der wässerigen Phase durch Zugabe von wenig 2n-Natriumcarbonat-Lösung auf 5,2 eingestellt. Man schüttelt durch und trennt dann die beiden Phasen. Die wässerige Phase wird noch einmal mit 100 ml Essigester extrahiert und die beiden organi schen Lösungen werden verworfen, nachdem sie zuvor zweimal mit je 20 ml 15 m. Phosphatpuffer pH 5 gewaschen worden sind.

Die vereinigten wässerigen Phasen werden mit 500 ml Essigester überschichtet, mit n-Salzsäure unter Schütteln auf pH 2,6 gestellt und mit Kochsalz gesättigt. Nach Abtrennung der organischen Phase wird die wässerige Lösung noch weiter mit 200, 100 und 100 ml Essigester nachextrahiert. Die Essigester-Lösungen werden nacheinander mit 40 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Man erhält zunächst 3,5 g eines gelblichen Harzes. Dieses wird in 15 ml Methanol gelöst, mit 4,0 ml einer 3-ml methanolischen Lösung von Natriuma-äthylhexanoat und anschliessend langsam mit Ather versetzt. Nach halbstündigem Stehen bei 0 lassen sich 3,6 g kristallines Natriumsalz der 7 [Tetrazolyl(1)-acetylamino]-cephalosporansäure durch Filtration isolieren.

Die kristalline Säure gewinnt man durch Rückextraktion in Essigester bei pH2.

Ruf52 = 0,17; RftotA = 0,47
20 [a] D = + 157O + 10 (c = 1, im Wasser als Natriumsalz) U-V.-Spektrum im Wasser als Natriumsalz: R,,,, = 260 my (E = 7900)
NMR-Spektrum in Deutero-Dimethylsulfoxyd (100 Me): Ausser den für die 7-ACA charakteristischen Signale tritt ein Singlett bei 8 = 5,35 PPM auf, welches der -CH2-Gruppe des Tetrazolylacetylrestes zugeordnet werden kann, und ein Singlett bei a = 9,35 PPM für die = CH-Gruppe im Tetrazolring. Kein Austausch mit D2O im Tetrazolylrest.

Beispiel 2
4,32 g Natriumsalz der 3-(Desacetoxymethyl)-3-ben zoylthiomethyl-7-[tetrazolyl-(1)-acetylamino] -cephalosporansäure werden in 35 ml Pyridin gelöst und anschliessend mit 35 ml Dioxan versetzt. Dann gibt man 20,9 ml einer 400/oigen Quecksilberperchloratlösung dazu und lässt bei 45" unter kräftigem Rühren während 45 Minuten reagieren (Stickstoffatmosphäre). Man kühlt ab, versetzt mit 11,1 ml Thiobenzoesäure und schüttelt 5 Minuten. Die Lösungsmittel werden im Vakuum abdestilliert und eine Lösung des Rückstandes in 140 ml Wasser durch Celite abfiltriert. Das Filtrat wird nacheinander mit 90 ml Toluol, 2 mal mit je 55 ml Amberlite LA-2 in 115 ml Toluol und 2malmitje 90ml Toluol gewaschen.

Anschliessend filtriert man die wässerige Phase durch eine Säule, die von unten nach oben 8,5 ml Sephadex CM-25 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Zeo-Karb 226 (H+-fornf), 34 ml Alox , 8,5 ml Dowex-1 (Acetatform) und 8,5 ml Sephadex CM C-25 (H+-form) enthält. Celite , organische Phasen und die Säule werden 2 mal mit je 30 ml Wasser nachextrahiert, die Säule zudem mit weiteren 200 ml Wasser eluiert. Man engt die vereinigten Eluate im Vakuum ein, entfernt eine kleine Menge von Präcipitat durch Filtration und dampft zur Trockene ein.

Der Rückstand wird in 10 ml Alkohol digeriert und ergibt die reine 3-(Des acetoxymethyl)-3-pyridino-methyl-7- [tetrazolyl(1)-acetylamino-cephalosporansäure.

[a] 20 = + 40o 1 1" (c = 0,92 in Wasser)
D
U-V.-Spektrum: imax 257 m,z, e = 13 700 Ruf52 = 0,01; RftotA = 0,11.

Das Ausgangsmaterial kann wie folgt hergestellt werden: Eine Lösung von 17,5 g 3-(Desacetoxymethyl)3-benzoylthiomethyl)-7-amino-cephalosporansäure (vgl.

belg. Patent 650 444) und 12,5 ml Triäthylamin in 1 1 Dimethylformamid wird während einer Stunde in eine gut gerührte und bei - 130 bis - 15" gehaltene Lösung von 9,2 ml Bromacetylbromid in 100 ml Methylenchlorid eingetropft (Stickstoffatmosphäre). Man lässt die Temperatur während 11/2 Stunden langsam auf 100 steigen und hält sie dort noch während einer halben Stunde. Dann wird der grösste Teil der Lösungsmittel im Vakuum bei 0,5-1 mm Hg gegen einen Kühler von Trockeneis-Aceton abdestilliert. Das ölige Produkt wird auf einen Phosphatpuffer von pH 6 gegossen und mit 1 1 Essigester geschüttelt. An der Grenze der beiden Phasen entsteht ein Präcipitat, das durch Filtration oder Zentrifugieren abgetrennt wird. Dann stellt man das pH der wässerigen Phase auf 2 ein, sättigt diese mit Kochsalz und trennt die organische Phase ab.

Die wässerige Phase wird mit 600 und 400 ml Essigester nachextrahiert. Nach dem Waschen mit gesättigter Kochsalzlösung werden die organischen Phasen über Natriumsulfat getrocknet und nacheinander durch eine Säule von 100 mg Silicagel filtriert. Die Filtrate werden im Vakuum zur Trockne eingeengt, der Rückstand mit 30 ml Sitha- nol versetzt und bei 200 auskristallisiert. Man erhält 7,8 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl-7bromacetylamino-cephalosporansäure vom Schmelzpunkt 137138 . Rf52 = 0,55. Das Natriumsalz zeigt im U-V.-Spektrum in Wasser: imax 243 zu (E = 16 800) und 275mm (e = 20 600).

[a] D20 D -47 + 10 (c = 1; in 0,1 mol. Natriumbicarbonat-Aceton (1:1).

14,1 g 3-(Des acetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl-7- bromacetylamino-cephalosporansäure werden unter Zugabe von 10,5 ml N,N-Diisopropyläthylamin in 600 ml Dimethylformamid gelöst. Dazu gibt man eine Lösung von 2,52 g Tetrazol in 10 ml Dimethylformamid. Mit 5 ml Dimethylformamid wird nachgespült.

Nach 46-stündigem Stehen bei Raumtemperatur trägt man unter intensivem Rühren in das nun mit Eis n gekühlte Reaktionsgemisch 95 ml 12 -Salzsäure ein. DiG dabei entstandene braune, flockige Fällung wird durch eine dünne Hyflo -Schicht abfiltriert und verworfen.

Das Filtrat wird in der oben beschriebenen Weise mit weiteren 505 ml 12 Salzsäure versetzt und das fast farblose Präcipitat durch Filtration und Waschen mit 20 ml Wasser abgetrennt. Dieses Rohmaterial wird durch Chromatographie an einer Säule von 340 g Silicagel (Durchmesser 5 cm) mit Chloroform-Aceton-Gemischen gereinigt. Die Eluate mit Volumen-Verhältnissen von Chloroform : Aceton = 3:1 bis 1:1 werden im Vakuum zur Trockne eingedampft, in Methanol wieder gelöst und mittels Natrium-a-äthylhexanoat in das reine Natriumsalz der 3-(Desacetoxymethyl)-3 -benzoyl-thiome thyl-7- [tetrazolyl-(1)-acetylatmino]-cephalosporansäure übergeführt.

UV-Spektrum in Wasser: ax: 243 m,u (e = 15 800) und 275 m,u (e = 20 100).

Ruf52 = 0,36; Rf101A= 0,48.

Claims

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7 Amino-cephalosporansäure der Formel I EMI4.1 worin Rr einen über eines seiner Stickstoffatome gebundenen Tetrazolylrest bedeutet und R2 eine quaternäre Aminogruppe ist, oder ihrer Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II EMI4.2 oder ein Salz davon, worin Rt die angegebene Bedeutung hat und R'2 für eine durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- bzw. Mercatogruppe steht, mit einem tertiären Amin oder einem Salz davon umsetzt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Verbindung der Formel II ausgeht, worin Rt die angegebene Bedeutung hat und R'2 für die Benzoylmercaptogruppe steht.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Verbindung der Formel II ausgeht, worin Rt die angegebene Bedeutung hat und R'2 für die Acetoxygruppe steht.

3. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel I herstellt, worin Rt die angegebene Bedeutung hat und R2 für eine substituierte Pyridiniogruppe steht.

4. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel I herstellt, worin Rt die angegebene Bedeutung hat und R2 für die Pyridiniogruppe steht.