CH548417A

CH548417A - Verfahren zur herstellung neuer derivate der 7-aminocephalosporansaeure.

Info

Publication number: CH548417A
Application number: CH1849868A
Authority: CH
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1968-12-11
Publication date: 1974-04-30
Also published as: CH527853A; BR6914975D0; AT297933B; CH528540A; AT295738B; SU432723A3

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer therapeutisch wirksamer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure (ACA) der Formel I
EMI1.1
worin Rl einen über ein Stickstoffatom gebundenen Tetrazolrest bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine freie oder durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyloder Thiolgruppe, jedoch nicht die Acetoxygruppe, und ihrer Salze. Die Verbindung der Formel I, worin R1 die angegebene Bedeutung hat und R2 die Acetoxygruppe darstellt, ist im Schweizer Patent Nr. 527 215 erwähnt.

Eine durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Thiolgruppe R2 ist beispielsweise eine gegebenenfalls z.B. durch Halogenatome, besonders Chlor, substituierte Niederalkanoyloxygruppe wie Formyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pivaloyloxy, Chloracetoxy, oder eine gegebenenfalls z.B. durch Niederalkyl-, Niederalkoxy- oder Niederalkylmercaptoreste, Halogenatome oder die Nitrogruppe substituierte mono- oder dicyclische Arylcarbonyloxy- oder -thiocarbonyloxy-, Arylcarbonylmercapto- oder -thiocarbonylmercaptogruppe, insbesondere die Benzoylthiogruppe.

Die erhaltenen Verbindungen der Formel V können übergeführt werden in Verbindungen der Formel I, worin R2 eine quaternäre Aminogruppe bedeutet, in der das quaternäre Stickstoffatom z.B. Teil eines aromatischen Ringes, wie eines Chinolin-, Isochinolin- oder Pyrimidinringes, insbesondere aber eines unsubstituierten oder substituierten Pyridinringes, z.B. der Formel
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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 theraptisch anwendbaren Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie Natrium, Kalium, Ammonium, Calcium, oder Salze mit organischen Basen, z.B. Triäthylamin, N Äthylpiperidin, Dibenzylamin, N-Benzylss-phenetylamin, N, N'-Dibenzyläthylendiamin, Procain, Ephenamin. Ist R2 basisch, so können sich innere Salze bilden.

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 penicillinresistent, Escherichia coli, Klebsiella pneumaniae, Salmonella thyposa 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.

Besonders wertvoll sind Verbindungen, in denen R2 dieM-Chloräthylcarbamoyl- oder eine unsubstituierte oder, wie oben angegeben, substituierte Pyridiniogruppe ist.

Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. So werden sie erhalten, wenn man eine Verbindung der Formel II
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worin Z für einen Halogenacetylrest wie den Fluor-, Chlor-, Jod- oder vor allem Bromacetylrest steht und R die angegebene Bedeutung hat, mit Tetrazol umsetzt.

Wenn erwünscht, können erhaltene Verbindungen der Formel I, worin R. für eine durch eine Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Thiolgruppe steht, in entsprechende Verbindungen, worin R2 für eine quaternäre Aminogruppe, z.B. substituierte Pyridiniogruppe, oder insbesondere für die unsubstituierte Pyridiniogruppe steht, übergeführt werden, indem man sie mit einem entsprechenden tertiären Amin, z.B.

Pyridin, 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 freien Carbonsäuren oder gegebenenfalls inneren Salze bilden.

Die Umsetzung der Verbindung II, worin Z für eine Halogenacetylgruppe steht, mit Tetrazol findet bei Zimmertemperatur oder bei leicht erhöhter oder erniedrigter Temperatur, vorzugsweise bei 20-400C, statt. Sie wird vorzugsweise in einem inerten organischen Lösungsmittel wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid oder Acetonitril in Gegenwart eines halogenwasserstoffbindenden Mittels, z.B. einer schwachen anorganischen Base wie eines Alkalicarbonates, -bicarbonates oder acetates oder eines tertiären Amins, besonders eines Triniederalkylamins, vorzugsweise Diisopropyläthylamin (Hünigbase) vorgenommen.

Die als Ausgangsstoffe verwendeten Cephalosporinderivate sind bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden. Verbindungen der Formel II, worin R eine andere Estergruppe als die Acetoxygruppe ist, werden vorteilhaft nach dem im Schweizer Patent Nr. 507 983 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Die Erfindung betrifft auch diejenigen Ausführungsformen des Verfahrens, nach denen man von einer auf irgendeiner Stufe des Verfahrens als Zwischenprodukt erhältlichen Verbindung ausgeht und die fehlenden Verfahrensschritte durchführt, oder das Verfahren auf irgendeiner Stufe abbricht, oder bei denen man die Ausgangsstoffe unter den Reaktionsbedingungen bildet, oder 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 101 A = n-Butanol-Pyridin-Eisessig-Wasser (42: 24: 4: 30).

Beispiel 1
114,1 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl-7 -bromacetylamino-cephalosporansäure werden unter Zugabe von 10,5 ml N,N-Diisopropyläthylamin in 60 ml Dimethylformamid gelöst. Dazu gibt man eine Lösung von 2,52 g Tetrazol in 10 ml Dimethylformamid. Mit 5 ml Dimethylformamid wird nachgespült.

Nach 46stündigem Stehen bei Raumtemperatur trägt man unter intensivem Rühren in das nun mit Eis gekühlte Reaktionsgemisch 95 ml n/12-Salzsäure ein. Die 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 n/ 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 Chloro form: Aceton = 3 zu 1 bis 1 zu 1 werden im Vakuum zur Trock- ne eingedampft, in Methanol wieder gelöst und mittels Natrium-a-äthylhexanoat in das reine Natriumsalz der 3-(Decacetoxymethyl)-3 -benzoylthiomethyl-7- [tetrazolyl-(l ) -acetyl- amino]-cephalosporansäure übergeführt.

U.V.-Spektrum in Wasser: ;K.max 243 m v (± = 15 800) und 275 mp (E = 20 100).

Ruf52 = 0,36; Rflol A = 0,48.

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

650 444) und 12,5 ml Triäthylamin in 11 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 1 · Stunden langsam auf 10 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 11 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 Äthanol versetzt und bei -20" auskristallisiert. Man erhält 7,8 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoyl thiomethyl-7-bromacetylamino-cephalosporansäure vom Smp.

137-138 . Rf52 = 0,55. Das Natriumsalz zeigt im UV-Spektrum in Wasser: )max 243 m W (± = 16 800) und 275 (± = 20 600).

tal20 = -47 + 10 (c = 1; in 0,1 mol. Natriumbicarbonat-Aceton (1:1).

Beispiel 2
4,32 g Natriumsalz der 3 -(Desacetoxymethyl)-3 -benzoylthiomethyl-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 40%igen 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 Amberliter La-2 in 115 ml Toluol und 2mal mit je 90 ml Toluol gewaschen.

Anschliessend filtriert man die wässerige Phase durch eine Säule, die von unten nach oben 8,5 ml tSepha- dex CM-25 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Zeo-Karb 226 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Dowex-l (Acetatform) und 8,5 ml Sephadex CM C-25 (11+form) enthält.

Celite , organische Phasen und die Säule werden 2mal 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 - (Desacetoxymethyl)-3 -pyridiniomethyl-7-[te- trazolyl(1 ) -acetylamino] -cephalosporansäure.

salz20 = +40 + 1" (c = 0,92 in Wasser)
U.V.-Spektrum: );max 257 m, ± = 13 700.

Rf52 = 0,01; Rfloz A = 0,11.

PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure der Formel I
EMI2.1
worin R1 einen über eines seiner Stickstoffatome gebundenen Tetrazolylrest bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine freie oder durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Triolgruppe, jedoch nicht die Acetoxygruppe, ist, oder ihrer Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II
EMI2.2
worin Z für einen Halogenacetylrest steht und R2 die angegebene Bedeutung hat, mit Tetrazol umsetzt.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. 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 101 A = n-Butanol-Pyridin-Eisessig-Wasser (42: 24: 4: 30).

Beispiel 1 114,1 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl-7 -bromacetylamino-cephalosporansäure werden unter Zugabe von 10,5 ml N,N-Diisopropyläthylamin in 60 ml Dimethylformamid gelöst. Dazu gibt man eine Lösung von 2,52 g Tetrazol in 10 ml Dimethylformamid. Mit 5 ml Dimethylformamid wird nachgespült.

Nach 46stündigem Stehen bei Raumtemperatur trägt man unter intensivem Rühren in das nun mit Eis gekühlte Reaktionsgemisch 95 ml n/12-Salzsäure ein. Die 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 n/ 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 Chloro form: Aceton = 3 zu 1 bis 1 zu 1 werden im Vakuum zur Trock- ne eingedampft, in Methanol wieder gelöst und mittels Natrium-a-äthylhexanoat in das reine Natriumsalz der 3-(Decacetoxymethyl)-3 -benzoylthiomethyl-7- [tetrazolyl-(l ) -acetyl- amino]-cephalosporansäure übergeführt.

U.V.-Spektrum in Wasser: ;K.max 243 m v (± = 15 800) und 275 mp (E = 20 100).

Ruf52 = 0,36; Rflol A = 0,48.

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

650 444) und 12,5 ml Triäthylamin in 11 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 1 · Stunden langsam auf 10 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 11 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 Äthanol versetzt und bei -20" auskristallisiert. Man erhält 7,8 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoyl thiomethyl-7-bromacetylamino-cephalosporansäure vom Smp.

137-138 . Rf52 = 0,55. Das Natriumsalz zeigt im UV-Spektrum in Wasser: )max 243 m W (± = 16 800) und 275 (± = 20 600).

tal20 = -47 + 10 (c = 1; in 0,1 mol. Natriumbicarbonat-Aceton (1:1).

Beispiel 2 4,32 g Natriumsalz der 3 -(Desacetoxymethyl)-3 -benzoylthiomethyl-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 40%igen 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 Amberliter La-2 in 115 ml Toluol und 2mal mit je 90 ml Toluol gewaschen.

Anschliessend filtriert man die wässerige Phase durch eine Säule, die von unten nach oben 8,5 ml tSepha- dex CM-25 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Zeo-Karb 226 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Dowex-l (Acetatform) und 8,5 ml Sephadex CM C-25 (11+form) enthält.

Celite , organische Phasen und die Säule werden 2mal 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 - (Desacetoxymethyl)-3 -pyridiniomethyl-7-[te- trazolyl(1 ) -acetylamino] -cephalosporansäure.

salz20 = +40 + 1" (c = 0,92 in Wasser) U.V.-Spektrum: );max 257 m, ± = 13 700.

Rf52 = 0,01; Rfloz A = 0,11.

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure der Formel I EMI2.1 worin R1 einen über eines seiner Stickstoffatome gebundenen Tetrazolylrest bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine freie oder durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Triolgruppe, jedoch nicht die Acetoxygruppe, ist, oder ihrer Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II EMI2.2 worin Z für einen Halogenacetylrest steht und R2 die angegebene Bedeutung hat, mit Tetrazol umsetzt.

UNTERANSPRÜCHE

1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Verbindung der Formel II ausgeht, worin Z für den Bromacetylrest steht.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel I herstellt, worin Rl die angegebene Bedeutung hat und R2 für die Benzoylthiogruppe steht PATENTANSPRUCH II Verwendung von nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I hergestelhen Verbindungen der Formel I, worin R2 für eine durch eine Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyoder Thiolgruppe steht, zur Herstellung entsprechender Verbindungen, worin R2 für eine quaternäre Aminogruppe steht, dadurch gekennzeichnet, dass man die zuerst genannten Verbindungen mit tertiären Aminen umsetzt.

UNTERANSPRÜCHE 3. Verwendung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einem substituierten Pyridin umsetzt.

4. Verwendung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Pyridin umsetzt.