CH617704A5 - - Google Patents

Description

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REVENDICATIONS La présente invention concerne des procédés de préparation

1. Procédé de préparation d'un nouveau dérivé de la cépha- de nouveaux dérivés de la céphalosporine de formule générale: losporine de formule générale:

s' \-ch2conh-

0=

rf

\

1

R„ (i)

l

. -ch2conh-

0=

r

\

-N

r,

-CH2R1

(I)

dans laquelle le symbole R, représente un radical acétoxy, (méthyl-5 thiadiazol-1,3,4, yl-2) thio, (méthyl-l tétrazolyl-5) thio ou [ (hydroxy-2 éthyl)-l tétrazolyl-5] thio et le symbole R2 représente un radical carboxy, ou bien R! représente un radical pyridinio et R2 l'ion carboxylato, caractérisé en ce que l'on fait réagir l'acide de formule:

-ch2cooh

(ii)

ou un dérivé réactif de cet acide, sur une céphalosporine de formule générale:

i* et éventuellement de leurs sels.

Dans la formule générale (I) le symbole R, repésente un radical acétoxy, (méthyl-5 thiadiazol-1,3,4, yl-2) thio, (méthyl-1 tétrazolyl-5) thio ou [ (hydroxy-2 éthyl)-l tétrazolyl-5] thio et le symbole Rz représente un radical carboxy, ou bien R[ repré-:n sente un radical pyridinio et R2 l'ion carboxylato.

Selon un premier procédé de l'invention les nouveaux produits de formule générale (I) sont obtenus par action de l'acide de formule:

s/a\-ch2cooh

Ü

(II)

H2N-

T\

N^l-CH2Ri

(III)

ou d'un dérivé réactif de cet acide tel qu'un halogénure, l'anhydride ou un anhydride mixte, sur une céphalosporine de formule générale:

dans laquelle Ri et R2 sont définis comme précédemment.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que subséquemment on transforme en un sel métallique ou en sel d'addition avec une base azotée le produit obtenu dans la formule duquel R2 représente un radical carboxy.

3. Procédé de préparation des composés de formule (I) dans laquelle R] représente un radical (méthyl-5 thiadiazol-1,3,4 yl-2) thio, (méthyl-l tétrazolyl-5) thio ou [ (hydroxy-2 éthyl)-l tétrazolyl-5] thio et R2 représente un radical carboxy, caractérisé en ce que l'on prépare un composé de formule (I) dans laquelle R, représente un radical acétoxy et R2 représente un radical carboxy par le procédé selon la revendication 1 et que l'on fait réagir le produit obtenu avec la méthyl-l thioxo-5 tétrazoline ou l'(hydroxy-2 éthyl)-l thioxo-5 tétrazoline.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que subséquemment l'on transforme le produit obtenu en un sel métallique ou en un sel d'addition avec une base azotée.

5. Procédé de préparation du composé de formule (I) dans laquelle R] représente un radical pyridinio et R2 représente l'ion carboxylato, caractérisé en ce que l'on prépare un composé de formule (I) dans laquelle R, représente un radical acétoxy et R2 représente un radical carboxy par le procédé selon la revendication 1 et que l'on fait réagir le produit obtenu avec la pyridine.

N

(III)

dans laquelle R! et R2 sont définis comme précédemment.

Lorsque l'on utilise l'acide de formule (II), il est préférable de protéger préalablement la fonction acide du produit de i formule générale (III) par un groupement facilement éliminable tel que le radical tertiobutyle. Généralement on effectue la condensation dans un solvant organique tel que le diméthylformamide en présence d'un agent de condensation tel que le dicyclohexylcarbodiimide à une température comprise . entre 0 et 40° C, puis on élimine le groupe protecteur de la fonction acide, par exemple par coupure en milieu acide.

Lorsque l'on utilise l'acide de formule (II) sous forme d'un halogénure, de l'anhydride ou d'un anhydride mixte, la protection de la fonction acide du produit de formule générale (III) ] n'est pas nécessaire. Généralement on effectue la condensation dans un solvant organique tel que le chlorure de méthylène ou le Chloroform, en présence d'un accepteur d'acides tel qu'une base organique azotée comme la triéthylamine, ou dans un milieu hydroorganique, en présence d'un agent alcalin de condensation ■ tel que le bicarbonate de sodium, et l'on opère à une température comprise entre 0 et 40° C.

Le produit de formule générale (III) dans laquelle R! représente le radical acétoxy est l'acide amino-7 céphalosporanique

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(ou 7-AC A) qui peut être obtenu par exemple selon le procédé qui fait l'objet du brevet belge 615 955 ou du brevet américain 3 239 394.

Les produits de formule générale (III) dans laquelle R, représente un radical (méthyl-5 thiadiazol-1,3,4 yl-2) thio, (méthyl-l tétrazolyl-5) thio ou [ (hydroxy-2 éthyl) -1 tétrazolyl-5] thio et R2 représente un radical carboxy, ou bien R, représente un radical pyridinio et R2 l'ion carboxylato peuvent être obtenus respectivement par action de la méthyl-5 thioxo-2 thiadiazol-1,3,4 ine, de la méthyl-l thioxo-5 tétrazoline, de l'(hydroxy-2 éthyl)-l thioxo-5 tétrazoline ou de la pyridine sur un produit de formule générale (III) dans laquelle R, représente un radical acétoxy et R2 représente un radical carboxy.

Généralement la réaction s'effectue par chauffage en milieu aqueux, à une température comprise entre 40 et 80° C et de préférence en présence d'un activateur tel qu'un iodure ou un sulfocyanure alcalin et plus particulièrement le sulfocyanure de potassium.

La méthyl-5 thioxo-2 thiadiazol-1,3,4 ine peut être obtenue selon la méthode décrite dans la demande de brevet japonais 72 07371.

La méthyl-l thioxo-5 tétrazoline peut être obtenue selon la méthode décrite par R. STOLLE et coll., J. Prakt. Chem.,124, 261 (1930) ou R.E. ORTH, J. Pharm. Sci.,52 (9) 909 (1963).

L'(hydroxy-2 éthyl)-1 thioxo-5 tétrazoline peut être obtenue par addition d'azoture de sodium sur l'(isothiocyanato-2 éthoxy)-2 tétrahydropyranne; on opère généralement dans un solvant organique tel que l'éthanol, à la température de reflux du mélange réactionnel.

L'(isothiocyanato-2 éthoxy)-2 tétrahydropyranne peut être obtenu en faisant réagir le sulfure de carbone sur l'(amino-2 éthoxy)-2 tétrahydropyranne en milieu alcalin. La réaction s'effectue généralement en présence de soude à la température de reflux du mélange réactionnel.

L'acide de formule (II) peut être obtenu selon l'une des méthodes suivantes:

1. par action d'un phosphonacétate d'éthyle sur l'oxo-5 dithianne-1,3 en milieu alcalin, suivie de la saponification du mélange de (dithiinne-1,3 yl-5) acétate d'éthyle et de (dithianne-1,3 ylidène-5) acétate d'éthyle formé.

Il n'est pas nécessaire de purifier le mélange de ces 2 isomères pour procéder à la saponification.

On utilise généralement le diéthoxyphosphonacétate d'éthyle et l'on opère en présence d'hydrure de sodium, dans un solvant organique tel que l'éther diméthylique de l'éthylène-gloycol, le tétrahydrofuranne ou le diméthylformamide à une température comprise entre 10 et 30° C.

La saponification s'effectue en milieu alcalin, en présence de soude ou de potasse, dans un solvant tel que l'éthanol, à la température de reflux du mélange réactionnel,

2. par action du malonate d'éthyle sur l'oxo-5 dithianne-1,3 en milieu faiblement basique, suivie de l'hydrolyse et de la décarboxylation du mélange de produits obtenu.

La réaction du malonate d'éthyle sur l'oxo-5 dithianne-1,3 s'effectue généralement dans un solvant organique anhydre tel que le tétrahydrofuranne anhydre, en présence de tétrachlorure de titane et de pyridine, à une température comprise entre 0 et 30° C. Elle conduit à un mélange de (dithianne-1,3 ylidène-5) malonate d'éthyle et de (dithiinne-1,3 yl-5) malonate d'éthyle qu'il n'est pas nécessaire de purifier.

L'hydrolyse et la décarboxylation s'effectuent selon les méthodes utilisées habituellement pour les esters dérivés de l'acide malonique, sans toucher au reste de la molécule.

Cette réaction est effectuée de préférence par chauffage à une température comprise entre 40 et 80° C dans l'eau ou dans un solvant organique tel que l'éthanol, en présence d'une base telle que la potasse ou la soude.

L'oxo-5 dithianne-1,3 peut être préparé selon la méthode décrite par F.G. HOWARD et R.V. LINDSEY Jr. J.A.C.S. 82, 158 (1960).

Selon deux autres procédés de l'invention, les produits de formule générale (I) dans laquelle le symbole R! représente un radical (méthyl-5 thiadiazol-1,3,4 yl-2) thio, (méthyl-l tétrazolyl-5) thio ou [ (hydroxy-2 éthyl)-l tétrazolyl-5] thio et le symbole R2 représente un radical carboxy, ou bien R, représente un radical pyridinio et R2 représente l'ion carboxylato sont également obtenus respectivement par action de la méthyl-5 thioxo-2 thiadiazol-1,3,4 ine, de la méthyl-l thioxo-5 tétrazoline, de I'(hydroxy-2 éthyl)-1 thioxo-5 tétrazoline ou de la pyridine sur un produit de formule générale (I) dans laquelle R| représente le radical acétoxy et R2 représente le radical carboxy, produit lui-même préparé selon le premier procédé.

La réaction s'effectue généralement par chauffage en milieu aqueux à une température comprise entre 40 et 80° C de préférence en présence d'un activateur tel qu'un iodure ou un sulfocyanure et plus particulièrement en présence de sulfocyanure de potassium.

Les nouveaux dérivés de la céphalosporine selon la présente invention, peuvent être éventuellement purifiés par des méthodes physiques telles que la Chromatographie ou la cristallisation.

Les produits de formule générale (I) dans laquelle R2 représente un radical carboxy peuvent être transformé en sels métalliques ou en sels d'addition avec les bases azotées selon les méthodes connues en soi. Ces sels peuvent être obtenus par action d'une base alcaline ou alcalino-terreuse, de l'ammoniaque ou d'une amine, sur un produit de formu le générale (I),

dans un solvant approprié tel qu'un alcool, un éther, une cétone ou l'eau ou par réaction d'échange avec un sel d'un acide organique. Le sel formé précipite après concentration éventuelle de sa solution et il est séparé par filtration, décantation ou lyophilisation.

Les nouveaux dérivés de la céphalosporine selon la présente invention présentent des propriétés antibactériennes particulièrement intéressantes. Ils manifestent une activité remarquable in vitro et in vivo sur les germes Gram-positif et Gram-négatif.

In vitro les produits se sont montrés actifs à des concentrations comprises entre 0,1 et 0,5 ng/cm3 sur des souches de staphylocoques sensibles à la pénicilline G (Staphylococcus aureus Smith), à des concentrations comprises entre 0,25 à 2 (xg/. cm3 sur des souches de staphylocoques résistantes à la pénicilline G (Staphylococcus aureus MB 9), à des concentrations comprises entre 1 et 20 (xg/cm3 sur Escherichia coli souche Monod et à des concentrations comprises entre 4 et 100 (xg/cm3 sur Klebsiella pneumoniae.

In vivo, les produits se sont montrés actifs sur les infections expérimentales de la souris à Staphylococcus aureus Smith (sensible à la pénicilline <j) à des doses comprises entre 0,5 et 5 mg/kg par voie sous cutanée ou comprises entre 1 et 10 mg/kg par voie orale, à Escherichia coli à des doses comprises entre 2 et 25 mg/kg par voie sous cutanée.

D'un intérêt particulier sont les produits de formule générale (I) dans laquelle R! représente un radical (méthyl-5 thiadiazol-1,3,4 yl-2) thio ou (méthyl-l tétrazolyl-5) thio et R2 représente un radical carboxy. Parmi ces produits le carboxy-2 (dithiinne-1,3 yl-5) acétamido-7 (méthyl-l tétrazolyl-5) thio-méthyl-3 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2 est plus spécialement actif.

Les exemples suivants montrent comment l'invention peut être mise en pratique.

Exemple 1

L'acide (dithiinne-1,3, yl-5) acétique (10g) est mis en solution dans 50 cm3 de chlorure de thionyle. On porte le mélange à reflux jusqu'à fin de dégagement gazeux (environ 20 minutes). On refroidit et concentre la solution brune sous pression

Kl

15

20

25

W

*5

40

•15

SO

55

M)

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4

réduite, les traces de chlorure de thionyle étant entraînées sous vide avec du cyclohexane.

Le résidu brun obtenu est dissous dans 75 cm3 de chlorure de méthylène et est ajouté en 30 minutes à une solution maintenue à 0° C d'acétoxyméthyl-3 amino-7 carboxy-2 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2 (14,1 g) dans 100 cm3 de chlorure de méthylène et 15,5 cm3 de triéthylamine. On laisse ensuite le mélange réactionnel revenir à température ambiante pendant deux heures et chasse le chlorure de méthylène sous pression réduite. Le résidu est dilué dans 250 cm3 d'eau distillée et 50 cm3 d'une solution saturée de bicarbonate de sodium, la phase aqueuse est lavée par deux fois 300 cm3 d'acétate d'éthyle, puis acidifiée jusqu'à pH 2 par l'acide chlorhydrique en présence de 400 cm3 d'acétate d'éthyle. La phase aqueuse décantée est encore extraite par 300 cm3 d'acétate d'éthyle, les fractions organiques sont réunies, lavées par 100 cm3 d'une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de sodium et filtrées en présence de noir décolorant. A cette solution (900 cm3) on ajoute rapidement sous agitation 1400 cm3 de cyclohexane, laisse agiter pendant 20 minutes et filtre la suspension obtenue. Le solide est lavé par 100 cm3 d'un mélange acétate d'éthyle-cyclohexane (35-65 en volumes) puis avec 100 cm3 de cyclohexane. Le solide est broyé au mortier dans l'éther éthyli-que, filtré puis mis en suspension sous agitation pendant 15 minutes dans 700 cm3 d'eau distillée. Le solide est filtré et séché sous pression réduite (0,5 mm de mercure). On obtient ainsi 7 g d'acétoxyméthyl-3 carboxy-2 [ (dithiinne-1,3 yl-5) acétamido]-7 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2 sous forme d'une poudre beige.

[a] 2® + 79 ±1,5° (c = 1, diméthylformamide)

D

L'acide (dithiinne-1,3 yl-5) acétique peut être préparé selon l'une ou l'autre des méthodes suivantes:

A) A une suspension de 2,7 g d'hydrure de sodium dans 200 cm3 d'éther diméthylique de l'éthylèneglycol on ajoute 23,4 g de diéthoxyphosphonoacétate d'éthyle en maintenant la température à 20° C. 30 minutes après la fin du dégagement gazeux, on ajoute en 15 minutes 15 g d'oxo-5 dithianne-1,3 dissous dans 200 cm3 d'éther diméthylique de l'éthylèneglycol. La tempéra-tur s'élève à 27° C et une gomme se forme. On laisse 20 minutes sous agitation, refroidit au bain de glace et ajoute 350 cm3 d'eau distillée. Le mélange est extrait par deux fois 300 cm3 d'éther éthylique. Les phases organiques réunies sont lavées par 100 cm3 d'une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de sodium, filtrées en présence de noir décolorant et concentrées sous pression réduite (20 mm de mercure).

Le résidu (25 g) est mélangé à 200 cm3 d'alcool éthylique et 190 cm3 de soude normale et porté à reflux pendant 30 minutes. Après refroidissement on élimine l'éthanol sous pression réduite (20 mm de mercure), dilue le résidu avec 500 cm3 d'eau, puis amène la phase aqueuse à pH 1 avec 60 cm3 d'acide chlorhydrique 4 N en présence de 300 cm3 d'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée avec 200 cm3 d'eau, puis extraite trois fois par 100 cm3 d'une solution saturée de bicarbonate de sodium. Les phases aqueuses réunies sont extraites par 300 cm3 d'acétate d'éthyl après avoir acidifié à pH 1 avec 50 cm3 d'acide chlorhydrique 4 N.

La phase organique est lavée par 100 cm3 d'une solution saturée de chlorure de sodium, séchée sur sulfate de sodium, filtrée en présence de noir décolorant et évaporée à sec sous pression réduite. On obtient un résidu cristallisé que l'on recristallise dans 200 cm3 d'un mélange acétate d'éthyle - cyclohexane (25-27 en volumes). On obtient ainsi 11g d'acide (dithiinne-1,3 yl-5) acétique fondant à 97° C.

B) A 200 cm3 de tétrahydrofuranne anhydre maintenu à 0° C, on ajoute une solution de 11 cm3 de tétrachlorure de titane dans 25 cm3 de tétrachlorure de carbone. A la suspension obtenue, maintenue à 0° C, on ajoute en 7 minutes une solution de 8 g de malonate d'éthyle et de 6,7 g d'oxo-5 dithianne-1,3 dans 50 cm3 de tétrahydrofuranne anhydre, puis on ajoute 16 cm3 de pyridine anhydre en 30 minutes, en laissant monter la s température à 14° C. Le mélange est ensuite agité pendant 15 heures à températur ambiante, puis versé dans 50 cm3 d'eau, extrait par deux fois 50 cm3 d'éther, les phases organiques réunies sont lavées à l'eau, séchées sur sulfate de magnésium et évaporées. Le résidu est chromatographié sur 125 g de gel de m silice. En éluant avec du chlorure de méthylène on obtient 10,1 g d'une huile brun clair constituée d'un mélange de (dithianne-1,3 ylidène-5) malonate d'éthyle et de (dithiinne-1,3 yl-5) malonate d'éthyle.

10 g de ce mélange sont dissous dans 50 cm3 d'alcool is éthylique, et on ajoute à cette solution 16 cm3 de potasse (d»l,38). Le mélange est maintenu à 45° C pendand 2 h 30, refroidi, dilué par 50 cm3 d'eau. L'éthanol est évaporé sous pression réduite, la phase aqueuse est lavée par trois fois 50 cm3 d'éther, puis acidifiée par 40 cm3 d'acide chlorhydrique 4 N. La jo phase aqueuse est extraite par trois fois 75 cm3 d'acétate d'éthyle, les fractions organiques réunies sont lavées par 75 cm3 d'une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium et évaporées. On obtient ainsi un résidu de 6 g qui est chauffé dans un bain d'huile à 140° C jusqu'à fin .'s de dégagement gazeux (environ 20 minutes). Après refroidissement, le résidu est dissous dans 50 cm3 d'acétate d'éthyle et extrait par 60 cm3 d'une solution à 20 % de bicarbonate de potassium, la phase aqueuse est acidifiée et extraite par 2 fois 50 cm3 d'acétate d'éthyle, les fractions organiques sont lavées, îo séchées sur sulfate de magnésium, filtrées en présence de noir décolorant et évaporées. On obtient ainsi 2,8 g d'acide (dithiinne-1,3 yl-5) acétique qui, recristallisé dans l'éther iso-propylique, fond à 98° C.

L'oxo-5 dithianne-1,3 peut être préparé selon la méthode décrite par E.G. HOWARD et R.V. LINDSEY Jr„ J.A.C.S.,82,158 (1960).

Exemple 2

On chauffe pendant 6 heures à 60° C un mélange constitué 411 par 8,6 g d'acéthoxyméthyl-3 carboxy-2 [ (dithiinne-1,3 yl-5) acétamido]-7 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2,40 cm3 d'eau distillée, 3,54 g de bicarbonate de sodium, 40 g de thiocyanate de potassium et 2,9 g de méthyl-5 thioxo-2 thiadia-zol-1,3,4 ine. Après avoir refroidi, le mélange est dilué avec 400 45 cm3 d'eau et amené à pH 2,5 avec de l'acide chlorhydrique. Un solide précipite, on filtre, lave le précipité deux fois par 100 cm3 d'eau, le sèche sous vide phosphorique, le dissout dans 150 cm3 d'acétone, filtre cette solution et le filtrat est ajouté goutte à goutte, et sous vive agitation, à 600 cm3 d'éther isopropylique. 50 Le solide précipité est filtré, lavé deux fois par 100 cm3 d'éther isopropylique et séché. On obtient ainsi 3,6 g de carboxy-2 [ (dithiine-1,3 yl-5) acétamido]-7 [ (méthyl-5 thiadiazole-1,3,4 yl-2) thiométhyl]-3 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2 sous forme d'une poudre beige.

55

rai 20= —49,9° ± 1,1° (c = 0,8 , diméthylformamide)

D

Analyse:

% calc, C 40,62 H 3,61 NI 1,15 S 31,89

% Tr. 40,7 3,8 10,4 30,8

Exemple 3

On chauffe pendant 6 heures à 60" C un mélange de 11,35 g d'acétoxyméthyl-3 carboxy-2 [ (dithiinne-1,3 yl-5) acétamido]-<*7 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2, 50 cm3 d'eau distillée, 4,9 g de bicarbonate de sodium, 50 g de thiocyanate de potassium et 3,36 g de méthyl-l thioxo-5 tétrazoline. Après avoir refroidi, on dilue le mélange avec 350 cm3 d'eau, acidifie à

5

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pH 2 avec de l'acide chlorhydrique, filtre le solide précipité et le lave avec deux fois 200 cm3 d'eau. Le solide séché est dissous dans 60 cm3 d'acétone, et 20 g de gel de silice sont mis en suspension. Le mélange est évaporé à sec et le résidu déposé sur une colonne de 30 g de gel de silice. En éluant par 1,5 litre d'acétate d'éthyle, on recueille des fractions de 100 cm3. Les fractions 1 à 10 sont réunies, concentrées à 100 cm3. Un précipité commence alors à se former. On ajoute 200 cm3 d'éther de pétrole, agite vivement pendant 5 minutes, filtre et lave le précipité avec 150 cm3 d'un mélange acétate d'éthyle-éther de pétrole (1-2 volumes), puis avec 100 cm3 d'éther de pétrole. Le solide est ensuite mis en suspension dans 150 cm3 d'eau, agité vivement pendant 15 minutes, filtré et séché sous pression réduite (0,5 mm de mercure). On obtient ainsi 4,2 g de carboxy-2 [ (dithiinne-1,3 yl-5) acétamido]-7 [méthyl-l tétrazo-, Iyl-5) thiométhyl]-3 oxo-8 thia-5 aza-1 bicyclo [4.2.0] octène-2 sous forme d'une poudre jaune

[a] 20 _ _15 ± 1" (c = 0,8 , diméthylformamide) D

|n Analyse

% Cale. C 39,42 H 3,73 N 17,27

% Tr. 39,2 3,9 15,7

S 26,36 25,9

C