CH627183A5

CH627183A5 -

Info

Publication number: CH627183A5
Application number: CH1062075A
Authority: CH
Inventors: Martin Christopher Cook; Gordon Ian Gregory; Janice Bradshaw
Original assignee: Glaxo Operations Ltd
Priority date: 1974-08-15
Filing date: 1975-08-14
Publication date: 1981-12-31
Also published as: NL7509688A; ATA637075A; US4011215A; JPS5143790A; CH624959A5; FR2281765A2; DE2536337A1; FR2281765B2; DK368675A; AT343279B; SE7509139L; AU8398775A; ZA755249B; CA1073901A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Cephalosporinverbindungen, auf die im folgenden Bezug genommen wird, werden im allgemeinen mit Hinsicht so auf das Cepham (J. Amer. Chem. Soc. 84 [1962] 3400) benannt. Der Ausdruck «Cephem» betrifft die Cephamgrund-struktur, die mit einer Doppelbindung versehen ist.

Es sind zahlreiche Cephalosporinverbindungen bekannt, die eine antibakterielle Wirksamkeit aufweisen. Diese Verbindun-55 gen besitzen eine A3-Unsättigung und sind in 3-Stellung durch eine gegebenenfalls substituierte Methylgruppe und 7ß-Stel-lung durch eine Acylamidogruppe substituiert.

Es wurde nun gefunden, dass die antibiotischen Eigenschaften einer speziellen Ceph-3-em-4-carbonsäure vorwiegend 60 durch die Natur der 7ß -Acylamidogruppe und die Art des Substituenten in 3-Stellung bestimmt werden. Es wurden nun zahlreiche Forschungsarbeiten zur Auffindung von Kombinationen dieser Gruppen durchgeführt, um antibiotisch wirksame Cephalosporinverbindungen mit besonderen Eigenschaften zu 65 erhalten.

Cephalosporin-Antibiotika werden zur Behandlung von Erkrankungen eingesetzt, die durch pathogene Bakterien bei Mensch und Tier hervorgerufen werden. Sie werden insbeson

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dere zur Behandlung von Erkrankungen, die durch Bakterien, die gegen andere Antibiotika, wie Penicilline, resistent sind, hervorgerufen, sowie zur Behandlung von Patienten, die gegen Penicillin empfindlich sind, eingesetzt. Für viele Anwendungen besteht der Wunsch, ein Cephalosporin-Antibiotikum zur Verfügung zu haben, das sowohl gegen gram-positive als auch gegen gram-negative Mikroorganismen wirksam ist. Es wurden daher grosse Anstrengungen unternommen, Cephalosporin-Antibiotika mit breitem Wirkungsspektrum zu entwickeln.

Die Verwendung einer Vielzahl handelsüblicher oder zu Versuchszwecken hergestellter Cephalosporin-Antibiotika wird in der Praxis durch ihre verhältnismässig hohe Empfindlichkeit gegenüber ß-Lactamasen, die von zahlreichen Bakterien erzeugt werden, eingeschränkt. Cephalosporin-Antibio-tika mit breitem Wirkungsspektrum sollten daher mit einer beträchtlichen Stabilität gegenüber ß-Lactamasen, einschliesslich solcher, die von gram-negativen Mikroorganismen erzeugt werden, ausgestattet sein.

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Eine weitere Schwierigkeit bei der therapeutischen Anwendung von Cephalosporin-Antibiotika besteht darin, dass sie in vivo abgebaut werden, z.B. durch im Körper vorhandene Enzyme, z. B. Esterasen, wodurch sie desaktiviert werden.

Es wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen der Formel I eine spezielle Kombination der Substituenten in 7ß- und 3-Stellung aufweisen, wodurch diesen Verbindungen ein breites Wirkungsspektrum, verbunden mit einer hohen ß-Lactamase-Stabilität und einer guten Stabilität in vivo verliehen wird.

Wie erwähnt, ist bei den erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen die 7ß-Acylamidogruppe eine 2-FuryI-2-meth-oxyiminoacetamidogruppe, die zu mindestens 90% in der syn-Konfiguration vorliegt, während der Substituent in 3-Stellung eine Chloralkylcarbamoyloxymethylgruppe ist.

Diese Konfiguration wird gemäss dem Vorschlag von Ahmad und Spencer (Can. J. Chem. 1961, Vol. 39, 9 1340) wie folgt dargestellt:

fl

0 II

C.C0.NH-

N

\

ÛCK-

Salze, die aus den erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen hergestellt werden können, schliessen ein:

Salze mit anorganischen Basen, wie Alkalimetallsalze, z.B. Natrium- und Kaliumsalze, Erdalkalimetallsalze, z.B. Calcium-salze, und Salze mit organischen Basen, z.B. Procain-, Phenyl-äthylbenzylamin-, Dibenzyläthylendiamin-, Äthanolamin-, Diäthanolamin-, Triäthanolamin- und N-Methylglucoseamin-Salze.

Die Salze können auch in Form von Resinaten vorliegen, die beispielsweise mit einem Aminogruppen oder quaternäre Ammoniumgruppen aufweisenden Polystyrol- oder vernetzten Polystyrol/Divinylbenzol-Copolymer-Harz gebildet werden.

Rs bedeutet beispielsweise Chlormethyl, Chloräthyl oder Chlorpropyl, vorzugsweise 2-Chloräthyl.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen, einschliesslich der nicht-toxischen Salze und Ester dieser Verbindungen, zeichnen sich durch ihre hohe antibakterielle Wirkung

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gegen eine Vielzahl gram-positiver und gram-negativer Organismen, die mit einer besonders hohen Stabilität gegen ß-Lactamasen, die durch verschiedene gram-negative Organismen gebildet werden, verbunden ist, aus. Diese Eigenschaften machen die Verbindungen für die Behandlung von Erkrankungen, die durch pathogene Bakterien bei Mensch und Tier hervorgerufen werden, geeignet.

Von den Verbindungen der Formel I ist aufgrund ihres breiten Wirkungsspektrums, ihrer Stabilität in Anwesenheit von Humanserum, ihrer hohen Stabilität gegen ß-Lactamasen, die durch eine Vielzahl von Mikroorganismen erzeugt werden, und ihrer Widerstandsfähigkeit gegen mammare Esterasen das syn-Isomer der (6R,7R)-7-[2-(Fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamidoJ-3-N-methyl-carbamoyl-oxymethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure, entsprechend der Formel

. COKH

CH . CH0C1

eoo:-:

welche beispielsweise in Form des Natrium- oder Kaliumsalzes vorliegen kann.

Die Verbindungen der Formel I werden mit Hilfe des im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definierten Verfahrens hergestellt.

Als Schutzgruppen für die 4-Carboxylgruppe kommen insbesondere solche Gruppen in Betracht, die in einer späteren Stufe der Reaktionsfolge leicht wieder abgespalten werden können und die vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoff atome auf-

60 weisen. Zur Einführung der Schutzgruppe eignen sich insbesondere esterbildende Alkohole (aliphatische oder aliphatische), Phenole, Silanole oder Stannanole sowie symmetrische oder gemischte Anhydride, die sich von einer geeigneten Säure ableiten.

65 Beispiele für geschützte Carboxylgruppen sind z.B. in der BE-PS 783 449 beschrieben. Bevorzugte geschützte Carboxyl-' gruppen sind z.B. Arylniederalkoxycarbonyl, wie p-Methoxy-benzyloxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl und Diphenyl-

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methoxycarbonyl, Niedèralkoxycarbonyl, wie t-Butoxycarbo-nyl, lind Halogenniederalkoxycarbonyl, wie 2,2,2-Trichloräth-oxycarbonyl. Die Abspaltung der Schutzgruppe kann nach üblichen literaturbekannten Methoden erfolgen, beispielsweise durch sauer oder basisch katalysierte Hydrolyse oder durch enzymatisch katalysierte Hydrolyse.

Erhält man als Verfahrensprodukt eine Verbindung der Formel I, worin B>S-»0 bedeutet, so kann diese zur entsprechenden Verbindung, worin B>S bedeutet, reduziert werden. Die Reduktion kann in der Weise erfolgen, dass man ein in situ hergestelltes Acyloxysulfonium- oder Alkyloxysulfonium-salz, welches z.B. im Falle des Acetöxysulfoniumsalzes durch Behandeln des Sulfoxyds mit Acetylchlorid erhalten wird, reduziert. Die Reduktion kann mit Hilfe von Natriumdithionit oder von Jodionen, wie sie in Lösungen von Kaliumjodid in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, z.B. Essigsäure, Tetrahydrofuran, Dioxari, Dimethylformamid oder Dimethyl-acetamid, vorliegen, vorgenommen werden, wobei allgemein bei einer Temperatur von -20 bis + 50°C gearbeitet wird.

Umgekehrt kann eine erhaltene Verbindung der Formel I, worin B>S bedeutet, in eine entsprechende Verbindung, worin B>S-»0 bedeutet, übergeführt werden, indem man sie mit einem geeigneten Oxydationsmittel, z.B. einer Persäure, wie Metaperjodsäure, Peressigsäure, Monoperphthalsäure oder m-Chlorbenzoesäure, oder mit t-Butylhypochlorit, zweckmässigerweise in Gegenwart einer schwachen Base, wie Pyridin, behandelt.

Die Isomerisierung erhaltener Ceph-2-em-Verbindungen zu den entsprechenden Ceph-3-em-Verbindungen kann durch Behandeln mit einer Base erfolgen.

Die Verfahrensprodukte können anschliessend in ihre nichttoxischen Salze übergeführt werden.

Durch Umsetzimg mit Natrium- oder Kalium-2-äthylhexen-oat erhält man beispielsweise das bevorzugte Natrium- bzw. Kaliumsalz.

Biologisch annehmbare Ester können durch Umsetzung mit einem der üblichen Veresterungsmittel hergestellt werden.

Die Umsetzung der 3 -Hydroxymethylverbindung der Formel II mit dem Isocyanat der Formel IV wird zweckmässigerweise in Gegenwart eines Triniederalkylamins mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen je Alkylrest bei einer Temperatur von -50 bis + 105°C, zweckmässigerweise von 0 bis 25°C, durchgeführt.

Die Umsetzung kann in Gegenwart eines, im wesentlichen inerten, organischen Lösungsmittels, z.B. eines N,N-substitu-ierten Amids, eines Halogenkohlenwasserstoffs oder eines Äthers, durchgeführt werden. Reaktionen dieser Art werden beispielsweise in der US-PS 3 355 452 beschrieben.

Die Ausgangsverbindungen der Formel II können beispielsweise nach den in der GB-PS 1 121 308 und der BE-PS 783 449 beschriebenen Methoden hergestellt werden.

Die erfindungsgemäss erhältlichen antibakteriellen Verbindungen können in irgendeiner Weise in eine zu der Verabreichung in der Human- wie in der Veterinärmedizin geeignete Form formuliert werden, indem man in analoger Weise wie bei anderen Antibiotika arbeitet.

Die Zubereitungen können den Wirkstoff in Mengen von 0,1% aufwärts, vorzugsweise in Mengen von 10 bis 60%, in Abhängigkeit von dem Verabreichungsweg enthalten. Wenn die Zusammensetzungen Einheitsdosierungen umfassen, enthält jede Einheit vorzugsweise 50 bis 1500 mg des Wirkstoffes. Die Dosierung zur Behandlung Erwachsener liegt vorzugsweise in einem Bereich von 500 bis 4000 mg täglich, in Abhängigkeit von dem Weg und der Häufigkeit der Verabreichung.

Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen können in Kombination mit anderen therapeutischen Mitteln, wie Anti-biotikaj z.B. anderen Cephalosporinen, Penicillinen oder

Tetracyclinen, verabreicht werden.

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter erläutern.

Alle Temperaturen sind in °C angegeben. Die Schmelzpunkte in den Beispielen wurden auf einer Kofler-Bank bestimmt. Die Strukturen wurden auch durch Infrarotspektroskopie und kernmagnetische Resonanzspektroskopie bestätigt. Ultraviolettspektren wurden in einem Phosphatpuffer vom pH-Wert 6 gemessen.

Beispiel 1

(6R,7R)-3-(2-Chloräthylcarbamoyloxymethyl)-7-[2-(fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (syn-Isomer)

Eine Lösung von 1,50 g des syn-Isomeren von (6R,7R)-7-[2-(Fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-3-hydroxy-methylceph-3-em-4-carbonsäure in 30 ml N,N-Dimethylform-amid (gereinigt durch Filtrieren durch basisches Aluminium-oxyd) wurde auf 5°C gekühlt und mit 1,1 ml Triäthylamin und 1,66 g 2-Chloräthylisocyanat behandelt. Es wurde 1 Stunde bei 5°C gerührt, das Eisbad wurde entfernt und es wurde weitere 1,5 Stunden bei etwa 20°C gerührt. Die Lösung wurde zwischen 100 ml 3 %iger wässriger Natriumbicarbonatlösung und 100 ml Äthylacetat aufgeteilt. Die Schichten wurden getrennt und die wässrige Lösung wurde mit 3 X100 ml Äthylacetat gewaschen und anschliessend mit 100 ml Äthylacetat bedeckt und mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure auf den pH-Wert 1,8 angesäuert. Die Schichten wurden getrennt und die wässrige Schicht mit 4 X100 ml weiterem Äthylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Extrakte wurden mit 5 X150 ml Wasser und 100 ml gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und getrocknet (MgS04) und das Lösungsmittel wurde im Vakuum unter Bildung eines gelben Schaums entfernt, der mit 50 ml Äther trituriert wurde, wobei man 0,59 g der Titelverbindung als gelbes Pulver erhielt.

[a]o + 40° (c 1,DMSO); Ä274 nm (e 17 400).

Beispiel 2

(6R,7R)-3-(3-Chlorpropylcarbamoyloxymethyl)-7-[2-(fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (syn-Isomer)

Eine gerührte Lösung von 953 mg des syn-Isomeren von (6R,7R)-7-[2-(Fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-3-hydr-oxymethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure in 50 ml trockenem Dichlormethan wurde mit 743 mg (etwa 0,65 ml) tri-n-Butyl-zinnoxyd behandelt und man erhielt nach 30 Minuten eine gelbe Lösung. 1,19 g 3-Chlorpropylisocyanat wurden zu der Reaktionsmischung gefügt. Nach 2 Stunden wurde ein weiterer Teil von 595 mg 3-Chlorpropyl-isocyanat zugesetzt und nach etwa 60 Stunden zeigte das Dünnschichtchromatogramm (Chloroform:Methanol:Ameisensäure = 22:4:1) an, dass das gesamte Ausgangsmaterial verbraucht war. Die Reaktionsmischung wurde mit 50 ml 2-n-Chlorwasserstoffsäure und 25 ml Wasser gewaschen und mit 2 X 25 ml wässriger Natriumhydro-gencarbonatlösung extrahiert. Die vereinten wässrigen Extrakte wurden mit 50 ml Äthylacetat überschichtet und durch Zugabe von konzentrierter Chlorwasserstoffsäure auf den pH-Wert 2 angesäuert. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase erneut mit 50 ml Äthylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Extrakte wurden mit 2 X 25 ml gesättigter Salzlösung gewaschen, getrocknet (Magnesiumsulfat) und im Vakuum verdampft, wobei man 245 ml eines gelben Schaums erhielt. Das Dünnschichtchromatogramm zeigte, dass die Hydrolyse des Zinnesters unvollständig war, so dass die Methylenchloridlösung mit 50 ml 2-n-Chlorwasserstoffsäure während 2 Stunden gerührt wurde und wie vorstehend aufgearbeitet wurde, wobei man einen zweiten s

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Anschuss von 188 mg gelbem Schaum erhielt. Durch Vereinigen der Schäume und Triturieren mit Diisopropyläther erhielt man 334 mg der Titelverbindung als gelben Schaum vom Fp. = 94 bis 102°C, von

[ex]*0 + 32,3° (c0,5, DMSO); W 273 nm(s 12 600)

mit einer Inflexion bei 281 nm (e 12 170). Eine Probe von 200 mg der Titelverbindung wurde in 2 ml Propan-2-ol gelöst und zur Entfernung von unlöslichem Material filtriert. Durch Zugabe einer Lösung von 67 mg Natrium-2-äthylhexanoat in 1 ml Propan-2-ol zìi der vorstehenden Lösung des Cephalosporins erhielt man eine unmittelbare Ausfällung eines festen Feststoffes. Die Kristallisation wurde durch Kühlen der Mischung auf etwa 0°C während einer Stunde vervollständigt. Der Feststoff wurde abfiltriert, mit 3 ml Propan-2-ol gewaschen und getrocknet, wobei man 145 mg des Natriumsalzes der Titelverbindung erhielt.

[a]2o,5 _|_ 38,4° (c 0,51 in DMSO); X.max (pH 6 Phosphatpuffer) 273 nm (e 16 420).

Beispiel3

(6R,7R)-3-Chlormethylcarbamoyloxymethyl-7-[2-(fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (syn-Isomer)

505 mg (0,69 ml )Triäthylamin und 2,73 g Chlormethyl-

isocyanat wurden zu einer Lösung von 1,906 g des syn-Isomeren von (6R,7R)-7-[2-(Fur-2-yl)-2-methoxyiminoacet-amido]-3-hydroxymethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure in 25 ml trockenem N,N-Dimethylformamid gefügt. Die Umsetzung s erschien durch Dünnschichtchromatogramm nach etwa 5 Minuten vollständig und es wurde nach 30 Minuten durch Eingiessen in 50 ml 2-n-Chlorwasserstoffsäure und 50 ml Äthylacetat aufgearbeitet. Die organische Schicht wurde gewonnen und die wässrige Schicht erneut mit 25 ml Äthylacetat extrahiert. Die organischen Schichten wurden vereint, mit 50 ml Wasser gewaschen und mit 2 X 25 ml gesättigter wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert. Die vereinten wässrigen Extrakte wurden mit einer Schicht von Äthylacetat versehen und durch Zugabe von konzentrierter Chlorwasserstoff säure auf den pH-Wert 2 angesäuert. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase erneut mit 25 ml Äthylacetat extrahiert. Die vereinten organischen Extrakte wurden mit 2 X 25 ml gesättigter Salzlösung gewaschen, getrocknet (Magnesiumsulfat) und im Vakuum unter Bildung von 220 mg einer gelben gummiartigen Substanz verdampft. Durch Zugabe von Diisopropyläther zu einer Lösung der gummiartigen Substanz in Äthylacetat erhielt man die Titelverbindung vom Fp. = 169 bis 176°C.

[a]g> +38,9° (DMSO, c 0,49); (pH 6 Phosphatpuffer) 277,5 nm (e 16 550).

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines syn-Isomers oder eines men neuen 7ß-Acylamidoceph-3-em-4-carbonsäuren der Gemisches von syn- und anti-Isomeren, wobei der Anteil des Formel I

h2o.co.nh.r'

cook

(I),

worin

Rs eine durch Chlor substituierte Ci-C4-Alkylgruppe und

B >S oder >S-»0

bedeuten, sowie von deren nicht-toxischen Salzen, dadurch gekennzeichnet, dass man das syn-Isomer oder ein Gemisch von syn- und anti-Isomeren, wobei der Anteil des syn-Isomers mindestens 90% beträgt, einer Verbindung der Formel II

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Acyl.NH

(II),

ch2oh •

worin Acyl die 2-(Fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetylgruppe ist und die gestrichelte Linie angibt, dass die Verbindung eine Ceph-2-em- oder Ceph-3-em-Verbindung sein kann, gegebenenfalls unter intermediärem Schutz der 4-Carboxylgruppe, mit einem Isocyanat der Formel IV

7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II mit einem Isocyanat der Formel IV, worin Rs 2-ChIoräthyl bedeutet, zur (6R,7R)-3-(2-Chloräthyl-carbamoyloxymethyl)-,7-[2-(fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (syn-Isomer) umsetzt und diese gewinnt.

8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II mit einem Isocyanat der Formel IV, worin Rs 3-ChlorpropyI bedeutet, zur (6R,7R)-3-(3-Chlorpropyl-carbamoyloxymethyl)-7-[2-(fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (syn-Isomer) umsetzt und diese gewinnt.

9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich-30 net, dass man eine Verbindung der Formel II mit einem

Isocyanat der Formel IV, worin Rs Chlormethyl bedeutet, zur (6R,7R)-3-Chlormethyl-carbamoyloxymethyl)-7-[2-(fur-2-yl)-2-methoxyiminoacetamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (syn-Isomer) umsetzt und diese gewinnt.

ss 10. Verwendung von nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 hergestellten Verbindungen der Formel I zur Herstellung der entsprechenden biologisch verträglichen Ester, dadurch gekennzeichnet, dass man die erstgenannte Verbindung mit einem biologisch verträglichen Veresterungsmittel '40 umsetzt.

Rs—NCO

(IV)

umsetzt und eine erhaltene Ceph-2-em-Verbindung zur entsprechenden Ceph-3-em-Verbindung isomerisiert.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung von II mit IV bei einer Temperatur von -50 bis + 105°C, vorzugsweise bei einer Temperatur von 0 bis 25°C, durchführt.

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PATENTANSPRÜCHE syn-Isomers mindestens 90% beträgt, von antibiotisch wirksa-

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung von II mit IV in Gegenwart eines Triniederalkylamins durchführt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine erhaltene Verbindung der Formel I in ein nicht-toxisches Salz überführt, vorzugsweise durch Umsetzung mit Natrium-2-äthylhexenoat in ihr Natriumsalz überführt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine erhaltene Verbindung der Formel I, worin B>S-»Ö bedeutet, zur entsprechenden Verbindung, worin B>S bedeutet, reduziert.

6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine erhaltene Verbindung der Formel I, worin B>S bedeutet, zur entsprechenden Verbindung, worin B>S->0 bedeutet, oxydiert.