CH627471A5

CH627471A5 - Process for the preparation of cephalosporin compounds

Info

Publication number: CH627471A5
Application number: CH411575A
Authority: CH
Inventors: Robin David Grey Cooper; David Kent Herron
Original assignee: Lilly Co Eli
Priority date: 1974-04-01
Filing date: 1975-04-01
Publication date: 1982-01-15
Also published as: AU7963775A; CS196261B2; JPS614837B2; SE423392B; DK130375A; PL101400B1; AR210258A1; RO67392A; DE2514019A1; SE7503707L; AT337896B; BE827408A; FR2265394B1; GB1504589A; CA1096373A; FR2265394A1; IE42705B1; IL46956A0; ES436198A1; IL46956A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cephalosporinverbindungen, die durch einen Ureidorest substituiert sind, bzw. von Salzen dieser Verbindungen.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten ureidosubstituierten Cephalosporinverbindungen tragen als Substituenten eine Carbonsäuregruppierung, und die vorliegende Erfindung betrifft ferner deren Verwendung zur Herstellung entsprechender Carbonsäure-ester.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren und durch die erfindungsgemässe Verwendung erhaltenen ureidosubstituierten Cephalosporinverbindungen weisen im allgemeinen eine hohe Aktivität und ein breites Wirkungsspektrum als Antibiotika auf, und sie sind insbesondere nützlich zur Behandlung von Infektionen, die durch gram-negative Mikroorganismen hervorgerufen werden.

Wie bereits erwähnt wurde müssen die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Cephalosporinverbindungen als Substituenten eine Ureidogruppe aufweisen, d.h. einen Rest eines gegebenenfalls substituierten Harnstoffes, in dem ein an das Stickstoffatom gebundenes Wasserstoffatom des Harnstoffes durch einen Acylrest ersetzt ist.

Cephalosporinverbindungen, die einen Ureidosubstituen-ten oder eine substituierte Ureidogruppe als Substituenten in der a-Stellung der 7-Acylamido-Seitenkette aufweisen, wurden bereits beschrieben. In der USA-Patentschrift Nummer 3 673 183, die am 27. Juni 1972 veröffentlicht wurde, werden a-Ureido-cephalosporansäuren beschrieben.

Acyloxymethylester von a-Ureido-cyclohexadinylacet-amidocephalosporinen sind in der USA-Patentschrift Nummer 3 708 479 beschrieben und Acyloxybenzylester des a-Aminobenzylpenicillins in der USA-Patentschrift Nummer 3 697 507.

Penicilline bzw. Cephalosporine, die eine a-(3-Imidoyl-ureido)arylacetamido-Seitenkette aufweisen, sind in den USA-Patentschriften 3 634 405 bzw. 3 646 024 geoffenbart.

Ferner sind auch a-3-Acylureidobenzylpenicilline bekannt, in denen eine grosse Anzahl an verschiedenen Acylgruppen an das endständige Stickstoffatom der a-Ureidogruppe der 6-Arylacetamido-Seitenkette gebunden sind.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Verbindungen unterscheiden sich in ihrer Struktur von den bisher beschriebenen Verbindungen dahingehend, dass der Cephalosporin-dihydrothiazin-Ring in seiner 3-Stellung mit einer Acetoxymethylgruppe oder einer heterocyclischen Thiomethyl-gruppe substituiert ist. Ausserdem weisen die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Cephalo-5 sporin-Antibiotika ein charakteristisches ausgedehntes Spektrum als Cephalosporin-Antibiotika auf, und zwar dahingehend, dass sie nicht nur ein ungewöhnlich hohes Ausmass der Aktivität gegen gram-positive Mikroorganismen besitzen, sondern dass sie auch ein hohes Ausmass der Aktivität gegen io ein breites Spektrum von gram-negativen Mikroorganismen aufweisen, was bei den bisher bekannten entsprechenden Verbindungen nicht der Fall war.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von durch einen Ureidorest substituierten u Cephalosporinverbindungen der Formel I

20

HO OH OH II II I II I r" -n-c-n-c-n-ch-c-n I «

r' r,

1 O

ta cooh ch2-r2

(I)

in welchen

R" ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlen-25 Stoffatomen, ein Allylrest, ein Propargylrest, ein Cyclo-alkylrest mit 3-6 Kohlenstoffatomen, ein Phenyl-, Ben-zyl- oder Furfurylrest ist,

R' ein Wasserstoffatom bedeutet,

Rx einen Phenylrest, einen Hydroxyphenylrest, einen Halo-30 genphenylrest, einen hydroxysubstituierten Halogenphe-nylrest oder einen Rest der Formeln

35

—t

V

oder

—H—

V

bedeutet,

R? eine Acetoxygruppe oder eine Gruppierung der Formeln s *~1

-s-v

45

50 . ü

i—S—»,

I

z

V

.•—2

oder

55

darstellt, in welchen

Z eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen ist, bzw. von Salzen der Verbindungen der Formel I.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dieser 60 Cephalosporinverbindungen der Formel I ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II

627471

4

0 H Il f

HsN-CH-C-N" I

Ri

\ 1 LcHa-Ra cf

V

i

COOH

in welcher

R1 und R2 die gleiche Bedeutung aufweisen wie in Formel I, mit einer Verbindung der Formel III

HO O

I I! II

R" — N — C — N — C — A

I

R'

die 7- [a-(3-Phenylcarbamoyl- l-ureido)-«-phenylacetamido] --3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4--carbonsäure,

die 7-[«-(3-Furfurylcarbamoyl-l-ureido)-a-phenylacetamido]-5 -3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-II -carbonsäure,

die 7-[a-(3-Benzylcarbamoyl-l-ureido)-a-phenylacetamido]--3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4--carbonsäure, und 10 die 7-[a-(3-Carbamoyl-l-ureido)-a-phenylacetamido]-3-(l--methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbon-säure.

Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der nach dem erfindungsgemässen Verfahren her-15 gestellten, durch einen Ureidorest substituierten Cephalosporinverbindungen der Formel I

(III)

20

in welcher

A ein Chloratom oder eine Gruppierung der Formel

<•>

•-NO2

HO OH OH >1 II 1 II I r" -n-c-n-c-n-ch-c-; I (

r' r

O

II 1 h-c-n-i p

1

CH2*"R-2

cooh

25 zur Herstellung von entsprechenden Estern der Formel IV

(I)

30

HO OH OH . I » Hl \\ \ r"-n-c-n-c-n-ch-c-n-i >

I I III

r' r,

ist, und

R' und R" die gleiche Bedeutung besitzen wie in Formel I, umsetzt und die erhaltenen Verbindungen der Formel I in freier Form oder in Form von deren Salzen isoliert.

Wenn man nach dem erfindungsgemässen Verfahren Salze der Verbindungen der Formel I herstellt, dann erzeugt man vorzugsweise pharmazeutisch annehmbare, nicht-toxische Salze.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann man beispielsweise die 7-[a(3-MethyIcarbamoyl-l-ureido)-a-phenyl-acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem--4-carbonsäure herstellen, indem man die 7-[D-a-Amino-a--phenylacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)--3-cephem-4-carbonsäure mit dem p-Nitrophenyl-N-methyl-carbamoylcarbamat umsetzt.

In der gleichen Weise kann man so die 7-[a-(3-a-Methyl-carbamoyl-l-ureido)-a-(2-thienyl)acetamido]-3-(l-methyl-lH--tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellen, indem man die 7-[D-a-Amino-a-(2-thienyl)acetamido]-3-(l--methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure mit dem p-Nitrophenyl-N-methylcarbamoylcarbamat umsetzt.

Des weiteren kann man so die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl--l-ureido)-a-(4-hydroxyphenyl)-acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4--thiadiazoI-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellen, indem man die 7-[D-«-Amino-a-(4-hydroxyphenyl)-acet-amido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem--4-carbonsäure mit dem p-Nitrophenyl-N-methylcarbamoyl-carbamat umsetzt.

Als Beispiele für weitere nach dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbare Verbindungen der Formel I seien genannt:

die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-(4-hydroxyphenyl)-acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)--3-cephem-4-carbonsäure, die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-(2-thienyl)-acet-amido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem--4-carbonsäure,

coor.

CH2~R2

(IV)

in welchen die Reste R", R', Rj und R2 die gleiche Bedeutung besitzen 35 wie in Formel I, und

R3 den Indanylrest oder den Phthalidylrest oder eine Acyl-oxymethylgruppe der folgenden Formel

40

O

-CH2—O—C—Y'

bedeutet, in welcher

Y' ein Alkylrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen oder den 45 Phenylrest bedeutet,

wobei diese Verwendung dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Säuren der Formel I zu den entsprechenden Estern der Formel IV verestert.

Wenn in den nach dem erfindungsgemässen Verfahren 50 hergestellten Verbindungen der Formel I oder den daraus erhältlichen Estern der Formel IV der Rest Rt ein Halogen-phenylrest oder ein hydroxysubstituierter Halogenphenylrest ist, dann sind bevorzugte Halogensubstituenten Fluoratome, Chloratome und Bromatome, wobei von diesen Halogen das 55 Chlor speziell bevorzugt ist.

Wie bereits erwähnt wurde, kann in den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Säuren der Formel I und den daraus erhältlichen Estern der Formel IV der Rest Ri ein Phenylrest, ein Hydroxyphenylrest, ein Halogenphe-60 nylrest oder ein hydroxysubstituierter Halogenphenylrest sein. Typische Beispiele für derartige Reste sind die folgenden Gruppen: 4-Chlorphenyl, 4-Bromphenyl, 3-Fluorphenyl, 4-Hydroxyphenyl, 3-Hydroxyphenyl, 3-Chlor-4-hydroxyphe-nyl, 2-Chlorphenyl, 3,4-Dichlorphenyl, 3,5-Dichlorphenyl, 65 3,5-Dihydroxyphenyl, 2-Hydroxyphenyl, 4-Hydroxy-3,5-di-chlorphenyl und 4-Hydroxy-3,5-dibromphenyl.

Der Rest Z im Substituenten R2 der Verbindungen der Formel I, bzw. IV muss eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Koh

5

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lenstoffatomen sein. Typische Beispiele für derartige Reste sind der Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, der Isopropyl-, n-Butyl-, tert.-Butyl- und ähnliche geradkettige oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffreste, die jeweils 1 bis 4 Kohlenstoff atome aufweisen.

Wenn in den durch die erfindungsgemässe Verwendung erhältlichen Estern der Formel IV der Rest Y' ein Alkylrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen ist, dann sind die oben angegebenen entsprechenden Reste ebenfalls Beispiele für derartige Reste Y'.

Wie bereits erwähnt wurde, kann in den Säuren der Formel I und den daraus erhältlichen Estern der Formel IV der Fest R" die Bedeutung eines Cycloalkylrestes mit 3-6 Kohlenstoffatomen aufweisen. Spezielle Beispiele für derartige Reste sind der Cyclopropylrest, der Cyclobutylrest, der Cy-clopentylrest und der Cyclohexylrest.

Da in den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Verbindungen der Formel I und den daraus erhältlichen Estern der Formel IV der Rest R' ein Wasserstoffatom sein muss, weist der Ureidoteil dieses Moleküls also die folgende Struktur

H O

R"—N—C—N—

I

H

auf. Dementsprechend besitzt dann, wenn in dem zur Acylie-rung des Amins der Formel II verwendeten Ausgangsmaterial der Formel III der Rest A ein über das Sauerstoffatom gebundener p-Nitrophenylrest ist, dieses Ausgangsmaterial der Formel III die folgende Struktur

HOHO I II ! II R' '-N-C-N-C-0-»;

O

!,•—-NOa

-S-

ir

\<

oder

«—1

V

l z

HjbN-J-}'

A

U

—CHs-Rs

T

COOH

10

auf, wobei in dieser Formel

R" die in Formel I angegebenen Bedeutungen besitzt.

Diejenigen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benötigten Ausgangsmaterialien der Formel II, in welchen der Rest Rj ein Phenylrest, ein Hydroxyphenylrest, ein Halogenphenylrest, ein hydroxysubstituierter Halogenphenylrest oder ein Thienylrest ist, und ferner der Rest R2 die folgende Struktur aufweist, sind in der USA-Patentschrift Nr. 3 641 021 beschrieben.

Diejenigen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benötigten Ausgangsmaterialien der Formel II, in welchen der Rest Rt ein Furylrest ist, können durch Acylie-rung einer an der 7-Stellung des Kernes durch eine Amino-gruppe substituierte Verbindung der folgenden Formel mit einem Anhydrid hergestellt werden, dass unter Verwendung von a-(tert.-Butyloxycarbamido)-furan-essigsäure und dem Isobutylester der Chlorameisensäure erzeugt wurde.

Nach dieser Acylierung kann dann die tert.-Butyloxycarbonyl-i5 Schutzgruppe nach bekannten Arbeitsverfahren abgespalten werden, beispielsweise durch Behandlung mit Trifluoressig-säure in der Kälte oder gemäss einem anderen Arbeitsverfahren durch Behandlung mit p-Toluolsulfonsäure in Essig-säurenitril, wie dies von Chauvette in der USA-Patentschrift 2o Nr. 2 769 281 beschrieben ist.

Diejenigen Ausgangsmaterialien der Formel II, in denen der Rest R2 eine Acetoxygruppe ist, können durch eine Acylierung von 7-Aminocephalosporan-säure unter Verwendung eines Phenyl-glycines, eines Thienyl-glycines oder eines Furyl-25 glycines hergestellt werden.

Diejenigen Verbindungen der Formel II, in denen der Rest Rx ein Phenylrest ist, und der Rest R2 für eine Acetoxygruppe steht, ist das gut bekannte Antibiotikum Cephalo-glycin.

30 Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird also die freie a-Aminogruppe in der an die 7-Stellung gebundenen Seitenkette der Verbindungen der Formel II durch die Verbindungen der Formel III acyliert. Wenn in den Ausgangsmaterialien der Formel III A ein Chloratom ist, dann 35 wird diese Acylierung im allgemeinen unter Anwendung eines inerten Lösungsmittels in Gegenwart eines Säureakzeptors für den abgespaltenen Halogenwasserstoff bei einer Temperatur im Bereich von etwa — 5°C bis +20°C und vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0° bis 5°C 40 durchgeführt. Als Beispiele für Lösungsmittel, die zur Durchführung dieser Acylierung geeignet sind, seien Essigsäure-nitril, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid und Dimethyl-acetamid genannt. Von diesen Lösungsmitteln ist Essigsäure-nitril, also Acetonitril, speziell bevorzugt. Falls das verwen-45 dete Ausgangsmaterial in dem Lösungsmittel praktisch vollständig unlöslich oder teilweise unlöslich ist, dann kann dieses löslich gemacht werden, indem man ein Silylierungs-Mit-tel zugibt, wie zum Beispiel Bis-(trimethylsilyl)acetamid, das in der Folge mit BSA abgekürzt wird. Die Zugabe des Silylie-50 rungsmittels erfolgt dabei vor dem Zeitpunkt, wo das Carb-amoyl-chlorid beigegeben wird.

Als Beispiele für Mittel, die den Halogenwasserstoff abfangen und die bei dieser Acylierung zugesetzt werden können, seien tertiäre Amine, wie zum Beispiel Triäthylamin 55 oder Pyridin, sowie auch Alkylenoxide, wie zum Beispiel Propylenoxid oder Butylenoxid, genannt.

Eine bevorzugte Bedeutung, die der Rest R" in den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Verbindungen der Formel I und den daraus erhältlichen Estern der For-60 mei IV aufweisen kann ist diejenige eines Äthylrestes, sowie eines Allylrestes der Formel H2C=CH-CH2-, eines Propar-gylrestes der Formel HC=C-CH2-, eines Phenylrestes, eines Benzylrestes, des 2-Furfurylrestes, eines Cyclopropylrestes oder eines Cyclohexylrestes.

65 Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann, wie bereits erwähnt wurde, die Acylierung des Ausgangsmaterials der Formel II unter Verwendung eines p-Nitrophenylcarbamates der Formel

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6

HOHO i n i n y R"-N-C-N~C-0-<^

.•—NOs

HOHO

I H I II / \

H 0 I II

durchgeführt werden, wobei in dieser Formel R" die gleiche Bedeutung aufweist wie in Formel I.

Diese Ausgangsmaterialien der Formel III können hergestellt werden, indem man Harnstoff oder einen einfach-sub-stituierten Harnstoff der Formel

R"—NH—C(0)—NH2

in einem inerten Lösungsmittel, wie zum Beispiel Tetrahydro-furan, mit dem p-Nitrophenylester der Chlorameisensäure umsetzt. Beispielsweise kann man Methylharnstoff in trockenem Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von etwa 0° mit dem p-Nitrophenylester der Chlorameisensäure umsetzen, wobei man dann als Produkt das p-Nitrophenyl-N-(methylcarb-amoyl)-carbamat erhält.

In diesem Fall liefert die Umsetzung von Harnstoff oder eines einfach-substituierten Harnstoffes mit dem p-Nitrophenylester der Chlorameisensäure die Ausbildung von 2 isomeren p-Nitrophenylcarbamaten.

Dabei wird das erwünschte Carbamat gebildet, indem die Acylierung des unsubstituierten Stickstoffatomes Nx des Harnstoffes erfolgt, während der unerwünschte Carbamatester gebildet wird, indem die Acylierung des substituierten Stickstoffatomes N3 oder des Stickstoffatomes der Formel

H

R"—N—

des Harnstoffes erfolgt. Üblicherweise werden die beiden Produkte in gleichen Mengen gebildet.

Wenn man zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ein Acylierungsmittel der Formel III verwendet, in welchem A ein Chloratom ist, dann kann dieses hergestellt werden, indem man unsubstituierten Harnstoff (wenn R" Wasserstoff ist), oder einen entsprechend in der 1-Stellung mit dem Rest R" substituierten Harnstoff mit Phosgen umsetzt. Auch in diesem Falle erhält man dann, wenn in dem Harnstoff R" eine andere Bedeutung aufweist als diejenige eines Wasserstoff atomes im allgemeinen zwei Carbamate, wobei das gewünschte Carbamat dann gebildet wird, wenn die Acylierung mit dem Phosgen am unsubstituierten Stickstoffatom des Harnstoffes erfolgt, während das unerwünschte Produkt gebildet wird, indem die Acylierung an dem mit dem Rest R" substituierten Stickstoffatom erfolgt.

Wenn man das erfindungsgemässe Verfahren unter Verwendung von Ausgangsmaterialien der Formel III durchführt, in welchen A der über das Sauerstoffatom gebundene p-Nitrophenylrest ist, dann können diese Ausgangsmaterialien der Formel III, nämlich die p-Nitrophenyl-N-(substi-tuierten-carbamoyO-carbamate, Isocyanate bilden, wenn man sie mit einem Silylierungsmittel behandelt, wie zum Beispiel mit Bis-(trimethylsilyl)acetamid (BSA) oder mit Mono(trime-thylsilyl)acetamid, das in der Folge auch als MSA abgekürzt wird. Diese Bildung des Isocyanates sei anhand des folgenden Reaktionsschemas erläutert:

10

15

20

R' N-C-N-C-O-*' >-N0z BSA ^ R' '-N-C-N=C=0

+

/* *\

HO-*/ %-NOz

Das unerwünschte p-Nitrophenylcarbamat, das die Formel

0 ii

R''-N-C-NH2 1

c=o . .

1 /\

°-\ /*

-NOs aufweist, und das bei der oben beschriebenen Reaktion mit-25 gebildet wurde, ist nicht in der Lage, bei der Reaktion mit dem Silylierungsmittel ein Isocyanat zu bilden.

Bei der Acylierung des a-Aminoarylacetamidocephalo-sporines der Formel II unter Ausbildung eines Cephalospo-rines der Formel I verwendet man üblicherweise die Mischung 30 aus den beiden Carbamaten, die bei der oben beschriebenen Umsetzung erhalten wurde. Die Acylierungsreaktion wird zweckmässigerweise in einem inerten trockenen Lösungsmittel in Anwesenheit eines Überschusses eines Silylierungs-mittels, wie zum Beispiel BSA oder MSA durchgeführt. Dabei 35 bildet das p-Nitrophenyl-N-(substituierte-carbamoyl)carbamat in situ das Isocyanat, das dann mit der a-Aminogruppe der Verbindungen der Formel II unter Ausbildung des gewünschten Produktes reagiert.

Typische Beispiele für p-Nitrophenylcarbamate, die zur 40 Herstellung von Verbindungen der Formel I nach dem erfindungsgemässen Verfahren geeignet sind, wobei in diesen Verbindungen der Rest R' die Bedeutung eines Wasserstoff-atomes hat, sind die folgenden Verbindungen: p-Nitrophenyl-N-(äthylcarbamoyl)carbamat, 45 p-Nitrophenyl-N-(cyclopropylcarbamoyl)carbamat, p-Nitrophenyl-N-(phenylcarbamoyl)carbamat, p-Nitrophenyl-N-(phenylcarbamoyl)-carbamat, p-Nitrophenyl-N-(propargylcarbamoyl)carbamat, p-Nitrophenyl-N-(allylcarbamoyl)carbamat, so p-Nitrophenyl-N-(benzyIcarbamoyl)carbamat und p-Nitrophenyl-N-(carbamoyl)-carbamat,

wobei in der zuletzt genannten Verbindung der Rest R" die Bedeutung eines Wasserstoffatomes hat.

Die Acylierung eines a-Aminoarylacetamido-cephalospo-55 rines der Formel II mit den oben angeführten p-Nitrophenylcarbamaten nach einer speziellen Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird üblicherweise unter Verwendung von trockenem Essigsäurenitril als Verdünnungsmittel bei Zimmertemperatur, also einer Temperatur im Bereich von 60 20 bis 25°C durchgeführt. Um sicherzugehen, dass wasserfreie Bedingungen aufrechterhalten werden, wird die Acylierung vorzugsweise in einer Atmosphäre eines trockenen Gases beispielsweise unter Stickstoff oder unter Argon durchgeführt. Man kann ein Silylierungsmittel, wie zum Beispiel 65 BSA oder MSA im Überschuss zugeben, und ein derartiges Silylierungsmittel weist dabei zwei Wirkungen auf. Zuerst einmal dient es dazu, das als Ausgangsmaterial eingesetzte a-Aminoarylacetamidocephalosporin der Formel II durch die

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Bildung der löslichen Silylderivate, beispielsweise die Bildung der entsprechenden Silylester der Verbindungen der Formel II, in Lösung zu bringen und zweitens einmal reagiert der / Überschuss des Silylierungsmittels mit dem p-Nitrophenyl-carbamat in situ, wobei sich das entsprechende Isocyanät nach dem oben beschriebenen Reaktionsweg bildet.

Die Acylierungsreaktion wird zweckmässigerweise wie folgt ausgeführt: Eine Suspension des a-Aminoarylacetamido--cephalosporines der Formel II in trockenem Essigsäurenitril wird mit einem Überschuss des Silylierungsmittels BSA behandelt. Sobald man eine homogene Lösung erhalten hat, wird die Mischung der p-Nitrophenylcarbamate in einer ausreichenden Menge zugesetzt, damit mindestens ein molares Äquivalent des gewünschten p-Nitrophenylcarbamat-isome-ren pro Mol der Verbindung der Formel II in dem Reaktionsgemisch vorliegt.

Die Reaktionsmischung wird bei Zimmertemperatur 1 bis 3 Stunden lang gerührt, und nach dieser Zeit wird das gewünschte Produkt gewonnen.

In Cephalosporinprodukten der Formel I muss der Rest R' ein Wasserstoffatom sein und sie werden üblicherweise gewonnen, indem man die Reaktionsmischung nach einer Verdünnung mit Wasser unter Verwendung eines mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittels extrahiert, beispielsweise mit Essigsäureäthylester, Essigsäureamylester oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel. Dieses Extraktionsverfahren wird unter Aufrechterhaltung eines sauren pH-Wertes, vorzugsweise eines pH-Wertes im Bereich von etwa 2,5 durchgeführt. Der Extrakt in dem organischen Lösungsmittel wird dann gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei man das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Cephalosporinantibiotikum erhält.

Bei einem typischen Herstellungsbeispiel für die Cephalosporine der Formel I wird die 7-[a-Amino-a-(2-thienyI)-acet-amido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem--4-carbonsäure in trockenem Essigsäurenitril in Anwesenheit eines Überschusses an Bis-(trimethylsilyl)-acetamid mit p-Nitrobenzyl-N-(methylcarbamoyl)carbamat umgesetzt, wobei man dann nach der Durchführung der entsprechenden Isolierungsverfahren als Endprodukt die 7-[a-(3-Methyl-carbamoyl-l-ureido)-a-(2-thienyl)acetamido]-3-(5-methyl--l,3,4-thiadiazol-2-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure erhält.

In der nachfolgenden Tabelle I werden nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Verbindungen der folgenden Formel I

TABELLE I

R"

R'

10

15

2-Furfuryl H

20 Allyl H

Propargyl H

25 do do

30

35

Cyclopro-pyl do

H

H H

Cyclopentyl H

40

45

do do

H

HO OH OH II II I II i r" -n-c-n-c-n-ch-c-n-

r' r,

1 O

Ri

Ra

Phenyl H Phenyl

Benzyl H do

-CHa

4-Hydroxy-phenyl

Phenyl

3-Chlor--4-hydroxy-phenyl

H 2-Thienyl do do

Acetoxy do

Phenyl do do do

4-Chlor-phenyl

4-Hydroxy-phenyl

.•-CH3 S

do r

Die Cephalosporin-antibiotika der Formel I können in 50 die entsprechenden Acyloxymethyl-ester der Formel IV um-• Nv. ^^"CH9-R- ® gewandelt werden, in denen der Rest R3 eine Gruppe der For-

fcooH" 0

angeführt, wobei in dieser Tabelle die Bedeutung der Substituenten R", R', Rj und R2 angeführt ist.

55

—CH,—O—C—Y'

ist, indem man ein Alkalimetallsalz der entsprechenden Ce-phalosporincarbonsäure, beispielsweise das Lithiumsalz, das Natriumsalz oder das Kaliumsalz mit einem Acyloxymethyl-60 halogenid der Formel

O

X—CH.—O—C—Y'

65 umsetzt, wobei in dieser Formel

X ein Chloratom oder Bromatom ist und Y' die gleiche Bedeutung hat, wie dies in Formel IV definiert wurde.

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8

Acyloxymethylhalogenide, die zur Durchführung dieses Verfahrens herangezogen werden können, sind der Chlormethylester der Essigsäure, der Brommethylester der Essigsäure, der Brommethylester der Propionsäure, der Chlormethylester der Pivalonsäure (Chlormethyl-pivaloat) sowie Benzoyloxymethyl-chloride.

Die Herstellung des Acyloxymethylesters der Formel IV kann durchgeführt werden, indem man das Alkalimetallsalz der als Ausgangsmaterial verwendeten Säure in einem inerten Lösungsmittel mit einem leichten molaren Überschuss des Brommethylesters oder Chlormethylesters umsetzt, beispielsweise mit dem Brommethylester der Essigsäure, wobei die Umsetzung zweckmässigerweise bei Zimmertemperatur oder einer leicht erhöhten Temperatur, beispielsweise Temperaturen im Bereich von bis zu etwa 40 bis 45°C, durchgeführt wird. Bei dieser Umsetzung können Lösungsmittel, wie zum Beispiel Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylform-amid oder Methylenchlorid verwendet werden.

Die Indanylester der Formel IV, in denen der Rest R3 eine Gruppierung der Formel

-/vs

V/

LI

ist, können hergestellt werden, indem man das 5-Indanol in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise Dioxan oder Tetrahydrofuran mit einer Verbindung der Formel I in Form ihrer freien Säure, in der also R3 die Bedeutung eines Was-serstoffatomes hat, in Anwesenheit eines Kondensationsmittels umsetzt. Als Kondensationsmittel können beispielsweise Diimide, wie zum Beispiel Cyclohexyldiimid verwendet werden. Diese Umsetzung wird im allgemeinen unter Rühren bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 35°C während etwa 6 bis 8 Stunden durchgeführt. Der so erhaltene Indanylester wird dann isoliert, indem man die Reaktionsmischung zuerst mit Wasser verdünnt und dann abfiltriert, um den gebildeten unlöslichen Dicyclohexylharnstoff zu entfernen. Der Ester wird anschliessend aus dem gewonnenen Filtrat extrahiert.

Nach einem anderen Arbeitsverfahren können die entsprechenden Indanylester der Formel IV hergestellt werden, indem man ein gemischtes Säureanhydrid, das unter Verwendung der Cephalosporinsäure der Formel I und von Essigsäure hergestellt wurde, mit dem 5-Indanol umsetzt.

Die Phthalidylester der Formel I, d.h. diejenigen Verbindungen der Formel IV, in denen der Rest Rs eine Phthalidyl-gruppierung der Formel ist, können hergestellt werden, indem man das Bromphthalid der folgenden Formel r .

/ \ / \

\

/\y

I

10

mit einem Salz der entsprechenden Cephalosporinsäure der Formel I umsetzt. Diese Veresterungsreaktion kann durchgeführt werden, indem man Dimethylformamid, Dimethylacet-amid, Dioxan, Tetrahydrofuran oder Mischungen dieser Lois sungsmittel zur Verdünnung verwendet und indem man langsam eine Mischung aus äquimolaren Mengen des Salzes der Cephalosporinsäure, beispielsweise des entsprechenden Natriumsalzes oder Kaliumsalzes, und des Bromphthalides erwärmt.

2o Typische Beispiele für nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte entsprechende Ester der Formel IV sind die in der Folge angegebenen Verbindungen: der Acetoxymethylester der 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l--ureido)-a-(2-thienyl)acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-25 -5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure und der Pivaloyloxymethylester der 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l--ureido)-a-phenyIacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5--ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestéll-30 ten Cephalosporinverbindungen der Formel I können in Form ihrer freien Säuren, oder in Form ihrer pharmazeutisch annehmbaren Säuren mit Basen, beispielsweise anorganischen Basen, wie zum Beispiel Alkalimetallcarbonaten oder Alkali-metallbicarbonaten isoliert und verwendet werden. Beispiels-35 weise können die entsprechenden Natriumsalze oder Kaliumsalze hergestellt werden, indem man eine Umsetzung der freien Säure mit Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat nach üblichen Arbeitsverfahren durchführt.

Man kann auch die entsprechenden Salze mit organischen 40 basischen Verbindungen, wie zum Beispiel Aminen herstellen. Als Beispiele für derartige Salze seien diejenigen genannt, die sich mit den folgenden Aminen bilden: Methylamin, Di-äthylamin, Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, Äthanolamin, Diäthanolamin und Tris-(hydroxymethyl)aminomethan. Der-45 artige Salze können verwendet werden, um die Antibiotika in pharmazeutisch geeignete Formen zu bringen, die für eine parenterale Verabreichung geeignet sind.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Cephalosporinantibiotika der Formel I bzw. deren Salze 50 und die Ester der Formel IV sind sehr wirksam, um das Wachstum eines weiten Spektrums an pathogenen Mikroorganismen zu verhindern, und zwar sowohl von Mikroorganismen des gram-positiven Typs als auch von Mikroorganismen des gram-negativen Typs.

55 Es sind eine Anzahl von Cephalosporinantibiotika bekannt, die wirksam gegen gram-positive Mikroorganismen sind, die jedoch ein beschränktes Spektrum ihrer Aktivität gegen gram-negative Mikroorganismen aufweisen. Andere Cephalosporinantibiotika, die bisher hergestellt wurden, zei-60 gen eine deutlich erhöhte Aktivität gegen gram-negative Mikrorganismen, sie besitzen jedoch dann entweder ein enges Spektrum ihrer Wirksamkeit gegen gram-positive Mikroorganismen oder ein vermindertes Ausmass der Wirksamkeit gegen diese gram-positiven Mikroorganismen.

65 Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren und die erfindungsgemässe Verwendung hergestellten Antibiotika hingegen weisen eine erhöhte Aktivität gegen gram-negative Mikroorganismen auf, und zwar sowohl bezüglich des Wirkungs

9

627471

spektrums als auch bezüglich des Ausmasses ihrer Aktivität und sie besitzen ausserdem auch noch eine Aktivität gegen gram-positive Mikroorganismen. Dementsprechend können die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Antibiotika als Cephalosporine bezeichnet werden, die ein ausgedehntes Spektrum ihrer Aktivität aufweisen.

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren und durch die erfindungsgemässe Verwendung hergestellten Cephalosporinantibiotika besitzen ein hohes Ausmass der Wirksamkeit gegen die folgenden Mikroorganismen: Pseudomonas, Enterobacter sp., Indol (+) und (—), Proteus sp., Aerobacter, Serratia und Klebsiella gram-negative Mikroorganismen. Sie sind ferner auch wirksam, um das Wachstum von gegen Penicillin resistenten Stämmen der Gruppe Staphylococcus als auch von solchen der Gruppe Streptococcus, Gruppe D, wie zum Beispiel Streptococcus faecalis zu unterdrücken.

Die Aktivität von hergestellten Cephalosporinverbindungen der Formel I, bzw. IV als Antibiotika wird anhand der folgenden Ergebnisse veranschaulicht, die für typische Verbindungen der Formel I, bzw. IV in der folgenden Tabelle II zusammengestellt sind. Die in dieser Tabelle II angeführten Werte sind die minimalen Hemmkonzentrationen, also die minimalen inhibierenden Konzentrationen, abgekürzt mit MIC, die für die getesteten Verbindungen im Zusammenhang mit den angegebenen Mikroorganismen festgestellt wurden. Diese MIC-Werte wurden nach dem in vitro Verfahren der Gradienten-Platte (Gradient Plate in vitro method) zur Bestimmung der Aktivität als Antibiotikum erhalten.

10

15

20

TABELLE II

Antibiotische Aktivität von Ureido-substituierten Cephalosporinen Minimale Hemmkonzentration mcg/ml getesteter Mikroorganismus 1

getestete Verbindung2

30

H

I

L

M

Shigella sp.

9,5

3,0

4,0

5,5

4,0

Escherichia coli

16

5,5

7,5

10,0

Klebsiella pneumoniae

35

6,8

10

16

0,6

Aerobacter aerogenes

15

4,3

15,5

Salmonella heidelberg

12

4,5

4,3

6,5

7,8

Pseudomonas aeruginosa

60

16

22,3

19,5

Serratia marcescens

>200

35

130

>200

24

V41

2,5

0,6

2,0

6,5

0,5

V32

4,0

0,7

3,0

7,5

0,5

X400

> 20

13

>20

> 20

10,0

V84

1,0

0,6

5,0

0,6

0,5

1 Bei den getesteten Mikroorganismen V41, V32 und V84 handelt es sich um gegen Penicillin resistente Stämme von Staphylococcus. Bei dem Mikroorganismus X-400 handelt es sich um einen

40 gegen Methicillin resistenten Stamm von Staphylococcus.

2 Die getesteten Verbindungen H bis J bzw. L und M waren die in der Folge angeführten Verbindungen:

H. 7-[a-(3-Carbamoyl-l-ureido)-tt-phenylacetamido] -3-( 1-me-thyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

I. 7-[a(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-(2-thienyl)acetamido]--3-( 1-methyl-l H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

45 J. 7-[a-3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-phenylacetamido]-3-(l--methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

L. Natriumsalz der 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-(4--hydroxyphenyl)acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthio-methyl)-3-cephem-4-carbonsäure

M. 7-[a-(3-Phenylcarbamoyl-l-ureido)-oc-phenylacetamido]-3-

50 -(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure.

Die Cephalosporinantibiotika der Formel I und die pharmazeutisch annehmbaren Salze dieser Verbindungen sind ge-55 eignet, um Infektionskrankheiten bei warmblütigen Säugetieren zu bekämpfen, wenn diese Verbindungen parenteral in nicht-toxischen Dosierungen, die im allgemeinen im Bereich von 10 bis 500 mg/kg Körpergewicht liegen, verabreicht werden. Die Indanylester, die Phthalidylester und die Acyloxy-6o methylester der Verbindungen der Formel I sind nützliche Antibiotika, wenn sie oral in nicht-toxischen Dosierungen verabreicht werden, die im allgemeinen im Bereich von etwa 50 bis etwa 750 mg/kg Körpergewicht liegen.

Eine bevorzugte Gruppe der nach dem erfindungsgemäs-65 sen Verfahren hergestellten Cephalosporinantibiotika der Formel I und der Ester der Formel IV sind diejenigen, in denen in der Formel I der Rest R" eine Methylgruppe ist, die also eine Gruppierung der Formel

627471

10

O

CH,—N—C—N-

H

R'

besitzen, wobei in dieser Formel R' ein Wasserstoffatom bedeutet.

Ferner weist in diesen bevorzugten Verbindungen der Formel I der Rest

Rj die Bedeutung eines Phenylrestes, Hydroxyphenylrestes, hydroxysubstituierten Halogenphenylrestes oder des 2-Thienylrestes auf und ausserdem ist Rz eine Gruppierung der Formeln

-S-»,

s t~iL

—S—•. .•—CH3

oder S

Sie können auch ein pharmazeutisch annehmbares Salz der freien Säuren der Formel I sein.

Eine weitere bevorzugte Gruppe von nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Antibiotika der Formel I ist diejenige, in der der Rest R" Methyl ist, die also eine Gruppierung der Formel

O

CH3—N—C—N-

H

R'

aufweisen, wobei in dieser Gruppe R' für ein Wasserstoffatom steht.

Ferner ist in diesen bevorzugten Verbindungen der Rest ein Phenylrest, ein Hydroxyphenylrest oder ein hydroxysubstituierter Halogenphenylrest oder er bedeutet den 2-Thienylrest und ist eine Gruppierung der Formeln

R

R.

-S-».

oder

-S-* «-CHs \

und es handelt sich um die freien Säuren oder die pharmazeutisch annehmbaren nicht-toxischen Salze der entsprechenden freien Säuren.

Typische Beispiele für bevorzugte nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Antibiotika der Formel I sind die folgenden Verbindungen:

7-[«-(3-MethyIcarbamoyl-l-ureido)-«-phenylacetamido]-3--( 1 -methyl- lH-tetrazol-5-ylthiomethyI)-3-cephem-4-car-bonsäure

7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-(2-thienyl)acetamido]--3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-car-bonsäure sowie die pharmazeutisch annehmbaren nicht-toxischen Salze der oben angeführten Säuren.

Die in vivo wirksame Dosis ED50, angegeben in mg/kg Körpergewicht wurde für typische Beispiele von nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Antibiotika der Formel I und Ester der Formel IV bestimmt, indem man experimentell hervorgerufene Infektionen bei Mäusen unter Verwendung dieser Antibiotika bekämpfte. In der folgenden Tabelle III sind die EDS0 Dosierungen gegen Infektionen angegeben, die von den beiden Mikroorganismen Streptococcus pyogenes und Escherichia coli hervorgerufen werden. In die-5 ser folgenden Tabelle III werden die verwendeten Verbindungen durch die Angabe der Bedeutung der Reste R", R' und Ri bis R3 der Formel I charakterisiert.

TABELLE III

10

getestete Verbindung R" R' Ri r2

EDso (mg/kgx2) i.p.

S. pyogenes E. coli

15

20

ch3

h

Phenyl tet1

0,7

72

h h

Phenyl tet

0,7

<72

ch3

h

4-Hydroxy-phenyl thiad2

0,7

<72

ch3

h

2-Thienyl tet

<7,2

<72

1 tet bedeutet l-Methyl-lH-tetrazol-5-ylthio-25 2 thiad bedeutet 5-Methyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthio-

Anhand der folgenden Beispiele werden spezielle Ausführungsarten des erfindungsgemässen Verfahrens näher beschrieben.

30 In den Beispielen werden dabei die folgenden Abkürzungen verwendet:

BSA 35 THF DMF NMR

40

UV

= Bis-(trimethylsilyl)acetamid

= Tetrahydrofuran

= Dimethylformamid

= kernmagnetisches Resonanzspektrum

= Infrarotabsorptionsspektrum

= Ultraviolettabsorptionsspektrum

Beispiel 1

45 Herstellung des Natriumsalzes der 7-[a-(3-Methylcarbamoyl--l-ureido)-a-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4--thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure

Zu einer Suspension von 2,88 g (6 mMolen) des Natrium-so salzes der 7-[D-a-Amino-a-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-3--(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3 -cephem-4-car-bonsäure in 48 ml an trockenem Essigsäurenitril wurden bei Zimmertemperatur 6 ml an Bis-(trimethylsilyl)-acetamid-(BSA) zugegeben. Sobald eine homogene Lösung erhalten ss wurde, setzte man 5,2 g an p-Nitrophenyl-methylcarbamoyl-carbamat zu. Die so erhaltene Reaktionsmischung wurde 1 Stunde lang gerührt und man goss sie dann in eine Mischung aus Wasser und Essigsäureäthylester ein. Der pH-Wert der Mischung wurde auf 6 eingestellt und die Essig-60 säureäthylesterschicht wurde dann abgetrennt und man ersetzte sie durch frischen Essigsäureäthylester. Anschliessend wurde der pH-Wert der wässrigen Phase auf 2,5 eingestellt. Man schüttelte durch und die wässrige Schicht wurde dann abgetrennt und verworfen. Die Essigsäureäthylesterschicht 65 wurde mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure eines pH-Wertes von 2,0 gewaschen und dann wurde frisches Wasser zugesetzt. Schliesslich wurde der pH-Wert auf 5,5 eingestellt und die wässrige Phase wurde dann lyophilisiert, wobei man 1,3 g

11

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des Produktes in Form eines leicht-gelb gefärbten Pulvers erhielt.

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO d6 ergab die folgenden Werte: 2,7 (s, 6H, NHCH3 und Thiadiazol-CHj), 3,5 (breit, 2H, C2-H2), 5,0 (d, J=5, 1H, C6-H), 5,4-5,9 (m, 2H, C7-H und Seitenketten CH), 6,9 (d, J=9, 2H, aromatisch) und 7,4 (d, J=9, 2H, aromatisch) 6.

Beispiel 2

Herstellung von p-Nitrophenyl-N-(methylcarbamoyl)-carbamat

3,7 g (50 mMole) an Methylharnstoff und 50 mMole des p-Nitrophenylesters der Chlorameisensäure wurden miteinander reagieren gelassen, wobei man die Reaktion unter einer Stickstoffatmosphäre in 10 ml trockenem Tetrahydrofuran durchführte. Die Reaktionsmischung wurde am Anfang klar und das Produkt begann dann aus dieser klaren Lösung auszufallen. Die Mischung wurde etwa 18 Stunden lang gerührt und das ausgefällte Produkt abfiltriert. Das Produkt wurde mit Wasser und Diäthyläther gewaschen und man erhielt dabei 5,9 g einer etwa 50 : 50 gew. %igen Mischung an dem p-Nitrophenyl-methylcarbamoylcarbamat und dem p-Nitro-phenylcarbamoyl-N-methylcarbamat. Anhand des kernmagnetischen Resonanzspektrums wurde festgestellt, dass es sich um eine etwa 50 : 50 gew.%ige Mischung dieser beiden Produkte handelte.

Beispiel 3

Herstellung von 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a.--phenylacetamido ]-3-( 1 -methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)--3-cephem-4-carbonsäure

Eine Suspension von 2 mMolen an 7-(a-Amino-a-phenyl-acetamido)-3~(l-methyMH-tetrazoI-5-yIthiomethyI)-3-cephem--4-carbonsäure in 16 ml trockenem Essigsäurenitril wurde unter Argon gehalten und in Lösung gebracht, indem man 2 ml an BSA zugab. Unter Rühren wurden dann 4 mMole der Mischung aus dem p-Nitrophenyl-methylcarbamoylcarbamat und dem p-Nitrophenyl-carbamoyl-N-methylcarbamat, die nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren erhalten wurde, zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde innerhalb von wenigen Minuten klar und man rührte sie dann etwa 2 Stunden lang.

Die so erhaltene Reaktionsmischung wurde dann in eine Mischung aus Wasser und Essigsäureäthylester eingegossen und der pH-Wert dieser Mischung wurde auf 6 eingestellt. Anschliessend trennte man die Essigsäureäthylesterschicht ab und verwarf sie. Die wässrige Phase wurde dann mit einer frischen Schicht an Essigsäureäthylester versetzt und der pH-Wert der wässrigen Phase anschliessend auf 2,5 eingestellt. Nach dem Durchschütteln wurde die organische Schicht abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter Vakuum zur Trockene eingedampft. Man erhielt als Produkt einen Rückstand, der dann mit Diäthyläther verrieben wurde, wobei man 600 mg des Produktes in Form eines schwachgelb gefärbten Pulvers erhielt.

Die Elementaranalyse ergab die folgenden Werte:

Seitenketten CH], 7,3 (S, 5H, Q), 8,4 (d, J=7, IH, NH), 8,8 (S, 1H, NH) und 9,4 (d, J=9, 1H, NH) 5.

5 Beispiel 4

Herstellung von 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a-(4--hydroxyphenyl)acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadiazol-2--ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure io Zu einer Suspension von 988 mg (2 mMolen) an der 7--[a-Amino-a-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4--thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure in 16 ml trockenem Essigsäurenitril gab man 2 ml an BSA zu, wobei man unter einer Argonatmosphäre arbeitete. Man erhielt 15 dabei eine homogene Lösung und setzte 1,43 g (6 mMole) der Mischung der Produkte zu, die nach dem Verfahren gemäss Beispiel 2 erhalten wurde, und die zu 50% aus dem p-Nitro-phenyl-methyl-carbamoylcarbamat bestand. Nach der Zugabe dieser Mischung rührte man noch eine Stunde lang und 20 das Endprodukt wurde aus der so erhaltenen Reaktionsmi-■schung gewonnen, indem man die in Beispiel 3 beschriebenen Aufarbeitungsverfahren anwandte. Man erhielt dabei 524 mg des Produktes in Form eines hell-gelb gefärbten Pulvers. Das UV-Spektrum, aufgenommen in Methanol, lieferte 25 die folgenden Werte:

X max 232 e 16 072 X max 275 s 14 309

Das IR-Spektrum, aufgenommen in Mineralölsuspension zeigte die Absorption der Carbonylgruppe eines ß-Lactams 30 bei etwa 2900 cm-1.

für:

c2iH23n9o6s2

berechnet: C 44,91 H 4,13 N 22,45 S 11,42 gefunden: C 44,66 H 4,34 N 22,29 S 11,28 Das UV-Spektrum, aufgenommen in Methanol, ergab ein X max 272 s 11 091

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO d6 ergab die folgenden Werte: 2,6 (d, J5H2, 3H, NHCH3), 3.9 (S, 3H, -CH3 am Tetrazol), 3,55 (breit, 2H, CH2), 5,0 [d, J=5, 1H, C(6)H], 5,4-5,9 [m, 2H, C(7)H und

Beispiel 5

35 Herstellung von 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a--(2-thienyl)-acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio-methyl)-3-cephem-4-carbonsäure

Zu einer Suspension von 435 mg (0,93 mMolen) an der 40 7-[D-a-Amino-a-(2-thienyl)acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetra-zol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure in 8 ml trockenem Essigsäurenitril gab man einen Milliliter an Bis-(trime-thylsilyl)acetamid zu. Sobald man eine homogene Lösung erhalten hatte, setzte man 1,4 g an dem p-Nitrophenyl-methyl-45 carbamoylcarbamat zu.

Die Reaktionsmischung wurde bei Zimmertemperatur 90 Minuten lang gerührt. Das erwünschte Produkt wurde aus der Reaktionsmischung durch Aufarbeitung gewonnen. Man erhielt dabei das Produkt in Form eines weissen Pulvers, das 50 341 mg wog.

Die Elementaranalyse lieferte die folgenden Ergebnisse: für: C29H21N906S,

berechnet: C 40,20 H 3,73 N 22,21 S 16,95 gefunden: C 39,86 H 4,02 N 22,88 S 14,66 55 Das JR-Spektrum, aufgenommen in Mineralölsuspension zeigte die Absorption der Carbonylgruppe eines ß-Lactams bei etwa 2920 cmJ.

Das UV-Spektrum, aufgenommen in Methanol, lieferte die folgenden Werte:

60 X max 235 e 15 459 X max 272 e 9 360

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO d6 lieferte die folgenden Ergebnisse: 2,6 (d, J=4,5, 3H, NHCH3), 3,6 Tbreit, 2H, C(2)H2], 3,9 (5, 3H, Tetrazol-65 CHS), 4,25 [breit, 2H, C(3')H2], 5,1 [d, J=5, 1H, C(6)H], 5,6-5,9 [m, 2H,C(7)H und Seitenketten CH], 6,9-7,6 (m, 4H, Thiophen und 1NH), 8,4 (d, J=8, 1H, NH), 8,9 (S, 1H, NH) und 9,5 (d, J=8,5, 1H, NH) 6.

627471

12

Beispiel 6

Herstellung von p-Nitrophenyl-N-(phenylcarbamoyl)carbamat

Eine Lösung von 6,8 g an Phenylharastoff in 50 ml trok-kenem Tetrahyrofuran wurde gerührt und bei 0°C gehalten. Man arbeitete unter einer Stickstoffatmosphäre und gab 5,05 g des p-Nitrophenylesters der Chlorameisensäure zu. Dann liess man die Reaktionsmischung sich auf Zimmertemperatur erwärmen und rührte etwa 18 Stunden lang. Die Mischung wurde anschliessend zur Trockene eingedampft und der Rückstand in Essigsäureäthylester aufgelöst. Die Lösung wurde dann zweimal mit Wasser und zweimal mit Kochsalzlösung gewaschen und man filtrierte durch Natriumsulfat durch. Das so erhaltene Filtrat wurde zur Trockene eingedampft, wobei man 4,9 g des Produktes in Form eines weissen Materials erhielt.

Beispiel 7

Herstellung von 7-[a-(3-Phenylcarbamoyl-l-ureido)-a,-phenyl-acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem--4-carbonsäure

Eine Suspension von 950 mg (2 mMolen) an 7-(D-a-Ami-no-a-phenylacetamido)-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio-methyl)-3-cephem-4-carbonsäure in 16 ml trockenem Essigsäurenitril wurde bei 0°C unter Stickstoff gehalten und man machte das Material durch Zugabe von 2 ml BSA löslich. Anschliessend wurden unter Rühren 1,2 g an dem p-Nitro-phenyl-N-phenylcarbamoylcarbamat, das nach dem in Beispiel 6 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, zu der Lösung zugesetzt. Man rührte die Reaktionsmischung eine Stunde lang und das gewünschte Produkt wurde durch Aufarbeitung gewonnen. Dabei erhielt man das Produkt in Form eines leicht-gelb gefärbten Pulvers in einer Menge von 839 mg.

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO d6, lieferte die folgenden Ergebnisse: 3,6 [breit, 2H C(2)-H2], 3,95 (S. 3H, Tetrazol-CH3), 4,3 [breit, 2H, C(3')-HJ, 5,0 [d, J=5, 1H, C(6)-H], 5,5-5,9 [m, 2H, C(7)-H und Seitenketten CH], 7,0-7,6 (breit, 10H, aromatisch), 8,4 (d, J=7,5, 1H, NH), 9,1 (s, 1H, NH), 9,6 (d, J=9, 1H, NH), 9,8 (S, 1H, NH) 8.

Beispiel 8

Herstellung von 7-[<x-(3-Benzylcarbamoyl-l-ureido)-a-phenyl-

-acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3--cephem-4-carbons'àure

Es wurde das in Beispiel 7 beschriebene Arbeitsverfahren eingehalten und man löste dabei 2 mMole an 7-(a--Amino-a-phenylacetamido)-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure in Essigsäurenitril unter Verwendung von BSA auf und setzte dieses Material mit 1,26 g an p-Nitrophenyl-N-benzylcarbamoylcarbamat um. Man erhielt dabei die im Titel genannte Verbindung.

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO de lieferte die folgenden Werte: 3,6 [breit, 2H, C(3)H2], 3,9 (S, 3H, Tetrazol CH3), 4,3 [breit, 4H, C(3')-H2 und Benzyl-CH2], 5,0 [d, J=5, 1H, C(5)H], 5,4-5,9 [m, 2H, C(7)H und Seitenketten CH], 7,2-7,6 (m, 10H, aromatisch), 7,8 (t, J=5,5, 1H), 8,4 (d, J=7,1H, NH), 8,95 (S, 1H, NH), 9,5 (d, J=8, 1H, NH).

Beispiel 9

Herstellung von 7-[a-(3-Furfurylcarbamoyl-l-ureido)-<x--phenylacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)~ -3-cephem-4-carbonsäure

Es wurde das in Beispiel 7 beschriebene Arbeitsverfahren durchgeführt und man setzte dabei 2 mMole an 7-(a-

-Amino-a-phenylacetamido)-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure bei einer Temperatur von 0°C in trockenem Essigsäurenitril unter Zugabe von BSA mit 1,22 g an p-Nitrophenyl-N-furfurylcarbamoylcarbamat s um. Dabei erhielt man die im Titel genannte Verbindung.

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO dB, lieferte die folgenden Werte: 3,55 [breit, 2H, C(2)-H2], 3,9 (S, 3H, Tetrazol CH3), 4,3 [breit, 4H, C(3')H2 und Thiophen CH2], 5,0 [d, J=5, 1H, C(6)H], 5,4-5,9 [m, io 2H, C(7)-H und Seitenketten CH], 6,3 (m, 2H, Thiophen aromatisch), 7,2-7,9 (m, 7H, aromatisch und NH), 8,4 (d, J=7, 1H, NH), 8,9 (s, 1H, NH), 9,4 (d, J=8, 1H, NH) 5.

is Beispiel 10

Herstellung von p-Nitrophenyl-N-(carbamoyl)carbamat

Zu einer Mischung von 1,20 g (20 mMolen) an Harnstoff und 2,02 g (10 mMolen) an dem p-Nitrophenylester der 2o Chlorameisensäure in einem trockenen Kolben unter Aufrechterhaltung einer Stickstoffatmosphäre wurden 10 ml an trockenem Essigsäurenitril zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde sofort klar und dann bildete sich ein Niederschlag aus. Die Mischung wurde 18 Stunden lang bei Zimmertemperatur 25 gerührt und der gebildete Niederschlag abfiltriert, mit Wasser gewaschen und unter Anlegung eines Vakuums getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde mit Äther angerieben und dann nochmals getrocknet, wobei man 1,0 g eines kristallinen Produktes erhielt.

30

35

Beispiel 11

Herstellung der 7-[a-(3-Carbamoyl-l-ureido)-x-phenyl-acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-'Cephem-4-carbonsäure

Zu einer Suspension von 2 mMolen an der 7-a-Amino-a--phenylacetamido)-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)--3-cephem-4-carbonsäure in 20 ml trockenem Essigsäurenitril 40 wurden unter einer Argonatmosphäre % ml an BSA zugegeben. Sobald sich eine homogene Lösung gebildet hatte, dampfte man zur Trockene ein. Das als Rückstand zurückbleibende trockene schmutzig-weisse Pulver wurde in Dime-thylformamid aufgelöst und die Lösung unter einer Argon-45 atmosphäre, während man durchrührte, zu einer Lösung von 20 mMolen an p-Nitrophenyl-carbamoylcarbamat, das nach dem in Beispiel 10 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, in 10 ml Dimethylformamid, die 20 mg an 1-Hydroxy-benzotriazol-monohydrat enthielt, zugegeben. Die so er-50 haltene Reaktionsmischung wurde 72 Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt und dann verdünnte man mit Wasser und extrahierte das gebildete Produkt mit Essigsäureäthylester bei einem pH-Wert von etwa 2,5. Der Extrakt wurde gewaschen, getrocknet und eingedampft, wobei man das Pro-55 dukt in Form eines amorphen Pulvers erhielt. Bei der Elementaranalyse ergaben sich die folgenden Werte: für: C20H21N9O6S2

berechnet: C 43,87 H 3,87 N 23,02 S 11,71 gefunden: C 43,77 H 4,00 N 22,86 S 11,41 60 Das UV-Spektrum, aufgenommen in Methanol, ergab: X max 250 s 8 957

Das kernmagnetische Resonanzspektrum, aufgenommen in DMSO d6, ergab die folgenden Werte: 3,55 [breit, 2H, C(2)H2], 3,95 (S, 3H, Tetrazol-CH3), 4,45 [breit, 2H, C(3')-65 H2], 5,0 [d, J=5,1H, C(6)H], 5,4-5,9 [m, 2H, C(7)H und Seitenketten CH], 6,75 (breit S, 2H, -NH,), 7,4 (S, 5H, Phenyl), 8,51 (d, J=7,1H, NH), 8,8 (S, 1H, NH) und 9,5 (d, J=10, 1H, NH) 5.

v

Claims

627471

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von durch einen Ureidorest substituierten Cephalosporinverbindungen der Formel I

A ein Chloratom oder eine Gruppierung der Formel

HO OH OH .11 II I II I

-n-c-n-c-n-ch-c-n-i r l

| l r' r.

o cooh

. / \

•-NOa

U L

ch2-r2

(I)

in welchen

R" ein Wasserstoffatom, ein Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, ein Allylrest, ein Propargylrest, ein Cyclo-alkylrest mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, ein Phenyl-, Benzyl- oder Furfurylrest ist,

ein Wasserstoffatom bedeutet,

Rj einen Phenylrest, einen Hydroxyphenylrest, einen Halo-genphenylrest, einen hydroxysubstituierten Halogenphe-nylrest, oder einen Rest der Formeln

R'

V

oder

V

R,

bedeutet,

eine Acetoxygruppe oder eine Gruppierung der Formeln

—S-

r

i z

—S—'

if Ì

V

z oder darstellt, in welchen

Z eine Alkylgruppe mit 1-4 Kohlenstoffatomen ist, bzw. von Salzen der Verbindungen der Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II

HsN-

■CH-1

Ri

0 H II \ -C-N-

/\

N.

</ \y

,I—CHa~R2

II

COOH

in welcher

Ri und R2 die gleiche Bedeutung aufweisen wie in Formel I, mit einer Verbindung der Formel III

ist, und

R' und R" die gleiche Bedeutung besitzen wie in Formel I, umsetzt, und die erhaltenen Verbindungen der Formel I in io freier Form oder in Form von deren Salzen isoliert.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindungen der Formel I in Form von ihren pharmazeutisch annehmbaren, nicht-toxischen Salzen herstellt

15 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a--phenyIacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)--3-cephem-4-carbonsäure herstellt, indem man die 7-[D-a--Amino-a-phenylacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio-20 methyl)-3-cephem-4-carbonsäure mit dem p-Nitrophenyl-N--methylcarbamoylcarbamat umsetzt

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-a--(2-thienyl)acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiome-

25 thyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellt, indem man die 7-[D--«-Amino-a-(2-thienyl)acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol--5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure mit dem p-Nitro-phenyl-N-methylcarbamoylcarbamat umsetzt

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn-30 zeichnet, dass man die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)-

-a-(4-hydroxyphenyl)-acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadia-zol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellt, indem man die 7-[D-a-Amino-a-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-3-(5--methyl-l,3,4-thiadiazol-2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbon-35 säure mit dem p-Nitrophenyl-N-methylcarbamoylcarbamat umsetzt

6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)--a-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-3-(5-methyl-l,3,4-thiadiazol-

40 -2-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellt

7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die 7-[a-(3-Methylcarbamoyl-l-ureido)--a-(2-thienyl)-acetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio-methyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellt.

45 8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die 7-[a-(3-Phenylcarbamoyl-l-ureido)--a-phenylacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiome-thyl)-3-cephem-4-carbonsäure oder die 7-[a-(3-Furfuryl-carbamoyl-l-ureido)-«-phenylacetamido]-3-(l-methyl-lH-50 -tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure oder die 7-[a-(3-Benzylcarbamoyl-l-ureido)-a-phenylacetamido]-3-(l--methyl-lH-tetrazol-5-yl-thiomethyl)-3-cephem-4-carbonsäure herstellt.

9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn-55 zeichnet, dass man die 7-[a-(3-Carbamoyl-l-ureido)-a-phe-

nylacetamido]-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3--cephem-4-carbonsäure herstellt.

10. Verwendung der neuen durch einen Ureidorest substituierten Cephalosporinverbindungen der Formel I im Pa-

60 tentanspruch 1

HO O

I 11 II

R"— N — C — N — C — A

I

R'

HO OH OH II II I II I r"-N-c-N-c-N-CH-c-N-(III) I . '

*' Ri o cooh ch2~R-2

(I)

in welcher zur Herstellung von entsprechenden Estern der Formel IV
3

627471

HO OH OH I » » I » » r"-n-c-n-c-n-ch-c-n-i f >

| I Iii r' r,

coor.

(IV)

ch2-r2

in welchen die Reste R", R', Rj und R2

die gleiche Bedeutung besitzen wie in Formel I, und Rs den Indanylrest oder den Phthalidylrest oder eine Acyl-oxymethylgruppe der folgenden Formel

—CH2—O—C—Y'

bedeutet, in welcher

Y' ein Alkylrest mit 1 bis
4 Kohlenstoffatomen oder der Phenylrest ist,

dadurch gekennzeichnet, dass man die Säuren der Formel I zu den entsprechenden Estern der Formel IV verestert.