CH648038A5 - 7-((carboxymethoxyimino)-1h-pyrazol-3-yl-acetyl)amino-3-desacetoxy-3-(1-methyl-1h-tetrazol-5-yl-thio)cephalosporansaeure und salze, verfahren zur herstellung und verwendung. - Google Patents

Description

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2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verbindung der allgemeinen Formel O.CHj.COOR-L

N

>1 |! I> S N 1 1_ C-CO-NH

CHT

\3^

worin Rt und R2 gleich oder verschieden sind und je für Wasserstoffoder ein anorganisches oder organisches Kation stehen, wobei die-O.CH2.COORi-Gruppein Z- oder E-Stellungsein kann sowie Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der 5 Formel I und ihre Verwendung.

Erfindungsgemäss gelangt man zu den Verbindungen der Formel I, indem man eine Verbindung der Formel

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1 i S-tLisj io R4-NH

COOR,

• •

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I

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CH3

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I-CH2-.S I N

II

worin Rj und R2 gleich oder verschieden sind und je für Wasserstoff oder ein anorganisches oder organisches Kation stehen.

2. Verbindung gemäss Patentanspruch 1, die 7-[(Carboxy-methoximino)-lH-pyrazol-3-yl-acetyl]amino-3-desacetoxy-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thio)cephalosporansäure ist.

3. Heilmittel enthaltend eine Verbindung der Formel I nach Anspruch 1 oder ein physiologisch verträgliches Salz davon, zusammen mit einem pharmakologisch indifferenten Hilfstoff.

4. Verbindung nach Anspruch 1 oder ein physiologisch verträgliches Salz davon, bestimmt als arzneilicher Wirkstoff.

5. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel .

CH

coor;

15

worin R4 für Wasserstoff oder eine Aminoschutzgruppe steht und R2 ausser für die Bedeutungen von R2 auch für eine Carboxy-schutzgruppe stehen kann, mit einer Carbonsäure der Formel p.CH2.COOR1 I?

III

25

U-

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-C-COOH

r4-nh

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II

coor;

worin Ri obige Bedeutung besitzt, oder mit einem reaktionsfähigem Derivat einer Carbonsäure der Formel III umsetzt und für Verbindungen der Formel I, worin R2 für Wasserstoff steht, 30 erhaltene Verbindungen der Formel I, worin R2 für eine Carboxyschutzgruppe steht, in Verbindungen der Formel I, worin R2 für Wasserstoff steht, überführt und die Verbindung der Formel I in freier Säureform, oder in Form eines Salzes isoliert. Die Pyrazolylgruppe kann in den tautomeren Formen

35

worin R4 für Wasserstoff oder eine Aminoschutzgruppe steht und R-j ausser für die Bedeutungen von R2 auch für eine Carboxyschutzgruppe stehen kann, mit einer Carbo.nsäure der Formel

P.CH2.COOR1

i1 Ii

B

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HN.

-N-

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-C-COOH

45

worin Rj obige Bedeutung besitzt, oder mit einem reaktions-lähigem Derivat einer Carbonsäure der Formel III umsetzt und für Verbindungen der Formel I, worin R2 für Wasserstoff steht, erhaltene Verbindungen der Formel I, worin R2 für eine Carboxyschutzgruppe steht, in Verbindungen der Formel I, worin R2für Wasserstoff steht, überführt und die Verbindung der Formel I in freier Säureform, oder in Form eines Salzes isoliert.

50

55

7-[(Carboxymethoxyimino)-lH-pyrazol-3-yl-acetyl]amino-3-desacetoxy-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-yl-thio)cephalosporan-säure und Salze, Verfahren zur Herstellung und Verwendung. Die Erfindung betrifft Verbindungen der Formel p.CH2.COOR1

60

N

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N 1 i— C-CO-NH-.

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CH \3xN5f

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! N ^-J_CH0_ S

N 65

I

COOR,

auftreten, wobei die Lage des Tautomerengleichgewichts von der Temperatur, dem Aggregatzustand, dem Lösungsmittel und dem pH-Wert abhängt.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise ausgeführt werden, indem man eine Verbindung der Formel III oder ein reaktionsfähiges Derivat davon, z. B. ein Säurehalogenid oder ein Säureanhydrid, beispielsweise mit Pivalinsäure oder Kohlensäurehalbestern, einen aktivierten Komplex mit Di-methylformamid/Phosphoroxychlorid, ein Säureazid oder einen aktivierten Ester, wie er sich z.B. von Phenolen, cyclischen N-Hydroximiden oder heterocyclischen Thiolen, wie 2-Phyridinthiol, ableitet, in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel, z. B. in einem chlorierten Kohlenwasserstoff, wie Dichlormethan, oder in einem Säureester, wie Essigsäureäthylester, löst oder suspendiert und zu einer Lösung oder Suspension einer Verbindung der Formel II in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel, z. B. in einem Säureester, wie Essigsäureäthylester, oder in einem aromatischen Kohlenwasserstoff, wie Toluol zusetzt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei tiefer Temperatur bis Raumtemperatur, z.B. bei —20°Cbis Raumtemperatur, durchgeführt. Bei Verwendung von Verbindungen der Formel III in Form der freien Carbonsäuren wird dem Reaktionsgemisch vorzugsweise ein Kondensationsmittel, z.B. Dicyclohexylcarbodiimid oder Carbonyldiimidazol, zugesetzt.

Bei der Herstellung von Verbindungen der Formel I, worin R2 für Wasserstoff steht, wird die Carboxylfunktion einer Verbindung der Formel II vor der Reaktion vorzugsweise durch eine Schutzgruppe geschützt. Beispielsweise kann als Schutzgruppe

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eine Trialkylsilylgruppe, insbesondere die Trimethylsilylgruppe verwendet werden, die mittels N,0-bis-Trimethylsilylacetamid eingeführt werden kann.

Die gegebenenfalls durchzuführenden Verfahren der Salzbildung bzw. Hydrolyse von Estergruppen können nach an sich bekannten Methoden durchgeführt werden.

Bedeutet Rt und/oder R2 eine leicht spaltbare Estergruppe, so stehen diese Substituenten beispielsweise für tert.-Butyl, Benz-hydryl, Äthyl, Acetoxymethyl, Pivaloyloxymethyl oderTri-methylsilyl.

Aus dem Reaktionsgemisch kann das Endprodukt nach an sich bekannten Methoden isoliert und gegebenenfalls gereinigt werden.

Die O.CH2.COORi-Gruppe kann sich in Z- oderE-Stellung zur Carbonamidgruppe befinden, die Erfindung umfasst beide Möglichkeiten, wobei jedoch die Z-Stellung bevorzugt ist.

Verwendet man beim erfindungsgemässen Verfahren Ausgangsprodukte, worin die O.CH2.COORj-Gruppe sich in Z-Stellung befindet, so erhält man Endprodukte, worin sich die O.CH^COORiGruppe ebenfalls in Z-Stellung befindet, oder Gemische von Endprodukten, worin sich die O.CH^.COORi-Gruppe in Z- oder E-Stellung befindet, je nach Art der Substituenten und der Reaktionsbedingungen. Aus solchen Isomerengemischen können nach beendigter Reaktion auf verschiedene Art die Verbindungen, worin die O.CH2.COORi-Gruppe in Z-Stellung steht, isoliert werden. Zur Abtrennung können beispielsweise chromatographische oder enzymatische Methoden verwendet werden.

Zur chromatographischen Abtrennung wird nach an sich bekannten Methoden verfahren, z. B. nach der Methode der Säulenchromatographie mit einem geeigneten Laufmittel, wie AcetonitrilAVasser oder Chloroform/Methanol. Die einheitlichen Fraktionen werden gesammelt und vereinigt.

Die Ausgangsprodukte der Formel III sind neu und können beispielsweise nach folgendem Formelschema erhalten werden:

CH3.CO.CH2.COO.CH2CgH5 •

N.OB

II

CH3.CO.C.eoo.CH2CgH5

CH.

p.CH2.COOR1

CH,

, N

Ii

N-CH=CH-CO.C.COO.CH«C£HC• / I 2 6 5

/

P.CHg.COORj

■CH3.CO.C.COO.CH2CgH5

y

I +Hydrazin ö.CH-.COOR,

Ì.J!-C.C00.CH2C6H5

/

nLJLC.

O.CH2.COOR1

COOH

Die Verbindungen der Formel I und ihre pharmakologisch verträglichen Salze besitzen bei geringer Toxizität interessante biologische, insbesondere antimikorobielle Eigenschaften und können daher als arzneiliche Wirkstoffe verwendet werden. Sie entfalten eine Hemmwirkung gegen Bakterien, wie sich durch Untersuchungen in vitro mit dem Reihenverdünnungstest und in vivo durch Versuche an Mäusen unter Verwendung verschiedener Stämme, z. B. von Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus faecalis, Escherichia coli, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Proteus morganii, Shigella dysenteria, Shigella sonnei, Shigella flexneri, Alcaligenes faecalis, Klebsiella pneumoniae, Serratia marcescens, Salmonella Heidelberg, Salmonella typhimurium, Salmonella enteriti-dis und Neisseria gonorrhoae, zeigen lässt. Diese Hemmwirkung wurde ab einer Konzentration von ca. 0,01 bis 50 ug/ml bzw. ab einer Dosis von ca. 0,1 bis 100 mg/kg Körpergewicht festgestellt. Daher können die erfindungsgemässen Verbindungen als antibakteriell wirksame Antibiotika verwendet werden.

Als arzneiliche Wirkstoffe können die Verbindungen der Formel I und gegebenenfalls ihre wasserlöslichen, physiologisch verträglichen Salze allein oder in geeigneten Arzneiformen gemeinsam mit anorganischen oder organischen pharmakolo-5 gisch indifferenten Hilfsstoffen verabreicht werden. Beispielsweise werden sie als Bestandteil von Kapseln, Injektions- oder Instillationszubereitungen eingesetzt, die eine zur Erreichung eines optimalen Blutspiegels ausreichende Menge aktiver Verbindungen enthalten, das sind ca. 10 bis 500 mg pro Kapsel, io Für die Verwendung hängt die zu verabreichende Dosis von der verwendeten Verbindung und der Verabreichungsart sowie der Behandlungsart ab. Man erhält bei grösseren Säugetieren zufriedenstellende Ergebnisse bei Verabreichung einer täglichen Dosis von ca. 1 bis 6 g. Diese Menge kànn gegebenenfalls in 15 entsprechend kleineren Dosen zwei- bis viermal täglich oder in Retardform gegeben werden.

In den nachfolgenden Beispielen, die die Erfindung näher erläutern, ihren Umfang aber in keiner Weise einschränken sollen, erfolgen alle Temperaturangaben in Celsiusgraden.

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Beispiel 1:

7-[(Carboxymethoximino)-lH-pyrazol-3-ylacetyl]amino-3-desacetoxy-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio)-25 cephalosporansäure (Z-Isomeres):

a) 11 g (tert.-Butoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-3-ylessigsäure werden zusammen mit 19,8 g 2,2'-Dithiodipyridin in 200 ml trockenem Dichlormethan suspendiert und bei —20° C langsam unter Rühren mit einer Lösung von 24 g Triphenylphos-30 phin in 200 ml trockenem Dichlormethan versetzt. Nach beendeter Zugabe wird 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Gleichzeitig werden 14 g 3-Desacetoxy-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio)cephalosporansäure in 200 ml trockenem Dichlormethan durch Zugabe von7,15 ml l,5-Diazabicyclo[5.4.0]undec-5-35 en in Lösung gebracht. Beide Lösungen werden vereinigt und 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und der Rückstand in 500 ml Essigester und 100 ml Wasser aufgenommen. Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase noch zehnmal mit je 100 ml Essigester 40 extrahiert. Diese Essigesterextrakte werden verworfen. Die verbleibende Wasserphase wird mit Aktivkohle entfärbt und anschliessend mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1.5 angesäuert. Sorgfältige Extraktion mit Essigester, Trocknen der Extrakte und Abdampfen des Lösungsmittels liefert einen 45 öligen Rückstand, der durch Digerieren mit 100 ml Äther filtrierbar wird. Man erhält so die Titelverbindung vom Fp. : 148 bis 151° (Zers.).

NMR (DMSO): 9.45 (d, 9Hz, 1H); 7,78 (d, 2.7Hz, 1H); 50 6.5 (d, 2.7Hz, 1H); 5.87 (dd, 9Hz, 4.8Hz, 1H);

5.18 (d, 4.8Hz, 1H); 5.59 (s, 1H); 4.42 (d, 13Hz, 1H); 4.23 (d, 13Hz, 1H); 3.95 (s, 3H); 3,82 (d, 18Hz, 1H); 1.44 (s, 9H).

bi) 5 g 7-[(tert.-Butoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-55 3-ylacetyl]amino-3-desacetoxy-3-(l-methyl-lH-tetrazol-5-ylthio)cephalosporansäure werden bei Raumtemperatur langsam in 50 ml wasserfreie Trifluoressigsäure eingetragen und 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird bei Zimmertemperatur im Vakuum zur Trockne eingeengt und der 60 Rückstand mit 100 ml Äther versetzt. Der gebildete Niederschlag wird filtriert, gut mit Äther gewaschen und getrocknet. Man erhält so die Titelverbindung vom Fp.; 128 bis 131°.

bii) 1,44 g 7-[(Äthoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-3-ylacetyl]amino-3-desacetoxy-3-(l-methyl-lH-tetrazol-65 5-ylthio)cephalosporansäure (Z-Isomeres) werden bei 0° in 40 ml Wasser mit5,2 ml IN Natronlauge 15 Stunden gerührt. Dann wird auf pH 1.5 angesäuert und mit Essigester extrahiert. Es resultiert die Titelverbindung mit einem Fp.: 128 bis 131°.

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Die Ausgangsprodukte können folgendermassen erhalten werden:

A) (tetra.-Butoxycarbonylmethoxyimino)-lH-pyrazol-3-yl-essigsäure (Z-Isomeres)

a) Oximinoacetessigsäurebenzylester:

Zu einer Lösung von 1000 ml Acetessigsäurebenzylester in 1000 ml Eisessig tropft man bei 0° innerhalb von 3 Stunden eine Lösung von 450 g Natriumnitrit in 600 ml Wasser. Anschliessend wird 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zusatz von 3000 ml Wasser wird dreimal mit je 1500 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden zweimal mit je 500 ml Wasser gewaschen, anschliessend wird mit 1000 ml Wasser versetzt und so lange unter gutem Rühren festes Kaliumbikarbonat zugesetzt, bis die wässrige Phase neutral reagiert. Die organische Schicht wird abgetrennt, mit Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in 5000 ml Diisopropyläther aufgenommen, von unlöslichen Anteilen filtriert und erneut zur Trockne eingeengt. Durch Verreiben mit Petroläther und Filtration erhält man die Titelverbindung vom Fp.: 72 bis 75°.

b) tert.-Butoxycarbonylmethoximinoacetessigsäurebenzylester: Zu einer Lösung von 442 g Oximinoacetessigsäurebenzylester und 420 ml Triäthylamin in 2000 ml Dimethylsulfoxid tropft man bei Raumtemperatur unter gutem Rühren im Verlaufe von 3 Stunden 293 ml Bromessigsäure-tert.-butylester. Dabei tritt Erwärmung auf ca. 40° ein. Es wird 12 Stunden weitergerührt, anschliessend auf 5 kg Eis gegossen und dreimal mit je 1500 ml Petroläther extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden nacheinander mit 200 ml 1N Salzsäure (dreimal), 500 ml Wasser, 500 ml 1N NaOH (dreimal) und gesättigter Kochsalzlösung (zweimal) gewaschen, mit Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Es resultiert die Titelverbindung als blassgelbes Öl.

c) N,N-Dimethylaminoacryloyl-tert.-butoxycarbonylmethox-

iminoessigsäurebenzylester:

In 500 ml Toluol werden 560 g tert.-Butoxycarbonylmethox-iminoessigsäurebenzylester und 450 ml Dimethylformamid-Di-methylacetal 4 Stunden auf 110° erhitzt und anschliessend 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Einengen zur Trockne liefert die rohe Titelverbindung als dunkles Öl. Durch Chromatographie an Kieselgel erhält man reine Titelverbindung in Form hellgelber Kristalle vom Fp.: 56°.

d) (tert.-Butoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-3-yl-5 essigsäurebenzylester (Z-Isomeres):

Das wie unter c) beschrieben erhaltene dunkle Öl wird in 200 ml Äthanol mit einer Lösung von 200 g Hydrazinhydrat und 450 g Essigsäure in 1000 ml Äthanol 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschliessend wird zur Trockne eingeengt und der 10 Rückstand in 101 Diisopropyläther und 21 Wasser aufgenommen. Die organische Phase wird mit 500 ml Wasser (dreimal), 500 ml 1N NaOH (dreimal), 500 ml 1N HCl (dreimal), Wasser und zuletzt mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, mit Magnesiumsulfat getrocknet und auf ein Volumen von ca.

15 1000 ml eingeengt. Nach Zugabe von 41 Petroläther und Stehen über Nacht wird der Niederschlag filtriert und getrocknet. Man erhält so die Titelverbindung, Fp.: 71°.

e) (tert.-Butoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-3-yl-20 essigsäure (Z-Isomeres):

470 g (tert.-Butoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-3-yl-essigsäurebenzylester (Z-Isomeres) werden in 41 Methanol über 5 g Pd/C hydriert. Nach Filtration vom Katalysator wird das 25 Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der kristalline Rückstand mit Diisopropyläther digeriert. Man erhält so die Titelverbindung vom Fp.: 138 bis 140°C (Zers.).

NMR (DMSO): 1.44 (s, 9H); 4.6 (s, 2H); 6.52 (d, 2.7Hz,lH); 30 7.8 (d, 2.7Hz, 1H).

B) Analog wie unter A) beschrieben können die folgenden Ausgangsprodukte erhalten werden:

a) 2-Hydroxyiminoacetessigsäure-tert.-butylester, Fp. : 55 bis 35 60°.

b) 2-Äthoxycarbonylmethoxyiminoacetessigsäure-tert.-butyl ester.

c) 4-Dimethylaminomethylen-2-äthoxycarbonylmethoximino-acetessigsäure-tert.-butylester, Fp.: 60 bis 62°.

d) (Äthoxycarbonylmethoximino)-lH-pyrazol-3-yl-essigsäure-tert.-butylester, Fp.: 82 bis 84°.

e) (Äthoxycarbonylmethoxyimino)-lH-pyrazol-3-yl-essigsäure, Fp.: 138 bis 140°.

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