CH649557A5

CH649557A5 - Cephalosporinantibiotika.

Info

Publication number: CH649557A5
Application number: CH10278/79A
Authority: CH
Inventors: Cynthia Hilda O'callaghan; Barry Edward Ayres; David George Hubert Livermore; Christopher Earle Newall; Niall Galbraith Weir
Original assignee: Glaxo Group Ltd
Priority date: 1978-11-17
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1985-05-31
Also published as: AU531801B2; CA1131216A; FR2441629A1; JPS5589289A; BE880068A; ES8102139A1; FR2441629B1; IE792208L; SE7909501L; US4504477A; ES486022A0; ES486026A1; IT1207008B; NL7908390A; IE49211B1; NZ192142A; AT369377B; ES486023A1; ATA732879A; IT7950842A0

Description

Die Erfindung betrifft Cephalosporinverbindungen mit wertvollen antibiotischen Eigenschaften.

Die Cephalosporinverbindungen gemäss der vorliegenden Beschreibung sind unter Bezugnahme auf «Cepham» gemäss J. Amer. Chem. Soc. 84 (1962), 3400 benannt, wobei sich der Ausdruck «Cephem» auf die Basis-Cephamstruktur mit einer Doppelbindung bezieht.

Die Cephalosporinantibiotika werden bei der Behandlung von 55 Krankheiten, welche durch pathogene Bakterien in Tieren und Menschen verursacht werden, in weitem Umfang verwendet und sie sind besonders nützlich bei der Behandlung von Krankheiten, welche durch Bakterien verursacht sind, die gegenüber anderen Antibiotika, wie Penicillinverbindungen, resistent sind und bei 60 der Behandlung von Penicillin-empfindlichen Patienten. In vielen Fällen ist es erwünscht, ein Cephalosporinantibiotikum zu verwenden, das Wirksamkeit gegenüber sowohl gram-positiven als auch gram-negativen Mikroorganismen aufweist und es wurde eine beträchtliche Forschungsarbeit auf die Entwicklung 65 von verschiedenen Typen von Breitband-Cephalosporinantibio-tika gerichtet.

So ist beispielsweise in dem Britischen Patent 1399 086 eine r.c.co.nh-

II

n

R I

(a)

o.(ch0) c (ch„) cooh ^ m * ^ n rb

(worin R eine Thienyl- oder Furylgruppe ist; RA und RB können in weiten Grenzen variieren und beispielsweise Wasserstoffatome sein und m und n sind jeweils Null oder 1, derart, dass die Summe von m und n Null oder 1 ist) beschrieben, wobei die Verbindungen syn-Isomere oder Mischungen von syn- und anti-Isomeren, enthaltend wenigstens 90 % des syn-Isomeren, sind. Die 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls kann unsubstituiert sein oder einen von einer grossen Vielzahl möglicher Substituen-ten, einschliesslich beispielsweise des l-Methylpyridinium-2-yl-thiomethyl-Substituenten enthalten. Es wurde gefunden, dass die dort beschriebenen Verbindungen eine gute Aktivität gegenüber gram-negativen Organismen besitzen.

Andere Verbindungen ähnlicher Struktur wurden aus diesen Verbindungen entwickelt bei weiteren Versuchen zur Auffindung von Antibiotika mit verbesserter Breitband-antibiotischer Aktivität und/oder hoher Aktivität gegenüber gram-negativen Organismen. Derartige Entwicklungen umfassten Variationen nicht nur der 7ß-Acylamidogruppe der Formel A, sondern auch die Einführung spezieller Gruppen in der 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls.

So sind beispielsweise in dem Belgischen Patent 852427 Cephalosporinantibiotika beschrieben, welche in den allgemeinen Bereich des Britischen Patents 1399 086 fallen und worin die Gruppe R in der obigen Formel A durch eine Vielzahl von verschiedenen organischen Gruppen, einschliesslich 2-Amino-thiazol-4-yl ersetzt sein kann und das Sauerstoffatom in der Oximinogruppe ist an eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe gebunden, die ihrerseits durch beispielsweise Carboxy substituiert sein kann. In derartigen Verbindungen kann der Substituent in 3-Stellung in weitem Umfang variieren und kann u. a. eine gegebenenfalls substituierte heterocyclisch-Thio-methylgruppe sein. Viele Beispiele derartiger Gruppen sindin der genannten Beschreibung angegeben, einschliesslich solcher, worin der heterocyclische Teil der Gruppe ein 3- bis 8-gliedriger heterocyclischer Ring, enthaltend 1 bis 4 Stickstoff atome, ist, z.B. eine Pyridylgruppe, welche substituiert sein kann, beispielsweise durch eine niedrige Alkylgruppe.

Weiterhin sind in dem Belgischen Patent 836 813 Cephalosporinverbindungen beschrieben, worin die Gruppe Rin der obigen Formel A durch beispielsweise 2-Aminothiazol-4-yl ersetzt werden kann und die Oxyiminogruppe eine Hydroxy-imino- oder blockierte Hydroxyiminogruppe, z. B. eine Meth-

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oxyiminogruppe, ist. In derartigen Verbindungen ist die 3-Stellung des Cephalosporinmoleküls substituiert durch eine Methylgruppe, die ihrerseits gegebenenfalls substituiert sein kann durch irgendeinen aus einer grossen Anzahl von Resten von nukleophilen Verbindungen, die dort beschrieben sind. Beispiele solcher Reste umfassen die Mercaptogruppe, welche an einen 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring gebunden sein kann, der 1 bis 4Heteroatome, ausgewählt aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, enthalten kann, z. B. ein Pyridylring, der gewünschtenfalls durch beispielsweise eine niedrig-Alkyl-gruppe substituiert sein kann. In diesem obigen Patent wird derartigen Verbindungen, welche nur als Zwischenprodukte für die Herstellung von dort beschriebenen Antibiotika erwähnt sind, keine antibiotische Aktivität zugeschrieben.

In der Südafrikanischen Patentbeschreibung 78/1630 sind 3-Acetoxymethylcephalosporinantibiotika beschrieben, worin die Gruppe R in der obigen Formel A durch eine 2-Aminothiazol-4-yl-gruppe ersetzt sein kann und das Sauerstoffatom in der Oxyiminogruppe ist an eine Alkylgruppe gebunden, die durch eine Carboxygruppe (oder ein Salz oder Ci_3-Alkylester davon), eine Nitrilgruppe oder eine Carbamoylgruppe substituiert ist.

In der Südafrikanischen Patentbeschreibung 78/1870 sind Cephalosporinantibiotika beschrieben, worin die 7ß-Acylamido-Seitenketteu. a. eine2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(gegebenenfalls substit.-alkoxyimino)-acetamidogruppe ist und die 3-Stellung kann beispielsweise durch die Gruppe -CH2Z substituiert sein, worin Z den Rest eines Nukleophils bedeutet; die Beschreibung enthält zahlreiche Beispiele derartiger Nukleophiler, einschliesslich Schwefelnukleophilen, z. B. heterocyclisch-Thiomethyl-gruppen. Die Beschreibung enthält unter zahlreichen anderen Beispielen Bezugnahmen auf Verbindungen, worin die oben erwähnte gegebenenfalls substituierte Alkoxyiminogruppe eine Carboxyalkoxyiminogruppe ist, z. B. die Carboxymethoxy-iminogruppe.

Es wurde nun gefunden, dass durch eine geeignete Auswahl der(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-ace-tamidogruppe in 7ß-Stellung in Kombination mit einer 1-Alkyl-pyrimidiniumthiomethylgruppe in der 3-Stellung, Cephalosporinverbindungen mit besonders vorteilhafter Aktivität (welche detaillierter weiter unten beschrieben ist) gegenüber einem weiten Bereich von üblicherweise auftretenden pathogenen Organismen erhalten werden können.

Die Erfindung betrifft Cephalosporinantibiotika der allgemeinen Formel I

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45

genden Beschreibung ist die syn-Konfiguration strukturell bezeichnet als nh,

o.ch2.cooh eoo

55

worin Y® eine C-gebundene 1-CM-Alkylpyridiniumgruppe bedeutet, und die nicht-toxischen Salze und nicht toxischen, metabolisch labilen Ester sowie die 1-Oxide (vorzugsweise das IS-Oxid) davon. Es sei erwähnt, dass die Alkylpyridiniumgruppe Y® in 2-, 3- oder 4-Stellung des Pyridinringes gebunden sein kann.

Die erfindungsgemässen Verbindungen sind syn-Isomere. Die syn-isomere Form wird definiert durch die Konfiguration der Gruppe

—OCH2 COOH unter Bezugnahme auf die Carboxamidogruppe. In der vorlie60

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s n

-c.co.nh-

n o. ch.

cooh

Es sei erwähnt, dass - da die erfindungsgemässen Verbindungen geometrische Isomere sind-eine gewisse Vermischung mit dem entsprechenden anti-Isomeren auftreten kann.

Die Erfindung umfasst auch in ihrem Bereich die Solvate (besonders die Hydrate) der Verbindungen der Formel I. Sie umfasst auch die Salze der Ester der Verbindungen der Formel I.

Die erfindungsgemässen Verbindungen können in tautomeren Formen existieren (beispielsweise in bezug auf die 2-Amino-thiazolylgruppe) und es sei erwähnt, dass derartige tautomere Formen beispielsweise die 2-Iminothiazolinylform in den Bereich der Erfindung eingeschlossen sind. Darüber hinaus können die Verbindungen der obigen Formel I auch in alternativen zwitterionischen Formen existieren, beispielsweise, wenn die 4-Carboxylgruppe protoniert und die Carboxylgruppe in der 7-Seitenkette deprotoniert ist. Diese alternativen Formen sowie die Mischungen derartiger zwitterionischer Formen sind ebenfalls in den Bereich der Erfindung eingeschlossen.

Die erfindungsgemässen Verbindungen zeigen Breitband-antibiotische Aktivität. Gegenüber gram-negativen Organismen ist die Aktivität ungewöhnlich hoch. Diese hohe Aktivität erstreckt sich auf viele ß-Lactamase-erzeugende gram-negative Stämme. Die Verbindungen besitzen auch eine hohe Stabilität für ß-Lactamasen, welche durch eine Reihe von gram-negativen und gram-positiven Organismen erzeugt werden.

Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemässen Verbindungen eine ungewöhnlich hohe Aktivität gegenüber Stämmen von Pseudomonas-Organismen, z. B. Stämmen von Pseudomonas aeruginosa zeigen, sowie eine hohe Aktivität gegenüber verschiedenen Gliedern von Enterobacteriaceae (z.B. Stämme von Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimu-rium, Shigella sonnei, Enterobacter cloacae, Serratia marces-cens, Providence-Spezies, Proteus mirabilis und besonders indol-positive Proteus-Organismen, wie Proteus vulgaris und Proteus morganii) und Stämmen von Haemophilus influenzae.

Die antibiotischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Verbindungen lassen sich sehr vorteilhaft mit denjenigen der Aminoglycoside, wie Amikacin oder Gentamicin, vergleichen. Insbesondere trifft dies auf ihre Aktivität gegenüber Stämmen von verschiedenen Pseudomonas-Organismen zu, welche für viele der existierenden, im Handel erhältlichen antibiotischen Verbindungen nicht empfindlich sind. Anders als die Aminoglycoside besitzen die Cephalosporinantibiotika normalerweise eine geringe Toxizität beim Menschen. Die Verwendung der Aminoglycoside in der Humantherapie ist beschränkt oder kompliziert durch die relativ hohe Toxizität dieser Antibiotika. Die Cephalosporinantibiotika der vorliegenden Erfindung besitzen demnach wesentliche grosse Vorteile gegenüber den Aminoglycosiden.

Nicht-toxische Salze, welche durch Reaktion von entweder einer oder beider Carboxylgruppen, welche in den Verbindungen der allgemeinen Formel I vorhanden sind, gebildet werden können, umfassen Salze anorganischer Basen, wie Alkalimetall

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io salze (z. B. Natrium- und Kaliumsalze) und Erdalkalimetallsalze (z. B. Calciumsalze); Aminosäuresalze (z. B. Lysin- und Arg-ininsalze); Salze organischer Basen (z. B. Procain-, Phenäthyl-benzylamin-, Dibenzyläthylendiamin-, Äthanolamin-, Diäth-anolamin- und N-Methylglucosaminsalze). Andere nicht-toxische Salze umfassen Säureadditionssalze, beispielsweise gebildet mit Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Ameisensäure und Trifluoressigsäure. Die Salze können auch in Form von Resinaten vorhanden sein, welche mit beispielsweise einem Polystyrolharz oder vernetztem Polystyrol-divinylbenzol-copolymerharz enthaltend Amino-oder quaternäre Aminogruppen oder Sulfonsäuregruppen, oder mit einem Carboxylgruppen enthaltenden Harz, z. B. Polyacryl-säureharz, gebildet werden. Lösliche Salze mit Basen (z.B. Alkalimetallsalze, wie das Natriumsalz) der Verbindungen der Formel I können bei den therapeutischen Anwendungen aufgrund der raschen Verteilung derartiger Salze in dem Körper nach der Verabreichung verwendet werden. Wenn jedoch unlösliche Salze der Verbindungen I bei einer besonderen Anwendung gewünscht sind, z.B. unter Verwendung in Depotpräparaten, 20 können derartige Salze in üblicher Weise, beispielsweise mit geeigneten organischen Aminen, gebildet werden.

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Diese und andere Salze, wie die Salze mit Paratoluolsulphon-und Methansulphonsäure, können als Zwischenprodukte bei der Herstellung und/oder Reinigung der vorliegenden Verbindungen der Formel I, beispielsweise bei den weiter unten beschriebenen Verfahren, verwendet werden.

Nicht-toxische, metabolisch labile Ester, welche durch Veresterung von einer oder beider Carboxylgruppen in der Stammverbindung der Formel I gebildet werden können, umfassen Acyloxyalkylester, z. B. niedrig-Alkanoyloxy-methyl- oder -äthylester, wie Acetoxymethyl- oder -äthylester oder Pivaloyl-oxymethylester.

Bevorzugte erfindungsgmässe Verbindungen umfassen solche Verbindungen der Formel I, worin der C^-Alkylsubstituent in der Gruppe Y® eine Methylgruppe ist. Bevorzugt sind auch solche Verbindungen, worin die Gruppe Y® an das Schwefelatom in 2- oder 4-Stellung des Pyridinringes gebunden ist. Besonders bevorzugte erfindungsgemässe Verbindungen umfassen daher die folgenden Verbindungen der Formel I und ihre nicht-toxischen Salze und nicht-toxischen metabolisch labilen Ester:

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(A) die Acylierung einer Verbindung der Formel II H H

h2N

-B,

(H)

N

o' •

•CH2S — Y

COO

e

Y® ist wie oben definiert; B ist >S oder >S—>0 (a- oder ß-); und die gestrichelte Linie, welche die 2-, 3- und 4-Stellungen verbindet, zeigt an, dass die Verbindung eine Ceph-2-em- oder Ceph-3-em-Verbindung ist, oder eines Salzes, z. B. eines Säureadditionssalzes, gebildetmit beispielsweise einer Mineralsäure, wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure oder einer organischen Säure, wie Methansulfonsäure oder Toluol-p-sulfonsäure oder eines N-Silylderivats davon oder einer entsprechenden Verbindung mit einer Gruppe der Formel -COOR1 in 4-Stellung, worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Carboxyl-blockierende Gruppe ist, z. B. der Rest eines Ester-bildenden aliphatischen oder aralipha-tischen Alkohols oder eines Ester-bildenden Phenols, Silanols oder Stannanols, wobei dieser Alkohol, Phenol, Silanol oder Stannanol vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, und mit einem assoziierten Anion Ae, wie einem Halogenid, z. B. Chlorid oder Bromid, oder Trifluoracetatanion, mit einer Säure der Formel III

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R"

W

cm)

-c.cooh

N

N 2

o.ch-.coor

A

(6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-carboxymethoxy-imino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-2-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat und (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridi-nium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat.

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worin R2 eine Carboxyl-blockierende Gruppe bedeutet, wie beispielsweise für R1 beschrieben; und R3 ist eine Amino- oder geschützte Aminogruppe, oder mit einem dieser entsprechenden aeylierenden Mittel;

(B) Reaktion einer Verbindung der Formel IV

Andere erfindungsgemässe Verbindungen umfassen das 3-(l-Methylpyridinium-3-ylthiomethyl)-Analoge der obigen zwei Verbindungen sowie die drei entsprechenden Verbindungen, worin der N-Substituent an dem Pyridiniumring eine Äthylgruppe ist.

Die Verbindungen der Formel I können zur Behandlung einer Reihe von Krankheiten, welche durch pathogene Bakterien in Menschen und Tieren verursacht werden, wie Infektionen des Respirationstrakts und des Urinärtrakts, verwendet werden.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, ihre nichttoxischen Salze, ihre nicht-toxischen, metabolisch labilen Ester und die 1-Oxide davon können nach einem Verfahren hergestellt werden, das umfasst:

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65

\J.

■c.conh

X.

J

\

,ch2coor

- 0 4 a

(IV)

-N

ch2X

coor worin R \ B und die gestrichelte Linie wie vorstehend definiert sind; R4 und R4a unabhängig Wasserstoff oder eine Carboxyl-blockierende Gruppe bedeuten ; und X ist ein austauschbarer

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Rest eines Nukleophils, z. B. eine Acetoxy- oder Dichloracet-oxygruppe oder ein Halogenatom, wie Chlor, Brom oder Jod,

oder eines Salzes davon mit einem Schwefelnukleophil, das zur Bildung der Gruppe -CH2-S-Y®, worin Ye wie oben definiert ist, in der 3-Stellung dient; oder 5

(C) Alkylierung einer Verbindung der Formel V

R3

£> n \—/

(V)

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-C. CO.NH-

ii

N

j=C)

CH2S-YJ

ò.CH2COQR

4a

COOR

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worin R3, B und die gestrichelten Linien wie oben definiert sind; Y1 ist eine C-gebundene Pyridylgruppe ; und R4 und R4a sind in diesem Fall beide Carboxyl-blockierende Gruppen, mit einem Q_(-alkylierenden Mittel, das zur Einführung einer C^-Alkyl- ^ gruppe als Substituent an dem Stickstoffatom des Pyridinringes dient; woraufhin-falls notwendig und/oder erwünscht-im jeweiligen Fall irgendeine der folgenden Reaktionen

(D) in irgendeiner geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden:

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i) Umwandlung eines A2-Isomeres in Gas gewünschte A3-Isomere;

ii) Reduktion einer Verbindung, worin B >S—»O ist, zur Bildung einer Verbindung, worin B >S ist;

iii) Umwandlung einer Carboxylgruppe in ein nicht-toxisches Salz oder eine nicht-toxische, metabolisch labile Esterfunktion;

iv) Oxidation einer Verbindung, worin B >S ist, zur Bildung einer Verbindung, worin B >S->0 ist, und v) Entfernung irgendwelcher Carboxyl-blockierender und/ 40 oder N-schützender Gruppen.

Bei den oben beschriebenen Verfahren sind die Cephalosporin-Ausgangsmaterialien vorzugsweise Verbindungen, worin die gestrichelte Linie Ceph-3-em-Verbindungen bedeutet. 43

Die Reaktion sollte in Gegenwart einer Base bewirkt werden, wenn ein Säureadditionssalz der Verbindung der Formel II verwendet wird.

Acylierende Mittel, welche bei der Herstellung der Verbindungen der Formel I verwendet werden können, umfassen 50 Säurehalogenide, insbesondere Säurechloride oder -bromide. Derartige acylierende Mittel können durch Reaktion einer Säure III oder eines Salzes davon mit einem halogenierenden Mittel, z. B. Phosphorpentachlorid, Thionylchlorid oder Oxalylchlorid, hergestellt werden.

Die Acylierungen unter Verwendung der Säurehalogenide können in wässrigen oder nicht-wässrigen Reaktionsmedien bewirkt werden, zweckmässig bei Temperaturen von -50 bis +50°C, vorzugsweise —20 bis +30°C, falls erwünscht, in Gegenwart eines säurebindenden Mittels. Geeignete Reaktionsmedien 60 umfassen wässrige Ketone, wie wässriges Aceton, Ester, wie Äthylacetat, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Amide, wie Dimethylacetamid, Nitrile, wie Acetonitril oder Mischungen von zwei oder mehreren derartiger Lösungsmittel. Geeignete säurebindende Mittel umfassen tertiäre Amine 65 (z. B. Triäthylamin oder Dimethylanilin), anorganische Basen (z.B. Calciumcarbonat oder Natriumbicarbonat) und Oxirane, wie niedrig-l,2-Alkylenoxide (z. B. Äthylenoxid oder Propylen-

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oxid), welche den bei der Acylierungsreaktion freigesetzten Halogenwasserstoff binden.

Säuren der Formel III können selbst als acylierende Mittel bei der Herstellung der Verbindungen der Formel I verwendet werden. Die Acylierungen unter Verwendung der Säure III werden vorzugsweise in Gegenwart eines kondensierenden Mittels durchgeführt, beispielsweise eines Carbodiimids, wie N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid oder N-Äthyl-N'-y-dimethylamino-propylcarbodiimid, einer Carbonylverbindung, wie Carbonyldi-imidazol oder eines Isoxazoliumsalzes, wie N-Äthyl-5-phenyl-isoxazoliumperchlorat.

Die Acylierung kann auch mit anderen amidbildenden Derivaten der Säuren der Formel III bewirkt werden, wie beispielsweise einem aktivierten Ester, einem symmetrischen Anhydrid oder einem gemischten Anhydrid (z.B. gebildet mit Pivalinsäure oder mit einem Halogen-Ameisensäureester, wie einem niedrig-Alkylhaloformiat). Gemischte Anhydride können auch mit Phosphorsäuren (z. B. Phosphorsäure oder phosphorige Säure), Schwefelsäure oder aliphatischen oder aromatischen Sulfonsäu-ren (z. B. Toluol-p-sulfonsäure) gebildet werden. Ein aktivierter Ester kann zweckmässig in situ gebildet werden unter Verwendung von beispielsweise 1-Hydroxybenzotriazol in Gegenwart eines kondensierenden Mittels, wie oben erwähnt. Alternativ kann ein aktivierter Ester vorgebildet werden.

Die Acylierungsreaktionen, bei denen die freien Säuren oder deren oben erwähnte amidbildende Derivate angewandt werden, werden in erwünschter Weise in einem wasserfreièn Reaktionsmedium bewirkt, z. B. Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid oder Acetonitril.

Falls gewünscht, können die obigen Acylierungsreaktionen in Gegenwart eines Katalysators, wie 4-Dimethylaminopyridin, durchgeführt werden.

Die Säuren der Formel III und die diesen entsprechenden acylierenden Mittel können gewünschtenfalls in Form ihrer Säureadditionssalze hergestellt oder angewandt werden. So können beispielsweise Säurechloride zwweckmässig als ihre Hydrochloridsalze und die Säurebromide als ihre Hydrobromid-salze verwendet werden.

Bei dem Verfahren (B) kann das Schwefelnukleophile zum Austausch eines weiten Bereichs von Substituenten X bei dem Cephalosporin der Formel IV dienen. Bis zu einem gewissen Grade steht die Leichtigkeit des Austausches zu dem pKa-Wert der Säure HX, von der der Substituent stammt, in Bezug. So neigen Atome oder Gruppen X, welche von starken Säuren stammen, im allgemeinen dazu, leichter ausgetauscht zu werden als Atome oder Gruppen von schwächeren Säuren. Die Leichtigkeit des Austausches steht auch bis zu einem gewissen Grad zu der genauen Identität des Schwefelnukleophils in Beziehung. Das letztere Nukleophile kann beispielsweise in Form des geeigneten Thions oder Thiolats verwendet werden.

Der Austausch von X durch das Schwefelnukleophil kann zweckmässig durch Aufrechterhaltung der Reaktanten in Lösung oder Suspension bewirkt werden. Die Reaktion wird vorteilhaft unter Verwendung von 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 4, Moläquivalenten des Nukleophils bewirkt.

Nukleophile Austauschreaktionen können zweckmässig an solchen Verbindungen der Formel IV durchgeführt werden, worin der Substituent X ein Halogenatom oder eine Acyloxy-gruppe, beispielsweise wie weiter unten erläutert, ist.

Acyloxygruppen

Verbindungen der Formel IV, worin X eine Acetoxygruppe ist, sind zweckmässige Ausgangsmaterialien zur Verwendung bei der nukleophilen Austauschreaktion mit dem Schwefelnukleophil. Alternative Austauschmaterialien in dieser Klasse umfassen Verbindungen der Formel IV, worin X der Rest einer substituierten Essigsäure, beispielsweise Chloressigsäure, Di-chloressigsäure und Trifluoressigsäure ist.

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Die Austauschreaktionen an Verbindungen der Formel IV mit X-Substituenten dieser Klasse, besonders im Falle, dass X eine Acetoxygruppe ist, können durch die Anwesenheit von Jodid-oder Thiocyanationen in dem Reaktionsmedium erleichtert werden.

Der Substituent X kann auch von Ameisensäure, einer Halogenameisensäure, wie Chlorameisensäure, oder einer Carbamin-säure stammen.

Bei Verwendung einer Verbindung der Formel IV, worin X eine Acetoxygruppe oder substituierte Acetoxygruppen bedeutet, ist es im allgemeinen erwünscht, dass in 4-Stellung eine freie Carboxylgruppe vorliegt und dass B >S bedeuten soll. In diesem Falle wird die Reaktion vorteilhaft in einem wässrigen Medium, vorzugsweise bei einem pH-Wert von 5 bis 8, besonders 5,5 bis 7, durchgeführt. Diese pH-Bereiche können erzielt werden, falls notwendig, durch Zugabe einer Base, beispielsweise eines Alka-limetall- oder Erdalkalimetallhydroxids oder -bicarbonats, wie Natriumhydroxid oder -bicarbonat. Eine Base wird im allgemeinen verwendet, wenn die Verbindung der Formel IV in Form des Säureadditionssalzes vorliegt.

Das oben erwähnte Verfahren unter Verwendung der Verbindungen der Formel IV, worin X der Rest einer substituierten Essigsäure ist, kann durchgeführt werden, wie dies in dem Britischen Patent 1241657 beschrieben ist.

Bei Verwendung von Verbindungen der Formel IV, worin X eine Acetoxygruppe ist, wird die Reaktion zweckmässig bei einer Temperatur von 30-110° C, vorzugsweise von 50 bis 80° C, durchgeführt.

Halogene

Verbindungen der Formel IV, worin X ein Chlor-, Brom- oder Jodatom ist, können auch zweckmässig als Ausgangsmaterialien bei der nukleophilen Austauschreaktion mit dem Schwefelnukleophil verwendet werden. Bei Verwendung von Verbindungen der Formel IV in dieser Klasse kann B >S->0 bedeuten und die Carboxylgruppe in 4-Stellung intermediär geschützt sein. Die Reaktion wird zweckmässig in einem nicht-wässrigen Medium bewirkt, das vorzugsweise eines oder mehrere organische Lösungsmittel umfasst, vorteilhaft polarer Natur, wie Äther, z. B. Dioxan oderTetrahydrofuran, Esterz. B. Äthylacetat, Amide, z. B. Formamid oder N,N-Dimethylformamid oder Ketone, z. B. Aceton. Andere geeignete organische Lösungsmittel sind des näheren in dem Britischen Patent 1326 531 beschrieben. Das Reaktionsmedium sollte weder extrem sauer noch extrem basisch sein. Im Falle von Reaktionen, welche an Verbindungen der Formel IV durchgeführt werden, worin die Carboxylgruppen intermediär geschützt sind, wird das 3-(l-Methylpyridi-nium)-thiomethylprodukt als das entsprechende Halogenidsalz gebildet, das gewünschtenfalls einer oder mehrerer Ionenaus-tauschreaktionen unterworfen werden kann, um ein Salz mit dem gewünschten Anion zu erhalten.

Bei Verwendung von Verbindungen der Formel IV, worin X ein Halogenatom wie oben beschrieben ist, wird die Reaktion zweckmässig bei einer Temperatur von —20 bis +50° C, vorzugsweise 0 bis +30°C durchgeführt.

Bei dem obigen Verfahren (C) wird die Verbindung der Formel V vorteilhaft mit einem CM-alkylierenden Mittel mit der Formel RCZ' durchgeführt, worin Rc eine CH- Alkylgruppe ist und Z' ist eine abgehende Gruppe, wie ein Halogenatom (z.B. Jod, Chlor oder Brom) oder eine Hydrocarbylsulfonatgruppe (z. B. MesylatoderTosylat). Alternativ kann einDi-(Ci_4)-alkyl-sulfat, z. B. Dimethylsulfat, als alkylierendes Mittel verwendet werden. Die Alkylierungsreaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur in dem Bereich von 0 bis 60° C, vorteilhaft 20 bis 30° C, durchgeführt. Die Reaktion kann zweckmässig in einem inerten Lösungsmittel, wie einem Äther, z. B. Tetrahydrofuran, einem Amid, z. B. Dimethylformamid oder einem halogenierten Kohlenwasserstoff, z. B. Dimethylformamid oder einem halogenierten Kohlenwasserstoff, z. B. Dichlormethan, bewirkt werden. Alternativ kann, wo das alkylierende Mittel unter den Reaktionsbedingungen flüssig ist, dieses Mittel selbst als Lösungsmittel dienen. Jodmethan ist ein bevorzugtes Alkylie-rungsmittel.

Die Verbindung der Formel V, welche als Ausgangsmaterial bei dem Verfahren (C) verwendet wird, kann beispielsweise durch Reaktion einer Verbindung der Formel IV (wie oben definiert) mit einem geeigneten Schwefelnukleophil in analoger Weise zu der nukleophilen Austauschreaktion, welche in bezug auf das Verfahren (B) beschrieben ist, hergestellt werden. Diese Reaktion wird im allgemeinen in Gegenwart eines säureentfernenden Mittels, z. B. einer Base, wie oben in bezug auf das Verfahren (B) beschrieben, durchgeführt. Das Reaktionsprodukt kann aus der Reaktionsmischung, welche beispielsweise unverändertes Cephalosporin-Ausgangsmaterial und andere Substanzen enthalten kann, durch eine Reihe von Verfahren, einschliesslich Umkristallisation, Ionophorese, Säulenchromatographie und Verwendung von Ionenaustauschern (beispielsweise Chromatographie anlonenaustauschharze) oder makrovernetzten Harzen abgetrennt werden.

Ein A2-Cephalosporinesterderivat kann in das entsprechende A3-Derivat überführt werden, beispielsweise durch Behandlung des A2-Esters mit einer Base, wie Pyridin oder Triäthylamin.

Ein Ceph-2-em-Reaktionsprodukt kann auch oxidiert werden, um das entsprechende Ceph-3-em-l-oxid zu ergeben, beispielsweise durch Reaktion mit einer Persäure, z. B. Peressigsäure oder Metachlorperbenzoesäure; das entstandene Sulfoxid kann gewünschtenfalls anschliessend reduziert werden, wie dies weiter unten beschrieben ist, um das entsprechende Ceph-3-em-sulfid zu ergeben.

Wenn eine Verbindung erhalten wird, worin B >S—>0 ist, so kann diese in das entsprechende Sulfid überführt werden, beispielsweise durch Reduktion des entsprechenden Acyloxysul-phonium- oder Alkoxysulphoniumsalzes, das in situ durch Reaktion mit beispielsweise Acetylchlorid im Falle eines Acetoxysul-phoniumsalzes hergestellt wurde, wobei die Reduktion beispielsweise mit Natriumdithionit oder mit Jodidion, wie in einer Lösung von Kaliumjodid in einem wassermischbaren Lösungsmittel, z. B. Essigsäure, Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid oder Dimethylacetamid bewirkt wird. Die Reaktion kann bei einer Temperatur von —20 bis +50°Cdurch-geführt werden.

Die metabolisch labilen Ester der Verbindungen der Formel I können durch Reaktion einer Verbindung der Formel I oder eines Salzes oder geschützten Derivats davon mit einem geeigneten veresternden Mittel, wie einem Acyloxyalkylhalogenid (z. B. Jodid), zweckmässig in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder Aceton und anschliessend, falls notwendig, durch Entfernung irgendwelcher Schutzgruppen hergestellt werden.

Die Salze der Verbindungen der Formel I mit Basen können durch Reaktion einer Säure der Formel I mit der entsprechenden Base gebildet werden. So können beispielsweise die Natriumoder Kaliumsalze unter Verwendung des entsprechenden 2-Äthylhexanoats oder Hydrogencarbonats hergestellt werden. Die Säureadditionssalze können durch Reaktion einer Verbindung der Formel I oder eines metabolisch labilen Esters davon mit der geeigneten Säure hergestellt werden.

Die 1-Oxide können durch Oxidation der entsprechenden, nicht oxidierten Verbindung, z. B. mit einer Persäure, hergestellt werden.

Wenn eine Verbindung der Formel I als eine Mischung von Isomeren erhalten wird, so kann das syn-Isomere beispielsweise durch übliche Methoden, wie Kristallisation oder Chromatographie, erhalten werden.

Zur Verwendung als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäss der Erfin6

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dung, werden vorzugsweise Verbindungen der allgemeinen Formel III und entsprechende Säurehalogenide und -anhydride in ihrer syn-isomeren Form oder in Form von Mischungen von syn-Isomeren und entsprechenden anti-Isomeren, enthaltend wenigstens 90% des syn-isomeren, verwendet.

Die Säuren der Formel III und die Verbindungen der Formel - IV, worin X eine Acetoxygruppe bedeutet, können hergestellt werden durch Methoden, die in der Südafrikanischen Patentbeschreibung 78/1630 beschrieben sind.

Wenn X ein Halogenatom (z.B. Chlor, Brom oder Jod) in Formel IV ist, so können die Ceph-3-em-Ausgangsverbindungen in üblicherweise hergestellt werden, beispielsweise durch Halo-genierung eines 7ß-geschützt-Amino-3-methyl-ceph-3-em-4-car-bonsäureester-lß-oxids, Entfernung der 7ß-Schutzgruppe, Acy-lierung der entstandenen 7 ß-Aminoverbindung zur Bildung der gewünschten 7ß-Acylamidogruppe, z. B. in analoger Weise zu obigem Verfahren (A) und anschliessende Reduktion der lß-Oxidgruppe, später in der Reihenfolge. Dies ist in dem Britischen Patent 1326531 beschrieben. Die entsprechenden Ceph-2-em-Verbindungen können gemäss der Methode der Niederländischen veröffentlichten Patentanmeldung 6902013 durch Reaktion einer 3-Methyl-ceph-2-em-Verbindung mit N-Bromsuccin-imid zur Bildung der entsprechenden 3-Bromo-methyl-ceph-2-em-Verbindung hergestellt werden.

Die Verbindungen der Formel IV, worin X Acyloxygruppen anders als die Acetoxygruppe bedeutet, können hergestellt werden durch Acylierung der entsprechenden 3-Hydroxymethyl-Verbindungen, welche beispielsweise durch Hydrolyse der geeigneten 3-Acetoxymethyl-Verbindungen hergestellt werden können, z. B. wie dies in den Britischen Patenten 1474519 und 1531212 beschrieben ist.

Die Ausgangsmaterialien der Formel II können in üblicher Weise hergestellt werden, beispielsweise durch nukleophilen Austausch der entsprechenden 3-Acetoxymethyl-Verbindung mit dem geeigneten Nukleophil. Eine weitere Methode zur Herstellung der Ausgangsmaterialien der Formel II umfasst die Abspaltung der Schutzgruppe einer entsprechenden geschützten 7ß-Amino-Verbindung in üblicher Weise, z. B. unter Verwendung von PC15.

Es sei erwähnt, dass es bei manchen der obigen Umwandlungen notwendig sein kann, irgendwelche empfindlichen Gruppen im Molekül der fraglichen Verbindung zu schützen, um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden. Beispielsweise kann es während irgendeiner der obigen Reaktionsfolgen notwendig sein, die NH2-Gruppe des Aminothiazolylteils zu schützen, beispielsweise durch Tritylierung, Acylierung (z. B. Chloracety-lierung), Protonierungoder eine andere übliche Methode. Die Schutzgruppe kann dann in irgendeiner geeigneten Weise, welche nicht den Abbau der gewünschten Verbindung verursacht, entfernt werden, z. B. im Falle einer Tritylgruppe durch Verwendung einer gegebenenfalls halogenierten Carbonsäure, z. B. Essigsäure, Ameisensäure, Chloressigsäure oderTrifluoressig-säure oder Verwendung einer Mineralsäure, z.B. Salzsäure oder Mischungen solcher Säuren, vorzugsweise in Gegenwart eines protischen Lösungsmittels, wie Wasser oder im Falle einer Chloracetylgruppe, durch Behandlung mit Thioharnstoff.

Carboxyl-blockierende Gruppen, welche bei der Herstellung der Verbindungen der Formel I oder bei der Herstellung der notwendigen Ausgangsmaterialien verwendet werden, sind in gewünschter Weise Gruppen, welche leicht in einem geeigneten Stadium der Reaktionsfolge zweckmässig in der letzten Stufe abgespaltet werden. Es kann jedoch in manchen Fällen zweckmässig sein, nicht-toxische metabolisch labile Carboxyl-blockierende Gruppen, wie Acyloxymethyl- oder -äthylgruppen (z. B. Acetoxymethyl oder -äthyl oder Pivaloyloxymethyl) zu verwenden und diese in dem Endprodukt beizubehalten, um ein geeignetes Esterderivat einer Verbindung der Formel I zu ergeben.

Geeignete Carboxyl-blockierende Gruppen sind in der Fachwelt gut bekannt und eine Liste von repräsentativen blockierten Carboxylgruppen ist in dem Britischen Patent 1399 086 enthalten. Bevorzugte blockierte Carboxylgruppen umfassen Aryl-niedrig-alkoxycarbonylgruppen, wie p-Methoxybenzyloxycarbo-5 nyl, p-NitrobenzyloxycarbonylundDiphenylmethoxycarbonyl; niedrig-Alkoxycarbonylgruppen, wie t-Butoxycarbonyl; und niedrig-Haloalkoxycarbonylgruppen, wie 2,2,2-Trichloräthoxy-carbonyl. Carboxyl-blockierende Gruppe(n) können anschliessend entfernt werden durch irgendeine geeignete literaturbe-10 kannte Methode; so ist beispielsweise in vielen Fällen säure- oder basenkatalysierte Hydrolyse anwendbar, wie enzymatisch katalysierte Hydrolysen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Temperaturen sind in °C angegeben.

15 Protonmagnetische Resonanzspektren (p.m.r.) sind eingefügt, wo es zweckmässig ist und wurden bei 100 MHz bestimmt. Die Integrale sind in Übereinstimmung mit den Zuordnungen, die Werte der Kopplungskonstanten wurden nicht bestimmt; s = Singulett, d = Dublett und m = Multiplett.

20

Beispiel 1

(6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-2-25 ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat, Natriumsalz 0,6 g l-Methyl-pyrid-2-thion wurden zu einer gerührten Lösung von 1,7 g (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-acetoxymethyl-ceph-3-em-4-carbonsäure-dinatriumsalz (beschrieben in Beispiel 5 der 30 Südafrikanischen Patentbeschreibung 78/1630) in 2,1 ml Wasser gegeben. Der pH-Wert der Lösung wurde auf etwa 6,5 mit Natriumhydrogencarbonat eingestellt vor der Zugabe von 2,9 g Natriumjodid. Die entstandene Mischung wurde gerührt und während 5'A h auf 65° C erwärmt. Nach dem Abkühlen wurde die 35 entstandene Mischung tropfenweise zu 200 ml Aceton gegeben, was einen festen Stoff ergab, der isoliert und mit Diäthyläther gewaschen und dann als Lösung in Wasser auf eine Amberlite XAD-2-Säule, welche in Wasser hergestellt war, gegeben wurde. Das Eluieren erfolgte mit Wasser und wässrigem Äthanol. Durch 40 Eindampfen einer Vereinigung der geeigneten Fraktionen erhielt man nach dem Triturieren mit Diäthyläther 0,7 g der Titelverbindung als festen Stoff, Xmax (pH 6 Puffer) 243 nm (E}Cm 321), Xmax 308 nm (E}* 203); Ymax (Nujol) 2500-3700 (-NH,-NH2), 1770 ß-Lactam), 1670,1540 (7-CONH), 1610 cm"1 45 ("CO20).

Beispiel 2

a) Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-3-bromomethylazol-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonylmethoxyimino)-2-(2-tritylamino-thiazol-4-yl)-acetamido]-ceph-3-em-4-carboxylat 50 1,1g (Z)-2-(t-Butoxycarbonylmethoxyimino)-2-(2-trityl-aminothiazol-4-yl)-essigsäure (beschrieben in Beispiel 3 der Südafrikanischen Patentbeschreibung 78/1630) wurde zu einer gerührten Lösung von 0,46 g Phosphorpentachlorid in 20 ml Dichlormethan bei —20°Cgegeben. Die Lösung wurde während 40 55 min bei --150oC ± 5°C gehalten. Nach 30 min wurde noch 0,05 g Phosphorpentachlorid zugegeben. Die Lösung wurde auf —20° C gekühlt und 0,6 ml Triäthylamin wurden zugesetzt. Die Lösung wurde während 5 min bei — 20° C gerührt und dann zu einer gerührten Lösung von 1 gDiphenylmethyl-(6R,7R)-7-amino-3-60 bromomethyl-ceph-3-em-4-carboxylathydrochloridsalz in 20 ml Dichlormethan, enthaltend 0,3 ml Triäthylamin bei —20° C gegeben. Die Temperatur überschritt während der Zugabe nicht —20°C. Die Mischung wurde 10min lang bei — 20° C gerührt und dann während 45 min auf 22° C erwärmt. Die Mischung wurde 65 mit 25 ml Wasser und 20 ml Dichlormethan verdünnt und geschüttelt. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Schicht wurde einmal mit Dichlormethan rückgewaschen. Die organische Phase wurde mit verdünnter Natriumbi-

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carbonatlösung gewaschen und die wässrige Phase wurde rückgewaschen. Die vereinigten organischen Lösungen wurden mit verdünnter Salzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zu einem Schaum eingedampft. Dieser wurde mit Diisopropyläther trituriert, filtriert und im Vakuum bei 60° C während 2 h und anschliessend bei Zimmertemperatur über Nacht getrocknet und ergab 1,7 g Titelverbindung, [ajß1 —28° (ç 1,0 CHC1,); Xinf (Äthanol) 239 nm, Ej^, 252; 260 nm, E{cm 196; 265,5 nm, E}ä 193; 273 nm, 181.

b) Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-bromid

Eine Mischung von 1,48 g des Produkts von Stufe a) und 0,19 g N-Methylpyridin-4-thion in 15 ml Tetrahydrofuran wurde 3 h bei 22° C gerührt und dann während 18 h bei 5° C stehengelassen. Die Mischung wurde mit 60 ml Äther unter Rühren verdünnt, auf 0° C gekühlt und dann filtriert. Der feste Stoff wurde mit Äther gewaschen, gesammelt und im Vakuum bei 60° C während 1 h getrocknet und ergab 1,5 g Titelverbindung [ajß1 —56° (c.1,0, CHC13); Xmax (Äthanol) 306,5 nm E}^ 230; Xinf 260 nm, E'cm 173; 235 nm, E}ä 281.

c) (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat, Bis-hydrochloridsalz Eine Lösung von 1,33g des Produkts der Stufe b) in einem Gemisch von 16 ml Trifluoressigsäure und 5 ml Anisol wurde während 1 h bei 0°C gerührt. Es wurden 1,5 ml Wasser zugegeben und die Mischung wurde 15 min gerührt und dann eingedampft. Der Rückstand wurde mit Äther trituriert und der feste Stoff wurde abfiltriert und getrocknet. Dieser feste Stoff (0,95 g) wurde in 5 ml Ameisensäure gelöst und 0,25 ml konzentrierte Salzsäure wurden zugesetzt. Die Mischung wurde 30 min lang bei 21° C gerührt und dann filtriert. Der feste Stoff wurde mit etwas Ameisensäure gewaschen. Das Filtrat und die Waschflüssigkeiten wurden vereinigt und eingedampft. Der Rückstand wurde mit Aceton trituriert und der feste Stoff wurde abfiltriert, mit etwas Aceton gewaschen und im Vakuum bei 60° C während 1 h getrocknet und ergab 0,76 g der Titelverbindung als Mono-acetonsolvat, [a]ß2 —20° (c0,8, pH7 Puffer); Xmax (pH7 Puffer) 231,5 nm Ej^ 326; 253 nm E{c^ 232; 304,5 nm E}* 378.

Beispiel 3

a) Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-amino-3-(l-methylpyridinium-

4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-bromid 500 mg Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-amino-3-bromomethyl-ceph-3-em-4-carboxylat-hydrochlorid wurden in 20 ml Tetrahydrofuran suspendiert und mit 0,14 ml Triäthylamin behandelt. Nach dem Rühren während ca. 5 min bei etwa 0°C wurde die Lösung geklärt und mit 150 mg N-MethyIpyrid-4-thion behandelt. Die Mischung wurde 2 h bei Umgebungstemperatur gerührt und dann während 16 h bei 0° C stehengelassen. Der weisse feste Stoff wurde abfiltriert, mit Tetrahydrofuran und Diäthyläther gewaschen und im Vakuum bei Umgebungstemperatur während 16 h getrocknet und ergab 500 mg der Titelverbindung, (DMSO-d6) 1,26 (d, Pyridinium-protonen benachbart zu N+Me), 2,09 (d, Pyridinium-protonen) 3,01 (s, CH.Phn), 4,88 (d, J 5 Hz, 7-H), 5,08 (d, J 5 Hz, 6-H), 5,77 (s, 3-CH, und N+Me), 6,15 und 6,50 (m, 2-H2).

b) Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-halogenid

0,42 g 2-(t-Butoxycarbonylmethoxyimino)-2-(2-tritylamino-

thiazol-4-yl)-essigsäure wurde zu einer gerührten Lösung von 0,19 g Phosphorpentachlorid in 10 ml Dichlormethan bei —10° C gegeben. Die Lösung wurde während 30 min bei —10° C gerührt und 0,25 ml Triäthylamin wurde zugesetzt. Die Lösung wurde während 5 min bei —5° C gerührt und dann zu einer gerührten Mischung von 0,45 g des Produkts von Stufe a) in 5 ml Dichlormethan bei 0°C gegeben. Die Mischung, welche sich auflöste, wurde auf 21° C erwärmt, während 2 h gerührt und 16 h bei 5° C stehengelassen. Die Mischung wurde zwischen Äthylacetat und Wasser verteilt; die wässrige Phase wurde gründlich mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit Salzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wurde mit Äther trituriert, der feste Stoff wurde durch Filtrieren gesammelt und im Vakuum bei 60° C getrocknet und ergab 0,55 g Titelverbindung, deren spektroskopische und chromatographische Eigenschaften denjenigen des Produkts von Beispiel 2b) ähnelten. Die Schutzgruppe der Titelverbindung kann wie in Beispiel 2c) beschrieben, entfernt werden und ergibt (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat, Bis-hydrochloridsalz.

Beispiel 4

a) Diphenylmethyl-(lS,6R,7R,2'Z)-3-bromomethyl-7-[2-(tert-butoxycarbonylmethoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-

acetamido]-ceph-3-em-4-carboxylat-l-oxid 1,63 g (Z)-2-(t-Butoxycarbonylmethoxyimino)-2-(2-trityl-aminothiazol-4-yl)-essigsäure wurden zu einer gerührten Lösung von 0,69 g Phosphorpentachlorid in 25 ml Dichlormethan bei —15°C gegeben. Die Lösung wurde während 35 min bei —15°C ± 5°C gehalten. Die Lösung wurde auf — 20° C gekühlt und 0,9 ml Triäthylamin wurde zugesetzt. Die Lösung wurde während 5 min bei —20° C gerührt und dann zu einer gerührten Lösung von 1,7 g (lS,6R,7R)-7-Amino-3-bromomethylceph-3-em-4-carboxylat-l-oxidhydrobromidsalz in 25 ml Dichlormethan, enthaltend 0,5 ml Triäthylamin, bei —20° C gegeben. Während der Zugabe überschritt die Temperatur nicht —15°C. Die Mischung wurde während 10 min bei —15° C gerührt und dann während 45 min auf 21°C erwärmt. Die Mischung wurde mit 40 ml Wasser und 30 ml Dichlormethan verdünnt und geschüttelt. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Schicht wurde mit Dichlormethan gewaschen. Die organische Phase wurde mit verdünnter Natriumbicarbonatlösung gewaschen und die wässrige Phase wurde rückgewaschen. Die vereinigten organischen Lösungen wurden mit verdünnter Salzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zu einem Schaum eingedampft. Dieser wurde durch eine Säule von Kieselgel 60 Silicium-dioxid (ca. 100 g) mit Äthylacetat/Petroläther (60-80° C)-Mischungen graduell schräg eluiert. Geeignete Fraktionen wurden vereinigt und zu einem Schaum eingedampft und ergaben 2,1 g Titelverbindung, deren spektroskopische und chromatographische Eigenschaften denjenigen ähnelten, wie unten in Beispiel 5a) beschrieben.

b) Diphenylmethyl-(1S ,6R,7R)-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-bromid-l-oxid Eine Lösung von 1,9 g des Produkts von Stufe a) in 20 ml Tetrahy drofuran wurde mit 0,3 g N-Methylpyrid-4-thion behandelt. Die Mischung, welche sich verfestigte, wurde mit 30 ml Tetrahydrofuran verdünnt und während 2Zz h bei 21° C gerührt. Die Mischung wurde 17hlangbei5°Cgehalten, mit50 ml Äther verdünnt und filtriert. Der feste Stoff wurde mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet und ergab 1,96 g Titelverbindung, [ajß1 -35° fcl,4, CHCl.O; XmiK (Äthanol) 308 nm, E{^ 143; Xinf 260 nm, Ej^m 166.

8

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15

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fi5

c) Diphenylmethyl-(6R,7R)-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(tritylaminothiazol-4-yl)-cacetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-halogenid

Eine Mischung von 0,32 g des Produkts der Stufe b), 0,24 g gepulvertem wasserfreiem Kaliumjodid und 2 ml Aceton wurde gerührt und auf -3° C gekühlt. Es wurden 0,1 ml Acetylchlorid zugegeben und die Mischung wurde während 1 h bei 0°C gerührt und dann zu einer Lösung von 0,12g Natriummetabisulfit in 15 ml Wasser gegeben. Die Mischung wurde während 15 min bei 21° C gerührt und dann filtriert. Der feste Stoff wurde mit Wasser und Äther gewaschen und im Vakuum während 1 h bei 45° C getrocknet und ergab 0,25 g Titelverbindung, deren spektroskopische und chromatographische Eigenschaften denjenigen des Produkts von Beispiel 2b) ähnelten. In der Titelverbindung kann die Schutzgruppe wie in Beispiel 2c) beschrieben, entfernt werden und es ergibt sich (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat, Bis-hydrochloridsalz.

Beispiel 5

a) Diphenylmethyl-(lS,6R,7R)-3-bromomethyl-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-ceph-3-em-4-carboxylat-l-oxid Eine Lösung von 0,23 g 85%iger Metachlorperbenzoesäure in 20 ml 1,2-Dichloräthan wurde zu einer gerührten Lösung von 0,99 g des Produkts des Beispiels 2a) in 30 ml 1,2-Dichloräthan, die bei —10° C gehalten wurde, gegeben. Die Lösung wurde während 1 h auf 20° C erwärmt. Es wurde mehr Metachlorperbenzoesäure (0,02 g) zugesetzt und die Lösung wurde während einer halben Stunde bei 20° C gerührt. Die Lösung wurde einmal mit wässriger Natriummetabisulfitlösung gewaschen und eingedampft. Der Rückstand wurde mit einem Äthylacetatextrakt der wässrigen Phase vereinigt, mit frischer Natriummetabisulfitlösung, Natriumbicarbonatlösung und Salzlösung gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Die Lösung wurde eingedampft und der Rückstand wurde durch eine Säule von Kieselgel 60 Siliciumdioxid (etwa 60 g) in Äthylacetat/Petroläther (60-80° C) (1:1) eluiert. Geeignete Fraktionen wurden gesammelt, vereinigt und eingedampft und ergaben einen Schaum, der mit Diiso-propyläther trituriert wurde. Der feste Stoff wurde durch Filtrieren gesammelt und im Vakuum bei 50° C getrocknet und ergab 0,5 g Titelverbindung, [ajg1 -2,2° (ç 0,9, CHC13) ; Amax (Äthanol) 267,5 nm, Ei cm 169; Xinf 238 nm, E}^, 221; Xjnf 272,5 nm,

E'cra 166.

b) Diphenylmethyl-(lS,6R,7R)-7-[(Z)-2-(t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)acetamido]-3-

(pyrid-4-yl-thiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-l-oxid Eine Mischung von 0,36 g des Produkts der Stufe a), 0,12 g fein verteiltem Calciumcarbonat (Calofort U) und 0,06 g 4-Mercapto-pyridin in 12 ml Aceton wurde gerührt und 90 min zum Rückfluss erhitzt. Die Mischung wurde abgekühlt und filtriert. Der Rückstand wurde mit etwas Aceton gewaschen. Das Filtrat und die Waschflüssigkeiten wurden zu einem Schaum eingedampft, der zwischen Äthylacetat und Wasser verteilt wurde. Die wässrige Phase wurde mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden mit Wasser und Salzlösung gewaschen, getrocknet und zu einem Schaum eingedampft. Dieses Material wurde an Silicagel unter Verwendung von Chloroform, enthaltend Äthanol (2 % ) unter Zusatz von Methanol (0-5 % ) als Eluiermit-tel chromatographiert. Die geeigneten Fraktionen wurden vereinigt und eingedampft und ergaben 0,12 g Titelverbindung, [a]o -2° (ç 0,76, Chloroform); Xmax (Äthanol) 255 nm, ElJm 251; Xinf 265 nm, E}^ 245; Xinf 272,5 nm, E,1^ 232.

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c) Diphenylmethyl-(lS,6R,7R)-7-[(Z)-2-)t-butoxycarbonyl-methoxyimino)-2-(2-tritylaminothiazol-4-yl)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carbonxylat-jodid-l-oxid

Eine Lösung von 55 mg des Produkts der Stufe b) in 0,5 ml Jodmethan wurde während 2 h bei 21° C stehengelassen. Die Lösung wurde eingedampft und der Rückstand wurde mit Äther trituriert. Der feste Stoff wurde durch Filtrieren gesammelt, mit etwas Äther gewaschen und im Vakuum während 1 h bei 50° C getrocknet und ergab 43 mg Titelverbindung, deren spektroskopische und chromatographische Eigenschaften denjenigen des Produkts von Beispiel 4b) ähnelten. In der Titelverbindung kann die Schutzgruppe wie in Beispiel 2c) beschrieben, entfernt werden und man erzielt (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxymethoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-yl-thiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat, Bis-hydrochloridsalz.

Beispiel 6

(lS,6R,7R)-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxy-methoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthio-

methyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-l-oxid-dihydrochlorid 1,13 g des Produkts von Beispiel 4b) wurden mit 4 ml Anisol und 15 ml Trifluoressigsäure bei 0°C während 1 h gerührt. Die Mischung wurde eingedampft und das verbleibende Öl wurde mit Äther trituriert. Der Niederschlag wurde durch Filtrieren gesammelt und mit Äther gewaschen und ergab 0,8 g eines festen Stoffes. Dieser wurde in 4 ml Ameisensäure gelöst und es wurden 0,2 ml Salzsäure zugegeben. Die Mischung wurde während 30 min bei 21° C gerührt und filtriert. Der Filterkuchen wurde mit Ameisensäure ausgelaugt und die vereinigten Filtrate wurden eingedampft. Der Rückstand wurde mit Aceton behandelt und ergab 535 mg Titelverbindung [cx]d2 —8° (c0,83, pH 7 Puffer), Xmax (pH 6 Puffer) 230,5 nm, (E{^ 323), 2,58 nm (E}ct 242), 303,5 nm (E}c* 372).

Pharmzeutische Formulierungen Die erfindungsgemässen antibiotischen Verbindungen können zur Verabreichung in irgendeiner geeigneten Weise formuliert werden in Analogie zu anderen Antibiotika und die Erfindung umfasst auch die pharmazeutischen Zusammensetzungen, welche eine antibiotische Verbindung gemäss der Erfindung, ange-passt zur Verwendung in der Human- oder Veterinärmedizin, enthalten. Derartige Zusammensetzungen können für die Verwendung in üblicher Weise mittels irgendwelcher etwa notwendiger pharmazeutischer Träger oder Exzipienten angeboten werden.

Die erfindungsgemässen antibiotischen Verbindungen können zur Injektion formuliert werden und können in Einheitsdosisform in Ampullen oder in Multidosis-Containern, falls notwendig mit einem zugesetzten Konservierungsmittel, dargeboten werden. Die Zusammensetzungen können auch Formen wie Suspensionen, Lösungen oder Emulsionen in öligen oder wässrigen Trägern annehmen und können Formulierungsmittel, wie Suspendiermittel, Stabilisier- und/oder Dispergiermittel enthalten. Alternativ kann der aktive Bestandteil in Pulverform zur Zubereitung mit einem geeigneten Träger, beispielsweise sterilem pyrogenfreiem Wasser vor der Verwendung vorliegen.

Gewünschtenfalls können solche Pulverformulierungen eine geeignete nicht-toxische Base enthalten, um die Wasserlöslichkeit des aktiven Bestandteils zu verbessern und/oderzu sichern, dass, wenn das Pulver mit Wasser zubereitet wird, der pH-Wert der entstandenen wässrigen Formulierung physiologisch annehmbar ist. Alternativ kann die Base in dem Wasser, mit dem das Pulver zubereitet wird, enthalten sein. Die B ase kann beispielsweise eine anorganische Base, wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat oder Natriumacetat, oder eine organische Base, wie Lysin oder Lysinacetat sein.

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Die antibiotischen Verbindungen können auch als Supposito-rien formuliert werden, z.B. enthaltend übliche Suppositorien-grundlagen, wie Kakaobutter oder andere Glyceride.

Zur Medikation der Augen und Ohren können die Präparate 5 als einzelne Kapseln, in flüssiger oder halbfester Form vorliegen oder können als Tropfen verwendet werden.

Die Zusammensetzungen für die Veterinärmedizin können beispielsweise als intramammale Präparationen, entweder mit 10 langzeitwirkenden oder kurzwirkenden Grundlagen formuliert sein.

Die Zusammensetzungen können von 0,1 % aufwärts, z. B. 0,1 bis 99 % des aktiven Materials in Abhängigkeit von der Verabreichungsmethode enthalten. Wenn die Zusammensetzungen 15 Dosierungseinheiten umfassen, sollte jede Einheit vorzugsweise 50 bis 1500 mg aktiven Bestandteil enthalten. Die Dosierung, wie sie für einen Erwachsenen in der Humanmedizin verwendet wird, liegt vorzugsweise in dem Bereich von 500 bis 6000 mg/Tag in Abhängigkeit von der Verabreichungsart und der Häufigkeit 20 derselben. Beispielsweise sollten bei einem Erwachsenen in der Humanmedizin 1000 bis 3000 mg pro Tag, intravenös oder intramuskulär verabreicht, normalerweise ausreichen. Bei der Behandlung von Pseudomonas-Infektionen können höhere Tagesdosen erforderlich sein. 25

Die antibiotischen Verbindungen gemäss der Erfindung können in Kombination mit anderen therapeutischen Mitteln, wie Antibiotika, beispielsweise Penicillinen oder anderen Cephalosporinen, verabreicht werden. 30

Die folgenden Formulierungen erläutern wie die erfindungsgemässen Verbindungen in pharmazeutischen Zusammensetzungen eingebracht werden können.

A. Formulierung zur Injektion Formulierung pro Fläschchen

(6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxy-methoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat 1,00 g

Natriumcarbonat, wasserfrei 112 mg

Methode

Das sterile Cephalosporinantibiotikum wird mit sterilem Natriumcarbonat unter aseptischen Bedingungen vermischt. Man füllt aseptisch in Glasfläschchen unter einem Schutzmantel von sterilem Stickstoff. Die Fläschchen werden unter Verwendung von Gummiplättchen oder-stopfen, welche durch Aluminiumverschlüsse in Position gehalten werden, verschlossen, wodurch ein Gasaustausch oder Eindringen von Mikroorganismen verhindert wird. Das Produkt wird zubereitet, indem kurz vor der Verabreichung in Wasser für Injektionen oder einem anderen geeigneten sterilen Träger gelöst wird.

B. Formulierung zur Injektion

Steriles (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-(carboxy-methoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthio-methyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-mononatriumsalz wird in Glasfläschchen gefüllt, derart, dass jedes Fläschchen eine Menge äquivalent 500 mg antibiotischer Säure enthält. Das Füllen wird aseptisch unter einer Schutzschicht von sterilem Stickstoff vorgenommen. Die Fläschchen werden unter Verwendung von Gummischeiben oder -stopfen, welche durch Aluminiumverschlüsse festgehalten werden, verschlossen, wodurch ein Gasaustausch oder Eindringen von Mikroorganismen verhindert wird. Das Produkt wird zubereitet, indem in Wasser für Injektionen oder einem anderen geeigneten sterilen Träger kurz vor der Verabreichung aufgelöst wird.

m

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Cephalosporinantibiotika der allgemeinen Formel I

NH„

A

(I)

S N

l=£_C.CO.NH.

? ! .S

N \

O.CH2.COOH

U

CH2S-Y

eoo ®

10

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worin Y® eine C-verknüpfte 1-CM-Alkylpyridiniumgruppe darstellt, und deren nicht-toxische Salze und nicht-toxische, metabolisch labile Ester und 1-Oxide.
2. Verbindungen gemäss Anspruch 1, worin Y® eine C-verknüpfte 1-Methylpyridiniumgruppe ist. 20
3. Verbindungen gemäss Anspruch 1, worin Y® eine 1-CM-Alkylpyridiniumgruppe ist, welche an das benachbarte Schwefelatom in 2- oder 2-Stellung des Pyridinringes gebunden ist.
4. (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-carboxymeth-oxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-2-ylthiomethyl)-ceph-3-em-4-carboxylat, als Verbindung gemäss Anspruch 1.
5. Die nicht-toxischen Salze der Verbindung gemäss Anspruch 4, als Verbindung gemäss Anspruch 1.
6. (6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-carboxymeth-oxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-yl-thiomethyl)-30 ceph-3-em-4-carboxylat, als Verbindung gemäss Anspruch 1.
7. Die nicht-toxischen Salze der Verbindung gemäss Anspruch '6, als Verbindung gemäss Anspruch 1.
8. (lS,6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-Aminothiazol-4-yl)-2-carboxy-methoxyimino)-acetamido]-3-(l-methylpyridinium-4-ylthio-methyl)-ceph-3-em-4-carboxylat-l-oxid und dessen nichttoxische Salze, als Verbindung gemäss Anspruch 1.
9. Pharmazeutische Zusammensetzung der Verwendung in der Human- oder Veterinärmedizin, enthaltend eine antibiotische Verbindung gemäss Anspruch 1, zusammen mit einem pharma- 40 zeutischen Träger oder Exzipienten.
10. Pharmazeutische Zusammensetzung gemäss Anspruch 9, in welcher die antibiotische Verbindung eine solche nach einem der Ansprüche 2 bis 8 ist.

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neue Klasse von Cephalosporinantibiotika mit einer 7ß-(a-ver-ätherten-Oxyimino)-acylamidogruppe, wobei die Oxyimino-gruppe die syn-Konfiguration hat, beschrieben. Diese Klasse von antibiotischen Verbindungen ist durch eine hohe antibakterielle Aktivität gegenüber einem Bereich von gram-positiven und gram-negativen Organismen mit besonders hoher Stabilität für ß-Lactamasen, welche durch verschiedene gram-negative Organismen erzeugt werden, ausgezeichnet.

Die Entdeckung dieser Klasse von Verbindungen hat zur weiteren Forschung auf diesem Gebiet bei Versuchen angeregt, Verbindungen mit verbesserten Eigenschaften zu finden, beispielsweise gegen bestimmte Klassen von Organismen, besonders gram-negative Organismen.

In dem Britischen Patent 1496 757 sind Cephalosporinantibiotika mit einer 7ß-Acylamidogruppe der Formel A

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