DK141704B - Analogifremgangsmåde til fremstilling af 7-(2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido)cephalosporansyre eller salte deraf. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆ66ELSESSKRIFT 1^4· 1704-DAN M ARK (δ1) ,ntcl·3 C 07 D 501/34 «(21) Ansøgning nr. 559/73 (22) Indtovøret døn 2. feb. 1973 (23) Løbedag 2. feb. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og „

«wmlwggebwekriftet offentHgriort døn *7· 1 9°U

DIREKTORATET FOR ^ ' PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (*» PHortøt bøgwøt *» døn

24. feb. 1972, 229175, US

(71) PFIZER INC., 255 East 42nd Street, New York, N.Y., US.

(72) Opfinder: Robert Louis Rosati, 31 Hawthorne Drive, North New London, Connecticut, US.

(74) Fuldmøegtlg under sagene behandhig:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(54) Analogifremgangsmåde til fremstilling af 7-(2-carboxy-2-(2-thie= nyl)acetamido)cephalosporansyre eller salte deraf.

Opfindelsen angår en analogifremgangsmåde til fremstilling af den hidtil ukendte 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido]cephalosporansy-re med den i kravets indledning angivne formel II eller salte deraf med farmaceutisk acceptable baser, hvilke forbindelser har en høj antibakteriel aktivitet.

Forbindelserne inden for cephalosporinfamilien adskiller sig fra hverandre ved arten af substituenten R i den nedenfor angivne almene formel, hvori acyldelen på 7-aminocephalosporansyren er afledt af en carboxylsyre eller et funktionelt derivat deraf, såsom et acylhalogenid eller -anhydrid.

2 U1704

O

η

R-CNH

0>-Kf' CH^OCOCH3 co2h

De pharmacodynamiske og antibakterielle egenskaber af en given cephalosporin dikteres i stor udstrækning af arten af R-gruppen.

a-Carboxy-3-thienylmethylcephalosporin er beskrevet som antimi-krobielt middel i beskrivelsen til Sydafrikansk patent nr. 68/ 1208.

Fra britisk patentskrift nr. 1 193 302 kendes blandt andet 7-£2-carboxy-2- (3-thienyl) acetamido ]cephalosporansyre. Denne forbindelse er imidlertid mindre effektiv end den ifølge opfindelsen fremstillede 2-thienyl-isomere som vist ved de i det følgende anførte sammenligningsdata. I britisk patentskrift nr. 1 243 206 er blandt andet angivet cephalosporinforbindelser, som har en esterificeret carboxygruppe og en thienylgruppe i 2-stilling på 7-acetamidosubstituenten men der nævnes intet om nogen forbindelse, der har en fri carboxygruppe i denne stilling, og der er ingen specifik omtale af 2-thienylgruppen eller antydning af, at denne skulle være en særlig fordelagtig substituent i 7-sidekæden.

Det har nu ifølge opfindelsen vist sig, at 7-[2-carboxy-2-(2-thi-enyl)acetamido]cephalosporansyre med den i kravets indledning angivne formel II og saltene deraf er karakteriserbare forbindelser, som kan fremstilles i gode udbytter og er meget aktive over for både Gram-positive og Gram-negative organismer.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i kravets kendetegnende del anførte.

Fremgangsmåden belyses nærmere ved det følgende reaktionsskema: , U1704 3 <n » V,/"

H

M

/Λ i- c/« ,6- p4

O

æ o. ~~ c <n 3“ § « as

•“Γ «Λ O

EC ^ · 1 η?* Ό I o w r^\ * ft D t ^ & v

AA

SB O

cv S3 4 141704 I praksis kobles 7-aminocephalosporansyre med 2-thienylmalonsyre og et vandopløseligt carbodiimid i et reaktions-inert opløsningsmiddel véd omgivelsernes temperatur. Der anvendes almindeligvis ækvimolære mængder af reagenserne, idet så meget som 10% overskud af aminoforbindelsen og carbodiimidet giver udmærkede udbytter af de ønskede produkter. For at opnå optimale resultater foretrækkes det, at reaktionsblandingens pH-værdi holdes ved tilnærmelsesvis 6,0 ved tilsætning af enten 6 N saltsyre eller en mættet opløsning af natriumhydrogencarbonat.

Det reaktions-inerte opløsningsmiddel, som udgør væskefasen i reaktionsblandingen, kan være vand eller vand plus et med vand blandbart reaktions-inert opløsningsmiddel, såsom acetone, tetra-hydrofuran, dioxan eller dime thylf ormamid.

Som tidligere nævnt er de carbodiimid-koblingsreagenser, som er mest egnede til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, de vandopløselige earbodiimider, som inden for deres kemiske struktur indeholder en basisk aminogruppe, der er i stand til at danne et syreadditionssalt og således medfører vandopløselighed· Det foretrukne carbodiimid for den her omhandlede syntese er R-ethyl-N- 3-(dimethylamino)-propylcarbodiimid·

Efter fuldførelsen af den ovennævnte reaktion hæves pH-værdien til tilnærmelsesvis 8, og alle ikke-sure biprodukter ekstraheres med et med vand ublandbart opløsningsmiddel. Derefter gøres den vandige fase sur, og produktet ekstraheres og omdannes til en mere let håndterlig form, såsom et salt.

2-thienylmalonsyre syntetiseres ved den metode, som er beskrevet af Ivanov et al., Compt. Rend. Acad. bulgare sci., 8, (l), 29 (1955); C.A. 50, 12016c (1956).

Som tidligere nævnt er et karakteristisk .træk ved den sure cephalosporin, som fremstilles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, dens evne til at danne salte med baser. Disse salte dannes ved α-carboxygruppen såvel som ved 3-carboxygruppen, hvilket gør det muligt at danne enten et mono- eller et dibasisk salt. Saltets art, dvs. mono- eller di-, bestemmes i stor udstrækning af den an- 5 t41704 vendte mængde basisk reagens i forhold til mængden af udgangs-syre. Sådanne basiske reagenser, som er egnede til anvendelse ved fremstilling af de nævnte salte, kan vare af forskellig art og skal omfatte sådanne baser, som organiske aminer, ammoniak, alkalime-talhydroxider, -carbonater, -hydrogencarbonater, -hydrider og -al-koxider, såvel som Jordalkalimetalhydroxider, -hydrider, -alko-xider og -carbonater. Representative for sådanne baser er ammoniak, primære aminer, såsom n-propylamin, n-butylamin, anilin, cy-clohexylamin, benzylamin, p-toluidin, ethylamin og octylamin, sekundære aminer, såsom dicyclohexylaminer, og tertiære aminer, såsom tri ethylamin, H-aethylpyrrolidin, Nnaethylmorpholiii og 1,5-di-azabicyclo-[4,3,0]-3-nonen, natriumhydroxid, kaliumhydroxid, ammoniumhydroxid, natrlumethoxid, kaliueeiethoxid, magnesiumhydroxid, calciumhydrid og bariumhydroxid.

Ved udnyttelsen af den fremstil 1 ede forbindelses kemoterapeutiske aktivet foretrækkes det selvfølgeligt at anvende farmaceutisk acceptable salte. Selv om uopløselighed i vand, høj toxicitet eller mangel på krystallinitet kan gøre nogle bestemte saltarter uegnede elle mindre ønskelige til anvendelse som sådanne i et givet farmaceutisk præparat, kan de vanduopløselige eller toxiske salte overføres til de tilsvarende farmaceutisk acceptable syrer ved nedbrydning af saltet som beskrevet ovenfor, eller de kan alternativt overføres i et hvert ønsket farmaceutisk acceptabelt basisk salt. De foretrukne farmaceutisk acceptable salte inkluderer natrium-, aluminium-, kalium-, calcium-, magnesium-, ammonium- og substitueret -ammoniumsalte, for eksempel salte med pro-cain, dibenzylamin, Ν,Ν’-dibenzylethylendiamin, N,N-bis-(d±hydro-abietyl)-ethylendiamin, 1-ephenamin, N-ethylpiperidin, N-bénayl-β-phenethylamin og triethylamin, såvel som salte med andre aminer, der er blevet anvendt til at danne salte med penicilliner og ce-phalosporiner.

Den her beskrevne cephalosporin og saltene deraf udviser in vitro aktivitet over for en lang række mikroorganismer, herunder både Gram-positive og Gram-negative bakterier. Forbindelsernes nyttige aktivitet kan let demonstreres ved in vi tro-prøvninger over for forskellige organismer i et hjerne-hjerte-infusionsmedium ved den sædvanlige successive dobbeltfortyndingsteknik. In vitro-akti- 6 141704 viteten af de her beskrevne forbindelser gør dem nyttige til topisk påføring i form af salver, cremer og lignende.

Disse forbindelser er også effektive antibakterielle midler in vivo hos dyr, herunder mennesket, især af den parenterale indgiv-ningsvej.

Selvfølgelig vil lægen i sidste ende bestemme den dosering, som vil være mest egnet for et bestemt individ, og den vil variere med den bestemte patients alder, vægt og følsomhed såvel som med symptomernes art og udstrækning og de farmacodynamiske egenskaber hos det bestemte middel som skal indgives. Det vil ofte findes at der, når midlet indgives oralt, vil kræves større mængder af den aktive ingrediens for at frembringe det samme niveau, som frembringes med en lille mængde indgivet parenteralt.

Under fuld hensyntagen til de ovennævnte faktorer antages det, at en effektiv daglig oral dosis af de ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede forbindelser til mennesker på omkring 500 -2000 mg/kg pr. dag, med et foretrukket område på omkring 750 -1500 mg/kg pr. dag, i enkelte eller opdelte doser, og en parenteral dosis på 20 - 400 mg/kg pr. dag, med et foretrukket område på omkring 50 - 300 mg/kg pr. dag, effektivt vil fjerne symptomerne på infektionen. Disse værdier er belysende, og der kan selvfølgelig være individuelle tilfælde, hvor højere eller lavere doseringsområder kan betale sig.

De antimikrobielle spektre for 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)-acetami-do]-cephalosporansyre og den 3-thienylisomere i cephalosporinræk-ken er vist i tabel I. Disse prøvninger er udført -under standardiserede betingelser, hvorved næringsvæske indeholdende forskellige koncentrationer af prøvematerialet er podet med den bestemte angivne mikroorganisme, og den minimale koncentration (MIC), hvorved væksten af hver organisme udebliver, er iagttaget og optegnet.

η 141704

Tabel I

In vitro data for 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)-aeetamido]-cephaIosporansyre og 7—[2—

carboxy-2-(3-thienyl)-acetamido]-cephalosporsnsyre, (MIC, /»g/kéO

7-/5-Car boxy- 7ȮCta*bQxy- 2-T2-tMeOTl)- 2-B-thieOTl)- aoetaaaido/- acetamido/ cephalosporanr- cepbaloaporan - ftpfittTl14 mue syre ayre .

S. aureus 01A005 0,52 6,25 S, aureus 01A006 0,65 25 S. aureus OlAi^OO 1,30 25

Strap. pyogenes 02C668 0,19 1,56

Dip. pneuBoniae 03A001 0,12 1,56 E. ooli 514266 8,3 6,25

Ps, aeruginosa 52Alj.90 6,25 0,781 Κ» pnetwniaa 530¼. 12,5 50 H. influensae 5^-4001 1,56 1,56 A. aerogenes 554002 25 12,5 P. airabilis 570015 12,5 1,56 P· vulgaris 20,8 12,5 P· rettgeri 33,3 — Værdierne i tabel I. viser, at 2-tMenylforbindelsen, som fremstilles véd fremgangsmåden ifølge opfindelsen, er betydeligt bedre over for Gram-positive mikroorganismer end 3—isomeren, medens 3-isomeren er noget bedre over for Gram-negative organismer.

Tabellerne II og IIA viser in vivo-værdier for henholdsvis 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalosporansyre og 7-[2-earboxy-2-(3-thienyl)-acetamido]-cephalosporansyre over for flere eksperimentelle infektioner hos mus.

8 141704 Værdierne (overlevende/totalt antal inficerede mus) er opnået tander standardbetingelser, som er kendte for fagfolk. Prøveforbindelsen indgives den inficerede mus efter et flergangs doseringsskema, hvorved den første dosis gives en halv time efter indpodning og gentages 4 og 24 timer senere.

Tabel II

In vivo data for 7„[2-carb ory-2-(2-thienyl)-acetamido]-cephalo sporansyre over for flere bakterieinfektioner hos mus36 E. coli 266 Staph, aureus 005

Dosis (mg/kg) PO SQ PO_SC^ 200 6/10 10/10 7/10 10/10 50 2/10 10/10 5/10 9/10 h PO = oral, SQ *= subcutan indgivningsvej.

Forhold mellem overlevende og totale antal mus

Tabel IIA

In vivo data for 7-.[2-carboxy-2-(3“thienyl)-acetamido]-cephalosporansyre over for flere bakterieinfektioner hos mus3*__ E. coli 266 Staph, aureus 005

Dosis (mg/kg) PO_SQ PO SQ

200 2/10 8/10 0/10 3/10 50 2/10 5/10 2/10 2/10 s PO = oral, SQ = subcutan indgivningsvej.

Forhold mellem overlevende og totale antal mus

De opnåede værdier viser en betydelig fordel ved den 2-thienyl-isomere i sammenligning med den 3-isomere som antibakterielt middel, især over for Staph, aureus.

9 141704

Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede cephalosporin og saltene deraf er af værdi som antibakterielle midler og er bemærkelsesværdigt effektive til behandling af et antal infektioner forårsaget af Gram-negative og Gram-positive bakterier hos fjerkræ og andre dyr, herunder mennesket. Til sådanne formål kan anvendes de rene materialer eller blandinger deraf med andre antibiotika.

De kan indgives alene eller i kombination med en farmaceutisk bæirer på basis af den valgte indgivningsvej og farmaceutisk standardpraksis. Por eksempel kan de indgives oralt i form af tabletter indeholdende sådanne excipienter som stivelse, mælkesukker, visse typer ler osv., eller i kapsler alene eller i blanding med de samme eller ækvivalente excipienter. De kan også indgives oralt i fora af eliksirer eller orale suspensioner, som kan indeholde aromaeller farvemidler, eller kan injiceres parenteralt, dvs. intra-muskulært eller subcutant. Til parenteral Indgivning anvendes de bedst i form af en steril vandig opløsning, som kan være enten vandig, såsom vand, isotonisk saltopløsning, isotonisk dextrose og Ringer’s opløsning, eller ikke-vandig, såsom fedtolier af vegetabilsk oprindelse (borauldsfrøoliejordnøddeolie, majBolie, sesamolie) og andre ikke-vandige medier, som ikke vil skade præparatets terapeutiske effektivitet og er ikke-toxiske i den anvendte mængde (glycerol, propylenglycol, sorbitol). Desuden kan der fremstilles blandinger, som er egnede til hurtig fremstilling af opløsninger før indgivning. Sådanne blandinger kan inkludere flydende fortyndingsmidler, for eksempel propylenglycol, diethylcarbonat, glycerol, sorbitol osv., puffermidler såvel som lokalanæstetica og uorganiske salte til at give ønskede farmakologiske egenskaber.

De følgende eksempler tjener til nærmere at belyse fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Eksempel 1 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido]cephalosporansyre-mononatriumsalt pH-værdien af en suspension af 372 mg (2 mmol) 2-thienylmalonsyre i 10 ml vand indstilles til 6,0 ved omhyggelig tilsætning af en mættet natriumhydrogencarbonatopløsning. Til den resulterende op- 10 Uf704 løsning sættes 571 mg (2,1 mmol) 7-aminocephalosporansyre, pH-vær-dien indstilles igen til 6,0, og reaktionsblandingen afkøles i et isbad til 0°C.

Der tilsættes 402 mg (2,1 mmol) N-ethyl-N’-(3-dimethylamino)-pro-pylcarbodiimid-hydrochlorid, og den resulterende reaktionsblanding omrøres i 5 minutter ved isbadtemperatur og 70 minutter ved stuetemperatur, idet pH-værdien vedblivende holdes mellem 5,8 og 6.0 ved periodisk tilsætning af 6 N saltsyre under reaktionstiden ved stuetemperatur. Derefter hæves pH-værdien til 7,7 ved tilsætning af en mættet natriumhydrogencarbonatopløsning, og den resulterende blanding ekstraheres med ethylacetat. Det organiske lag smides væk, og det vandige lag behandles med tilstrækkeligt 6 N saltsyre til at bringe pH-værdien til 2,6. Den resulterende sure fase ekstraheres flere gange med ethylacetat, og ekstrakterne vaskes derpå med vand og en mættet saltopløsning og tørres over natriumsulfat. Der sættes ethylacetat indeholdende 2,0 mmol natri-umhexanoat til den tørrede ekstrakt, og blandingen får lov at stå ved stuetemperatur, medens mononatriumsaltet udfældes. Ethyl-acetat-overvæsken dekanteres fra, og produktet udrives med acetone og filtreres under nitrogen, hvorved der opnås 584 mg (udbytte: 41,6%).

Magnetisk kerneresonans maxima (DgO): 6 = 2,08 s (3H), 3,4 m (2H), 4,80 s (2H), 5,05 m (IH), 5,62 m (IH), 7,10 m (2H) og 7,35 m (IH).

Infrarøde maxima (KBr): p. = 2,87, 5,65 c=o, 6,01 og 6,24.

Eksempel 2 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido]cephalo sporansyre-monokaliumsalt 1.1 g 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido Jcephalosporansyre-natrium-salt opløses i 10 ml vand, der hældes ethylacetat oven på og tilsættes tilstrækkeligt 6 ET saltsyre til at give en pH-værdi på 2,6.

Den organiske fase skilles fra, tørres over natriumsulfat og koncentreres ved 0° 0 i vakuum til tørhed. Den resterende syre behandles med 5 ml vand indeholdende 138 mg kaliumhydroxid, og den resulterende opløsning frysetørres. Kaliumsaltet udrives med acetone, frafiltreres og tørres i vakuum.

11 141704 På samme måde fremstiUes monoammonium-, mononatrium, monocalcium-og monomagnesiumsaltene af 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido jeephalo spor ansyre .

Eksempel 3 7- [ 2-carboxy-2- (2-thienyl) acetamido ] cephalosporansyre-diammoniumsalt

Til 7-[2-carboxy-2-(2-thienyl)acetamido]cepiialøsporansyre, damet ud fra 2,2 g af mononatriumsaltet ifølge proceduren fra eksempel 2, sættes 15 ml 1 N anminniirahyriroT-irinpl ømrfng. Den resulterende opløsning frysetørres, og det resterende produkt udrives med acetone, frafiltreres og tørres i vakuum.

På tilsvarende måde fremstilles de tilsvarende dinatrium-, dikalium-, dicalcium- og dimagne siumsalte af 7- [ 2-carboxy-2- ( 2-tMenyl) -acetamido]cephalosporansyre.