NO158540B

NO158540B - Analogifremgangsmaate ved fremstilling av terapeutisk aktive 2-penem-forbindelser.

Info

Publication number: NO158540B
Application number: NO800030A
Authority: NO
Inventors: Stuart Walter Mccombie
Original assignee: Schering Corp
Priority date: 1979-01-10
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1988-06-20
Also published as: HK12786A; NO800030L; DE3000343A1; IT1130184B; DD152339A5; YU3180A; IL59081A0; ES8102131A1; IE800034L; CY1323A; ZA8086B; HU182661B; KE3586A; SE8000105L; PL221289A1; AU539785B2; FR2446289A1; GB2042520A; LU82066A1; PH21780A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en analogifremgangsmåte for fremstilling av et alkalimetallsalt eller pivaloyloxymethyl- eller fthalidyl-esteren av en terapeutisk aktiv forbindelse av formel

hvilken forbindelse har stereo-konfigurasjonen (5R,6S,8R) hvori R er C^-Cg-alkyl, hydroxy-C^-Cg-alkyl og carboxy-C^-Cg-alkyl.

De lavere alkylgrupper inneholder 1-6 carbon-atomer og eksemplifiseres ved methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl og de tilsvarende forgrenede isomerer derav.

Alkalimetallkationene er fortrinnsvis kalium og

natrium, men kan også være lithium, rubidium eller cesium.

Forbindelsene kan fremstilles som deres racemiske blandinger, f.eks. fremstilles en 5R, 6S, 8R-forbindelse med dets enantiomere (speilbilde), dvs. en 5S, 6R, 8S-forbindelse i like mengder når utgangsforbindelsen er en racemisk blanding. De to ehantiomerer kan separeres ved konvensjonelle metoder, f.eks. ved fraksjonert krystallisasjon av optisk aktive saltformer, f.eks. saltene avledet fra optisk aktive aminoforbindelser, f.eks. (-)-brucin, eller (+)- og (-)-efedrin.

Alternativt kan forbindelsene fremstilles i deres rene enantiomere former ved anvendelse av optisk aktive utgangsmaterialer i synteseprosedyren.

Betegnelsen av absolutt romkonfigurasjon er basert på røntgenkrystallanalyse.

Forbindelsene ifølge oppfinnelsen utviser antibak-teriell aktivitet både av gram-positiv og gram-negativ type. Når således forbindelsene testes ved standardiserte mikrobio-logiske tester er forbindelsene aktive overfor slike gram-positive organismer som Staphylococcus epidermidis, og Bacillus subtilis, og slike gram-negative organismer som

E. coli og Salmonella ved testkonsentrasjoner på 0,1 til 100 yg/ml. I tillegg utviser de aktivitet overfor slike organismer i nærvær av Ø-lactamase som indikerer en resistans overfor disse enzymer og er inhibitorer for [3-lactamaser. Eksem-pelvis er kalium (5R, 6S, 8R)-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthiopenem-3-carboxylat aktiv overfor Staphylococcus 7607103 ved en testkonsentrasjon på mindre enn 0,06 yg/ml og overfor E. Coli JR66 ved en testkonsentrasjon på 0,5 yg/ml. Når forbindelsen testes overfor B. subtilis 1119601 (en p-lactamase-produserende organisme), utviser denne forbindelse en aktivitet ved 0,06 ug/ml.

I en artikkel i "Current Topics in Drug Research", side 23-25, beskriver professor R. B. Woodward 6-acylamino-substituerte penemer som utviser en udefinert substituent i 2-stilling i penem-ringen, og 6-usubstituerte penemer, også med en udefinert substituent i 2-stilling i penem-ringen.

US patentskrift 4 070 477 beskriver 2-penemforbindelser som har en 6-amino- eller 6-acylamino-substituent, og en substituent i 2-stilling i penem-ringen bundet til penem-ringen via et carbonatom.

Belgisk patentskrift 866 845 beskriver forskjellige 6-usubstituerte penemer som kan være substituert i 2-stilling i penem-ringen med en thiogruppe.

Såvidt søkeren kjenner til, er disse kjente penemforbindelser oralt inaktive, i motsetning til de penemforbindelser som fremstilles ifølge oppfinnelsen og hvori R er alkyl.

I den etterfølgende forsøksrapport er aktiviteten av 5R,6S,8R-isomeren av 2-ethylthio-forbindelsen blitt sammenlignet med aktiviteten av et 6-usubstituert penem kjent fra Cibas tyske off.skrift nr. 2 819 655. Det fremgår av forsøksresultatene at forbindelsen fremstilt ifølge oppfinnelsen, utviser en uventet og meget høyere aktivitet enn den kjente forbindelse, og det finnes intet angitt i det tyske off.skrift om at slike forbedrede egenskaper ville kunne oppnås ved innføring av en substituent i 6-stillingen.

Enn videre er det foretatt en sammenligning av aktiviteten av 5R,6S,8R-isomeren av 2-alkylthio-forbindelser: og de tilsvarende enantiomere blandinger. Det fremgår klart at de spesifikke stereoisomerer utmerker seg ved en meget høy aktivitet sammenlignet med de enantiomere blandinger.

Forsøksrapport

Følgende forbindelser ble underkastet en sammen-lignende undersøkelse:

Forbindelse 1: 2-ethylthio-penem-3-carboxylsyre, beskrevet

i tysk offentliggjørelsesskrift 28 19 655, publisert 23. november 23, 1978.

Forbindelse 2: Natrium (5R,6S,8R)-2-ethylthio-6-(1-hydroxy-ethyl)-penem-3-carboxylat.

Forbindelse 3: Natrium (5R,6S,8R)-2-methylthio-6-(1-hydroxy-ethyl)-penem-3-carboxylat.

Forbindelse 4: Dinatrium (5R,6S,8R)-2-(2-carboxyethylthio)-6-(1-hydroxyethyl)-penem-3-carboxylat.

Forbindelse 5: Natrium (5R,6S,8R)-2-(2-hydroxyethylthio)-6- (1-hydroxyethyl)-penem-3-carboxylat.

Testmetode: Bestemmelse av midlere inhiberende konsentra-sjon (MIC) i Mueller-Hinton agar i ug/ml.

Den administrerte dose er avhengig av alder og vekt av den dyreart som skal behandles, administrerings-måten, og typen og strengheten av bakteriell infeksjon som skal forhindres eller reduseres. Typisk vil den administrerte dose pr. dag være innen området 100 - 5000 mg, hvor 500 - 1000 mg er foretrukket.

For oral administrering kan forbindelsene formuleres i form av tabletter, kapsler, eliksirer eller lignende. Likeledes kan de blandes med dyrefor.

De kan også påføres topisk i form av salver, både hydrofile og hydrofobe, i form av lotions som kan være vandige, ikke-vandige, eller av emulsjonstypen, eller i form av kremer.

Forbindelsene av formel I kan anvendes i væskeform slik som løsninger, suspensjoner og lignende for behandling av øre og øye, og kan også administreres parenteralt via intramuskulær injeksjon.

Analogifremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en forbindelse av formel II hvori Z er oxygen eller svovel, R er som ovenfor definert, enhver funksjonell gruppe deri er eventuelt beskyttet, X' er en beskyttet carboxylgruppe, G er en hydroxy-beskyttende gruppe og Y er en fosfoniogruppe som dobbeltbundet til det tilstøtende carbonatom eller en fosfonatgruppe med en enkeltbinding til det tilstøtende carbonatom hvis negative ladning er kompensert ved nærvær av et kation, eller en blanding av stereoisomerer inneholdende forbindelsen av formel II, cykliseres, de beskyttende grupper fjernes; (5R,6S,8R)-stereoisomerene isoleres når en blanding inneholdende diastereoisomerer ble underkastet cyklisering; og, om nød-vendig, at den erholdte forbindelse omdannes til et alkalimetallsalt eller en fthalidyl- eller pivaloyloxymethylester.

Cykliseringen utføres generelt ved en temperatur mellom 30 og 160° C og fortrinnsvis ved tilbakeløpstemperatu-rer i et organisk løsningsmiddel slik som benzen, toluen eller xylen under en inert atmosfære, f.eks. nitrogen eller argon. Reaksjonstider varierer generelt fra 12 - 48 timer.

Gruppen Y i utgangsmaterialet av formel II er en fosfoniogruppe som er vanlig for en Wittig-reaksjon, spesielt en triaryl-, f.eks. trifenyl- eller tri-p-methoxyfenyl-, eller tri-lavere alkyl, f.eks. tributylfosfonio, eller en fosfonatgruppe, f.eks. difenylfosfonat eller dimethoxyfosfonat.

De konvensjonelle carboxybeskyttende grupper, f.eks. benzyl, p-nitrobenzyl og benzhydryl, kan fjernes ved hydrogenering. Visse hydroxybeskyttende grupper slik som triklorethoxycarbonyl, må fjernes før den carboxybeskyttende gruppe ved avbeskyttelse via zink/eddiksyre i et egnet aprotisk løsningsmiddel slik som tetrahydrofuran. Fortrinnsvis vil imidlertid den allyl-beskyttende gruppe anvendes som carboxybeskyttende gruppe. Denne gruppe fjernes fortrinnsvis ved anvendelse av et egnet aprotisk løsningsmiddel slik som tetrahydrofuran, diethylether eller methylenklorid, med kalium eller natrium-2-ethylhexanoat eller 2-ethylhexansyre og en blanding av en palladiumforbindelse og trifenylfosfin som katalysator. Denne avbeskyttelsesmetode er særlig egnet for de følsomme 3-lactamcarboxylater.

Anvendelse av kalium eller natrium-2-ethylhexanoat gir det tilsvarende salt, mens bruk av 2-ethylhexansyre gir den fri carboxy, amin eller hydroxygruppe.

Utgangsmaterialene av formel II fremstilles ved først å danne en forbindelse av formel V

hvori R, og R_ begge er H og R^er fenyl eller C^_g-alkyl.

En metode for fremstilling av mellompro-

duktet av formel (V) innbefatter ozonoxydasjon av et 4-fenyl, 4-methoxyfenyl eller 4-vinylazetidinon med denønskede R^substituent ved 3-stillingen, under dannelse av 4-carboxyl-syreforbindelsen. 4-fenyl og 4-methoxyfenyl-forbindelsene fremstilles ved fremgangsmåten ifølge Angew, Chem. Int. Ed. 7, 172 (1968), mens 4-vinylforbindelsen fremstilles ved fremgangsmåten ifølge Canadian J. Chem. 50, 3196 (1972). 4-carboxylsyreforbindelsen behandles deretter med blytetraace-

tat i et inert løsningsmiddel under dannelse av det ønskede mellomprodukt av formel (V).

En alternativ rute til mellomprodukter

lik de av formel (V) hvori R1 er Rg-CHOH- (forbindelser av formel (VII)) starter med 4-ethylthioazetidin-2-on (kan fremstilles i henhold til Liebigs Ann. Chem., 1974 539 - 560).

Dette utgangsmateriale behandles med en egnet amin-beskytten-

de gruppe (for NH-funksjonen) under dannelse av 1-beskyttet-4-ethylthioazetidin-2-on. Foretrukne beskyttende grupper er slike som t-butyldimethylsilyl, triethylsilyl eller tetra-

hydropyranyl, hvor t-butyldimethylsilyl er særlig foretrukket. Typisk utføres reaksjonen i et organisk løsningsmiddel slik som diklormethan eller kloroform i nærvær av en syreakseptor. Syreakseptoren kan være en uorganisk eller organisk base, men organiske baser slik som triethylamin er generelt foretrukket. Typisk er temperaturer fra 0° C til romtemperatur, og typiske reaksjonstider varierer fra 5-60 minutter, avhengig av ar-ten av reaktantene.

Det l-beskyttende-4-ethylthioazetidin-2-on behandles med en sterk base under dannelse av et anion ved 3-stilling, som omsettes uten isolering med et aldehyd av formel

under dannelse av mellomproduktet av formel (VI):

hvori R ? er en nitro<?enkeskyttende gruppe.

Basen anvendt til å danne anionet, er en

slik som lithium-di-isopropylamin, lithium-bis-(trimethyl-silyl)-amid, n-butyl-lithium eller sek-butyl-lithium. Generelt anvendes et vannfritt aprotisk løsningsmiddel slik som tetrahydrofuran eller ethylether. Foretrukne temperaturer varierer fra -80 til -60° C under fremstilling av anionet. Etter tilsetning av aldehydet CH3CHO, tillates reaksjonsbland-dingen å oppvarmes til romtemperatur. Denne reaksjon gir en blanding av fire isomerer som kan anvendes videre uten sepa-rering eller som kan eventuelt separeres ved kromatografi ved dette trinn.

Mellomproduktet av formel (VI) behandles deretter med et egnet hydroxy-blokkerende reagens under dannelse av mellomproduktet av formel (VI'):

hvori R^q er som tidligere definert og R^,. er en egnet hydroxybeskyttende gruppe. Egnede hydroxy-beskyttende grupper er slike som 2,2,2-triklorethoxycarbonyl, 1,1,l-triklor-2-methyl-2-propoxycarbonyl, p-nitrobenzyloxycarbonyl eller allyloxycarbonyl, hvor 2,2,2-triklorethoxycarbonyl er foretrukket. Typisk utføres reaksjonen i et organisk løsningsmiddel, f.eks. methylenklorid i nærvær av en syreakseptor, f.eks. triethylamin. Den R2Q-nitrogenbeskyttende gruppe kan deretter fjernes ved konvensjonelle metoder avhengig av den nøyaktige art av den R2Q-nitrogenbeskyttende gruppe som anvendes. Dette gir mellomproduktet av formel (VII)

hvori R-^cj er som tidligere definert.

Behandling av mellomproduktet av formel (V) med en nucleofil forbindelse av formel (VIII) eller behandling av mellomproduktet av formel (VII) med klor, umiddelbart etterfulgt med en nucleofil forbindelse av formel (VIII)

hvor R er som definert for formel (I) og som har egnede amino-, hydroxy- og/eller carboxybeskyttende grupper gir forbindelsen av formel (IX) Et monosubstituert lactam av formel (V) eller (VII) vil i dominerende grad gi trans-produktet i den nucleofile reaksjon sammen med en liten mengde av cis-produktet. Således vil forbindelsene av formel (IX) ha i overveiende grad følgen-de relative stereokjemi

Den nucleofile forbindelse av formel (VIII) dannes in situ ved omsetning av carbondisulfid, den egnede tiol og en base slik som kalium eller natriumhydroxyd. Generelt fore-tas tilsetningen av klor ved lave temperaturer (-30 til 10° C), men den etterfølgende reaksjon med den nucleofile forbindelse av formel (VIII) utføres ved svakt høyere temperaturer, f.eks. -10 - +10° C. Denne reaksjon gir i overve:iende grad de to trans-isomerer, f.eks. forbindelsene avvikende' i deres relative stereokjemi ved det det asymmetriske carbon bundet ved 3-stillingen i azetidin-2-onringen. Disse to isomerer separeres etter konvensjonelle metoder, f.eks. krystallisering og/eller kromatografi, ved dette trinn i reaksjonsrekken.

I den foregående prosedyre (VI — > VI'—*■ VII) vil kvis fjerningen av den I^Q-nitrogenbeskyttende gruppe og inn-føring av den R.^ ^-oxygenbeskyttende gruppe settes til etter reaksjonen med klor og den nucleofile forbindelse av formel (VIII), det dannes en produktblanding inneholdende i dominerende mengde de to cis-isomerer av følgende formel etter egnet innføring av R^-hydroxybeskyttende gruppe som deretter kan separeres etter konvensjonelle metoder, f.eks. krystallisering og/eller kromatografi, ved dette trinn i reaksjonsrekken, sammen med de to trans-isomerer.

Forbindelsene av de ovenfor angitte formler fremstilles hver ved de ovenfor beskrevne prosesser i blanding med en lik mengde av deres speilbilde. Hvor de rene, optisk aktive sluttprodukterønskes, kan mellomproduktene oppløses ved konvensjonelle metoder i deres optisk aktive former. Alternativt fremstilles optisk aktive forbindelser av formel (IX) hvori R2er hydrogen ved å starte fra naturlig forekom-mende optisk aktive penicilliner. En slik særlig foretrukket prosess omfatter: (a) behandling av en optisk aktiv forbindelse av formel

hvori Ri er en lavere alkyl- eller aralkylgruppe, med elemen-tært klor, under dannelse av i overveiende grad trans-mellomproduktet av formel (b) ozonolyse derav under dannelse av mellomproduktet av formelen (c) og omsetning derav med en nucleofil forbindelse av formel (VIII) Det første trinn (a) i denne prosess utføres typisk i et egnet organisk løsningsmiddel ved temperaturer på fra -30 til 0° C. Særlig egnede løsningsmidler er slike som methylenklorid, kloroform, carbontetraklorid, toluen og xylen. Fortrinnsvis anvendes også en nitrogenatmosfære. Det elemen-tære klor tilsettes typisk som en løsning med en konsentra-sjon på 0,5 til 5 M i et egnet organisk løsningsmiddel, f.eks. carbontetraklorid.

Det andre trinn (b) i den ovenfor beskrevne prosess utføres typisk ved lave temperaturer, f.eks. -80 til -40° C i et ikke-polart, organisk løsningsmiddel. Fortrinnsvis anvendes samme løsningsmiddel for dette trinn som for trinn (a) i prosessen. Et særlig egnet løsningsmiddel er methylenklorid, men andre slik som kloroform eller xylen kan også anvendes.

Sluttrinnet (c) i den ovenfor beskrevne prosess kan utføres uten isolering og rensing av mellomproduktet. Typisk

o utføres denne reaksjon ved temperaturer på fra 0 til 50 C, hvor romtemperaturen er mest foretrukket.

Nitrogenet i lactamet av formel (IX) omsettes deretter med et aldehyd CH^-CHO under dannelse av forbindelsen av formel (X) hvori X' er beskyttet tetrazol-5-yl, f.eks. 1-benzyl-tetrazol-5-yl, cyano, beskyttet carboxyl, beskyttet carbamoyl, f.eks. benzylcarbamoyl, eller -CONR^. (R4R5er som ovenfor definert og minst én er lavere alkyl). Den carboxylbeskyttende gruppe kan være en hvilken som helst egnet gruppe slik som p-nitrobenzyl, benzyl, allyl eller benzhydryl. I en meget foretrukket utførelsesform vil den være en allylisk gruppe for å muliggjøre anvendelse av nøytrale betingelser når den fjernes ved slutten av reaksjonsrekken.

Denne reaksjon utføres vanligvis ved tilbakeløpstem-peratur i et ikke-polart aprotisk løsningsmiddel slik som tetrahydrofuran eller benzen. Reaksjonstider på 2 - 10 timer er vanlige.

Forbindelsene av formel (X) behandles deretter med et klorerings- eller bromeringsmiddel, f.eks. thionylklorid, methansulfonylklorid, thionylbromid eller fosfortribromid i nærvær av en ekvivalent av en syreakseptor, f.eks. pyridin eller triethylamin, for å bevirke utskiftning av hydroxygrup-pen i a-stilling i forhold til ringnitrogenet.

Egnede løsningsmidler er slike som methylenklorid, tetrahydrofuran eller benzen. Temperaturer på 0 - 20° C og reaksjonstider på 10 - 6 0 minutter er generelt foretrukne.

Dette klorid eller bromid omsettes deretter med et egnet fosfin, f.eks. tri-p-methoxyfenylfosfin, tributylfosfin eller helst trifenylfosfin under dannelse av forbindelsen av formel (II).

Typisk utføres reaksjonen ved romtemperatur i et polart aprotisk løsningsmiddel slik som hexamethylfosforamid eller dimethylformamid. Reaksjonstider varierer generelt fra 12 til 48 timer.

Overføringen av forbindelse av formel (IX) til forbindelse av formel (II) utføres generelt som beskrevet av Woodward et. al., Heiv. Chim. Acta., 55, 408-423 (1972).

Alternativt vil når trimethoxyfosfin eller natrium-difenylfosfinat anvendes i stedet for f.eks. trifenylfosfin de tilsvarende dimethoxyfosfonat eller difenylfosfonat erhol-des ved denne synteseprosedyre.

Behandling av dette fosfonat med en base slik som natriumhydrid i et polart løsningsmiddel (dimethylformamid) fører til et uisolert mellomprodukt med struktur

som også omfattes av formel (II).

Forbindelsene av formel (I) hvori R er fthalidyl eller pivaloyloxymethylestere fremstilles ved omsetning av de tilsvarende forbindelser som er alkalimetallsalter med klor-fthalid eller pivaloyloxymethylklorid i et løsningsmiddel slik som dimethylformamid. Fortrinnsvis tilsettes en katalytisk mengde av natriumjodid.

Forbindelser som kan fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og ved å følge de fremstillinger og eksempler som er angitt i det etterfølgende, innbefatter følgende representative forbindelser, hver sammen med dens enantiomere når de fremstilles fra racemiske utgangsmaterialer, og alene når de fremstilles fra chirale mellomprodukter. De mest foretrukne stereokjemiske isomerer er: kalium (5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthiopenem-3-carboxylat;

kalium (5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyethyl)-2-methylthiopenem-3-carboxylat.

De etterfølgende fremstillinger og eksempler illu-strerer oppfinnelsen. I disse fremstillinger og eksempler angir "NMR" kjernemagnetisk resonansspektrum, "rotasjon" angir optisk rotasjon av forbindelsene i et egnet løsningsmid-del, "MS" angir massespektrum; "UV" angir ultrafiolett spektrum, og "IR" angir infrarødt spektrum. Kromatografi utføres på silicagel med mindre annet er angitt.

Fremstilling A

(I) 4- ethylthioazetidin- 2- on

24 g kaliumhydroxyd ble løst i 50;ml vann og 300 ml ethanol, avkjølt til 0 - 5° C og 24 g ethanthiol ble tilsatt, etterfulgt av 43 g 4-acetoxyazetitin-2-on. Løsningen ble omrørt under nitrogen ved romtemperatur i 2 0 timer, ble deretter tilsatt 10 %-ig vandig natriumkloridløsning (1 liter) og ekstrahert fire ganger med 300 ml<1>s porsjoner av diklormethan. De kombinerte ekstrakter ble vasket to ganger med mettet natriumklorid, de kombinerte vaskevann ble tilbake-ekstrahert med et likt volum diklormethan, og de kombinerte organiske lag ble tørket over vannfritt magnesiumsulfat og fordampet. Residuet ble tørket til konstant vekt under høy-vakuum under dannelse av tittelproduktet som en brun olje med infrarødt spektrum umakg (<C>H2C12løsning) ved 3300, 1765 cm<-1.>

(II) 1-( t- butyldimethylsilyl)- 4- ethylthioazetidin- 2- on

En løsning av 43 g 4-ethylthioazetidin og 55 ml triethylamin i 3 00 ml diklormethan ble omrørt ved 0 - 5° C og 58 g t-butyl(klor)dimethylsilan ble tilsatt i porsjoner i løpet av 5 minutter. Løsningen ble deretter omrørt ved romtemperatur i 1/2 time. Blandingen ble vasket med 200 ml<1>s porsjoner av 0,2N saltsyre, vann og natriumbicarbonatløsning, tørket og fordampet, og residuet ble destillert ved høyvakuum under dannelse av et lite forløp (f.eks. 60 - 70° C/0,1 mm), etterfulgt av tittelproduktet med kokepunkt 110 - 12 0° C/0,1 mm trykk som en nærmest farveløs olje med infrarødt spektrum u mak, s (film) ved 1755 cm 1.

(III) 1- ( t- butyldimethylsilyl)- 3-( 1- hydroxyethyl)- 4-ethylthioazetidin- 2- on

En løsning av lithium-di-isopropylamid ble fremstilt ved tilsetning av 1,6 M butyllithium i hexan (6,7 ml) til 1,01 g diisopropylamin i 5 ml tetrahydrofuran ved 0° C under argon. Den resulterende løsning ble tilsatt langsomt til en løsning av 2,45 g 1-(t-butyldimethylsilyl)-4-ethylthioazetidin-2-on i 10 ml tørr tetrahydrofuran ved -70 - -80° C. Etter 5 minutter ble 1 ml friskt destillert azetaldehyd tilsatt, blandingen ble oppvarmet til 0° C over 1/2 time og stan-set med 1 ml eddiksyre. 50 ml diklormethan ble deretter tilsatt og løsningen ble vasket med vann og natriumbicarbonat, tørket og fordampet. Residuet ble tørket ved høyvakuum under dannelse av en gul olje (2,30 g) bestående hovedsakelig av de fire isomerer av tiitelforbindelsen med infrarødt spektrum u . (C<H>0C1~) ved 3300 og 1755 cm<-1>,

maks 2 2' 3

Kromatografi på silicagel, eluering med 10 % ether

i diklormethan ga delvis separasjon, med fraksjoner inneholdende rene prøver av den minst polare komponent (en cis-isomer) og begge de mer polare komponenter (de to trans-isomere), og én av de sistnevnte kunne krystalliseres fra ether-hexan, smeltepunkt 52 - 53° C.

(IV) 1-( t- butyldimethylsilyl)- 3-( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 4- ethylthioazetidin- 2- on

En løsning av 7,65 g 1-(t-butyldimethylsilyl)-3-(1-hydroxyethyl)-4-ethylthioazetidin-2-on (hovedsakelig trans-isomer) og 4,75 ml pyridin i 100 ml diklormethan ble omrørt ved 0 - 5° C, og 6,15 g triklorethylklorformiat ble dråpevis tilsatt. Løsningen ble omrørt til romtemperatur i løpet av 1 time. Etter vasking med IN svovelsyre og vann, ble den tørket og fordampet under dannelse av tittelforbindelsen som en lysegul olje (11,6 g) som kunne anvendes uten ytterligere rensing i neste trinn. En prøve stivnet delvis ved -2 0° C og to omkrystallisasjoner fra hexan ga en ren isomer, smeltepunkt 92 - 93° C med infrarødt spektrum ^maks(CH2C12) ved 1760, 1745 cm"1.

(V) 3-( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 4- ethylthioazetidin- 2- on

11,55 g 1-(t-butyldimethylsilyl)-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-ethylthioazetidin-2-on i 160 ml tetrahydrofuran ble omrørt med 2 0 ml vann og 2 0 ml konsentrert saltsyre i 2,5 timer ved romtemperatur, og ble deretter isolert ved tilsetning av 250 ml diklormethan, etterfulgt av vasking med 10 %-ig vandig natriumklorid (2 x 150 ml). Den organiske fase ble deretter tørket og fordampet under dannelse av tittelforbindelsen som en gul olje (6,5 g) med infrarødt spektrum u mak, s(film) ved 3400, 1770, 1750 cm"<1>,

(VI) Ethyl-[ trans- 3-( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 2-azetidinon- 4- yl] trithiocarbonat

Produktet fra foregående trinn (6,5 g) ble omrørt i 100 ml diklormethan ved -20° C, og en 0,96M løsning av klor i carbontetraklorid (19,4 ml) ble tilsatt. Den resulterende løsning ble tilsatt til en hurtig omrørt trithiocarbonatløs-ning ved 0 - 5° C fremstilt fra ethanthiol (4,2 ml) i 50 ml ethanol med tilsetning av IM vandig kalikumhydroxyd (56 ml) etterfulgt av 15 ml carbondisulfid. Etter omrøring av blandingen ved 0 - 5° C i 15 minutter ble overskudd diklormethan tilsatt, og løsningen ble vasket med vann og vandig natriumbicarbonat, tørket og fordampet.

Den resulterende blanding ble kromatografert på 100 g silicagel, og først eluert med 10 % diklormethan i hexan for å fjerne biproduktet [CH3CH2S-S-CS-SCH2CH3(diethyltetra-thiopercarbonat), en gul ikkepolar olje], og deretter diklormethan under dannelse av tittelf orbindelsen som en tilnærmet 1,3:1 isomerblanding hvor hovedisomeren er mindre polar ved tynnskiktskromatografi 5 % ether/diklormethan.

Hovedisomeren ble omkrystallisert fra blandingen under anvendelse av ether/hexanblandinger, under dannelse av tre produktmengder med et smeltepunkt på 92 - 9 3° C og med infrarødt spektrumUmaks(CH2CI2) ved 3350, 1770 og 1745 cm"<1>(gule nåler). Røntgenkrystallografi viste at denne isomer var 3S, 4R, 5R-isomeren.

Kromatografi av de sluttelige modervæsker på sili-cagelen under anvendelse av 3:1 diklormethan:hexan ga ytterligere en relativt ren hovedisomer og en mindre isomer, og den sistnevnte krystalliserte under visse vanskeligheter fra ether-hexan som gule prismer med sm.p. 64 - 67° C. Fremstilling B

(I) Ethyl-[ l- t- butyldimethylsilyl- 3-( 1- hydroxyethyl)- 2-azetidinon- 4- yl] trithiocarbonat ( isomerblanding) l-t-butyldimethylsilyl-3-(1-hydroxyethyl)-4-ethylthio-2-azetidin (15,0 g av en isomer blanding fremstilt i trinn III i fremstilling A) ble løst i 200 ml diklormethan og omrørt ved -2 0° C under tilsetning av klor i carbontetraklorid (53 ml av 1,05M løsning).

En thiocarbonatløsning ble fremstilt fra 8,9 g kaliumhydroxyd i 30 ml vann og 300 ml ethanol med tilsetning av 12 ml ethanthiol, og deretter 40 ml carbondisulfid. Denne løsning ble omrørt ved 0 - 5° C og den ovenfor angitte klori-neringsblanding ble tilsatt. Etter 1/2 time ved 0 - 5° C ble blandingen ekstrahert med diklormethan, vasket med vann og vandig natriumbicarbonat, tørket over (MgSO^) og fordampet.

Den resulterende olje ble løst i carbontetraklorid og kromatografert på 300 g silicagel, eluert hurtig med carbontetraklorid for å fjerne biproduktet (CH3CH2S-S-CS-S-CH2CH3) , etterfulgt av 20 %-ig ether - carbontetraklorid under dannelse av tittelforbindelsen som en isomer blanding som en gul olje (15 g). Ved PMR-spektrum ble forholdet mellom cis og trans bestemt til å være ca. 2:1.

(II) Ethyl-[ l- t- butyldimethylsilyl- 3-( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 2- azetidinon- 4- yl] trithiocarbonat

15,0 g ethyl-[l-t-butyldimethylsilyl-3-(1-hydroxy-ethyl) -2-azetidin-4-yl] trithiocarbonat og 4,3 ml pyridin ble omrørt i 50 ml diklormethan ved 0 - 5° C og 7,4 ml triklorethylklorformiat ble dråpevis tilsatt. Blandingen ble omrørt ved romtemperatur i 2 timer, ble deretter fortynnet med diklormethan, vasket med 0,2N svovelsyre, vann og natriumbicarbonat. Etter tørking over vannfri magnesiumsulfat ble den

fordampet under dannelse av en blanding. Denne blanding ble deretter separert ved høytrykks væskekromatografi (HPLC) på silicagel under anvendelse av hexan-diklormethanblandinger som elueringsløsiiingsmiddel. Den først eluert? komponent er en trans-isomer (som bestemt ved kjernemagnetisk resonans), erholdt som en olje. Ved hydrolyse ga det desilylerte thiocarbonat som smelter ved 92 - 93° C, svarende til hovedisomeren av tittelforbindelsen i Fremstilling A, trinn (VI). Den andre eluerte komponent er en cis-isomer av tittelf orbindelsen ifølge dette eksempel erholdt som en gul olje, u , (film) 1750 cm . Den tredje eluerte komponent er den andre cis-isomer av titelforbindelsen, erholdt som et voksaktig gult

fast materiale med sm.p. 80 - 85° C. Sluttkomponenten er den gjenværende trans-isomer av tittelf orbindelsen, erholdt som en gul olje som ved hydrolyse gir det trans-desilylerte thiocarbonat, med sm.p. 64 - 67° C, svarende til den mindre isomer fra Fremstilling A, trinn (VI).

(III) cis- ethyl-[ 3-( l- t±iklorethoxycarbonyloxyethyl)- 2-azetidinon- 4- yl] trithiocarbonat ( to isomerer)

(i) Isomer I

Den først eluerte cis-N-silylisomer fra trinn (II) ble hydrolysert ved omrøring i tetrahydrofuran:vann:konsentrert saltsyre (20:1:1 på volumbasis) ved romtemperatur inntil tynnskiktskromatografi (tic) viste at reaksjonen var full-ført. Denne blanding ble ekstrahert i ether:vann, og den organiske fase ble tørket og fordampet. Residuet ble krystallisert fra ether:hexan under dannelse av gule nåler med sm.p. 108 - 111° C.

(ii) Isomer II

Ved en identisk prosess startende med den andre eluerte cis-N-silylisomer fra trinn (II), ble det tilsvarende thiocarbonat erholdt fra ether:hexan som gule nåler med sm.p. 118 - 120° C.

Fremstilling C

( 3S, 4R, 5R)- ethyl-[ 3-( l- triklorethoxycarbonyloxyethyl- 2-azetidinon- 4- yl] trithiocarbonat

A. Til en løsning av 100 g 6-3-aminopenicillansyre i 1200 ml 2,5 N svovelsyre ble tilsatt 150 g natriumbromid.

Til den omrørte løsning ved 0° C ble tilsatt samtidig 40 g natriumnitritt i 150 ml vann og 40 ml brom. Tilsetningen ble fullført i løpet av 10 minutter, og temperaturen ble holdt ved 0 - 5° C. Blandingen ble deretter hurtig omrørt i 1 time og ble deretter filtrert. Filterkaken ble vasket med vann og tatt opp i 600 ml ethylacetat. Ethylacetatløsningen ble vasket med vann, kald fortynnet natriumbisulfittløsning og deretter igjen med vann. Etter tørking over vannfritt natriumsulfat ble løsningsmidlet fjernet under vakuum under dannelse av 67 g i 85:15 forhold (ved NMR data) av 6,6-dibrompenicillansyre og 6|3-brompenicillansyre.

IR: 1728 cm<-1>og 1800 cm"<1>(kloroformløsning)

NMR: 6 = 5,7, 1H, s; 6 = 4,5, 1H, s; 6 = 1,55 - 1,67,

6H (CDCL3).

B. Til en løsning av 67 g av 6,6-dibrompenicillansyre og 63-brompenicillansyre i et forhold på 85:15 i 500 ml dimethylformamid ved 0° C ble tilsatt 37,3 g fint pulverisert kaliumcarbonat. Løsningen ble omrørt i 5 - 10 minutter og 38,3 g methyljodid ble tilsatt. Reaksjonsblandingen ble deretter omrørt i 2 timer idet temperaturen fikk anta omgivelses-temperatur. Reaksjonen ble fulgt ved tynnskiktskromatografi og eluert med methylenklorid. Når reaksjonen var fullført ble reaksjonsblandingen dekantert og løsningsmidlet fjernet under høyvakuum under dannelse av 100 ml løsning. Til denne ble tilsatt 600 ml ethylacetat. Løsningen ble deretter vasket med vann, tørket over vannfritt natriumsulfat og konsentrert under vakuum under dannelse av 63 g uren methylester. Deretter ble 48 g ren methyl-6,6-dibrom-penicillanat isolert fra dette urene produkt ved høytrykks væskekromatografi og eluert med methylenklorid.

NMR: 6 ='5,7, 1H, s; 6 = 4,48, 1H, s; 6 = 3,73, 3H, s;

<S = 1,42, 3H, s; 6 = 1,59, 3H, s (CDC13).

C. Til en løsning av 13,7 g methyl-6,6-dibrompenicil-lanat i 250 ml tørr tetrahydrofuran ved -78° C under nitrogen ble tilsatt 14,7 ml 3M methylmagnesiumbromid i ethylether. Etter omrøring i 30 minutter ved -78° C ble 8 g friskt destillert acetaldehyd tilsatt og omrøringen ble fortsatt i 45 minutter. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til -20° C ved hvilket tidspunkt 50 ml IM monobasisk kaliumfosfat ble tilsatt og omrøringen fortsatt i 5 minutter. Reaksjonsblandin-

gen ble deretter heldt over i 1 liter kald ethylacetat og vasket én gang med 150 ml saltløsning og to ganger med 150 ml vann. Ethylacetatlaget ble fraskilt, tørket over vannfritt natriumsulfat og fordampet under vakuum. Produktene, methyl-■6a-brom-6|3~ (1-hydroxyethyl) penicillanat og methyl-63-brom-6a-(1-hydroxyethyl)penicillanat, ble bestemt ved tynnskiktskromatografi på silicagel og eluert med 10 % ethylacetat/kloro-f orm. D. Til en løsning av 8,0 g methyi-6-brom-6-(1-hydroxy-ethyl) penicillanat i 200 ml 95 %-ig ethanol ble tilsatt 800 mg 10 %-ig palladium på calciumcarbonat. Løsningen ble ris-tet under 2 atmosfærers hydrogentrykk i 5 timer. Forsvinning av utgangsmaterialet ble fulgt ved tynnskiktskromatografi og eluering med 20 % ethylacetat/kloroform. Katalysatoren ble filtrert og 100 ml IM kaliumfosfatbuffer ved pH 7 ble tilsatt. Det dannede bunnfall ble filtrert og vasket med ethanol. Ethanolen ble fjernet under vakuum og 200 ml ethylacetat ble tilsatt. Etter to gangers vasking med 50 ml vann og tørking over vannfritt natriumsulfat ble ethylacetaten fjernet under vakuum under dannelse av en uren blanding av methyl-6-(1-hydroxyethyl)penicillanat. Kolonnekromatografi av 18 g av den angitte blanding og eluering med 20 % ethylacetat ga 6,4 g methyl (5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyethyl)-penicillanat. NMR: 6 = 2,4 - 2,7, 1H, d; 6 = 4,41, 1H, s; 6 = 3,74, 3H, s; & = 3,2 - 3,33, 1H; 6 = 1,25 - 1,35, 3H, d; 6 = 1,44, 3H, s; 6 = 1,61, 3H, s (CDC13) .

E. Til en løsning av 6,2 g methyl (5R,6S,8R)-6-(1-hydroxyethyl)penicillanat i 60 ml tørr methylenklorid ved 0° C under nitrogen ble tilsatt 3,8 ml pyridin, og deretter 3,3 ml 3,3,3-triklorethylklorformiat. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 15 minutter inntil alt utgangsmateriale var om-satt (som bestemt ved tynnskiktskromatografi med 20 % ethylacetat/klorof orm) . Løsningen ble heldt over i 250 ml kald methylenklorid og vasket to ganger med kald 10 %-ig fosforsy-reløsning, én gang med kald fortynnet natriumbicarbonat og deretter med vann. Etter tørking over vannfritt natriumsulfat ble løsningsmidlet fjernet under vakuum under dannelse av 10,0 g methyl (5R,6S,8R)-6-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-

penicillanat.

NMR: 6 = 5,13 - 5,16, 1H, dj 6 = 4,78, 2H, s; 6 = 4,43, 1H, s; 6 = 3,76, 3H, s; 6 = 3 , 38 - 3,58, 1H; 6 = 1 ,45 - 1,63, 9H; (CDCI3) .

F. Til en løsning av 9,1 g methyl (5R,6S,8R)-6-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)penicillanat i 350 ml destillert methylenklorid ved -20° C under nitrogen ble tilsatt 62,3 ml IM klor/carbontetrakloridløsning. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 15 minutter ved ca. -20° C (inntil det ble funnet å være fullført ved tynnskiktskromatografi og eluering med kloroform). Løsningen ble fordampet under vakuum under dannelse av 10,0 g produkt omfattende (3S,4R,5R)-1-[(2-methyl-1-methoxycarbonyl)prop-l-enyl)-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-klorazetidin-2-on.

IR: 1720, 1770 - 1790 cm<-1>(kloroformløsning)

NMR: 6 = 5,79 - 5,81, 1H, d; 6 = 4,75, 2H, s; 6 = 3,74, 3H, s; 6 = 2,27, 3H, s;6= 2,0, 3H, s; 6 = 1,45 - 1,54, 3H, d (CDCI3).

G. Gjennom en løsning av 7,7 g urent (3S,4R,5R)-1-[2-methyl-l-methoxycarbonyl)prop-l-enyl]-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-klorazetidin-2-on i 250 ml methylenklorid ved ca. -78° C ble boblet ozon i 45 minutter. (Forsvinning av utgangsmaterialet ble fulgt ved tynnskiktskromatografi og eluering med kloroform). Reaksjonsblandingen fikk stå i 1 time ved -78° C med overskudd ozon. Nitrogen ble deretter boblet gjennom i 3 - 5 minutter og deretter ble 3 ml dimethylsulfid tilsatt. Løsningen fikk oppvarmes til omgivende temperatur og ble holdt i 2 timer. Nitrogen ble boblet gjennom løsningen for å fjerne overskudd av dimethylsulfid. Eventuelt kunne løsningsmidlet fjernes og residuet renses ved kromatografi under dannelse av (3S,4R,5R)-1-(2-methoxy-l,2-di-oxoethyl)-3-(1-triklor-ethoxycarbonyloxyethyl)-4-klorazetidin-2-on.

NMR: 6 = 5,97 - 6,0, 1H, d; 6 = 5,76, 2H, sj 6 = 4,93, 2H, s; J = 1 c/s, 6 = 1,45 - 1,55, 3H, d.

H. Til en løsning av 7,8 g kaliumhydroxyd i 150 ml vann og 150 ml ethanol ved 0° C ble tilsatt 15,3 ml ethanthiol. Etter omrøring i 10 minutter ble 38,5 ml carbondisulfid tilsatt. Løsningen ble dyp gul og ble omrørt i ytter ligere 10 minutter. Løsningen fra trinn G ble avkjølt til 0° C og heldt over i denne løsning. Blandingen ble deretter omrørt i 4 5 minutter og fikk oppvarmes til omgivende temperatur. Reaksjonen ble fulgt ved tynnskiktskromatografi og eluert med kloroform. Når reaksjonen var fullført ble 200 ml methylenklorid tilsatt, etterfulgt av 20 g citronsyre i 200 ml vann. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 5 minutter og ble deretter heldt over i 500 ml methylenklorid. Det organiske lag ble fraskilt, vasket først med vann, deretter med kald fortynnet natriumbicarbonatløsning og deretter igjen med vann. Etter tørking over vannfritt natriumsulfat ble løsningsmidlet fjernet under vakuum. Det urene reaksjonsprodukt ble kromatografert på silicagel og eluert med 20 % kloroform/hexan som ble forandret til 100 % kloroform under dannelse av 6,4 g (3S,4R,5R)-ethyl-[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-2-azetidinon-4-yl]-trithiocarbonat, alternativt angitt som (3S,4R,5R)-[1-triklorethoxycarbonyloxyethyl]-4-[(ethylthio)-carbonthioylthio)-azetidin-2-on.

Rotasjon: [aJp<6>= +154,2° (0,4 % i dioxan)

NMR: 6 = 5,6 - 5,63, 1H, 6 = 5,1 - 5,3, 1H, m; 6 = 4,76,

2H, s; 6 = 3,17 - 3,52, 3H; 6 = 1,22 - 1,54, 6H, (CDC13) .

Fremstilling D

Allyl- glyoxylat- hydrat

70 g blytetraacetat ble tilsatt i porsjoner over

1/ 2 time til en omrørt løsning av 40 g diallyltartrat i 4 00 ml ethylacetat. Blandingen ble deretter omrørt i ytterligere 1/2 time, filtrert og vasket med ethylacetat. Filtratet ble behandlet med 10 ml vann og fordampet ved 50° C/100 mm trykk for å fjerne ethylacetatet. Dette residuet ble destillert ved ca. 30 mm trykk. Etter først fjerning av eddiksy-ren, ble titelproduktet oppsamlet ved 70 - 80° C/30 mm som en farveløs olje.

Eksempel 1

a• Ethyl-[ 1-( allyloxycarbonylhydroxymethyl)- 3-( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 2- azetidinon- 4- yl]- trithiocarbonat

(i) Isomer I

En blanding av hovedisomeren fra thiocarbonatpro-duktet fra Fremstilling A (2,13 g), 1,0 g allylglyoxylat-hydrat (fra Fremstilling D) og 25 ml benzen ble kokt under tilbakeløpskjøling under argon med en vannoppsamler i 20 timer. Løsningen ble avkjølt, fortynnet med diklormethan (70 ml) og vasket med vann (2 x 100 ml), tørket og fordampet under dannelse av rent produkt (tynnskiktskromatografi) som en gul olje.

(ii) Isomer II

Gjentagelse av prosedyren i det foregående avsnitt a(i) under anvendelse av den mindre isomer fra Fremstilling A (1,02 g) og 0,48 g allylglyoxylat i 15 ml benzen med 20 timers kokning under tilbakeløpskjøling ga det mindre isomere produkt ifølge dette eksempel som en gul olje.

b. Ethyl-[ 1-( allyloxycarbonylklormethyl)- 3-( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 2- azetidinon- 4- yl] trithiocarbonat

(i) Isomer I

Isomer I-produktet fra foregående avsnitt a(i)

(2,77 g) i 30 ml diklormethan og 0,87 g methansulfonylklorid ble omrørt ved 0° C, og 0,78 g triethylamin ble dråpevis tilsatt. Etter 5 minutter ved romtemperatur ble løsningen fortynnet med diklormethan, vasket med 5 %-ig vandig vinsyre og natriumbicarbonat, tørket og fordampet under dannelse av en brun olje med infrarødt spektrum u maks (film) ved 1770 og 1750 - 1735 (bred) cm<-1>.

(ii) Isomer II

Prosedyren fra foregående avsnitt b(i) ble fulgt under anvendelse av isomer II-produktet fra avsnitt a(ii)

(1,30 g) i 20 ml diklormethan med 0,29 g triethylamin og 0,33 g mesylklorid. Sluttløsningen etter opparbeidelse ble filtrert gjennom 5 g silicagel, vasket med diklormethan. Fordampning ga produktet som en gul olje (1,0 g) renset ved tynnskiktskromatografi og med infrarødt spektrum 0 (film) 1770, 1755 og 1735 cm" .

C. Ethyl-[ 1-( allyloxycarbonyl[ trifenylfosforanyl]- methyl)-3- ( 1- triklorethoxycarbonyloxyethyl)- 2- axetidinon- 4- yl]-trithiocarbonat

(i) Isomer I

2,6 g av det urene produkt fra det foregående avsnitt b(i) ble omrørt med 2,8 g trifenylfosfin i 30 ml tørr dimethylformamid ved romtemperatur i 4 0 timer, ble deretter

ekstrahert med ether, vasket med tre porsjoner av vann. Løs-ningen ble deretter tørket over vannfritt magnesiumsulfat og fordampet. Residuet ble kromatografert pa 150 g silicagel og eluert med 1:1 diklormethan:hexan for å fjerne overskudd av trifenylfosfin, deretter med ren diklormethan under dannelse av gjenvunnet utgangsmater iale. Tittelproduktet ble eluert med 5 - 10 % ether-diklormethan, og rene fraksjoner ble oppsamlet, fordampet og tørket ved høyvakuum under dannelse av tittelf orbindelsen med infrarødt spektrum u maks (CH2C12) ved 1750, 1730 og 1590 cm<-1>.

(ii) Isomer II

Under anvendelse av 1,08 g av Isomer II fremstilt

i foregående avsnitt b(ii) og 0,75 g trifenylfosfin i 15 ml dimethylformamid under anvendelse av prosedyren fra avsnitt c(i) ved omrøring ved romtemperatur i 72 timer, ga den ønskede isomer II av tittelproduktet som et gult skum. d. Ally1- trans- 6-( 1- triklorethoxycarbonylethyl)- 2- ethylthiopenem- 3- carboxylat

(i) Isomer I

En løsning av isomer I fosforan fremstilt som beskrevet i avsnitt c(i), (0,975 g) i 20 ml tørr toluen ble kokt under tilbakeløpskjøling under argon og et oljebad ved 120 - 125° C i 65 timer, ble deretter avkjølt, fortynnet med 20 ml hexan og heldt over ca. 20 g silicagel. Eluering med 1:1 diklormethan:hexan etterfulgt av diklormethan ga isomer I av tittelf orbindelsen, som ble krystallisert fra diklormethan: ether:hexan under dannelse av fibrøse nåler (0,255 g), med sm.p. 123 - 127° C og med infrarødt spektrum u maks (CH2C12) ved 1795, 1745, 1700 cm<-1>. Anal.

Funnet: C 38,8; H 3,6; N 2,9 %

C16H18N06S2C13 krever: c 39,15; H 3,7; N 2,8 %

(ii) Isomer II

På lignende måte å oppvarme isomer II av fosforanet som fremstilt i avsnitt c(ii) (0,90 g) i 10 ml toluen i 36 timer og foreta platekromatografi, ble det erholdt isomer II av tittelproduktet som en gul olje med infrarødt spektrum u maks (CH2C12) ved 1790, 1750, 1705 cm"<1>.

e. Allyl- trans- 6-( 1- hydroxyethyl)- 2- ethylthiopenem- 3-carboxylat

(i) Isomer I

Isomer I fra avsnitt d(i) (0,175 g) ble omrørt ved 25° C i 1 time med 0,05 g aktivert zinkstøv i 1 ml eddiksyre og. 3 ml tetrahydrofuran. Blandingen ble fortynnet med overskudd diklormethan og vasket med vann, vandig natriumbicarbonat og vandig natriumklorid, tørket og fordampet. Residuet ble renset på preparativ tynnskiktskromatografiplate og eluert med 20 % ether-diklormethan og krystallisert fra ether-hexan under dannelse av isomer I av allyl-trans-6-(1-hydroxy-ethyl) -2-ethylthiopenem-3-carboxylat, med sm.p. 65 - 66° C og med infrarødt spektrum u maks (CH2C12) ved 3250, 1790 og 1705 cm"1.

(ii) Isomer II

På lignende måte som beskrevet i avsnitt e(i), ble 0,15 g isomer II fra avsnitt d(ii) avbeskyttet i tetrahydrofuran-eddiksyre med zinkstøv, og kromatografert på tynnskikts-kromatograf iplate under dannelse av isomer II av allyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthio-penem-3-carboxylat som ble krystallisert fra ether-hexan som kremaktige prismer med sm.p. 86 - 88° C, og med infrarødt spektrum u maks (CH2C12) ved 3300, 1795 og 1700 cm<-1>.

f. • Gjentagelse av prosedyren beskrevet i avsnitt a)

til e) under anvendelse av de to cis-isomerer av ethyl-[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-2-azetidinon-4-yl]trithiocarbonat fra fremstilling B(III), benzyl-[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-(2-azetidinon-4-yl)]trithiocarbonat, 2-triklorethoxycarbonyloxyethyl-[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl) - (2-axetidinon-4-yl)]trithiocarbonat, methyl-[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl ) - (2-azetidinon-4-yl)]trithiocarbonat, 2-allyloxycarbonylaminoethyl-[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-(2-azetidion-4-yl)-trithiocarbonat (3SR, 4SR,

5SR)-isomer p.m.r. (i CDCl3): 1,56 (d, j lik 7,34) 3,54

(m, 5H) 4,60 (d, j lik 7,2H) 4,83 (s, 2H) 5,1 - 5,5 (m,4H) 5,55 (d, j lik 2,5, 1H) 5,7 - 6,2 (m,lH) og 6,84 (s, 1H).

(3SR, 4RS, 5RS) isomer p.m.r. (i CDC13):

1,50 (d, j lik 7,3 H) 3,50 (m, 5H) 4,57 (d, j lik 7,2H)

5,1 - 5,5 (m, 4H) 5,68 (d,j lik 2,5, 1H) 5,7 - 6,2 (m, 1H) og 6,96 (s,lH), og n-butyl[3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-(2-azetidinon-4-yl)]-trithiocarbonat,

ga de to cis-isomerer av allyl-cis-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthiopenem-3-carboxylat,

de to isomerer av allyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-benzylthio-penem-3-carboxylat,

av allyl-trans-6-(1-hydroxy-ethyl)-2-(hydroxyethyl)thiopenem-3-carboxylat,

av allyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-methylthiopenem-3-carboxylat,

av allyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-[(2-allyloxycarbonyl)-aminoethyl)thio]penem-3-carboxylat (5RS, 6SR, 8RS)-isomer sm.p. 86 - 87° C p.m.r. spektrum (CDCI3):

1,34 (d, j lik 7,3H) 1,79 (d,j lik6,lH)

3,11 (m,2H) 3,46 (m,2H) 3,70 (dd,j lik 1,5 og 8,5,1H)

4,22 (m,lH) 4,56 (d,j, lik 7,2H) 4,75 (m,2H) 5,0 - 5,5 (m,6H) 5,63 (s,j, 1,5, 1H) og 5,6 - 6,2 (m,2H),

av allyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-(n-butylthio)penem-3-carboxylat.

g) Kalium- trans- 6-( 1- hydroxyethyl)- 2- ethylthiopenem- 3-carboxylat

(i) Isomer I

En løsning av 52 mg isomer I av allyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthiopenem-3-carboxylat og 0,35 ml) 0,5

m kalium-2-ethylhexanoat i 1,2 ml ethylacetat og 0,8 ml diklormethan ble omrørt med tilsetning av 3 mg trifenylfosfin og 5 mg tetrakis (trifenylfosfin) palladium-(0), under argon. Etter få minutter fant det sted en utfelling av produktet,

og etter 3 0 minutter ble overskudd ethylacetat tilsatt og bunnfallet sentrifugert. Vasking med ether og tørking ved høyvakuum ga som et gult pulver titelproduktet med infrarødt spektrum u maks (nujol) ved 3300, 1775 og 1600 cm"<1>. Ved røntgenkrystallografi av utgangsmaterialene kunne stereo-

kjemien for dette produkt fastslås til å være 5R,6S,8S, sammen med dens enantiomer.

(ii) Isomer II

Prosedyren fra foregående avsnitt ble gjentatt under anvendelse av isomer II av allyl-trans-6-(1-hydroxy-ethyl ) -2-ethylthiopenem-3-carboxylat (40 mg), 2 ml av 1:1 ethylacetat:diklormethan, 0,26 ml 0,5m kalium-2-ethylhexanoat, 3 mg trifenylfosfin og 5 mg palladiumkompleks. Etter 20 minutter ble 2 ml ether gradvis tilsatt og produktet ble sentrifugert og tørket under høyvakuum under dannelse av tittelproduktet som et kremfarvet pulver med infrarødt spektrum u maks (nujol) ved 3400, 1780 og 1605 cm . Ved røntgenkry-stallografi av utgangsmaterialene ble stereokjemien for produktet bestemt til å være 5R,6S,8R, sammen med dens enantiomer .

Eksempel 2

De to isomerer av kalium-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthiopenem-3-carboxylat (0,27 g) ifølge eksempel 1 ble individuelt tilsatt til en omrørt blanding av 2 ml tørr dimethylformamid, 0,17 ml pivaloyloxymethylklorid og 0,15 g natriumjodid. Blandingen ble omrørt i mørket under nitrogen i 5 timer, ble deretter tilsatt til vann og ekstrahert med ether. Ekstraktet ble vasket med vann, en fortynnet løsning av natriumthiosulfat og til slutt med mettet natriumklorid-løsning, tørket og fordampet under dannelse av de to isomerer (5R, 6S, 8S og 5R, 6S, 8R) av pivaloyloxymethyl-trans-6-(1-hydroxyethyl)-2-ethylthiopenem-3-carboxylat, hver sammen med dens enantiomer.

Eksempel ' 3

A. Til en løsning av 7,7 g (3S, 4R, 5R)-3-[1-triklorethoxycarbonyloxyethyl]-4-[(ethylthio)carbonothioylthio]-axetidin-2-on i 90 ml benzen ble tilsatt 3,5 g allylglyoxalat. Under nitrogen ble denne blanding destillert langsomt azeotropisk i 24 timer. (Reaksjonen ble fulgt ved tynnskiktskromato-graf i og eluert med 10 %-ig ethylether)methylenklorid). Ca. 2,0 ml ytterligere allylglyoxalat ble tilsatt og reaksjonen ble kokt azeotropisk i ytterligere 10 timer. Reaksjonen ble deretter avkjølt og 150 ml benzen ble tilsatt. Den resulterende løsning ble vasket fem ganger med 5 0 ml<1>s porsjoner av vann. Løsningen ble tørket over vannfritt natriumsulfat og løsningsmidlet ble fjernet under vakuum. Deretter ble 50 ml toluen tilsatt og fjernet tre ganger under høyvakuum under dannelse av 9,2 g urent allyl [(3S,4R,5R)-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-[(ethylthio)carbonothioylthio]-2-azeti-dinon-l-yl]-2-hydroxyacetat-produkt.

Rotasjon: [a]<2>^ = +46,9° (0,2 % i ethanol)

NMR: 6 = 6,07 - 6,21, 1H; 6 = 4,76, 2H, s; 6 = 3,17 - 3,52, 3Hj 6 = 1,22 - 1,54, 6H.

B. Til en løsning av 9,0 g urent allyl [(3S,4R,5R)-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-[(ethylthio)carbonothioyl-thio] -2-azetidinon-l-yl] -2-hydroxyacetat i 125 ml tørr methylenklorid ved 0° C ble tilsatt 2,8 g methylsulfonylklorid etterfulgt av 2,5 g triethylamin. Reaksjonen ble fulgt ved tynnskiktskromatografi og eluert med 5 %-ig ethylether/ methylenklorid. Etter omrøring i 45 minutter ble 125 ml methylenklorid tilsatt. Reaksjonsblandingen ble deretter vasket én gang med kald 10 %-ig fosforsyreløsning, én gang med vann, og én gang med kald fortynnet natriumbicarbonatløs-ning og deretter to ganger med vann. Løsningen ble tørket over vannfritt natriumsulfat og løsningsmidlet ble fjernet under vakuum. Det urene produkt ble kromatografert på silicagel med 20 % hexan/kloroform under dannelse av 6,9 g allyl-[(3S,4R,5R)-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-[(ethylthio) carbonothioylthio]-2-azetidinon-l-yl]-2-kloracetat.

IR: 1760 - 1800 cm"<1>(CDC13)

NMR: 6 = 6,23 - 6,29, 1H; 6 = 4,72, 2H, s;

6 = 1,24 - 1,56, 6H; (CDC1 ). C. Til en løsning av 6,9 g allyl [(3S,4R,5R)-3-(1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-[(ethylthio)carbonothioylthio]-2-azetidinon-l-yl]-2-kloracetat i 90 ml dimethylformamid ved 0° C ble tilsatt 4,7 g trifenylfosfin. Reaksjonsblandingen fikk oppvarmes til omgivende temperatur og ble omrørt i 4 0 timer. (Fullførelse av reaksjonen ble bestemt ved tynnskikts-kromatograf i ved eluering med methylenklorid). Ytterligere 780 mg trifenylfosfin ble tilsatt, og reaksjonsblandingen ble omrørt ved omgivende temperatur. Etter 40 timer ble reaksjonsblandingen heldt over i 3 00 ml ethylether og vasket to ganger med saltløsning og fem ganger med vann. Løsningsmid-let ble tørket over vannfritt natriumsulfat og fjernet under vakuum. Det urene produkt ble kromatografert på silicagel med methylenklorid under dannelse av 6,1 g allyl [(3S,4R,5R)-3-(l-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-[(ethylthio)carbono-thioylthio] -2-azetidinon-l-yl]-2-trifenylfosf inacetat.

Rotasjon: [a]^6 = +77,0°

IR: 1760 - 1780 cm<-1>(kloroformløsning).

NMR: 6 = 6,3 - 6,4, 1H, 6 = 4,70, 2H, s; 6 = 1,16 - 1,49, 6H (CDC13).

D'. kri løsning av 6,1 g allyl [ (3S ,4R, 5R) -3- (1-triklorethoxycarbonyloxyethyl)-4-[(ethylthio)carbonthioylthio]-2-azetidinon-l-yl]-2-trifenylfosfinacetat i 400 ml toluen ble kokt under tilbakeløpskjøling under nitrogen i 22 timer.

(Reaksjonen ble fulgt ved tynnskiktskromatografi ved eluering med 5 % ethylacetat/toluen). Toluenet ble deretter fjernet under høyvakuum og reaksjonsblandingen ble kromatografert på grov silicagel med toluen, og forandret til 10 % ethylacetat/ toluen. En blanding av 1,5 g reaksjonsprodukt ble isolert som ble rekromatografert og deretter renset ved høytrykks-væskekromatografi med 2 % ethylacetat/toluen under dannelse av 1,18 g (5R,6S,8R)-2-ethylthio-6-[1-triklorethoxycarbonyloxyethyl]penem-3-carboxylat og 240 mg allyl (5,6 ,-cis)-2-ethylthio-6-[triklorethoxycarbonyloxyethyl]penem-3-carboxylat.

5R,6S,8R Rotasjon: [a^6 = +172,8° (0,25 % i ethanol).

26 o

5,6-cis rotasjon: [a]D = +156,4 (0,45 % i ethanol).

E. Til en løsning av 1,18 g allyl (5R,6S,8R)-2-ethylthio-6-[1-triklorethoxycarbonyloxyethyl]penem-3-carboxylat i 9,0 ml tetrahydrofuran under nitrogen ble tilsatt 3 ml eddik syre og 500 mg aktivert zinkpulver. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 2 1/2 time under hvilket tidsrom ytterligere 400 mg zinkmetall ble tilsatt i to porsjoener. Reaksjonen ble fulgt ved tynnskiktskromatografi og eluert med 5 % ethylacetat/ toluen. Reaksjonsblandingen ble deretter filtrert og 150 mg methylenklorid ble tilsatt. Etter to gangers vasking med vann, tre ganger med kald 3 %-ig natriumbicarbonatløsning og to ganger med saltløsning, ble løsningen tørket over vannfritt natriumsulfat. Fjerning av løsningsmidlet under vakuum ga 720 mg allyl (5R,6S,8R)-2-ethylthio-6-(1-hydroxyethyl)-penem-3-carboxylat.

På lignende måte ble 220 mg allyl (5,6-cis)-2-ethylthio-6-[triklorethoxycarbonyloxyethyl]penem-3-carboxylat omdannet ved den ovenfor beskrevne prosedyre til 130 mg allyl (5 , 6-cis)-2-ethylthio-6-(1-hydroxyethyl)penem-3-car-boxylat.

F. Til en løsning av 700 mg allyl (5R,6S,8R)-2-ethylthio-6-(1-hydroxyethyl)penem-3-carboxylat i 4 ml methylenklorid og 9 ml ethylacetat under nitrogen ble tilsatt 4 6,6 mg trifenylfosfin. Til dette ble tilsatt 4,86 ml 0,5 molar kalium-2-ethylhexanoat i ethylacetat. Deretter ble 51,1 mg tetrakis(trifenylfosfin)palladium-(0) tilsatt og løsningen ble omrørt i 15 minutter. Ytterligere 100 mg trifenylfosfin og 25 mg tetrakis(trifenylfosfin)palladium-(0) til tilsatt, etterfulgt av 10 ml ethylether. Produktet utfeltes langsomt og etter 1 time ble løsningen filtrert og vasket med ethylacetat og ethylether under dannelse av 45 mg kalium (5R,6S, 8R)-2-ethylthio-6-(1-hydroxyethyl)penem-3-carboxylat. Til modervæsken ble tilsatt 20 ml ethylether. Etter avkjøling over natten ble en annen masse av krystaller filtrert under dannelse av ytterligere 90 mg av kaliumsaltet.

NMR: 6 = 1,25 - 1,49, 6H; 6= 2,76 - 3,14, 2H; 6 = 3 ,85 - 3 ,94 , 1H; 6= 4,12 - 4,37, 1H; 6 = 5,65 - 5,67, 1H, d; (D20)

Rotasjon: fct]<2>^ = -145,2°

IR: 1600 cm<-1>og 1770 cm"<1>(nujol).

Til en løsning av 130 mg allyl (5,6-cis)-2-ethylthio-6-(1-hydroxyethyl)penem-3-carboxylat i 0,7 ml methylenklorid og 1,4 ml ethylacetat ble tilsatt 7,0 mg PdCPh^P^, 7 mg trifenylfosfin og 0,6 3 ml 0,5 molar kalium-2-ethylhexa-noat i ethylacetat. Produktet utfeltes umiddelbart, og etter omrøring i 1/2 time ble dette filtrert, vasket med ethylacetat og ethylether under dannelse av 105 mg kalium (5,6-cis)-2-ethylthio-6-(1-hydroxyethyl)-penem-3-carboxylat.

Rotasjon: [a]26 = -145,9° (0,1 % i vann)

NMR: 6 = 1,23 - 1,43, 6H; 6 = 2,78 - 3,12, 2H; 6 = 3,84 - 4,02, 1H; 6 = 4,15 - 4,23, 1H; 6 = 5,72 - 5,77, 1H, d; (D20).

Ved å gå frem som beskrevet i eksempel 1-3, ble følgende forbindelser erholdt: natrium (5R,6S,8R)-2-(2-hydroxyethylthio)-6-(1-hydroxyethyl)-penem-3-carboxylat

PMR (D20, DSS)

S 1,29 (3H,d,J = 6Hz)

3,05 (2H,m)

3,80 (2H,t,J = 6,3Hz)

3,85 (1H, ubetydelig)

4,21 (lH,q,J = 6,3Hz)

5,62 (lH,d,J = 1,2Hz) og

(5R,6S,8R) -2-(2-carboxyethylthio)-6-(1-hydroxyethyl)-penem-3-carboxylsyre, dinatriumsalt

NMR [(D20)] 5 1,25 [d,3,J=7]

2,53 [t,2,J=8]

3,08 [t,2,J=8]

3,83 [dd,l,J=l,5 og 7]

4,0-4,4 [m,l]

5,65 [d,l,J=l,5]

Claims

Analogifremgangsmåte for fremstilling av et alkalimetallsalt eller pivaloyloxymethyl- eller fthalidyl-esteren av en terapeutisk aktiv forbindelse av formel

hvilken forbindelse har stereo-konfigurasjonen (5R,6S,8R) hvori R er C^-Cg-alkyl, hydroxy-C^-Cg-alkyl og carboxy-C^-Cg-alkyl, karakterisert vedat en forbindelse av formel II

hvori Z er oxygen eller svovel, R er som ovenfor definert, enhver funksjonell gruppe deri er eventuelt beskyttet, X' er en beskyttet carboxylgruppe, G er en hydroxy-beskyttende gruppe og Y er en fosfoniogruppe som dobbeltbundet til det tilstøtende carbonatom eller en fosfonatgruppe med en enkeltbinding til det tilstøtende carbonatom hvis negative ladning er kompensert ved nærvær av et kation, eller en blanding av stereoisomerer inneholdende forbindelsen av formel II, cykliseres, de beskyttende grupper fjernes; (5R,6S,8R)-stereoisomerene isoleres når en blanding inneholdende diastereoisomerer ble underkastet cyklisering; og, om nød-vendig, at den erholdte forbindelse omdannes til et alkalimetallsalt eller en fthalidyl- eller pivaloyloxymethylester.