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Verfahren zur Herstellung von 7 -Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalo- sporansäureverbindungen und ihren Salzen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Methodikverfahren zur Herstellung von 7-Amino-3- desacetyloxym : : thyl-3-formyl-isocephalosporansäureverbindungen, das zur Darstellung von wertvollen Zwischenprodukten und insbesondere bei der erstmaligen synthetischen Herstellung der 7-Amino-cephalosporansäure und ihrer Derivate Anwendung fand und zu dieser eigenartigen Synthese besonders geeignet ist.
7-Amino-cephalosporansäure kommt folgende Formel XVI zu :
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Derivate sind in erster Linie N-Acylverbindungen, worin Acylreste, insbesondere diejenigen von wirksamen N-Acylderivaten der 7-Amino-cephalosporansäure, wie der Thienylacetyl-, z. B. 2-Thienylacetyl-, Cyanacetyl-, Chloräthylcarbamyl- oder Phenylacetylrest, oder leicht abspaltbare Acylreste, wie der Rest eines Halbesters der Kohlensäure, z. B. der tert.-Butyloxycarbonylrest, bedeuten.
Die Synthese dieser für die Herstellung wertvoller Arzneimittel wichtigen Verbindung und ihrer Derivate beruht auf der Idee, von einer 3, 5-unsubstituierten 2, 2-disubstituierten Thiazolidin-4-carbonsaure, z. B. einer Verbindung der Formel I
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auszugehen und die neuartige Synthese beispielsweise gemäss folgendem Formelschema durchzuführen :
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worin Ra'ein Wasserstoff atom oder den Rest eines Alkohols bedeutet und Ra für ein Wasserstoffatom oder einen Acylrest steht, oder Salzen davon, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man einen 4, 4-disubstituierten 3-Acyl-fx-diformylmethyl-2-oxo-l-azetidino (3, 2-d) thiazolidinmethancarbonsäureester der allgemeinen Formel
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oder ein Tautomeres davon, worin R2 und Rg unabhängig voneinander je für einen gegebenenfalls substituierten aliphatischen,
aromatischen oder araliphatischen Kohlenwasserstoffrest oder eine funktionell abgewandelte Carboxylgruppe oder R2 und Rg zusammengenommen für einen gegebenenfalls substituierten bivalenten Kohlenwasserstoffrest, einen Phthaloylrest oder eine Oxo- oder Thionogruppe steht und Ra für den Rest eines Alkohols steht, unter Aufspaltung des fünfgliedrigen und Bildung des neuen sechsgliedrigen Schwefel-Stickstoff-Rings mit einem sauren Mittel behandelt und in beliebiger Reihenfolge gegebenenfalls einen Rest Ra in den Rest Ra'oder eine Acylgruppe in den Rest Ro umwandelt oder ein erhaltenes Salz in die freie Verbindung oder eine freie Verbindung in ein Salz umwandelt oder ein erhaltenes Isomerengemisch in die einzelnen Isomeren trennt.
Substituenten R2 und Rg in 4-Stellung sind Kohlenwasserstoff-, nämlich aliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie Niederalkyl-, z. B. Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl- oder vorzugsweise Methylgruppen, sowie aromatische, insbesondere Phenylgruppen, oder araliphatische Kohlenwasserstoffreste, insbesondere Phenylalkyl-, z. B. Benzyl- oder Phenyläthylgruppen, sowie funktionell abgewandelte, z. B. veresterte Carboxylgruppen, wie Carbo-niederalkoxy-, z. B. Carbomethoxy-oder Carbäthoxygruppen. Die beiden Substituenten können auch zusammengenommen werden und für einen bivalenten Kohlenwasserstoff-, insbesondere bivalenten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, wie eine Niederalkylen-, z.
B. 1, 4-Butylen- oder 1, 5-Pentylengruppe, sowie eine Phthaloylgruppe, oder für eine Oxo- oder Thionogruppe stehen.
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substituiert sein.
Reste von Alkoholen sind solche jeglicher Art, insbesondere von aliphatischen Alkoholen, wie Alkanolen, insbesondere Niederalkanolen, z. B. Methanol, Äthanol, n-Propanol oder tert. -Butanol, cyc10aliphatischen Alkoholen, wie Cycloalkanole, z. B. Cyclohexanol, oder araliphatischen Alkoholen, wie Phenyl-niederalkanolen, z. B. Benzylalkohol oder Diphenylmethanol, wobei die obgenannten Alkohole unsubstituiert sind oder Niederalkyl-, Niederalkoxy-, Nitro- oder Trifluormethylgruppen oder insbesondere Halogenatome sowie andere Gruppen als Substituenten enthalten können. Besonders geeignet als die Carbonsäure veresternde substituierte Hydroxyverbindungen sind halogenierte Niederalkanole, wie 2, 2, 2-Trichlor- äthanol.
Die zur erfindungsgemäss ; : n Aufspaltung des fünfgliedrigen und Bildung des neuen sechsgliedrigen Schwefel-Stickstoff-Rings verwendeten sauren Mittel sind anorganische oder starke organische, sauerstoffhaltige Säuren, sowie aprotische Lewissäuren vom Bortrifluorid-Typ und deren Komplexe. Anorganische sauerstoffhaltige Säuren sind z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Perchlorsäure, während starke organische sauerstoffhaltige Säuren starke organische Carbonsäuren, wie substituierte Niederalkancarbonsäuren, z. B. Halogen-niederalkancarbonsäuren, wie Chloressigsäure, Trichloressigsäure und vor allem Trifluoressigsäure, oder starke organische Sulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure oder p-Brombenzolsulfonsäure, sind. Aprotische Lewissäuren des Bortrifluorid-Typs sind z.
B. das Bortrifluorid selbst sowie seine Komplexe, z. B. mit Äther, d. h. Bortrifluoridätherat, oder mit Fluorwasserstoffsäure, d. h. Fluorborwasserstoffsäure, sowie Zinntetrachlorid. Es können auch geeignete Gemische von Säuren verwendet werden.
Die obige Ringaufspaltungs- und Ringschlussreaktion wird in Abwesenheit oder Anwesenheit geeigneter Lösungsmittel (wobei gewisse saure Mittel, wie Essigsäure oder Trifluoressigsäure, gleichzeitig als Lösungs- mittel dienen können), unter Kühlen, bei Zimmertemperatur oder unter Erwärmen, wenn notwendig, in einer Stickstoffatmosphäre und/oder in einem geschlossenen Gefäss durchgeführt.
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Dabei kann eine unter sauren Bedingungen abspaltbare Acylgruppe in 3-Stellung, wie die Acylgruppe eines Halbesters der Kohlensäure, z. B. ein tert.-Butyloxycarbonylrest, oder eine unter sauren Bedingungen spaltbare Estergruppe, wie eine Carbo-diphenylmethoxygruppe, unter den Reaktionsbedingungen ebenfalls abgespalten bzw. in die freie Carboxylgruppe übergeführt werden.
In erhaltenen Verbindungen können Substituenten in verschiedenartiger Weise, zum Teil nach an sich bekannten Methoden in andere übergeführt werden. So lässt sich z. B. eine mit einem 2, 2, 2-Trihalogenäthanol, besonders 2, 2, 2-Trichloräthanol, veresterte Carboxygruppe in eigenartiger Weise mittels reduzierender Mittel in die freie Carboxylgruppe überführen. Geeignete Mittel sind chemische Reduktionsmittel, wie nascierender Wasserstoff, erhalten z. B. durch die Einwirkung von Metallen, Metalllegierungen oder -amalgamen auf wasserstoffabgebende Mittel, wie Zink, Zinklegierungen, z. B. Zinkkupfer oder Zinkamalgam, in Gegenwart von Säuren, wie organischen Carbonsäuren, z. B. Essigsäure, oder Alkoholen, wie Niederalkanolen, Alkalimetall-, z. B.
Natrium- oder Kaliumamalgam oder Aluminiumamalgam, in Gegenwart von feuchtem Äther oder von Niederalkanolen, ferner Alkalimetallen, z. B. Lithium, Natrium oder Kalium, oder Erdalkalimetallen, z. B. Calcium, in flüssigem Ammoniak, gegebenenfalls unter Zugabe von Alkoholen, wie eines Niederalkanols. Ferner kann ein 2, 2, 2-Trihalogenäthyl-, insbesondere ein 2, 2, 2-Trichloräthylester, durch Behandeln mit reduzierenden Metallsalzen, wie Chrom-IIVerbindungen, z. B. Chrom-II-chlorid oder Chrom-II-acetat, vorzugsweise in Gegenwart von wässerigen Medien, enthaltend mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, wie Niederalkanole, Niederalkancarbonsäuren oder Äther, z. B.
Methanol, Äthanol, Essigsäure, Tetrahydrofuran, Dioxan, Äthylenglykol- diethyläther oder Diäthylenglykol-dimethyläther, in die freie Säure übergeführt werden.
Verbindungen mit freier Carboxygruppe können z. B. in ihre Salze, wie z. B. Alkali- oder Erdalkali- metals-odeur Ammoniumsalze, übergeführt werden. Freie Carboxygruppen können nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch Behandeln mit einer Diazoverbindung, wie einem Diazo-niederalkan, z. B. Diazomethan oder Diazoäthan, oder einem Phenyl-diazo-niederalkan, z. B. Phenyldiazomethan oder Diphenyldiazomethan, oder insbesondere solche von erhaltenen 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporansäuren, durch Umsetzen mit einer zur Veresterung geeigneten Hydroxyverbindung, wie z. B. einem Alkohol oder einer N-Hydroxy-stickstoffverbindung, z. B. einer Hydroxamsäure, in Gegenwart eines Veresterungsmittels, wie eines Carbodiimids, z. B.
Dicyclohexylcarbodiimid, sowie von Carbonyldiimidazol, oder nach irgendeinem andern bekannten und geeigneten Veresterungsverfahren, wie Reaktion eines Salzes oder der Säure mit einem reaktionsfähigen Ester der Hydroxyverbindung, besonders eines Alkohols, und einer starken anorganischen Säure oder einer starken organischen Sulfonsäure, verestert werden. Ferner können erhaltene aktivierte Ester, wie z. B. Ester mit N-Hydroxystickstoffverbindungen, oder mit Halogenameisensäureester gebildete Anhydride, durch Umsetzen mit andern Hydroxyverbindungen, wie Alkoholen, in andere Ester übergeführt werden.
In erhaltenen Verbindungen mit freier Aminogruppe kann letztere nach an sich bekannten Methoden substituiert, z. B. durch Behandeln mit Säuren oder Säurederivaten von Carbon- oder Sulfonsäuren, wie Halogeniden, z. B. Chloriden, oder Anhydriden (worunter auch die inneren Anhydride von Carbonsäuren, d. h. Ketene, oder von Carbamin- oder Thiocarbaminsäuren, d. h. Isocyanate oder Isothiocyanate, zu verstehen sind) oder aktivierten Estern acyliert werden. Dabei werden, wenn notwendig, geeignete Kondensationsmittel, wie Carbodiimide, z. B. Dicyclohexylcarbodiimid, verwendet.
Durch Behandeln mit komplexbildenden Schwermetallsalzen lassen sich die Verfahrensprodukte, falls erwünscht, in Salze, z. B. Kupfer-, Eisen-, Magnesium-, Zink-oder Bleisalze, überführen.
Erhaltene Gemische von Isomeren können nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch fraktioniertes Kristallisieren, Adsorptionschromatographie (Kolonnen- oder Dünnschichtchromatographie) oder andern Verfahren in die einzelnen Isomeren getrennt werden. Erhaltene Racemate können auf übliche Weise, z. B. durch Bilden eines Gemisches von diastereoisomeren Salzen mit optisch aktiven salzbildenden Mitteln, Trennen des Gemisches in die diastereoisomeren Salze und Überführen der abgetrennten Salze in die freien Verbindungen oder durch fraktioniertes Kristallisieren aus optisch aktiven Lösungsmitteln in die Antipoden getrennt werden.
Das Verfahren umfasst auch diejenigen Ausführungsfoinnn, wonach Ausgangsstoffe in Form von Salzen verwendet werden.
Vorzugsweise werden solche Ausgangsstoffe verwendet und die Reaktionsbedingungen so gewählt, dass man zu den eingangs als besonders bevorzugt aufgeführten Verbindungen gelangt.
Die im obigen Verfahren verwendeten Ausgangsstoffe werden nach dem in der belgischen Patentschrift Nr. 686. 669 beschriebenen Verfahren- hergestellt.
In den verfahrensgemäss als Ausgangsstoffe der Formel (B) verwendeten oder als Produkte erhaltenen Verbindungen der Formel (A) ist ein Rest eines Alkohols in erster Linie ein unsubstituierter oder substituierter aliphatischer oder araliphatischer Kohlenwasserstoffrest, insbesondere ein Niederalkyl- oder
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wirksamen N-Acylderivaten der 7-Amino-cephalosporansäure vorkommen, wie der Thienylacetyl-, z. B.
2-Thienylacetyl-, Chloräthylcarbamyl-, Cyanacetyl- oder Phenylacetylrest, oder leicht abspaltbare Acylreste, wie der Rest eines Halbesters der Kohlensäure, z. B. der tert.-Butyloxycarbonylrest, wobei ein Acyl-
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restRo auch für einen gegebenenfalls geschützte Amino-und/oder Carboxygruppen enthaltenden 5-Amino- 5-carboxy-valerylrest sowie für irgendeinen andern geeigneten Acylrest, wie einen Benzoyl- oder einen substituierten Benzoylrest, stehen kann.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen können, wie im Formelschema gezeigt wird, in 7-Amino-cephalosporansäure und deren Derivate umgewandelt werden ; diese Umwandlung kann z. B. nach dem unten beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel l : Ein Gemisch von 0, 675 g 3-tert.-Butyloxycarbonyl-α-diformylmethyl-4,4-dimethyl-2-oxo- 1-azetidino[3,2-d]thiazolidin-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester (Gemisch des A- und B-Isomeren) und 42 ml frisch destillierter Trifluoressigsäure wird bei Zimmertemperatur während 2t h gerührt. Das Lösungsmittel wird möglichst vollständig unter vermindertem Druck und bei Zimmertemperatur verdampft. Der Rückstand wird mit2mlWasserwährend etwaeiner MinuteunddannmitlOml Methylenchlorid verrührt und das organische Gemisch mit gesättigter wässeriger Natriumcarbonatlösung und mit weiteren 50 ml Methylenchlorid versetzt.
Die organische Phase wird mit weiteren 10 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung in Wasser, dann mit gesättigter wässeriger Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und ohne Erwärmen unter vermindertem Druck verdampft. Man erhält den 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
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als Isomerengemisch ; Infrarot-Absorptionsbanden (in Methylenchlorid) bei 5, 6fL, 6fL und 6, 35fil ; Ultraviolett-Absorptionsbanden (in Äthanol) Àmax 292 mil (s = 13600), der ohne weitere Reinigung acyliert wird.
Ausgehend von reinen Isomeren A oder B erhält man das gleiche Gemisch von Isocephalosporansäure- derivaten.
Beispiel 2 : Eine Lösung von 0, 063 g rohem 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalo-
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in Benzol, gefolgt von 1, 65 ml einer Lösung von 2-Thienylessigsäurechlorid in Benzol (enthaltend 0, 02137 g/ml des Säurechlorids) versetzt. Nach 16stündigem Rühren wird das Lösungsmittel möglichst vollständig verdampft, der Rückstand mit gesättigter wässeriger Natriumhydrogencarbonatlösung verrührt und mit Methylenchlorid ausgeschüttelt. Der organische Extrakt (etwa 25 ml) wird mit gesättigter wässeriger Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird an 4 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert ; mit 75 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäure-
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(2-thienylacetyl-Mit weiteren 40 ml des 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester wird eine weitere Menge des nahezu reinen Produkts C und mit zusätzlichen 20 ml des gleichen Gemisches ein Gemisch des Produktes C und eines Strukturisomeren D eluiert, während man mit 25 ml eines 4:1-Gemisches von
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(2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure-2, 2, 2-trichloräthylesters erhält ;Àmax 239 mu und 300 m (1..
Beispiel 3 : Eine Lösung von 0, 343 g 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporan-
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2, 2-trichloräthylester2, 2, 2-trichloräthylesters) in 70 ml trockenem Benzol wird unter Rühren mit 0, 16 ml trockenem Pyridin, gefolgt von 7, 7 ml einer Lösung, enthaltend 0, 0238 g/ml 2-Thienyl-essigsäurechlorid in Benzol, versetzt. Das Reaktionsgemisch wird während 16 h gerührt und das feste Material, zur Hauptsache Pyridinhydrochlorid, abfiltriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, der Rückstand mit gesättigter wässeriger Natriumhydrogencarbonatlösung verrührt und mit 150 ml Benzol ausgeschüttelt.
Nach dem Waschen mit einer gesättigten wässerigen Natriumhydrogencarbonatlösung (zweimal) und einer gesättigten wässerigen Kochsalzlösung wird die organische Phase getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an 24 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert ; mit 450 ml eines 9 : 1-Gemisches von Benzol und Essigsäureathylester eluiert man als nichtkristallines Produkt den 3-Desacetvloxymethyl-3-formyl- 7-(2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester (Produkt C), mit 150 ml des gleichen Gemisches ein Gemisch des Produkts C und des Strukturisomeren D und mit 100 ml des Gemisches in der Hauptsache das Strukturlsomere D, während man mit 150 ml eines 4 : 1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester das nahezu reine Strukturisomere D erhalt.
Beispiel 4 : Zu 0, 5 g 3-Desacetyl-3-formyl-7- (2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure-2, 2, 2-tri- chloräthylester in einem Gemisch von 10 ml Essigsäure und 3 ml Wasser wird in l g frisch bereitetes feuchtes Chrom-II-acetat zugegeben und das Gemisch in einer Kohlendioxyd-Atmosphäre während 3 h bei Zimmertemperatur gerührt. Nach dem Verdünnen mit 100 ml Äther und 80 ml Wasser wird das Gemisch filtriert, die wässerige Phase abgetrennt und mit Äther extrahiert und die vereinigten ätherischen Lösungen dreimal mit je 60 ml Wasser gewaschen. Aus der getrockneten Ätherlösung erhält man nach dem Eindampfen die entsprechende Säure als Rohprodukt.
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20 min mit 0, 065 g 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester in 2 ml Methylenchlorid und 0, 015 ml Pyridin versetzt.
Das Reaktionsgemisch wird während 30 min bei Zimmertemperatur gerührt und dann mit einem Gemisch von 2 m1 Methylenchlorid, 0, 014 ml Pyridin und 0, 025 ml 2, 2, 2-Trichloräthanol behandelt. Nach 16stündigem Stehenlassen wird mit Methylenchlorid verdünnt, die organische Lösung mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und zur Trockne eingedampft. Das erhaltene Rohprodukt wird an 6 g gereinigtem Silicagel chromatographiert. Mit 85 : 15- und 18 : 20-Gemischen von Benzol und Essigsäureäthylester
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welcher die folgende Formel
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zukommt.
Das im Beispiel verwendete Ausgangsmaterial wird wie folgt hergestellt :
Zu 270 g flüssigem Phosgen werden bei -30 194 ml 2,2,2-Trichloräthanol zugegeben, ohne dass eine Reaktion stattfindet. Das Reaktionsgemisch wird bei der gleichen Temperatur mit 500 ml absolutem Tetrahydrofuran verdünnt und dann tropfenweise bei-40 mit 162 ml Pyridin behandelt, was ein sofortiges Ausfallen von Pyridin-hydrochlorid zur Folge hat. Kurz vor Beendigung der Zugabe des Pyridins erwärmt sich das Reaktionsgemisch innerhalb von 30 sec von-30 auf +350 ; die Reaktion wird durch Eintauchen des Reaktionsgefässes in ein Gemisch von Aceton und Trockeneis aufgehalten. Das Reaktionsgemisch wird dann unter einer Stickstoffatmosphäre während einer Stunde unter Kühlen im Kühlgemisch und 18 h bei Zimmertemperatur gerührt.
Nach dem Filtrieren der farblosen Kristalle werden diese mit 1500 ml absolutem Äther gewaschen und die trübe organische Lösung durch eine etwa 2-3 cm dicke Schicht von Magnesiumsulfat filtriert, unter vermindertem Druck konzentriert und destilliert. Man erhält den Chlor-Kohlensäure-2,2,2-trichloräthylester bei 52-53 /9-10 mm Hg.
Zu einer gut gerührten Lösung von 1, 51 g D-oc-Amino-adipinsäure in 20 ml 2-n. Natronlauge werden zunächst 4 g 2, 2, 2-Trichloräthoxycarbonylchlorid zugegeben und nach 40 min weitere 2 g der gleichen Verbindung. Nach 20 min beträgt der pH-Wert der Lösung etwa 8, worauf 5 ml 2-n. Natronlauge zugegeben werden und das Gemisch nach 20 min zweimal mit je 50 ml Äther extrahiert wird. Die wässerige Lösung wird mit 6-n. Salzsäure angesäuert und dann im Wasserstrahlvakuum auf ein Volumen von etwa
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lauge).
Eine Suspension von 0, 156 g Phosphorpentachlorid in 1 ml absolutem Äther wird mit 0, 0845 g N- 2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl-D-α-aminoadipinsäure versetzt; das Gemisch lässt man während 15 min bei Zimmertemperatur reagieren und dampft dann zur Trockne ein. Man erhält so das rohe N-2, 2, 2- Trichloräthoxycarbonyl-D-oc-aminoadipinsäure-dichlorid, welches bei 0, 01 mm Hg getrocknet und in 2 ml Methylenchlorid gelöst wird.
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Beispiel 6 : Ein Gemisch von 0, 0477 g 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporansäure-2, 2, 2-trichloräthylester (Beispiel l) und 0, 034 g N-2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl-D-α-aminoadipin- säure (Beispiel 5) in l ml Tetrahydrofuran wird mit 0, 021 g Dicyclohexylcarbodiimid versetzt. Nach 75 min wird der N. N'-Dicyclohexylharnstoff abfiltriert und mit Äther und Methylenchlorid gewaschen ;
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Eine Lösung von 0, 104 g des obigen Produkts in 30 ml trockenem Benzol wird unter Rühren mit
1, 4 ml einer Lösung von Pyridin in Benzol, enthaltend 0, 03126 g der Base/ml, versetzt, gefolgt von 2, 54 ml einer Benzollösung, enthaltend 0, 02168 g 2-Thienylessigsäurechlorid/ml. Nach 16stündigem Rühren wird das Reaktionsgemisch filtriert, das Filtrat auf ein Volumen von 2 ml ohne Erwärmen konzentriert und der Rückstand mit 10 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung in Wasser und mit 30 ml
Benzol behandelt. Die organische Lösung wird mit einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und einer gesättigten wässerigen Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und ein-
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(2-thienylacetylamino)-isocephalosporan-säure-2,2,2-trichloräthylesters, F. 131-135 o.
Die Kristallisationsmutterlauge wird eingedampft und der Rückstand an 1 g säure-gewaschenem
Silicagel chromatographiert :
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<tb>
<tb> Fraktion <SEP> Lösungsmittel <SEP> Volumen <SEP> (in <SEP> ml) <SEP> Eluat <SEP> (in <SEP> g)
<tb> 1-3 <SEP> Benzol-Essigsäureäthylester <SEP> (95:5 <SEP> und <SEP> 9:1) <SEP> 20 <SEP> 0,002
<tb> 4-7 <SEP> Benzol-Essigsäureäthylester <SEP> (9:1) <SEP> 40 <SEP> 0,017
<tb>
Fraktionen 4-7 werden aus einem Methylenchlorid-Äther-Gemisch umkristallisiert und ergeben
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o.6 (1. und 6, 35 (1..
Beispiel 9 : Ein Gemisch des Isomeren A des 3-tert.-Butyloxycarbonyl-α-diformylmethyl-4,4-di- methyl-2-oxo-1-azetidino[3,2-d]thiazolidin-essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters und 10 ml Trifluoressigsäure wird wie im Beispiel 8 beschrieben aufgearbeitet. Das rohe Isomere A l des 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylesters; Ultraviolett-Absorptionsspektrum (in 95% Äthanol) Xax 294 mu. ; wird in 15 ml Benzol gelöst und mit 0, 04 ml Pyridin versetzt, gefolgt von 2 ml einer Benzollösung von 2-Thiophen-essigsäurechlorid, enthaltend 0, 01555 g des Säurechlorids/ml.
Das Reaktionsgemisch wird wie im Beispiel 8 beschrieben aufgearbeitet und das erhaltene Produkt an 3, 5 g säure-gewaschenem Silicagel chromatographiert :
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<tb>
<tb> Fraktion <SEP> Lösungsmittel <SEP> Volumen <SEP> (in <SEP> ml) <SEP> Eluat <SEP> (in <SEP> g)
<tb> 1 <SEP> Benzol <SEP> 20 <SEP> -
<tb> 2- <SEP> 5 <SEP> Benzol-Essigsäureäthylester <SEP> (95:5) <SEP> 60 <SEP> -
<tb> 6-7 <SEP> Benzol-Essigsäureäthylester <SEP> (90:10) <SEP> 20 <SEP> 0, <SEP> 001 <SEP>
<tb> 8-11 <SEP> Benzol-Essigsäureäthylester <SEP> (90 <SEP> : <SEP> 10) <SEP> 40 <SEP> 0, <SEP> 026 <SEP>
<tb>
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spektrum (in Methylenchlorid) mit Banden bei 2, 88 , 5, 6 , 5, 65 (Schulter), ut und zu Das Produkt ist mit der im Beispiel 2 beschriebenen Verbindung identisch.
Die in den obigen Beispielen verwendeten Ausgangsstoffe werden nach dem in der belgischen Patentschrift Nr. 686. 669 beschriebenen Verfahren sowie wie folgt hergestellt :
Ein Gemisch von 33, 5 g d-Weinsäure, 200 ml frisch destilliertem 2, 2, 2-Trichloräthanol, 100 ml absolutem Toluol und 1, 92 g p-Toluolsulfonsäure-hydrat wird 12 h unter Rühren am Rückfluss gekocht, wobei entstandenes Wasser (8 ml) im Wasserabscheider aufgefangen wird. Das Reaktionsgemisch wird dreimal mit je 50 ml eines 1 : 1-Gemisches einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und Eiswasser und zweimal mit je 60 ml Eiswasser gewaschen, die wässerigen Extrakte mit Benzol ausgezogen und die vereinigten organischen Lösungen über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Der Überschuss des 2,2,2-Trichloräthanols wird abdestilliert, und der Rückstand wird in 200 ml heissem Benzol gelöst. Die Lösung wird mit 100 ml Hexan verdünnt, abgekühlt und angeimpft. Der kristalline d-Wein-
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Eine Lösung von 123, 4 g d-Weinsäure-di-2, 2, 2-trichloräthylester in 2000 ml Methanol wird mit
800 ml Wasser verdünnt ; das Gemisch wird auf 10 abgekühlt und mit einer warmen (30-40 ) Lösung von 70, 59 g Natriumperjodat in 600 ml Wasser tropfenweise innerhalb von 45 min und bei einer Temperatur von 10 bis 120 versetzt. Nach dem Erreichen der Zimmertemperatur wird während 19 h bei 230 weiter- gerührt, dann 600 g Kochsalz und 2000 ml Essigsäureäthylester zugesetzt. Nach zweistündigem Rühren wird die organische Phase abgetrennt ; das übrigbleibende Gemisch wird während 20 min mit 1000 ml
Essigsäureäthylester kräftig gerührt und nach dem Abtrennen der organischen Lösung nochmals mit
1000 ml und 500 ml Essigsäureäthylester extrahiert.
Die zwei ersten Extrakte werden zusammengenommen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft ; der Rückstand wird mit Xylol nochmals zur Trockne eingedampft. Die beiden andern organischen Extrakte werden gleich behandelt, mit dem ersterhaltenen
Rückstand vereinigt und einmal mit 500 ml und zweimal mit je 250 ml heissem Aceton extrahiert. Das
Lösungsmittel wird verdampft, ein Gemisch des Rückstands in 500 ml Benzol wird zur Trockne ein- gedampft und das Rohprodukt in 1600 ml siedendem Benzol gelöst und filtriert.
Nach Zugabe von 2 bis
3 ml Wasser wird das Gemisch bei 50 gerührt und man erhält nach dem Waschen mit Benzol und Pentan und Trocknen an der Luft das Glyoxylsäure-2, 2, 2-trichloräthylester-hydrat in farblosen Plättchen,
F. 94, 5-95, 5 . Aus der Mutterlauge kann eine weitere Menge des erwünschten Produkts erhalten werden.
Der pH-Wert einer Lösung von 22, 5 g rohem Natriumsalz des Malondialdehyd-dihydrats in 500 ml
Wasser wird mit 1-n. Schwefelsäure auf etwa 9 gestellt und die Lösung mit 33, 5 g kristallinem Glyoxyl- säure-2,2,2-trichloräthylester-hydrat versetzt. Man erhält durch kräftiges Rühren eine klare gelbe Lösung,
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t-2t( = 27600).
Eine Lösung von 0, 277 g des 3,3-Diformyl-milchsäure-2,2,2-trichloräthylesters in 5 ml 1, 2-Dimethoxy- äthan wird unter Rühren und in einer Stickstoffatmosphäre innerhalb 50 min zu 15 m1 schwach siedendem n-Octan zugetropft ; dabei wird die Badtemperatur so gehalten, dass gleichzeitig 10 ml des Lösungsmittelgemisches abdestilliert werden können. Man erhält eine tiefgelbe Lösung, wobei sich während der Wasserabspaltung und beim Abkühlen polymeres Material in Flocken und als gelbbraunes Harz abzuscheiden beginnt. Die Lösung wird vom festen Material abdekantiert und bei 300 Badtemperatur und 0, 2 mm Hg eingedampft. Man erhält so den 3,3-Diformyl-acrylsäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
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als gelbes Öl, welches sich bei langsamer Destillation bei 0, 001 mm Hg zersetzt.
Taucht man einen unter einem Druck von 0, 001 mm Hg gehaltenen Kolben in ein auf 140 vorgeheiztes Ölbad, so kann das erwünschte Produkt innerhalb 15-30 sec als ein gelbes Öl sublimiert werden, das beim Abkühlen zäh-
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spektrum (in Cyclohexan) lama 234 m.
In zwei parallelen Ansätzen gibt man tropfenweise zu 400 ml schwach siedendem n-Octan innerhalb 60 min unter Rühren und in einer Stickstoffatmosphäre eine Lösung von 6 g 3,3-Diformyl-äpfelsäure- 2, 2, 2-trichloräthylester in 100 ml 1, 2-Dimethoxyäthan, wobei gleichzeitig durch einen Destillationsaufsatz 240 ml Lösungsmittelgemisch abdestilliert werden. Nach dem Abkühlen wird unter Feuchtigkeitsausschluss filtriert und das Filtrat, enthaltend den 3,3-Diformyl-acrylsäure-2,2,2-trichloräthylester, mit 1 g des 3-tert.-Butyloxycarbonyl-4,4-dimethyl-azetidino[3,2-d]thiazolidin-2-ons versetzt. Das Reaktionsgemisch wird während 9 h bei 1100 erhitzt und dann im Wasserstrahlvakuum eingedampft. Der Rückstand wird mit 60 ml Benzol extrahiert.
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Die aus beiden Ansätzen erhaltenen Benzolextrakte werden vereinigt und fünfmal mit je 75 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert. Die wässerigen Lösungen werden einmal mit Benzol ausgeschüttelt und die organischen Lösungen vereinigt ; sie enthalten zur Hauptsache polymeres Ausgangsmaterial.
Die Natriumhydrogencarbonatextrakte werden nach Zugabe von Methylenchlorid mit Zitronensäure auf PH etwa 5 angesäuert, und man erhält aus der organischen Phase den rohen 3-tert.-
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und 11, 75 (breit) ; gefolgt von einem Gemisch der beiden Isomeren A und B, bestehend zur Hauptsache aus Isomerem A, dann mit einem 85 : 15-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester nahezu reines Isomeres A, gefolgt von reinem amorphem Isomerem A;
[α]D = -122 ¯ 2 (c = 0, 460 in Chloroform),
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7carbonyl-4,4-dimethyl-azetidino[3,2-d]thiazolidin-2-on auch wie folgt durchführen :
Eine Lösung von 12 g 3,3-Diformyl-milchsäure-2,2,2-trichloroäthylester in 200 m1 1, 2-Dimethoxy- äthan wird während 30 min langsam zu 800 ml schwach siedendem Octan gegeben. Ein langsamer Strom trockener Stickstoff wird durch die Lösung geleitet und durch Destillation 200 ml der Flüssigkeit während und 100 ml nach der Zugabe abgetrennt. Die gelbe Lösung wird dann gekühlt und filtriert, und das Filtrat,
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3-Diformyl-acrylsäme-2, 2, 2-trichloräthylester,100 ml gesättigtem wässerigen Natriumhydrogencarbonat gewaschen.
Jedes Einzelextrakt wird mit 150 ml Pentan gewaschen, wobei die gleiche organische Lösung für alle wässerigen Extrakte verwendet wird. Die wässerigen Phasen werden jeweils sofort in 250 ml eiskaltes Methylenchlorid gerührt und die Suspension mit fester Zitronensäure sauergestellt ; die nachfolgenden Natriumhydrogencarbonatlösungen werden zur gleichen Suspension gegeben und diese mir fester Zitronensäure sofort angesäuert.
Die organische Lösung wird abgetrennt, die saure Phase wird zweimal mit 200 ml Methylenchlorid extrahiert und die vereinigten organischen Lösungen getrocknet und eingedampft ; man erhält so ein #saures" Produkt.
Die Äther-Octan-Lösung wird mit der Pentanlösung vereinigt, getrocknet und eingedampft ; man erhält so ein #neutrales" Produkt.
Das nach dem Dekantieren der Äther-Octan-Lösung erhaltene gummiartige Material wird in 250 ml Methylenchlorid gelöst und fünfmal mit 100 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert. Jedes der fünf wässerigen Extrakte wird mit Zitronensäure angesäuert und wie oben beschrieben zum #sauren" Produkt aufgearbeitet. Die Methylenchloridlösung wird getrocknet und liefelt eine weitere Menge des"Neutral"-Produkts.
Das vereinigte #saure" Material wird an 110 g mit Säure gewaschenem Silicagel chromatographiert :
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<tb>
<tb> Fraktion <SEP> Lösungsmittel <SEP> Volumen <SEP> (in <SEP> ml) <SEP> Eluat <SEP> (in <SEP> g)
<tb> 1- <SEP> 3 <SEP> Benzol:Essigsäureäthylester <SEP> (97:3) <SEP> 900 <SEP> 0,055
<tb> 4- <SEP> 9 <SEP> Benzol:Essigsäureäthylester <SEP> (9:1) <SEP> 1800 <SEP> 0, <SEP> 110 <SEP>
<tb> 10-16 <SEP> Benzol <SEP> : <SEP> Essigsäureäthylester <SEP> (9 <SEP> : <SEP> 1) <SEP> 2100 <SEP> 0, <SEP> 554 <SEP>
<tb> 17-19 <SEP> Benzol <SEP> : <SEP> Essigsäureäthylester <SEP> (9 <SEP> : <SEP> 1) <SEP> 900 <SEP> 0, <SEP> 105 <SEP>
<tb> 20-30 <SEP> Benzol <SEP> : <SEP> Essigsäureäthylester <SEP> (9 <SEP> : <SEP> 1) <SEP> 3300 <SEP> 0, <SEP> 283 <SEP>
<tb> 31-37 <SEP> Benzol <SEP> : <SEP> Essigsäureäthylester <SEP> (85 <SEP> :
<SEP> 15) <SEP> 2100 <SEP> 0, <SEP> 152 <SEP>
<tb>
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Die Fraktionen 10-16 (nicht reines Addukt B) werden mittels Gegenstromverteilung mit Hilfe eines PH 6, 8-Phosphatpuffers über 13 Stufen gereinigt, wobei man jeweils 40 ml eines l : l-Gemisches von Benzol und Äther als stationäre Phase und 40 ml des Puffers auf jeder Stufe verwendet. Die wässerige Phase wird auf jeder Stufe mit Zitronensäure angesäuert, mit Methylenchlorid extrahiert und der Methylenchloridextrakt mit der Äther-Benzol-Lösung vereinigt, getrocknet und verdampft. Aus den Stufen 6
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-Butyloxycarbonyl-cx. -diformylmethyl-4, 4-dimethyl-2-oxo-- 188 l (c = 0, 72 in Chloroform).
Das A-Isomere des 3-tert.-Butyloxycarbonyl-α-diformylmethyl-4,4-dimethyl-2-oxo-1-azetidino[3,2-d]- thiazolidin-essigsäure-2,2,2-trichlor thylesters wird rein aus den Fraktionen 20-37 erhalten und zeigt
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9 {weiterverarbeitet werden :
Beispiel A : Eine Lösung von 0, 07 g 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7-(2-thienylacetylamino)- isocephalosporansäure-2, 2, 2-trichloräthylester in 5 ml Tetrahydrofuran wild mit 1, 35 ml einer 0, 18-molaren Diboranlösung in Tetrahydrofuran versetzt ; letztere wird nach dem Verfahren von Freeguard et al., Chem. und Ind. ze 471, hergestellt. Nach zehnminütigem Stehen bei Zimmertemperatur wird 0, 5 ml Wasser zugegeben und die Lösung unter vermindertem Druck eingedampft.
Man erhält so als festen
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(2-Thienyl-während 5 h bei Zimmertemperatur stehen gelassen und die Lösungsmittel dann bei 60 unter vermindertem Druck destilliert. Der Rückstand wird in etwas Toluol aufgenommen und das Lösungsmittel wiederum verdampft, um eine vollständige Entfernung der flüchtigen Anteile zu erreichen. Der Rückstand wird mit 10 ml Methylenchlorid extrahiert, der unlösliche Rückstand abfiltriert und das Filtrat und die Waschflüssigkeiten unter vermindertem Druck verdampft. Das erhaltene gelbe glasartige Material zeigt im Dünnschichtchromatogramm (Silicagelplatte, 1:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester) ausser einigen polaren Verunreinigungen praktisch nur einen Fleck, Rf = 0, 6.
Das Material wird an 5 g säuregewaschenem Silicagel (aufgezogen in Benzol, Kolonnengrösse: 100 x 12 cm) chromatographiert ; es werden Fraktionen zu 10 ml entnommen. Die mit 10 ml Benzol und mit 10 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester erhaltenen Fraktionen werden verworfen. Die nächsten drei Fraktionen zu je
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Eine Lösung von 0, 0446 g 7-(2-Thienylacetylamino)-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester in 7 ml Pyridin wird drei Tage stehengelassen (konstante optische Drehung [α]D = 249 ¯ 1 ) und dann mehrmals bei jeweiliger Zugabe von Toluol unter vermindertem Druck eingedampft.
Auf Grund der
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24 : 76-Gemisch des 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylesters der Formel
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und des 7-(2-Thienylacetylamino)-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylesters. Das Gemisch wird durch Chromatographie an 3, 5 g gereinigtem Silicagel aufgetrennt, wobei man mit 70 ml eines 9 : 1-Ge- misches von Benzol und Essigsäureäthylester und 20 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert und Fraktionen zu 5 ml abtrennt.
Der erwünschte 7-(2-Thienylacetylamino)- cephalosporansäure-2, 2, 2-trichloräthylester wird aus Fraktionen 5-9 gewonnen und schmilzt nach zwei-
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Eine Lösung von 0, 1 g 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester in 1, 8 ml 90%iger wässeriger Essigsäure wird portionenweise innerhalb 30 min mit 0, 4 g Zinkstaub versetzt und das Reaktionsgemisch während 2 h bei Zimmertemperatur gerührt und dann zentrifugiert. Die klare Lösung wird mehrmals bei jeweiliger Zugabe von Toluol eingedampft, der Rückstand mit 5 ml Wasser und 25 ml Toluol geschüttelt und tropfenweise mit 2-n. Salzsäure versetzt, bis die wässerige Phase einen pH-Wert von etwa 2 erreicht hat.
Nach dreimaligem Waschen mit gesättigter Kochsalzlösung und Trocknen wird die organische Lösung eingedampft und der Rückstand aus einem Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester kristallisiert. Man erhält so die 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure der Formel
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die bei 160-160,5 schmilzt; [α]D20 = +50 (c = 1, 03 in Acetonitril) ; Infrarot-Absorptionsbanden (Kaliumbromid) bei 3,10 , 5,65 , 5,75 , 6,05 und 6,55 ; Ultraviolett-Absorptionsbanden (in Äthanol) 239 mu (s = 13600) und 262 m[1- (e : = 7750).
Beispiel B : Eine Lösung von 0, 017 g 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7-[D-5(carbo-2,2,2-trichlor-
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in 0, 2 ml Tetrahydrofuran wird mit 0, 1 ml einer 0, 18-molaren Lösung von Diboran in Tetrahydrofuran versetzt. Nach zehnminütigem Stehen wird ein Tropfen Wasser zugegeben und das Gemisch unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft.
Da sich die Reduktion nitht als komplett erweist, wird die obige Reaktion noch zweimal wiederholt, wobei man jeweils 0, 17 ml der Diboranlösung verwendet.
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[D-5- (Carbo-in 10 Tropfen Essigsäureanhydrid und 5 Tropfen Pyridin gelöst, während 4 h stehengelassen und das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand an 1 g Silicagel chromatographiert, wobei man vorerst mit 10 ml Benzol und dann mit 5 ml Fraktionen eines 4 : l-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert.
Fraktionen 4 und 5 werden einzeln in einigen Tropfen Benzol aufgenommen und die Suspensionen durch einen Wattepfropfen filtriert und unter einer Stickstoff- atmosphäre eingedampft. Aus Fraktion 5 erhält man ein sirupartiges Produkt, das aus einer kleinen Menge 70%igem wässerigen Äthanol unter Animpfen und Kratzen kristallisiert. Der erhaltene 7- [D-5- (Carbo- 2, 2, 2-trichloräthoxy)-5- (2, 2, 2-trichlor9thoxycarbonylamino)-valerylanino]-isocephalosporansäure-2, 2, 2-tri- chloräthylester der Formel
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Eine frisch bereitete Lösung von 0, 2 g 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5-(2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)-valerylamino]-isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester in 3 ml Pyridin wird während vier Tagen bei 200 stehengelassen.
Nach dreimaligem Abdampfen der Lösung mit je 3 ml Toluol unter vermindertem Druck wird der Rückstand an 60 g gereinigtem Silicagel chromatographiert, wobei mit 600 ml eines 4: l-Gemisches und 100 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert wird und Fraktionen zu je 30 ml entnommen werden. Fraktionen 12-14 ergeben den reienen 7- [D-5- (Carbo-2, 2, 2-trichloräthoxy)-5- (2, 2, 2-trichloräthoxy-carbonylamino)-valerylamino]-cephalosporansäure- 2, 2, 2-trichloräthylester der Formel
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Eine Lösung von 0, 3 g 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5-(2,2,2-trichloräthoxy-carbonylamino)- valerylamino]-cephalosporansäure-2, 2, 2-trichloräthylester in 7, 2 ml 90% iger Essigsaure wird portionenweise mit 1, 8 g Zinkstaub versetzt und während 2 h bei Zimmertemperatur gerührt. Nach dem Zenuci- fugieren wird die überstehende klare Lösung eingedampft, der Rückstand in 0, 5 ml Wasser gelöst und durch eine Säule von 2 g eines Ionenaustauschers (schwach basisch ; Polyamintyp ; Acetatform) filtriert.
Man wäscht mit 20 ml Wasser nach und lässt das Filtrat durch eine Säule von 5 g eines weiteren Ionen-
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Druck ein. Aus dem Rohprodukt erhält man das Cephalosporin C der Formel
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welches sich nach Umkristallisieren aus Wasser und Aceton bei 173-1750 zersetzt ; Infrarot-Absorptions-
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Das Produkt ist in den papierchromatographischen Systemen n-Butanol : Essigsäure : Wasser (5 : 1 : 4), n-Propanol : Essigsäureäthylester : Wasser (7 : 1 : 2) und n-Propanol : Wasser (7 : 1) mit dem fermentativ erhaltenen Cephalosporin C identisch.
Die obige Reduktion des 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichlor-äthoxy)-5-(2,2,2-trichloräthoxy-carbonylamino)valerylamino]-cephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylesters mit Zink in 90% igei Essigsäure kann vorteilhafterweise auch bei 0'durchgeführt werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.