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Die Entdeckung der wertvollen Eigenschaften des (x-Aminobenzyl-penicillins, des Ampicillins, hat zu einer intensiven Suche nach andern Amino-acylderivaten der Penicillin- und Cephalosporinreihe geführt (F. P.
Doyle et al., J. Chem. Soc. [1962], S. 1440). Bei der Synthese dieser Verbindungen ist es oft erforderlich, funktionelle Gruppen, besonders die Aminogruppen, zu schützen.
Die Abspaltung der Schutzgruppen nach Durchführung der gewünschten Reaktionen darf wegen der Labilität des Penam- und Cephamgerüstes nur unter sehr milden Besingungen erfolgen. Obwohl einige halbwegs brauch- bareschutzgruppen zur Verfügung stehen, kann keine der bekannten Gruppen voll befriedigen, da entweder ihre
Abspaltung schwierig ist, relativ scharfe Bedingungen oder lange Reaktionszeiten erfordert, oder aber so leicht vor sich geht, dass die Gruppen zu einem unerwünschten Zeitpunkt, z. B. bei der Durchführung einer im Laufe der Synthese notwendigen Reaktion, abgespalten werden.
Es wurde nun gefunden, dass die 2-Jodäthoxycarbonylgruppe diese Nachteile nicht besitzt. Diese Gruppe kann bei sehr milden Bedingungen und kurzer Reaktionszeit abgespalten werden, wobei nur wenig an Neben- produkten entsteht und hohe Ausbeuten erhalten werden. Die Abspaltung der verwandten 2, 2, 2-Trichloräthoxy- carbonylgruppe erfordert demgegenüber wesentlich längere Reaktionszeiten, was sich in der Bildung von Ne- benprodukten und somit einer Verminderung der Ausbeute auswirkt.
Darüber hinaus hat die labilere 2-Jodäthoxycarbonylgruppe den grossen Vorteil, dass sie nicht als solche während des Syntheseverfahrens anwesend sein muss, sondern erst im letzten Schritt aus einer stabileren analo- gen Schutzgruppe, z. B. der 2-Bromäthoxycarbonylgruppe gebildet werden kann. Diese Tatsache erlaubt es, bei der Synthese allenfalls unter relativ scharfen Bedingungen zu arbeiten, ohne dass deshalb die Nachteile einer nicht leicht abspaltbaren Schutzgruppe in Kauf genommen werden müssen.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Spaltung von geschützten Aminogruppen zur Her- stellung von 6-Acylamino-penam-3-carbonsäure-und 7-Acylamino-cephem-3-carbonsäureverbindungen, in denen der Acylrest von einer Carbonsäure abgeleitet und durch eine freieAminogruppe substituiert ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man entsprechende 6- [ (2-Jodäthoxycarbonylamino)-acylamino]-penam-3- carbonsäureverbindungen (I a) und 7 [ (2-Jodäthoxycarbonylamino)-acylamino]-cephem-4-carbonsäureverbin- dungen (I B) mit reduzierenden Metallen oder Metallverbindungen als chemischen Reduktionsmitteln behandelt.
In den Ausgangsstoffen Ia und Ib steht die 2 - Jodäthoxycarbonylaminogruppe vorzugsweise in < x-S'. ellung des Acylrestes ; sie kann aber auch andere Stellungen einnehmen und z. B. an einem Phenylrest, besonders in para-Stellung, oder an einer einen Phenylrest substituierenden, vorzugsweise in para-Stellung befindlichen Methylgruppe stehen.
Bei derAbspaltung der 2-Jodäthoxycarbonylgruppe aus den genannten 6-Acylamino-penam-S-carbonsäure- oder 7-Acylamino-cephem-4-carbonsäureverbindungen durchBehandeln mit einem chemischenReduktionsmittel werden in erster Linie reduzierende Metalle, oder Metallverbindungen, wie Metallegierungen oder-amal- game, vorteilhafterweise in Gegenwart von Wasserstoff abgebenden Mitteln, die zusammen mit den Metallen, Metallegierungen oder-amalgamen naszierenden Wasserstoff erzeugen, verwendet.
Solche Mittel sind insbesondere Zink, sowie Zinklegierungen, z. B. Zinkkupfer, oder Zinkamalgam, die vorteilhafterweise in Gegenwart von sauren Mitteln, insbesondere, gegebenenfalls Wasser enthaltenden Säuren, wie organischen Carbonsäuren, z. B. Niederalkansäuren, wie Essigsäure, z. B. wässerige Essigsäure, ferner Ammoniumchlorid oder Pyridin-hydrochlorid, oder von Alkoholen, wie Niederalkanolen, z. B. Methanol oder Äthanol, gegebenenfalls in Gegenwart von Säure, verwendet werden, sowie Magnesium, ferner Alkalimetallamalgame, z. B. Natrium-oder Kaliumamalgam, oder Aluminiumamalgam, die vorzugsweise in Gegenwart eines feuchten Lösungsmittels, wie Äther oder Niederalkanolen, sowie stark reduzierende Metallsalze, wie Chrom-II-verbindungen, z. B.
Chrom-II-chlorid oder Chrom-II-acetat, die vor allem in Gegenwart von wässerigen Medien verwendet werden. Führt man die Reduktion im wässerigen Medium durch, so setzt man vorzugsweise mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, wie Niederalkanole, Niederalkancarbonsäuren oder Äther, z. B. Methanol, Äthanol, Essigsäure, Tetrahydrofuran, Dioxan, Äthylenglykol-di-methyläther, Diäthylenglykol-dimethyläther, Dimethylformamid oder Aceton, zu.
Mit dem Ausdruck "nieder" werden hiebei ebenso wie im folgenden solche aliphatische Verbindungen und Reste, z. B. Alkanole, Alkansäuren, Alkylreste und von diesen abgeleitete Gruppen, wie Alkoxyreste, bezeichnet, die bis zu 7 und vorzugsweiseweise 1-4-Kohlenstoffatome enthalten.
Die bevorzugte Ausführungsform des neuen Verfahrens verwendet Zink, Zink-Kupfer oder Zinkamalgam in Gegenwart von Methanol oder wässeriger, z. B. 90%iger Essigsäure.
Die Reaktion wird üblicherweise in Gegenwart von mindestens einem Mol Wasser, und unter milden Bedingungen, z. B. bei Zimmertemperatur oder sogar unter Kühlen, z. B. bei Temperaturen von etwa - 10 bis etwa 30OC, wenn erwünscht, in einer Inertgas-, wie Stickstoffatmosphäre, durchgeführt.
Die erfindungsgemäss verwendeten 6-Acylamino-penam-3-carbonsäure-oder 7-Acylamino-cephem-4- carbonsäureverbindungen, in denen der Acylrest von einer Carbonsäure abgeleitet und durch eine 2-Jodàthoxy- carbonylaminogruppe substituiert ist (Ia und Ib), können erhalten werden, indem man in entsprechenden 6-L (2- X-Äthoxycarbonylamino)-acylamino] -penam-3-carbonsäureverbindungen (II a) oder7- [ (2-X-äthoxycarbonyl-
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amino) -acylaminoJ -cephem-4-carbonsäureverbindungen (IIb), worin X für eine von Jod verschiedene reaktions- fähig veresterte Hydroxylgruppe steht, X gegen ein Jodatom austauscht.
Eine reaktionsfähig veresterte Hydroxylgruppe X ist vorzugsweise eine mit einer starken anorganischen oder organischen Säure veresterte Hydroxylgruppe. Geeignete Säuren sind beispielsweise Mineralsäuren, wie Chlorwasserstoff-oder vor allem Bromwasserstoffsäure, oder organische Sulfonsäuren, z. B. Alkansulfonsäuren, wie Methan- oder Äthansulfonsäure, oder Arylsulfonsäuren, z. B. gegebenenfalls substituierte Benzolsulfonsäu- ren, wie m-Nitrobenzolsulfonsäure, p-Brombenzolsulfonsäure, p-Nitrobenzolsulfonsäure oder p-Toluolsulfon- säure. Die bevorzugte Bedeutung von X ist ein Bromatom.
Der Austausch des Restes X gegen ein Jodatom in den Verbindungen IIaundIIb kann in üblicher Weise erfolgen, z. B. durch Umsetzen mit einem geeigneten Jodsalz, insbesondere einem Alkalimetalljodid, wie Natri- um- oder Lithiumjodid, in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels, insbesondere eines organischen Lösungsmittels, in welchem das Jodsalz, z. B. Natrium-oder Lithiumjodid, gut löslich und das entstehende Salz des Restes X, z. B. Natriumbromid, nur schwer löslich ist. Als Lösungsmittel sind z. B. Aceton, Äthyl-methylketon, Isopropyl-methylketon und Dimethylformamid zu nennen.
Da sich der 2-X-Äthoxycarbonylrest, ausser gegen die genannten Reduktionsmittel, gegenüber den in der 6-Amino-penam-3-carbonsäure- und 7-Amino-cephem-4-carbonsäure-chemie üblicherweise verwendeten Reaktionsmitteln äusserst inert verhält, können an den Verbindungen IIa und IIb dieverschiedenartigstenReaktio- nen durchgeführt werden, ohne dass die Aminogruppe in Mitleidenschaft gezogen oder der schützende 2-X-Äthoxycarbonylrest abgespalten wird.
Üblicherweise führt man die gewünschten Umsetzungen mit den Verbindungen IIa und IIb durch und bildet die Verbindungen Ia und Ib durch Austausch von X gegen Jod erst unmittelbar vor der Behandlung mit Reduktionsmitteln.
Die Verbindungen Ha und IIb können erhalten werden, indem man in an der Aminogruppe höchstens durch leicht abspaltbare Reste, z. B. Silylreste, substituierte, bekannte oder nach bekannten Methoden herstellbare 6-Amino-penam-carbonsäure-oder 7-Amino-cephem-4-carbonsäureverbindungen an der Aminogruppe einen 2-X-Äthoxycarbonyl-aminoacylrest einführt.
Die Einführung kann nach an sich bekannten, insbesondere in der Peptidchemie bekannten Methoden erfolgen, z. B. durch Behandeln mit 2-X-Äthoxycarbonyl-aminocarbonsäuren oder Halogeniden, gemischten Anhydriden oder aktivierten Estern davon.
Die Verbindungen IIa und IIb können auch erhalten werden, indem man in entsprechende, an der Aminogruppe nicht geschützte Verbindungen die 2-X-Äthoxy-carbonylgruppen einführt. Die Verbindungen dieser Art sind ebenfalls bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Die Einführung kann in an sich bekannter Weise erfolgen, insbesondere durch aufeinander folgende Einwirkung von Phosgen und einem 2-X-Äthanol.
Die erfindungsgemäss herstellbaren 6-Acylamino-penam-carbonsäure- oder 7-Acylamino-cephem-4-carbonsäureverbindungen sind teils bekannte, teils neue, wertvolle Antibiotika oder Ausgangsmaterialien zur Herstellung von solchen.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Für die Dünnschichtchromatographie an Silicagel wurden folgende Systeme verwendet :
EMI2.1
<tb>
<tb> System <SEP> 45 <SEP> = <SEP> sek.-Butanol-wässeriger <SEP> Ammoniak <SEP> 3going <SEP> (70 <SEP> : <SEP> 30).
<tb>
System <SEP> 52A <SEP> = <SEP> n-Butanol <SEP> - <SEP> Eisessig <SEP> - <SEP> Wasser <SEP> (67 <SEP> : <SEP> 10 <SEP> : <SEP> 23).
<tb>
System <SEP> 67 <SEP> = <SEP> n-Butanol-Äthanol-Wasser <SEP> (40 <SEP> : <SEP> 10 <SEP> : <SEP> 50).
<tb>
System <SEP> 100 <SEP> = <SEP> Essigester-Pyridin <SEP> - <SEP> Eisessig <SEP> - <SEP> Wasser <SEP> (62 <SEP> : <SEP> 21 <SEP> : <SEP> 6 <SEP> : <SEP> 11). <SEP>
<tb>
System <SEP> 110 <SEP> = <SEP> Eissigester-n-Butanol-Pyridin-Eisessig-Wasser <SEP> (42 <SEP> : <SEP> 21 <SEP> : <SEP> 21 <SEP> : <SEP> 6 <SEP> : <SEP> 10). <SEP>
<tb>
IRH <SEP> = <SEP> Reindel-Hoppe <SEP> Reagens.
<tb>
Beispiel 1 : 3-Acetoxymethyl-7ss- [N'- (2-jodäthoxy)-carbonyl-D- ( < x)-phenylglycylamido] -ceph-3- em-4- carbonsäure (600 mg, 1 mMol) wurde in 30 ml unter Hochvakuum entgastem Dimethylformamid aufgelöst. Die klare Lösung wurde nach Zugabe von 20 ml piger wässeriger Essigsäure mit 1, 0 g Zinkstaub (Riedel- DeHaen puriss.) versetzt und während 20 min bei Raumtemperatur mit einem Ultraschall-Rührgerät gerührt.
Der nicht in Reaktion getretene Zinkstaub wurde durch Filtration entfernt und in mehreren Portionen mit insgesamt 40 ml Dimethylformamid nachgewaschen. Das Filtrat wurde während einiger Minuten mit 50 ml Austauscherharz (Dowex-50X16, 20-50 mesh) in der H+-Form verrührt. Das Austauscherharz wurde abfiltriert und mit mehreren Portionen Wasser nachgewaschen. Das Filtrat wurde im Hochvakuum bei einer Badtemperatur von weniger als 300C am Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft.
Das Rohprodukt (0, 73 g), welches noch wenig Lösungsmittel enthielt, war dünnschichtchromatographisch einheitliche 3-Acetoxymethyl-7ss [D- (ot)-phenylglycylamido] -ceph-3-em-4-carbonsäure (D-Cephaloglycin) der Formel
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EMI3.1
Bei einer verdünnten Probe wurde mikrobiologisch der Gehalt an Cephaloglycin bestimmt, welcher 0, 36 g entsprach.
Das Rohprodukt wurde in 15 ml Acetonitril/Methanol/Wasser (1 : 1 : 1 : v/v) aufgelöst und klarfiltriert.
Die schwach gelblich gefärbte Lösung wurde durch tropfenweise Zugabe von konzentriertem Ammoniak/Wasser (1 : 1) auf einen PH-Wert von 4, 3 eingestellt, worauf sofort eine leichte Trübung auftrat. Man lies über Nacht im Kühlschrank stehen, wobei sich farblose Kristallnadeln ausschieden. Diese wurden abfiltriert, mit einer eisgekühlten Lösung von Acetonitril/Methanol/Wasser (l : l : l) und mit Methanol und Äther gewaschen und im Hochvakuum während 3 h bei 300C getrocknet. Das so erhaltene Cephaloglycin (205 mg) war bezüglich mikrobiologischer Aktivität und der physikalisch-chemischen Eigenschaften nicht von authentischem Cephaloglycin zu unterscheiden.
Im Dünnschichtchromatogramm auf Silicagel Platten konnten nach Entwicklung mit den Systemen 52A, 67 und 110 weder mit Joddampf noch mit dem Ninhydrin-Collidin-Reagens (NC) irgendwelche Verunreinigungen nachgewiesen werden :
EMI3.2
<tb>
<tb> System <SEP> : <SEP> 52A <SEP> Rf-Wert <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 23 <SEP> NC-Färbung <SEP> : <SEP> ocker <SEP>
<tb> 67 <SEP> 0,19 <SEP> violett
<tb> 110 <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> violett
<tb>
Aus dem Filtrat wurde nach Zugabe von Aceton und erneutem Aufbewahren im Kühlschrank eine weitere Fraktion von Cephaloglycin isoliert (75 mg), welche sich von der Hauptmenge nur durch eine sehr schwache Gelbfärbung unterschied. Aus den Mutterlaugen kann mit Hilfe des beschriebenen Aufarbeitungsverfahrens weiteres Cephaloglycin isoliert werden.
Das Ausgangsmaterial kann wie folgt hergestellt werden :
EMI3.3
0 bis - 50C abgekühlt. Bei dieser Temperatur und unter gutem Rühren tropfte man innerhalb 1 h gleichzeitig 21,8 ml (37, 5 g, 0,20 Mol) 2-Bromäthoxy-carbonylchlorid in 200 ml Dioxan und 100 ml 2n-Natronlauge zu. Die Reaktionslösung wurde während 1 h bei OOC weitergerührt und mit 11 Äther versetzt. Nach kurzem Rühren wurden die Schichten abgetrennt. Die Ätherphase wurde mit 50 ml Wasser gewaschen und verworfen. Die wässerigen Anteile wurden mit 500 ml Essigester überschichtet, mit konzentrierter Phosphorsäure auf PH 2,5 angesäuert und mit Kochsalz gesättigt. Die wässerigen Schichten wurden zweimal mit je 150 ml Essigester nachex- trahiert und verworfen.
Die organischen Extrakte wurden mit 4 Portionen gesättigter Kochsalzlösung (je 50 ml) gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit.
Der Rückstand (50,9 g) wurde in der Wärme in Methylenchlorid aufgelöst und mit Cyclohexan versetzt.
Beim Stehenlassen im Kühlschrank bildete sich ein dicker Brei von nadelförmigen Kristallen, welche in der Kälte abgenutscht wurden. Der farblose Niederschlag wurde mit Methylenchlorid/Cyclohexan (1 : 9 v/v) und mit Pentan gewaschen und im Vakuumexsikkator zur Gewichtskonstanz getrocknet. Man erhält so 33,5 g 2Bromäthoxycarbonyl-D- - (ex) -phenylglycin (740/0 d. Th., Fp. 99 bis 1000C unkorr.). Aus dem Filtrat konnten weitere 5, 05 g gelbliche Kristalle mit einem Fp. von 83 bis 880C erhalten werden. Die Mutterlaugen (4, 75 g gelbes Öl) wurden verworfen. Die 2. Kristallfraktion ergab nach nochmaliger Kristallisation 4, 52 g farbloses Material, welches bei 96 bis 980C schmolz (Totalausbeute : 38, 02 g, 841o d. Th.).
Das Analysenprodukt schmolz nach erneuter Kristallisation aus Methylenchlorid/eyc1ohexan unverändert bei 99 bis 1000C (unkorr.). In einem Wiederholungsansatz wurde unter den gleichen Bedingungen ein wachsartiges farbloses Produkt erhalten, welches einen Fp. von 110 bis 111 C aufwies, sich aber sonst in keiner Weise vom Produkt des I. Ansatzes unterschied.
Eine Lösung von 30,2 g (0, 1 Mol) 2-Bromäthoxycarbonyl-D- phenylglycin in 500 ml absolutem Tetrahydrofuran wurde mit 13,2 ml (0,1 Mol) absolutem Triäthylamin versetzt und auf - 100C abgekühlt. Unter Ausschluss von Feuchtigkeit und gutem Rühren tropfte man dazu 13,5 ml (0, 1 Mol) Chlorameisensäureisobutylester. Die weisse Suspension wurde während 15 min bei -10 C weitergerührt. Inzwischen wurden 32, 6 g (0, 12 Mol) etwa 900/0iger 7-Aminocephalosporansäure in 400 ml 50% igem wässerigem Tetrahydrofuran suspendiert und durch Zugabe von 15, 8 ml (0, 12 Mol) Triäthylamin in Lösung gebracht. Nach Abkühlen auf 0 C liess
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man diese Lösung zum gemischten Anhydrid zufliessen.
Das Reaktionsgemisch wurde während 1 h bei 0 bis 10 C und einer weiteren Stunde bei Raumtemperatur (20 bis 250C) gerührt.
Das Tetrahydrofuran wurde hierauf bei reduziertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde mit 300 ml Wasser verdünnt und mit 200 ml Essigester ausgeschüttelt. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit 100 ml 0, Seiger Dikaliumhydrogenphosphatlösung nachextrahiert. Etwas ungelöstes Material wurde durch Fil- tration entfernt. Die Essigesterauszüge wurden über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Der Rückstand (etwa 17 g) enthielt laut Dünnschichtchromatogramm neben unpolaren Nebenprodukten nur wenig gewünschtes Material und wurde verworfen. Die wässerigen Extrakte wurden mit 400 ml eisgekühltem Essigester überschichtet und mit etwa 5M Phosphorsäure auf PH 2, 5 angesäuert.
Der dabei ausfallende Niederschlag wurde abfiltriert, mit Wasser und Essigester gewaschen und getrocknet : 5, 2 g (laut Chromatogramm auf SilicagelPlatten in den Systemen 52 A und 67 praktisch reine 7-Aminocephalosporansäure, 19 mMol). Die wässerige Phase des Filtrats wurde abgetrennt, zweimal mit je 300 ml Essigester nachextrahiert und verworfen. Die organischen Auszüge wurden mit je 300 ml Wasser und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Nach Trocknung im Hochvakuum blieben 44, 58 g dünnschichtchromatographisch einheitliches Material in Form eines leicht gelb gefärbten Schaumes zurück.
Durch Filtration des in Essigester unter Zusatz von Aceton gelösten Rohproduktes durch eine Kolonne aus 800 g Kieselgel und nachfolgende Elution derSubstanzreste mit Essigester/Methanol (9 : 1 v/v) wurden 1, 76 g unpolares Nebenprodukt und die gelbe Färbung entfernt. Die dünnschichtchromatographisch reine 3-Acetoxymethyl-7 - (2-bromäthxoy)-carbonyl-D-(α)-phenylglycylamido]-ceph-3-em-4-carbonsäure (Bac-DCephaloglycin) (37, 3 g) kristallisierte aus Essigester. Das Analysenprodukt wurde aus Aceton/Methylacetat/ Cyclohexan umkristallisiert und schmolz nach Trocknung im Hochvakuum beiRaumtemperatur bei 159, 5 bis 1610C unter Zersetzung (unkorr.).
Die optische Drehung in Methanol betrug + 210 : 1 (c = 0, 9891o).
11, 0 g (20 mMol) 3-Acetoxymethyl-7ss- [N'- (2-bromäthoxy)-carbonyl-D- (a)-phenylglycylamido]-ceph- 3-em-4-carbonsäure (Rohkristallisat, Fp. 154 bis 550C unter Zersetzung) wurden in 180 ml Aceton aufgelöst.
Wenig ungelöstes Material (0, 2 g) wurde durch Filtration entfernt und verworfen. Das Filtrat wurde mit 12, 0 g Natriumjodid in 120 ml Aceton versetzt und während 15 h bei 350C stehengelassen, wobei sich ein dicker wei- sser Niederschlag bildete.
Das Aceton wurde im Wasserstrahlvakuum fast vollständig aus der Reaktionslösung abgedampft. Der Rückstand wurde mit etwa 200 ml Dimethylformamid digeriert. Nach Zugabe von 200 ml Wasser und 300 ml Essigester erfolgte eine vollständige Auflösung des Rückstandes. Die organische Phase wurde abgetrennt und viermal mit je 100 ml Wasser gewaschen. Durch Zugabe von einigen Natriumthiosulfatkristallen zur ersten Waschlösung wurde die braungelbe Färbung der Lösung weitgehend entfernt. Die wässerigen Phasen wurden zweimal mit frischem Essigester nachextrahiert und verworfen. Die organischen Phasen wurden über Magnesiumsulfat getrocknet und zusammen mit etwa 50 g gereinigtem Silicagel zur Trockne eingedampft.
Der Rückstand wurde auf eine Kolonne von 330 g mit konzentrierter Salzsäure gereinigtem Silicagel (aufgeschlämmt in Methylenchlorid) aufgetragen. Mit Methylenchlorid/Methylacetat (4 : 1 v/v) wurde praktisch
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EMI4.2
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sehr feinen farblosen Nadeln, welche bei 162 bis 63, 50C unter Zersetzung schmolzen (8, 83 g). Die Mutterlaugen enthielten fast reines Produkt, welches nur durch geringeMengen eines sehr schwerlöslichen Materials verunreinigt war.
Die Analysenprobe wurde noch zweimal aus Aceton/Methylacetat/Cyclohexan umkristallisiert und im Hochvakuum bei 350C während 18 h getrocknet. Sie schmolz bei 166 bis 670C (Zers. ) beim Erwärmen ab 1600.
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Analyse : ber. : C 41, 80%, H 3, 68%, N 6, 96%, S 5, 31%, J 21, 03% ; gef. : C 41, 62%, H 3, 80%, N 7, 06%, S 5, 43%, J 21, 180/0.
EMI5.1
2 : 6, 0gereinigtemAceton aufgelöst. Die klare Lösung wird während 28 h im Kühlschrank bei Ocl aufbewahrt, wobei ein dicker Niederschlag von Natriumbromid ausfällt. Das Reaktionsgemisch wird schonend im Vakuum zur ne eingedampft. Der Rückstand wird in Essigester aufgenommen und mehrmals mitWasser gewaschen, wobei der ersten Waschfraktion ein Tropfen verdünnter Natriumthiosulfatlösung zugegeben wird. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet und bei reduziertem Druck vom Lösungsmittel befreit.
Der schwach gelbe, schaumige Rückstand von 6-N'-[2-Jodäthoxycarbonyl-D-(α)-phenylglycylamido]-penicillansäure der Formel
EMI5.2
ist dünnschichtchromatographisch fast einheitlich (Systeme Essigester/Eisessig 9 : 1, 100), unterscheidet sich aber im Rf-Wert nicht vom Ausgangsmaterial. Die Struktur der Verbindung wird durch die Bestimmung des spezifischen Jodgehaltes bestätigt. Das Rohprodukt wird ohne weitere Reinigung für den nächsten Reaktionsschritt verwendet.
Das Produkt aus dem obigen Ansatz wird in 150 ml Tetrahydrofuran gelöst und mit 150 ml 90% niger wässeriger Essigsäure verdünnt. Die Lösung wird im Eisbad gekühlt und unter Rühren mit einem Ultraschallrührer (Tornado) portionenweise mit total 10 g Zinkstaub (Gr. 525, Zoco, Canada) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird während 30 min unter Eiskühlung gerührt. Der überschüssige Zinkstaub wird mithilfe von Diatomeenerde (Hyflo-Filterhilfsmittel) abfiltriert und mit Tetrahydrofuran gewaschen. Das Filtrat wird im Hochvakuum am Rotationsverdampfer schonend zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in 50 ml Methylisobutylketon und 20 ml Wasser aufgenommen, unter Eiskühlung mit In-Salzsäure auf PH 1, 5 gestellt und sofort mit Kochsalz gesättigt.
Die wässerige Phase wird abgetrennt, mit 10 ml Methylisobutylketon nachgewaschen und verworfen.
Die organischen Extrakte werden zweimal mit je 10 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und unter Eiskühlung mit Triäthylamin auf PH 5, 0 gestellt. Man bewahrt über Nacht im Kühlschrank auf, worauf das Kristallisat abfiltriert, gewaschen und getrocknet wird. Die erhaltene praktisch farblose 6-[D- (Cé) -Phenylglycyl- amido]-penicillansäure der Formel
EMI5.3
ist im Dünnschichtchromatogramm auf Silicagel Platten (Systeme 45,100, Aceton/Eisessig 95 : 5, Nachweis mit IRH-Reagens oder Joddampf) nicht von authentischem Ampicillin zu unterscheiden und zeigt dieselben mikrobiologischen Aktivitäten gegen ausgewählte Testkeime. Die Mutterlaugen enthalten lautDünnschicht- chromatogramm noch geringe Mengen an unreagiertem Ausgangsmaterial.
Bei der analogen Reduktionsreaktion unter Verwendung von überschüssigem Chrom- (II)-acetat (hergestellt nach G. Rosenkranz, O. Mancera, J. GaticaundC. Djerassi, J. Amer. Chem. Soc. 72,4077 [1950]) in Dimethyl- formamid kann schon nach 15 min Reaktionsdauer bei 00 kein Ausgangsmaterial mehr nachgewiesen werden.
Die als Ausgangsmaterial verwendete 6-N'- [2-Bromäthoxycarbonyl-D- (a)-phenylglycylamido]-penicil- lansäure kann wie folgt hergestellt werden :
36, 24 g 2-Bromäthoxycarbonyl-D-(α)-phenylglycylcin werden in 600 ml absolutem Tetrahydrofuran aufgelöst, auf-100 abgekühlt und mit 15,84 ml absolutem Triäthylamin versetzt. Zu dieser Lösung gibt man 16, 4 ml Chlorameisensäure-isobutylester und rührt während 15 min bei - 100 weiter. Die dabei erhaltene Suspension
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versetzt man hierauf mit einer auf 0 gekühlten Lösung von 28,5 g 6-Aminopenicillansäure und 17, 4 ml Tri- äthylamin in 480 ml 50%0igem wässerigem Tetrahydrofuran.
Nach einer Reaktionsdauer von 1 h bei 00 und 1 h bei Raumtemperatur wird das Tetrahydrofuran bei reduziertemDruck abgedampft. Der wässerige Rückstand wird mit 300 ml Wasser und 500 ml Essigester versetzt und unter Eiskühlung durch Zugabe von etwa 5 m Phosphorsäure auf PH 2,5 angesäuert. Die wässerige Phase wird abgetrennt, zweimal mit je 200 ml Essigester nachextrahiert und verworfen. Die organischen Extrakte werden mit 200 ml Wasser und zweimal 300 ml gesättigter Kochsalzlösung nachextrahiert, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand (71, 98 g) zeigt bei der Chromatographie auf Silicagel-Platten in den Systemen 52A, 67,100 und Essigester/Eisessig (9 : 1) fast einheit- liche Substanzflecken.
Eine Probe dieses Rohproduktes wird durch ein Schnellchromatogramm an der etwa 20fachen Menge Sili- cagel Merck (puriss., Zusatz von 10/0 Eisessig) gereinigt. Die erhaltene 6-N'-[2-Bromäthoxycarbonyl-D-(α)- phenylglycylamido]-penicillansäure, welche in Form eines farblosen Schaumes mit Toluol/Essigester (2 : 1)
EMI6.1
7,27 (wm); 8,15 (s) ; 8,69 (m) ; 8,85 (m) ; 9,25 (m) ; 9,62 (wrn) g.
Die Hauptmenge (70,0 g) wird in 500 ml Äther aufgelöst und tropfenweise mit 60 ml 3 M methanolischer Natrium-a-äthylhexanoatlösung versetzt. Man lässt die Suspension während 2 h im Kühlschrank stehen und filtriert das weisse Kristallisat ab. Der Niederschlag wird mehrmals mit trockenem Äther gewaschen und über Nacht im Hochvakuum getrocknet (48,89 g). Die Mutterlaugen, welche laut Dünnschichtchromatogrammen auf Silicagel Platten weiteres Material enthalten, werden verworfen. Die Kristalle des Natriumsalzes zersetzen
EMI6.2
In analoger Weise wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, kann man z.
B. folgende Verbindungen herstellen : 3-Methyl-7ss-(α-amino-phenylacetylamino)-ceph-3-em-4-carbonsäure-p-nitrobenzylester, dessen p-Toluolsulfonat bei 211 bis 2160 (Zers.) schmilzt, durch Behandeln des 3-Methyl-7ss-[α-(2-bromäth- oxycarbonylamino)-phenylacetylamino]-ceph-3-em-4-carbonsäure-p-nitrobenzylesters mit Natriumjodid in Gegenwart von Aceton und Reduktion des erhaltenen 3-Methyl-7ss-[α-(2-jodäthoxycarbonylamino)-phenyl- acetylamino]-ceph-3-em-4-carbonsäure-p-nitrobenzylesters mit Zink in Gegenwart von piger wässeriger
EMI6.3
umjodid in Gegenwart von Aceton und Reduktion der erhaltenen 2, 2-Dimethyl-7ss-[D-α
-(2-jodäthoxycarbo- nylamino)-phenylacetylamino]-ceph-3-em-4-carbonsäure mit Zink in Gegenwart von 90% niger wässeriger Eisessigsäure ;
EMI6.4
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EMI7.1
- Dimethyl-7 ss - [ex -amino-ex - (2-thienyl) -acetylamino ] -ceph -3 -em-4-carbonsäure,nylacetylamino}-cephalosporansäure mit Natriumjodid in Gegenwart von Aceton und Reduktion des erhaltenen 7-{D-4-[1-(2-Jodäthoxycarbonylamino)-äthyl]-phenylacetylamino}-cephalosporansäure mit Zink in Gegenwart von 90%figer wässeriger Essigsäure ;
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cephalosporansäure mit Natriumjodid in Gegenwart von Aceton und Reduktion der erhaltenen 7- [4- (2-Jodäth- oxycarbonylaminomefhyl)-phenylacetylamino]-cephalosporansäure mit Zink inGegenwart von piger wässeriger Essigsäure ;
(-)-6-(ss-Amino-α-phenyl-propionylamino)-penicillansäure-pivaloyloxymethylester, als Hydrochlorid, Infrarotabsorptionsspektrum : Charakteristische Banden 1785 bis 1780 cm'\ 1760 cm-l und 1775 cm-l, durch Behandeln des (-)-6-[ss-Bromäthoxycarbonylamino)-α-phenylpropionylamino]-penicillincarbonsäurepiva- loyloxymethylesters mit Natriumjodid in Gegenwart von Aceton und Reduktion des erhaltenen (-)-6- [ss- (2-
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von 90goriger wässeriger Essigsäure ;
7 (D-α-Amino-phenylacetylamino)-cephalosporansäure-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-benzylester, Fp. 125 bis 1290, durch Behandeln des 7-[D-α
-(2-Bromäthoxycarbonylamino)-phenylacetylamino]-cephalo-
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mit Zink in Gegenwart von 90%iger wässeriger Essigsäure.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von 6-Aminoacylamino-penam-3-carbonsäure- und 7 -Aminoacylamino- cephem-4-carbonsäureverbindungen, in denen der Acylrest von einer Carbonsäure abgeleitet ist, dadurch
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(Ib) mit reduzierenden Metallen oder Metallverbindungen als chemischen Reduktionsmitteln behandelt.
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The discovery of the valuable properties of (x-aminobenzyl-penicillin, ampicillin, led to an intensive search for other amino-acyl derivatives of the penicillin and cephalosporin series (F. P.
Doyle et al., J. Chem. Soc. [1962], p. 1440). In the synthesis of these compounds it is often necessary to protect functional groups, especially the amino groups.
The splitting off of the protective groups after the desired reactions have been carried out may only take place under very mild conditions because of the instability of the penam and cepham skeleton. Although there are some reasonably useful protection groups available, none of the known groups can fully satisfy, as either theirs
Cleavage is difficult, requires relatively harsh conditions or long reaction times, or occurs so easily that the groups at an undesired point in time, e.g. B. when carrying out a reaction necessary in the course of the synthesis, are split off.
It has now been found that the 2-iodoethoxycarbonyl group does not have these disadvantages. This group can be split off under very mild conditions and with a short reaction time, with only a small amount of by-products and high yields being obtained. The cleavage of the related 2, 2, 2-trichloroethoxycarbonyl group, in contrast, requires considerably longer reaction times, which has the effect of forming by-products and thus reducing the yield.
In addition, the more labile 2-iodoethoxycarbonyl group has the great advantage that it does not have to be present as such during the synthesis process, but only in the last step from a more stable analogous protective group, e.g. B. the 2-bromoethoxycarbonyl group can be formed. This fact makes it possible to work in the synthesis at best under relatively severe conditions without therefore having to accept the disadvantages of a protective group that cannot be easily split off.
The invention accordingly provides a process for cleaving protected amino groups for the production of 6-acylamino-penam-3-carboxylic acid and 7-acylamino-cephem-3-carboxylic acid compounds in which the acyl radical is derived from a carboxylic acid and through a free amino group is substituted, which is characterized in that corresponding 6- [(2-Jodäthoxycarbonylamino) -acylamino] -penam-3-carboxylic acid compounds (I a) and 7 [(2-Jodäthoxycarbonylamino) acylamino] -cephem-4-carboxylic acid compounds applications (IB) treated with reducing metals or metal compounds as chemical reducing agents.
In the starting materials Ia and Ib the 2-iodoethoxycarbonylamino group is preferably in <x-S '. position of the acyl radical; but it can also take other positions and z. B. on a phenyl radical, especially in the para position, or on a phenyl radical substituting methyl group, preferably in the para position.
When the 2-iodoethoxycarbonyl group is split off from the 6-acylamino-penam-S-carboxylic acid or 7-acylamino-cephem-4-carboxylic acid compounds by treatment with a chemical reducing agent, reducing metals or metal compounds such as metal alloys or amalgam are primarily used , advantageously in the presence of hydrogen-releasing agents which, together with the metals, metal alloys or metal amalgams, generate nascent hydrogen.
Such agents are in particular zinc, as well as zinc alloys, e.g. B. zinc copper, or zinc amalgam, which advantageously in the presence of acidic agents, in particular, optionally water-containing acids, such as organic carboxylic acids, e.g. B. lower alkanoic acids such as acetic acid, e.g. B. aqueous acetic acid, also ammonium chloride or pyridine hydrochloride, or alcohols such as lower alkanols, eg. B. methanol or ethanol, optionally in the presence of acid, can be used, as well as magnesium, also alkali metal amalgams, z. B. sodium or potassium amalgam, or aluminum amalgam, which is preferably in the presence of a moist solvent, such as ether or lower alkanols, and strongly reducing metal salts, such as chromium-II compounds, e.g. B.
Chromium (II) chloride or chromium (II) acetate, which are mainly used in the presence of aqueous media. If the reduction is carried out in an aqueous medium, then preferably water-miscible organic solvents, such as lower alkanols, lower alkanecarboxylic acids or ethers, eg. B. methanol, ethanol, acetic acid, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, dimethylformamide or acetone, too.
With the term "lower", as in the following, such aliphatic compounds and radicals, e.g. B. alkanols, alkanoic acids, alkyl radicals and groups derived therefrom, such as alkoxy radicals, which contain up to 7 and preferably 1-4 carbon atoms.
The preferred embodiment of the new process uses zinc, zinc-copper or zinc amalgam in the presence of methanol or aqueous, e.g. B. 90% acetic acid.
The reaction is usually carried out in the presence of at least one mole of water, and under mild conditions, e.g. B. at room temperature or even under cooling, e.g. B. at temperatures of about -10 to about 30OC, if desired, in an inert gas such as nitrogen atmosphere.
The 6-acylamino-penam-3-carboxylic acid or 7-acylamino-cephem-4-carboxylic acid compounds in which the acyl radical is derived from a carboxylic acid and substituted by a 2-iodoethoxycarbonylamino group (Ia and Ib) can be obtained are by in appropriate 6-L (2- X-Äthoxycarbonylamino) -acylamino] -penam-3-carboxylic acid compounds (II a) or 7- [(2-X-ethoxycarbonyl-
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amino) -acylaminoJ -cephem-4-carboxylic acid compounds (IIb), in which X stands for a reactive esterified hydroxyl group other than iodine, X is exchanged for an iodine atom.
A reactive esterified hydroxyl group X is preferably a hydroxyl group esterified with a strong inorganic or organic acid. Suitable acids are, for example, mineral acids, such as hydrochloric or, above all, hydrobromic acid, or organic sulfonic acids, e.g. B. alkanesulfonic acids, such as methane or ethanesulfonic acid, or arylsulfonic acids, e.g. B. optionally substituted benzenesulfonic acids, such as m-nitrobenzenesulfonic acid, p-bromobenzenesulfonic acid, p-nitrobenzenesulfonic acid or p-toluenesulfonic acid. The preferred meaning of X is a bromine atom.
The exchange of the radical X for an iodine atom in the compounds IIaundIIb can be carried out in a customary manner, e.g. B. by reacting with a suitable iodized salt, especially an alkali metal iodide, such as sodium or lithium iodide, in the presence of a suitable solvent, especially an organic solvent in which the iodized salt, eg. B. sodium or lithium iodide, readily soluble and the resulting salt of the residue X, z. B. sodium bromide, is only sparingly soluble. As solvents are, for. B. acetone, ethyl methyl ketone, isopropyl methyl ketone and dimethylformamide.
Since the 2-X-ethoxycarbonyl radical, apart from the reducing agents mentioned, is extremely inert towards the reagents commonly used in 6-amino-penam-3-carboxylic acid and 7-amino-cephem-4-carboxylic acid chemistry, an the most varied reactions can be carried out with the compounds IIa and IIb without the amino group being affected or the protective 2-X-ethoxycarbonyl radical being split off.
The desired reactions are usually carried out with the compounds IIa and IIb and the compounds Ia and Ib are formed by exchanging X for iodine only immediately before the treatment with reducing agents.
The compounds Ha and IIb can be obtained by adding to the amino group at most by easily cleavable radicals, eg. B. silyl radicals, substituted, known or by known methods 6-amino-penam-carboxylic acid or 7-amino-cephem-4-carboxylic acid compounds introduces a 2-X-ethoxycarbonyl-aminoacyl radical on the amino group.
The introduction can be carried out according to methods known per se, especially known in peptide chemistry, e.g. B. by treating with 2-X-ethoxycarbonyl-aminocarboxylic acids or halides, mixed anhydrides or activated esters thereof.
The compounds IIa and IIb can also be obtained by introducing the 2-X-ethoxycarbonyl groups into corresponding compounds which are not protected on the amino group. The compounds of this type are also known or can be prepared by methods known per se. The introduction can take place in a manner known per se, in particular by the successive action of phosgene and a 2-X ethanol.
The 6-acylamino-penam-carboxylic acid or 7-acylamino-cephem-4-carboxylic acid compounds which can be prepared according to the invention are partly known, partly new, valuable antibiotics or starting materials for the production of such.
The invention is described in more detail in the following examples. The temperatures are given in degrees Celsius.
The following systems were used for thin layer chromatography on silica gel:
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<tb>
<tb> System <SEP> 45 <SEP> = <SEP> sec-butanol-aqueous <SEP> ammonia <SEP> 3going <SEP> (70 <SEP>: <SEP> 30).
<tb>
System <SEP> 52A <SEP> = <SEP> n-butanol <SEP> - <SEP> glacial acetic acid <SEP> - <SEP> water <SEP> (67 <SEP>: <SEP> 10 <SEP>: <SEP > 23).
<tb>
System <SEP> 67 <SEP> = <SEP> n-butanol-ethanol-water <SEP> (40 <SEP>: <SEP> 10 <SEP>: <SEP> 50).
<tb>
System <SEP> 100 <SEP> = <SEP> ethyl acetate-pyridine <SEP> - <SEP> glacial acetic acid <SEP> - <SEP> water <SEP> (62 <SEP>: <SEP> 21 <SEP>: <SEP > 6 <SEP>: <SEP> 11). <SEP>
<tb>
System <SEP> 110 <SEP> = <SEP> Icy ester-n-butanol-pyridine-glacial acetic acid-water <SEP> (42 <SEP>: <SEP> 21 <SEP>: <SEP> 21 <SEP>: <SEP > 6 <SEP>: <SEP> 10). <SEP>
<tb>
IRH <SEP> = <SEP> Reindel-Hoppe <SEP> reagent.
<tb>
Example 1: 3-Acetoxymethyl-7ss- [N'- (2-iodoethoxy) -carbonyl-D- (<x) -phenylglycylamido] -ceph-3-em-4-carboxylic acid (600 mg, 1 mmol) was in 30 ml dissolved dimethylformamide degassed under high vacuum. After the addition of 20 ml of aqueous acetic acid, 1.0 g of zinc dust (Riedel-DeHaen puriss.) Was added to the clear solution and the mixture was stirred for 20 minutes at room temperature with an ultrasonic stirrer.
The zinc dust that had not reacted was removed by filtration and washed in several portions with a total of 40 ml of dimethylformamide. The filtrate was stirred for a few minutes with 50 ml of exchange resin (Dowex-50X16, 20-50 mesh) in the H + form. The exchange resin was filtered off and washed with several portions of water. The filtrate was evaporated to dryness on a rotary evaporator in a high vacuum at a bath temperature of less than 30 ° C.
The crude product (0.73 g), which still contained little solvent, was 3-acetoxymethyl-7ss [D- (ot) -phenylglycylamido] -ceph-3-em-4-carboxylic acid (D-cephaloglycine) of the formula which was uniform according to thin layer chromatography
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In a diluted sample, the content of cephaloglycine, which corresponded to 0.36 g, was determined microbiologically.
The crude product was dissolved in 15 ml acetonitrile / methanol / water (1: 1: 1: v / v) and filtered clear.
The pale yellowish colored solution was adjusted to a pH value of 4.3 by the dropwise addition of concentrated ammonia / water (1: 1), whereupon a slight cloudiness appeared immediately. It was left to stand in the refrigerator overnight, where colorless crystal needles separated out. These were filtered off, washed with an ice-cold solution of acetonitrile / methanol / water (1: 1: 1) and with methanol and ether and dried in a high vacuum for 3 hours at 30 ° C. The cephaloglycine obtained in this way (205 mg) could not be distinguished from authentic cephaloglycine in terms of microbiological activity and physicochemical properties.
In the thin-layer chromatogram on silica gel plates, after development with systems 52A, 67 and 110, no impurities could be detected with either iodine vapor or the ninhydrin-collidine reagent (NC):
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<tb>
<tb> System <SEP>: <SEP> 52A <SEP> Rf value <SEP>: <SEP> 0, <SEP> 23 <SEP> NC coloring <SEP>: <SEP> ocher <SEP>
<tb> 67 <SEP> 0.19 <SEP> violet
<tb> 110 <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> violet
<tb>
After adding acetone and storing it again in the refrigerator, a further fraction of cephaloglycine (75 mg) was isolated from the filtrate, which differed from the main amount only by a very faint yellow color. Further cephaloglycine can be isolated from the mother liquors with the aid of the work-up process described.
The starting material can be made as follows:
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Cooled from 0 to - 50C. At this temperature and with thorough stirring, 21.8 ml (37.5 g, 0.20 mol) of 2-bromoethoxycarbonyl chloride in 200 ml of dioxane and 100 ml of 2N sodium hydroxide solution were simultaneously added dropwise over the course of 1 hour. The reaction solution was stirred for a further 1 h at OOC and 11 ether was added. After stirring briefly, the layers were separated. The ether phase was washed with 50 ml of water and discarded. The aqueous components were covered with a layer of 500 ml of ethyl acetate, acidified to pH 2.5 with concentrated phosphoric acid and saturated with sodium chloride. The aqueous layers were extracted twice with 150 ml of ethyl acetate each time and discarded.
The organic extracts were washed with 4 portions of saturated sodium chloride solution (50 ml each), dried over anhydrous magnesium sulfate and freed from the solvent in vacuo.
The residue (50.9 g) was dissolved in methylene chloride while hot, and cyclohexane was added.
When left in the refrigerator, a thick paste of needle-shaped crystals formed, which were sucked off in the cold. The colorless precipitate was washed with methylene chloride / cyclohexane (1: 9 v / v) and with pentane and dried to constant weight in a vacuum desiccator. This gives 33.5 g of 2-bromoethoxycarbonyl-D- (ex) -phenylglycine (740/0 of theory, melting point 99 to 1000 ° C.). A further 5.05 g of yellowish crystals with a melting point of 83 to 880 ° C. could be obtained from the filtrate. The mother liquors (4.75 g yellow oil) were discarded. The second crystal fraction, after repeated crystallization, gave 4.52 g of colorless material which melted at 96 to 980 ° C. (total yield: 38.02 g, 841 ° of theory).
After renewed crystallization from methylene chloride / eyc1ohexane, the product of analysis melted unchanged at 99 to 1000C (uncorr.). In a repeated batch, under the same conditions, a waxy, colorless product was obtained which had a melting point of 110 to 111 ° C. but was otherwise in no way different from the product of batch I.
A solution of 30.2 g (0.1 mol) of 2-bromoethoxycarbonyl-D-phenylglycine in 500 ml of absolute tetrahydrofuran was admixed with 13.2 ml (0.1 mol) of absolute triethylamine and cooled to -100.degree. With exclusion of moisture and thorough stirring, 13.5 ml (0.1 mol) of isobutyl chloroformate were added dropwise. The white suspension was stirred at -10 ° C. for a further 15 min. In the meantime, 32.6 g (0.12 mol) of about 900/0 7-aminocephalosporanic acid were suspended in 400 ml of 50% strength aqueous tetrahydrofuran and dissolved by adding 15.8 ml (0.12 mol) of triethylamine. After cooling to 0 C left
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you flow this solution to the mixed anhydride.
The reaction mixture was stirred for 1 hour at 0 ° to 10 ° C. and for a further hour at room temperature (20 ° to 250 ° C.).
The tetrahydrofuran was then evaporated under reduced pressure. The residue was diluted with 300 ml of water and extracted with 200 ml of ethyl acetate. The organic phase was separated and re-extracted with 100 ml of O, Seiger dipotassium hydrogen phosphate solution. Some undissolved material was removed by filtration. The ethyl acetate extracts were dried over magnesium sulfate and evaporated. According to the thin-layer chromatogram, the residue (about 17 g) contained only a small amount of the desired material in addition to non-polar by-products and was discarded. The aqueous extracts were covered with 400 ml of ice-cold ethyl acetate and acidified to pH 2.5 with about 5M phosphoric acid.
The resulting precipitate was filtered off, washed with water and ethyl acetate and dried: 5.2 g (according to the chromatogram on silica gel plates in systems 52 A and 67, practically pure 7-aminocephalosporanic acid, 19 mmol). The aqueous phase of the filtrate was separated off, extracted twice with 300 ml of ethyl acetate each time and discarded. The organic extracts were washed with 300 ml each of water and saturated sodium chloride solution, dried over anhydrous magnesium sulfate and freed from the solvent in vacuo. After drying in a high vacuum, 44.58 g of material which was uniform by thin layer chromatography remained in the form of a slightly yellow-colored foam.
Filtration of the crude product dissolved in ethyl acetate with the addition of acetone through a column of 800 g of silica gel and subsequent elution of the substance residues with ethyl acetate / methanol (9: 1 v / v) removed 1.76 g of non-polar by-product and the yellow coloration. The 3-acetoxymethyl-7- (2-bromoethxoy) -carbonyl-D- (α) -phenylglycylamido] -ceph-3-em-4-carboxylic acid (Bac-DCephaloglycine) (37.3 g) crystallized from ethyl acetate . The analysis product was recrystallized from acetone / methyl acetate / cyclohexane and, after drying in a high vacuum at room temperature, melted at 159.5 to 1610C with decomposition (uncorrupted).
The optical rotation in methanol was + 210: 1 (c = 0.99891o).
11.0 g (20 mmol) of 3-acetoxymethyl-7ss- [N'- (2-bromoethoxy) carbonyl-D- (a) -phenylglycylamido] -ceph-3-em-4-carboxylic acid (crude crystals, melting point 154 to 550C with decomposition) were dissolved in 180 ml of acetone.
Little undissolved material (0.2 g) was removed by filtration and discarded. The filtrate was treated with 12.0 g of sodium iodide in 120 ml of acetone and left to stand for 15 hours at 350 ° C., a thick white precipitate forming.
Almost all of the acetone was evaporated from the reaction solution in a water jet vacuum. The residue was digested with about 200 ml of dimethylformamide. After the addition of 200 ml of water and 300 ml of ethyl acetate, the residue was completely dissolved. The organic phase was separated off and washed four times with 100 ml of water each time. The brown-yellow color of the solution was largely removed by adding a few sodium thiosulphate crystals to the first washing solution. The aqueous phases were extracted twice with fresh ethyl acetate and discarded. The organic phases were dried over magnesium sulphate and evaporated to dryness together with about 50 g of purified silica gel.
The residue was applied to a column of 330 g silica gel purified with concentrated hydrochloric acid (slurried in methylene chloride). Using methylene chloride / methyl acetate (4: 1 v / v) became practical
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very fine colorless needles, which melted at 162 to 63.50C with decomposition (8.83 g). The mother liquors contained almost pure product which was only contaminated by small amounts of a very poorly soluble material.
The analysis sample was recrystallized twice more from acetone / methyl acetate / cyclohexane and dried in a high vacuum at 350 ° C. for 18 hours. It melted at 166 to 670C (dec.) When heated from 1600.
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Analysis: Calculated: C 41, 80%, H 3, 68%, N 6, 96%, S 5, 31%, J 21, 03%; found : C 41, 62%, H 3, 80%, N 7.06%, S 5, 43%, J 21, 180/0.
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2: 6, 0 purified acetone dissolved. The clear solution is stored in the refrigerator at Ocl for 28 h, a thick precipitate of sodium bromide separating out. The reaction mixture is gently evaporated to ne in vacuo. The residue is taken up in ethyl acetate and washed several times with water, a drop of dilute sodium thiosulphate solution being added to the first washing fraction. The organic phase is dried over magnesium sulfate and freed from the solvent under reduced pressure.
The pale yellow, foamy residue of 6-N '- [2-iodoethoxycarbonyl-D - (α) - phenylglycylamido] penicillanic acid of the formula
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is almost uniform according to thin-layer chromatography (systems ethyl acetate / glacial acetic acid 9: 1, 100), but does not differ in the Rf value from the starting material. The structure of the compound is confirmed by determining the specific iodine content. The crude product is used for the next reaction step without further purification.
The product from the above approach is dissolved in 150 ml of tetrahydrofuran and diluted with 150 ml of 90% aqueous acetic acid. The solution is cooled in an ice bath and a total of 10 g of zinc dust (size 525, Zoco, Canada) is added in portions while stirring with an ultrasonic stirrer (Tornado). The reaction mixture is stirred for 30 minutes while cooling with ice. The excess zinc dust is filtered off using diatomaceous earth (Hyflo filter aid) and washed with tetrahydrofuran. The filtrate is gently evaporated to dryness in a high vacuum on a rotary evaporator. The residue is taken up in 50 ml of methyl isobutyl ketone and 20 ml of water, adjusted to pH 1.5 with 1N hydrochloric acid while cooling with ice and immediately saturated with sodium chloride.
The aqueous phase is separated off, washed with 10 ml of methyl isobutyl ketone and discarded.
The organic extracts are washed twice with 10 ml of saturated sodium chloride solution each time and adjusted to pH 5.0 with triethylamine while cooling with ice. It is kept in the refrigerator overnight, whereupon the crystals are filtered off, washed and dried. The practically colorless 6- [D- (Ce) -phenylglycylamido] -penicillanic acid of the formula obtained
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cannot be distinguished from authentic ampicillin in the thin-layer chromatogram on silica gel plates (systems 45,100, acetone / glacial acetic acid 95: 5, detection with IRH reagent or iodine vapor) and shows the same microbiological activities against selected test germs. According to the thin-layer chromatogram, the mother liquors still contain small amounts of unreacted starting material.
In the analogous reduction reaction using excess chromium (II) acetate (prepared according to G. Rosenkranz, O. Mancera, J. Gatica and C. Djerassi, J. Amer. Chem. Soc. 72, 4077 [1950]) in dimethyl formamide can no longer be detected starting material after a reaction time of 15 minutes at 00.
The 6-N'- [2-bromoethoxycarbonyl-D- (a) -phenylglycylamido] -penicillanic acid used as starting material can be prepared as follows:
36.24 g of 2-bromoethoxycarbonyl-D - (α) - phenylglycylcine are dissolved in 600 ml of absolute tetrahydrofuran, cooled to -100 and treated with 15.84 ml of absolute triethylamine. 16.4 ml of isobutyl chloroformate are added to this solution and the mixture is stirred for a further 15 minutes at -100. The resulting suspension
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a solution, cooled to 0, of 28.5 g of 6-aminopenicillanic acid and 17.4 ml of triethylamine in 480 ml of 50% aqueous tetrahydrofuran is then added.
After a reaction time of 1 hour at 00 and 1 hour at room temperature, the tetrahydrofuran is evaporated off under reduced pressure. 300 ml of water and 500 ml of ethyl acetate are added to the aqueous residue and the mixture is acidified to pH 2.5 by adding about 5 M phosphoric acid while cooling with ice. The aqueous phase is separated off, extracted twice with 200 ml of ethyl acetate each time and discarded. The organic extracts are re-extracted with 200 ml of water and twice 300 ml of saturated sodium chloride solution, dried over anhydrous magnesium sulfate and freed from the solvent in vacuo. On chromatography on silica gel plates in systems 52A, 67,100 and ethyl acetate / glacial acetic acid (9: 1), the residue (71.98 g) shows almost uniform spots of substance.
A sample of this crude product is purified by a rapid chromatogram on approximately 20 times the amount of silica gel Merck (puriss., Addition of 10/0 glacial acetic acid). The 6-N '- [2-bromoethoxycarbonyl-D - (α) - phenylglycylamido] penicillanic acid obtained, which in the form of a colorless foam with toluene / ethyl acetate (2: 1)
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7.27 (wm); 8.15 (s); 8.69 (m); 8.85 (m); 9.25 (m); 9.62 (wrn) g.
The main amount (70.0 g) is dissolved in 500 ml of ether and 60 ml of 3 M methanolic sodium a-ethylhexanoate solution are added dropwise. The suspension is left to stand in the refrigerator for 2 hours and the white crystals are filtered off. The precipitate is washed several times with dry ether and dried under high vacuum overnight (48.89 g). The mother liquors, which, according to thin-layer chromatograms on silica gel plates, contain further material, are discarded. The crystals of the sodium salt decompose
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In a manner analogous to that described in the preceding examples, you can, for.
B. produce the following compounds: 3-methyl-7ss - (α-amino-phenylacetylamino) -ceph-3-em-4-carboxylic acid p-nitrobenzyl ester, the p-toluenesulphonate of which melts at 211 to 2160 (decomp.) Treating the 3-methyl-7ss - [α- (2-bromoeth-oxycarbonylamino) -phenylacetylamino] -ceph-3-em-4-carboxylic acid p-nitrobenzyl ester with sodium iodide in the presence of acetone and reduction of the 3-methyl- 7ss - [α- (2-iodoethoxycarbonylamino) -phenyl-acetylamino] -ceph-3-em-4-carboxylic acid p-nitrobenzyl ester with zinc in the presence of piger aqueous
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umiodide in the presence of acetone and reduction of the 2,2-dimethyl-7ss- [D-?
- (2-iodäthoxycarbonylamino) -phenylacetylamino] -ceph-3-em-4-carboxylic acid with zinc in the presence of 90% aqueous glacial acetic acid;
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- Dimethyl-7 ss - [ex -amino-ex - (2-thienyl) -acetylamino] -ceph -3 -em-4-carboxylic acid, nylacetylamino} -cephalosporanic acid with sodium iodide in the presence of acetone and reduction of the 7- {D -4- [1- (2-Jodäthoxycarbonylamino) -äthyl] -phenylacetylamino} -cephalosporanic acid with zinc in the presence of 90% aqueous acetic acid;
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cephalosporanic acid with sodium iodide in the presence of acetone and reduction of the 7- [4- (2-iodoethoxycarbonylaminomefhyl) phenylacetylamino] cephalosporanic acid obtained with zinc in the presence of aqueous acetic acid;
(-) - 6- (ss-Amino-α-phenyl-propionylamino) -penicillanic acid-pivaloyloxymethyl ester, as hydrochloride, infrared absorption spectrum: characteristic bands 1785 to 1780 cm-1 and 1775 cm-1, by treating the ( -) - 6- [ss-Bromoethoxycarbonylamino) -α-phenylpropionylamino] -penicillin-carboxylic acid pivaloyloxymethyl ester with sodium iodide in the presence of acetone and reduction of the (-) - 6- [ss- (2-
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from 90 g aqueous acetic acid;
7 (D-α-Amino-phenylacetylamino) -cephalosporanic acid-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-benzyl ester, m.p. 125 to 1290, by treating the 7- [D-?
- (2-Bromoethoxycarbonylamino) -phenylacetylamino] -cephalo-
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with zinc in the presence of 90% aqueous acetic acid.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the preparation of 6-aminoacylamino-penam-3-carboxylic acid and 7-aminoacylamino-cephem-4-carboxylic acid compounds, in which the acyl radical is derived from a carboxylic acid, thereby
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(Ib) treated with reducing metals or metal compounds as chemical reducing agents.