AT314085B - Verfahren zur Herstellung von neuen Cephalosporinverbindungen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen und wertvollen Cephalosporinverbindungen, insbesondere von 7-acylierten, 3-substituierten Cephalosporinverbindungen. 



   Es ist bekannt, dass Cephalosporine auf verschiedene Arten hergestellt werden können ; so kann nach einem bekannten Verfahren durch Behandlung von heterocyclisch acylierten Cephalosporinderivaten mit   heterocyc-   lischen Thiolen die Acetoxygruppe in 3-Stellung des Cephalosporinkernes verdrängt werden, wie dies von
T. Takano et al. in der USA-Patentschrift Nr. 3,516, 997 beschrieben wird. 



   Es wurden schon verschiedene Cephalosporinderivate nach den verschiedenen, oben kurz erwähnten Metho- den hergestellt und für den therapeutischen Gebrauch zur Behandlung bakterieller Infektionen getestet. Bei der therapeutischen Verwendung der Cephalosporinantibiotika, besonders bei oraler Verabreichung, werden diese nicht zu einer   genügenden Menge   konzentriert bzw. nicht in genügender Menge absorbiert, um eine zufrieden- stellende Hemmung des Wachstums der infektiösen Bakterien zu bewirken. Selbst wenn solche Cephalosporin- derivate in recht hoher Konzentration absorbiert werden, sind diese häufig gegen eine Reihe von Organismen nicht genügend aktiv. 



   Es wurde gefunden, dass einige nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte neue Cephalosporin- verbindungen bei oraler Verabreichung in genügender Menge absorbiert werden, um das Wachstum infektiöser
Organismen zu hemmen und sich so wertvoll erwiesen in der oralen Behandlung von bakteriellen Infektionen, wie sie durch Staphylokokken und andere infektiöse Mikroorganismen verursacht werden. 



   Es ist daher Ziel der Erfindung, neue und wertvolle 7-acylierte, 3-substituierte Cephalosporinverbindungen zu schaffen, die als antibakterielle Mittel bei der Behandlung von Krankheiten, wie sie von verschiedenen
Mikroorganismen, einschliesslich gram-positiver und gram-negativer Bakterien, verursacht werden, nützlich sind, und die sich besonders darin auszeichnen, dass sie auch bei oraler Verabreichung in genügend hoher Kon- zentration absorbiert werden, um das Wachstum der Mikroorganismen zu verhindern. 



   Die neuen 7-acylierten, 3-substituierten Cephalosporinverbindungen können durch die folgende allge- meine Formel (I) dargestellt werden : 
 EMI1.1 
 worin
Rl Wasserstoff, nied. Alkyl, Aryl, Thienyl oder Furyl ;
R2 eine nied. Alkylgruppe oder Aryl-nied. alkylgruppe bedeutet, welche beide gegebenenfalls durch
Halogen, nied. Alkoxy oder Aryloxy substituiert sein können eine Aryl- oder Aryloxygruppe, welche jeweils durch Halogen, Hydroxyl, Nitro, Amino, nied. Alkyl, nied. Alkoxy, nied. Alkyl- carbonyloxy oder nied. Alkylthio substituiert sein können ; oder eine Thionylgruppe ; wobei die ange- führten Alkyl- und Aralkylgruppen jeweils durch ein Sauerstoffatom unterbrochen sein können ;
R3 Azido oder eine   Heterocyc1omercaptogruppe   und
M Wasserstoff oder ein pharmazeutisch verwendbares Kation bedeuten. 



   Der   Ausdruck "Heterocyc1omercapto" umfasst   N-haltige Ringe, wie Thiazolyl-, Thiadiazolyl-, Oxydi- azolyl-oder Tetrazolylringe. Die N-haltigen Ringe sowie die Thienyl- und Furylreste können gegebenenfalls durch Halogenatome, Amino-,   Mercapto-,     nied. Alkyl-oder nied. Alkylthiogruppen   substituiert sein. 



   Der   Ausdruck"nied. Alkyl" bedeutet   gegebenenfalls substituierte geradkettige oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, z. B. Alkylreste, wie Methyl, Äthyl, Propyl, i-Propyl,
Butyl, i-Butyl und tert.-Butyl, die gegebenenfalls durch Chlor, Methoxy,   Äthoxy,   Propoxy, Chlormethoxy,
Chioräthoxy, Dichlormethoxy, Phenoxy,   Chlorphenoxy u. dgl. substituiert sein können.   



   Als Beispiel für Arylreste seien erwähnt : Phenyl, Naphthyl, Chlorphenyl, Hydroxyphenyl, Nitrophenyl,
Aminophenyl, Tolyl, Methoxyphenyl, Acetoxyphenyl, Methylthiophenyl u. dgl. 



   7-acylierte Aminocephalosporansäuren, wie sie im erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, können durchHydrolyse desCephalosporin-C-Antibiotikums und   anschliessende Acylierung der erhaltenen 7-Amino-   cephalosporansäure nach bekannten Methoden erhalten werden. 



   Wenn die   betreffenden Cephalosporinderivate in Form ihrer freien Säuren in die Reaktion eingesetzt wer-   

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 den, so kann diese in Gegenwart einer Base, wie Alkalihydroxyd, Alkalibicarbonat, oder einer organischen Base, wie Trialkylamin, oder einer Pufferlösung, wie Phosphatpuffer, durchgeführt werden. Bei Abwesenheit einer solchen Base oder einer solchen Pufferlösung können die Salze der Säuren verwendet werden. 



   Die gewünschten Verbindungen werden erfindungsgemäss dadurch hergestellt, dass Verbindungen der allgemeinen Formel 
 EMI2.1 
 in welcher Rl,   R2   und M die obige Bedeutung haben, mit nukleophilen Verbindungen der allgemeinen
Formel   R 3 I - H, (III)    in welcher   R'Azido   oder Heterocyclomercapto bedeutet, oder deren Alkalisalzen umgesetzt werden, worauf gegebenenfalls Verbindungen der allgemeinen Formel (I), in welcher M Wasserstoff bedeutet, in die entspre- chenden pharmazeutisch verwendbaren Salze umgewandelt werden. 



   Die Reaktion kann in einem Lösungsmittel, wie Wasser, wässerigem Aceton oder Alkoholen, durchgeführt   werden. Auch eine Pufferlösung kann verwendet werden. Bevorzugte Puffer sind Phosphatpuffer. Die Reaktion kann zwischen Raumtemperatur und etwa 80 C ausgeführt werden, bevorzugt zwischen 55 und 65 C bei einem   pH-Wert von etwa 3,5 bis 8, 0, vorzugsweise zwischen 4,0 und 7, 0, wobei die Bedingungen abhängig von der Art der eingesetzten Realtionsmittel variieren können. Weiters kann die Reaktion, wenn erwünscht oder notwendig, unter Überdruck,   z. B.   in einer Stickstoffatmosphäre, durchgeführt werden. Die Metallsalze der angeführten Azide oder Thiole, die ebenfalls verwendet werden können, sind z. B. Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze, Ammonium- oder Aminsalze. 



   Alle Reaktionskomponenten, die erfindungsgemäss verwendet werden, sind entweder im Handel erhältlich oder können nach bekannten Methoden oder durch eine Reihe von analogen Methoden, wie sie zur Herstellung solcher Reaktionsmittel eben geeignet sind, hergestellt werden. 



   Erfindungsgemäss werden während der Reaktion ausfallende Niederschläge vom Reaktionsgemisch durch übliche Methoden abgetrennt und die erhaltenen Reaktionsprodukte werden routinemässigen Reinigungsvorgängen unterworfen, wie z. B. Umkristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch. 



   Die erfindungsgemäss hergestellten neuen Verbindungen können als Säuren nach herkömmlichen Methoden in die pharmazeutisch anwendbaren, im wesentlichen nicht giftigen Salze umgewandelt werden,   z. B.   durch Reaktion mit Alkalihydroxyd, Alkalibicarbonat, Alkalicarboxylat oder mit einer organischen Base. Bevorzugt werden Natriumsalze. Die bevorzugte Methode besteht darin, die Säure in einem Lösungsmittel aufzulösen, in welchem das Salz unlöslich ist, und zu der Lösung die salzbildende Verbindung oder Base hinzuzufügen, wobei das Salz aus dem Reaktionsgemisch ausfällt. 



   Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen zeigen eine hohe antibakterielle Wirksamkeit und hemmen das Wachstum einer Anzahl von Mikroorganismen, einschliesslich gram-positiver und gram-negativer Bakterien. 



  Wie bereits erwähnt, besitzen die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen den Vorteil, selbst bei oraler Verabreichung in der Galle und im Harn in so hoher Konzentration ausgeschieden zu werden, dass das Wachstum der krankheitserregenden Mikroorganismen gehemmt wird. Für die therapeutische Anwendung werden die erfindungsgemäss erhaltenen Cephalosporinverbindungen in Form pharmazeutischer Zubereitungen verabreicht, in welchen die betreffenden Verbindungen in Gemisch mit pharmazeutisch geeigneten organischen oder anorganischen, festen oder flüssigen Streckmitteln vorliegen, so dass sie für die orale oder parenterale Verabreichung geeignet sind. Die pharmazeutischen Zubereitungen können in fester Form als Kapseln, Tabletten oder Dragees vorliegen, oder in flüssiger Form als Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen.

   Wenn erwünscht, können den obigen Zubereitungen auch Hilfsstoffe, Stabilisierungsmittel, Netzmittel oder Emulgatoren, Puffer und andere für gewöhnlich verwendete Additive beigemischt werden. 



   Die Dosierung der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen wird im allgemeinen vom Alter und vom Zustand des Patienten abhängig sein, doch haben sich durchschnittlich Einzeldosen von etwa 100, 250 und 500 mg als wirkungsvoll in der Behandlung von bakteriellen Infektionskrankheiten erwiesen. Im allgemeinen können 

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 Mengen zwischen 10 und etwa 1000 mg und sogar noch mehr verabreicht werden. 



   Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben, ohne sie jedoch zu beschränken. 



     Bei s pie I 1 : 7- [DL-2-Acetoxy-2-   (2-thienyl)   acetamido] -3- (5-methyl-l,   3,   4-oxadiazol-2-ylthiome-     thyl)-3-cephem-4-carbonsäure  
Eine Lösung von 1,0 g 7-[DL-2-Acetoxy-2-(2-thienyl)acetamido]-cephalosporansäure, 0, 22 g Natriumbicarbonat und 0,   32 g 5-Methyl-l,   3,4-oxadiazol-2-thiol   in 20 ml Phosphatpuffer (PH-Wert 6,   4) wurde 3 h bei   700C   gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit 200 ml Äthylacetat gewaschen, die abgetrennte wässerige Schicht mit Salzsäure auf einen pH-Wert 1 angesäuert und sodann mit 400 ml Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde zuerst mit Wasser, dann mit Natriumchloridlösung gewaschen, getrocknet und auf kleineres Volumen eingeengt.

   Der Rückstand wurde mit Äther angerieben und über Nacht stehen gelassen, wobei 0, 4 g der obigen Verbindung in Form eines schwach braun gefärbten Pulvers erhalten wurden, Fp. 125 bis 1300C (Zersetzung). 



   Bei Verwendung anderer entsprechender Ausgangsprodukte an Stelle von Cephalosporansäure oder Cephalosporin C oder des Natriumsalzes derselben und der di-substituierten Essigsäuren oder a-substituierten Hydroxysäuren oder ihrer Säurehalogenide oder der nukleophilen Verbindungen oder deren Natriumsalze, wurden bei Einsatz äquimolekularer Mengen nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, die folgenden 7-acylierten, 3-substituierten Cephalosporansäuren erhalten :

   

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 EMI4.1 
 

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 EMI5.1 
 

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 EMI6.1 
 

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 EMI7.1 
 

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 EMI8.1 
 

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 EMI9.1 
 

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 EMI10.1 
 

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 EMI11.1 
 

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 EMI13.1 
 

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 EMI15.1 
 

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 - H CO - CHs N-N H Die Verbindungen zeigen die folgenden physikalischen Eigenschaften: 
 EMI16.1 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> Fp. <SEP>  C <SEP> #UV <SEP> (mu) <SEP> E <SEP> 1 <SEP> cl <SEP> 1 <SEP> %
<tb> sprei <SEP> FP. <SEP> C <SEP> #max <SEP> -1cm
<tb> Nr.
<tb> 



  2 <SEP> 86 <SEP> - <SEP> 88 <SEP> 272 <SEP> 251
<tb> 3 <SEP> 160 <SEP> - <SEP> 160,5 <SEP> 273 <SEP> 296
<tb> 4 <SEP> 91 <SEP> - <SEP> 100 <SEP> 273 <SEP> 264
<tb> 5 <SEP> 175 <SEP> - <SEP> 180 <SEP> 264 <SEP> 185
<tb> 6 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 125 <SEP> 265 <SEP> 176
<tb> 7 <SEP> 126 <SEP> - <SEP> 130 <SEP> 264 <SEP> 156
<tb> 8 <SEP> 267 <SEP> 215
<tb> 9 <SEP> 137 <SEP> - <SEP> 139 <SEP> 267 <SEP> 204
<tb> 10 <SEP> 271 <SEP> 228
<tb> 11 <SEP> 130-132 <SEP> 271 <SEP> 210
<tb> 12 <SEP> 143 <SEP> - <SEP> 145
<tb> 13 <SEP> 273 <SEP> 248
<tb> 14 <SEP> 153 <SEP> - <SEP> 155 <SEP> 273 <SEP> 238
<tb> 15 <SEP> 115-120 <SEP> 270 <SEP> 173 <SEP> 
<tb> 16 <SEP> 118 <SEP> - <SEP> 123 <SEP> 270 <SEP> +) <SEP> 157
<tb> 17 <SEP> 80 <SEP> - <SEP> 88 <SEP> 267 <SEP> 162
<tb> 18 <SEP> 115 <SEP> - <SEP> 122 <SEP> 267 <SEP> (inf)

   <SEP> 156
<tb> 19 <SEP> 89-90 <SEP> 270 <SEP> 194
<tb> 20 <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 141 <SEP> 270 <SEP> 187
<tb> 21 <SEP> 162-163 <SEP> 272 <SEP> 238
<tb> 22 <SEP> 187 <SEP> - <SEP> 190
<tb> 23 <SEP> 155 <SEP> - <SEP> 160 <SEP> 272 <SEP> 228
<tb> 24 <SEP> 187 <SEP> - <SEP> 188 <SEP> 272 <SEP> 228
<tb> 25 <SEP> 202 <SEP> - <SEP> 204 <SEP> 272 <SEP> +) <SEP> 232 <SEP> 
<tb> 26 <SEP> 182 <SEP> - <SEP> 185 <SEP> 271 <SEP> - <SEP> 272 <SEP> +) <SEP> 217
<tb> 27 <SEP> IM-IM <SEP> 272 <SEP> 220
<tb> 28 <SEP> 173-178 <SEP> 272 <SEP> 210
<tb> 29 <SEP> 219 <SEP> - <SEP> 220 <SEP> 272 <SEP> +) <SEP> 234
<tb> 30 <SEP> 98 <SEP> - <SEP> 100 <SEP> 272 <SEP> 230
<tb> 31 <SEP> 105 <SEP> - <SEP> 110 <SEP> 272 <SEP> 191
<tb> 32 <SEP> 189 <SEP> - <SEP> 193 <SEP> 223 <SEP> +) <SEP> 308
<tb> 273 <SEP> +)

   <SEP> 213
<tb> 33 <SEP> 135 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> 271 <SEP> 216
<tb> 34 <SEP> 147 <SEP> - <SEP> 151 <SEP> 232 <SEP> - <SEP> 233 <SEP> +) <SEP> 358
<tb> 271 <SEP> 204
<tb> 
 

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 EMI17.1 
 
<tb> 
<tb> Beispiel <SEP> UV <SEP> -1%
<tb> FP. <SEP>  C <SEP> #max <SEP> (mu) <SEP> E1cm
<tb> Nr. <SEP> max <SEP> lcm
<tb> 35 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 127 <SEP> 268 <SEP> 245
<tb> 36 <SEP> 165 <SEP> - <SEP> 170 <SEP> 274 <SEP> +) <SEP> 367
<tb> 37 <SEP> 272 <SEP> 390
<tb> 38 <SEP> 272 <SEP> 366
<tb> 39 <SEP> 152 <SEP> - <SEP> 158 <SEP> 371 <SEP> 202
<tb> 40 <SEP> 170 <SEP> - <SEP> 175 <SEP> 371 <SEP> 175
<tb> 41 <SEP> 160 <SEP> - <SEP> 165
<tb> 42 <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 154 <SEP> 
<tb> 43 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 103 <SEP> 240 <SEP> 314
<tb> 270 <SEP> (inf) <SEP> 193
<tb> 44.

   <SEP> 149 <SEP> - <SEP> 151 <SEP> 240 <SEP> 286
<tb> 270 <SEP> (inf) <SEP> 187
<tb> 45 <SEP> 91-94 <SEP> 240 <SEP> 280
<tb> 265 <SEP> 194
<tb> 46 <SEP> 243 <SEP> 288
<tb> 271 <SEP> 224
<tb> 47 <SEP> 125 <SEP> - <SEP> 128 <SEP> 
<tb> 48 <SEP> 160 <SEP> - <SEP> 170 <SEP> 243 <SEP> 252
<tb> 270 <SEP> (inf) <SEP> 207
<tb> 49 <SEP> 81 <SEP> - <SEP> 83 <SEP> 237 <SEP> 310
<tb> 273 <SEP> (inf) <SEP> 221
<tb> 50 <SEP> 121 <SEP> - <SEP> 126
<tb> 51 <SEP> 230 <SEP> 238 <SEP> 242
<tb> 273 <SEP> (inf) <SEP> 204
<tb> 52 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 113 <SEP> 240 <SEP> 307
<tb> 270 <SEP> (inf) <SEP> 234
<tb> 53 <SEP> 152 <SEP> - <SEP> 154 <SEP> 240 <SEP> 270
<tb> 270 <SEP> 227
<tb> 54 <SEP> 110 <SEP> - <SEP> 117 <SEP> 238 <SEP> 287
<tb> 272 <SEP> 213
<tb> 55 <SEP> 184 <SEP> - <SEP> 186 <SEP> 235 <SEP> +) <SEP> 404
<tb> 272 <SEP> +) <SEP> 246
<tb> 56 <SEP> 70.

   <SEP> - <SEP> 75 <SEP> 270 <SEP> +) <SEP> 189
<tb> 57 <SEP> 119 <SEP> - <SEP> 124 <SEP> 270 <SEP> 176
<tb> 58 <SEP> 145 <SEP> - <SEP> 155 <SEP> 270 <SEP> +) <SEP> 216
<tb> 59 <SEP> 120 <SEP> - <SEP> 125 <SEP> 270 <SEP> +) <SEP> 180
<tb> 
 
Die UV-Spektren wurden in Phosphatpuffer (PH-Wert 6,4) beobachtet, ausser bei den mit   +)   bezeichneten Proben, die in Wasser beobachtet wurden. 

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   Die erfindungsgemäss erhaltenen, neuen Verbindungen zeigen eine gewisse Wirksamkeit gegen eine Anzahl von Mikroorganismen. Die Wirksamkeit der Verbindungen wird in der minimalen Hemmkonzentration (MHK) angegeben, welche nach der üblichen Serien-Agar-Verdünnungsmethode bestimmt wird. Die Bestimmungen   wurden mit Hilfe eines Glukose-Bouillon-Nährbodens durchgeführt. Dieser wurde für 24 bis 72 h bei 300C in-   kubiert und die MHK der Verbindungen, ausgedrückt in mcg/ml Substanz, die das Wachstum der Organismen verhinderte, bestimmt. 



   Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten : 
 EMI18.1 
 
<tb> 
<tb> Verbindung <SEP> Staphylokokkus <SEP> aureus <SEP> Bacillus <SEP> subtilis
<tb> gemäss <SEP> 209-P <SEP> ATCC <SEP> 6633
<tb> Beispiel <SEP> 44 <SEP> 0,78 <SEP> 0,20
<tb> Beispiel <SEP> 53 <SEP> 0,39 <SEP> 0,39
<tb> 
 wie schon erwähnt, zeigen einige der erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen hervorragende Vorteile beim Gebrauch als orales Antibiotikum. Die Natriumsalzverbindungen des Beispiels 12 und ein bestimmtes im Handel erhältliches Cephalosporin wurden getestet, 3 mg der betreffenden Verbindungen in 0,5 ml destilliertem Wasser wurden oral an wahllos zusammengestellte Gruppen von 8 Mäusen verabreicht, die vorher mit von Kranken isolierten Staphylokokken infiziert worden waren. Als Kontrolle wurde ebenfalls 8 infizierten Mäusen nur destilliertes Wasser verabreicht.

   Zehn Tage nach der Verabreichung wurde an der Kontrollgruppe eine   10obige   Mortalität beobachtet, während bei den mit dem Natriumsalz des Beispiels 12 behandelten Tieren nur eine 12,   soigne   Mortalität festgestellt wurde. Beim Handelsprodukt wurde dagegen eine 37, tige Sterberate beobachtet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von neuen Verbindungen der allgemeinen Formel EMI18.2 worin R 1 Wasserstoff, nied. Alkyl, Aryl. Thienyl oder Furyl ; R2 eine nied.Alkylgruppe oder Aryl-nied.alkylgruppe bedeutet, welche beide gegebenenfalls durch Halogen, nied. Alkoxy oder Aryloxy substituiert sein können ; eine Aryl- oder Aryloxygruppe, welche jeweils durch Halogen, Hydroxyl, Nitro, Amino, nied. Alkyl, nied. Alkoxy, nied. Alkylcarbonyl- oxy oder nied.

   Alkylthio substituiert sein können ; oder eine Thienylgruppe ; wobei die angeführten Alkyl- und Aralkylgruppen jeweils durch ein Sauerstoffatom unterbrochen sein können ; R Azido oder Heterocyclomercapto und M Wasserstoff oder ein pharmazeutisch verwendbares Kation EMI18.3 <Desc/Clms Page number 19> EMI19.1 in welcher R R2 und M die obige Bedeutung haben, mit nukleophilen Verbindungen der allgemeinen Formel R35-H (III) in welcher R31 Azido oder Heterocyclomercapto bedeutet, oder deren Alkalisalzen umgesetzt werden, worauf gegebenenfalls Verbindungen der allgemeinen Formel (I), in welcher M Wasserstoff bedeutet, in die entsprechenden pharmazeutisch verwendbaren Salze umgewandelt werden.