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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Penicillinen oder Cephalosporinen und deren Derivaten.
Zahlreiche Verfahren für die Synthese von Penicillinen oder Cephalosporinen sind in der Literatur be-
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dungen mit einem aktivierten Derivat derjenigen Säure, mit der die Aminogruppe acyliert werden soll.
Als aktiviertes Säurederivat wird ein Säurehalogenid häufig in Gegenwart eines Halogenwasserstoffak- zeptors zur Herstellung von Penicillin- und Cephalosporinverbindungen aus 6-Aminopenicillansäure, 7-Ami- nocephemsäure oder deren Derivaten verwendet.
Diese Arbeitsweise besitzt mehrere Nachteile, die im wesentlichen auf der Anwesenheit des zugesetz- ten Halogenwasserstoffakzeptors beruhen. Die Acylierungsreaktion mit einem a-Aminosäurehalogenid-hy- drohalogenid wird vorzugsweise in Abwesenheit irgendwelcher starker Basen wie Alkylaminen durchgeführt.
Um jedoch z. B. 6-APS in einem organischen Lösungsmittel zu lösen, muss ein Überschuss von z. B. Tri- äthylamin je Mol 6-APS verwendet werden.
Es kann daher vorgezogen werden, für die anschliessende Acylierungsreaktion das überschüssige. Alkyl- amin zu entfernen, anderseits aber ist ein Halogenwasserstoffakzeptor notwendig, um die Reaktion zu beschleunigen.
Die beste Umgehung der vorerwähnten Schwierigkeiten wäre offenbar die Durchführung der Acylierung- reaktion ohne jede Freisetzung von Halogenwasserstoff und folglich ohne Zusatz eines Halogenwasserstoff- akzeptors. Diese Lösung des obigen Problems wird durch das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Penicillin- oder Cephalosporinderivaten erzielt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Penicillinen oder Cephalosporinen der allgemeinen Formel
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worin
X eine Gruppe
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darstellt, worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Acetoxygruppe,
R ein Wasserstoffatom, eine Benzyl-, ringsubstituierte Mononitrobenzyl-, Benzhydryl-, p-Bromphen- acyl-, Alkylsilyl-, Pivaloyloxymethyl- oder Phthalidylgruppe, oder ein physiologisch annehmbares
Kation bedeutet, und R3 eine der folgenden Gruppen darstellt :
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worin
Z eine Methylengruppe, ein Sauerstoffatom- oder ein Schwefelatom bedeutet.
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worin
X ein Wasserstoff- oder Halogenatom bedeutet.
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worin
X ein Wasserstoff- oder ein Halogenatom bedeutet.
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ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel
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steht, worin Q1 und Q2 gleich oder verschieden sind und Sauerstoff-oder Schwefelatome bedeuten, R2 für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe steht, n gleich 1 oder 2 ist,
R4 eine Benzyl-, ringsubstituierte Mononitrobenzyl-, Benzhydryl-, p-Bromphenacyl-, Alkyl- silyl-, Pivaloyloxymethyl- oder Phthalidylgruppe darstellt und
X obige Bedeutung hat, welche Verbindung (B) gegebenenfalls durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel
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worin
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p- und R3 COOH, worin R3 wie oben definiert ist,
odereinemreaktivenAcylderivatderselbenunterBildung eines Esters umsetzt und gegebenenfalls die Estergruppe durch Hydrolyse entfernt.
Die Herstellung einer Verbindung der Formel (B) und die Umsetzung dieser Verbindung mit einem Säurehalogenid als der eine reaktive Acylgruppe aufweisenden Verbindung kann wie folgt veranschaulicht werden :
Zu 1 Mol 6-A minopenicillansäure oder 7-Ainodesacetoxycephalosporansäure in einem organis chen L? sungsmittel werden 2 Mol Triäthylamin oder 2 Mol Diäthylamin zugesetzt. Durch Zugabe von 1 Mol Äthylenchlorphosphit wird die 6-oder 7-Äthylenphosphitamidoverbindung gebildet, und gleichzeitig wird die über- schüssigeMengedes Amins in das entsprechende Hydrochlorid übergeführt. Allenfalls kann in diesem Stadium der Synthese 1 Mol Trialkylsilylhalogenid, 1 Mol Äthylenchlorphosphit oder 1 Mol eines reaktiven Alkylhalogenids zugesetzt werden, um den entsprechenden Ester zu bilden.
Dann wird 1 Mol Säurechlorid, z. B. Phenylglycylchlorid. HCl zugesetzt, jedoch kein Halogenwasserstoffakzeptor, denn es wurde durch 31p - NMR Spektren nachgewiesen, dass die Amidbildung unter Freisetzung von Äthylenchlorphosphitfortschreitet, gegendas sich unter den vorliegenden Bedingungen der ss-Laetamring inert verhält.
Cyclische N-Carboxy-anhydride (Leuch'sche-Anhydride) wurden für die Herstellung von a-Aminopenieillinen bereits verwendet (s. z. B. J. Am. Chem. Soc. 86 [1964], S. 3870 und deutsche Offenlegungsschrift 1942693, Beispiel 13). Die Ausbeuten sind jedoch niedrig oder mittelmässig und unerwünschte Nebenprodukte werdendurch Reacylierung und Polymerisation der N-Carboxanhydride gebildet. Derartige Nebenprodukte
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sind schwer zu vermeiden, weil die freigesetzte Carbaminsäure zur spontanen Decarboxylierung unter Freisetzung der Aminogruppe neigt (s. z. B. M. Bodanszky : Peptide Synthesis).
In einem basischen Medium wird das Carbamation nicht decarboxyliert, doch findet in Gegenwart von nichtumgesetztemAnhydrid eine rasche Reacylierung über ein gemischtes Anhydrid statt (s. Chem. Pharm. Bull. 20 [1972], S. 664).
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können Penicilline und Cephalosporine der Formel (A) in befriedigenden Ausbeuten durch Umsetzung des N-Carboxy-anhydrids mit den oben genannten Phosphitamidoverbindungen der Formel (B) erhalten werden. Ohne die Erfindung auf diese Theorie einschränken zu wollen, wird angenommen, dass dies auf einer Stabilisierung der freigesetzten Carbaminsäure in Form eines Phosphitesters während der Reaktion beruht.
Unter den andern aktivierten Säurederivaten, die für die Acylierung der Aminogruppe der 6-A PS oder deren Derivaten verwendet werden, befinden sich verschiedene Formen von aktivierten Estern, z. B. p-Nitrophenyl-, Cyanomethylester u. dgl.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass beim erfindungsgemässen Verfahren sogar ein nichtaktivierter Ester wie ein Silylester mit den obigenzwischenprodukten der Formel (B) unter Bildung von Penicillinen oder Cephalosporinen reagieren kann. Silylester habendenVorteil, dass sie leicht hergestellt werden können.
Einige wenige Synthesen von Penicillin- oder Cephalosporinderivaten sind bekannt, bei denen eine freie
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setzung von Phosgen mit einem 6-APS-ester hergestellt werden können. Der 6-Isocyanato-penicillansäure- ester kann dann mit einer freien Säure zu einem Penicillinderivat umgesetzt werden. Diese Reaktion kann jedoch nur mit mässiger Ausbeute durchgeführt werden ; ausserdem ist diese bekannte Synthese bedenklich wegen der Verwendung von Phosgen, das giftig und technisch schwer zu handhaben ist.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann hingegen eine Verbindung der Formel (B) mit einer Carbonsäure zur entsprechenden Penicillin-oder Cephalosporinverbindung umgesetzt werden, welche, wenn nötig, in das gewünschte Derivat übergeführt wird.
Die obige Reaktionkanndurch das folgende Reaktionsschema, bei dem ein 6-APS-Derivat der Formel (B) mit einer Carbonsäure umgesetzt wird, veranschaulicht werden :
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wobei
R4 wie oben definiert ist und
R3 eine der vorgenannten organischen Gruppen bedeutet.
Falls die Verbindungen der Formel (n) eine oder mehrere Aminogruppen aufweisen, können sie in Form
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in an sich bekannter Weise geschützt werden.
Eine Verbindung der Formel (B), worin R eine substituierte Ammoniumgruppe darstellt, eignet sich für die Herstellung beliebiger Ester von Penicillin und Cephalosporin.
Manche der nach dieser Methode hergestellten Penicillinester sind wertvolle Antibiotica.
Phthalidester von Penicillin und Cephalosporin können in hohen Ausbeuten aus 6-Aminopenicillansäure oder 7-Aminocephemsäure hergestellt werden, ohne dass eine Epimerisierung am C6 (bzw. am C7) bewirkt wird.
Diese Verfahrensweise umfasst die Stufen der Kupplung einer Verbindung der Formel (I), worin R eine wie oben definierte substituierte Ammoniumgruppe darstellt, mit einem 3-Halogenphthalid unter Bildung des entsprechendenPhthalidestersunddie Acylierung dieses Esters unter Bildung des entsprechenden Penicillin-
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oder Cephalosporinesters.
Der Umstand, dass keine Epimerisation auftritt, wurde durch Kupplung des Trialkylammoniumsalzes der 6-Äthylenphosphitamido-penicillansäure mit 3-Bromphthalid in A cetonitril und Verfolgen des Fortschreitens der Reaktion mittels NMR-Spektren (60 MHz) bewiesen (s. Beispiel 16).
Das erfindungsgemässe Verfahren ist auf die Herstellung von Phthalidestern von Penicillin oder Cepha- losporinim allgemeinen anwendbar. Daher sind die nach dieser Verfahrensvariante hergestellten Ester nicht nur als Antibiotica von Wert, sondern sie können auch als Zwischenprodukte oder Hilfsstoffe für weitere Synthesen verwendet werden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können in hohen Ausbeuten (d. h. 90 bis 100%) hergestellt werden. Es erübrigt sich daher die Abtrennung dieser Verbindungen aus dem Reaktionsmedium, und die anschliessenden Reaktionen können in demselben Reaktionsmedium durchgeführt werden.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens einschliesslich der Herstellung einer Verbindung der Formel (I) kann durch folgendes Reaktionsschema veranschaulicht werden :
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Wie oben angegeben, können Verbindungen der Formel (1), worin R für eine substituierte Ammoniumgruppe steht, nach der Kupplung mit dem 3-Bromphthalid direkt, z. B. mit D (-)-Phenylglycylchlorid. HCI, acyliert werden, wobei das gewünschte Penicillin oder Cephalosporin in hoher Ausbeute erhalten wird.
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l : 7ss-Phenoxyacetamido-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure.Dann werden 1, 80 ml (20 mMol) Äthylenchlorphosphit zugesetzt und die Temperatur mittels eines Eisbades auf 0 bis 50C erhöht. Die Mischung wird am Eisbad 30 min gerührt.
Dann wird die Temperatur nochmals auf - 400C gesenkt und 2,53 ml (20 mMol) Trimethylchlorsilan werden zugesetzt. Die Temperatur wird im Verlauf von 30 min auf Raumtemperatur erhöht und die Mischung 20 min bei dieser Temperatur gerührt. Dann
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-200C abgekühltAcetonitril/Wasser (1 : 1) versetzt. Die Mischung wird 30 min auf dem Eisbad gerührt und dann dreimal mit Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden einmal mit Wasser gewaschen, über Na SO getrocknet und im Vakuum zu einem amorphen Pulver getrocknet. Ausbeute 6, 8 g (97%).
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1685-1775 cm-1 (Amid, Säure und ss-Lactam- - CO-).
Das NMR-Spektrum (DMSO-d) zeigt charakteristische Signale bei : öppm
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088, 56 g (40 mMol) 7?Amino-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure werden in 200 ml trockenem Methylenchlorid suspendiert. 11, 3 ml (80 mMol) Triäthylamin werden zugesetzt und die Mischung wird auf 00C abgekühlt. Hierauf werden 5, 08 ml (40 mMol) Trimethylchlorsilan unter Rühren zugesetzt. Die Temperatur wird im Verlauf von 90 min auf Raumtemperatur erhöht und die Mischung wird weitere 30 min gerührt. Nach Ab-
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-400CTemperaturauf-10oCerhöht und das Rühren wird 30 min bei dieser Temperatur fortgesetzt. Eine Probe für NMR-Spektroskopie wirdgenommen. In dieser Probe ist das Methylenehlorid durch Chloroform ersetzt.
Das NMR-Spektrum der chloroformhältigen Probe zeigt ein Multiplett bei 3, 6-4, 3 ppm entsprechend den 4-Äthylenphosphitamido-Protonen und ein Multiplett bei 4, 7-5, 3 ppm entsprechenden ?Lactam-Protonen sowie ein Singlett bei 0, 3 ppm entsprechend den Trimethylsilylester-Protonen.
10, 72 g (52 mMol) D-(-)-α-Phenylglycylcholrid. HCl werden dann der Reaktionsmischung zugesetzt und diese Mischung wird 5h bei -100C gerührt. Dann werden 200 ml Wasser und etwas Eis zugesetzt und die Mischung wird 30 min bei 3 bis 50C gerührt. Das pH wird mit 30%iger Natriumhydroxydl|sung auf 7, 0 eingestellt und die Reaktionsmischung durch Celit, der gründlich mit Wasser gewaschen wird, filtriert. Die organische Phase wirdabgetrennt und die wässerige Phase zweimal mit 50 ml Methylenchlorid gewaschen.
Das Volumen der wässerigen Phase wird unter Vakuum auf 240 ml verringert und das Per mit 6 n HCI auf 5, 7 eingestellt. 11, 53 g (80 mMol) ss-Naphthol, gelöst in 20 ml Äthanol, werden im Verlauf von 2 h unter Rühren zugesetzt. Das Rühren wird noch ungefähr 2 h fortgesetzt, wobei die Temperatur auf 50C herabgesetzt wird.
Schliesslich wird die Reaktionsmischung über Nacht bei 50C stehengelassen. Der ausgefallene Cephalexin- - ss-naphtholkomplex wird durch Filtrieren abgetrennt und mit Wasser und Butylacetat gewaschen. Der gewaschene Niederschlag wird in 160 ml Wasser und 160 ml Butylacetat suspendiert und das PH mit 2 n Schwefelsäure auf 1, 5 eingestellt. Anschliessend wird die Mischung filtriert und die wässerige Phase wird zweimal mit 80 ml Butylacetat gewaschen. Der %-Wert der wässerigen Phase wird mit Triäthylamin auf 4, 5 eingestelltund das Volumen der Mischung im Vakuum auf 90 ml reduziert. 100 ml 1,2-Dimethoxyäthan werden zugesetzt und die Mischung wird unter Kühlen auf 50C während ungefähr 2 h gerührt.
Dann wird die Mischung über Nacht in einem Kühlschrank bei 50C stehengelassen. Der gebildete Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute 7, 0 g reines Cephalexin mit einem IR-Spektrum (KBr), das charakteristische Banden bei 1500-1610 cm-1 (-COO-), 1690 cm-1(-CO-, Amid) und 1765 cm-1 (-CO-, ss-Lactam) zeigt, und einem NMRSpektrum (D2O-NaHCO2) mit folgenden Signalen :
6ppm
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904, 28 g (20 mMol) 7ss-Amino-3-methyl-3-cephem-4-carbonsäure werden in 50 ml trockenem Acetonitril suspendiert, 5,76 ml (40 mMol) Triäthylamin werden zugesetzt und die Mischung wird auf-40 C abgekühlt. Dann werden 1, 80 ml (20 mMol) Äthylenchlorphosphit zugesetzt und die Temperatur wird mittels eines Eis-
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bades auf 0 bis 50C erhöht. Die Mischung wird 30 min auf dem Eisbad gerührt.
Dann wird die Temperatur wieder auf -400C herabgesetzt und 2, 53 ml (20 mMol) Trimethylchlorsilan werden zugesetzt. Im Verlauf von 30 min wird die Temperatur auf Raumtemperatur erhöht und die Mischung wird 20 min bei dieser Temperatur gerührt. Das ausgefallene Triäthylammoniumchlorid wird abfiltriert (4, 65 g) und dem Filtrat wird eine Probe zur NMR-Spektroskopie entnommen. Das Spektrum zeigt ein Multiplett bei 3, 6-4, 3 ppm entsprechend den 4 Äthylenphosphitamido-Protonen und ein Multiplett bei 4, 7-5, 3 ppm entsprechend den ss-Lactam-Protonen, und die Trimethylsilylesterprotomnen bei 0,3 ppm. Die Reaktionsmischung wird auf 00C abgekühlt, worauf 4, 83 g (21 mMol) D(-)-α-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid unter Rühren zugesetzt werden.
Die Temperatur wird im Verlauf von 30 min auf Raumtemperatur erhöht und die Reaktionsmischung wird 2 h bei dieser Temperatur gerührt. Die Mischung wird auf dem Eisbad abgekühlt, mit 40 ml Eiswasser versetzt und noch 30 min auf dem Eisbad gerührt. Nun wird das pa mit Triäthylamin auf 4, 5 eingestellt und das Rühren über Nacht und zuletzt bei einer Temperatur von ungefähr 0 C fortgesetzt. Das ausgefallene Cephalexin wird abfiltriert und mit einer kleinen Menge 50%igem wässerigem Acetonitril gewaschen.
Ausbeute 6, 3g (90%), welche nach Reinigung in an sich bekannter Weise das reine Cephalexin ergeben, dessen R- und NMR-Spektren mit den in Beispiel 16 beschriebenen identisch sind.
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Ein 31P-NMR-Spektrum der Lösung zeigt eine Bande bei -133,4 ppm (85% H2PO als äusserer Standard) für Äthylenphosphitamido. Dann werden 0.028 g (4 mMol) D(-)-α-Phenylglycychlorid-hydrochlorid zugesetzt, und die Mischung wird 1 h bei Raumtemperatur gerührt. Ein neues P-NMR-Spektrum der trüben Lösung zeigt eine Bande bei-167, 6 ppm, was genau demauthentischen Äthylenchlorphosphit entspricht, und die Bande von Äthylenphosphitamido ist vollständig verschwunden.
Die Hochspannungselektrophorese bei einem Pff von 2 zeigt die Bildung einer neuen Aufzeichnung.
Die Mischung wird durch Zusatz von Wasser und dreimalige Extraktion mit Methylenchlorid aufgearbei- tet. Die vereinigten organischen Phasen werden über MgSO getrocknet und zur Trockne eingedampft. Als 4 Produkt wird die Titelverbindung als ein Salz erhalten. Ausbeute 1, 6 g.
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Das NMR-Spektrum (DMSO-d ) des Produktes in Form des freien Amins zeigt charakteristische Signale bei : ôppm
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1Beispiel 5 : Ampicillin.
Methode A.
4,33 g (21 mMol) D (-)-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid werden portionsweise im Verlauf von 1 min zu einer Lösung von 20 mMol Trimethylsilyl-6-(äthylenphosphitamido)-penicillanat in Methylenchlorid bei 0 C zugesetzt. Das Fortschreiten der Reaktion wird durch Penicillanase-Titration verfolgt, welche zeigt, dass nach einer Zeitspanne von 2 h bei 00C eine Ausbeute von mehr als 70% erhalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird die Reaktionsmischung in 100 ml Eiswasser gegossen und nach 15 min langsamen Rühren filtriert. Die Wasserphase wird mit 20 ml Äthylacetat überdeckt und der pH-Wert der Wasserphase mit Natronlauge auf 2 eingestellt. Hierauf wird das gebildete Ampicillin als ein schwerlösliches Salz mit ss-Naphthalinsulfonsäure ausgefällt, wobei der pH-Wert auf 2 gehalten wird.
Die Reaktionsmischung wird 12 h bei 40C stehengelassen und dann filtriert. Der Rückstand wird mit 0,01 n HCl und Äthylacetat gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum werden 7, 2 g weisses Ampicillin-ss-naphthalinsulfonsäuresalz, entsprechend 64, 5% der theoretis chen Ausbeute, erhalten. Die Hochspannungselektrophorese zeigte einen Fleck mit der Beweglichkeit von authentischem Ampicillin. Das IR-Spektrum war identisch mit demjenigen des ?Naphtahlisulfonsäuresalzes von authentischem Ampicillin.
Methode B.
5 mMol 6-91,3,2-Trioxaphospholan-2-yl-amino)-penicillansäure, Trialkylammoniumsalz, werden in 10 nil Deuteroform gelöst. 0,67 ml (5 mMol) Trimethylchlorsilan werden tropfenweise unter Stickstoff zugesetzt. Nach 1-stündigem Rühren bei Raumtemperatur werden 0,5 ml für NMR-Spektroskopie entnommen. (Die
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Probe wird nach Beendigung der Analyse in der Reaktionsmischung Zurückgebracht.)
Das NMR-Spektrum zeigt folgende charakteristische Signale bezüglich des Trimethylsilylesters :
6 ppm
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10durch das folgende Signal P -S -CH2 - 2.97 (m-2xq)JCHCH37,5Hz JCHNHS, 2 Hz N (CH2CH , HCl 3, 4-4, 2 (m) P-O-CH
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Die Penicillanase-Titration der Reaktionsmischung nach einer Reaktionszeit von 50 min bei 00C zeigt, dass eine Ausbeute von 65% erhalten wurde.
Die Identität des Produktes wurde durch Hochspannungselektrophorese einer hydrolysierten Probe der Reaktionsmischung nachgewiesen.
Das Reaktionsprodukt kann nach an sich bekannten Methoden gewonnen werden.
Beispiel6 :p-Hydroxyampicillin.
2, 16 g (10 mMol) 6-APS werden in 8 ml trockenem alkoholfreiem Chloroform durch Zusatz von 2, 5 ml (40 mMol) Triäthylamin gelöst, 1, 36 ml (10 mMol) Trimethylchlorsilan werden tropfenweise zugesetzt und
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in Gegenwart von Dimethylformamid als Katalysator hergestellt worden.
Nach einer Reaktionszeit von 7 min zeigt die Penicillanase-Titration der Reaktionsmischung eine Umwandlung entsprechend 21% Penicillin. Nach einer Zeit von 35 min beträgt die erzielte Ausbeute 42%. Wenn die Phosphitamidoverbindung zu einer Menge Säurechlorid zugesetzt wird, die aus 20 mMol der Säure hergestellt wurde, erhöht sich die Ausbeute auf ungefähr 70%.
Die 31P-NMR-Sopektroskopie der Reaktoonsmischung zeigt, dass Äthylenchlorphosphit durch Reaktion zwischen der Phosphitamidoverbindung und dem D (-)-p-Hydroxy-phenylglycylchlorid gebildet wird. p-Hydroxypenicillin kann aus der Reaktionsmischung nach bekannten Methoden gewonnen werden, wobei ein weisses kristallines Produkt mit folgenden spektroskopischen Kennwerten erhalten wird :
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1510 m-1 (Amid II), 1600cm-' (COO-), 1680 cm-1 (Amid I) und 1770 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
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Methode A.
0,97 g D (-)-p-Hydroxy-N-carboxyphenylglycyl-anhydrid (5 mMol) werden in 5 ml trockenem Methylenchlorid suspendiert und eine Lösung von 0, 41 ml Pyridin (5 mMol) und 0, 45 ml Äthylenchlorphosphit in 5 ml
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sung von 5 mMol Trlmethylsilyl-6-äthylenphosphitamldo-penlcillanat (hergestellt wie in Beispiel 7 beschrieben) in 15 ml trockenem Methylenehlorid zugesetzt, und die Reaktion wird titrimetrisch verfolgt :
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<tb>
<tb> Zeit <SEP> Ausbeute
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> 25%
<tb> 1, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> 40%
<tb> 16 <SEP> h <SEP> 56%
<tb>
Die Lösung wird mit trockenem Methylenchlorid auf 100 ml verdünnt und mit 0,04 ml Wasser und 0,09 g Toluolsulfonsäure versetzt. Dadurch wird das gebildete Penicillin als weisses Pulver ausgefällt, welches abfiltriert wird. Die Ausbeute beträgt 1, 83 g.
Nach Auflösen in Methanol und nochmaliger Ausfällung mit Äther zeigt die Substanz bei der Hochspannungs-Papierelektrophorese bei pH 7 nur einen Fleck, welcher mit demjenigen von authentischem p-Hydroxyampicillin identisch ist.
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werden. So kann man es in Wasser bei niedrigem PH lösen, und die Lösung filtrieren und auf ein kleines Volumen einengen. Zuletzt wird das Produkt beim isoelektrischen Punkt ausgefällt.
Methode B.
12,55 g D (-)-p-Hydroxy-phenylglycin werden in 150 ml trockenem Methylenchlorid suspendiert und mit 30 ml Trimethylchlorsilan versetzt. Die Mischung wird auf eine Temperatur, bei der RückflUss einsetzt, erhitzt, und 31,5 ml Triäthylamin werden tropfenweise zugesetzt. Nach Beendigung des Zusatzes wird die Mischung 1 h unter Rückfluss erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Das ausgefallene Triäthylamin-
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- hydrochlorid (32g) wird abfiltriert. Das Filtrat wird langsam zu einer unter Rückfluss gehaltenen Lösung von 15 g Phosgen in 150 ml Methylenchlorid und 150 ml Benzol zugesetzt. Die Mischung wird über Nacht unter Rückfluss erhitzt.
Die klare, schwach gelbe Lösung wird im Vakuum auf ungefähr 100 ml konzentriert, wobei sich D(-)-p-Trimethylsilyloxy-N-carboxyphenylglycyl-anhydrid in feinen Nadeln abscheidet, welche unter Zersetzung bei 240 bis 2550C schmelzen. Die Ausbeute an der reinen Verbindung beträgt 13, 3 g. Ein weiterer Anteil von Kristallen kann aus dem Filtrat durch Zusatz von Hexan erhalten werden.
Analyse für C, H, NO, Si :
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Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Absorptionen bei 1780 cm-1, 1800 cm-1, 1850 cm-1 und 1870 cm-1 (Anhydride), 840 cm-1 (Trimethylsilyl).
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:thylenchlorid gelöst und zum Rückfluss erhitzt. Eine Lösung von 5 mMol Trimethylsilyl-6-äthylenphosphitamidopenicillanat in 12, 6 ml trockenem Methylenehlorid wird im Verlauf von 45 min zugesetzt. Die enzymatische Titration 10min nach der Beendigung des Zusatzes zeigt eine Penicillinausbeute von 39%, während die Titration nach 1 und 2 h jeweils 50% Ausbeute zeigt.
IR-Spektroskopie und Dünnschichtchromatographie (Silicagel, Aceton/Benzol-Verhältnis 1 : 1) zeigt die Anwesenheit vonnichtumgesetztem Anhydrid, und durch Zusatz von weiteren 5 mMol Trimethylsilyl-6-phos-
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Identifizierung des beip-Hydroxyampicillin durch Hochspannungselektrophorese bei Prij 7.
Die Ausfällung des rohen Penicillins und die anschliessende Reinigung kann wie in Methode A beschrieben, durchgeführt werden.
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eine Lösung von 0, 9 ml Äthylenchlorphosphit in 5, 0 ml trockenem Toluol, gleichfalls auf -400C abgekühlt, zugesetzt. Dann wird das Rühren noch ungefähr 30 min fortgesetzt, wobei die Temperatur auf Raumtemperatur steigt.
Das gebildete Triäthylammoniumchlorid wird abfiltriert und eine Lösung des Trimethylsilylesters der Phenoxyessigsäure wird zugesetzt, welche in folgender Weise hergestellt wurde. 1, 5 g Phenoxyessigsäure werden in 20, 0 ml trockenem Toluol durch Zusatz von 1, 4 ml Triäthylamin gelöst, 1, 9 ml Trimethylehlorsilan werden zugesetzt, und nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird das gebildete Triäthylammoniumchlorid durch Filtrieren abgetrennt.
Die vereinigten Toluollösungen werden 20 h unter Rückfluss erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und zweimalmit2%iger, kalter NaHCO-Losung und zweimal mit Wasser gewaschen, über Na SO getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Petroläther verrührt, wonach die gebildete
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gdo] -ceph-3-em-4-carboxylat.
4 mMol N-(tert.Butoxycarbonyl)-D(-)-α-phenylglyein-trimethysilylester, hergestellt durch 30 min langes Rühren von 1,01 g (4 mMOl) n-(tert.Butoxycarbonyl)-D(-)-α-Phenylglycin, 15 ml Chloroform, 0,57 ml (4 mMol) Triäthylamin und 0,51 ml (4 mMol) Trimethylchlorsilan, werden zu einer Lösung von 4 mMol 2',2',2'-Trichloräthyl-3-methyl-7?9äthylenphosphitamido)-ceph-3-em-4-carboxylt in 15 ml reinem Chloroform zugesetzt. Dann werden 40 ml Toluol zugesetzt, das Chloroform wird abgedampft und die Mischung wird 18 h unter Rückfl?(110 C) erhitzt. Die Mischung wird dann im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in Methylenehlorid gelöst und zweimal mit verdünnter Salzsäure und zweimal mit Natrium- hydrogenearbonatlösung gewaschen.
Die Lösung wird über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei ein amorphes Pulver erhalten wird. Ausbeute 2, 0 g (86%) der Titelverbindung.
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1680-1740 cm' (breit,-CO-, Esterund
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<tb>
<tb> :öppm
<tb> 1, <SEP> 40 <SEP> (s)-C <SEP> (CH <SEP> ) <SEP>
<tb> 2, <SEP> 17 <SEP> (s) <SEP> (3)-C
<tb> 2,9-3, <SEP> 65 <SEP> (2d) <SEP> J <SEP> = <SEP> 18 <SEP> Hz <SEP> (2)-CH <SEP> -
<tb> 4, <SEP> 6-5, <SEP> 1 <SEP> (m)-O-CH2-CCl <SEP> und
<tb> (6) <SEP> C-H
<tb> 5,25 <SEP> (d) <SEP> o-C-H
<tb> 5, <SEP> 8 <SEP> (m) <SEP> (7) <SEP> C-H <SEP> undAmid <SEP> N-H <SEP>
<tb> 7, <SEP> 0 <SEP> (d) <SEP> Amid <SEP> N-H <SEP>
<tb> 7, <SEP> 38 <SEP> (s) <SEP> #-
<tb>
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Methode A.
Eine Lösung von 10 mMol Trimethylsilyl-(6-äthylenphosphitamido)-penicillanat (hergestellt wie in Beispiel 7 beschrieben aus 2, 16 g 6-APS) in trockenem Methylenchlorid wird mit 1, 51 g (10 mMol) Phenoxyessigsäure versetzt und die Mischung wird unter Durchperlen von trockener Luft bei Raumtemperatur gerührt.
NacheinerReaktionszeit von 6h bei Raumtemperatur weist die Reaktionsmischung gemäss enzymatischer Titration eine Penicillinausbeute von 82% auf. Die Reaktionsmischung wird auf 00C abgekühlt, mit 5 ml Pyridin und danach mit 25 ml Dimethylsulfoxyd versetzt, anschliessend in 500 ml eiskalter 10% iger NaCl-Lösung gegossen und 30 min gerührt. Dann werden 150 ml Äthylacetat zugesetzt und das pH auf 2 eingestellt. Nach 30 min werden die Phasen getrennt und die Wasserphase wird dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit 25 ml Wasser versetzt und das pH mit KOH auf 7 eingestellt. Die Wasserphase wird abgetrennt, 150 ml n-Butanol werden zugesetzt und das Wasser wird durch azeotrope Vakuumdestillation entfernt. Das dabei ausgefällte kristalline Rohprodukt wird abfiltriert.
Ausbeute 3, 16 g (81%) mit einer durch Penicillanase-Titration bestimmten Reinheit von 76%. Das weisse kristalline Produkt zeigt eine charakteristische Absorption im IR-Spektrum, entsprechend derjenigen des Kaliumsalzes von Phenoxymethylpenicillin, und auch das NMR-Spektrum zeigt Signale, die für die genannte Verbindung charakteristisch sind.
Weitere 10% Ausbeute können aus den organischen Phasen erhalten werden, und die weitere Reinigung des Rohproduktes kann nach bekannten Methoden erfolgen.
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Methode B.
0,65 g Phenoxyessigsäure werden eienr reaktionsmischung zugesetzt, die 1, 8 g Trimethylsilyl-6-0-phe-
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und die Mischung wird 3 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Penicillanase-Titration der Reaktionsmischung zeigt eine 60%igeAusbeute an Phenoxymethylpenicillin, das nach Hydrolyse mit Diäthylamin und 25%iger Kaliumchloridlösung als Kaliumsalz isoliert wird.
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s pie I 11 : Pi valoxymethyl-6-phenoxyacetamidopenicillanat.sung von 0,29 ml Äthylenchlorphosphit in 3 ml Äthylacetat wird tropfenweise zugesetzt. Danach wird die Kühlung abgestellt und die Mischung 30 min gerührt. Nach Zusatz von 498 mg Phenoxyessigsäure wird das Rühren 2, 5 h hei Raumtemperatur fortgesetzt.
Die Mischung wird aufgearbeitet, indem sie zweimal mit eiskalter 1 n HCl, zweimal mit kaltem Bicarbonat und einmal mit Eiswasser gewaschen'wird. Trocknen über Natriumsulfat und Eindampfen ergibt 1, 05 g (60%) eines amorphen Rückstandes.
Das IR-Spektrum (CHC1) zeigt charakteristische Banden bei 1505 cm-1 (AmidII), 1685 cm-1 (Amid I), 1750 cm-1 (-CO-, Ester) und 1785 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
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:thyl-7?(äthylenph osphitamido)-ceph-3-em-4-carboxylat in Acetonitril zugesetzt. Die Mischung wird 18h bei Raumtemperatur gerührt. Dann wird die Reaktionsmischung in Eiswasser gegossen und dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden dreimal mit gesättigter Natriumhydrogencar- bonatlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum zu einem amorphen Pulver eingedampft.
Ausbeute 1, 61 g (84%) der Titelverbindung.
Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1735 cm-1 (-CO-, Ester) und 1780 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
Das NMR-Spektrum (DMSO-d) zeigt charakteristische Signale bei :
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<tb>
<tb> Åappm
<tb> 2, <SEP> 12 <SEP> (s) <SEP> (3)-cog
<tb> 3,55 <SEP> (s) <SEP> (2)-CH2-
<tb> 4, <SEP> 60 <SEP> (s)-O-CH <SEP> -CO-
<tb> 5,0 <SEP> und <SEP> 5,05 <SEP> (2 <SEP> d) <SEP> -O-CH2-CCl
<tb> 5, <SEP> 15 <SEP> (d) <SEP> J=5Hz <SEP> (6) <SEP> =C-H <SEP>
<tb> 5, <SEP> 68 <SEP> (q) <SEP> J=5und8Hz <SEP> (7) <SEP> =C-H <SEP>
<tb> 6,7-7, <SEP> 5 <SEP> (m)-O-
<tb>
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ter Stickstoff zu 6, 5 g Benzyl-6-äthylenphosphitamidopenicillanat zugesetzt.
Die Mischung wird 4 h gerührt, zur Trockne eingedampft, in 50 ml Äthylacetat gelöst und zweimal mit Eiswasser, zweimal mit Bicarbonat und zuletzt zweimal mit Eiswasser geschüttelt. Die Lösung wird über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 1, 44 g (75%) einer amorphen Substanz erhalten werden.
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Methode B.
Es wird die Arbeitsweise gemäss Methode A eingehalten, nur dass 0, 41 ml Diäthylchlorphosphit an Stelle von 0, 29 ml Äthylenchlorphosphit verwendet werden. Ausbeute 1, 02 g (70%) der Titelverbindung.
IR-und NMR-Spektrum zeigen die gleichen charakteristischen Signale wie bei dem nach Methode A hergestellten Produkt.
Methode C.
10, 6 g 6-APS werden in 75, 0 ml Acetonitril durch Zusatz von 16, 0 ml Triäthylamin gelöst und die ge-
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in 25, 0 ml Acetonitril wird unter Rühren und Einleiten von Stickstoff auf einmal zugesetzt. Nach 1/2-stündi- gem Rühren, wobei die Temperatur allmählich auf Raumtemperatur ansteigt, wird das Triäthylammoniumchlorid durch Filtrieren entfernt.
Die erhaltene Lösung wirdunter Einleiten von trockenem Stickstoff mit 0, 7 ml Triäthylamin und. 10, 0 ml Chlormethylpivalat versetzt. Die Mischung wird 18 h gerührt.
Nach dem Abfiltrieren des gebildeten Triäthylammoniumchlorids wird das Filtrat auf OOC abgekühlt und 12, 4 g D (-) -a-azidophenylessigsäure werden zugesetzt. Nach 22-stündigem Stehen der Lösung bei 00C wird sie in400 ml 2%ige eiskalte NaHCO-Lösung gegossen. Die Mischung wird mit Äthylacetat extrahiert und nach der Phasentrennung wird die wässerige Phase nochmals mit Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Äthylacetatphasen werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum bei niedriger TemperaturzurTrockneeingedampft, wobei 18,0 g Rückstand erhalten werden. IR- und NMR-Spektrum dieses Rückstandes zeigen die gleichen charakteristischen Signale wie das nach Methode A hergestellte Produkt.
B e i s p i e l 16: Phthalidyl-6-(D(-)-α-aminophenylacetamido]-penicillanat, hydrochlorid.
Eine Lösung des Triäthylammoniumsalzes von 6-Äthylenphosphitamidopenicillansäure wurde aus 2, 16 g (10 mMol) 6-APS hergestellt.
Das NMR-Spektrum (CHCN) einer Probe der Reaktionslösung zeigte, dass alle 6-APS in die entsprechende Äthylenphosphitamidoverbindung übergeführt worden war, und die folgenden charakteristischen Signale wurden erhalten : öppm
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im Bromphthalid : öppm 7, 65 (s) (3) C-H ist verschwunden dagegen in der Esterverbindung :
6ppm für das entsprechende Proton 7, 45 (s)-1H Ausserdem zeigt das NMR-Spektrum die folgenden charakteristischen Signale :
öppm
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46 (s)5,00 (multiplett aus 8 Spitzen)
JHCCH= SHz, JHNCH=S. 9H
JPNCH=11,7Hz (6)C-H
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Diese Lösung von Phthalidyl-6-äthylenphosphitamidopenicillanat wird auf OOC abgekühlt, wonach 2,06 g (10 mMol) D (-)-Phenylglycylchloridhydrochlorid portionsweise im Verlauf von 5 min zugesetzt werden.
Nach 2-stündigem Rühren bei OOC wird die Reaktionsmischung in 50 ml kalter, gesättigter NaCl-Lösung gegossen. 30 ml Äthylacetat werden zugesetzt und die Mischung wird unter Eiskühlung 15 min gerührt. Nach der Phasentrennung wird die organische Phase nochmals mit kalter gesättigter NaCl-Lösung gewaschen, über MgSO getrocknetund im Vakuum zur Trockne eingedampft, wobei ein fester Rückstand erhalten wird.
Durch Behandlung mit Äther wird der Rückstand in eine kristalline Substanz umgewandelt, die nach Trocknen im Vakuum 9,9 g wiegt und bei 175 bis 180 C (Zers.) schmilzt. Ausbeute 70% Dihydrat, Reinheit : 96,5%.
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Das IR-Spektrum (KBr) zeigt charakteristische Banden bei 1779 cm-l (-CO-ss-Lactam und Ester), 1681 cm-l und 1492 cm-l (-CONH I und tri).
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rid.
4,28 g (20 mMol) 7-aminodesacetoxycephalosporansäure werden in 40 ml trockenem Acetonitril aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird unter trockenem Stickstoff auf -40 c abgekühlt und mit 5,6 ml (40 mMol) Triäthylamin versetzt. 1,8 ml (20 mMol) Äthylenchlorphosphit, in 4 ml trockenem Acetonitril gelöst, werden tropfenweise zugesetzt. Durch diesen Zusatz wird ein Temperaturanstieg auf-25 C bewirkt. Die Reaktionsmischung wird langsam auf 250C erwärmt. Nach 20 min wird die Mischung auf 5 C abgekühlt und mit 4,24 g (20 mMol) Bromphthalid versetzt.
Die so erhaltene Mischung wird 3 h bei 100C gerührt. Nach Abküh-
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lenauf 50C werden4, 1g (20 mMol) D (-)-Phenylglycylchlorid-hydrochlorid zugesetzt. Die Temperatur steigt auf 10 C. Das Rühren wird 2, 5 h bei Raumtemperatur fortgesetzt.
Zu der Reaktionsmischung werden 80ml Methylenchlorid zugesetzt, wonach sie in 100 ml kalte gesättigte Natriumehloridlösung gegossen wird. Das Waschen wird zweimal mit je 30 ml Natriumchloridlösung wiederholt. Die organische Phase wird viermal mit 25 ml Wasser extrahiert. Die vereinigten wässerigen Phasen werden zweimal mit 40 ml Äthylacetat extrahiert, wonach die Wasserphasen zur Trockne eingedampft werden.
Nach 20-stündigem Trocknen über Phosphorpentoxyd werden 4, 3 g der Titelverbindung von hoher Reinheit erhalten.
Das IR-Spektrum zeigt charakteristische Banden bei 1750-1790 cm-1 (ss-Lactam und Ester), 1690 cm-1 (Amid I), 1606 em-i (Doppelbindung) und 1500 cm-1 (Amid II).
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:Gefunden : 54, 57% 4, 63% 7, 98% 5, 90%.
B e i s p i e l 18: Phthalidyl-6-(D(-)-α-aminophenylacetamido]-penicillanat, hydrochlorid.
2, 71 g (10 mMol) 7-Aminocephalosporansäuire werden in 20 ml trockenem Acetonitril durch Zusatz von 1, 82 ml (18 mMol) Triäthylamin gelöst. Dann wird die Mischung in trockener Stickstoffatmosphäre auf -400C abgekühlt. Nach Zusatz von 0, 9 ml (10 mMol) Äthylenchlorphosphit, gelöst in 2, 5 ml trockenem Acetonitril, wird eine zusätzliche Menge von 0, 84 ml (6 mMol) Triäthylamin zugegeben. Die Temperatur wird innerhalb
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50 ml gesättigter wässeriger NaCI-Lösung und 25 ml Äthylacetat gegossen wird. Das Rühren wird weitere 15 min fortgesetzt. Dann werden die Phasen getrennt und die organische Phase wird mit gesättigter NaClLösung ausgeschüttelt, über MgSO getrocknet und zur Trockne eingedampft.
Bei Behandeln mit Äther wird der Rückstand fest, und nach dem Filtrieren werden 3, 93 g (68%) des Produktes erhalten.
Das NMR-Spektrum zeigt, dass das erhaltene Produkt aus 7-[D(-)-α-aminophenylacetamidol-cephalospo-
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20bis 26% der ANach Zusatz von DO verschwinden die Signale #9, 63 und 68, 9, während das Signal 65, 7 in 65, 73 (1H, d, J = 4,6 Hz) umgewandelt wird. Bei Verwendung von CDsCN/D20 als Lösungsmittel und TMS als internen Standard wird das Multiplett #5,2-4,5 aufgelöst, sodassdas NMR-Spektrum innerhalb des Bereiches 65, 8-4, 5 die folgenden Kennwerte annimmt :
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6 ppm
5, 72 (lH, d, J=4, 6Hz)
5, 17 (1H, s)
4, 99 (lH, d, J = 14 Hz)
4, 97 (1H, d, J=4, 6Hz)
4,70 (1H, d, J = 14 Hz).
Das (7) CH des A2-Isomeren ist bei 6 5, 55 ppm (d, J = 4,2 Hz) sichtbar. Das IR-Spektrum (KBr) hat unter anderem starke Banden bei 1785 cm-1, 1745 cm-l und 1695 cm-1.
Für die Analyse wurde das Produkt durch Ausfällen mit Perchlorsäure aus Wasser in ein Perchlorat übergeführt. Nach Ausfällen aus Butylacetat mit Äther wird ein teilweise kristallines Produkt erhalten. Das Produkt hat einen Schmelzpunkt von 1320C (Zers.) und bindet 1/2 Mol Butylacetat durch Trocknen im Vakuum (0,05 mm Hg).
Analyse für C29H30N3O13SCl:
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0,81 g (3 mMol) 7-Aminocephalosporansäure werden bei Raumtemperatur in 5 ml trockenem Acetonitril aufgeschlämmt und durch Zusatz von 0,84 ml (6 mMol) Triäthylamin in Lösung gebracht. Die Lösung wird auf-40 C in trockener Stickstoffatmosphäre abgekühlt und dann mit 0, 27 ml (3 mMol) Äthylenchlorphosphit versetzt. Die Temperatur wird innerhalb von 30 min auf 0 C ansteigen gelassen. Nach der Entfernung des ausgefallenen Triäthylammoniumchlorids durch Filtrieren werden 0, 64 g (3 mMol) 3-Bromphthalid, in 2,5 ml trockenem Acetonitril gelöst, zugesetzt.
Die Reaktionsmischung wird gerührt, während die Temperatur im Verlauf von 13/4 h auf 100C steigt. Dann wird die Mischung auf 00C abgekühlt und 3 mMol 2-Thienylacetylchlorid in 2,5 ml trockenem Acetonitril werden tropfenweise zugesetzt.
Die Mischung wird 1/2 h bei 00C gerührt und dann in 20 ml eiskalte, gesättigte wässerige NaCl-Lösung, die mit 10ml Äthylacetat bedeckt ist, gegossen. Nach 15 min Rühren werden die Phasen getrennt und die organische Phase wird mit eiskalter gesättigter NaCl-Lösung geschüttelt, überMgSO getrocknet und im Vakuum eingedampft. Ein so erhaltener dunkler, öliger Rückstand wird in 10 ml Butylacetat gelöst. Die Lösung wird filtriert und das Filtrat mit 10 ml Wasser verrührt, wonach der pH-Wert der Wasserphase mit verdünntem NaOH auf 5,5 eingestellt wird. Die Phasen werden getrennt und die organische Phase wird mit Wasser ausgeschüttelt, über wasserfreiem MgS04 getrocknet und im Vakuum eingedampft, wobei 6, 4 g eines hellen festen Rohproduktes erhalten werden.
TLC : Ein J2-Stärke reduzierender Fleck.
Das Produkt wird durch wiederholte Fällungen aus Äthylacetat mit Äther gereinigt, und es werden 3,4 g, entsprechend 54% der theoretischen Ausbeute erhalten. NMR zeigt, dass das Produkt 10 bis 15% des A2¯Iso- meren enthält.
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The invention relates to a process for the production of penicillins or cephalosporins and their derivatives.
Numerous processes for the synthesis of penicillins or cephalosporins are known in the literature
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applications with an activated derivative of the acid with which the amino group is to be acylated.
An acid halide is often used as an activated acid derivative in the presence of a hydrogen halide acceptor for the preparation of penicillin and cephalosporin compounds from 6-aminopenicillanic acid, 7-aminocephemic acid or their derivatives.
This procedure has several disadvantages, which are essentially based on the presence of the added hydrogen halide acceptor. The acylation reaction with an α-amino acid halide hydrohalide is preferably carried out in the absence of any strong bases such as alkylamines.
However, to z. B. to dissolve 6-APS in an organic solvent, an excess of z. B. Tri- äthylamin can be used per mole of 6-APS.
It can therefore be preferred to use the excess for the subsequent acylation reaction. To remove alkylamine, on the other hand, a hydrogen halide acceptor is necessary to accelerate the reaction.
The best way around the aforementioned difficulties would evidently be to carry out the acylation reaction without any release of hydrogen halide and consequently without the addition of a hydrogen halide acceptor. This solution to the above problem is achieved by the method according to the invention for the preparation of penicillin or cephalosporin derivatives.
The process according to the invention for the preparation of penicillins or cephalosporins of the general formula
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wherein
X a group
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represents, wherein R1 is a hydrogen atom or an acetoxy group,
R is a hydrogen atom, a benzyl, ring-substituted mononitrobenzyl, benzhydryl, p-bromophenacyl, alkylsilyl, pivaloyloxymethyl or phthalidyl group, or a physiologically acceptable group
Means cation, and R3 represents one of the following groups:
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wherein
Z represents a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom.
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wherein
X represents a hydrogen or halogen atom.
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wherein
X represents a hydrogen or a halogen atom.
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is characterized in that a compound of the general formula
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stands in which Q1 and Q2 are identical or different and are oxygen or sulfur atoms, R2 is a hydrogen atom or an alkyl group, n is 1 or 2,
R4 represents a benzyl, ring-substituted mononitrobenzyl, benzhydryl, p-bromophenacyl, alkylsilyl, pivaloyloxymethyl or phthalidyl group and
X has the above meaning which compound (B), if appropriate by reaction of a compound of the general formula
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wherein
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p- and R3 COOH, where R3 is as defined above,
or a reactive acyl derivative thereof to form an ester, and optionally the ester group is removed by hydrolysis.
The preparation of a compound of the formula (B) and the reaction of this compound with an acid halide as the compound having a reactive acyl group can be illustrated as follows:
To 1 mole of 6-aminopenicillanic acid or 7-ainodesacetoxycephalosporanic acid in an organic L? 2 moles of triethylamine or 2 moles of diethylamine are added to the solvent. The 6- or 7-ethylene phosphite amido compound is formed by adding 1 mol of ethylene chlorophosphite, and at the same time the excess amount of the amine is converted into the corresponding hydrochloride. At most, 1 mole of trialkylsilyl halide, 1 mole of ethylene chlorophosphite or 1 mole of a reactive alkyl halide can be added at this stage of the synthesis to form the corresponding ester.
Then 1 mole of acid chloride, e.g. B. phenyl glycyl chloride. HCl added, but no hydrogen halide acceptor, because 31p-NMR spectra have shown that amide formation proceeds with the release of ethylene chlorophosphite, which the β-laetam ring is inert under the present conditions.
Cyclic N-carboxy anhydrides (Leuch's anhydrides) have already been used for the preparation of α-aminopenieillins (see, for example, J. Am. Chem. Soc. 86 [1964], p. 3870 and German Offenlegungsschrift 1942693, example 13). However, the yields are low or moderate and undesirable by-products are formed by reacylation and polymerization of the N-carboxy anhydrides. Such by-products
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are difficult to avoid because the released carbamic acid tends to decarboxylate spontaneously with the release of the amino group (see e.g. M. Bodanszky: Peptide Synthesis).
The carbamate ion is not decarboxylated in a basic medium, but rapid reacylation via a mixed anhydride takes place in the presence of unreacted anhydride (see Chem. Pharm. Bull. 20 [1972], p. 664).
According to the process according to the invention, penicillins and cephalosporins of the formula (A) can be obtained in satisfactory yields by reacting the N-carboxy anhydride with the abovementioned phosphitamido compounds of the formula (B). Without wishing to restrict the invention to this theory, it is assumed that this is based on a stabilization of the carbamic acid released in the form of a phosphite ester during the reaction.
Among the other activated acid derivatives used for the acylation of the amino group of the 6-A PS or derivatives thereof are various forms of activated esters, e.g. B. p-nitrophenyl, cyanomethyl ester u. like
Surprisingly, it has been found that in the process according to the invention even a non-activated ester such as a silyl ester can react with the above intermediates of the formula (B) to form penicillins or cephalosporins. Silyl esters have the advantage that they can be easily manufactured.
A few syntheses of penicillin or cephalosporin derivatives are known in which a free
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Conversion of phosgene can be produced with a 6-APS ester. The 6-isocyanato-penicillanic acid ester can then be reacted with a free acid to form a penicillin derivative. However, this reaction can only be carried out with moderate yield; In addition, this known synthesis is questionable because of the use of phosgene, which is toxic and technically difficult to handle.
By contrast, according to the process according to the invention, a compound of the formula (B) can be reacted with a carboxylic acid to give the corresponding penicillin or cephalosporin compound, which, if necessary, is converted into the desired derivative.
The above reaction can be illustrated by the following reaction scheme in which a 6-APS derivative of formula (B) is reacted with a carboxylic acid:
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in which
R4 is as defined above and
R3 is one of the aforementioned organic groups.
If the compounds of the formula (s) have one or more amino groups, they can be in the form
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be protected in a manner known per se.
A compound of the formula (B) in which R represents a substituted ammonium group is suitable for the preparation of any esters of penicillin and cephalosporin.
Some of the penicillin esters produced using this method are valuable antibiotics.
Phthalide esters of penicillin and cephalosporin can be produced in high yields from 6-aminopenicillanic acid or 7-aminocephemic acid without causing epimerization at the C6 (or at the C7).
This procedure comprises the steps of coupling a compound of formula (I) in which R is a substituted ammonium group as defined above with a 3-halophthalide to form the corresponding phthalide ester and acylation of this ester to form the corresponding penicillin
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or cephalosporin esters.
The fact that no epimerization occurs was proven by coupling the trialkylammonium salt of 6-ethylenephosphitamido-penicillanic acid with 3-bromophthalide in acetonitrile and monitoring the progress of the reaction by means of NMR spectra (60 MHz) (see Example 16).
The process according to the invention is generally applicable to the production of phthalide esters of penicillin or cephalosporin. The esters produced by this process variant are therefore not only of value as antibiotics, but they can also be used as intermediates or auxiliaries for further syntheses.
The compounds of general formula (I) can be prepared in high yields (i.e. 90 to 100%). There is therefore no need to separate these compounds from the reaction medium, and the subsequent reactions can be carried out in the same reaction medium.
An embodiment of the process according to the invention including the preparation of a compound of the formula (I) can be illustrated by the following reaction scheme:
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As indicated above, compounds of the formula (1) in which R is a substituted ammonium group can, after coupling with the 3-bromophthalide, directly, e.g. B. with D (-) - phenylglycyl chloride. HCl, are acylated, the desired penicillin or cephalosporin being obtained in high yield.
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1: 7ss-Phenoxyacetamido-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid. Then 1.80 ml (20 mmol) of ethylene chlorophosphite are added and the temperature is increased to 0 to 50C using an ice bath. The mixture is stirred in an ice bath for 30 minutes.
The temperature is then lowered again to -40 ° C. and 2.53 ml (20 mmol) of trimethylchlorosilane are added. The temperature is increased to room temperature in the course of 30 minutes and the mixture is stirred at this temperature for 20 minutes. Then
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-200C cooled acetonitrile / water (1: 1) added. The mixture is stirred on the ice bath for 30 minutes and then extracted three times with methylene chloride. The combined organic phases are washed once with water, dried over Na SO and dried in vacuo to give an amorphous powder. Yield 6.8g (97%).
The IR spectrum (KBr) shows characteristic bands at 1685-1775 cm-1 (amide, acid and ß-lactam- - CO-).
The NMR spectrum (DMSO-d) shows characteristic signals at: öppm
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088.56 g (40 mmol) of 7-amino-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid are suspended in 200 ml of dry methylene chloride. 11.3 ml (80 mmol) of triethylamine are added and the mixture is cooled to 00C. Then 5.08 ml (40 mmol) of trimethylchlorosilane are added with stirring. The temperature is raised to room temperature over 90 minutes and the mixture is stirred for a further 30 minutes. After leaving
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-400C temperature increased to -10oC and stirring is continued for 30 min at this temperature. A sample is taken for NMR spectroscopy. In this sample, the methylene chloride has been replaced by chloroform.
The NMR spectrum of the chloroform-containing sample shows a multiplet at 3.6-4.3 ppm corresponding to the 4-ethylene phosphitamido protons and a multiplet at 4.7-5.3 ppm corresponding? Lactam protons and a singlet at 0.3 ppm corresponding to the trimethylsilyl ester protons.
10.72 g (52 mmol) of D - (-) - α-phenylglycylcholride. HCl are then added to the reaction mixture and this mixture is stirred at -100 ° C. for 5 hours. Then 200 ml of water and a little ice are added and the mixture is stirred at 3 to 50 ° C. for 30 minutes. The pH is adjusted to 7.0 with 30% sodium hydroxide solution and the reaction mixture is filtered through Celite, which is washed thoroughly with water. The organic phase is separated off and the aqueous phase is washed twice with 50 ml of methylene chloride.
The volume of the aqueous phase is reduced to 240 ml in vacuo and the peroxide is adjusted to 5.7 with 6N HCl. 11.53 g (80 mmol) of β-naphthol, dissolved in 20 ml of ethanol, are added over the course of 2 hours with stirring. Stirring is continued for about 2 hours, the temperature being reduced to 50C.
Finally, the reaction mixture is left to stand at 50 ° C. overnight. The precipitated cephalexin - ss-naphthol complex is separated off by filtration and washed with water and butyl acetate. The washed precipitate is suspended in 160 ml of water and 160 ml of butyl acetate and the pH is adjusted to 1.5 with 2N sulfuric acid. The mixture is then filtered and the aqueous phase is washed twice with 80 ml of butyl acetate. The% value of the aqueous phase is adjusted to 4.5 with triethylamine and the volume of the mixture is reduced to 90 ml in vacuo. 100 ml of 1,2-dimethoxyethane are added and the mixture is stirred while cooling to 50 ° C. for about 2 hours.
Then the mixture is left to stand in a refrigerator at 50C overnight. The precipitate formed is filtered off, washed with water and dried in a desiccator.
Yield 7.0 g of pure cephalexin with an IR spectrum (KBr), the characteristic bands at 1500-1610 cm-1 (-COO-), 1690 cm-1 (-CO-, amide) and 1765 cm-1 (- CO-, ss-lactam) and an NMR spectrum (D2O-NaHCO2) with the following signals:
6ppm
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904, 28 g (20 mmol) of 7ss-amino-3-methyl-3-cephem-4-carboxylic acid are suspended in 50 ml of dry acetonitrile, 5.76 ml (40 mmol) of triethylamine are added and the mixture is brought to -40.degree cooled down. Then 1.80 ml (20 mmol) of ethylene chlorophosphite are added and the temperature is measured using an ice
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baths increased to 0 to 50C. The mixture is stirred on the ice bath for 30 minutes.
The temperature is then reduced to -400 ° C. again and 2.53 ml (20 mmol) of trimethylchlorosilane are added. In the course of 30 minutes the temperature is increased to room temperature and the mixture is stirred at this temperature for 20 minutes. The precipitated triethylammonium chloride is filtered off (4.65 g) and a sample is taken from the filtrate for NMR spectroscopy. The spectrum shows a multiplet at 3.6-4.3 ppm corresponding to the 4 ethylene phosphitamido protons and a multiplet at 4.7-5.3 ppm corresponding to the ss-lactam protons, and the trimethylsilyl ester protons at 0.3 ppm. The reaction mixture is cooled to 0 ° C., whereupon 4.83 g (21 mmol) of D (-) - α-phenylglycyl chloride hydrochloride are added with stirring.
The temperature is increased to room temperature in the course of 30 minutes and the reaction mixture is stirred at this temperature for 2 hours. The mixture is cooled on the ice bath, mixed with 40 ml of ice water and stirred for a further 30 minutes on the ice bath. The pa is now adjusted to 4.5 with triethylamine and stirring is continued overnight and finally at a temperature of approximately 0 C. The precipitated cephalexin is filtered off and washed with a small amount of 50% aqueous acetonitrile.
Yield 6.3 g (90%) which, after purification in a manner known per se, give the pure cephalexin, the R and NMR spectra of which are identical to those described in Example 16.
EMI8.1
A 31P-NMR spectrum of the solution shows a band at -133.4 ppm (85% H2PO as the external standard) for ethylene phosphitamido. Then 0.028 g (4 mmol) of D (-) - α-phenylglycychloride hydrochloride are added and the mixture is stirred at room temperature for 1 hour. A new P-NMR spectrum of the cloudy solution shows a band at -167.6 ppm, which corresponds exactly to the authentic ethylene chlorophosphite, and the band of ethylene phosphitamido has completely disappeared.
High voltage electrophoresis at a Pff of 2 shows the formation of a new record.
The mixture is worked up by adding water and extracting it three times with methylene chloride. The combined organic phases are dried over MgSO and evaporated to dryness. The title compound is obtained as a 4 product as a salt. Yield 1.6g.
EMI8.2
The NMR spectrum (DMSO-d) of the product in the form of the free amine shows characteristic signals at: ôppm
EMI8.3
1 Example 5: Ampicillin.
Method A.
4.33 g (21 mmol) of D (-) - phenylglycyl chloride hydrochloride are added in portions over the course of 1 min to a solution of 20 mmol of trimethylsilyl 6- (ethylene phosphitamido) penicillanate in methylene chloride at 0 C. The progress of the reaction is followed by penicillanase titration, which shows that a yield of more than 70% was obtained after a period of 2 hours at 00C. At this point the reaction mixture is poured into 100 ml of ice water and, after 15 minutes of slow stirring, filtered. The water phase is covered with 20 ml of ethyl acetate and the pH value of the water phase is adjusted to 2 with sodium hydroxide solution. The ampicillin formed is then precipitated as a sparingly soluble salt with β-naphthalenesulfonic acid, the pH being kept at 2.
The reaction mixture is left to stand at 40 ° C. for 12 hours and then filtered. The residue is washed with 0.01 N HCl and ethyl acetate. After drying in vacuo, 7.2 g of white ampicillin-β-naphthalenesulfonic acid salt, corresponding to 64.5% of the theoretical yield, are obtained. High voltage electrophoresis showed a stain with the mobility of authentic ampicillin. The IR spectrum was identical to that of the naphthalenesulfonic acid salt of authentic ampicillin.
Method B.
5 mmol 6-91,3,2-trioxaphospholan-2-yl-amino) -penicillanic acid, trialkylammonium salt, are dissolved in 10 nil deuteroform. 0.67 ml (5 mmoles) of trimethylchlorosilane are added dropwise under nitrogen. After stirring for 1 hour at room temperature, 0.5 ml is removed for NMR spectroscopy. (The
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Sample is returned in the reaction mixture after the analysis is complete.)
The NMR spectrum shows the following characteristic signals with respect to the trimethylsilyl ester:
6 ppm
EMI9.1
EMI9.2
EMI9.3
10 by the following signal P -S -CH2 - 2.97 (m-2xq) JCHCH37.5Hz JCHNHS, 2 Hz N (CH2CH, HCl 3, 4-4, 2 (m) P-O-CH
EMI9.4
The penicillanase titration of the reaction mixture after a reaction time of 50 min at 00 ° C. shows that a yield of 65% was obtained.
The identity of the product was verified by high voltage electrophoresis on a hydrolyzed sample of the reaction mixture.
The reaction product can be obtained by methods known per se.
Example 6: p-Hydroxyampicillin.
2.16 g (10 mmol) of 6-APS are dissolved in 8 ml of dry alcohol-free chloroform by adding 2.5 ml (40 mmol) of triethylamine, 1.36 ml (10 mmol) of trimethylchlorosilane are added dropwise and
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in the presence of dimethylformamide as a catalyst.
After a reaction time of 7 minutes, the penicillanase titration of the reaction mixture shows a conversion corresponding to 21% penicillin. After a period of 35 minutes, the yield achieved is 42%. When the phosphitamido compound is added to an amount of acid chloride prepared from 20 mmol of the acid, the yield increases to about 70%.
The 31P-NMR spectroscopy of the reaction mixture shows that ethylene chlorophosphite is formed by the reaction between the phosphite amido compound and the D (-) - p-hydroxyphenylglycyl chloride. p-Hydroxypenicillin can be obtained from the reaction mixture by known methods, whereby a white crystalline product with the following spectroscopic characteristics is obtained:
The IR spectrum (KBr) shows characteristic bands at 1510 m-1 (Amid II), 1600 cm- '(COO-), 1680 cm-1 (Amide I) and 1770 cm-1 (-CO-, ss-Laetam) .
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Method A.
0.97 g of D (-) - p-hydroxy-N-carboxyphenylglycyl anhydride (5 mmol) are suspended in 5 ml of dry methylene chloride and a solution of 0.41 ml of pyridine (5 mmol) and 0.45 ml of ethylene chlorophosphite in 5 ml
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solution of 5 mmol of methylsilyl-6-ethylene phosphitamldo-penlcillanate (prepared as described in Example 7) in 15 ml of dry methylene chloride, and the reaction is followed titrimetrically:
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<tb>
<tb> time <SEP> yield
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> 25%
<tb> 1, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> 40%
<tb> 16 <SEP> h <SEP> 56%
<tb>
The solution is diluted to 100 ml with dry methylene chloride, and 0.04 ml of water and 0.09 g of toluenesulfonic acid are added. As a result, the penicillin formed is precipitated as a white powder, which is filtered off. The yield is 1.83 g.
After dissolving in methanol and repeated precipitation with ether, the substance shows only one spot on high-voltage paper electrophoresis at pH 7, which is identical to that of authentic p-hydroxyampicillin.
EMI10.6
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will. So you can dissolve it in water at low pH, and filter the solution and concentrate it to a small volume. Finally, the product is precipitated at the isoelectric point.
Method B.
12.55 g of D (-) - p-hydroxyphenylglycine are suspended in 150 ml of dry methylene chloride, and 30 ml of trimethylchlorosilane are added. The mixture is heated to a temperature at which reflux begins and 31.5 ml of triethylamine are added dropwise. After the addition is complete, the mixture is refluxed for 1 hour and then cooled to room temperature. The precipitated triethylamine
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- The hydrochloride (32g) is filtered off. The filtrate is slowly added to a refluxed solution of 15 g of phosgene in 150 ml of methylene chloride and 150 ml of benzene. The mixture is refluxed overnight.
The clear, pale yellow solution is concentrated to approximately 100 ml in vacuo, with D (-) - p-trimethylsilyloxy-N-carboxyphenylglycyl anhydride separating out in fine needles which melt with decomposition at 240-2550C. The yield of the pure compound is 13.3 g. Another proportion of crystals can be obtained from the filtrate by adding hexane.
Analysis for C, H, NO, Si:
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The IR spectrum (KBr) shows characteristic absorptions at 1780 cm-1, 1800 cm-1, 1850 cm-1 and 1870 cm-1 (anhydrides), 840 cm-1 (trimethylsilyl).
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: dissolved ethylene chloride and heated to reflux. A solution of 5 mmol of trimethylsilyl-6-ethylene phosphite amideopenicillanate in 12.6 ml of dry methylene chloride is added over a period of 45 minutes. The enzymatic titration 10 minutes after the end of the addition shows a penicillin yield of 39%, while the titration after 1 and 2 hours each shows a 50% yield.
IR spectroscopy and thin layer chromatography (silica gel, acetone / benzene ratio 1: 1) shows the presence of unreacted anhydride, and by adding another 5 mmol of trimethylsilyl-6-phospho-
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Identification of the beip-hydroxyampicillin by high voltage electrophoresis at Prij 7.
The precipitation of the crude penicillin and the subsequent purification can be carried out as described in method A.
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a solution of 0.9 ml of ethylene chlorophosphite in 5.0 ml of dry toluene, also cooled to -400C, was added. Stirring is then continued for about 30 minutes, the temperature rising to room temperature.
The triethylammonium chloride formed is filtered off and a solution of the trimethylsilyl ester of phenoxyacetic acid, which was prepared in the following manner, is added. 1.5 g of phenoxyacetic acid are dissolved in 20.0 ml of dry toluene by adding 1.4 ml of triethylamine, 1.9 ml of trimethylehlorsilane are added, and after cooling to room temperature, the triethylammonium chloride formed is separated off by filtration.
The combined toluene solutions are heated under reflux for 20 h, cooled to room temperature and washed twice with 2%, cold NaHCO 3 solution and twice with water, dried over Na SO and evaporated to dryness in vacuo. The residue is stirred with petroleum ether, after which the formed
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gdo] ceph-3-em-4-carboxylate.
4 mmol of N- (tert-butoxycarbonyl) -D (-) - α-phenylglyein trimethysilyl ester, prepared by stirring 1.01 g (4 mmol) n- (tert-butoxycarbonyl) -D (-) - for 30 min. Alpha-phenylglycine, 15 ml of chloroform, 0.57 ml (4 mmoles) of triethylamine and 0.51 ml (4 mmoles) of trimethylchlorosilane are made into a solution of 4 mmoles of 2 ', 2', 2'-trichloroethyl-3-methyl -7? 9äthylenphosphitamido) -ceph-3-em-4-carboxylt added in 15 ml of pure chloroform. Then 40 ml of toluene are added, the chloroform is evaporated and the mixture is refluxed (110 C) for 18 h. The mixture is then evaporated to dryness in vacuo. The residue is dissolved in methylene chloride and washed twice with dilute hydrochloric acid and twice with sodium hydrogen carbonate solution.
The solution is dried over sodium sulfate and evaporated in vacuo to give an amorphous powder. Yield 2.0 g (86%) of the title compound.
The IR spectrum (KBr) shows characteristic bands at 1680-1740 cm '(broad, -CO-, ester and
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<tb>
<tb>: öppm
<tb> 1, <SEP> 40 <SEP> (s) -C <SEP> (CH <SEP>) <SEP>
<tb> 2, <SEP> 17 <SEP> (s) <SEP> (3) -C
<tb> 2.9-3, <SEP> 65 <SEP> (2d) <SEP> J <SEP> = <SEP> 18 <SEP> Hz <SEP> (2) -CH <SEP> -
<tb> 4, <SEP> 6-5, <SEP> 1 <SEP> (m) -O-CH2-CCl <SEP> and
<tb> (6) <SEP> C-H
<tb> 5.25 <SEP> (d) <SEP> o-C-H
<tb> 5, <SEP> 8 <SEP> (m) <SEP> (7) <SEP> C-H <SEP> andAmid <SEP> N-H <SEP>
<tb> 7, <SEP> 0 <SEP> (d) <SEP> Amide <SEP> N-H <SEP>
<tb> 7, <SEP> 38 <SEP> (s) <SEP> # -
<tb>
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Method A.
A solution of 10 mmol of trimethylsilyl (6-äthylenphosphitamido) penicillanate (prepared as described in Example 7 from 2.16 g of 6-APS) in dry methylene chloride is mixed with 1.51 g (10 mmol) of phenoxyacetic acid and the mixture is under Stirred by bubbling dry air at room temperature.
After a reaction time of 6 hours at room temperature, the reaction mixture has a penicillin yield of 82% according to enzymatic titration. The reaction mixture is cooled to 0 ° C., 5 ml of pyridine and then 25 ml of dimethyl sulfoxide are added, then poured into 500 ml of ice-cold 10% NaCl solution and stirred for 30 min. 150 ml of ethyl acetate are then added and the pH is adjusted to 2. After 30 min the phases are separated and the water phase is extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases are mixed with 25 ml of water and the pH is adjusted to 7 with KOH. The water phase is separated off, 150 ml of n-butanol are added and the water is removed by azeotropic vacuum distillation. The crystalline crude product which precipitates out is filtered off.
Yield 3.16 g (81%) with a purity of 76% determined by penicillanase titration. The white crystalline product shows a characteristic absorption in the IR spectrum, corresponding to that of the potassium salt of phenoxymethylpenicillin, and the NMR spectrum also shows signals which are characteristic of the compound mentioned.
Another 10% yield can be obtained from the organic phases, and the further purification of the crude product can be carried out by known methods.
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Method B.
0.65 g of phenoxyacetic acid are added to a reaction mixture containing 1.8 g of trimethylsilyl-6-0-phe-
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and the mixture is stirred for 3 hours at room temperature. Penicillanase titration of the reaction mixture shows a 60% yield of phenoxymethylpenicillin, which is isolated as the potassium salt after hydrolysis with diethylamine and 25% potassium chloride solution.
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pie I 11: Pi valoxymethyl-6-phenoxyacetamidopenicillanat.sung of 0.29 ml of ethylene chlorophosphite in 3 ml of ethyl acetate is added dropwise. The cooling is then switched off and the mixture is stirred for 30 minutes. After adding 498 mg of phenoxyacetic acid, stirring is continued for 2.5 hours at room temperature.
The mixture is worked up by washing it twice with ice-cold 1N HCl, twice with cold bicarbonate and once with ice water. Drying over sodium sulfate and evaporation gives 1.05 g (60%) of an amorphous residue.
The IR spectrum (CHC1) shows characteristic bands at 1505 cm-1 (AmidII), 1685 cm-1 (Amide I), 1750 cm-1 (-CO-, ester) and 1785 cm-1 (-CO-, ss -Laetam).
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: ethyl 7? (äthylenph osphitamido) -ceph-3-em-4-carboxylate in acetonitrile added. The mixture is stirred at room temperature for 18 hours. The reaction mixture is then poured into ice water and extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases are washed three times with saturated sodium hydrogen carbonate solution, dried over magnesium sulfate and evaporated in vacuo to give an amorphous powder.
Yield 1.61 g (84%) of the title compound.
The IR spectrum (KBr) shows characteristic bands at 1735 cm-1 (-CO-, ester) and 1780 cm-1 (-CO-, ss-Laetam).
The NMR spectrum (DMSO-d) shows characteristic signals at:
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<tb>
<tb> Åappm
<tb> 2, <SEP> 12 <SEP> (s) <SEP> (3) -cog
<tb> 3.55 <SEP> (s) <SEP> (2) -CH2-
<tb> 4, <SEP> 60 <SEP> (s) -O-CH <SEP> -CO-
<tb> 5.0 <SEP> and <SEP> 5.05 <SEP> (2 <SEP> d) <SEP> -O-CH2-CCl
<tb> 5, <SEP> 15 <SEP> (d) <SEP> J = 5Hz <SEP> (6) <SEP> = C-H <SEP>
<tb> 5, <SEP> 68 <SEP> (q) <SEP> J = 5und8Hz <SEP> (7) <SEP> = C-H <SEP>
<tb> 6,7-7, <SEP> 5 <SEP> (m) -O-
<tb>
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ter nitrogen to 6.5 g of benzyl 6-ethylene phosphitamidopenicillanate added.
The mixture is stirred for 4 h, evaporated to dryness, dissolved in 50 ml of ethyl acetate and shaken twice with ice water, twice with bicarbonate and finally twice with ice water. The solution is dried over magnesium sulfate and evaporated in vacuo, 1.44 g (75%) of an amorphous substance being obtained.
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Method B.
The procedure according to method A is followed, except that 0.41 ml of diethyl chlorophosphite are used instead of 0.29 ml of ethylene chlorophosphite. Yield 1.02 g (70%) of the title compound.
The IR and NMR spectrum show the same characteristic signals as in the case of the product prepared by method A.
Method C.
10.6 g of 6-APS are dissolved in 75.0 ml of acetonitrile by adding 16.0 ml of triethylamine and the
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in 25.0 ml of acetonitrile is added all at once with stirring and introduction of nitrogen. After stirring for 1/2 hour, the temperature gradually rising to room temperature, the triethylammonium chloride is removed by filtration.
The solution obtained is while passing in dry nitrogen with 0.7 ml of triethylamine and. 10.0 ml of chloromethyl pivalate were added. The mixture is stirred for 18 hours.
After the triethylammonium chloride formed has been filtered off, the filtrate is cooled to OOC and 12.4 g of D (-) -a-azidophenylacetic acid are added. After the solution has stood at 0 ° C. for 22 hours, it is poured into 400 ml of 2% ice-cold NaHCO 3 solution. The mixture is extracted with ethyl acetate and after the phases have separated, the aqueous phase is extracted again with ethyl acetate. The combined ethyl acetate phases are washed with water, dried over sodium sulfate and evaporated to dryness in vacuo at low temperature, giving 18.0 g of residue. The IR and NMR spectrum of this residue show the same characteristic signals as the product prepared by method A.
Ex. 16: Phthalidyl 6- (D (-) -? -Aminophenylacetamido] penicillanate, hydrochloride.
A solution of the triethylammonium salt of 6-ethylenephosphitamidopenicillanic acid was prepared from 2.16 g (10 mmol) of 6-APS.
The NMR spectrum (CHCN) of a sample of the reaction solution showed that all 6-APS had been converted into the corresponding ethylene phosphitamido compound, and the following characteristic signals were obtained: öppm
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in bromophthalide: öppm 7, 65 (s) (3) C-H has disappeared in the ester compound:
6ppm for the corresponding proton 7, 45 (s) -1H In addition, the NMR spectrum shows the following characteristic signals:
ppm
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46 (s) 5.00 (multiplet of 8 points)
JHCCH = SHz, JHNCH = S. 9H
JPNCH = 11.7Hz (6) C-H
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This solution of phthalidyl 6-ethylenephosphitamidopenicillanate is cooled to OOC, after which 2.06 g (10 mmol) of D (-) - phenylglycyl chloride hydrochloride are added in portions over the course of 5 minutes.
After stirring at OOC for 2 hours, the reaction mixture is poured into 50 ml of cold, saturated NaCl solution. 30 ml of ethyl acetate are added and the mixture is stirred for 15 minutes while cooling with ice. After the phases have separated, the organic phase is washed again with cold, saturated NaCl solution, dried over MgSO 4 and evaporated to dryness in vacuo, a solid residue being obtained.
Treatment with ether converts the residue into a crystalline substance which, after drying in vacuo, weighs 9.9 g and melts at 175 to 180 ° C. (decomposition). Yield 70% dihydrate, purity: 96.5%.
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The IR spectrum (KBr) shows characteristic bands at 1779 cm-l (-CO-ss-lactam and ester), 1681 cm-l and 1492 cm-l (-CONH I and tri).
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rid.
4.28 g (20 mmol) of 7-aminodeacetoxycephalosporanic acid are slurried in 40 ml of dry acetonitrile. The slurry is cooled to -40 ° C. under dry nitrogen, and 5.6 ml (40 mmol) of triethylamine are added. 1.8 ml (20 mmol) of ethylene chlorophosphite, dissolved in 4 ml of dry acetonitrile, are added dropwise. This addition causes the temperature to rise to -25 C. The reaction mixture is slowly warmed to 250C. After 20 minutes, the mixture is cooled to 5 ° C. and 4.24 g (20 mmol) of bromophthalide are added.
The mixture thus obtained is stirred at 100 ° C. for 3 h. After cooling
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At 50 ° C., 4.1 g (20 mmol) of D (-) - phenylglycyl chloride hydrochloride are added. The temperature rises to 10 C. Stirring is continued for 2.5 hours at room temperature.
80 ml of methylene chloride are added to the reaction mixture, after which it is poured into 100 ml of cold saturated sodium chloride solution. The washing is repeated twice with 30 ml of sodium chloride solution each time. The organic phase is extracted four times with 25 ml of water. The combined aqueous phases are extracted twice with 40 ml of ethyl acetate, after which the water phases are evaporated to dryness.
After drying over phosphorus pentoxide for 20 hours, 4.3 g of the title compound of high purity are obtained.
The IR spectrum shows characteristic bands at 1750-1790 cm-1 (ss-lactam and ester), 1690 cm-1 (amide I), 1606 em-i (double bond) and 1500 cm-1 (amide II).
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: Found: 54, 57% 4, 63% 7, 98% 5, 90%.
Ex. 18: Phthalidyl 6- (D (-) - α-aminophenylacetamido] penicillanate, hydrochloride.
2.71 g (10 mmol) of 7-aminocephalosporanic acid are dissolved in 20 ml of dry acetonitrile by adding 1.82 ml (18 mmol) of triethylamine. The mixture is then cooled to -400 ° C. in a dry nitrogen atmosphere. After adding 0.9 ml (10 mmol) of ethylene chlorophosphite, dissolved in 2.5 ml of dry acetonitrile, an additional amount of 0.84 ml (6 mmol) of triethylamine is added. The temperature is within
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50 ml of saturated aqueous NaCl solution and 25 ml of ethyl acetate is poured. Stirring is continued for an additional 15 minutes. The phases are then separated and the organic phase is extracted by shaking with saturated NaCl solution, dried over MgSO and evaporated to dryness.
On treatment with ether, the residue solidifies, and after filtration, 3.93 g (68%) of the product are obtained.
The NMR spectrum shows that the product obtained from 7- [D (-) -? -Aminophenylacetamidol-cephalospo-
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20 to 26% of the A after adding DO, signals # 9, 63 and 68, 9 disappear while signal 65, 7 is converted to 65, 73 (1H, d, J = 4.6 Hz). When using CDsCN / D20 as solvent and TMS as internal standard, the multiplet # 5.2-4.5 is resolved so that the NMR spectrum within the range 65, 8-4, 5 assumes the following characteristics:
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6 ppm
5, 72 (lH, d, J = 4, 6Hz)
5, 17 (1H, s)
4.99 (lH, d, J = 14 Hz)
4.97 (1H, d, J = 4.6Hz)
4.70 (1H, d, J = 14 Hz).
The (7) CH of the A2 isomer is visible at 6.55.55 ppm (d, J = 4.2 Hz). The IR spectrum (KBr) has strong bands at 1785 cm-1, 1745 cm-1 and 1695 cm-1, among other things.
For the analysis, the product was converted into a perchlorate by precipitation with perchloric acid from water. After precipitation from butyl acetate with ether, a partially crystalline product is obtained. The product has a melting point of 1320 ° C. (decomp.) And binds 1/2 mol of butyl acetate by drying in vacuo (0.05 mm Hg).
Analysis for C29H30N3O13SCl:
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0.81 g (3 mmol) of 7-aminocephalosporanic acid are suspended in 5 ml of dry acetonitrile at room temperature and brought into solution by adding 0.84 ml (6 mmol) of triethylamine. The solution is cooled to -40 ° C. in a dry nitrogen atmosphere and 0.27 ml (3 mmol) of ethylene chlorophosphite are then added. The temperature is allowed to rise to 0 C within 30 minutes. After the precipitated triethylammonium chloride has been removed by filtration, 0.64 g (3 mmol) of 3-bromophthalide, dissolved in 2.5 ml of dry acetonitrile, are added.
The reaction mixture is stirred while the temperature rises to 100 ° C. over 13/4 h. The mixture is then cooled to 0 ° C. and 3 mmol of 2-thienylacetyl chloride in 2.5 ml of dry acetonitrile are added dropwise.
The mixture is stirred for 1/2 hour at 0 ° C. and then poured into 20 ml of ice-cold, saturated aqueous NaCl solution, which is covered with 10 ml of ethyl acetate. After stirring for 15 min, the phases are separated and the organic phase is shaken with ice-cold saturated NaCl solution, dried over MgSO and evaporated in vacuo. A dark, oily residue obtained in this way is dissolved in 10 ml of butyl acetate. The solution is filtered and the filtrate is stirred with 10 ml of water, after which the pH of the water phase is adjusted to 5.5 with dilute NaOH. The phases are separated and the organic phase is extracted by shaking with water, dried over anhydrous MgSO4 and evaporated in vacuo to give 6.4 g of a light, solid crude product.
TLC: A J2 strength reducing stain.
The product is purified by repeated precipitations from ethyl acetate with ether, and 3.4 g, corresponding to 54% of the theoretical yield, are obtained. NMR shows that the product contains 10 to 15% of the A2¯ isomer.
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