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Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von antibakteriell wirksamen 3-substituierten Methyl-3-cephem-4-carbonsäuren der allgemeinen Formel
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worin
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R2 Alkyl oder eine heterocyclische Gruppe darstellt, und deren Salzen und Estern.
InderAT-PSNr. 303257 istder Ersatz der Acyloxygruppe in Stellung : 3 durch heterocyclisches Thiol geoffenbart. Die DD-PS Nr. 86 013 beschreibt den Ersatz von Acetoxy durch heterocyclisches Thiol. Erfindungsgemäss wird jedoch heterocyclisches Thiol durch Alkyl- oder heterocyclisches Thiol ersetzt.
Die hier verwendete Formel
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stellt den 3-Cephemrest dar. Der Ausdruck"Acyl"für R* bezieht sich auf geeignete Acylgruppen, wie Carbamoyl-, aliphatischeAcyl-und Acylgruppen mit einem aromatischen oder heterocyclischen Ring ; geeignete aliphatische Acylgruppen sind beispielsweise gesättigte oder ungesättigte, niedere oder höhere Alkanoylgruppen, die verzweigt sein können oder einen eyelisohen Ring enthalten können, wie niedere oder höhere alipha- tische Acylgruppen, z. B. nied. Alkanoyl (wie Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, Isobutyryl, Valeryl, Isovaleryl, Oxalyl, Succinyl, Pivaloyl usw.), höheres Alkanoyl (wie Oetanoyl, Palmitoyl usw.), nied. Alkenoyl (wie Acryloyl, Crotonoyl usw.), nied.
Alkinoyl (wie Propinoyl usw.), niederes oder höheres Cycloalkancar-
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oder höheres Cycloalkandienyloxy- (nied.)-alkanoyl (wie Dihydrophenoxyacetyl, Dihydrophenoxypropionyl usw.), niederes oder höheres Cycloalkandienylthio- (nied.)-alkanoyl (wieDihydrophenylthioacetyl, Dihydro- phenylthiopropionyl usw.), nied. Alkoxycarbonyl (wie Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, 1-Cyclopropyläthoxycarbonyl, Isopropoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, tert.
Butoxycarbonyl usw. ), niederes
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;ungesättigte 3-bis 8gliedrige heteromonoeyclische Gruppe, die ein Schwefelatom enthält (wie Thienyl usw.), eine ungesättigte kondensierte heterocyclische Gruppe, die ein Schwefelatom enthält (wie Benzothienyl usw.), eine ungesättigte 3-bis 8gliedrige heteromonoeyelische Gruppe, die ein Sauerstoffatom enthält [wie Furyl,
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2-usw.], eine gesättigte 3-bis 8gliedrige heteromonoeyelische Gruppe, die 1 bis 2 Stickstoffatom (e) enthält (wie Pyrrolidinyl, Imidazolidinyl, Piperidino, Piperadinyl usw.), eine ungesättigte kondensierte heteroeyclisehe Gruppe, die 1 bis 3 Stickstoffatom (e) enthält [wie Indolyl,
Isoindolyl, Indolizinyl, Benzimidazolyl, Chi-
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rige heteromonoeyelische Gruppe, die 1 Schwefelatom und 1 bis 3 Stickstoffatom (e) enthält (z. B. Thiazolyl, Thiadiazolyl usw.), eine ungesättigte kondensierte heterocyclische Gruppe, die 1 Sauerstoffatom und 1 bis 2 Stickstoffatom (e) enthält (wie Benzoxazolyl, Benzoxadiazolyl usw.), eine ungesättigte kondensierte heterocyclische Gruppe, die 1 Schwefelatom und 1 bis 2 Stickstoffatom (e) enthält (wie Benzthiazolyl, Benzothiadiazolyl usw.) u. dgl.
Das Kohlenstoffatom in dem nied. Alkylteil der heterocyclischen nied. Alkanoylgruppe kann durch ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ersetzt sein, wie heterocyclisches nied. Alkoxycarbonyl, heteroeyelisches Oxycarbonyl, heterocyclisches Oxy-(nied.)-alkanoyl und heterocyclisches Thio-(nied.)-alkanoyl; die Carbamoylgruppe, die aliphatischen Acylgruppen und die Acylgruppen, die einen aromatischen oder heteroeyelischen Ring enthalten, können 1 bis 10 geeignete Substituenten aufweisen, wie nied. Alkyl (z. B. Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl usw.), nied. Alkenyl (z. B. 1-Propenyl, Allyl, usw. ), niederes oderhöheresCycloalkyl (z. B.
Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl usw. ), nied. Alkoxy (z. B. Methoxy, Äthoxy, Propoxy,
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nylureido, Mereapto, Carboxy, Hydroxy, Hydroxyamino, Mono- (oderDi-)-alkylamino [z. B. Mono- (oder Di-)-methylamino, Mono- (oder Di-)-äthylamino, Mono- (oder Di-)-propylamino, Mono- (oder Di-)-isopropylamino usw.].
Wenn die Acylgruppe eine funktionelle Gruppe aufweist, wie Amino, Hydroxy, Mercapto, Carboxy usw., kann die funktionelle Gruppe mit einer geeigneten Schutz gruppe geschützt sein. Geeignete Schutzgruppen für die Aminogruppe sind beliebige herkömmliche Schutzgruppen, beispielsweise die Acylgruppen oder andere
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4-Dinitrophenylthio, 2-Hydroxybenzyliden,carbonyl-2-propyliden, 1-Äthaxycarbonyl-2-propyliden, 3-Äthoxycarbonyl-2-butyliden, 1-Acetyl-2-propy- liden, 1-Benzoyl-2-propyliden, 1-[N-(2-Methoxyphenyl)-carbamoyl]-2-propyliden, 1-[N-(4-Methoxyphenyl)- - carbamoyl]-2-propyliden, 2-Äthoxycarbonyloyclohexyliden, 2-Äthoxycarbonylcyclopentyliden, 2-Acetyloy- clohexyliden, 3,
3-Dimethyl-5-oxocyclohexyliden (von diesen können 1- Methoxycarbonyl-2-propyliden und 2-Äthoxycarbonylcyclohexylidengruppen auch als 1-Methoxycarbonyl-1-propen-2-yl-bzw.2-Äthoxycarbonyl- - 1-cyclohexenylgruppe darstellbar sein), Mono- oder Disilyl u. dgl. ; geeignete Schutzgruppen fir Hydroxyoder Mereaptogruppen sind beliebige herkömmliche Schutzgruppen für Hydroxy- und Mercaptogruppen, beispielsweise die Acylgruppen oder andere Gruppen als die Acylgruppen, wie Benzyl, Trityl, Methoxymethyl, 2-Nitrophenylthio, 2, 4-Dinitrophenylthio u. dgl. ; geeignete Schutzgruppen für die Carboxygruppe können be- liebige herkömmliche Sohutzgruppen sein, die zum Schutz einer Carboxygruppe verwendet werden, beispielsweise nied. Alkylester (z. B.
Methylester, Äthylester, Propylester, Butylester, 1-Cyclopropyläthylester,
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Butylester u. dgl.),äthyl-usw.)-ester u. dgl. Geeignete Ester, die einen heteroeyelischen Ring enthalten, sind beispielsweise heteroeyelische Ester, heterocyclische nied. Alkylester u. dgl.
Geeignete heterocyclische Ester sind beispiels weise gesättigte oder ungesättigte, kondensierte oder nichtkondensierte 3- bis 8 gliedrige heterocyclische Ester mit 1 bis 4 Heteroatom (en), wie Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff (z. B. Pyridyl-, Piperidino-, 2-Pyridon-1-yl, Tetrahydropyranyl-, Chinolyl-, Pyrazolyl- usw.
- ester) u. dgl. Geeignete heteroeyelische nied. Alkylester sind beispielsweise gesättigte oder ungesättigte,
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8gliedrigeheteroeyelische, 1u. dgl.
Die Silylester, aliphatischen Ester und die Ester, die einen aromatischen oder heteroeyelischen Ring enthalten, können 1 bis 10 geeignete Substituenten aufweisen, wie nied. Alkyl (z. B. Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, tert. Butyl usw.), nied. Alkoxy (z. B. Methoxy, Äthoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, tert. Butoxy usw.), nied. Alkylthio (z. B. Methylthio, Äthylthio, Propylthio usw.), nied. Alkylsulfinyl (z. B. Methylsulfinyl, Äthylsulfinyl, Propylsulfinyl usw.), nied. Alkansulfonyl (z.B. Methansulfonyl, Äthansulfonyl
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ester, Mono- (oder Di- oder Tri-) nitrophenyl- (z. B. 4-Nitrophenyl-, 2, 4-Dinitrophenyl-, 3, 4, 5-Trinitro- phenyl-usw.)-ester, Mono- (oderDi-, Tri-, Tetra-öder Penta-) halogenphenyl- (nied.)-alkyl- (z.
B. 4-Chlorbenzyl-, 2,4-Dibrombenzyl-,3,4,5-Trichlorbenzyl-, Pentachlorbenzyl- usw.)-ester, Mono- (oder Di-oder Tri-) nitrophenyl- (nied.)-alkyl- (z. B. 2-Nitrobenzyl-, 4-Nitrobenzyl-, 2, 4-Dinitrobenzyl-, 3, 4, 5-Trinitro-
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usw. ) oder einem organischen Amin (z. B. Methylamin, Diäthylamin, Trimethylamin, Triäthylamin, Anilin, Pyridin, Dicyclohexylamin, N, N'-Dibenzyläthylendiamlnusw.) u. dgl.
Der Ausdruck"nied."bezieht sich auf eine Kohlenstoffkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen "höher" be- zieht sich auf eine Kohlenstoffkette mit 7 bis 16 Kohlenstoffatomen in einer aliphatischen Gruppe.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der allgemeinen Formel
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worin
A und R1 die oben angegebene Bedeutung haben und
Y eine die Gruppe N#O im ring enthaltende aromatische heterocyclische% Gruppe mit einer Bin- dung am dem C-Atom benachbarten C-Atom bedeutet, oder ein Salz oder Ester hievon mit einer Verbindung der allgemeinen Formel R2¯SH, (m) worin R2 die oben angegebene Bedeutung hat, in Anwesenheit einer Metallverbindung, die mit der Verbindung (II) ein Chelat bildet, umgesetzt wird und ge-
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dergeführt wird.
Diebei der erfindungsgemässen Umsetzung zu verwendende Metallverbindung kann jede beliebige Metallverbindung sein, die mit der Verbindung (II) ein Chelat bildet und die erfindungsgemässe Reaktion nicht stört.
Geeignete Metallverbindungen sind beispielsweise anorganische oder organische Kupferverbindungen (z. B.
Cuprichlorid, Cupribromid, Cuprifluorid, Cuprinitrat, Cuprisulfat, Cupriborat, Cupriphosphat, Cupricyanid, Cupriformiat, Cupriacetat, Cupripropionat, Cupricitrat, Cupritartrat, Cupribenzoat, Cuprisalicylat usw.) u. dgl.
Die Metallverbindung kann in Kombination mehrerer als zwei Arten hievon oder in Anwesenheit einer andern Metallverbindung verwendet werden (z. B. Zinkehlorid, Ferrichlorid usw.).
Die erfindungsgemässe Umsetzung wird gewöhnlich in Anwesenheit eines Lösungsmittels, wie Dimethylformamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid oder eines andern organischen Lösungsmittels, das die erfindungsgemässe Reaktion nicht negativ beeinflusst, durchgeführt.
Die Reaktionstemperatur und die Reaktionsdauer werden zweckmässigerweise entsprechend der Ausgangsverbindung (II), der Verbindung (in) und der Metallverbindung gewählt ; gewöhnlich wird die Umsetzung bei 0 bis 100 C während einiger Minuten bis zu einigen Tagen durchgeführt.
Die erfindungsgemässe Umsetzungistinsoferne vorteilhaft, als beispielsweise keine Nebenreaktionen auftreten, wie Lactonbildung oder Lactamspaltung.
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Geeignete Reduktionsverfahren sind beispielsweise Verfahren, bei denen Stannochlorid, Metallthiosulfat (z. B. Natriumthiosulfat, Kaliumthiosulfatusw.) ; die genannte Verbindung mit einem Säurechlorid (z. B. Ace-
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werden können.
Die erfindungsgemässe Reduktion wird gewöhnlich in Anwesenheit eines Lösungsmittels, wie Dimethylformamid, Acetonitril, Acetoessigsäureester, Tetrahydrofuran, Chloroform, Dichlormethan, Dioxan oder eines beliebigenandern Losungsmittels, das die erfindungsgemässe Reaktion nicht nachteilig beeinflusst, durchgeführt.
Die Reaktionstemperatur ist nicht begrenzt und kann zweckmässigerweise entsprechend der Ausgangsverbindung oder dem anzuwendenden Reduktionsverfahren gewählt werden.
Wenn die Carboxygruppe der Verbindung (I) durch eine Salz- oder Estergruppe geschützt ist, kann deren Entfernung zum Erhalt der Carboxygruppe entsprechend konventionellen Verfahren, die zur Entfernung der Carboxyschutzgruppe verwendet werden, beispielsweise Reduktion, Hydrolyse usw., bewirkt werden.
Diese Entfernung kann durch folgendes Schema illustriert werden :
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worin
A, Ri und R2 die oben angegebene Bedeutung haben und
Z eine durch eine Salz- oder Estergruppe geschützte Carboxygruppe bedeutet.
Wenn die Schutzgruppe ein aktiver Ester ist, der durch Hydrolyse entfernt werden kann, erfolgt die Ent-
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fernung gewöhnlich unter milden Hydrolysebedingungen, wie durch Inberührungbringen mit Wasser.
Die Reduktion ist beispielsweise für 2-Jodäthylester, 2, 2, 2-Trichloräthylester, Benzylester usw. anwendbar. Die Entfernungsreaktion mit einer Säure kann für Schutzgruppen, wie p-Methoxybenzylester, tert.-
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freien basischen Katalysator ist für Schutzgruppen, wie Äthinylester, 4-Hydroxy-3, 5-di- (tert. butyl)-benzyl- ester u. dgl. anwendbar. Die für die Eliminierung gemäss der Erfindung anwendbare Reduktion umfasst beispielsweise Reduktion unter Verwendung einer Metall- (z. B. Zinn-, Zink-, Zinkamalgam-usw.) oder einer Chromsalzverbindung (z. B. Chromdichlorid, Chromacetat usw.) und einer organischen oder anorganischen Säure (z. B. Essigsäure, Propionsäure, Salzsäure usw. ) und die Reduktion in Anwesenheit eines Metallreduktionskatalysators.
Metallkatalysatoren zur katalytischen Reduktion sind beispielsweise Platinkatalysato- ren (z. B. Platindraht, Platinschwamm, Platinmohr, Platinkolloid usw.), Palladiumkatalysatoren (z. B. Palladiumschwamm, Palladiumschwarz, Palladiumoxyd, Palladium-auf-Bariumsulfat, Palladium-auf-Bariumearbonat, Palladium-auf-Aktivkohle, Palladium-auf-Silikagel, Palladiumkolloid usw.), Nickelkatalysatoren (z. B. reduziertes Nickel, Nickeloxyd, Raneynickel, Urushibaranickel usw.) u. dgl. Geeignete Säuren, die für die Entfernungsreaktion verwendet werden können, sind beispielsweise Ameisensäure, Trihalogenessigsäure (z. B. Trichloressigsäure, Trifluoressigsäure usw.), Salzsäure, Fluorwasserstoffsäure, p-Toluolsulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Mischungen aus Salzsäure und Essigsäure u. dgl.
Geeignete wasserfreie basische Katalysatoren, die erfindungsgemäss verwendet werden können, sind beispielsweise Natriumthiophenphenal, (CH3)2LiC4, usw. Wenn die Schutzgruppe durch Behandeln mit Wasser oder einer flüssigen Säure bei der Reaktion entfernt wird, kann die Reaktion ohne Lösungsmittel durchgeführt werden. Wenn bei der erfindungsgemässen Reaktion ein Lösungsmittel verwendet wird, kann jedes beliebige Lösungsmittel, das diese Reaktion nicht nachteilig beeinflusst, verwendet werden, z. B. Dimethylformamid, Methylenehlorid, Chloroform, Tetrahydrofuran, Aceton u.dgl.
Die Reaktionstemperatur ist nicht begrenzt und kann zweckmässigerweise entsprechend der Ausgangsverbindung und der angewendeten Entfernungsmethode gewählt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.
Beispiel 1 : Zu einer Lösung von 450 mg Natrium-7-[2-(1H-tetrazol-1-)-acetamido]-3-(pyridin-
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l-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carboxylatperatur gerührt. Zu der Reaktionsmischung wurde Eiswasser zugesetzt und die Mischung mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt, wobei 90 mg eines öligen Rückstandes erhalten wurden. Der Rückstand wurde mit Äther gewaschen, wobei
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breites S), 4, 32 (1H, D), 0, 67 (lH, S).
Analog wurden erhalten :
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Natrium -7- [2- (2-thienyl) -acetamido]-3-pyridin-1-oxyd-2-yl) -thiomethyl-3-cephem -4-carboxylatmethyl-3-cephem-4-carbonsäure, Fp. 194 bis 1960C (Zers. ).
UV-Spektrum (95% C H OH) À. ax 281 mJ-L, E = 331.
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5. Aus 7-[2-(1H-Tetrazol-1-yl)-acetamidol]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure und 1, 3, 4-Thiadiazol-2-thiol 7- [2- (lH-Tetrazol-l-yl)-acetamido]-3- (1, 3, 4-thiadiazol-2-yl)-thiomethyl- -3-cephem-4-carbonsäure, Fp. 1550C (Zers. ).
UV-Spektrum (PH 6,4 Phosphatpuffer): #max 273 m , E = 274.
6. Aus 7-[2-(4-Pyridylthio)-acetamido]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure und 1, 3, 4-Thiadiazol-2-thiol 7- [2- (4-Pyridylthio) -acetamido]-3- (1, 3, 4-thiadiazol-2-yl) -thiomethyl-3 -cephem- - 4-carbonsäure.
UV-Spektrum (PH 6, 4 Phosphatpuffer) : ^max ax 264 mg, E = 330.
7. Aus 7-[2-(2H-Tetrazol-2-yl)-acetamido]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure und 1-Methyl-lH-tetrazol-5-thiol 7-[2-(2H-Tetrazol-2-yl)-acetamido]-3-(1-methyl-lH-tetrazol-5-yl)- -thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure, Fp. 126 bis 1270C (Zers.).
UV-Spektrum (PH 6,4 Phosphatpuffer): #max 260 m , E = 188.
8. Aus Natrium [2-(1,3,4-thiadiazol-2-ylthio)-acetamido]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-
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3-cephem-4-carboxylat(Zers.).
UV-Spektrum (PH 6,4 Phosphatpuffer): #max 268 m , E = 279.
9. Aus 7-[2- (4-Methyl-1, 2, 5-oxadiazol-3-yl) -acetamido]-3- (pyridin-1-oxyd-2-yl) -thiomethyl-3-cephem- -4-carbonsäure und 1-Methyl-1H-tetrazol-5-thiol 7- [2- (4-Methyl-1,2,5-oxadiazol-3-yl)-acetamidol-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure, Fp. 89 bis 920C (Zers. ).
UV-Spektrum (PH 6,4 Phosphatpuffer):A.x ax 270 mg, E = 208.
10. Aus 7-[2-(1,2,5-Thiadiazol-3-yl)-acetamido]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure und 1, 3, 4-Thiadiazol-2-thiol 7-[2- (1, 2, 5-Thiadiazol-3-yl) -acetamido]-3- (1, 3, 4-thiadiazol-2-yl) - -thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure, Fp. 75 bis 800C (Zers. ).
UV-Spektrum (pg 6, 4 Phosphatpuffer) : Aax 262 mg, E = 432.
11. Aus Natrium-7-[DL-2-(2-thienyl)-glycolamido]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem- -4-earboxylat und 1-Methyl-1H-tetrazol-5-thiol Natrium-7-[DL-2-(2-thienyl)-glycolamidol-3-(1-methyl- - lH-tetrazol-5-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carboxylat, Fp. 127 bis 1350C (Zers. ).
UV-Spektrum (PH 6,4 Phosphatpuffer): #max 238 m , E = 305 -max 'E = 180.
12. Aus Natrium-7-]DL-2-(2-thienyl)-2-acetoxyacvetamido]-3-(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-
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4-carboxylatund l-Methyl-lH-tetrazol-5-thiol Natrium-7- [DL-2- (2-thienyl)-2-acetoxyacetamido]-3- (l-me-- 4-carbonsäure, Fp. 128 bis 1330C (Zers.).
UV-Spektrum (PH 6,4 Phosphatpuffer): #max 270 m , E = 285.
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(pyridin-1-oxyd-2-yl)-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäureund5-Methyl-1, 3, 4-thia-Beispiel. 2 : 1,0 g 7-[2- (lH-Tetrazol-1-yl) -acetamido]-3- (5-methyl-1, 3, 4-thiadiazol-2-yl)-thiome- thyl-3-cephem-4-carbonsäure-1-oxyd, erhalten auf ähnliche Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde in 20 ml Dimethylformamid gelöst. 400 mg Stannochlorid wurden zu dieser Lösung zugesetzt und darauf trop-
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UV-Spektrum (prij 6, 4 Phosphatpuffer) : max 271 mju, E = 286.
Beispiel 3 : Eine Mischung aus 1, 3 g Diphenylmethyl-7-[2-(1H-tetrazol-1-yl)-arcetamido]-3-(5-me- thyl-1, 3, 4-thiadiazol-2-yl) -thiomethyl-3-cephem-4-carboxylat, erhalten auf ähnliche Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, 1,3 ml Trifluoressigsäure und 1,3 ml Anisol wurde 20 min lang bei Umgebungstemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde unter vermindertem Druck auf etwa die Hälfte ihres Volumens konzentriert. Dem Rückstand wurde Wasser zugesetzt und dann wurde der Rückstand mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde wieder mit einer wässerigen, gesättigten Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der Extrakt wurde mit 10%iger Salzsäure neutralisiert und wieder mit Äthylacetat extrahiert.
Der Extrakt wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert, wobei 0, 8 g Kristalle von 7-[2-(1H-Tetrazol-1-yl)-acetamido]-3-(5-methyl-1,3,4-thiadiazol-2-yl)-thiomethyl- -3-cephem-4-earbonsäure erhalten wurden.
IR-Spektrum (Nujol) : 3300,1780, 1715,1680 cm-t.
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