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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen, einen ss-Lactamring enthaltenden Verbindungen.
In der BE-PS Nr. 827926 sind u. a. die Clavulansäure der Formel
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sowie ihre Salze und Ester beschrieben.
Clavulansäure, ihre Salze und ihre Ester können ss-Lactamasen einer Anzahl Bakterien hemmen und auf Grund dieser wertvollen Eigenschaft die Wirksamkeit von Penicillinen und Cephalosporinen gegen verschiedene gram-positive und gram-negative Bakterien steigern. Es wurde nun gefunden, dass bestimmte Clavulansäuresalze ebenfalls wertvolle antibakterielle und ss-Lactamase hemmende Aktivitäten besitzen.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von neuen Clavulansäure- äthern der allgemeinen Formel
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worin R ein inerter organischer Rest mit bis zu 18 C-Atomen ist und die Gruppe CO 2 A ein Salz einer Carbonsäuregruppe bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Verbindung der Formel (II), worin C02A eine Carbonsäuregruppe oder ein Ester hievon ist, einer milden basischen Behandlung unterwirft.
Geeignete inerte organische Reste R sind Kohlenwasserstoffreste, die durch Halogen, Äther, Acyloxy-, Acyl- oder Esterreste, ferner durch Hydroxyl-, Nitro-, Cyano-, Amino-, substituierte Amino- oder Carboxylgruppen, welch letztere auch in Salzform vorliegen können, inert substituiert sein können, so dass geeignete Reste R Kohlenwasserstoffreste einschliessen, die durch Halogen
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CN oder CO. NR'R * substituiert sein können, worin R'ein Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 8 CAtomen ist, und R 2 einen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 4 C-Atomen bedeutet.
Der hier verwendete Ausdruck "Kohlenwasserstoffrest" umfasst Alkyl, Alkenyl und Alkinyl, die durch Phenyl oder substituiertes Phenyl substituiert sein können.
Geeignete inerte organische Reste R sind Kohlenwasserstoffreste und solche Kohlenwasserstoffreste, die durch Halogen und/oder OR', O. COR', CO. R'oder C02R'inert substituiert sein können, worin R'ein Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 8 C-Atomen ist.
Am zweckmässigsten steht R'für Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, Phenyl oder Benzyl. Methyl ist sowohl für R'als auch für R 2 die bevorzugte Gruppe.
Eine weitere geeignete Untergruppe der erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen sind solche, worin R die Gruppe CR"RR ist, wobei R 4 und R S gleich oder verschieden sind und Alkyl mit bis zu 3 C-Atomen bedeuten, oder Phenyl sind, das gegebenenfalls durch Halogen, R 7 oder OR7 substituiert ist, wobei R7 Alkyl mit bis zu 3 C-Atomen ist, und RI Wasserstoff, Alkyl mit bis zu 3 C-Atomen oder Phenyl bedeutet, das gegebenenfalls durch Halogen, R"oder OR substi- tuiert sein kann, wobei R'Alkyl mit bis zu 3 C-Atomen ist.
Einige besonders geeignete erfindungsgemäss erhältliche Verbindungen, die eine besonders gute Wirksamkeit gegenüber bestimmten ss-Lactamase erzeugenden Stämmen von Staphylococcus aureus
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zeigen, sind solche Verbindungen, worin R die Gruppe CHzR ist, wobei R9 Naphthyl oder Phenyl ist, welch letzteres durch Halogen, R10 oder OR10 substituiert sein kann, wobei R 1 D Alkyl mit bis zu 3 C-Atomen ist.
Der hier verwendete Ausdruck "inert substituiert" bedeutet, dass der Substituent keine Instabilität bei der Verbindung hervorruft, so dass sie nicht als Arzneimittel eingesetzt werden könnte.
Geeignete Reste A sind Wasserstoff oder ein Salzion, wie Lithium-, Natrium-, Kalium-, Kalzium-, Magnesium-, Ammonium- und in üblicher Weise substituierte Ammoniumionen, wie von Monoalkylaminen, Dialkylaminen, Trialkylaminen, beispielsweise Trimethyl- oder Triäthylammonium, sowie quartäre Alkylamine u. dgl.
Besonders geeignete erfindungsgemäss erhältliche Verbindungen sind solche Verbindungen der allgemeinen Formel (II), in der A ein Lithium-, Natrium- oder Kaliumion, insbesondere das Natriumoder Kaliumion, vorzugsweise das Natriumion ist.
Geeignete Ausgangsverbindungen sind Ester der Verbindungen der allgemeinen Formeln
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worin R die obige Bedeutung hat, Al Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen ist, das gegebenenfalls durch Halogen, OA4, OCOA4, SA4 oder SO2A4 substituiert sein kann, wobei A4 ein Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 6 C-Atomen ist, A Wasserstoff, Alkyl mit bis zu 4 C-Atomen oder Phenyl bedeutet, das gegebenenfalls durch Halogen, A5 oder OA5 substituiert sein kann, wobei A'Alkyl mit bis zu 6 C-Atomen ist, und A 3 Phenyl darstellt, das gegebenenfalls durch Halogen, A oder OAs sub- stituiert sein kann, wobei AS die obige Bedeutung hat.
Eine weitere, besonders bevorzugte Gruppe von erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen in jene der allgemeinen Formel
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worin R"ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist, der gegebenenfalls durch Halogen und/oder OR'", OCOR12, CO.R12 oder durch Hydroxyl inert substituiert sein kann, wobei R' Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet.
Am zweckmässigsten ist R' Alkylen mit 1 bis 4 C-Atomen, Phenylen oder Alkylen mit 1 bis 4 C-Atomen, das durch Phenyl oder Phenylen substituiert sein kann.
Vorzugsweise ist R l l Alkylen mit 1 bis 4 C-Atomen, wie Methylen oder Äthylen.
Eine besonders geeignete Gruppe von erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen der Formel (V) sind solche der allgemeinen Formel
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worin R 12 Alkylen mit 1 bis 4 C-Atomen ist und R' Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, das durch Phenyl substituiert sein kann, bedeutet.
Vorzugsweise ist R Methylen oder Äthylen.
Eine weitere geeignete Gruppe von erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen ist jene der allgemeinen Formel
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worin R'"ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 8 C-Atomen ist, R'5 Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, und R16 Wasserstoff, R17. CO.R17 oder CO2R1 darstellt, wobei R 17 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen ist, das durch Phenyl substituiert sein kann.
Am zweckmässigsten ist R''Alkylen mit 2 bis 4 C-Atomen, Phenylen oder Alkylen mit 2 bis 4 C-Atomen, das durch Phenyl oder Phenylen substituiert ist.
Eine weitere besonders zweckmässige Gruppe von erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen ist jene der allgemeinen Formel
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worin A die in Formel (II) angegebene Bedeutung besitzt, und R'"ein solcher Rest ist, dass die Gruppe CHR"dem Rest R der Formel (II) entspricht.
Einige günstige Verbindungen der allgemeinen Formel (VIII) sind solche der allgemeinen Formel
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worin R 19 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen, Phenyl oder eine der vorgenannten Gruppen, die durch Carboxyl oder ein Salz oder einen Alkylester hievon mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylrest substituiert ist, oder Carboxyl, ein Salz oder ein Alkylester hievon mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylrest ist.
Die Ausgangsverbindungen für das erfindungsgemässe Verfahren werden dadurch hergestellt, dass man einen Ester der Clavulansäure veräthert.
Die erfindungsgemäss eingesetzten Ätherester können durch Umsetzen eines Alkohols der allgemeinen Formel
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R-OH, (X) worin R die obige Bedeutung hat, mit einem entsprechenden Clavulansäureester in Gegenwart einer
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B.BF,. 0 (C H,) 2, hergestellt werden.
Die erfindungsgemässe Reaktion erfolgt vorzugsweise in einer wässerigen Lösung, die durch langsame Zugabe einer Base auf einem PH-Wert von 7 bis 9 gehalten wird.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen werden zur Herstellung von Arzneimitteln mit einem Gehalt an einer Verbindung der Formel (II), gegebenenfalls in Kombination mit pharmakologisch verträglichen Trägermaterialien und/oder Verdünnungsmitteln und/oder andern Wirkstoffen, verwendet.
Die Arzneimittel können für orale, äusserlich anwendbare oder parenterale Anwendung angepasst werden und können auch zur Behandlung von Infektionen bei Menschen und Säugern verwendet werden.
Beispiele geeigneter Formen von Arzneimitteln sind Tabletten, Kapseln, Crèmes, Sirupe, Suspensionen, Lösungen, Trockensaftpräparate sowie sterile Formen, die für Injektions- oder Infusionszwecke geeignet sind. Derartige Arzneimittel können übliche pharmakologisch verträgliche Substanzen, wie Verdünnungsmittel, Bindemittel, Farbstoffe, Geschmackskorrigentien, Konservierungsmittel, Zerfallhilfsmittel u. dgl., gemäss der üblichen pharmazeutischen Praxis enthalten, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der Formulierung von Antibiotika wohlbekannt sind.
Injizierbare oder infundierbare Arzneimittel sind besonders geeignet, da im Gewebe grosse Mengen an einer Verbindung der Formel (II) nach Verabreichung mittels Injektion oder Infusion auftreten können. Aus diesem Grunde ist ein bevorzugtes Arzneipräparat ein Salz einer Verbindung der Formel (II) in steriler Form.
Einzeldosierungen mit einem Gehalt an einer Verbindung der Formel (II), die für eine orale Verabreichung angepasst ist, bilden ein bevorzugtes Arzneimittel.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (II) können in den Arzneimitteln als einziger therapeutischer Wirkstoff oder zusammen mit andern therapeutisch wirksamen Verbindungen, wie einem ss-Lactamantibiotikum, vorliegen.
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Bereich schwanken, beispielsweise von 10 : 1 bis 1 : 3, vorzugsweise von 5 : 1 bis 1 : 2, beispielsweise von 3 : 1 bis 1 : 1.
Die Gesamtmenge an antibakteriellen Substanzen, die in einer Einzeldosierung vorliegt, liegt gewöhnlich zwischen 50 und 1500 mg und üblicherweise zwischen 100 und 1000 mg.
Die Arzneimittel können zur Behandlung von Infektionen u. a. der Atemwege, des Harnsystems, der Weichteile und der Rindermastitis eingesetzt werden.
Gewöhnlich werden 50 bis 3000 mg einer aktiven Verbindung pro Tag verabreicht, doch ist es üblicher, 100 bis 1000 mg täglich zu verabreichen, beispielsweise in 1 bis 6 Dosierungen, gewöhnlich in 2 bis 4 Dosierungen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.
Beispiel 1 : Herstellung des Äthoxycarbonylmethyläthers des Clavulansäurenatriumsalzes
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112 mg des Esters (el) werden unter Verwendung von 1N Natronlauge bei konstantem pH-Wert (unter Verwendung eines PH-Messers) hydrolysiert, bis die Hydrolyse vollständig ist.
Nach dem Chromatographieren erhält man nach dem Verreiben mit Äther 15 mg des Natriumsalzes (e2) als amorphen Feststoff.
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:4, 21 (4H, d und q überlagert), J=J'=8Hz, =CH-CH2-und C02CH : CH3) ; 4, 86 (1H, t, J=8Hz, =CH-CH2-) ; 4, 96 (lH, breites s, 3-CH) ; 4, 71 (lH, d, J=2, 5Hz, 5-CH).
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Die ungefähren Iso -Werte einer ss-Lactamase-Hemmung in pg/ml für die im Titel genannte Verbindung sind bei :
Escherichia coli JT4 0, 16
Klebsiella aerogenes E70 0, 034
Staphylococcus aureus Russell 0, 044
Proteus mirabilis C889 0, 025
Antibakterielle Wirksamkeit in vitro (pg/ml)
Escherichia coli 10418 31, 0
Klebsiella aerogenes A. 15, 0
Proteus mirabilis C977 62, 0
Staphylococcus aureus Oxford 15, 0
Staphylococcus aureus Russell 15, 0
Beispiel 2 : 9-0-Allylclavulansäurenatriumsalz
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Eine Lösung von 0, 5 g 9-0-Allylclavulansäurebenzylester (e3) in 30 ml eines Gemisches von 1 Teil Tetrahydrofuran und 4 Teilen Wasser wird bei Raumtemperatur mit wässeriger Natronlauge bis zu einem konstanten pH-Wert von 10 titriert. Dann verdünnt man das Reaktionsgemisch mit 30 ml Wasser und entfernt organische Neutralstoffe mittels kontinuierlicher Extraktion mit Äther.
Die wässerige Lösung wird gefriergetrocknet und dann an Silikagel chromatographiert. Nach dem Eluieren der Säule mit einem Gemisch aus Butanol/Äthanol/Wasser im Verhältnis 4 : 1 : 1,75 erhält man 0, 01 g der im Titel genannten Verbindung (e4).
NMR-Spektrum in D20 : o= 5, 63 (1H, d, J=3Hz, 5-CH) ;
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Beispiel 3 : Herstellung des 9-0-Butylclavulanats
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Eine Lösung von 80 mg p-Methoxybenzyl-9-0-butylclavulanat in 6 ml Tetrahydrofuran, enthaltend 0, 02 ml Wasser, wird 15 min über 40 mg 10% Palladium-auf-Kohle hydriert, bis Dünnschichtchromatographie das Fehlen von Ausgangsmaterial zeigt. Der Katalysator wird abfiltriert, wobei eine Lösung von Clavulanylbutyläther erhalten wird. Diese Lösung wird mit 20 ml Wasser verdünnt und mit 0,1M Lithiumhydroxydlösung auf PH 7,5 titriert. Die Lösung wird im Vakuum zu einem halbfesten Rückstand eingedampft, der Rückstand wird mit Aceton titriert, abfiltriert, mit Äther gewaschen und an der Luft getrocknet. Es werden 40 mg der im Titel genannten Verbindung erhalten.
IR-Spektrum (Nujol-Mull) : 1768 (ss-Lactam C=0), 1698 (C=C), 1618 cm-1 (CO. -).
NMR-Spektrum in D. O : a= 0, 73 (3H, t, J=7Hz, (CHCH), 0, 95 bis 1, 60 (4H, m, CH2CH2CH3); 2,94 (1H, d, J=17Hz, 6-ss-CH) ; 3, 36 (2H, t, J=7Hz, OCH. CH.) ; 3, 34 (lH, dd, J=17 und 3Hz, 6-a-CH) ; 3, 97 (2H, d, J=8Hz, =CHCHt) ; 4, 76 (lH, t, J=8Hz, CH=) ;
4, 84 (lH, s, 3-CH) ; 5, 99 (lH, d, J=3Hz, 5-CH).
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gangsmaterial durch Dünnschichtchromatographie. Der Katalysator wurde durch ein Bett aus fein zerteiltem Kieselgur abfiltriert und das Filtrat mit einem gleichen Volumen Wasser verdünnt und mit 1M Lithiumhydroxydlösung auf PH 7,0 titriert.
Bei Abdampfen der Lösungsmittel und Zerreiben mit Aceton wurde das Lithiumsalz als blasscremiger kristalliner Feststoff erhalten (1, 05 g).
(Das Natriumsalz wurde auf identische Weise unter Verwendung einer 1M NaOH-Lösung hergestellt, Ausbeute 0,85 g.)
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Die Eigenschaften des Lithiumsalzes sind wie folgt :
IR-Spektrum (Nujol-Mull) : 1785 (ss-Lactam, C=0),
1685 (C=C), 1615 cm-' (-CO :-).
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Die Mischung wurde durch Zugabe von 1, OM Lithiumhydroxydlösung unter Verwendung eines "Metrohm" PH-Stat (1, 8 ml erforderlich) bei einem PH-Wert von 8, 5 bis 9, 0 gehalten. Die wässerige Lösung wurde im Vakuum zur Trockne eingedampft und mit Aceton zerrieben, wobei ein blassgelber kristalliner Feststoff erhalten wurde, der gesammelt, mit Äther gewaschen und an der Luft getrocknet wurde, wobei 0,25 g der im Titel genannten Verbindung erhalten wurden.
Die Eigenschaften derselben waren wie folgt :
IR-Spektrum (Nujol-Mull) : 1785 (ss-Lactam, C=0),
1685 (C=C), 1615 cm ' (-CO,-).
NMR-Spektrum in D. O : 1, 11 (3H, t, J=7Hz, CHCHs) ;
3, 05 (lH, d, J=17Hz, 6-ss-CH) ; 3, 48 (2H, g, J=7Hz, CH : CHJ ;
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50 (lH, dd, J=17Hzwerden.
Biologische Aktivität
Wenn die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen an Mäuse verabreicht werden, zeigen sich keine hohen Toxizitätswerte.
Wenn die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen gemäss dem Standard-Mindesthemmkonzentrationstest in Verbindung mit Ampicillin untersucht werden, steigern sie die Wirksamkeit des Penicillins gegenüber zahlreichen gram-positiven und gram-negativen Organismen, wie Stämmen von Staphylococcus aureus Russell, Klebsiella aerogenes, Proteus mirabilis und Escherichia coli.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von neuen Clavulansäureäthern der allgemeinen Formel
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worin R ein inerter organischer Rest mit bis zu 18 C-Atomen ist und die Gruppe CO : A ein Salz einer Carbonsäuregruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel
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lung unterwirft.