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Agents antibactériens.
La présente invention concerne de nouveaux composés synthétiques qui sont intéressants comme agents antibactériens$ comme suppléments diététiques pour la nourriture des animaux, comme agents pour le traitement de la mastite du bétail et comme agents thérapeutiques pour la volaille et les animaux, de même que pour l'homme dans le traitement des maladies infectieuses provoquées par les bactéries Gram-positives ou Gram-négatives et elle se rapporte plus spécialement aux dérivés mono-N-acylés des deux amino acides répondant aux formules:
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de même qu'aux sels de ces dérivés.
De nombreux.agents chimiques, par exemple déjà le phénol proprement dit,ont été utilisés de l'une ou l'autre façon comme agents antibactériens. Le grand nombre des composés mis en oeuvre prouve qu'il est nécessaire de disposer d'autres agents ayant diverses propriétés pharmacologiques, pharmaceutiques et bactériologiques. L'invention a pour but de procurer de nouveaux agents antibactériens.
Aux fins de l'invention, on recourt à des composés de formule:
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où R1 représente un radical acylamino et à leurs sels non toxiques pharmaceutiquement acceptables, de mène qu'aux composés de formule:
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où R1 représente un radical acylamino, et à leurs sels non toxiques pharmaceutiqueemnt acceptables.
Les composés préférés de l'invention sont ceux de formule:
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où R4 est choisi dans la classe formée par les atomes d'hydrogène, de fluor, de chlore, de brome et d'iode et par les radicaux amino, carbobenzoxyamino, phényle, hydroxyle, alcanoyloxy inférieurs et alkoxy inférieurs, X est choisi dans la classe .formée par l'atome d'oxygène et l'atome de soufre, R5 et R6 sont choisis chacun dans la classe formée par 1'atone d'hydrogène et par les
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radicaux phényle, benzyle, phénéthyleé@alkyle inférieurs, 7 radicaux phényle, 'benzyle3 phénéthyle et alkyle inférieurs, R représente un radical alkyle inférieur, R8 et R9 sont choisis chacun dans la classe formée par les radicaux alkyle infériew alkylthio inférieurs,
benzylthio, cyclohexyle, cyclopentyle,
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cycloheptyle, benzyle, phénéthyle, phényl,propyle, furole, thiényle, naphtyle et R10 est choisi dans la classe forme par les radicaux alkylamino inférieurs, di(alkyl inférieur)amj cycloalkylamino de 3 à 7 atomes de carbone inclusivement, all3
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mino, diallylamino, phényï alkylamino inférieurs, rorphol3no= alkylmorpholino inférieurs, di(alkyl inférieur)morpholino, mai pholino-alkylamino inférieurs, pyrrolidino' a3kylp;rrolidino infêrieurs, di(alkyî inférieur)pyrrolidino, N,N-hexaméthylèneimino, pipéridino, alkylpipéridino inférieurs, di(alkyl inféri pipéridino, 1,2,s6-têtrahyd oprridino, N-al1Q{lpipérazino infé rieurs, T-phénylpipérazïno9 T--(ml3yy1 .nférlL:r) (alkyl inférieu pipérazino, N-(alkyl inférieur)-di-(alkyl i.ér3:
x=jp3.pérazi¯n.c fzzrfurylamino, tétralaydroiurmryiaaino, N-(alkyl isférieur)"Nfurfurylamino, iv-a?kyl-Van...?a et aleoxyanilino inférieurs, z1 Z2 et Z3 sont choisis chacun dans la classe formée par les radicaux alkyle inférieurs et R11 est choisi dans la classe formée par les radicaux alkyle inférieurs, cycloalkyle inférie naphtyle, benzyle, phénéthyle et/' ,\- C et R représente un radical monovalent choisi paroi ceux de formule
R1 $R1 $R1
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R2 / ' R2
R2
R3 où R1 R2 et R sont choisis 'chacun dans la classe formée par les atomes d'hydrogène, de chlore, de brome et d'iode et par 1 radicaux trifluorométhyle, phényle, alkyle inférieurs et alkox
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inférieurs,
étalât entendu toutefois qu'un seul des symboles R peut représenter un radical phényl et w représente un radical de forage
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de même que leurs sels non toxiques acceptables.
L'invention a ainsi peur objet sous la forme des sels non toxiques pharmaceutiquement acceptables et sous la forme ces acides libres, les acides répondant aux différentes formules suivantes:.
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où R représente un radical alkyle inférieur
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où R1 représente un radical alkyle inférieur et R2 et R3 sont choisis chacun dans la classe forcée par les atomes d'hydrogène et de chlore;
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où R1 représente un radical alkyle inférieur et R2 représente 'un
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atome d'hydrogène ou de chlore;
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où R représente un radical alkyle inférieur
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où R représente un radical alkyle inférieur;
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où R représente un radical alkyle inférieur;
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où R représente un radical alkyle Inférieur;
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où R1 représente un radical alkyle inférieur et R2 et R3sont -
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choisis chacun dans la classe formée par les atomes d'hydrogène et de chlore ;
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où R1 représente un radical alkyle inférieur et R2 représente un atome d'hydrogène ou de chlore;
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où R représente un radicalalkyle inférieur;
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où R représente'un radical alkyle inférieur ;
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où R représente un radical alkyle inférieur.
L'invention a aussi pour objet le procédé pour pré-
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parer un agent antibactérien suivant lequel on fait réagir-un composé de formule:'
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ou un de ses sels avec un chlorure d'acide organique monocarboxylique ou un de ses équivalents fonctionnels et aussi le procédé pour préparer un agent antibactérien suivant lequel on fait réagir un composé de formule:
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ou un de ses sels avec un chlorure d'acide organique monocarboxylique ou un de ses équivalents fonctionnels.
Suivant une forme de réalisation préférée; l'invention a pour objet le procédé pour préparer un agent antibactérien suivant lequel on fait réagir un composé de formule:
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ou un de ses sels avec Tin chlorure d'acide organique monocarboxy-
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lique de formule-.
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où R4 est choisi dans la classe formée par les atomes d'hydrogène, de fluor;
de chlore, de brome et d'iode et par les radicaux amino,
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carbobenzoxyanino, phériyie, hydroxyle, alcanoyloxy inférien.rs et alkoxy inférieurs} X est choisi dans la classe formée par l'atome d'oxygène et l'atome de soufre, R5 et sont choisis chacun dans la classe formée par l'atome d'hydrogène et par les radicaux phényle, benzyle, phénéthyle, et alkyle inférieurs, R7 représente un radical alkyle inférieur., R8 et R9 sont choisis
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chacun dans la classe formée par les radicaux alkyle inférieurs alkylthio inférieurs, benzylthio, cyclohexyle, cyclopentyle, cycloheptyle, benzyle, phénéthyle, phénylpropyle, furyle, thiényle, naphtyle et-*-, R10 est choisi dans la classe formée par les radicaux alkylamino inférieurs,
di(alkyl inférieur)amino, cycloalkylamino de 3 à 7 atomes de carbone inclusivement, allyla- mino, diallylamino, phénylalkylamino inférieurs, morpholino, alkylmorpholino inférieurs, di(alkyl inférieur)morpholino, mor- pholino alkylamino inférieurs, pyrrolidino, alkylpyrrolindino inférieur di(alkyl inférieur)pyrrolidino, N,N-hexaméthylène- imino, pipéridino, alkylpipéridino inférieurs, di(alkyl inférieur) pipéridino, 1,2,5,6-tétrahydrophridino N-alkylpipérazino infé- rieurs, N-phénylpipérazino, N-(alkyl inférieur)(alkyl inférieur) pipérazino, N-(alkyl inférieur)-di-(alkyl inférieur)pipérazinô, furfuryamino tétraphdorfurfurylamino N-alkyl inférieur)-N- furfurylamino, N-alkyl-N-anilino et alcoxyanilino inférieurs, Z1,
Z2 et z3 sont choisis chacun dans la classe formée par les radicaux alkyle inférieurs et R11 est choisi dans la classe formée par les radicaux alkyle inférieurs, cycloalkyle inférieurs, naphtyle, benzyle, phénéthyle et # - C et # - représente un radical monovalent choisi parmi ceux de formule
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où R1, R2 et R3 sont choisis chacun dans la classe formée par les atomes d'hydrogène, de chlore, de brome et d'iode et par les radicaux trifluorméthyle phényle alkyle inférieurs et alkoxy inférieurs, étant entendu toutefois qu'un seul des symboles
R peut représenter un radical phényle,
ou bien avec un équivalent fonctionnel d'un tel chlorure d'acide
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Aux fins de la présente invention par "radicaux alkyle inférieurs on entend des radicaux hydrocarbonés aliphatiques en chaine droite ou ramifiée de 1 à 10 atomes de carbone, comme les radicaux méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, t-butyle amyle hexyle 2-éthyl- hexyle, heptyle, décyle, etc. De façon analogue., on qualifie d'inférieure,dans la description d'un autre radical comme le radical alkoxy inférieur,la partie alkyle de ce radical--qui satisfait à la définition ci-dessus des radicaux alkyle infé- rieurs.
Les équivalents fonctionnels des chlorures d'acides ci-dessus servant d'agent d'acylation pour un radical amino primaire sont notamment les bromures correspondants, les anhy drides d'acides, y compris.les anhydrides mixtes et en particu- lier les anhydrides mixtes formés avec des acides plus forts, comne les monoesters aliphatiques inférieurs de l'acide carbonique, les acides alkylsulfonques et arylsulfoniques et les acides à empêchement plus marqué comme l'acide diphénylacétique.
En outre, un azide d'acide ou un ester ou thioester actif (par exemple avec le p-nitrophénol, le 2,4-dinitrophénol; le thiophénol ou l'acide thioacétique) peut être utilisé, mais en variante, l'acide libre lui-même peut être condensé avec l'acide 6-aminopénicillianique -après que l'acide libre a été mis à réagir avec du chlorure de N.N'-diméthylchlroforminium voir brevet anglais n 1,008,170 et Novak et Wdichet, Experientia XXI/6, 360 (19657 ou bien au moyen d'enzymes ou d'un N.W.-carbonyldimidazole ou d'un N,N'-carbonylditriazole ±voir demande de brevet Sud-Africain n 63,2684,d'un carbodiimide spécialement le N.N'-dicyclohexylcarbondiimide, le N,
N'-diisopropylcarbodiimide ou le N-cyclohexyl-N'-(2-morpholinoéthyl)
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carbodiimide, voir Sheehan et Hess J. Am Chem. Soc. 77 1067, 1955 ou d'une alkynylamine ± voir R. Buijle et H.G.Viehe,
Angew. Chem. International Edition 3 page 582 1964 ou d'une cétène imine ±-voir C. L. Stevens et M.E Monk J. Am Chem.
Soc. 80, page 4065 1958 ou d'un sel d'isoxazolium Çvoir
R.B. Woodward, R.A. Olofson et H,Mayer J. Am Chem. Soc. 83 page 1010 1961 Un autre équivalent du chlorure d'acide est l'azolide correspondant, c'est-à-dire un amide de l'acide correspondant dont l'atome d'azote de la fonction amide fait partie d'un cycle pentagonal quasi aromatique contenant au moins
2-atomes d'azote, c'est-à-dire un cycle d'imidazole, de pyrazole, de triazoles, de benzimidazole, de benzotriazole y compris les dérivés substitués correspondants.
Par exemple, de façon générale, pour préparer un azolide, on fait réagir un N,N-carbonyl diimidazole avec un acide carboxylique en proportions équimo- léculaires à la température ambiante dans le tétrahydrofuranne,' le chloroforme, le diméthylformamide ou un autre solvant inerte analogue,pour obtenir l'imidazolide d'acide carboxylique de façon pratiquement quantitative avec dégagement de dioxyde de carbone et de 1 mole-d'imidazole. Les acides dicaroxyliques donnetn des diimidazolides le sous-produit, à savoir l'imidazole, précipite et peut être séparé et l'imidazolide peut être isolé, mais la chose n'est pas essentielle. Les procédés pour exécuter ces réactions afin d'obtenir une péncilline de même que les procédés pour isoler les pénicillines formées sont classiques.
Les sels non toxiques pharmaceutiquement acceptables sont notamment les sels de métaux, comme le sodium, le potassium,¯ le calcium et l'aluminium,le sel d'ammoniun et les sels d'ammonium substitués, tels que les sels d'amines comme les trialkylamines, notamment la triéthylamine, la procalne, la dibenzylamine, la
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ïf-benzyl-b6ta-phénéthylamine, la 1-êph,énamïne .la NN-dïben2yl- - éthylèndiamine la déhydroabiéthylamine, la N,N'-bis-déhydro-
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abiéthyléthylenediamine, les N-(alkyl inférieur)pipéridines, comme la N-éthylpipéridine,
et d'autres amines qui ont été utilisées pour la formation de sels avec la benzylpénicilline l'invention a spécialement pour objet des agents atibactériens préparés par le procédé d'acylation ci-dessus au moyen des acides organiques monocaboxyliques ou bien de leurs chlorures d'acides ou autres équivalents qui ont déjà été mis en oeuvre pour 3'acylation de l'acide 6-aminopénicillanique comme décrit par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique
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na2.91.95; 2.951.839; 2.985.648i 2.996-501; 3.007.920; 3.025.290; 3.028.379; 3.a35.o-7; 3.040.032; 3.c4o.033; 3.041.332; 3.041.333; 3.043.831; 3.os3.831; z..575; 3.071-576; 3.079.30?; 3.079.306; 3.080.356; 3.082-204*-; 3.093-547; 3.093.633; 3.116.285; 3.117..9; 3.118.877; 3.120.512; 3.120.?13; 3.120.511+;-3.127-394; 3.140.282; 3.142.673; 3,14?.2Y7g 3-I?-.g6':-; 3.180.863;
3.198-804; 3.202.6?3; 3.202.654; 3.202-655; 3.210.337; 3.157.639; 3.134.767; 3,132,136; dans les brevets anglais nô874.414; 874.416; c875.5z6; 876.662; 877.120; 877.323; 8^.;3; 878.233; 880.042; 880.yod; 882.335; 888.110; 888.552; 889.066; 889.069; 889.070; 889.168; 889.231;
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890.201; 891-174; 891.279; 891-586; 891.777; 891.938; 893.?18; &g-.2-7; 89Y.457; 894.460; 896.072; 899.199; 900.666; 902.703; 903-785; goli-.576; 905-778; 906.383; 9G8.?8?; 9--.-19; 916.097; 916.204; 916,205; 916.488; 918.169; 920.176; 920,177 920.300;
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921.?l3; 922,278; 924.037; 925.281; 931.56?;
932.644; 938.o66; 938.321; 939.708; 940.488; 943.608; 944.417; dans de norabreiix brevets belges, par exemple n ?93.222; 595-171; 597-859; 602.494; 603.703; 609.o3g; . 6.1b.;-.9; 617.187 et dans des deman- des de brevets Sud-Africains,par excepte n 60/2882; 6o73C?7; 6D/37t8i -61I16t.9; R6l/27?l; 62/54; 62/-+920; 63/1612 et 63,2423.
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Lorsque le radical acylamino des composés de l'in vention contient aussi un radical très basique, par exemple un radical amino primaire, comme dans le cas des composés préférés répondant aux formules:
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où a la signification qui lui a été donnée ci-dessus (et R1
R2 et R3 dans # représentent de préférence des atomes d'hydro- gène), les produits sont amphotères et existent normalement sous la forme de zwiterrions, mais peuvent exister sous la forme - de sels d'addition d'acides, par exemple ceux formés avec des acides non toxiques pharmaceutiquement acceptables organiques, comme l'acide acétique, l'acide citrique, l'acide succinique, l'acide ascorbique etc.ou inorganiques comme l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique etc.
Dans les procédés de l'invention, il est nécessaire aussi d'utiliser comm réactifs finals"le composé de formule:
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ou un de ses sels formés avec des acides et des bases, de même que
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le composer formule: ............ composé N - CH-#,.....-S'c/CH3 3 t N,,, ' -cx G3 'C9' 3 É00a ou un de ses sels formés avec des acides et des bases.
Comme illustré ci-après, ces réactifs finals sont
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préparés,par exemple,soit par hydrogénolyse du composé de formule: 0 C H CH 0 - il NH - CH##ÇH s M1- - 652 llj/f fï2 c- N CH 0- c C61I;- soit par hydrogénolyse du composé de formule:
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soit par décomposition à l'aide d'un acide du composé de formule
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du composé de formule:
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Ces esters sont préparés à leur tour en général comme indiqué ci-après par réaction avec des esters appropriés de composés de formules:
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où x représente un radial. amino primaire bloqué ainsi qu'on l'entend en synthèse des peptites par exemple un radical
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phtalimido, tritylainoc-nitrophénflxyacétaio où un radical équivalent comme précisé ci-après, o-ni trophé..nylsu1:f'ényla.mino, carbobenzyloxyamino, formylaminocucarbo-t-butyloxyanino. On obtient ainsi des composés de formules
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où X a la signification ci-dessus et R représente un radical ester labile susceptible d'être éliminé facilement, par exemple par hydrogénolyse ou par décomposition en milieu acide.
Ces esters peuvent être convertis ensuite en réactifs finals par élimination du radical représenté par R et par conversion du radical représenté par X en un radical amino libre, soit consécutivement, soit simultanément. Lorsque le radical amino bloqué représenté par X est un radical phtalimido, celui-ci est converti en radical amino primaire par traitement à l'aide d'hydrate d'hydrazine dans le dioxanne à environ la température ambiante en au moins 12 heures. Lorsque X re-
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présente un radical carbobenzyloxyamino, le radical amino bloqué est transformé en radical amino primaire par hydrogénation catalytique avec formation du produit, à savoir la 3-amino-4mercapto-2-azétidinone.
Lorsque le radical amino bloqué est
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un radical forn.y.am3no,carbo--t bztyloayaina ou o--nitrophéMIsulfénylam1w.-, il est converti en un radical amino primaire, soit par réaction avec du chlorure d'hydrogène anhydre dans un solvant ne donnant pas de protons, comme le benzène ou le chlorure de méthylène, soit
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par réaction avec de 1--acide trifluoroacetique..Le composé tritylasiine peut être converti aussi en composé comprenant un radical amino libre par addition diacide p-toluenesulfonique monohydraté à une solution acétonique avec formation de l'amine
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primaire libre sous la forme de son p-toluèneslnlfonate, voir B. K.
Koe, Nature 195 page 1200 (1963). En outre, lorsque le radical amino bloqué est un radical tritylamino ou carbo-t-butyl oxyamino les deux réactions finales sont réalisées en un seul stade au moyen d'acide plus fort pendant des durées plus longues et,si on le désirera des températures plus élevées.
Lorsque le radical amino bloqué représenté par X
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est un radical o-nitrophénoxyaeétamido, celui-ci est converti en radical amino primaire pour la formation de la 3-amino-4- mercapto-2-azétidinone soit a) par hydrogénation catalytique (par exemple dans l'eau à la température ambiante au moyen de palladium à 30% sur terre de diatomées), puis par conservation du mélange en milieu acide (par exemple dans de l'eau acidifiée jusqu'à un pH de 2 au moyen d'acide chlorhydrique à 20% à environ 10 C pendant au moins 20 minutes ou à 25 pendant au moins 24 heures), soit b) par addition du composé bloqué '(par exemple en quantité de 7 millimoles) dans de l'eau froide (par exemple en quantité de 30 ml) rapidement (par exemple en 1 à 3 minutes) à du palladium à 5% sur charbon (par exemple 0,05 g)
en suspension dans une solution froide de KBH4 (par exemple en quantité de 14 millimoles) dans de l'eau (par exmeple en quantité de 70 ml).
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-- Les composés deformule
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sont également nouveaux et des détails et divers procédés concernant leur préparation sont donnés sous le titre: Prépartion des composés de départ". En particulier, les procédés décrits ici pour la conversion du radical représenté par X en un radical amino libre sont applicables aussi suivant les nécessités à la synthèse des composés de l'invention.
L'invention est illustrée sans être limitée par les exemples suivants.
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EXEMPLE 1
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(III) 0? mélange le rfsl du de f ds'e' 9 i (III) f3vec lm t'S calent d'hydrate d'hydrazine dans 20 tsi de iiic;-tanne e.t on laisse repos-er le mr::1 J2';G j:egiiàn.1 il heures à 1 c"i:!P.i'2;il:e 2m:';'18nteQ par acidification a'.? Ecyen de chlorure c.:.. 1.1"tú:!:C2e!13 OH précipite à,e iJhÉalhz àI'aZààe GZ±'C12 &pénaTc ..,. - - ..." 1-iF"tà$T"= le phta.ihydrazide 1f':1çCi sépare par filtration :.- ¯...6=: .. e-b- +=,e#ii-r ..''G:e2--C3 filtrat tme solution diacide 6--aE!inc.--p&-najaylcai'bcxy-- ' 'r:8:.I:r cc:;a:'1e i'il tra tm solution Q') ète 9.l1inf.)- liCtUe de ±)r[;1ule (>1) q1:..:J0-1 utilise directement I0U là réaction > "'1.?i: et G qD. on peut si on 3e désire rec.ueJ..¯.! :;..., 2. J.
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acétamido-3-pénamylcarboxylique de formule (V) qu'on isole de préférence sous la forme du sel de potassium cristallin ¯par ex- traction de l'acide d'une solution aqueuse acide (par exemple à pH 2) dans de l'éther diéthylique, par évaporation de 1'éther et par addition d'au moins un équivalent d'une solution de 2- éthylhexanoate de potassium (par exemple à 0,373 g/ml) dans du n-butanol anhydre.
On recueille par filtration le sel de potassium qui se forme et précipite d'habitude à l'état cristallin et on constate alors qu'il est un agent antibactérien puissant contre les bactéries tant Gram-positives que Gram-négatives, puisqu'il est bactéricide en concentrations inférieures à 1000 p.p.m.
EXEMPLE 2 -
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(VIII) On chauffe au reflux pendant 3 heures un mélange de
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1 g de 3-carbobenzyloxyamino ---mercapto-2-azétidinoae de formule (VI) et de un équivalent de pyruvate de benzyle dans 50 ml de toluène, puis on refroidit le mélange et on le concentre sous pression réduite pour obtenir un résidu constitué par le 6-car-
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bobenzyloxyamino-3-péna.ylcarboxylate de benzyle de formule (VII).
On soumet le résidu de formule (VII) à l'hydrogénolyse au moyen d'un catalyseur au palladium dans 20 ml d'acétate d'éthyle comme solvant sous une pression d'hydrogène de 3,5 kg/cm2 au manomètre à la température ambiante. Après séparation du catalyseur par filtration, on élimine le solvant par distillation sous vide pour obtenir un résidu, formé par l'acide 6-amino-3-
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pénasiylearboxylique de formule (IV) qu'on utilise directement pour la réaction suivante ou qu'on isole à l'état de soide ampho tère cristallin, si on le désire.
On ajoute en 10 minutes une solution de chlorure de phénylacétyle (6 g) dans du chloroforme anhydre à un mélange
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agité de 6 g d'acide 6-arino-3-pénaylcarbaxyliqae et de 13 si de triéthylaaine dans 150 ml de chlcrofcre anhydre. On agite le mélange pendant 2 heures, puis on le filtre et on agite le résidu avec de l'acide chlorhydrique 1N pour obtenir une phase aqueuse ayant un pH de 2, puis on conserve uniquement'la couche chloroformique qu'on lave à l'eau, qu'on filtre et qu'on agite avec une solution aqueuse diluée d'hydroxyde de sodium pour faire
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passer le produit dans la phase aqueuse,
après quoi on recueille la phase aqueuse et on l'extrait rapidement avec de l'éther diéthylique et on ajuste son pH à 2 à l'aide d'acide chlorhydrique.
Après deux extractions à l'éther, on sèche la phase éthérée contenantl'acide 6-phénylacétamido -3-pénanyl carboxylique de for mule (VIII) et on y ajoute au moins un équivalent d'une solution de 2-éthylhexancate de potassium (par exemple à 0,373 g/ml dans du n-butanol anhydre. On recueille par filtration le précipité dè sel de potassium qui se forme et dont on constate qu'il est un agent antibactérien puissant à l'égarâ de bactéries tant Grampositives que Gram-négatives, puisqu'il est bactéricide à des concentrations inrérieures à 800 p.p.m.
EXEMPLE 3 -
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En appliquant le procédé de 1. exemple 2, on chau au reflux dans du toluène des quantités équimoléculaires des c posés de formule VI et de formule IX pour obtenir le composé de formule X qu'on transforme par hydrogénolyse en composé de formule XI. L'acylation du composé de formule XI donne l'ager antibactérien puissant de formule XII.
EXEMPLE 4
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Décomposition en milieu acide
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En appliquant les procédés des exemples 2 et 3, , on fait réagir des quantités équimoléculaires des composés de formule (XIII) et (XIV) pour obtenir le composé de formule (XV) qu:on convertit en composé de formule (XI) par décomposition en milieu acide,par exemple par réaction avec du chlorure d'hydre gène anhydre.dans un solvant ne donnant pas de protons, comme le benzène ou le chlorure de méthylène ou bien par réaction avec l'acide trifluoroacétique.
EXEMPLE ? -
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En appliquant les procédés des exemples 2, 3 et 4, on fait réagir des quantités équimoléculaires des composés de formule (XVI) et (XVII) pour obtenir le composé de formule (XVIII) qu'on transforme en composé de formule (XI) par décomposition en milieu acide, par exemple par réaction avec du chlorure d'hydro gène anhydre dans un solvant ne donnant pas de protons,tel que le benzène ou le chlorure de méthylène, ou bien par réaction avec l'acide trifluoroacétique. On convertit le composé de formule (XI) obtenu sous forme de sel de triéthylamine en agent antibac-térien de formule (XIX) par réaction--avec- dit chlorure de phénoxyacétyle.
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EXEMPLE 6 -
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On chauffe dans du benzène un mélange de 1 g de
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3-phtalimido-/\ ' -2-azétidinone de formule (XX) et de un équi- valent de -mercaptopyruvate de benzyle jusqu'à ce que la réaction soit achevée, puis on refroidit le mélange et on le concentre sous pression réduite pour obtenir comme résidu brut du 6-phtalimido-3-pénamylcarboxylate de benzyle de formule (II) qu'on traite ensuite suivant le procédé de l'exemple 1 EXEMPLE 7 -
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On chauffe dans du benzène un mélange de 1 g de
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3-carbbbenZYloxyamtno-61,4-2-azétidinone de formule (XXI) et de un équivalent de p-mercaptopyruvate de benzyle jusqu'à ce que la réaction soit achevée,
puis on refroidit le mélange et on le concentre sous pression réduite pour obtenir un rési
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formé par -du 6-carbobenzyloxyanino-3-pénanylcarboxylate de benzyle de formule (VII) brut qu'on traite ensuite par le procédé de l'exemple 2.
EXEMPLE 8 -
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En appliquant le procédé de l'exemple 6, on fai
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réagir des quantités équiisoléculaires des cosposés de formule (XXII) ¯et (XXIII) pour obtenir le composé de formule XV qu transforme ensuite par le procédé de l'exemple 4
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EXEMPLE 9
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On chauffe au reflux dans du benzène des quantités équimoléculaires des composés de formules (XXIV) et (XXV) pour obtenir le composé de formule (XVIII) qu'on modifie ensuite en le traitant comme dans l'exemple 5, c'est-à-dire par décomposition en'milieu acide, puis acylation.
EXEMPLE 10 -
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On chauffe-dans du toluène des quantités équimoléculaires des composés de formules (VI) et (XXVI) jusqu'à ce que la réaction soit achevée. Après avoir chassé le solvant par distillation sous vide, on obtient comme résidu le composé de formule (VII). On convertit ensuite le composé de formule (VII) en amino-acide cyclique de formule IV par le procédé de l'exemple 2.
On remplace aussi dans ce procédé le composé de formule (XXVI) par les réactifs répondant aux formules suivantes:
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Les deux derniers réactifs étant présentes sous leurs formes -tautomères. EXEMPLE Il -
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En faisant réagir les composés de formules (IV) et
XI respectivement avec une quantité équimoléculaire de diazométhane de la- manière'habituelle pour l'estérification, on obtient les composés de formules (XXVII) et (XXVIII) respectivement,qui sont tous deux des amines basiques qu'on peut convertir en agents antimites par réaction avec l'acide fluosilicique comme décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 1,915,334 et 2.075.359,
mais qu'on peut convertir aussi en produits de condensation de formaldéhyde et de thiocyanates d'ami nes convenant comme inhibiteurs de décapage lorsque la réaction est exécutée suivant les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 2,425, 320 et 2.606.115.
Les composés de formules (IV) et (XI) sont eux-mêmes des agents antibactériens actifs à des concentrations de 5 mg/m. ou même à des concentrations moindres, les solutions de ces concentrations étant utiles par exemple pour la désinfection de la verrerie et des instruments chirurgicaux.
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Préparation des composés de départ
Les composés de départ sont ceux de formule
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où X représente un radical amino primaire "bloqué" ainsi qu'on l'entend en synthèse des peptides, par exemple un radical phtali- mido, tritylamino, o-nitrophénoxyacétamido. o-nitrohphénylsulfényl- amino, carbobenzyloxyamino, formylamino, ou carbo-t-butyloxyamino Parmi. ces composés, celui portant un radical amino primaire libre est suffisamment basique pour former des sels d'addition d'acides
Les sels d'addition diacides peuvent être formés suivant les techniques classiques.
Par exemple, la 3-amino-4- mercapto-2-azétidinone peut être mise à réagir avec une quantité au moins stoechiométrique de l'acide convenable, et suivant la nature du solvant utilisé, le sel recherché se sépare spontanément ou peut être précipité par addition d'un solvant dans lequel ce sel est insoluble. Un sel d'addition d'acide peut être formé au moyen d'acides tels que l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique, l'acide nitrique, l'acide phosphorique, l'acide benzoïque, l'acide p-toluènesulfonqieu, l'acide salicyli- que, l'acide acétique, l'acide propionique, l'acide tartrique) l'acide citrique, l'acide succinique et ainsi de suite. Les sels d'addition d'acides constituent des intermédiaires intéres- sants pour la purification de la base libre et tout acide formant un sel d'addition d'acide convient.
Des exemples d'acides conve- nables sont notamment l'acide picrique, l'acide oxalique et l'acide Ó-naphtoqiue
On connaît un certain nombre de procédés pour la syn- !
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thèse de ces composes. Ces procédés sont résumés ci-après de la façon habituelle, X ayant la signification' qui lui a été donnée ci-dessus.
Procédé n 1
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±'Ce composé de départ est obtenu à partir de l'acide 6-amino pénicillanique convenable "bloqué" au niveau de la fonction
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6-auimo, ' suivant les ' Drocëdes décrits par Sheehan et collabora- tù<;s, J. in, Chen. Soc. 3, FL.33-5Y69 (5 décenbre 196) et c-¯¯3 eu . . s radiss-l phtalimidoconne précisé aussi par Y. G. Perron et .'$Jâ. c.a'rôi.3waw;S:1 0, J. 14ed. soc. Z, 483-487 (195Y¯g1
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Au stade final, lorsque le radical amino bloqué représenté par X est un radical phtalimido, celui-ci est trans- formé en radical amino primaire par traitement à l'aide d'hydrate d'hydrazine dans le dioxanne à peu près à la température ambiante pendant au moins 12 heures.
Au cas où X représente un radical carbobenzyloxyamino, celui-ci est converti en radical amino primaire par hydrogénation catalytique donnant le produit recher- ché, à savoir la 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone Lorsque le radical amino bloqué est un radical formylamino, carbo-t-butyloxy- amino ou o-nitrophénylsulfénylamio celui-ci est transformé en radical amino primaire, soit par réactionavec le chlorure d'hydrogène anhydre dans un solvant ne donnant pas de protons, comme le'benzène ou le chlorure de méthylène,
soit par réaction avec l'acide trifluoroacétique Le composé tritylaminé peut être
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converti aussi en un conposé portant le radical amine libre par traitement à l'aide d'une. solution acétonique d'acide p-toluène- sulfonique monohydraté de façon que le radical amino primaire libre apparaisse sous la forme de 'son p-toluènesulfonate, voir
B.K, Koe, Nature, 195,1200 (1963). En outre, lorsque le radical amino bloqué est un radical tritylamino au carbo-t-butyloxyamino, les deux réactions finales sont exécutées en.un stade au moyen d'un acide plus fort pendant des durées plus longues et si on le désire à des températures plus élevées.
Lorsque le radical amino bloqué représenté par X est un radical o-nitrophénoxyacétamido, celui-ci est converti en un radical amino primaire avec formation de la 3-amino-4- mercapto-2-azétidinone, soit a) par hydrogénation catalytique (par exenple dans l'eau à la température ambiante au moyen de palladium à 30% sur terre de diatomées), puis par conservation du mélange en milieu acide (par exemple dans de l'eau acidifiée jusqu'à un pH de 2 au moyen d'acide chlorhydrique à 20% à environ 10 C pendant au moins 20 minutes ou à 25 C pendant au moins 24 heures), soit b) par addition du composé bloqué (par exemple 7 mil limoles) dans de l'eau froide,(par exemple 30 ml)rapidement, par exemple en 1 à 3 minutes, à du palladium à 5% sur charbon (par exemple 0,05 g),
en suspension dans une solution froide de KBH4 (par exemple 14 millimoles) dans de l'eau, (par exemple 70 ml).
Procédé n
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1) NH3 anhydre dans le t-butanol ou le dioxanne > 2) NH4SH ou H2S anhydre dans les mêmes solvants
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HCl anhydre¯dans CH2Cl2 ou le benzèneà 0-25 c
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N1N'-Dicyclohexvlcarbodiinide > à la température ambiante dans le benzène ou le dioxanne
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Dans ce cas, X a la signification qui lui a été donnée ci-dessus et la transformation finale du radical amino bloqué en un radical amino primaire est exécutée comme ci-des pour les diverses significations que peut avoir X.
Procédé n 3
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HCOOH dans CH2Cl2
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'eapérature ambi ant e (CE3)3C-O-K dans la tolune-dioxanne a.nhydre
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Dans ce cas, X a la signification qui lui a été donnée ci-dessus,mais représente de préférence un radical phtalimido ou.
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carbobenzyloxyamino. Procédé n 4 .-. - .. -
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KMnO4 dans l'acide acétique dilué tamponné à pH 6 Base forte, par exemple OH C2H5O ou base faible, par exemple C2H5)3N, de préférence en milieu anhydredans un solvant ne donnant pas deprotons Comme ci-dessus, X a la signification qui lui a déjà été attribuée.
Procédé n 5
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Comme ci-dessus, x a la signification qui lui a été attribuée. Les composes de départ pour cette réaction'eh un stade sont préparés comme décrit par Sheehan et collaborateurs, J. Am
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Chem. 'Soc. 8", pages 5468 et 5169 (1965) dans le cas du composé dans la formule 'duquel X représente un radical phtalimide avec en une oxydation de l'atome de soufre en radical sulfone
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suivant les techniques classiques, de préférence sur l'acide 6-aminopénicillanique dont la fonction- amino en position 6 est bloquée, voir brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3,197,466 et Chow et collaborateurs J. Org. Chem 27 pages 1381 à 1383 (1962) ainsi que les références qui y sont citées.
Procédé n 6
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Dans ce cas, 2 a la signification qui lui a été attribuée ci-dessus et la conversion finale du radical amino bloqué en un radical amino primaire est exécutée comme précisé plus haut pour les diverses significations que peut avoir X.
Les exemples ci-après illustrent la préparation de ces composés de départ. Toutes les températures sont données , en C. Les spectres infrarouges sont relevés à l'aide d'un spectrophotomètre enregistreur Perkin-Elmer, modèle 237. Les spectres de résonance magnétique nucléaire dont les pics sont indiqués en unités # TMS = 10 sont relevés à l'aide du spectromètre Varian Associâtes n A-60.
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EXEMPLE A
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tade A - 3-PhtaliB!ido-4-fl ' -formyl-1 ' -nethylethylthio) -2-azéti-
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dinone o 1 ) S i3 . 1 / N - J CH-CH J C, 1 C Il Bzz - CH - N=C=0 o a go, 7% dans CC12 3 heures à la température ambiante N - CH ---cH .......-8,- '-c( CH 3 (II) w. 1 s 1 C=O 1 CH3 Il Il 1ili - fro
On dissout de l'isocyanate de 2,2-diméthyl-6-phtali 3-pénamyle de formule (I) Y.G.Perron et collaborateurs, J.Med.
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Chem., 2., 483 (196lr-)] C2i G g) dans 150 ml de chlorure de méthyle et on ajoute la solution goutte à goutte en environ 20 minutes sous agitation à la température ambiante à une solution de 2 g
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d'acide formique à 9;;; 7;; dans 150 ail de chlornre de méthylène. Après avoir poursuivi l'agitation à la température ambiante pendant 3 heures au total, on lave le mélange de réaction avec 30 ml d'eau, puis on. sépare la phase organique, on la sèche sur
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du MgSO4 anhydre, on la filtre et on l'évapore sous vide pour obtenir 1,85 g de cristaux blancs. On met ces cristaux en suspension dans 70 ml de chlorure de méthylène et on sépare par filtration 0,3 g d'une substance insoluble fondant à 210 .
On évapore sous vide le chlorure de méthylène de la solution filtrée restante pour obtenir le produit recherché
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à savoir la 3-phtalimido-t-(l'-formyl-l'-méthyléthylthio)-2-azétid none,sous la forme de cristaux blancs (plaquettes) en quantité de . 1,5 g, P.F.118-120 Le spectre infrarouge est parfaitement compatible avec la formule (II) et est identique au spectre d'absorption infrarouge de l'hémisolvate du composé de formule (II) préparé comme décrit par Sheehan et Brandt, J. Am Chem Soc., ±%.Pages 5468-5469 1965
Le spectre IR du composé de formule (II) CH2Cl2 3400 NH 2810 et 2700 (CH d'aldéhyde), 1790 et 1720 (CO de phtalimido), 1720 CO d'aldéhyde), 1770 (carbonyle de ss-lactam et 1385 cm-1 (gem-diméthyle).
Par recristallisation dans un mélange de benzène et de ligroine' on obtient des cristaux fon- dant à 112-117 et ayant un spectre infrarouge identique (notamment la région caractéristique) à celui de l'hémisolvate de formule (II). Par recristallisation dans un mélange de chlorure de méthylène et d'éther de pétrole, on obtient un produit fondant à 112-114 Le point de fusion mixte avec l'hémisolvate du compo-
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sé de formule (II) (P.F.lll-l19 ) est de 100-10".
Analyse du composé de formule (II) calculé pour Clj Ii1R20pS: C, 6e59; ff' 4,11-0; 3 Se 10,00% trouvé C 56,17; H, 4,68 S, 9,60%
La chromatographie de l'aldéhyde brut sur une colonne de gel de silice avec élution au chlorure de méthylène-acétone donne des cristaux blancs fondant à 115-117 dont le spectre
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. infrarouge est caractéristique du composé de formule (II).
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Stade B - -Phtaliraido-t- l'-carboxv-l'-méth léth Zthio -2-azé- tidinone
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On oxyde l'aldéhyde ±de formule (II) préparé comme ci-dessus dans de l'acétone au moyen du réactif de Jores J.Chem Soc., page 2548 1953 suivant la technique décrite par Sheehan
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et Brandt, J. Am. fhem. Soc. 87, pages 5-6-t69 (1965).
Le spectre d'absorption infrarouge de ce produit, à savoir la 3-phtalimido-4-(1'-carboxy-l'-méthyléthylthio)-2 azétidinone, comprend toutes les vibrations carboxyliques nécessai. res (bande large un peu faible à 3400-3300 l+'0 et 1250 eme outre les vibrations du radical carbonyle de phtaloyle et de ss lactame
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Stade C - ±=¯jàlimido-lF-(1'-¯earbaziào-1'-néthyléthylthio)-2-aétj¯= dinone
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On soumet l'acide ci-dessus de formule (III) à la dégradation de Bergnann dans les conditions habituelles pour obtenir l'azide cristallin de formule (IV) qu'on identifie facilement par son absorption dans l'infrarouge à 2160 cm-1
Ainsi;
on ajoute de la triéthylamine (distillée sur hydroxyde de potassium ; 0,67 g; 6,6 millimoles) à une solution
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agitée de 3-phtalirido---('l'-carboxy-l'-raéthyléthylthio)-2-azétidi none de formule (III) (2,20 g; 6,6 nillimoles) dans 25 ml de tétrahydrofurane (distillé sur hydroxyde de potassium), puis on refroidit la solution jaune résultante jusqu'à -15 C. A cette ,solution agitée, on ajoute goutte à goutte en 30 minutes une so- lution de chloroforniate d'éthyle (0,72 g; 6,6 millimoles dans 0,4 ml de tétrahydrofuranne On obtient un précipité incolore et on agite le mélange résultant pendant 1 heure à -10 .
Au ter-
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me de ce délai, on ajoute 'une solution d ao , 3 eo szfîiam (iC-.,4-3 6,6 millimoles) dans 35!1- si d ea?.z 9a: a e; 3 ons, .a zieutes et en agitant le mélange de rep.ctis-n à -10 pendant 1 addition. On dilue le Bêlacge de rsastioD eDsuite a'"ee 23' El d>eau tout,en l'agi'tant à 100. Comme aucune C Cls Ï*l li52a7;lo-ç2 produit, on extrait la jaune au moyeu de 'crol.3 fractions de 100 MI de chlorurs de zéthylène gu>vn 1 à lanr iso;t=" aveo 100 vi i'.??â2 puis qu-'OR secbe sur d'u sr.#:t#.le de .# Ta.. ?¯'3 a==ùù=1±zt;, après quoi 4 . :' le aëlaBge résultant et à7""pD?e 1'3 filtrat sous pression 'â3 pour obtenir des cristaux jamde 3-altalL'13. 3-( ' a? à7GC '' è:';.h''. >thyih'? .:u i asétidinona de fornule 3' (1,'i5 gaz 80%),, P.F.100-12C .
Le spectre infrarouge présente des bandes à 33?0 em7l (NF-)e -05 cm (CE aromatique), 2160 c 1 (azide), 1790 1720 cm (radicaux carbonyle de Dhtaloyle), 1770 CE (radical carbonyle de p-lactame), 1385 ça (geg-dré thyle) .
Stade D - 3--Fhta3ido--(l' océ2r.ato-l'-:éth-3étl?2thioi-2azétidinone
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On conserve lazide ci-dessus de .formule IV jusqu'au lendemain dans un dessiccateur à vide pour le convertir en isocyanate de formule V qu'on identifie facilement par son absorption caractéristique dans l'infarouge 2270 cm-1 On exécute cette conversion aussi par chauffage au reflux dans le chlorure de méthylène ou le tétrahydrofuranne, mais même un bref chauffage au reflux dans le benzène ou le toluène donne un produit neprésentant pas 1-'absorption due au radical isocyana te dans l'infrarouge.
La conversion de l'azide de formule (IV) en isocyanate n'atteint pas toujours son terme, comme on peut le déterminer par observation de la bande due au radical isocyanate dans l'in frarouge à 2270 cm-1 Par conservation sous pression réduite pendant 2 semaines, ou chauffage au reflux dans le chlorure de . méthylène, on obtient toujours un mélange des composés de formules
IV et V
Stade E - 3-phtal im ido -4-mercapt-2-azétidione
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On dissout un mélange de 1"azide de iorzùle (lui) et de l'isocyanate de formule (V) 0,2 g) dans 15 ni de chlorure de méthylène et on ajoute la solution goutte à goutte sous .
agitation et en atmosphère d'azote pendant 15 minutes à de l'acide formiqueà 90,7% 45 mg soit environ deux équivalents) dans 15 ml de chlorure de méthylène. On agite le mélange de réaction à la température ambiante en atmosphère d'azote pen- dant 2 heures. Le spectre infrarouge du mélange de réaction indique que la bande due au radical isocyanate (2270 cm-1 et celle due au radical azide (2160 cm-1 sont influencées sensi- blement. Ensuite, on poursuit la réaction pendant 4 heures au total, au terne desquelles le spectre infrarouge du mélange de réaction indique l'absence complète des bandes dues au radical azide et au radical isocyanate.
On lave le mélange de réaction avec 30 ml d'eau, on sèche la couche organique sur du sulfate de sodium anhydre, or filtre le mélange résultant et on évapore le filtrat sous pression réduite pour obtenir des cristaux incolores de 3-
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phtalîmido-t.-mercapto-2-azétidînone de formule (VI) z- g, 65% de rendement global sur la base de l'acide); P.F.130-131 Il convient de noter que toutes ces manipulations sont exécutées en atmosphère d'azote. Un essai qualitatif de mise en évidence du soufre donne un résultat positif. Le spectre de résonance magnétique nucléaire dans le deutérochloroforme donne les résul-
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tats suivants en unités T : un singulet à 2, 2 (phtaloyie); une bande plus large à 4,2 protons de p-lactame).
Spectre infrarouge CH2Cl2 3350 NH faible), 3050 (radical CH aromatique), 2950 (radical CH 2580 (radical SH faible),1790 et 1720 (radical CO de phtaloyle 1770 (radical p-lactame, moyen).
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Analyse: Calculé pour ClH81'203S: C, 53, 21; H, 3t20; If, Il,28% Trouvé C, 53 D.; H, 4,26; If, 10,99.
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EXEMPLE B
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-Arino---uercano-2-azêtidznflne . On prépare ce produit en faisant réagir de la 3-phtaîimido-4-mercapto-2- azétidinone avec un équivalent d'hydrate d'hydrazine dans le dioxanne à la température ambiante pendant 12 heures, puis en ajoutant du chlorure d'hydrogène pour précipiter le phtalhydrazide qu'on sépare par filtration. Par lyophilisation du filtrat,
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on obtient le chlorhydrate de 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone solide, - EXEMPLE C -
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-TritYlamino--mercanto-2-azétidinone. On prépare ce compose en remplaçant dans les opérations de l'exemple A l'isocyanate de 2a2-diméthy2-6-phtalïzïdo-3-pénaayle par un poids égal d'isocyanate de 2,2-diméthy.1-6-tritylamino-3-pônaizyie préparé comme décrit par Perron et collaborateurs, J.
Med Chem, 7 pages 483-487 (1964) (des procédés de préparation des azides d'acides intermédiaires sont donnés aussi dans le brevet belge
EMI47.6
n 65Ç.s97) à partir de l'acide 6-trityla.nopénîcillaâq voir S?.ce;a et collaborateurs, J. Am. Chem. Soc 84 page 2983 1962
En variante, on exécute la conversion de l'isocyanate en aldéhyde suivant la technique décrite dans le stade A de l'exemple N ci-après.
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EXEMPLED
EMI48.1
EMI48.2
-Amino-r-mercanto-2-aztidinone.
On dissout 1 mg de 3-tritylamino-4-mercapto-2-azétidinone dans 20 ml d'alcool isopropylique et on y ajoute 5 ml d'acide chlorhydrique 1N Après conservation à la température ambiante pendant 2 heures, on dilue le mélange de réaction avec 100 ml d'eau et on élimine le triphénylcarbinol par extraction dans 400 ml de benzène. On lyophilise la phase aqueuse contenant le produit recherché, à savoir la 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone sous la forme du chlorhydrate, pour obtenir ce composé-à l'état solide. Une addition d'un alcali comme l'hydroxyde de sodium ou le bicarbonate de sodiua dégage de la base libre du chlorhydrate en solution aqueuse.
EXEMPLE E
EMI48.3
EMI48.4
-o-Iitronhénox acétamida--rercanto-2-azétidinone On prépare ca composé en renplaçant dans les opérations de l'exemple A à partir du stade C la 3-piata3i.nâdo-zt--(.'-carboxy-I'-é. thylethyltM.o)-2-azêtidlnone par un poids égal de 3-o-nitrophénoxy acetaBtido-4-(l' -carboxy-1* -methyléthylthio) -2-azétidinone préparée au préalable par acylation, au moyen de chlorure d'o-nitrophéno-
EMI48.5
xyacétyle en présence d'un excès de triethylamine, de la 3-aninoZt--El'-carbony-l'-méthyléthy? thio)-2-azétidinore obtenue elle-mênc
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EMI49.1
par réaction d'hydrate d'hydrazine sur la 3-phal.rido-4-(learboxy-l--méthyléthylthio)-2-azéticïinone. EXEMPLE F
EMI49.2
EMI49.3
¯3-Àmino=4-mercanto-2zazétidinone.
On traite une solution de 1,0 g de 3-o-nitrophénoxyacétamido-4-mercapto-2- azétidinone dans 10 ml d'eau au moyen de 1,0 g de palladium à 30% sur terre de diatomées hydrogéné au préalable et de 9 ml d'eau sous une pression d'hydrogène de 3,5 kg/cm2 au manomètre pendant 1 heure à la température ambiante. On ajuste alors le pH de la solution à 2 à l'aide d'acide chlorhydrique à 50% et on laisse reposer le mélange pendant au moins 20 minutes à 5-25 C
EMI49.4
pour obtenir la 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone sous la forme de son chlorhydrate.
En variante, on peut exécuter la réaction en milieu anhydre, c'est-à-dire l'hydrogénation dans le benzène anhydre, l'acide étant ajouté. alors sous la ferme de chlorure d'hydrogène anhydre.
EXEMPLE G -
EMI49.5
EMI49.6
3-Amino-4-mercauto-2-azétidinone. On ajoute 0,G5 g de palladium à 5% sur charbon à 0,75 g 14 millimoles) de KBH4 en solution dans 70 ml d'eau. On fait barboter de l'azote dans la suspension qu'on agite et qu'on refroidit jusqu'à 5 On ajuste le pH à une valeur de 8,0 à 8,6 par addition de HCl 6 N
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et on le maintient à cette valeur tandis qu'on ajoute rapidement
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une solution de 7 millimoles de 3-o-nitrophénoxyacétamido-l-mercap- to-2-azétidinone dans 30 ml d'eau.
On agite le mélange froid pendant 15 minutes et encaisse son pH jusqu'à 2,0 par addition de HCl 6 N. On sépare le catalyseur par filtration pour obtenir une solution aqueuse contenant le chlorhydrate de 3-amino-4- mercapto-2-azétidinone recherché.
EXEMPLE H
EMI50.2
EMI50.3
3nCarbobenzylôxyamino-%-mercaDto-2-azétidinone.
On prépare ce composé en remplaçant dans les opérations de l'exemple A l'isocyanate de 22-diméthyl-6-phtaliuido-3-pénar,yle par un poids égal d'isocyanate de 2,2-diméthyl-6-carbobenzyloxyamino-3-pénamyle préparé par le procédé décrit par Perron et col-
EMI50.4
laborateurs; J,14ed. Chem., z, pages 483-487 (1964) (les procédés de préparation des azides d'acides intermédiaires sont donnés aussi dans le brevet belge n 655,997 à partir d'acide 6-carbo-
EMI50.5
benzyloxyaminopénicillanique.
En variante, on peut convertir l'isocyanate en aldéhyde suivant la technique du stade A de l'exemple N ci-après. : i EXEMPLE 1
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EMI50.7
-Atino-4-rercanto-2-azéti.âinvne. On prépare ce composé par hydrogénation catalytique de la 3-carbobenzyloxy-
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amino-4-mercapto-2-azétidinone à la température ambiante au moyen d'un catalyseur au platine dans le toluène comme solvant ne donnant pas de protons jusqu'à absorption d'un équivalent moléculaire d'hydrogène. Apres filtration pour éliminer le catalyseur, on obtient une solution de 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone qu'on isole par lyophilisation ou bien,si on le désire, qu'on fait réagir in situ, par exemple comme dans l'exemple B ci-dessus.
EXEMPLE J
EMI51.1
EMI51.2
3-Carbo-t-butylox.yanino-4-mercautc-2--azétidinone On prépare ce composé en remplaçant dans les opé- rations de l'exemple A l'isocyanate de 2,2-diméthyl-6-phtalimido- 3-pénamyle par un poids égal d'isocyanate de 2,2-diméthyl-6-
EMI51.3
carbo-t-butyloxyarino-3-pénamyle préparé par le procédé décrit par Perron et collaborateurs, J.
Med. Chem 7 pages 483-487 (1964) (des procédés de préparation des azides d'acides intermédiaires sont donnés aussi dans le brevet belge no655.997)
EMI51.4
à partir d'acide 6-carbo-t-butyloxyaminopénicillanique, lequel est obtenu comme décrit dans la littérature ou,si on le désire,, suivant les procédés permettant la synthèse de l'acide 6-éthoxy-
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carbamidopênicilianiquev
En variante, la conversion de l'isocyanate en aldéhyde est exécutée comme au stade A de l'exemple Il ci-après.
EXEMPLE K
EMI51.6
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EMI52.1
, rino-t.-rercapto--2-aaétidi none. On prépare ce composé en dissolvant 20 mg de 3-carbo-t-butyloçoamino-Y- mercapto-2-azétidinone dans 10 ml de benzène (ou de chlorure de méthylène) à la température ambiante et en y faisant passer du chlorure d'hydrogène anhydre pour obtenir une solution de chlor-
EMI52.2
hydrate de 3-aina-;--rercapto-2-aztidinone qu'on utilise mmé- diatement ou dont on isole le composé sous forme solide par lyophilisation. EXEMPLE l
EMI52.3
EMI52.4
-Amino--ercato-2-azéidinone.
On prépare ce composé à 'l'état de trifluoroacétate en dissolvant 1,0 g de 3-carbo-t-butylox-yarciro---rsrcauo-2-azéidsnone dans 25 ml d'acide trifluoroacétique et en laissant reposer le mélange à la température ambiante pendant au moins 30 minutes ou jusqu'au lendemain.
EXEMPLE M -
EMI52.5
EMI52.6
p-Toluenesulfonate de 3-amino-4-mercapto-2-azétidin On prépare ce composé en agitant une solution de 2 millimoles de 3-bàtj'lembto-4-zercapto-2-a2étiébnone et de 2 sillinoles diacides p-b luènesulfonique Qonohydrate ans 10 si d'acétone anhydre pendant 30 minutes à 25 . On évapore le solvant danc xn courant d'azot et on triture le résidu avec 100 ni d1éther d5.éthylique anbydrc pour dissoudre le .±rififlénylearbi#07 et laisser subsister le p-to
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luenesulfonate de 3-amino-1r-mercapto-2-azétidinone sous la forme d'un solide qu'on recueille par :filtration.
EXEMPLE N
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EMI53.3
3-Phtalimido-'! -2-azétidinone Stade A - -PhtaL,do-+-- I'-form-î-?'-réth lêthv?thio -2-azéti- dinone
On prépare ce composé intermédiaire en ajoutant
EMI53.4
goutte à goutte 17 g d'isocyanate de 2,2-dim:'-thyl-6-phtalîmi- do-3-pénamyle dans 250 ml de chlorure de méthylène à un mélange de 2?, 2 g d'acide formique dans 250 ml de chlorure de méthylène en 105 minutes à la température ambiante, puis en agitant le mélange pendant encore 75 minutes. On lave la solution à l'eau (3 x 200 ml), puis on la sèche sur du MgSO4 anhydre, on filtre ¯ le mélange et on évapore le filtrat pour obtenir une huile qui mousse sous pression réduite, puis qui se solidifie.
On dissout le produit ainsi expansé dans du chlorure de méthylène ce qui laisse subsister quelques impuretés. Par évaporation du chlorure
EMI53.5
de méthylène, on obtient la 3-phtaliiaido-4-(l'-forc!yl-l'-néthyl- éthylthio)-2-azétidinone solide brute qu'on purifie par chroma- tographie. A cette fin, on introduit 5 g de l'aldéhyde brut en solution chloroformlique dans une colonne diacide silicique d'une ' granulométrie de 0,15 mm imbibée de benzène.
Le premier éluant mis en oeuvra est un mélange de benzène et de chloroforme (1:1) et on recueille alors des fractions de 25 ml La dimension de la colonne est de 125 x 45 mm On recueille un produit dans les fractions 18 et 19 -Le compose n'est pas 1''aldéhyde recherché et le spectre
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infrarouge montre l'absence de la fréquence de valence NH tandis que le spectre de résonance magnétique nucléaire ne comprend pas de pic dû au proton, aldéhydique à 0,7 # A l'analyse: élémentaire, ce composé fondant à 97 se révèle contenir 57,74% de C, 4)73%de H 7,58% d'azote et 7,74% de S.
Par poursuite de la chromatographie au moyen de ce système éluant particulier,on n'obtient pas d'autres frac- tions. Après la 23me fraction, on commerce une élution par le chloroforme pour¯ obtenir après évaporation des fractions
EMI54.1
27-29 la 3-phtalimido--Zt-(l'-foyl-l'-éà?yéhy.thio)-2¯ azétidinone sous la forme d'une huile. On cristallise cette ' huile dans le benzène pour obtenir 2 g d'un produit fondant à 117-123 Le spectre infrarouge indique la présence de la bande d'absorption due au radical NH et est identique au spectre d'un échantillon de l'aldéhyde obtenu par le procédé de Sheehan et Brandi.
Le spectre de résonance magnétique nucléaire comprend
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deux singulets pour les radicaux gen-dilaéthyle à 8,6 (;et 87-C - la spectre de résonance magnétique .nucléaire est sensiblement le même que celui indiqué dans la littérature. Spectre de ré-
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sonance 'tique nucléaire (CDC'L 3 ): 097 1'sis singulet), 2,15 QÎ (4X, t#ifl.tipl;tj; 2;.É5'<(µX, singulet; benzène de solvatation), Îl-,35' (1:47 d()1101et) J-5 hert3, 2i2 xH, doublet) 3-5 hertz, Si 6 er sz :;:.e-L?; 8,7't'OR:$ singulet). Le pouvoir rotatoire de 1 aldéhyde préparé ainsi est ÇO;;1p2.::'& à ccl'l5. préparé au moyen de té [:l'ab:'lrof'1ranne et d'acide chlorhy brique IN.
Le produit synthétisé au noyer! d'acide :foI'G1ique a 11... pouvoir rotatoire 0--El 5" (3:91 ans 1" -....... - produit synCf..J':'&.6' 0::;-0.1..,)" \...1,7111.:11:", ....'3 Ci1..r...o.<.v.r:.rme), '3.<.Le proc..U"lT. svnthétisé dans 13 tétrahyërofuraniis en présence diacide chlorhydrique a un pouvoir rotatoire L- ¯7 5J{-6 de -6i+2 (4,3 dans le chlo- roforme 51,, 6
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EMI55.1
Stade B - 3-Phtà!iÏido-A"4¯2¯azétidinone. On prépare ce produità partir de 3'aldéhyde ci-dessus par élimina- tion directe de la fonction thiol au moyen d'un réactif nucléo
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phile fort.
A cette fin, on dissout la 3-phtalimido-4-(l'-formyl-11-méthyléthylthio)-2-azétidinone (0,8 g) dans un mélange anhydre de toluène et de dioxanne (1:3; 40 ml) refroidi à 0 c puis on ajoute au mélange 0,25 g de t-butylate de potassium.
On agite le mélange de réaction vivement pendant 45 minutes en maintenant sa température à 0 . Par élimination du solvant sous vide poussé, on obtient le produit recherché, à savoir la
EMI55.3
3-phtalimido-ZA ' -2-azétidinone sous la forme d'un solide jaune.
Ce composé est insoluble dans l'éther diéthlique mais soluble dans le chlorure de méthylène. Par lavage du produit à l'éther diéthylique, on élimine le résidu d'aldéhyde inchangé ainsi que le montre le spectre infrarouge.
Le spectre d'absorption infrarouge de la -phtalimi-
EMI55.4
do L:1.1, 4-2-azétidinone montre l'absence du maximum d' absorp "¯VL- du au adical-NH et l'apparition d'un maximum à 1600 cm-1 indiquant la présence d'une liaiosn c=n On trouve également des maxima d'absorption à 1775 et 1715 cm-1 (phtalimido) et à 1765 cm-1 (radical carbonyle ss-lactame
L'action de l'eau sur ce composé entraîne la dis-
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parition de la liaison C===N cooma le montre le spectre d'absorp- tion infrarouge.
EMI55.6
zoe' LE Q - (1(11 iff 1 1 il 1r - mi- 1 cx 1 ul 1 c éq -- 'iH 0
EMI55.7
3-naliniQO-4-s:crcato- -aze'cidTLnone.
On cnaulie des mélanges équimoléculaires de 3-phtaIinido-Z\ 1,7-2-azét1di-
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EMI56.1
none et de sulfure d'hydrogène anhydre .dans le benzène, le chlorure de méthylène et le dioxanne, respectivement dans des
EMI56.2
autoclaves pendant 1, 6, 12, 2 et 43 heures respectivement à 4o, 60, 80 et 100 C respectivement pour obtenir diverses quantit de 3-phtalimido-%-mercapto-2-azétidinone qu'on utilise directement pour une nouvelle réaction ou qu'on isole â l'état solide par lyophilisation jusqu'à élimination totale du solvant.
EXEHPLE p. -
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En remplaçant dans les opérations de l'exemple N
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¯ l'isocyanate de 2,2-ditéthyl-6-ph-alimido-3-pénamyle par un poid égal d ' isocyanate'de 2.,2-dîméthyl-6'--.tritylamino-3-PénamYle d'isocyanate de 2,2-diuéthyl-6-carbobenzyioxyamino-3-pénamyle, d'isocyanate de 2/2-diméthyl-6-o-nitrophénoxyacéamido-3-pénamyl d'isocyanate de2,2-ditnéthyl-6-formylaminci-3-pénamyle, d'isocyan te de 2,(-diméthyl-6-carbo-t-butyloxyaàtino-3-pénamyle et d'isocyanate clé respectivement, on obtient la 3-tritylatino-1'-2--azétidinone la 3-carbobenzyloxyamino.-1-2-âzétidinone la 3-o-nitrophénox,yacétamido 1' 2-azétidinone, la 3-formy7.amino l' -2-azétidinonè,
la 3..carbo--butyloxyamino rf' 2--azétidinane et la 3-o-nitropliényLsulféry3.amino-.1''-2-azétidinone respectiveme
EMI56.5
En remplaçant dans les opérations de l'exemple 0
EMI56.6
Ia 3-phtalimicio-f' 2-azétidinone par un poids égal de chacun des produits ci-dessus, on obtient tour à tour la 3-trzty2amir¯o- 4-mercapto-2-azétîdînone, la 3-carbobenzyloxyamino-Y-mercapto-2tidinone, la 3-o-nitrophénoxyacétami<io-Y-mercapto-2-azétidinone, la 3-fortylanino--gercapto-2-azétidinone, la 3-carbo-t-butyloxy amino-4-Btercapto-2-azêtidinone et la 3-o-nitrophénylsulfénylamin Ft--aercapto-2-azétîdinone respectivement.
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EMI57.1
EXEMPLE Q. - zozo 0 Il Il e;>, Il,., -CH -,s s CH -CH - Bzz ((' ,-8 - 1 1 1t ,/ li NH##C "-c '1 il 1' 1' . 0 0 o
Le disulfure solide est un sous-produit formé en quantité modérée au cours de la réaction du stade E dans l'exemple A et est isolé des liqueurs mères subsistant après
EMI57.2
la purification de la 3-phtalimido---mercapto-2-azétidinone par recristallisation fractionnée, par exemple dans un système
EMI57.3
chlorure de méthylène-éther> dans un système benzène-éther'de pétrole ou dans un système semblable.
On convertit le disulfure en 3-amino-4-mercapto
2-azétidinone par les procédés ci-après dont le premier est. préféré:
A. Hydrogénation catalytique. On hydrogène une solution de 10 mg du disulfure dans 10 ml de benzène à la température ambiante au moyen d'un grand excès d'un catalyseur au palladium ou au platine, c'est-à-dire au moyen de 100 mg de noir de palladium. On sépare alors le catalyseur par filtra- .tion et le solvant par évaporation en atmosphère inerte pour
EMI57.4
obtenir résidu,la 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone recher- chée. r'sidu., la
B. Double décomposition des mercaptans .
On conserve des solutions de 50 mg du disulfure dans 20 ml d'éthyl mercaptan pendant 1, 6, 12 24 et 48 heures respectivement à des températures de 30, 40 50 et 60 respectivement, si nécessaire dans des tubes scellés, puis on distille les mélanges de
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réaction s.ous vide poussé pour chasser l'éthyl mercaptan et le disulfure de diéthyle, de façon à obtenir avec des rendements variables la 3-amino-4-mercapto-2-azétidinone recherchée qui constitue le résidu.
C. Réduction par le borohydrure. On réduit le disulfure en solution dans le benzène, le chlorure de méthylène le méthanol aqueux et le dioxanne au moyen de borohydru- .
EMI58.1
re de sodium à -0-25 pour obtenir la 3-amino-Y-mercapto-2- azétidinone.
EXEMPLER -
EMI58.2
Les disulfures de la formule ci-dessus où X repré-
EMI58.3
sente un radical tritylamino o-nitrophénoxyacêtamidoe carbobqnzyl- oxyamino et carbo-t-butyloxyamino respectivement sont de même des sous-produits formes au stade final dans les exemples C, E, H et J respectivement et sont isolés comme décrit dans l'exemple Q à propos du disulfure dans la formule duquel le radical de blocage X est un radical phtalimide
Suivant les techniques appliquées dans l'exemple Q pour la décomposition du disulfure, on convertit ces disulfures-ci
EMI58.4
en 3-trityiaraino----mercapto-2-azétidinone en --o-nitrophno- ;
xyacétamido--mercapto-2-azétidinone, en 3--carbobenzyloxyamino- Y-mercapto-2-azétidinone et en 3-carbo-i-butyloxyaino--mercapto- 2-azétidinone respectivement, ou bien directement en 3-amino- 4-Biercapto-2-azétldinone suivant.la nature du réactif mis en oeuvre. -
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Dans une préparation, on recourt à un radical amino bloqué qui est un radical o-nitrophénylacétamido de la formule suivante :
EMI59.1
D'autres radicaux également utiles qui interviennent de meme
EMI59.2
sont ceux de formule: R3 R3 /y"\ 0 2"' il /=\ R2 j -0 - CH2C - NI! - ci Il Rl. t0 2 R2 n2 NO2 R 3 R3 CH2 Il if-q ! / il 0 ITi a 1 N02 R 2 C%C R3 .
R3 Z IL li < V ? \ V IJ . 1 - S - 2 NE ' -1 ,U "'1"1: Rl N02 et R2 2 Ri fiIC
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où R1 R2 et R3 représentent chacun un atome d'hydrogène, de chlore, de brome ou d'iode ou un radical alkyle inférieurs alkoxy inférieur, trifluorométhyle., cyano ou méthylsulfonlyle
Les intermédiaires de formule
EMI60.1
où X à la signification qui lui a été donnée ci-dessus sont obtenus également suivant les techniques habituelles pour amener de tels radicaux en place sur un radical amino primaire d'un acide aminé, par exemple au moyen de chlorure d'o-nitrophénoxy- acétyle ou de chlorure de trityle au moyen du composé intermédia: re de formule:
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dont les propriétés et la synthèse par réaction de l'hydrate
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d'hydrazine sur la 3-phtaliuido-Y-(i'-caboxy-1'-nôthyiéthylthio] 2-azétidinone ont été précisées par Karl G. Brandt, Ph.D. Thesis; Massachusetts Instituts ouf echno9 Camryridge, Mass.) août 19t
Bien que divers modes et détails de réalisation aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et Bonification; sans sortir de son cadre.
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Antibacterial agents.
The present invention relates to novel synthetic compounds which are useful as antibacterial agents, as dietary supplements for animal feed, as agents for the treatment of mastitis in cattle and as therapeutic agents for poultry and animals, as well as for the treatment of mastitis in livestock. human in the treatment of infectious diseases caused by Gram-positive or Gram-negative bacteria and it relates more especially to the mono-N-acylated derivatives of the two amino acids corresponding to the formulas:
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EMI2.1
as well as the salts of these derivatives.
Many chemical agents, for example already phenol itself, have been used in one way or another as antibacterial agents. The large number of compounds used proves that it is necessary to have other agents having various pharmacological, pharmaceutical and bacteriological properties. The object of the invention is to provide new antibacterial agents.
For the purposes of the invention, use is made of compounds of formula:
EMI2.2
where R1 represents an acylamino radical and their pharmaceutically acceptable non-toxic salts, leads to compounds of formula:
EMI2.3
where R1 represents an acylamino radical, and their pharmaceutically acceptable non-toxic salts.
The preferred compounds of the invention are those of formula:
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EMI3.1
where R4 is chosen from the class formed by the atoms of hydrogen, fluorine, chlorine, bromine and iodine and by the amino, carbobenzoxyamino, phenyl, hydroxyl, lower alkanoyloxy and lower alkoxy radicals, X is chosen from the a class formed by the oxygen atom and the sulfur atom, R5 and R6 are each selected from the class formed by the hydrogen atone and by
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EMI4.1
phenyl, benzyl, phenethylated @ lower alkyl radicals, 7 phenyl radicals, 'benzyl3 phenethyl and lower alkyl, R represents a lower alkyl radical, R8 and R9 are each chosen from the class formed by lower alkyl radicals lower alkylthio,
benzylthio, cyclohexyl, cyclopentyl,
EMI4.2
cycloheptyl, benzyl, phenethyl, phenyl, propyl, furole, thienyl, naphthyl and R10 is chosen from the class formed by the radicals lower alkylamino, di (lower alkyl) amj cycloalkylamino of 3 to 7 carbon atoms inclusive, all3
EMI4.3
mino, diallylamino, phenyl lower alkylamino, rorphol3no = lower alkylmorpholino, di (lower alkyl) morpholino, may pholino-lower alkylamino, pyrrolidino 'a3kylp; lower rrolidino, di (lower alkyl) pyrrolidino, N, N-hexamethylenimino, pipiperidino, lower , di (lower alkyl piperidino, 1,2, s6-têtrahyd oprridino, N-al1Q {lower piperazino, T-phenylpiperazïno9 T - (ml3yy1 .nferlL: r) (lower alkyl piperazino, N- (lower alkyl) -di - (alkyl i.ér3:
x = jp3.pérazīnc fzzrfurylamino, tetralaydroiurmryiaaino, N- (lower alkyl) "Nfurfurylamino, iv-a? kyl-Van ...? a and lower aleoxyanilino, z1 Z2 and Z3 are each chosen from the class formed by radicals lower alkyl and R11 is chosen from the class formed by lower alkyl, lower cycloalkyl naphthyl, benzyl, phenethyl and / ', \ - C and R represents a monovalent radical chosen wall those of formula
R1 $ R1 $ R1
EMI4.4
R2 / 'R2
R2
R3 where R1 R2 and R are each selected from the class formed by hydrogen, chlorine, bromine and iodine atoms and by trifluoromethyl, phenyl, lower alkyl and alkox radicals
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lower,
It has been understood, however, that only one of the symbols R can represent a phenyl radical and w represents a drilling radical
EMI5.1
as well as their acceptable non-toxic salts.
The invention is thus subject to the subject in the form of pharmaceutically acceptable non-toxic salts and in the form of these free acids, the acids corresponding to the following different formulas :.
EMI5.2
where R represents a lower alkyl radical
EMI5.3
where R1 represents a lower alkyl radical and R2 and R3 are each selected from the class forced by hydrogen and chlorine atoms;
EMI5.4
where R1 represents a lower alkyl radical and R2 represents a
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hydrogen or chlorine atom;
EMI6.1
where R represents a lower alkyl radical
EMI6.2
where R represents a lower alkyl radical;
EMI6.3
where R represents a lower alkyl radical;
EMI6.4
where R represents a lower alkyl radical;
EMI6.5
where R1 represents a lower alkyl radical and R2 and R3 are -
<Desc / Clms Page number 7>
each chosen from the class formed by the atoms of hydrogen and chlorine;
EMI7.1
where R1 represents a lower alkyl radical and R2 represents a hydrogen or chlorine atom;
EMI7.2
where R represents a lower alkyl radical;
EMI7.3
where R represents a lower alkyl radical;
EMI7.4
where R represents a lower alkyl radical.
Another subject of the invention is the process for pre-
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parry an antibacterial agent according to which one reacts a compound of formula: '
EMI8.1
or a salt thereof with an organic monocarboxylic acid chloride or one of its functional equivalents and also the process for preparing an antibacterial agent according to which a compound of the formula is reacted:
EMI8.2
or one of its salts with an organic monocarboxylic acid chloride or one of its functional equivalents.
According to a preferred embodiment; The subject of the invention is the process for preparing an antibacterial agent according to which a compound of formula is reacted:
EMI8.3
or a salt thereof with organic monocarboxy- acid chloride
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ic of formula-.
EMI9.1
where R4 is chosen from the class formed by hydrogen and fluorine atoms;
chlorine, bromine and iodine and by amino radicals,
EMI9.2
carbobenzoxyanino, phery, hydroxyl, lower alkanoyloxy and lower alkoxy} X is selected from the class formed by the oxygen atom and the sulfur atom, R5 and are each selected from the class formed by the atom of hydrogen and by the phenyl, benzyl, phenethyl and lower alkyl radicals, R7 represents a lower alkyl radical., R8 and R9 are chosen
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each from the class formed by lower alkyl radicals lower alkylthio, benzylthio, cyclohexyl, cyclopentyl, cycloheptyl, benzyl, phenethyl, phenylpropyl, furyl, thienyl, naphthyl and - * -, R10 is chosen from the class formed by lower alkylamino radicals,
di (lower alkyl) amino, cycloalkylamino of 3 to 7 carbon atoms inclusive, allyla- mino, diallylamino, lower phenylalkylamino, morpholino, lower alkylmorpholino, di (lower alkyl) morpholino, mor- pholino lower alkylamino, pyrrolidino, lower alkylpyrrolindino di ( lower alkyl) pyrrolidino, N, N-hexamethylene imino, piperidino, lower alkylpiperidino, di (lower alkyl) piperidino, 1,2,5,6-tetrahydrophridino N-lower alkylpiperazino, N-phenylpiperazino, N- (lower alkyl ) (lower alkyl) piperazino, N- (lower alkyl) -di- (lower alkyl) piperazino, furfuryamino tetraphdorfurfurylamino N-lower alkyl) -N- furfurylamino, N-alkyl-N-anilino and lower alkoxyanilino, Z1,
Z2 and z3 are each selected from the class formed by lower alkyl radicals and R11 is selected from the class formed by lower alkyl, lower cycloalkyl, naphthyl, benzyl, phenethyl and # - C and # - represents a monovalent radical chosen from those of formula
EMI10.1
where R1, R2 and R3 are each chosen from the class formed by the atoms of hydrogen, chlorine, bromine and iodine and by the trifluormethyl phenyl lower alkyl and lower alkoxy radicals, it being understood however that only one of the symbols
R can represent a phenyl radical,
or with a functional equivalent of such an acid chloride
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For the purposes of the present invention, the term "lower alkyl radicals" means aliphatic hydrocarbon radicals in a straight or branched chain of 1 to 10 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl amyl hexyl radicals. 2-ethylhexyl, heptyl, decyl, etc. In a similar way., In the description of another radical such as lower alkoxy radical, the alkyl part of this radical - which satisfies the definition above from lower alkyl radicals.
The functional equivalents of the above acid chlorides serving as an acylating agent for a primary amino radical are in particular the corresponding bromides, acid anhydrides, including mixed anhydrides and in particular mixed anhydrides. formed with stronger acids, such as lower aliphatic monoesters of carbonic acid, alkylsulfonic and arylsulfonic acids, and more markedly hindered acids such as diphenylacetic acid.
Additionally, an acid azide or an active ester or thioester (e.g. with p-nitrophenol, 2,4-dinitrophenol; thiophenol or thioacetic acid) can be used, but alternatively the free acid itself can be condensed with 6-aminopenicillianic acid -after the free acid has been reacted with N.N'-dimethylchlroforminium chloride see UK Patent No. 1,008,170 and Novak and Wdichet, Experientia XXI / 6, 360 (19657 or alternatively by means of enzymes or an NW-carbonyldimidazole or an N, N'-carbonylditriazole ± see South African patent application No. 63,2684, a carbodiimide especially N.N ' -dicyclohexylcarbondiimide, N,
N'-diisopropylcarbodiimide or N-cyclohexyl-N '- (2-morpholinoethyl)
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carbodiimide, see Sheehan and Hess J. Am Chem. Soc. 77 1067, 1955 or an alkynylamine ± see R. Buijle and H.G. Viehe,
Angew. Chem. International Edition 3 page 582 1964 or a ketene imine ± -see C. L. Stevens and M.E Monk J. Am Chem.
Soc. 80, page 4065 1958 or an isoxazolium salt Ç see
R.B. Woodward, R.A. Olofson and H, Mayer J. Am Chem. Soc. 83 page 1010 1961 Another equivalent of the acid chloride is the corresponding azolide, that is to say an amide of the corresponding acid whose nitrogen atom of the amide function is part of a pentagonal ring quasi aromatic containing at least
2-nitrogen atoms, that is to say an imidazole, pyrazole, triazole, benzimidazole, benzotriazole ring including the corresponding substituted derivatives.
For example, generally, to prepare an azolide, an N, N-carbonyl diimidazole is reacted with a carboxylic acid in equimolecular proportions at room temperature in tetrahydrofuran, chloroform, dimethylformamide or other inert solvent. analog, to obtain the carboxylic acid imidazolide in a practically quantitative manner with evolution of carbon dioxide and 1 mole of imidazole. Dicaroxylic acids give diimidazolides the by-product, namely imidazole, precipitates and can be separated and imidazolide can be isolated, but this is not essential. The methods of carrying out these reactions in order to obtain a pencillin as well as the methods of isolating the penicillins formed are conventional.
Pharmaceutically acceptable non-toxic salts are in particular salts of metals, such as sodium, potassium, ¯ calcium and aluminum, ammonium salt and substituted ammonium salts, such as salts of amines such as trialkylamines, including triethylamine, procalne, dibenzylamine,
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EMI13.1
-benzyl-beta-phenethylamine, 1-eph, enamine, NN-diben2yl- - ethylendiamine dehydroabiethylamine, N, N'-bis-dehydro-
EMI13.2
abiethylethylenediamine, N- (lower alkyl) piperidines, such as N-ethylpiperidine,
and other amines which have been used for the formation of salts with benzylpenicillin, the subject of the invention is especially atibacterial agents prepared by the above acylation process by means of organic monocaboxylic acids or else their chlorides. acids or other equivalents which have already been used for 3'acylation of 6-aminopenicillanic acid as described for example in the patents of the United States of America
EMI13.3
na2.91.95; 2,951,839; 2,985,648i 2,996-501; 3,007,920; 3,025,290; 3,028,379; 3.a35.o-7; 3,040,032; 3.c40.033; 3,041,332; 3,041,333; 3,043,831; 3.os3.831; z..575; 3,071-576; 3,079.30 ?; 3,079,306; 3,080,356; 3.082-204 * -; 3,093-547; 3,093,633; 3,116,285; 3.117..9; 3,118,877; 3,120,512; 3.120.?13; 3,120,511 +; - 3,127-394; 3,140,282; 3,142,673; 3.14? .2Y7g 3-I? -. G6 ': -; 3,180,863;
3,198-804; 3.202.6? 3; 3,202,654; 3,202-655; 3,210,337; 3,157,639; 3,134,767; 3,132,136; in British Patents Nos. 874,414; 874,416; c875.5z6; 876,662; 877,120; 877,323; 8 ^ .; 3; 878,233; 880,042; 880.yod; 882,335; 888,110; 888,552; 889,066; 889,069; 889,070; 889,168; 889,231;
EMI13.4
890.201; 891-174; 891,279; 891-586; 891,777; 891,938; 893.?18; &g-.2-7;89Y.457;894,460;896,072;899.199;900,666;902,703;903-785;goli-.576;905-778;906,383; 9G8.?8 ?; 9 --.- 19; 916,097; 916,204; 916.205; 916,488; 918,169; 920,176; 920,177,920,300;
EMI13.5
921.?13; 922.278; 924,037; 925,281; 931.56 ?;
932,644; 938.066; 938,321; 939,708; 940,488; 943,608; 944,417; in norabreiix Belgian patents, for example n? 93,222; 595-171; 597-859; 602,494; 603,703; 609.o3g; . 6.1b.; -. 9; 617,187 and in South African patent applications, eg No. 60/2882; 6o73C? 7; 6D / 37t8i -61I16t.9; R61 / 27-1; 62/54; 62 / - + 920; 63/1612 and 63.2423.
<Desc / Clms Page number 14>
When the acylamino radical of the compounds of the invention also contains a very basic radical, for example a primary amino radical, as in the case of the preferred compounds corresponding to the formulas:
EMI14.1
where has the meaning given to it above (and R1
R2 and R3 in # are preferably hydrogen atoms), the products are amphoteric and normally exist as zwiterrions, but may exist as acid addition salts, for example those formed with non-toxic, pharmaceutically acceptable organic acids, such as acetic acid, citric acid, succinic acid, ascorbic acid etc. or inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, l phosphoric acid etc.
In the methods of the invention, it is also necessary to use as final reagents "the compound of formula:
EMI14.2
or a salt thereof formed with acids and bases, as well as
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EMI15.1
compose it formula: ............ compound N - CH - #, .....- S'c / CH3 3 t N ,,, '-cx G3' C9 '3 É00a or one of its salts formed with acids and bases.
As illustrated below, these final reagents are
EMI15.2
prepared, for example, either by hydrogenolysis of the compound of formula: 0 CH CH 0 - il NH - CH ## ÇH s M1- - 652 llj / f fï2 c- N CH 0- c C61I; - or by hydrogenolysis of the compound of formula:
EMI15.3
either by decomposition with an acid of the compound of formula
EMI15.4
of the compound of formula:
EMI15.5
These esters are in turn prepared in general as indicated below by reaction with suitable esters of compounds of the formulas:
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EMI16.1
where x represents a radial. primary amino blocked as understood in peptite synthesis for example a radical
EMI16.2
phthalimido, tritylainoc-nitrophénflxyacétaio where an equivalent radical as specified below, o-ni trophé..nylsu1: f'ényla.mino, carbobenzyloxyamino, formylaminocucarbo-t-butyloxyanino. We thus obtain compounds of formulas
EMI16.3
where X has the meaning above and R represents a labile ester radical capable of being easily removed, for example by hydrogenolysis or by decomposition in an acidic medium.
These esters can then be converted into final reactants by removing the radical represented by R and by converting the radical represented by X to a free amino radical, either consecutively or simultaneously. When the blocked amino group represented by X is a phthalimido group, this is converted to the primary amino group by treatment with hydrazine hydrate in dioxane at about room temperature in at least 12 hours. When X re-
EMI16.4
has a carbobenzyloxyamino radical, the blocked amino radical is transformed into a primary amino radical by catalytic hydrogenation with formation of the product, namely 3-amino-4mercapto-2-azetidinone.
When the blocked amino radical is
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a radical forn.y.am3no, carbo - t bztyloayaina or o - nitrophéMIsulfénylam1w.-, it is converted into a primary amino radical, either by reaction with anhydrous hydrogen chloride in a solvent which does not give out protons, such as benzene or methylene chloride, either
EMI17.2
by reaction with 1 - trifluoroacetic acid. The compound tritylasiine can also be converted into a compound comprising a free amino radical by addition of p-toluenesulfonic acid monohydrate to an acetone solution with formation of the amine
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free primary in the form of its p-tolueneslnlfonate, see B. K.
Koe, Nature 195 page 1200 (1963). Furthermore, when the blocked amino group is a tritylamino or carbo-t-butyl oxyamino group the final two reactions are carried out in a single step by means of stronger acid for longer times and, if desired, higher temperatures. high.
When the blocked amino radical represented by X
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is an o-nitrophenoxyaeetamido radical, this is converted to the primary amino radical for the formation of 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone either a) by catalytic hydrogenation (for example in water at room temperature at 30% palladium on diatomaceous earth), then by storing the mixture in an acidic medium (for example in water acidified to a pH of 2 by means of 20% hydrochloric acid at about 10 C for at least 20 minutes or at 25 for at least 24 hours), or b) by adding the blocked compound '(for example in an amount of 7 millimoles) in cold water (for example in an amount of 30 ml) rapidly (by example in 1 to 3 minutes) to 5% palladium on charcoal (for example 0.05 g)
suspended in a cold solution of KBH4 (for example in an amount of 14 millimoles) in water (for example in an amount of 70 ml).
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- Compounds of formula
EMI18.1
are also new and details and various methods relating to their preparation are given under the title: Preparation of the starting compounds ". In particular, the methods described herein for the conversion of the radical represented by X into a free amino radical are also applicable according to the requirements. required for the synthesis of the compounds of the invention.
The invention is illustrated without being limited by the following examples.
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EXAMPLE 1
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EMI20.1
(} 11!: 1!, N: t! '1 aia: Gfl1. "Ll: plague 3 aeureE ua! 3f,. Of 1. g of 3-pht6lmid: t - :.': 'w? R? .a. '-:;.,. a'é - ;; e 6.e â'm:'? 3 ,?. â, n. ;; n 4qvivaAent: Ùoe pj, rimu #,% c: / '= b; # iij.71e # 1 <ù; s. "at" L'2 equivalent: ¯ pvl "U \ J1' - '; 6 se oessyle eè.' ;. â, 5;! l3 El {1 'colueae then refroiëit 1 & -, i' ù j% and. G -,,; le,. ,,;. ±% '., f .- - - Ë'c.9 pressure p # ii s efrQidit ::: . ===. = -; #,>: .w. 0S Z08 reduced yressio pous- get? àn 17'siJa constitutes pax eu y, "r # ^ w 3-penazy <c? rbaJzrJ gte ae 'benzJ, 10 gross Ó¯e. formuls (II) the nomenclature being in accordance with eelle'Se Sheehan and collborat6uxs $.
; r t 3 lUE: - cre # o Soe. ... é4 3392-3293 j? ;; 3) kar 1; frcg: 'enù.1 - :) Tse en .., r =.% s.?.6 the! - :: 13: IC! .U . ia9 ± ù3-6 = (II) in free acid XL Ecyen d .ln .; "") catsiyseur ra 'A.,. f, â .r a. G3. e 'S9 ml d' B.Cê'ta: 9 d #t; l:,: lG ,, jjn¯me ..o as C ^ f c'a.¯ v 5: Ç '.. 2: TI. S pr. ï: <o-, 's 4, ". Â ^ t .., o.; 1' 2 hydrogen of 3 kg / b3" to mp, .. rC)! 1 '?'! 'e there. 'Gtr:;' - 3r:; :( l, j.'e: 2H. "I2aJ .., n; G", After 8J ..: tm: r.nat ::: ton: ttI ca "C2. l.yser: r p-? rf 17 tra>; ion, the solvent is removed by distillation under vacuum to obtain ';.:' G1 "The residue resides in the e-si = evv>. 3": C.¯ ë SN {e 1 "oi * naX <=.
(III) 0? mix the rfsl of the f ds'e '9 i (III) f3 with lm t'S wedge of hydrazine hydrate in 20 tsi of iiic; -tane and the mr :: 1 J2'; G j is left to stand: egiiàn.1 il hours at 1 c "i:! P.i'2; il: e 2m: ';' 18nteQ by acidification a '.? Ecyen of chloride c.: .. 1.1" tú:!: C2e! 13 OH precipitates at, e iJhÉalhz atI'aZààe GZ ± 'C12 & penaTc ..,. - - ... "1-iF" tà $ T "= the phta.ihydrazide 1f ': 1çCi separates by filtration: .- ¯ ... 6 =: .. eb- + =, e # ii-r .. '' G: e2 - C3 filtrat tme solution diacid 6 - aE! Inc - p & -najaylcai'bcxy-- '' r: 8: .I: r cc:; a: '1e i'il tra tm solution Q ') is 9.l1inf.) - liCtUe de ±) r [; 1ule (> 1) q1: ..: J0-1 directly uses I0U the reaction> "' 1.?i: and G qD. we can if we want 3rd rec.ueJ..¯.! :; ..., 2. J.
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isoelectric.
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, 4 the f.oltj.03 decides 6-a3i.c - 3-pennMylcar ':; oxyliqe.' on add three equivaleffts r :. r ": Îll0" .. "io1" 'T' de -¯) 1 ";.: eC'o" ", ....;:. !!" "6 '"' '77.' '': ::. 3'ë '' three equivalents 1 r "'xi, j, y ô,., <Zvv olrt,:; z: ir l :? a C;). 0.8 -5p14Jl0J = :;' 7-- ôZ ±. iL S eQUìaèll0S '"& ôtÂe ± -éL,: .Fmi, é ¯ L ce = tb j 5À, 1'" OE% ± s.LL =% "" ';: 1 .- =.-ô; j
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3-acetamido-penamylcarboxylic of formula (V) which is preferably isolated in the form of the crystalline potassium salt ¯ by extracting the acid from an acidic aqueous solution (for example at pH 2) in diethyl ether, by evaporating off the ether and adding at least one equivalent of a solution of potassium 2-ethylhexanoate (eg 0.373 g / ml) in anhydrous n-butanol.
The potassium salt which forms and usually precipitates in the crystalline state is collected by filtration and is then found to be a powerful antibacterial agent against both Gram-positive and Gram-negative bacteria, since it is bactericidal. in concentrations below 1000 ppm
EXAMPLE 2 -
EMI21.1
<Desc / Clms Page number 22>
EMI22.1
(VIII) A mixture of
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1 g of 3-carbobenzyloxyamino --- mercapto-2-azetidinoae of formula (VI) and one equivalent of benzyl pyruvate in 50 ml of toluene, then the mixture is cooled and concentrated under reduced pressure to obtain a residue consisting of by the 6-car-
EMI22.3
benzyl bobenzyloxyamino-3-pena.ylcarboxylate of formula (VII).
The residue of formula (VII) is subjected to hydrogenolysis by means of a palladium catalyst in 20 ml of ethyl acetate as solvent under a hydrogen pressure of 3.5 kg / cm2 on a manometer at temperature. ambient. After separation of the catalyst by filtration, the solvent is removed by vacuum distillation to obtain a residue, formed by 6-amino-3- acid.
EMI22.4
penasiylearboxylic acid of formula (IV) which is used directly for the following reaction or which is isolated as a crystalline ampho tère solid, if desired.
A solution of phenylacetyl chloride (6 g) in anhydrous chloroform is added over 10 minutes to a mixture.
EMI22.5
6 g of 6-arino-3-penaylcarbaxylic acid and 13% of triethylaine in 150 ml of anhydrous chlcrofcre. The mixture was stirred for 2 hours, then filtered and the residue stirred with 1N hydrochloric acid to obtain an aqueous phase having a pH of 2, then only the chloroform layer was retained, which was washed with water. water, which is filtered and stirred with a dilute aqueous solution of sodium hydroxide to make
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pass the product into the aqueous phase,
after which the aqueous phase is collected and rapidly extracted with diethyl ether and its pH adjusted to 2 with hydrochloric acid.
After two extractions with ether, the ethereal phase containing the 6-phenylacetamido -3-penanyl carboxylic acid of formula (VIII) is dried and at least one equivalent of a solution of potassium 2-ethylhexancate (by Example at 0.373 g / ml in anhydrous n-butanol The precipitate of potassium salt which forms is collected by filtration and which is found to be a powerful antibacterial agent against both Gram-positive and Gram-negative bacteria. , since it is bactericidal at concentrations below 800 ppm
EXAMPLE 3 -
EMI23.1
<Desc / Clms Page number 24>
EMI24.1
By applying the process of Example 2, equimolecular amounts of the c posed of formula VI and of formula IX are heated under reflux in toluene to give the compound of formula X which is converted by hydrogenolysis to a compound of formula XI. Acylation of the compound of formula XI gives the potent antibacterial ager of formula XII.
EXAMPLE 4
EMI24.2
Decomposition in acidic medium
<Desc / Clms Page number 25>
EMI25.1
By applying the methods of Examples 2 and 3, equimolecular amounts of the compounds of formula (XIII) and (XIV) are reacted to obtain the compound of formula (XV) which is converted into a compound of formula (XI) by decomposition in an acidic medium, for example by reaction with anhydrous hydrogen chloride in a solvent which does not give off protons, such as benzene or methylene chloride, or else by reaction with trifluoroacetic acid.
EXAMPLE? -
EMI25.2
<Desc / Clms Page number 26>
EMI26.1
By applying the methods of Examples 2, 3 and 4, equimolecular amounts of the compounds of formula (XVI) and (XVII) are reacted to obtain the compound of formula (XVIII) which is converted into a compound of formula (XI) by decomposition in an acidic medium, for example by reaction with anhydrous hydrogen chloride in a solvent which does not give off protons, such as benzene or methylene chloride, or else by reaction with trifluoroacetic acid. The compound of formula (XI) obtained in the form of triethylamine salt is converted into an antibacterial agent of formula (XIX) by reaction - with- said phenoxyacetyl chloride.
<Desc / Clms Page number 27>
EXAMPLE 6 -
EMI27.1
A mixture of 1 g of
EMI27.2
3-phthalimido - / \ '-2-azetidinone of formula (XX) and an equivalent of benzyl-mercaptopyruvate until the reaction is complete, then the mixture is cooled and concentrated under reduced pressure to obtain as crude residue benzyl 6-phthalimido-3-penamylcarboxylate of formula (II) which is then treated according to the method of Example 1 EXAMPLE 7 -
EMI27.3
<Desc / Clms Page number 28>
EMI28.1
A mixture of 1 g of
EMI28.2
3-carbbbenZYloxyamtno-61,4-2-azetidinone of formula (XXI) and one equivalent of benzyl p-mercaptopyruvate until the reaction is complete,
then the mixture is cooled and concentrated under reduced pressure to obtain a resi
EMI28.3
formed by crude benzyl 6-carbobenzyloxyanino-3-penanylcarboxylate of formula (VII) which is then treated by the process of Example 2.
EXAMPLE 8 -
EMI28.4
By applying the method of Example 6, we make
EMI28.5
react equiisolecular amounts of the cosposed compounds of formula (XXII) ¯and (XXIII) to obtain the compound of formula XV which then transforms by the process of Example 4
<Desc / Clms Page number 29>
EXAMPLE 9
EMI29.1
Equimolecular amounts of the compounds of formulas (XXIV) and (XXV) are refluxed in benzene to obtain the compound of formula (XVIII) which is then modified by treating it as in Example 5, that is to say ie by decomposition in an acid medium, then acylation.
EXAMPLE 10 -
EMI29.2
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Equimolecular amounts of the compounds of formulas (VI) and (XXVI) are heated in toluene until the reaction is complete. After having removed the solvent by vacuum distillation, the compound of formula (VII) is obtained as residue. The compound of formula (VII) is then converted to the cyclic amino acid of formula IV by the method of Example 2.
The compound of formula (XXVI) is also replaced in this process by the reagents corresponding to the following formulas:
EMI30.1
The last two reagents being present in their -tautomeric forms. EXAMPLE II -
EMI30.2
<Desc / Clms Page number 31>
EMI31.1
By reacting the compounds of formulas (IV) and
XI respectively with an equimolecular amount of diazomethane in the usual manner for esterification, the compounds of formulas (XXVII) and (XXVIII) respectively are obtained, both of which are basic amines which can be converted into moth repellants by reaction with fluosilicic acid as described in U.S. Patents 1,915,334 and 2,075,359,
but that can also be converted into condensation products of formaldehyde and thiocyanates of amines suitable as pickling inhibitors when the reaction is carried out according to US Pat. Nos. 2,425, 320 and 2,606,115.
The compounds of formulas (IV) and (XI) are themselves antibacterial agents active at concentrations of 5 mg / m. or even at lower concentrations, solutions of these concentrations being useful, for example, for the disinfection of glassware and surgical instruments.
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Preparation of the starting compounds
The starting compounds are those of formula
EMI32.1
where X represents a "blocked" primary amino radical as understood in peptide synthesis, for example a phthalimido, tritylamino, o-nitrophenoxyacetamido radical. o-nitrohphenylsulfenylamino, carbobenzyloxyamino, formylamino, or carbo-t-butyloxyamino Among. these compounds, the one carrying a free primary amino radical is sufficiently basic to form acid addition salts
The diacid addition salts can be formed according to conventional techniques.
For example, 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone can be reacted with at least a stoichiometric amount of the suitable acid, and depending on the nature of the solvent used, the desired salt will separate spontaneously or can be precipitated. by adding a solvent in which this salt is insoluble. An acid addition salt can be formed by means of acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, phosphoric acid, benzoic acid, p-toluenesulfonqieu acid, salicylic acid, acetic acid, propionic acid, tartaric acid) citric acid, succinic acid and so on. Acid addition salts are useful intermediates for the purification of the free base and any acid forming an acid addition salt is suitable.
Examples of suitable acids include picric acid, oxalic acid and Ó-naphthoqiue acid.
A number of methods are known for the syn-!
<Desc / Clms Page number 33>
thesis of these compounds. These methods are summarized below in the usual way, X having the meaning given to it above.
Process # 1
EMI33.1
± 'This starting compound is obtained from the suitable 6-amino penicillanic acid "blocked" at the functional level.
EMI33.2
6-auimo, following the Drocedes described by Sheehan et al., J. in, Chen. Soc. 3, FL.33-5Y69 (5 December 196) and c-¯¯3 eu. . s radiss-l phthalimidoconne also specified by Y. G. Perron et. '$ Jâ. c.a'rôi.3waw; S: 1 0, J. 14ed. soc. Z, 483-487 (195Y¯g1
EMI33.3
<Desc / Clms Page number 34>
EMI34.1
At the final stage, when the blocked amino radical represented by X is a phthalimido radical, this is transformed into the primary amino radical by treatment with hydrazine hydrate in dioxane at about room temperature. for at least 12 hours.
In the case where X represents a carbobenzyloxyamino radical, this is converted into a primary amino radical by catalytic hydrogenation giving the desired product, namely 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone When the blocked amino radical is a radical formylamino, carbo-t-butyloxy-amino or o-nitrophenylsulfenylamio this is transformed into primary amino radical, either by reaction with anhydrous hydrogen chloride in a solvent which does not give protons, such as benzene or methylene chloride ,
either by reaction with trifluoroacetic acid The tritylaminated compound can be
<Desc / Clms Page number 35>
also converted to a compound bearing the free amine radical by treatment with a. acetonic solution of p-toluenesulfonic acid monohydrate so that the free primary amino radical appears as its p-toluenesulfonate, see
B.K, Koe, Nature, 195,1200 (1963). Further, when the blocked amino group is a tritylamino to carbo-t-butyloxyamino group, the final two reactions are carried out in one stage using a stronger acid for longer times and if desired at temperatures. higher.
When the blocked amino radical represented by X is an o-nitrophenoxyacetamido radical, the latter is converted into a primary amino radical with formation of 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone, or a) by catalytic hydrogenation (for example in water at room temperature by means of 30% palladium on diatomaceous earth), then by storing the mixture in an acidic medium (for example in water acidified to a pH of 2 by means of acid 20% hydrochloric acid at about 10 C for at least 20 minutes or at 25 C for at least 24 hours), or b) by addition of the blocked compound (e.g. 7 mil limoles) in cold water, (e.g. 30 ml) quickly, for example in 1 to 3 minutes, with 5% palladium on charcoal (for example 0.05 g),
suspended in a cold solution of KBH4 (eg 14 millimoles) in water, (eg 70 ml).
Method n
EMI35.1
1) Anhydrous NH3 in t-butanol or dioxane> 2) Anhydrous NH4SH or H2S in the same solvents
<Desc / Clms Page number 36>
EMI36.1
HCl anhydrous in CH2Cl2 or benzene at 0-25 c
EMI36.2
N1N'-Dicyclohexvlcarbodiinide> at room temperature in benzene or dioxane
EMI36.3
In this case, X has the meaning given to it above and the final transformation of the blocked amino group to a primary amino group is carried out as above for the various meanings that X can have.
Process # 3
EMI36.4
HCOOH in CH2Cl2
EMI36.5
Ambient temperature (EC3) 3C-O-K in anhydrous tolune-dioxane
EMI36.6
<Desc / Clms Page number 37>
In this case, X has the meaning given to it above, but preferably represents a phthalimido radical or.
EMI37.1
carbobenzyloxyamino. Method n 4 .-. - .. -
EMI37.2
KMnO4 in dilute acetic acid buffered to pH 6 Strong base, for example OH C2H5O or weak base, for example C2H5) 3N, preferably in an anhydrous medium in a solvent which does not give protons As above, X has the meaning that it gives has already been assigned.
Process # 5
EMI37.3
As above, x has the meaning assigned to it. The starting compounds for this one-stage reaction are prepared as described by Sheehan et al., J. Am
EMI37.4
Chem. 'Soc. 8 ", pages 5468 and 5169 (1965) in the case of the compound in the formula 'of which X represents a phthalimide radical with oxidation of the sulfur atom to a sulfone radical.
<Desc / Clms Page number 38>
according to conventional techniques, preferably on 6-aminopenicillanic acid, the amino function of which at position 6 is blocked, see US Pat. No. 3,197,466 and Chow et al. J. Org. Chem 27 pp. 1381-1383 (1962) as well as references cited therein.
Process # 6
EMI38.1
<Desc / Clms Page number 39>
EMI39.1
In this case, 2 has the meaning given to it above and the final conversion of the blocked amino group to a primary amino group is carried out as specified above for the various meanings that X can have.
The examples below illustrate the preparation of these starting compounds. All the temperatures are given, in C. The infrared spectra are recorded using a Perkin-Elmer recording spectrophotometer, model 237. The nuclear magnetic resonance spectra whose peaks are indicated in units # TMS = 10 are recorded at using the Varian Associates n A-60 spectrometer.
<Desc / Clms Page number 40>
EXAMPLE A
EMI40.1
EMI40.2
tade A - 3-PhtaliB! ido-4-fl '-formyl-1' -nethylethylthio) -2-azeti-
EMI40.3
dinone o 1) S i3. 1 / N - J CH-CH JC, 1 C Il Bzz - CH - N = C = 0 oa go, 7% in CC12 3 hours at room temperature N - CH --- cH .......- 8, - '-c (CH 3 (II) w. 1 s 1 C = O 1 CH3 Il Il 1ili - fro
2,2-Dimethyl-6-phthali-3-penamyl isocyanate of formula (I) is dissolved by Y.G. Perron et al., J. Med.
EMI40.4
Chem., 2., 483 (196lr-)] C2i G) in 150 ml of methyl chloride and the solution is added dropwise over about 20 minutes with stirring at room temperature to a solution of 2 g
EMI40.5
9; formic acid ;; 7 ;; in 150 garlic of methylene chloride. After continuing to stir at room temperature for a total of 3 hours, the reaction mixture was washed with 30 ml of water, followed by washing. the organic phase is separated, it is dried over
<Desc / Clms Page number 41>
of anhydrous MgSO4, filtered and evaporated in vacuo to obtain 1.85 g of white crystals. These crystals are suspended in 70 ml of methylene chloride and 0.3 g of an insoluble substance melting at 210 is separated by filtration.
The methylene chloride is evaporated in vacuo from the remaining filtered solution to obtain the desired product.
EMI41.1
namely 3-phthalimido-t- (l'-formyl-l'-methylethylthio) -2-azetid none, in the form of white crystals (platelets) in an amount of. 1.5 g, PF118-120 The infrared spectrum is perfectly compatible with formula (II) and is identical to the infrared absorption spectrum of the hemisolvate of the compound of formula (II) prepared as described by Sheehan and Brandt, J . Am Chem Soc., ±%. Pages 5468-5469 1965
The IR spectrum of the compound of formula (II) CH2Cl2 3400 NH 2810 and 2700 (CH aldehyde), 1790 and 1720 (CO from phthalimido), 1720 CO from aldehyde), 1770 (carbonyl from ss-lactam and 1385 cm- 1 (gem-dimethyl).
By recrystallization from a mixture of benzene and ligroin, crystals melting at 112-117 and having an infrared spectrum identical (especially the characteristic region) to that of the hemisolvate of formula (II) are obtained. By recrystallization from a mixture of methylene chloride and petroleum ether, a product is obtained which melts at 112-114 The mixed melting point with the hemisolvate of the compound.
EMI41.2
se of formula (II) (m.p. 111-119) is 100-10 ".
Analysis of the compound of formula (II) calculated for Clj Ii1R20pS: C, 6e59; ff '4.11-0; 3 Se 10.00% Found C 56.17; H, 4.68 S, 9.60%
Chromatography of the crude aldehyde on a silica gel column eluting with methylene chloride-acetone gives white crystals melting at 115-117 whose spectrum
<Desc / Clms Page number 42>
. infrared is characteristic of the compound of formula (II).
EMI42.1
Stage B - -Phtaliraido-t- l'-carboxv-l'-meth leth Zthio -2-azetidinone
EMI42.2
The aldehyde ± of formula (II) prepared as above is oxidized in acetone by means of the reagent of Jores J. Chem Soc., Page 2548 1953 according to the technique described by Sheehan
EMI42.3
and Brandt, J. Am. fhem. Soc. 87, pages 5-6-t69 (1965).
The infrared absorption spectrum of this product, namely 3-phthalimido-4- (1'-carboxy-l'-methylethylthio) -2 azetidinone, includes all necessary carboxylic vibrations. res (broad band a little weak at 3400-3300 l + '0 and 1250 th in addition to the vibrations of the carbonyl radical of phthaloyl and ss lactam
EMI42.4
Stage C - ± = ¯jàlimido-lF- (1'-¯earbaziào-1'-nethylethylthio) -2-aétj¯ = dinone
<Desc / Clms Page number 43>
EMI43.1
The above acid of formula (III) is subjected to Bergnann degradation under the usual conditions to obtain the crystalline azide of formula (IV) which is easily identified by its absorption in the infrared at 2160 cm-1
So;
triethylamine (distilled over potassium hydroxide; 0.67 g; 6.6 millimoles) is added to a solution
EMI43.2
stirred 3-phthalirido --- ('l'-carboxy-l'-raethylethylthio) -2-azetidi none of formula (III) (2.20 g; 6.6 nillimoles) in 25 ml of tetrahydrofuran (distilled over hydroxide of potassium), then the resulting yellow solution was cooled to -15 ° C. To this stirred solution was added dropwise over 30 minutes a solution of ethyl chloroformate (0.72 g; 6.6 millimoles in 0.4 ml of tetrahydrofuran A colorless precipitate is obtained and the resulting mixture is stirred for 1 hour at -10.
At the end
<Desc / Clms Page number 44>
EMI44.1
After this time, we add a solution of ao, 3 eo szfîiam (iC -., 4-3 6.6 millimoles) in 35! 1- si d ea? .z 9a: a e; 3 ons, .a zieutes and stirring the mixture of rep.ctis-n at -10 for 1 addition. The rsastioD Bêlacge eDsuite is diluted to 23 'El with water while stirring at 100. As no C Cls Ï * 1 li52a7; lo-ç2 produced, the yolk is extracted at the hub of' crol. 3 fractions of 100 MI of zethylene chlorides gu> vn 1 at lanr iso; t = "aveo 100 vi i '. ?? â2 then qu-'OR secbe on u sr. #: t # .le of . # Ta ..? ¯'3 a == ùù = 1 ± zt ;, after which 4. : 'the resulting aëlaBge and a 7 "" pD? e 1'3 filtrate under pressure' a3 to obtain crystals of 3-altalL'13. 3- ('a? À7GC' 'è:' ;. h ''.> Thyih '?.: U i asetidinona of formula 3' (1, 'i5 gas 80%), M.P. 100-12C.
The infrared spectrum shows bands at 33? 0 em7l (NF-) e -05 cm (aromatic EC), 2160 c 1 (azide), 1790 1720 cm (dhthaloyl carbonyl radicals), 1770 CE (p-lactam carbonyl radical) ), 1385 ca (geg-dré thyle).
Stage D - 3 - Fhta3ido - (l 'océ2r.ato-l' -: eth-3étl? 2thioi-2azetidinone
EMI44.2
<Desc / Clms Page number 45>
The above formula IV is stored overnight in a vacuum desiccator to convert it to the isocyanate of formula V which is easily identified by its characteristic absorption in the infrared 2270 cm-1 This conversion is also carried out by heating under reflux in methylene chloride or tetrahydrofuran, but even brief heating under reflux in benzene or toluene gives a product not showing 1-absorption due to the isocyanate radical in the infrared.
The conversion of the azide of formula (IV) into isocyanate does not always reach its end, as can be determined by observing the band due to the isocyanate radical in the infrared at 2270 cm-1 By storage under reduced pressure for 2 weeks, or heating under reflux in chloride. methylene, we always obtain a mixture of compounds of formulas
IV and V
Stage E - 3-phthal im ido -4-mercapt-2-azetidione
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<Desc / Clms Page number 46>
EMI46.1
A mixture of iorzul (moi) azide and the isocyanate of formula (V) 0.2 g) is dissolved in 15 µl of methylene chloride and the solution is added dropwise under.
stirring and in a nitrogen atmosphere for 15 minutes with 90.7% formic acid (45 mg or approximately two equivalents) in 15 ml of methylene chloride. The reaction mixture is stirred at room temperature under a nitrogen atmosphere for 2 hours. The infrared spectrum of the reaction mixture indicates that the band due to the isocyanate group (2270 cm-1 and that due to the azide group (2160 cm-1 are significantly influenced. Then the reaction is continued for a total of 4 hours, at dull of which the infrared spectrum of the reaction mixture indicates the complete absence of the bands due to the azide radical and to the isocyanate radical.
The reaction mixture was washed with 30 ml of water, the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, or the resulting mixture was filtered and the filtrate was evaporated under reduced pressure to obtain colorless crystals of 3-.
EMI46.2
phthalimido-t.-mercapto-2-azetidinone of formula (VI) z-g, 65% overall yield based on the acid); P.F. 130-131 It should be noted that all these manipulations are carried out in a nitrogen atmosphere. A qualitative test for the detection of sulfur gives a positive result. The nuclear magnetic resonance spectrum in deuterochloroform gives the results
EMI46.3
the following states in T units: a singlet at 2.2 (phthaloyy); a wider 4.2 proton band of p-lactam).
Infrared spectrum CH2Cl2 3350 low NH), 3050 (aromatic CH radical), 2950 (CH radical 2580 (weak SH radical), 1790 and 1720 (phthaloyl CO radical 1770 (p-lactam radical, medium).
EMI46.4
Analysis: Calculated for ClH81203S: C, 53, 21; H, 3t20; If, II, 28% Found C, 53 D .; H, 4.26; If, 10.99.
<Desc / Clms Page number 47>
EXAMPLE B
EMI47.1
EMI47.2
-Arino --- uercano-2-azetidznflne. This product is prepared by reacting 3-phtaiimido-4-mercapto-2-azetidinone with one equivalent of hydrazine hydrate in dioxane at room temperature for 12 hours, then adding hydrogen chloride to precipitate. phthalhydrazide which is separated by filtration. By lyophilization of the filtrate,
EMI47.3
solid 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone hydrochloride is obtained, - EXAMPLE C -
EMI47.4
EMI47.5
-TritYlamino - mercanto-2-azetidinone. This compound is prepared by replacing in the operations of Example A the isocyanate of 2a2-dimethyl2-6-phthalizido-3-penaayl by an equal weight of 2,2-dimethyl isocyanate. 1-6-tritylamino-3 -pônaizyie prepared as described by Perron et al, J.
Med Chem, 7 pages 483-487 (1964) (processes for the preparation of intermediate acid azides are also given in the Belgian patent
EMI47.6
n 65Ç.s97) from 6-trityla.nopénîcillaâq acid see S? .ce; a et al., J. Am. Chem. Share 84 page 2983 1962
As a variant, the conversion of the isocyanate to aldehyde is carried out according to the technique described in Step A of Example N below.
<Desc / Clms Page number 48>
EXEMPLED
EMI48.1
EMI48.2
-Amino-r-mercanto-2-aztidinone.
1 mg of 3-tritylamino-4-mercapto-2-azetidinone is dissolved in 20 ml of isopropyl alcohol and 5 ml of 1N hydrochloric acid is added thereto.After storage at room temperature for 2 hours, the reaction mixture is diluted with 100 ml of water and the triphenylcarbinol is removed by extraction in 400 ml of benzene. The aqueous phase containing the desired product, namely 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone in the form of the hydrochloride, is lyophilized to obtain this compound in the solid state. Addition of an alkali such as sodium hydroxide or sodium bicarbonate liberates the free base of the hydrochloride in aqueous solution.
EXAMPLE E
EMI48.3
EMI48.4
-o-Iitronhenox acetamida - rercanto-2-azetidinone This compound is prepared by replacing in the operations of Example A from Stage C 3-piata3i.nâdo-zt - (.'- carboxy-I'- é. thylethyltM.o) -2-azêtidlnone by an equal weight of 3-o-nitrophenoxy acetaBtido-4- (l '-carboxy-1 * -methylethylthio) -2-azetidinone prepared beforehand by acylation, by means of d chloride 'o-nitropheno-
EMI48.5
xyacetyl in the presence of an excess of triethylamine, 3-aninoZt - El'-carbony-l'-methylethyl? thio) -2-azetidinore obtained itself
<Desc / Clms Page number 49>
EMI49.1
by reaction of hydrazine hydrate with 3-phal.rido-4- (learboxy-1 - methylethylthio) -2-azéticïinone. EXAMPLE F
EMI49.2
EMI49.3
¯3-Àmino = 4-mercanto-2zazetidinone.
A solution of 1.0 g of 3-o-nitrophenoxyacetamido-4-mercapto-2-azetidinone in 10 ml of water is treated with 1.0 g of 30% palladium on pre-hydrogenated diatomaceous earth and 9 ml of water under a hydrogen pressure of 3.5 kg / cm2 on a manometer for 1 hour at room temperature. The pH of the solution is then adjusted to 2 using 50% hydrochloric acid and the mixture is left to stand for at least 20 minutes at 5-25 C
EMI49.4
to obtain 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone in the form of its hydrochloride.
Alternatively, the reaction can be carried out in an anhydrous medium, i.e. hydrogenation in dry benzene with the acid added. then under the farm of anhydrous hydrogen chloride.
EXAMPLE G -
EMI49.5
EMI49.6
3-Amino-4-mercauto-2-azetidinone. 0.05 g of 5% palladium on charcoal are added to 0.75 g (14 millimoles) of KBH4 dissolved in 70 ml of water. Nitrogen is bubbled through the suspension which is stirred and cooled to 5 The pH is adjusted to a value of 8.0 to 8.6 by addition of 6 N HCl
<Desc / Clms Page number 50>
and keep it at this value while quickly adding
EMI50.1
a solution of 7 millimoles of 3-o-nitrophenoxyacetamido-1-mercapto-2-azetidinone in 30 ml of water.
The cold mixture is stirred for 15 minutes and its pH is collected up to 2.0 by the addition of 6 N HCl. The catalyst is filtered off to obtain an aqueous solution containing 3-amino-4-mercapto-2- hydrochloride. azetidinone wanted.
EXAMPLE H
EMI50.2
EMI50.3
3nCarbobenzylôxyamino -% - mercaDto-2-azetidinone.
This compound is prepared by replacing, in the operations of Example A, the 22-dimethyl-6-phthaliuido-3-penar, yl isocyanate with an equal weight of 2,2-dimethyl-6-carbobenzyloxyamino-3 isocyanate -penamyl prepared by the process described by Perron et al.
EMI50.4
laborers; J, 14ed. Chem., Z, pages 483-487 (1964) (the processes for preparing the intermediate acid azides are also given in Belgian Patent No. 655,997 from 6-carbo- acid.
EMI50.5
benzyloxyaminopenicillanic acid.
Alternatively, the isocyanate can be converted to the aldehyde according to the technique of Step A of Example N below. : i EXAMPLE 1
EMI50.6
EMI50.7
-Atino-4-rercanto-2-azéti.âinvne. This compound is prepared by the catalytic hydrogenation of 3-carbobenzyloxy-
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amino-4-mercapto-2-azetidinone at room temperature using a platinum catalyst in toluene as a non-proton-giving solvent until absorption of one molecular equivalent of hydrogen. After filtration to remove the catalyst, a solution of 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone is obtained, which is isolated by lyophilization or, if desired, which is reacted in situ, for example as in example B above.
EXAMPLE J
EMI51.1
EMI51.2
3-Carbo-t-butylox.yanino-4-mercautc-2 - azetidinone This compound is prepared by replacing in the operations of Example A 2,2-dimethyl-6-phthalimido-3- isocyanate penamyl with an equal weight of 2,2-dimethyl-6- isocyanate
EMI51.3
carbo-t-butyloxyarino-3-penamyl prepared by the method described by Perron et al., J.
Med. Chem 7 pages 483-487 (1964) (processes for the preparation of intermediate acid azides are also given in Belgian patent no.655.997)
EMI51.4
from 6-carbo-t-butyloxyaminopenicillanic acid, which is obtained as described in the literature or, if desired, according to the processes allowing the synthesis of 6-ethoxy- acid
EMI51.5
carbamidopênicilianiquev
Alternatively, the conversion of isocyanate to aldehyde is carried out as in Step A of Example II below.
EXAMPLE K
EMI51.6
<Desc / Clms Page number 52>
EMI52.1
, rino-t.-rercapto - 2-aaétidi none. This compound is prepared by dissolving 20 mg of 3-carbo-t-butyloçoamino-Y-mercapto-2-azetidinone in 10 ml of benzene (or methylene chloride) at room temperature and passing hydrogen chloride through it. anhydrous to obtain a solution of chlor-
EMI52.2
3-aina -; - rercapto-2-aztidinone hydrate, which is either used immediately or from which the compound is isolated in solid form by lyophilization. EXAMPLE l
EMI52.3
EMI52.4
-Amino - ercato-2-azeidinone.
This compound is prepared in the trifluoroacetate state by dissolving 1.0 g of 3-carbo-t-butylox-yarciro --- rsrcauo-2-azeidsnone in 25 ml of trifluoroacetic acid and allowing the mixture to stand at room temperature for at least 30 minutes or overnight.
EXAMPLE M -
EMI52.5
EMI52.6
3-Amino-4-mercapto-2-azetidin p-Toluenesulfonate This compound is prepared by stirring a solution of 2 millimoles of 3-bàtj'lembto-4-zercapto-2-a2etiébnone and 2 sillinole diacids pbluenesulfonic Qonohydrate 10 years if anhydrous acetone for 30 minutes to 25. The solvent is evaporated off in a stream of nitrogen and the residue is triturated with 100 µl of anhydrous ethyl ether to dissolve the rififlénylearbi # 07 and leave the p-to.
<Desc / Clms Page number 53>
EMI53.1
3-amino-1r-mercapto-2-azetidinone luenesulfonate in the form of a solid which is collected by filtration.
EXAMPLE N
EMI53.2
EMI53.3
3-Phthalimido- '! -2-azetidinone Stage A - -PhtaL, do - + - I'-form-î -? '- reth lêthv? Thio -2-azetidinone
This intermediate compound is prepared by adding
EMI53.4
drop by drop 17 g of 2,2-dim: '- thyl-6-phthalimid-3-penamyl isocyanate in 250 ml of methylene chloride to a mixture of 2 ?, 2 g of formic acid in 250 ml of methylene chloride over 105 minutes at room temperature, then stirring the mixture for a further 75 minutes. The solution is washed with water (3 x 200 ml), then it is dried over anhydrous MgSO4, the mixture is filtered and the filtrate is evaporated to obtain an oil which foams under reduced pressure and then solidifies.
The product thus expanded is dissolved in methylene chloride, which leaves some impurities. By evaporation of chloride
EMI53.5
From methylene, the crude solid 3-phthaliiaido-4- (l'-forc! yl-ethyl-ethylthio) -2-azetidinone is obtained which is purified by chromatography. To this end, 5 g of the crude aldehyde in chloroforml solution are introduced into a column of silicic acid with a particle size of 0.15 mm soaked in benzene.
The first eluent used is a mixture of benzene and chloroform (1: 1) and 25 ml fractions are then collected The dimension of the column is 125 x 45 mm A product is collected in fractions 18 and 19 - The compound is not the desired aldehyde and the spectrum
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infrared shows the absence of the NH valence frequency while the nuclear magnetic resonance spectrum does not include a peak due to the proton, aldehyde at 0.7 # On analysis: elemental, this compound melting at 97 is found to contain 57 , 74% C, 4) 73% H 7.58% nitrogen and 7.74% S.
By continuing the chromatography using this particular eluent system, no further fractions are obtained. After the 23rd fraction, an elution with chloroform is carried out to obtain after evaporation of the fractions
EMI54.1
27-29 3-phthalimido - Zt- (l'-foyl-l'-éà? Yéhy.thio) -2¯ azetidinone as an oil. This oil is crystallized in benzene to obtain 2 g of a product melting at 117-123 The infrared spectrum indicates the presence of the absorption band due to the NH radical and is identical to the spectrum of a sample of the aldehyde obtained by the process of Sheehan and Brandi.
The nuclear magnetic resonance spectrum includes
EMI54.2
two singlets for the gen-dilaethyl radicals at 8.6 (; and 87-C - the nuclear magnetic resonance spectrum is substantially the same as that shown in the literature.
EMI54.3
sonance 'nuclear tick (CDC'L 3): 097 1'sis singlet), 2.15 QÎ (4X, t # ifl.tipl; tj; 2; .É5' <(µX, singlet; solvation benzene), Îl -, 35 '(1:47 d () 1101et) J-5 hert3, 2i2 xH, doublet) 3-5 hertz, Si 6 er sz:;:. EL ?; 8,7't'OR: $ singlet). The optical rotation of the aldehyde thus prepared is O ;; 1p2. :: '& à ccl'15. prepared by means of tee [: the ab: 'lrof'1ranne and hydrochloric acid brick IN.
The product synthesized in walnut! of acid: foI'G1ique a 11 ... rotatory power 0 - El 5 "(3:91 years 1" -....... - product synCf..J ':' &. 6 '0: :; - 0.1 ..,) "\ ... 1,7111.: 11:", .... '3 Ci1..r ... o. <. Vr: .rme),' 3. <. The process, which is mixed in 13 tetrahyerofuraniis in the presence of hydrochloric acid, has a rotatory power L- ¯7 5J {-6 of -6i + 2 (4.3 in chloroform 51 ,, 6
<Desc / Clms Page number 55>
EMI55.1
Stage B - 3-Phtà! Iido-A "4¯2¯azetidinone. This product is prepared from the above 3'aldehyde by direct removal of the thiol function using a nucleotide reagent.
EMI55.2
phile strong.
To this end, 3-phthalimido-4- (l'-formyl-11-methylethylthio) -2-azetidinone (0.8 g) is dissolved in an anhydrous mixture of toluene and dioxane (1: 3; 40 ml) cooled to 0 ° C. then 0.25 g of potassium t-butoxide is added to the mixture.
The reaction mixture is stirred vigorously for 45 minutes while maintaining its temperature at 0. By removing the solvent under a high vacuum, the desired product is obtained, namely the
EMI55.3
3-phthalimido-ZA '-2-azetidinone as a yellow solid.
This compound is insoluble in diethyl ether but soluble in methylene chloride. By washing the product with diethyl ether, the unchanged aldehyde residue is removed as shown by the infrared spectrum.
The infrared absorption spectrum of -phthalimi-
EMI55.4
do L: 1.1, 4-2-azetidinone shows the absence of the maximum absorption ¯VL- due to adical-NH and the appearance of a maximum at 1600 cm-1 indicating the presence of a binding c = n We also find absorption maxima at 1775 and 1715 cm-1 (phthalimido) and at 1765 cm-1 (carbonyl radical ss-lactam
The action of water on this compound causes the dis-
EMI55.5
appearance of the C === N cooma bond shows the infrared absorption spectrum.
EMI55.6
zoe 'LE Q - (1 (11 iff 1 1 il 1r - mi- 1 cx 1 ul 1 c eq -' iH 0
EMI55.7
3-naliniQO-4-s: crcato- -aze'cidTLnone.
Equimolecular mixtures of 3-phtaIinido-Z \ 1,7-2-azét1di- are produced.
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none and anhydrous hydrogen sulfide. in benzene, methylene chloride and dioxane, respectively in
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autoclaves for 1, 6, 12, 2 and 43 hours respectively at 4o, 60, 80 and 100 C respectively to obtain various amounts of 3-phthalimido -% - mercapto-2-azetidinone that is used directly for a new reaction or that It is isolated in the solid state by lyophilization until the solvent has been completely removed.
EXAMPLE p. -
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By replacing in the operations of example N
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¯ 2,2-ditethyl-6-ph-alimido-3-penamyl isocyanate with an equal weight of 2, 2-dîmethyl-6 '-. Tritylamino-3-penamyl isocyanate isocyanate. 2,2-diuethyl-6-carbobenzyioxyamino-3-penamyl, 2/2-dimethyl-6-o-nitrophenoxyaceaamido-3-penamyl isocyanate 2,2-ditnethyl-6-formylaminci-3-penamyl isocyanate, isocyanate of 2, (- dimethyl-6-carbo-t-butyloxyaatino-3-penamyl and key isocyanate respectively, 3-tritylatino-1'-2-azetidinone 3-carbobenzyloxyamino.-1 is obtained. -2-azetidinone 3-o-nitrophenox, yacetamido 1 '2-azetidinone, 3-formy7.amino l' -2-azetidinone,
3..carbo - butyloxyamino rf '2 - azetidinane and 3-o-nitropliényLsulféry3.amino-.1' '- 2-azetidinone respectively
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By replacing in the operations of example 0
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Ia 3-phtalimicio-f '2-azetidinone by an equal weight of each of the above products, one obtains in turn 3-trzty2amir¯o- 4-mercapto-2-azetîdînone, 3-carbobenzyloxyamino-Y-mercapto -2tidinone, 3-o-nitrophenoxyacetami <io-Y-mercapto-2-azetidinone, 3-fortylanino - gercapto-2-azetidinone, 3-carbo-t-butyloxy amino-4-Btercapto-2-azetidinone and 3-o-nitrophenylsulfenylamin Ft - aercapto-2-azetîdinone respectively.
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EXAMPLE Q. - zozo 0 Il Il e;>, Il,., -CH -, ss CH -CH - Bzz ((', -8 - 1 1 1t, / li NH ## C "-c' 1 il 1 '1'. 0 0 o
Solid disulfide is a by-product formed in moderate quantity during the reaction of Step E in Example A and is isolated from the mother liquors remaining after
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purification of 3-phthalimido --- mercapto-2-azetidinone by fractional recrystallization, for example in a system
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methylene chloride-ether> in a benzene-petroleum ether system or similar system.
The disulfide is converted to 3-amino-4-mercapto
2-Azetidinone by the following methods, the first of which is. prefer:
A. Catalytic hydrogenation. A solution of 10 mg of the disulfide in 10 ml of benzene is hydrogenated at room temperature by means of a large excess of a palladium or platinum catalyst, i.e., by means of 100 mg of sodium black. palladium. The catalyst is then separated by filtration and the solvent by evaporation in an inert atmosphere to
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obtain the residue, the desired 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone. r'sidu., the
B. Double decomposition of mercaptans.
Solutions of 50 mg of the disulfide in 20 ml of ethyl mercaptan are stored for 1, 6, 12, 24 and 48 hours respectively at temperatures of 30, 40 50 and 60, respectively, if necessary in sealed tubes, and then distilled. mixtures of
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reaction under high vacuum to remove ethyl mercaptan and diethyl disulfide, so as to obtain with variable yields the desired 3-amino-4-mercapto-2-azetidinone which constitutes the residue.
C. Reduction by borohydride. The disulfide in solution in benzene, methylene chloride, aqueous methanol and dioxane is reduced by means of borohydru-.
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re sodium at -0-25 to obtain 3-amino-Y-mercapto-2-azetidinone.
EXAMPLE -
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The disulfides of the above formula where X represents
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Sends a tritylamino o-nitrophenoxyacêtamidoe radical carbobqnzyl- oxyamino and carbo-t-butyloxyamino respectively are likewise by-products formed at the final stage in Examples C, E, H and J respectively and are isolated as described in Example Q to About the disulfide in which the blocking radical X is a phthalimide radical
According to the techniques applied in Example Q for the decomposition of the disulfide, these disulfides are converted here
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in 3-trityiaraino ---- mercapto-2-azetidinone in --o-nitrophno-;
xyacetamido - mercapto-2-azetidinone, in 3 - carbobenzyloxyamino- Y-mercapto-2-azetidinone and in 3-carbo-i-butyloxyaino - mercapto-2-azetidinone respectively, or directly in 3-amino- 4- Biercapto-2-azétldinone according to the nature of the reagent used. -
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In a preparation, use is made of a blocked amino radical which is an o-nitrophenylacetamido radical of the following formula:
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Other equally useful radicals which intervene in the same way
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are those of formula: R3 R3 / y "\ 0 2" 'il / = \ R2 j -0 - CH2C - NI! - ci Il Rl. t0 2 R2 n2 NO2 R 3 R3 CH2 Il if-q! / il 0 ITi has 1 N02 R 2 C% C R3.
R3 Z IL li <V? \ V IJ. 1 - S - 2 NE '-1, U "' 1" 1: Rl N02 and R2 2 Ri fiIC
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where R1, R2 and R3 each represent a hydrogen, chlorine, bromine or iodine atom or a lower alkyl radical, lower alkoxy, trifluoromethyl, cyano or methylsulfonlyl
Formula intermediates
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where X with the meaning given to it above are also obtained according to the usual techniques for bringing such radicals in place on a primary amino radical of an amino acid, for example by means of o-nitrophenoxy chloride. acetyl or trityl chloride by means of the intermediate compound: re of formula:
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whose properties and synthesis by reaction of the hydrate
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hydrazine on 3-phthaliuido-Y- (i'-caboxy-1'-nôthyiethylthio] 2-azetidinone were clarified by Karl G. Brandt, Ph.D. Thesis; Massachusetts Institutes ouf echno9 Camryridge, Mass.) August 19t
Although various embodiments and details of embodiment have been described to illustrate the invention, it goes without saying that the latter is susceptible of numerous variations and Improvements; without going outside its framework.