Verfahren zur Herstellung von antibakteriell wirksamen acylierten 6-Amino-penicillansäuren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen substituierten 6- (2-Phenoxy- acetamido)-penicillansäuren mit antibakterieller Wirksamkeit.
Antibakterielle Verbindungen, wie das Benzylpenicillin, haben sich in der Vergangenheit als hochwirksam bei der Therapie von infektiösen Erkrankungen, verursacht durch gram-positive Bakterien, erwiesen. Diese Verbindungen weisen jedoch die schwerwiegenden Nachteile auf, dal3 sie in wil3riger L¯sung instabil sind, z. B. bei oraler Verabreichung, und dass sie ferner unwirksam sind gegenüber zahlreichen sogenannten resistenten Bakterienstämmen, wie z. B. penicillin-resistenten Stämmen von Staphylo coccus aureus (Micrococcus pyogenes var. aureus), welche Penicillinase produzieren. Viele der erfindungsgemäss hergestellten neuen Verbindungen weisen zusätzlich zu ihrer kräftigen antibakteriellen Wirksamkeit die Eigenschaft auf, dass sie durch Penicillinase nicht zerstört werden.
Die erfindungsgemäss hergestellten neuen Verbindungen haben die Formel I :
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worin Rt, R. und R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, Nitro-, Aminogruppen oder Alkylamino-, Dialkylamino-, Alkanoylamino-, Alkyl-, Alkoxygruppen, in denen die Alkylreste bzw. die Alkyl-, Alkanoyl-und Alkoxygruppen höchstens 10 C-Atome aufweisen, Hydroxyl-, Sulfamyl-, Benzyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-oder Trifluormethylgruppen oder Chlor-, Brom-oder Jodatome bedeuten, wäh- rend R eine Alkyl-oder Phenylalkylgruppe mit höch- stens 10 C-Atomen bedeutet, z. B. die Benzyl-, aund ss-Phenäthyl-, a-, -und y-Phenylpropylgruppe oder die Phenylgruppe bedeutet.
Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen können in ihre Salze z. B. das Natrium-, Kalium-, Kalzium-, Ammonium-und Aluminiumsalz sowie Salze mit Aminen, z. B. Salze von solchen nicht-toxischen Aminen wie Trialkylamine, einschliesslich Triäthylamin, Procain, Dibenzylamin, N-Benzyl-, B-phenäthylamin, 1-Ephenamin, N, N'-Dibenzyläthylendiamin, Dehydroabietylamin, N, N'-bis-Dehydroabietyläthylendiamin und anderer Amine, welche für die Herstellung von Salzen des Benzylpenicillins verwendet worden sind, übergeführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man 6-Amino-penicillansäure oder ein Neutralsalz derselben, wie z. B. das Natriumsalz, oder das Triäthylaminsalz, mit einem reaktionsfähigen funktionellen Derivat einer Säure der Formel II
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umsetzt. Solche Derivate sind z. B. die entsprechenden Säurechloride, Säurebromide, Säureanhydride und gemischte Anhydride mit anderen Karbonsäuren, einschliesslich der Monoester und insbesondere der niedrigeren aliphatischen Ester der Kohlensäure.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, von einem gemischten Anhydrid auszugehen, das durch Mischen einer Säure der Formel II mit Isobutylchlorformiat und einem tertiären aliphatischen Amin, z. B. Tri äthylamin, in einem wasserfreien inerten und vorzugsweise mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, z. B. p-Dioxan, und Kühlen der Mischung, erhalten werden kann. Hierzu wird eine abgekühlte Lösung von 6-Amino-penicillansäure und einem tertiären Kohlenwasserstoffamin, z. B. Triäthylamin, in Wasser zugegeben, wobei sich in der Mischung unter Kiihlung und Rühren das substituierte Ammoniumsalz des gewünschten Produktes bildet.
Die nicht umgesetzten Ausgangsprodukte werden hernach extrahiert, worauf das gewünschte Produkt in wässriger Phase zurückbleibt. Die wässrige Phase wird abgekühlt und mit verdünnten Mineralsäuren angesäuert. Das Produkt wird in freier Säureform in einem wasserunlöslichen, neutralen, organischen Lösungsmittel, wie Ather, extrahiert und schliesslich abgeschieden.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine wässrige Lösung von 6-Amino-penicillansäure direkt mit einem Säure- chlorid einer Säure, der Formel II behandelt, wobei das Gemisch bei Zimmertemperatur während unge fähr 20 bis 60 Minuten heftig geschüttelt wird. Die nicht umgesetzten oder hydrolysierten Ausgangsprodukte können hernach mit Ather extrahiert werden, wonach die wässrige Lösung in der Kälte angesäuert wird. Die freie Säure wird mit Äther extrahiert und der Extrakt getrocknet. Das Produkt kann aus der trockenen ätherischen Lösung in Form eines in Äther unlöslichen Salzes, z. B. des Kaliumsalzes, abgeschieden werden.
Diese Arbeitsweise wird vorteilhaft dann angewendet, wenn das Säurechlorid mit einem pri mären Amin schneller als mit Wasser reagiert. Anstelle des Säurechlorids kann eine äquivalente Menge des entsprechenden Säurebromids oder Säureanhydrids verwendet werden.
Die bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Anwendung gelangenden Reaktionsbedingungen hängen von der Reaktionsfähigkeit der Ausgangsstoffe ab.
Vorzugsweise werden Reaktionstemperaturen nahe der Zimmertemperatur und im allgemeinen nicht über 30 C angewandt. Ferner wird mit Vorteil in einem pH-Bereich von ungefähr 6 bis 9 durch Verwendung eines Puffers, wie Natriumbicarbonat oder Natriumphosphat, gearbeitet. Die Reaktion kann in wässrigem Medium oder in organischen Lösungsmit- teln, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Chloroform, Aceton, Methyl-isobutylketon und Dioxan, durchgeführt werden.
Die Isolierung der Endprodukte kann wie bei der Herstellung von Benzylpenicillin und Phenoxymethyl- penicillin z. B. durch Extraktion mit einem Losungs- mittel aus saurer Lösung, gefolgt von Abtrennung durch Lyophilisation oder Ausfällung aus wässriger Lösung in Form eines wasserunlöslichen Aminsalzes, oder direkte Abscheidung aus wässriger Lösung durch Lyophilisation erfolgen. Eine besonders elegante Methode zur Isolierung des Endproduktes als kristallines Kaliumsalz besteht im Extrahieren des Produktes aus einer sauren, wässrigen Lösung, z. B. vom pH-Wert 2, mit Diäthyläther, Trocknen des Athers und Zugabe von wenigstens einem Aquivalent einer Lösung von Kalium-2-äthylhexanoat (z. B. 0, 373 g/ml) in trokkenem n-Butanol.
Dabei fällt das Kaliumsalz ge wöhnlich in kristalliner Form aus und kann abfiltriert oder durch Dekantieren abgetrennt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der als Ausgangs- stoff verwendeten 6-Amino-penicillansäure wird beschrieben von Batcheloretol (Nature 183, 257-258, Januar 24, 1959). Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird vorzugsweise ein neurales Metallsalz oder ein Salz eines tertiären Kohlenwasserstoffamins verwendet. Die tertiären Kohlenwasserstoffamine sind Verbindungen der Formel
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worin die Gruppen R lediglich die Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten Säurechloride, Säurebromide oder Säureanhydride können aus den entsprechenden Säuren auf bekannte Weise wie bei der Phenylessigsäure und Phenoxyessigsäure, hergestellt werden. Die substituierten a-Phenoxy-alkylkarbonsäuren können aus den entsprechend substituierten Phenolen und a-Chlor-oder a-Bromsäuren in bekannter Weise, wie bei der Phenoxyessigsäure oder substituierten Phenoxyessigsäuren hergestellt werden.
Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen können, allgemein gesprochen, angesehen werden als das Resultat einer Kombination der optischen Isomeren der 6-Amino-penicillansäure mit einer Säure, welche wenigstens ein asymmetrisches Kohlenstoffatom in a-Stellung enthält.
So ist das entstehende Produkt, wenn eine racemische Säure verwendet wird, eine Mischung von zwei Diastereomeren. Beide sind biologisch aktiv und beide dieser Isomeren und Mischungen derselben fallen in den Bereich des erfindungsgemässen Hersteilungsverfahrens. Die einzelnen Isomeren können in reiner Form hergestellt werden, indem von reinen Dextrooder Laevoformen des Ausgangsmaterials ausgegan- gen wird. Sie lassen sich auch bilden durch physikalische Trennung der racemischen Gemische.
Beispiel 1
Triäthylamin (1, 5 ml) wurde zu einer kalten Lösung (10 C) von a-Phenoxy-propionsäure (1, 66 g, 0, 01 Mol) in 15 ml reinem Dioxan unter Rühren und Kühlung auf 5 bis 10 C zugefügt, während Isobutylchlorformiat (1, 36 g, 0, 01 Mol) in 5 ml Dioxan tropfenweise beigegeben wurde. Hiernach wurde das Gemisch 10 Minuten bei 5 bis 8 C gerührt. Eine Lösung von 6-Amino-penicillansäure (2, 16g, 0, 01 Mol) in 15 ml Wasser und 2 ml Tri äthylamin wurde anschliessend tropfenweise zugegeben, wobei die Temperatur unterhalb 10 C gehalten wurde.
Die erhaltene Mischung wurde in der Kälte während 15 Minuten gerührt und dann bei Zimmertemperatur während 30 Minuten weitergerührt, hierauf mit 30 ml kaltem Wasser verdünnt und mit Ather extrahiert, wonach der Ather verworfen wurde. Die kalte wässrige Lösung wurde hierauf mit 75 ml Ather überschichtet und mit 5 n-Schwe felsäure auf den pH-Wert 2 angesäuert. Nach Schüt- teln wurde die ätherische Schicht, welche die 6- (a- Phenoxy-propionamido)-penicillansäure enthielt, 10 Minuten lang über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert.
Zugabe von 6 ml trockenem n-Butanol, enthaltend 0, 373 g/ml Kalium-2-äthyl- hexanoat, fällte das Kaliumsalz aus in Form eines farblosen Öls, welches nach Umrühren und Kratzen auskristallisierte. Es wurde abgetrennt, im Vakuum getrocknet und wog 2, 75 g. Der Schmelzpunkt betrug 217 bis 219 C. Es war leicht löslich in Wasser und enthielt die fl-Lactam-Struktur, nachgewiesen vermittels Infrarot-Analyse. Es inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 07 mcg/ml.
Beispiel 2 a-(2, 4-Dichlor-phenoxy)-propionsäure (0, 01 Mol), Triäthylamin (0, 011 Mol) und Isobutyl-chlorformiat (0, 01 Mol) wurden in 20 ml trockenem, reinem Dioxan und 2 ml trockenem Aceton während un gefähr 30 Minuten bei 4 C gerührt. Zu dieser Lösung wurde eine abgekühlte Lösung von 6-Amino- penicillansäure (0, 01 Mol) und Triäthylamin (0, 01 Mol) in 20 ml Wasser zugegeben und das Gemisch während ungefähr einer Stunde in der Kälte gerührt. Nach Zugabe von 1, 0 g Natriumbicarbonat in 30 ml kaltem Wasser, wurde die Lösung zweimal mit 75-ml Portionen Ather extrahiert, und die ätherischen Extrakte wurden verworfen.
Die wässrige Lösung wurde in einem Eisbad abgekühlt, gerührt, überschichtet mit 75 ml Ather und auf den pH-Wert 2 mit 5 n-Schwefelsäure eingestellt. Der Ather wurde abgetrennt und die wässrige L¯sung erneut mit 75 ml Ather extrahiert. Die vereinigten ätherischen Extrakte, enthaltend die 6- [a- (2, 4-Dichlor-phenoxy)-propionamido]penicillansäure, wurden rasch über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Zugabe von 6 ml trockenem n-Butanol, enthaltend 0, 373 g/ml Kalium 2-äthylhexanoat, sowie zusätzlichem trockenem Äther fällte das Kaliumsalz aus.
Nach Zerreiben mit Ather wurde das Kaliumsalz des Produktes im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet und in Form eines wasserlöslichen Pulvers erhalten, welches das Wachstum von Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 001 Gew. % inhibierte.
Beispiel 3
Gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde das Kaliumsalz der 6- (a-Phenoxy-phenyl- acetamido)-penicillansäure hergestellt unter Verwendung von 6, 8 g, 0, 03 Mol a-Phenoxy-phenylessig- säure. Das Produkt schied sich als eine weisse, amorphe feste Substanz aus, die abfiltriert, im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet wurde und 11, 3 g wog. Der Schmelzpunkt betrug 88 bis 950 C.
Zersetzung trat ein bei 120 bis 125 C. Bei der Infrarot-Analyse zeigte sich, dass die Substanz einen - Lactamring enthielt. Sie inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 2 mcg/ml.
Beispiel 4
Entsprechend dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wurde das Kaliumsalz der 6- [a- (4-Benzyl- phenoxy)-propionamido]-penicillansäure unter Verwendung von 0, 02 Mol a- (4-Benzylphenoxy)-propion- säure hergestellt. Das isolierte Produkt stellte ein wasserlösliches weisses Pulver dar, welches das Wachstum von Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 001 Gew. % verhinderte.
Beispiel 5
Gemäss dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wurde das Kaliumsalz der 6- [a- (p-tert.-Butyl- phenoxy)-propionamido]-penicillansäure unter Verwendung von 0, 03 Mol, 6, 68 g a- (p-tert.-Butyl- phenoxy)-propionsäure hergestellt. Bei Verdünnung mit wasserfreiem Ather fiel das Produkt in Form einer weissen, kristallinen festen Substanz aus, welche abfiltriert wurde und über Nacht im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet wurde. Sie wog 6, 2 g.
Der Schmelzpunkt betrug 219 bis 2200 C unter Zersetzung. Die Substanz zeigte bei der Infrarot-Analyse, dass sie einen p-Lactamring enthielt. Sie inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 1 mcg/ml.
Beispiel 6
Das Herstellungsverfahren gemäss Beispiel 2 wurde nachgearbeitet mit Ausnahme dessen, dass die a-(2, 4-Dichlor-phenoxy)-propionsäure ersetzt wurde durch a-(p-tert.-Amyl-phenoxy)-n-buttersäure (7, 53 g, 0, 03 Mol), (die auch a-[p-(lol-Dimethylpropyl)- phenoxy]-n-buttersäure genannt wird). Es entstund das Kalium-6- [a- (p-tert.-Amyl-phenoxy)-n-butyramido]-penicillinat in Form eines festen Harzes (nach Verreiben mit Äther), welches beim Trocknen im Valcuumexsikkator über Phosphorpentoxyd in ein feines Pulver verwandelt wurde.
Dieses Salz wog 4, 7 g, zersetzte sich langsam beim Erwärmen oberhalb 125 C, enthielt einen S-Lactamring, wie durch Infrarot-Analyse nachgewiesen wurde und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von weniger als lOmcg/ml.
Beispiel 7
Nach der Arbeitsweise des Beispiels 2 wurde a (2, 4-Diisoamyl-phenoxy)-n-buttersäure (0, 02 Mol) zur Herstellung des Kaliumsalzes der 6- [a- (2, 4-Diiso amyl-phenoxy)-n-butyramido]-penicillansäure verwendet. Das erhaltene Produkt stellte ein wasserlösliches Pulver dar, welches das Wachstum von Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 001 Gew. % verhinderte.
Beispiel 8
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde nachgear- beitet unter Ersetzen der α-(2, 4-Dichlor-phenoxy)propionsäure durch a-(2, 4-Dichlor-phenoxy)-n-butter- säure (0, 04 Mol). Das entstandene Kaliumsalz der 6- [a- (2, 4-Dichlor-phenoxy)-n-butyroamido]-penicillan- säure wurde in Form eines wasserlöslichen Pulvers erhalten, welches das Wachstum von Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 001 Gew. % inhibierte.
Beispiel 9
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde nachgearbeitet unter Verwendung von a- (4-Trifluormethylphenoxy)-n-buttersäure anstelle der a- (2, 4-Dichlor phenoxy)-propionsäure. Als Endprodukt wurde das Kaliumsalz der 6- [a- (4-Trifluormethyl-phenoxy)-n- butyramido]-penicillansäure in Form eines wasserlöslichen Pulvers erhalten, welches das Wachstum von Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 001 Gew. % inhibierte.
Beispiel 10
Bei dem in Beispiel 1 beschriebenen Herstellungsverfahren wurde die a-Phenoxy-propionsäure ersetzt durch 0, 10 Mol je von a.- (2-Chlor-phenoxy)-propionsäure, a- (p-Sulfamyl-phenoxy)-n-buttersäure, a-(3, 4-Dimethoxy-phenoxy)-n-pentacarbonsäure, a- (3-Methyl-phenoxy)-iso-, valeriansäure, a- (4-Dimethylamino-phenoxy)-n-hexancarbonsäure, a-(2-Methoxy-phenoxy)-n-decancarbonsäure, a-(2, 4-Dichlor-phenoxy)-phenylessigsäure, a-(2-Nitro-phenoxy)-phenylpropionsäure, a- (2-Acetamido-phenoxy)-y-phenylbuttersäure, a-(2, 4-Dimethyl-phenoxy)-n-buttersäure, a- (4-Isopropyl-phenoxy)-propionsäure, a- (3-Brom-phenoxy)-n-buttersäure, a-(2-Jod-phenoxy)-phenylessigsäure, a- (2-Athylamino-phenoxy)-iso-valeriansäure, a-(2, 5-Dihydroxy-phenoxy)-iso-hexancarbonsäure, a- (4-Hydroxy-phenoxy)-propionsäure, a-Phenoxy-iso-valeriansäure,
a-Phenoxy-n-decancarbonsäure, a-Phenoxy-y-phenyl-butters äure, a-(2-Benzyl-phenoxy)-n-buttersäure, α-(2-Trifluormethyl-phenoxy)-propionsÏure und a- (4-Amino-phenoxy)-propionsäure, wobei die folgenden Säuren entstunden :
6-[α-(2-Chlor-phenoxy)-propionamido]- penicillansÏure, 6- [a- (4-Sulfamyl-phenoxy)-n-butyramido]- penicillansÏure, 6-[α-(3,4-Dimethoxy-phenoxy)-n-pentanoamido]- penicillansÏure, 6- [a- (3-Methyl-phenoxy)-iso-valeramido]- penicillansÏure,
6- [a- (4-Dimethylamino-phenoxy)-n-hexanoamido]- penicillansäure,
6-[a-(2-Methoxy-phenoxy)-n-decanoamido]- penicillansÏure, 6- [a- (2, 4-Dichlor-phenoxy)-phenylacetamido]- penicillansÏure,
6-[a-(2-Nitro-phenoxy)-4-phenylpropionamido]- penicillansaure,
6- [a- (2-Acetamido-phenoxy)-y-phenyl-butyramido]- penicillansÏure, 6- [a- (2, 4-Dimethyl-phenoxy)-n-butyramido]- penicillansÏure,
6- [a- (4-Isopropyl-phenoxy)
-propionamido] penicillansäure,
6- [a- (3-Brom-phenoxy)-n-butyramido]- penicillansÏure,
6- [a- (2-Jod-phenoxy)-phenylacetamido]- penicillansäure,
6- [a- (2-Athylamino-phenoxy)-iso-valeramido]- penicillansÏure,
6- [a- (2, 5-Dihydroxy-phenoxy-)-iso-hexanoamido] penicillansÏure, 6- [a- (4-Hydroxy-phenoxy)-propionamido]- penicillansÏure,
6- [a-Phenoxy-iso-valeramido]-penicillansäure,
6-[a-Phenoxy-n-decanoamido]-penicillansäure,
6-[α-Phenoxy-γ-phenyl-butyramido]- penicillansäure, 6- [a- (2-Benzyl-phenoxy)-n-butyramido]- penicillansÏure, 6- [a- (2-Trifluormethyl-phenoxy)-propionamido]- penicillansäure und
6- [a- (4-Amino-phenoxy)-propionamido]- penicillansäure.
Diese Produkte wurden isoliert in Form ihrer wasserlöslichen Kaliumsalze. Es erwies sich, dass sie das Wachstum von Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 001 Gew. % inhibierten.
Beispiel 11
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde nachgearbei- tet, wobei anstelle der a-Phenoxy-propionsäure je 0, 10 Mol a-(2-Chlor-4-phenyl-phenoxy)-propionsäure, a- (4-Chlor-phenoxy)-propionsäure, a- (4-Amino-phenoxy)-propionsäure, a- (4-Amino-3-trifluormethyl-phenoxy)- propionsäure, c- (a-Methoxy-phenoxy)-propionsäure und a-(m-Methoxy-phenoxy)-propionsäure verwendet wurde, wobei die folgenden Säuren entstunden :
6- [a- (2-Chlor-4-phenyl-phenoxy)-propionamido]- penicillansäure,
6- [a- (4-Chlor-phenoxy)-propionamido]- penicillansäure,
6- [a- (4-Amino-phenoxy)-propionamido] penicillansäure,
6- [a- (4-Amino-3-trifluormethyl-phenoxy)-propion- amido]-penicillansäure,
6- [a- (o-Methoxy-phenoxy)-propionamido]- penicillansäure und 6- [a- (m-Methoxy-phenoxy)-propionamido]- penicillansäure.
Diese Substanzen wurden in Form ihrer wasserlös- lichen festen Kaliumsalze isoliert und erwiesen sich als Inhibitoren des Wachstums von Staph. aureus Smith bei Konzentrationen von 0, 001 Gew. %.
Beispiel 12
Die 6-(a-phenoxy-propionamido)-penicillansäure wurde hergestellt durch direkte Acylierung einer Fermentationsbrühe und nachfolgende Abtrennung des Penicillinderivates als sein Kaliumsalz. Zu diesem Zweck wurde eine submerse aerobe Fermentation von Penicillium chrysogenum durchgeführt, entsprechend den allgemeinen Methoden zur Herstellung von Penicillin G mit Ausnahme dessen, dass der übliche Zusatz von Phenylessigsäure als Precursor unterlassen wurde. Nach Beendigung der Fermentation wurde die Brühe filtriert und ihr pH-Wert mit 10% iger Natronlauge auf 7, 5 eingestellt.
Nach Abkühlen der filtrierten Brühe auf 10 bis 20 C wurden unter Umrührung 5 Mole a-Phenoxy-propionylchlorid für jedes darin enthaltene Mol 6-Amino-penicillansäure zugegeben, was vorher vermittels Analyse festgestellt worden war. Das Phenoxypropionylchlorid wurde in Form einer 5 % igen Lösung in Aceton beigegeben, das heisst in einer ungefähren Konzentration von 0, 00031 Molen Säurechlorid pro ml. Der pH-Wert sank während der Zugabe des a-Phenoxy-propionylchlorids, weswegen die Zugabegeschwindigkeit genügend gering gehalten wurde, um den pH-Wert vermittels Zugabe von 10%piger Natronlauge auf 7, 5 halten zu können. Die Reaktionsmischung wurde hierauf bei 10 bis 20 C für weitere 30 Minuten gerührt.
Es wurde angenommen, dass die Reaktion vollständig abgelaufen war, nachdem der pH-Wert konstant blieb. Hierzu waren etwa 10 bis 15 Minuten notwendig. Zur Vermeidung von Verunreinigung mit säure- labilen Penicillinen, die in der Brühe vorhanden waren, wurden diese zerstört, indem zunächst der pH-Wert der Reaktionsmischung auf den Wert 2 während 30 Minuten erniedrigt wurde, bevor die anschliessende Lösungsmittelextraktion durchgeführt wurde. (Dasselbe Resultat liess sich erreichen, indem die Brühe bei einem pH-Wert von 2 filtriert wurde und 30 Minuten lang auf diesem Wert behalten wurde.) Die angesäuerte Reaktionsmischung wurde mit einem halben Volumen Methyl-isobutyl-keton 20 Minuten lang extrahiert und das die 6- (a-Phenoxy propionamido)-penicillansäure enthaltende Methylisobutyl-keton abgetrennt und filtriert.
Das saure Penicillinderivat im Lösungsmittel wurde hierauf in sein Kaliumsalz übergeführt, indem die Methyl-isobutyl-ketonlösung heftig mit 5 Vol. % einer wässrigen Kaliumacetatlösung vom spezifischen Gewicht 1, 30 unter Abkühlen auf 5 bis 10 C durchgeführt wurde.
Das Kaliumsalz der 6- (a-Phenoxy-propionamido)- penicillansäure begann sofort auszufallen. Nach einer Stunde wurde das kristalline Produkt abfiltriert, nacheinander mit Methyl-isobutyl-keton, trockenem Butanol und Aceton gewaschen und stellte hiernach eine weisse kristalline Substanz dar.
In zahlreichen Ansätzen, die nach diesem Verfahren durchgeführt wurden, betrug der Wirkungsgrad des Aktivierungsschrittes im allgemeinen un gefähr 80%, wobei die in der verbrauchten Brühe verbliebene 6-Amino-penicillansäure eingerechnet wurde. Die Ausbeute, ausgehend von der Aktivierungsbrühe bis zum rohen Penicillin, war 77%. Gerechnet auf molarer Basis wurden 0, 64 Mole pro Mol 6-Amino-penicillansäure in der Brühe produziert.
Auf diese Weise wurden in einer Serie von Ansätzen 11, 9 kg rohes Penicillinderivat aus 21000 Litern Brühe hergestellt.
Beispiel 13
Zu einer Mischung von 1 Liter Wasser und 100 ml Aceton wurden 105 g (1, 25 Mol) Natriumbicarbonat beigefügt. Nachdem eine Stunde lang in einem Eisbad gerührt worden war, wurden 54 g (0, 25 Mol) 6-Amino-penicillansäure zugegeben. Diese Aufschlämmung wurde 30 Minuten lang in einem Eisbad gerührt und dann tropfenweise im Verlauf von 30 Minuten unter kräftigem Rühren bei einer Temperatur von maximal 10 C eine Lösung von 100 ml Aceton, die 68, 8 g (0, 375 Mol) 2-Phenoxypropionylchlorid enthielt, beigegeben. Hierauf wurden 400 ml Methyl-isobutyl-keton zugefügt und das kräftige Rühren weitere 5 Minuten fortgesetzt.
Nach Abtrennen und Verwerfen der Methyl-isobutyl-keton- schicht wurde die wässrige Schicht mit 250-ml-Portionen Methyl-isobutyl-keton extrahiert, welche ebenfalls verworfen wurden. Die wässrige Schicht wurde abgekühlt, mit 40 /Oiger Schwefelsäure in einem Eisbad auf den pH-Wert von 2 angesäuert und mit insgesamt 800 ml Methyl-isobutyl-keton extrahiert. Die vereinigten Lösungsmittelextrakte, welche die 6- (a- Phenoxy-propionamido)-penicillansäure enthielten, wurden über wasserfreiem Natriumsulfat 2 Stunden lang in einem Eisbad getrocknet und dann filtriert.
Die Substanz wurde in ihr Kaliumsalz übergeführt vermittels Zugabe von 100 ml einer 50% igen Lösung von Kalium-2-äthylhexanoat in Butanol, wobei 67 g kristallines Kaliumsalz ausfielen.
Beispiel 14
Das Kalium 6- (a-Phenoxy-butyramido)-peni- cillant (Kaliumsalz der 6- (a-Phenoxy-butyramido)- penicillansäure) wurde hergestellt gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren unter Verwendung von 6-Amino-penicillansäure (21, 6 g, 0, 1 Mol) in 100 ml Wasser und genügend Triäthylamin zur Auflösung, 2-Phenoxy-buttersÏure (18 g, 0, 1 Mol) in 80 ml p-Dioxan und 20 ml reinem Aceton sowie 13, 7 ml Isobutylchlorformiat. Es wurden 10, 3 g eines Produktes vom Smp. 175 bis 197 C (unter Zersetzung) erhalten (Dunkelfärbung bei 170'C), welches in Wasser sehr gut löslich war, bei der Infrarot-Analyse eine ss-Lactamstruktur zeigte und Staph.
aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 05 mcg/ml inhibierte. Bei intramuskulärer Injektion in Mäusen betrug die Heilungsdosis Cl50 1, 1 mg/kg.
(Cl8H2lN205SK : berechnet C = 51, 8 /a ; H = 5,1%.
Gefunden : C = 51, 1% ; H = 5, 49%.)
Beispiel 15
Kalium 6- [a- (2, 5-Dichlor-phenoxy)-propionamido]-penicillanat wurde gemäss dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt unter Verwen- dung von a- (2, 5-Dichlor-phenoxy)-propionsäure (0, 1 m, 23, 5 g) in 160 ml Dimethylformamid und 14 ml Triäthylamin sowie 6-Amino-penicillansäure (0, 1 Mol, 21, 6 g) in 160ml Wasser und 14 ml Tri äthylamin und Isobutyl-chlorformiat (0, 1 m, 13, 7 g).
Das erhaltene Produkt im Gewicht von 21, 5 g wies einen Schmelzpunkt von 200 bis 204 C unter Zersetzung auf. (DunkelfÏrbung oberhalb 190 C.) Es war ein festes Produkt mit grosser Wasserlöslichkeit, enthielt eine ¯-Lactam-Struktur, wie durch Infrarot- Analyse nachgewiesen werden konnte und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 05 mcg/ml. Bei intramuskulärer Injektion in Mäuse betrug die Heilungsdosis CD50 gegenüber Staph. aureus Smith 2, 5 mg/kg.
Beispiel 16
Gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde Kalium-6- [a- (p-Acetamido-phenoxy)-pro- pionamido]-penicillinat hergestellt, unter Verwendung von 31 g (0, 15 Mol) a- (p-Acetamido-phenoxy)-pro- pionsÏure. Es wurden 27, 7 g einer festen Substanz erhalten. Ihr Schmelzpunkt betrug 211 bis 215¯C unter Zersetzung, wenn sie bei 200 C auf ein rasch aufgeheiztes Schmelzpunktbestimmungsgerät gesetzt wurde. Sie erwies sich als sehr gut wasserlöslich, enthielt, wie durch Infrarot-Analyse nachgewiesen werden konnte, eine fl-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml.
Bei intramuskulärer Injektion in Mäusen betrug die Heilungsdosis CD50 gegenüber Staph. aureus Smith 6, 4 mg/kg. (C1gH22N3O, ; SK : berechnet C = 50, 95% ; H = 4, 70%. Gefunden C = 50, 12% ; H = 5, 21%.) Ein zusätzlicher Anteil von 15, 9 g wurde nach Zugabe von mehr Aceton zur Mischung des Methyl-isobutyl-ketons und 50% Kalium-2-äthyl- hexanoat in Butanol erhalten. Diese Fraktion schmolz bei 223 bis 226 C unter Zersetzung, jedoch begann ein Anteil davon bereits bei ungefähr 214 C zu schmelzen.
Beispiel 17
30 ml Thionylchlorid wurden mässig schnell bei Zimmertemperatur zu einer gekühlten L¯sung von 200 ml Benzol, 1 ml Pyridin und 21 g (0, 0725 Mol) a- (2-Benzyl-4-chlor-phenoxy)-propionsäure zuge- geben und das Gemisch am Rückfluss 2 Stunden lang gekocht, worauf die Lösungsmittel im Vakuum bei 100 C und 20 mm abgetrieben wurden. Das verbliebene Säurechlorid wurde abgekühlt und in 80 ml Aceton gelöst, worauf es langsam zu einem Gemisch von 13 g (0, 06 Mol) 6-Aminopenicillansäure in 100 ml Wasser, enthaltend 12, 6 g (0, 15 Mol) Natriumbikarbonat und 20 ml Aceton, zugegeben wurde.
Indem weiter nach dem gemäss Beispiel 12 beschriebenen Verfahren gearbeitet wurde, erhielt man 13, 4 g festes Kalium-6- [a- (2-Benzyl-4-chlor-phenoxy)-pro pionamido]-penicillinat. Es schmolz unter Zersetzung bei 230 bis 231 C, war wasserlöslich und enthielt eine p-Lactam-Struktur, wie durch Infrarot-Analyse gezeigt werden konnte. Es inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml. Bei intramuskulärer Injektion in Mäusen betrug die Hei lungsdosis CDso gegenüber Staph. aureus Smith 9 mg/kg.
Bei einem pH-Wert von 2, 5 wurde es nur zu 26% inaktiviert unter Bedingungen, welche Ben zylpenicillin im Ausmass von mehr als 96% inakti- vierten, das heisst in 0, 75 molarer Zitronensäure wÏhrend der Zeitdauer von 1 Stunde bei 37O C.
Beispiel 18
Das Verfahren gemäss Beispiel 2 wurde nach- gearbeitet unter Verwendung von a-Phenoxy-capron- säure (Smp. 70 bis 72¯ C, 13, 70 g, 0, 0659 Mol) anstelle der a-(2, 4-Dichlor-phenoxy)-propionsäure. Das erhaltene Kaliumsalz der 6- (a-Phenoxy-capronamido)- penicillansäure stellte ein amorphes festes Salz dar, das leicht löslich in Wasser war, sich beim Erhitzen auf ungefähr 160 C zersetzte, eine p-Lactam-Struktur enthielt, wie durch Infrarot-Analyse nachgewiesen werden konnte, und Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml inhibierte.
Bei intramuskulärer Injektion in Mäusen wurde eine Heilungsdosis CD50 von 4 mg/kg gegenüber Staph. aureus Smith erhalten. Es wurde nur zu 36% bei einem pH Wert von 2, 5 inaktiviert, unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin zum Ausmass von mehr als 96% inaktivierten, das heisst in 0, 75 molarer wässriger Zi- tronensäure, während einer Stunde bei 37 C.
Beispiel 19
Im Verfahren gemäss Beispiel 2 wurde a- (4-Chlor- 3, 5-dimethyl-phenoxy)-capronsäure (0, 65 Mol, 17, 6 g) verwendet zur Herstellung von 6- [a- (4-Chlor-3, 5-di methyl-phenoxy)-caproamido]-penicillansäure. Die letztere wurde in Form ihres Kaliumsalzes isoliert und stellte eine flockige, amorphe, hygroskopische, feste Substanz dar, welche 10, 0 g wog. Sie schmolz bei 105 bis 108 C unter Zersetzung, war wasserlöslich, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene fl-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml.
Bei intramuskulärer Injektion in Mäuse wurde eine Heilungsdosis CD30 von 9 mg/kg gegenüber von Staph. aureus Smith erhalten. Die Substanz wurde nur zu 29% inaktiviert, durch lelml Penicillinase unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin im Ausmass von 73''1, inaktivierten. Ferner wurde sie nur zu 55",, inaktiviert bei einem pH-Wert von 2, 5 unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin im Ausmass von über 96% inaktivierten, das heisst in 0, 75 molarer wässriger Zitronensäurelösung während einer Stunde bei 37O C.
Beispiel 20
In einem dem Beispiel 2 analogen Verfahren wurde a-Phenoxy-n-valeriansäure (0, 1 Mol, 19, 4 ml) verwendet, wobei auch die übrigen Reaktionskomponenten im Mal3e von 0, 1 Mol zur Anwendung kamen. Als Extraktionslösungsmittel wurde Methyl- isobutyl-keton verwendet. Es entstund die 6- (a- Phenoxy-valeramido)-penicillansäure, welche in Form ihres Kaliumsalzes isoliert wurde. Das Salz wog 17, 7g und schmolz bei 170 bis 175 C unter Zersetzung. Es war wasserlöslich, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene B-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml.
Bei intramuskulärer Injektion in Mäuse zeigte es eine Heilungsdosis gegen tuber Staph. aureus Smith CD 50 von 3, 7 mg/kg. Es wurde durch 1 mcg/ml Penicillinase zu nur 30% inaktiviert unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin zum Ausmass von 73% inaktivierten. Ferner wurde es nur zu 13% inaktiviert bei einem pH-Wert von 2, 5 unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin zum Ausmal3 von mehr als 96% inaktivierten, das heisst in 0, 75 molarer wässriger Zitronensäure während einer Stunde bei 37 C.
Beispiel 21
Gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde Kalium-6- [a- (2, 4, 6-Trichlor-phenoxy)propionamido]-penicillanat hergestellt aus a- (2, 4, 6 Trichlor-phenoxy)-propionsäure (0, 1 Mol, 27 g) und abgeschieden als kristalline feste Substanz im Gewicht von 4 g. Der Schmelzpunkt betrug 163 bis 165 C unter Zersetzung (langsame Dunkelfärbung oberhalb 140 C). Das Produkt war wasserlöslich, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene /3-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml. Bei intramuskulärer Injektion in Mäusen betrug die Heilungsdosis CD5f, gegenüber Staph.
aureus Smith 9 mg/kg.
Die Substanz wurde nur zu 37 /ó durch 1 mcg/ml Penicillinase inaktiviert unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin im Ausmass von 58% inaktivierten.
Ferner wurde es nur zu 27% bei einem pH-Wert von 2, 5 inaktiviert, unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin im Ausmass von mehr als 96% zersetzten, das heisst in 0, 75 molarer wässriger Zitronensäure, während einer Stunde bei 37 C (C17Ht6c13KN2Oss : berechnet C = 40,3% ; H = 3, 19 %. Gefunden C = 40, 8% ; H= 3, 55%).
Beispiel 22
Gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde Kalium-6- [a- (p-Methoxy-phenoxy)-propion- amido]-penicillinat hergestelltaus 19, 6g (0, lMol) a- (p- Methoxy-phenoxy)-propionsäure und in Form einer weissen kristallinen Substanz abgeschieden. Das Salz wog 14, 6 g. Sein Schmelzpunkt betrug 211 bis 214 C unter Zersetzung mit Dunkelverfärbung oberhalb 208 C. Das Produkt war wasserlöslich, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene-Lactam- Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 1 mcg/ml. Bei intramuskulärer Injektion in Mäusen wurde eine Heilungsdosis CD50 von 1, 9 mg/kg gegenüber Staph. aureus Smith erreicht.
Die Substanz wurde nur zu 23% inaktiviert durch 1 mcg/ml Penicillinase unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin im Ausmass von 58% inaktivierten, ferner wurde sie nur zu 2% inaktiviert bei einem pH-Wert von 2, 5 unter Bedingungen, welche Benzylpenicillin zum Ausmass von mehr 96% inaktivierten, das heisst in 0, 75 molarer Zitronensäure, während einer Stunde bei 37 C. (C 18H21KN 20 6S : berechnet C = 49, 9% ; H = 4, 90%.
Gefunden C = 49, 66% ; H 5, 10%.)
Beispiel 23
Gemäss dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wurde unter Verwendung von a- (m-Trifluor methyl-phenoxy)-propionsäure (0, 1 Mol, 23, 4g) sowie der übrigen Komponenten ebenfalls im Ansatz von 0, 1 Mol die 6- [a- (3-Trifluormethyl-phenoxy) propionamido]-penicillansäure hergestellt. Sie wurde isoliert als Kaliumsalz in Form einer weissen festen Substanz und wog 11, 0 g.
Das Salz schmolz bei 188 bis 190 C unter Zersetzung, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene jB-Lactarn-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 1 mcg/ml. Bei intramuskulärer Injektion in Mäuse wurde eine Heilungsdosis CDso von 1, 8 mg/kg gegenüber von Staph. aureus Smith erhalten.
Beispiel 24
Gemäss dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wurde a- (p-Nitro-phenoxy)-propionsäure (0, 1 Mol, 22, 1 g) mit den übrigen Komponenten im Ansatzgewicht von 0, 1 Mol umgesetzt, wobei 6- [a- (4- Nitro-phenoxy)-propionamido]-penicillansäure erhalten wurde. Diese wurden isoliert in Form ihres festen Kaliumsalzes. Es wog 31, 8g, schmolz bei 202 bis 203 C unter Zersetzung und enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene S-Lactam-Struktur.
Es inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzen- tration von 0, 8 mcg/ml.
Beispiel 25
Gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde Kalium-6- [a- (4-Chlor-3, 5-dimethyl- phenoxy)-propionamido]-penicillinat hergestellt aus 22, 9 g (0, 1 Mol) a- (4-Chlor-3, 5-dimethyI-phenoxy)propionsäure. Das Salz wurde erhalten in Form einer weissen, kristallinen, festen Substanz im Gewicht von 14, 8 g. Sein Schmelzpunkt betrug 210 bis 213¯C unter Zersetzung. (DunkelfÏrbung oberhalb 200 C.) Das Produkt war wasserlöslich, enthielt eine durch In frarot-Analyse nachgewiesene ss-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 1, 6 mcg/ml. (C19H22ClKN2O5S: berechnet C = 49, 0% ; H = 4, 77%.
Gefunden C = 48, 78% ; H = 4, 90%.)
Beispiel 26
Gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden die Kaliumsalze der 6- [a- (2, 4-Dibromphenoxy) -propionamido] - penicillansÏure, 6- [a- (2-n Pentyl-phenoxy)-propionamido]-penicillansÏure, 6- [a (2, 6-Dimethoxy-phenoxy)-propionamido]-penicillan- säure und 6- [a- (4-Nitro-3-trifluormethyl-phenoxy)- propionamido]-penicillansäure hergestellt und isoliert als farblose feste Substanzen. Dieselben waren wasserl¯slich und inhibierten Staph. aureus Smith bei den folgenden Konzentrationen in mcg/ml : 0, 05, 0, 4, 3, 1, 0, 1 und 0, 2.
Beispiel 27
Gemϯ dem in Beispiel 16 beschriebenen Verfahren wurde Kalium-6-[a-(p-Cyclohexyl-phenoxy)-pro- pionamido]-penicillanat hergestellt aus a-(p-Cyclo- hexyl-phenoxy)-propionsäure (30g, 0, 121 Mol). Das Salz wog 37 g. Es schmolz bei 230 bis 231 C unter Zersetzung, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene ss-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 4 mcg/ml.
Beispiel 28
Analog Beispiel 2 wurde Kalium-6- [a- (3, 5-Di methyl-phenoxy)-propionamido]-penicillinat hergestellt aus 19, 4 g (0, 1 Mol) a- (3, 5-Dimethyl-phenoxy)propionsäure und in Form eines weissen kristallinen Materials im Gewicht von 21, 5 g gewonnen. Sein Schmelzpunkt betrug 220 bis 2226 C. Es enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene ¯-Lactam Struktur und inhibierte Staph. aureus Smith bei einer Konzentration von 0, 1 mcg/ml.
Beispiel 29
Die zwei Diastereoisomeren der 6- (a-Phenoxy propionamido)-penicillansäure wurden in Form ihrer Kaliumsalze hergestellt, vermittels Auflösen racemischer a-Phenoxypropionsäure unter Verwendung von Yohimbin, tYberführen der dextro und laevo Isomeren der Säuren in die entsprechenden SÏurechloride und nachfolgende Umsetzung jedes der Isomeren mit 6-Amino-penicillansäure, erhalten aus einer Fermentationsbrühe. Diese Aufspaltung wurde ausgeführt gemäss dem Verfahren von E. Fourneau und G. Sandulesco, Bull. Soc., Chim., Ser. 4, 31, 988-990 (1922).
Die Endprodukte wurden willkürlich als a-und ss-Isomere bezeichnet, wobei das erstere sich von der Dextro-a-Phenoxypropionsäure und das letztere von der Laevo-a-Phenoxy-propion- säure ableitet.
Beispiel 30 Dextro-a-Phenoxy-propionsäure (83, 31 g, 0, 5 Mol, [a] = +40", c C2HOH) in 500 ml reinem Dioxan und 200 ml Aceton wurde durch Reaktion mit 70g Isobutyl-chlorformiat, 57 ml Triäthylamin und 108 g (0, 5 Mol) 6-Amino-penicillansäure in 700 ml Wasser und genügend Triäthylamin zur Lösung umgewandelt in das a-Isomere des Kalium-6 (a-Phenoxy-propionamido)-penicillinats. Man erhielt
134 g [a] 24 = + 250 (1 % in Wasser).
Der Schmelzpunkt betrug 240 bis 241 C unter Zersetzung. Um- kristallisieren von 100 g aus einem Liter n-Butanol und 200 ml Wasser ergaben 61 g eines Produktes mit einer Drehung von M = +251 , 1% in Wasser.
Beim Erwärmen zersetzte sich das Produkt bei 236 bis 237 C.
Ein zusätzlicher Anteil von 22 g eines kristallinen Salzes hatte [a] 24 = +251 (1% in Wasser) und zersetzte sich bei 230 bis 231 C. Beide Anteile waren aktiv gegenüber S. lutea und Staph. aureus.
Beispiel 31
Nach dem in Beispiel 29 beschriebenen Verfahren wurde in Ansätzen von 0, 026 Mol Laevo-a-Phenoxypropionsäure (4, 3g, M =-39, 5 , c = 1 in CgHgOH) umgewandelt in das p-Isomere des Kalium 6- (a-Phenoxy-propionamido)-penicillinats. Letzteres wurde umkristallisiert (6 g aus 100 ml n-Butanol und 20 ml Wasser), wobei 4, 75 g eines Salzes erhalten wurde, das die Drehung [a] D = +2] 80C (ln/^ in Wasser) aufwies.
Das ss-Isomere konnte ebenfalls in reiner Form aus festen Substanzen isoliert werden, welche durch Acylieren von Brühen hergestellt worden waren.
In diesen Festsubstanzen lag es im Verhältnis von 70 zu 30 nach wiederholtem Umkristallisieren aus n-Butanol/Wasser vor. Hierzu wurden 500 g umkristallisiert aus 3, 1 Liter n-Butanol und 900 ml Wasser und ergaben 200g. ([α]25¯/D = +218¯, 1% in Wasser. Zersetzungspunkt 242 bis 243 C.) Eine zweiteUmkristallisation ergabl25g ([a] D = +218 bis 221¯C, 1% in Wasser. Zersetzungspunkt 245 bis 2460 C). (C, 7Ht9N205SK : berechnet C = 50, 73% ; H = 4, 76% ; N = 6, 96%.
Gefunden : C = 50, 65% ; H = 4, 83% ; N = 6, 82% ; H2O = 0.) Eine dritte Umkristallisation ergab 73 g ([α] + 220-, 1 % in Wasser, Zersetzungspunkt 239 bis 240 C).
Es wurden Versuche angestellt mit den Diastereoisomeren, erhalten aus der Reaktion der Dextro und Laevo-a-Phenoxy-propionsäure mit 6-Amino-penicillansäure, wie auch mit einer Mischung der 2 Diastereoisomeren, welche einen typischen Ansatz representieren, hergestellt durch Acylierung einer Brühe mit racemischem Säurechlorid. Die getrennten Diastereoisomeren werden nachfolgend als alpha lsomeres und ¸beta-Isomeres¯ und das Gemisch der Isomeren als Mischung bezeichnet. Diese Produkte wurden mit Penicillin V verglichen. Alle Substanzen befanden sich dabei in Form ihrer Kaliumsalze.
1. Die Inaktivierungsraten des Kalium-6- (a Phenoxy-propionamido)-penicillinats (Mischung) (Kaliumsalz der 6- [a-Phenoxy-propionamido]-penicillan- säure), des Penicillins G und des Penicillins V durch Bacillus cereus Penicillinase wurden bestimmt, wobei sich erwies, dass das Kalium-6- (a-Phenoxy-propion- amido)-penicillinat (Mischung) beträchtlich resistenter gegenüber dem B. cereus Penicillinase war als die Penicilline V oder G.
2. Die Stabilität des Kalium-6- (a-Phenoxy-pro- pionamido)-penicillinats (Mischung) wurde verglichen mit Penicillin V und G bei drei verschiedenen Temperaturen. Die Penicilline wurden aufgelöst in 0, 002- molarem Citratpuffer bei pH 2 und 3 und der Prozentsatz Aktivitätsabnahme der bei 5 C, 25 C und 37 C gehaltenen Proben bestimmt. Es erwies sich hierbei, dass das Kalium-6- (a-Phenoxy-propion- amido)-penicillinat (Mischung) und das Penicillin V im wesentlichen dieselbe Säurestabilität hatten, wobei jedoch beide beträchtlich stabiler waren als das Peni cillin G.
Process for the preparation of antibacterially active acylated 6-amino-penicillanic acids
The present invention relates to a process for the preparation of new substituted 6- (2-phenoxy-acetamido) -penicillanic acids with antibacterial activity.
Antibacterial compounds such as benzylpenicillin have proven to be highly effective in the therapy of infectious diseases caused by gram-positive bacteria. However, these compounds have the serious disadvantage that they are unstable in aqueous solution, e.g. B. when administered orally, and that they are also ineffective against numerous so-called resistant bacterial strains, such as. B. penicillin-resistant strains of Staphylo coccus aureus (Micrococcus pyogenes var. Aureus) which produce penicillinase. Many of the new compounds prepared according to the invention, in addition to their powerful antibacterial activity, have the property that they are not destroyed by penicillinase.
The new compounds prepared according to the invention have the formula I:
EMI1.1
wherein Rt, R. and R3 are identical or different and are hydrogen atoms, nitro, amino groups or alkylamino, dialkylamino, alkanoylamino, alkyl, alkoxy groups in which the alkyl radicals or the alkyl, alkanoyl and alkoxy groups are at most 10 C. Atoms, hydroxyl, sulfamyl, benzyl, cyclohexyl, phenyl or trifluoromethyl groups or chlorine, bromine or iodine atoms, while R denotes an alkyl or phenylalkyl group with at most 10 carbon atoms, e.g. . B. the benzyl, a and ss-phenethyl, a-, and y-phenylpropyl group or the phenyl group.
The compounds prepared according to the invention can be converted into their salts, for. B. the sodium, potassium, calcium, ammonium and aluminum salts and salts with amines, z. B. salts of such non-toxic amines as trialkylamines, including triethylamine, procaine, dibenzylamine, N-benzyl-, B-phenethylamine, 1-ephenamine, N, N'-dibenzylethylenediamine, dehydroabietylamine, N, N'-bis-dehydroabietylethylenediamine and other amines, which have been used for the preparation of salts of benzylpenicillin, are converted.
The inventive method is characterized in that 6-amino-penicillanic acid or a neutral salt thereof, such as. B. the sodium salt, or the triethylamine salt, with a reactive functional derivative of an acid of the formula II
EMI2.1
implements. Such derivatives are e.g. B. the corresponding acid chlorides, acid bromides, acid anhydrides and mixed anhydrides with other carboxylic acids, including the monoesters and especially the lower aliphatic esters of carbonic acid.
A preferred embodiment of the process according to the invention consists in starting from a mixed anhydride which can be obtained by mixing an acid of the formula II with isobutyl chloroformate and a tertiary aliphatic amine, e.g. B. tri äthylamin, in an anhydrous inert and preferably water-miscible solvent, for. B. p-dioxane, and cooling the mixture can be obtained. For this purpose, a cooled solution of 6-amino-penicillanic acid and a tertiary hydrocarbon amine, e.g. B. triethylamine, added in water, the substituted ammonium salt of the desired product being formed in the mixture with cooling and stirring.
The unreacted starting products are then extracted, whereupon the desired product remains in the aqueous phase. The aqueous phase is cooled and acidified with dilute mineral acids. The product is extracted in free acid form in a water-insoluble, neutral, organic solvent, such as ether, and finally deposited.
In another embodiment of the process according to the invention, an aqueous solution of 6-aminopenicillanic acid is treated directly with an acid chloride of an acid, of the formula II, the mixture being shaken vigorously at room temperature for about 20 to 60 minutes. The unreacted or hydrolyzed starting materials can then be extracted with ether, after which the aqueous solution is acidified in the cold. The free acid is extracted with ether and the extract is dried. The product can be obtained from the dry ethereal solution in the form of a salt insoluble in ether, e.g. B. the potassium salt, are deposited.
This procedure is advantageously used when the acid chloride reacts faster with a primary amine than with water. Instead of the acid chloride, an equivalent amount of the corresponding acid bromide or acid anhydride can be used.
The reaction conditions used in carrying out the process according to the invention depend on the reactivity of the starting materials.
Reaction temperatures close to room temperature and generally not above 30 ° C. are preferably used. It is also advantageous to operate in a pH range of approximately 6 to 9 by using a buffer such as sodium bicarbonate or sodium phosphate. The reaction can be carried out in an aqueous medium or in organic solvents, such as dimethylformamide, dimethylacetamide, chloroform, acetone, methyl isobutyl ketone and dioxane.
The isolation of the end products can be carried out as in the production of benzylpenicillin and phenoxymethyl penicillin z. B. by extraction with a solvent from acidic solution, followed by separation by lyophilization or precipitation from aqueous solution in the form of a water-insoluble amine salt, or direct separation from aqueous solution by lyophilization. A particularly elegant method of isolating the end product as a crystalline potassium salt consists in extracting the product from an acidic, aqueous solution, e.g. B. pH 2, with diethyl ether, drying the ether and adding at least one equivalent of a solution of potassium 2-ethylhexanoate (z. B. 0.373 g / ml) in dry n-butanol.
The potassium salt usually precipitates out in crystalline form and can be filtered off or separated off by decanting.
A process for the production of the 6-amino-penicillanic acid used as starting material is described by Batcheloretol (Nature 183, 257-258, January 24, 1959). A neural metal salt or a salt of a tertiary hydrocarbon amine is preferably used to carry out the process according to the invention. The tertiary hydrocarbon amines are compounds of the formula
EMI2.2
wherein the groups R contain only the elements carbon and hydrogen.
The acid chlorides, acid bromides or acid anhydrides used as starting materials can be prepared from the corresponding acids in a known manner, as in the case of phenylacetic acid and phenoxyacetic acid. The substituted a-phenoxy-alkylcarboxylic acids can be prepared from the correspondingly substituted phenols and a-chloro- or a-bromic acids in a known manner, as in the case of phenoxyacetic acid or substituted phenoxyacetic acids.
Generally speaking, the compounds prepared according to the invention can be viewed as the result of a combination of the optical isomers of 6-aminopenicillanic acid with an acid which contains at least one asymmetric carbon atom in the α-position.
Thus, when a racemic acid is used, the resulting product is a mixture of two diastereomers. Both are biologically active and both of these isomers and mixtures thereof fall within the scope of the method of preparation of the present invention. The individual isomers can be produced in pure form by starting from pure dextro or Laevo forms of the starting material. They can also be formed by physically separating the racemic mixtures.
example 1
Triethylamine (1.5 ml) was added to a cold solution (10 C) of a-phenoxy-propionic acid (1.66 g, 0.01 mol) in 15 ml of pure dioxane with stirring and cooling to 5 to 10 C, while Isobutyl chloroformate (1.36 g, 0.01 mol) in 5 ml of dioxane was added dropwise. The mixture was then stirred at 5 to 8 ° C. for 10 minutes. A solution of 6-amino-penicillanic acid (2.16 g, 0.01 mol) in 15 ml of water and 2 ml of triethylamine was then added dropwise, the temperature being kept below 10 C.
The resulting mixture was stirred in the cold for 15 minutes and then further stirred at room temperature for 30 minutes, then diluted with 30 ml of cold water and extracted with ether, after which the ether was discarded. The cold aqueous solution was then covered with a layer of 75 ml of ether and acidified to pH 2 with 5N sulfuric acid. After shaking, the ethereal layer, which contained 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillanic acid, was dried over anhydrous sodium sulfate for 10 minutes and filtered.
Addition of 6 ml of dry n-butanol containing 0.373 g / ml of potassium 2-ethyl hexanoate precipitated the potassium salt in the form of a colorless oil, which crystallized out after stirring and scratching. It was separated off, dried in vacuo and weighed 2.75 g. The melting point was 217 to 219 C. It was easily soluble in water and contained the α-lactam structure, as detected by means of infrared analysis. It inhibited staph. aureus Smith at a concentration of 0.07 mcg / ml.
Example 2 a- (2,4-dichloro-phenoxy) -propionic acid (0.01 mol), triethylamine (0.011 mol) and isobutyl chloroformate (0.01 mol) were in 20 ml of dry, pure dioxane and 2 ml dry acetone for about 30 minutes at 4 ° C. A cooled solution of 6-amino penicillanic acid (0.01 mol) and triethylamine (0.01 mol) in 20 ml of water was added to this solution and the mixture was stirred in the cold for about an hour. After adding 1.0 g of sodium bicarbonate in 30 ml of cold water, the solution was extracted twice with 75 ml portions of ether and the ethereal extracts were discarded.
The aqueous solution was cooled in an ice bath, stirred, covered with a layer of 75 ml of ether and adjusted to pH 2 with 5N sulfuric acid. The ether was separated off and the aqueous solution was extracted again with 75 ml of ether. The combined ethereal extracts containing the 6- [α- (2,4-dichlorophenoxy) propionamido] penicillanic acid were quickly dried over anhydrous sodium sulfate and filtered. Addition of 6 ml of dry n-butanol containing 0.373 g / ml of potassium 2-ethylhexanoate, and additional dry ether, precipitated the potassium salt.
After trituration with ether, the potassium salt of the product was dried in vacuo over phosphorus pentoxide and obtained in the form of a water-soluble powder which allowed the growth of Staph. aureus Smith at a concentration of 0.001% by weight.
Example 3
According to the method described in Example 1, the potassium salt of 6- (a-phenoxyphenyl-acetamido) -penicillanic acid was prepared using 6.8 g, 0.03 mol of a-phenoxyphenyl acetic acid. The product separated out as a white, amorphous solid substance which was filtered off, dried in vacuo over phosphorus pentoxide and weighed 11.3 g. The melting point was 88 to 950 C.
Decomposition occurred at 120 to 125 ° C. Infrared analysis showed that the substance contained a lactam ring. She inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.2 mcg / ml.
Example 4
The potassium salt of 6- [α- (4-benzylphenoxy) propionamido] penicillanic acid was prepared according to the method described in Example 2 using 0.02 mol of α- (4-benzylphenoxy) propionic acid. The isolated product was a water-soluble white powder which allowed the growth of Staph. aureus Smith at a concentration of 0.001% by weight.
Example 5
According to the method described in Example 2, the potassium salt of 6- [a- (p-tert-butylphenoxy) propionamido] penicillanic acid was prepared using 0.03 mol, 6.68 g of a- (p-tert. -Butyl-phenoxy) -propionic acid produced. On dilution with anhydrous ether, the product precipitated in the form of a white, crystalline solid substance, which was filtered off and dried overnight in vacuo over phosphorus pentoxide. She weighed 6.2 g.
The melting point was 219 to 2200 C with decomposition. The substance showed by infrared analysis that it contained a p-lactam ring. She inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.1 mcg / ml.
Example 6
The production process according to Example 2 was followed up with the exception that the a- (2,4-dichloro-phenoxy) -propionic acid was replaced by a- (p-tert-amyl-phenoxy) -n-butyric acid (7.53 g , 0.03 mol), (which is also called a- [p- (lol-dimethylpropyl) -phenoxy] -n-butyric acid). Potassium 6- [a- (p-tert-amyl-phenoxy) -n-butyramido] penicillinate was formed in the form of a solid resin (after trituration with ether), which, when dried in a vacuum desiccator over phosphorus pentoxide, turned into a fine powder was transformed.
This salt weighed 4.7 g, slowly decomposed when heated above 125 C, contained an S-lactam ring as detected by infrared analysis and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of less than 10 mcg / ml.
Example 7
Following the procedure of Example 2, a (2,4-diisoamyl-phenoxy) -n-butyric acid (0.02 mol) was used to prepare the potassium salt of 6- [a- (2,4-diisoamyl-phenoxy) -n- butyramido] penicillanic acid is used. The product obtained was a water-soluble powder which allowed the growth of Staph. aureus Smith at a concentration of 0.001% by weight.
Example 8
The procedure of Example 2 was followed, replacing the α- (2,4-dichloro-phenoxy) propionic acid with α- (2,4-dichloro-phenoxy) -n-butyric acid (0.04 moles). The resulting potassium salt of 6- [a- (2,4-dichlorophenoxy) -n-butyroamido] -penicillanic acid was obtained in the form of a water-soluble powder, which the growth of Staph. aureus Smith at a concentration of 0.001% by weight.
Example 9
The procedure of Example 2 was followed using α- (4-trifluoromethylphenoxy) -n-butyric acid in place of the α- (2,4-dichlorophenoxy) propionic acid. The end product was the potassium salt of 6- [a- (4-trifluoromethyl-phenoxy) -n-butyramido] -penicillanic acid in the form of a water-soluble powder, which allowed the growth of Staph. aureus Smith at a concentration of 0.001% by weight.
Example 10
In the production process described in Example 1, the a-phenoxy-propionic acid was replaced by 0.1 mole each of a- (2-chlorophenoxy) propionic acid, a- (p-sulfamyl-phenoxy) -n-butyric acid, a - (3, 4-Dimethoxyphenoxy) -n-pentacarboxylic acid, a- (3-methyl-phenoxy) -iso, valeric acid, a- (4-dimethylaminophenoxy) -n-hexanecarboxylic acid, a- (2-methoxy -phenoxy) -n-decanecarboxylic acid, a- (2, 4-dichlorophenoxy) -phenylacetic acid, a- (2-nitro-phenoxy) -phenylpropionic acid, a- (2-acetamido-phenoxy) -y-phenylbutyric acid, a- (2, 4-Dimethyl-phenoxy) -n-butyric acid, a- (4-isopropyl-phenoxy) -propionic acid, a- (3-bromo-phenoxy) -n-butyric acid, a- (2-iodo-phenoxy) - phenylacetic acid, a- (2-ethylaminophenoxy) -iso-valeric acid, a- (2, 5-dihydroxyphenoxy) -iso-hexanecarboxylic acid, a- (4-hydroxyphenoxy) -propionic acid, a-phenoxy-iso- valeric acid,
a-Phenoxy-n-decanecarboxylic acid, a-Phenoxy-y-phenyl-butyric acid, a- (2-Benzyl-phenoxy) -n-butyric acid, α- (2-trifluoromethyl-phenoxy) -propionic acid and a- (4 -Amino-phenoxy) -propionic acid, where the following acids arise:
6 - [α- (2-Chloro-phenoxy) -propionamido] -penicillanic acid, 6- [a- (4-Sulfamyl-phenoxy) -n-butyramido] -penicillanic acid, 6 - [α-( 3,4- Dimethoxy-phenoxy) -n-pentanoamido] -penicillanic acid, 6- [a- (3-methyl-phenoxy) -iso-valeramido] -penicillanic acid,
6- [a- (4-Dimethylaminophenoxy) -n-hexanoamido] - penicillanic acid,
6- [a- (2-methoxyphenoxy) -n-decanoamido] - penicillanic acid, 6- [a- (2, 4-dichlorophenoxy) phenylacetamido] - penicillanic acid,
6- [a- (2-Nitro-phenoxy) -4-phenylpropionamido] - penicillic acid,
6- [a- (2-Acetamido-phenoxy) -y-phenyl-butyramido] - penicillanic acid, 6- [a- (2, 4-dimethylphenoxy) -n-butyramido] - penicillanic acid,
6- [a- (4-isopropyl-phenoxy)
-propionamido] penicillanic acid,
6- [a- (3-Bromo-phenoxy) -n-butyramido] - penicillic acid,
6- [a- (2-iodo-phenoxy) -phenylacetamido] - penicillanic acid,
6- [a- (2-Ethylamino-phenoxy) -iso-valeramido] - penicillanic acid,
6- [a- (2, 5-dihydroxyphenoxy -) - iso-hexanoamido] penicillanic acid, 6- [a- (4-hydroxyphenoxy) propionamido] - penicillanic acid,
6- [a-phenoxy-iso-valeramido] -penicillanic acid,
6- [a-phenoxy-n-decanoamido] penicillanic acid,
6 - [α-phenoxy-γ-phenyl-butyramido] -penicillanic acid, 6- [a- (2-benzyl-phenoxy) -n-butyramido] -penicillanic acid, 6- [a- (2-trifluoromethyl-phenoxy) -propionamido] - penicillanic acid and
6- [a- (4-Aminophenoxy) propionamido] penicillanic acid.
These products were isolated in the form of their water-soluble potassium salts. It turned out to be the growth of staph. aureus Smith at a concentration of 0.001% by weight.
Example 11
The procedure of Example 1 was followed up, with 0.1 moles of a- (2-chloro-4-phenyl-phenoxy) propionic acid and a- (4-chlorophenoxy) propionic acid being used instead of the a-phenoxypropionic acid , a- (4-Amino-phenoxy) -propionic acid, a- (4-Amino-3-trifluoromethyl-phenoxy) -propionic acid, c- (a-methoxyphenoxy) -propionic acid and a- (m-methoxyphenoxy) -propionic acid was used, resulting in the following acids:
6- [a- (2-chloro-4-phenyl-phenoxy) -propionamido] - penicillanic acid,
6- [a- (4-chloro-phenoxy) -propionamido] - penicillanic acid,
6- [a- (4-Amino-phenoxy) -propionamido] penicillanic acid,
6- [a- (4-Amino-3-trifluoromethyl-phenoxy) -propionamido] -penicillanic acid,
6- [a- (o-Methoxyphenoxy) -propionamido] - penicillanic acid and 6- [a- (m-Methoxyphenoxy) -propionamido] - penicillanic acid.
These substances were isolated in the form of their water-soluble solid potassium salts and were found to inhibit the growth of Staph. aureus Smith at concentrations of 0.001% by weight.
Example 12
The 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillanic acid was prepared by direct acylation of a fermentation broth and subsequent separation of the penicillin derivative as its potassium salt. For this purpose, a submerged aerobic fermentation of Penicillium chrysogenum was carried out in accordance with the general methods for producing penicillin G, with the exception that the usual addition of phenylacetic acid as a precursor was omitted. After the fermentation had ended, the broth was filtered and its pH was adjusted to 7.5 with 10% sodium hydroxide solution.
After the filtered broth had been cooled to 10 to 20 ° C., 5 moles of a-phenoxy-propionyl chloride were added with stirring for each mole of 6-aminopenicillanic acid contained therein, which had previously been determined by analysis. The phenoxypropionyl chloride was added in the form of a 5% solution in acetone, that is to say in an approximate concentration of 0.0031 moles of acid chloride per ml. The pH dropped during the addition of the a-phenoxypropionyl chloride, which is why the rate of addition was kept sufficiently low in order to be able to keep the pH value at 7.5 by adding 10% sodium hydroxide solution. The reaction mixture was then stirred at 10 to 20 ° C. for a further 30 minutes.
It was assumed that the reaction was complete after the pH remained constant. This took about 10 to 15 minutes. To avoid contamination with acid-labile penicillins that were present in the broth, these were destroyed by first lowering the pH of the reaction mixture to a value of 2 for 30 minutes before the subsequent solvent extraction was carried out. (The same result could be achieved by filtering the broth at pH 2 and maintaining it for 30 minutes.) The acidified reaction mixture was extracted with half a volume of methyl isobutyl ketone for 20 minutes and the Methyl isobutyl ketone containing 6- (a-phenoxy propionamido) penicillanic acid is separated off and filtered.
The acidic penicillin derivative in the solvent was then converted into its potassium salt by vigorously passing through the methyl isobutyl ketone solution with 5% by volume of an aqueous potassium acetate solution of specific gravity 1.30 while cooling to 5 to 10 ° C.
The potassium salt of 6- (a-phenoxy-propionamido) - penicillanic acid began to precipitate immediately. After one hour, the crystalline product was filtered off, washed successively with methyl isobutyl ketone, dry butanol and acetone and then turned into a white crystalline substance.
In numerous batches which were carried out according to this process, the efficiency of the activation step was generally approximately 80%, the 6-amino-penicillanic acid remaining in the used broth being included. The yield from the activation broth to the crude penicillin was 77%. On a molar basis, 0.64 moles per mole of 6-aminopenicillanic acid were produced in the broth.
In this way, 11.9 kg of crude penicillin derivative were prepared from 21,000 liters of broth in a series of batches.
Example 13
105 g (1.25 mol) of sodium bicarbonate were added to a mixture of 1 liter of water and 100 ml of acetone. After stirring for one hour in an ice bath, 54 g (0.25 mol) of 6-aminopenicillanic acid were added. This slurry was stirred for 30 minutes in an ice bath and then a solution of 100 ml of acetone containing 68.8 g (0.375 mol) of 2-phenoxypropionyl chloride was added dropwise over 30 minutes with vigorous stirring at a temperature not exceeding 10 ° C , added. 400 ml of methyl isobutyl ketone were then added and vigorous stirring was continued for a further 5 minutes.
After the methyl isobutyl ketone layer had been separated off and discarded, the aqueous layer was extracted with 250 ml portions of methyl isobutyl ketone, which were also discarded. The aqueous layer was cooled, acidified to pH 2 with 40% sulfuric acid in an ice bath and extracted with a total of 800 ml of methyl isobutyl ketone. The combined solvent extracts containing the 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillanic acid were dried over anhydrous sodium sulfate for 2 hours in an ice bath and then filtered.
The substance was converted into its potassium salt by adding 100 ml of a 50% solution of potassium 2-ethylhexanoate in butanol, 67 g of crystalline potassium salt being precipitated.
Example 14
The potassium 6- (a-phenoxy-butyramido) -penicillant (potassium salt of 6- (a-phenoxy-butyramido) penicillanic acid) was prepared according to the method described in Example 1 using 6-amino-penicillanic acid (21, 6 g, 0.1 mol) in 100 ml of water and enough triethylamine for dissolution, 2-phenoxy-buttersÏure (18 g, 0.1 mol) in 80 ml of p-dioxane and 20 ml of pure acetone and 13.7 ml of isobutyl chloroformate. 10.3 g of a product with a melting point of 175 to 197 ° C. (with decomposition) were obtained (dark color at 170 ° C.), which was very soluble in water, showed an β-lactam structure on infrared analysis and Staph.
aureus Smith inhibited at a concentration of 0.05 mcg / ml. After intramuscular injection in mice, the healing dose Cl50 was 1.1 mg / kg.
(Cl8H2IN205SK: calculated C = 51.8 / a; H = 5.1%.
Found: C = 51.1%; H = 5.49%.)
Example 15
Potassium 6- [a- (2,5-dichlorophenoxy) propionamido] penicillanate was prepared according to the process described in Example 1 using a- (2,5-dichlorophenoxy) propionic acid (0, 1 m, 23.5 g) in 160 ml of dimethylformamide and 14 ml of triethylamine and 6-amino-penicillanic acid (0.1 mol, 21.6 g) in 160 ml of water and 14 ml of triethylamine and isobutyl chloroformate (0.1 m , 13, 7 g).
The product obtained, weighing 21.5 g, had a melting point of 200 to 204 ° C. with decomposition. (Darkening above 190 C.) It was a solid product with high water solubility, contained a ¯-lactam structure, as could be demonstrated by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.05 mcg / ml. When injected intramuscularly into mice, the healing dose was CD50 versus Staph. aureus Smith 2.5 mg / kg.
Example 16
Potassium 6- [a- (p-acetamido-phenoxy) -propionamido] -penicillinate was prepared according to the procedure described in Example 1, using 31 g (0.15 mol) of a- (p-acetamido-phenoxy) ) propionic acid. 27.7 g of a solid substance were obtained. Its melting point was 211 to 215 ° C with decomposition when placed on a rapidly heated melting point apparatus at 200 ° C. It was found to be very soluble in water, contained, as could be demonstrated by infrared analysis, a fl-lactam structure and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.4 mcg / ml.
When injected intramuscularly into mice, the healing dose was CD50 versus Staph. aureus Smith 6.4 mg / kg. (C1gH22N3O,; SK: calculated C = 50.95%; H = 4.70%. Found C = 50.12%; H = 5.21%.) An additional portion of 15.9 g was added after adding more Acetone to mix methyl isobutyl ketone and 50% potassium 2-ethyl hexanoate in butanol. This fraction melted at 223 to 226 C with decomposition, but a portion of it began to melt at around 214 C.
Example 17
30 ml of thionyl chloride were added moderately quickly at room temperature to a cooled solution of 200 ml of benzene, 1 ml of pyridine and 21 g (0.0725 mol) of α- (2-benzyl-4-chlorophenoxy) propionic acid and the mixture was refluxed for 2 hours, after which the solvents were driven off in vacuo at 100 ° C. and 20 mm. The remaining acid chloride was cooled and dissolved in 80 ml of acetone, whereupon it was slowly added to a mixture of 13 g (0.06 mol) of 6-aminopenicillanic acid in 100 ml of water containing 12.6 g (0.15 mol) of sodium bicarbonate and 20 ml Acetone was added.
By continuing the procedure described in Example 12, 13.4 g of solid potassium 6- [α- (2-benzyl-4-chlorophenoxy) propionamido] penicillinate were obtained. It melted with decomposition at 230-231 ° C, was water-soluble and contained a p-lactam structure, as could be shown by infrared analysis. It inhibited staph. aureus Smith at a concentration of 0.4 mcg / ml. When injected intramuscularly into mice, the healing dose was CDo versus Staph. aureus Smith 9 mg / kg.
At a pH of 2.5, it was only inactivated by 26% under conditions which inactivated benzylpenicillin to an extent of more than 96%, i.e. in 0.75 molar citric acid for 1 hour at 37 ° C .
Example 18
The process according to Example 2 was followed up using a-phenoxycaproic acid (melting point 70 to 72 ° C, 13.70 g, 0.0659 mol) instead of the a- (2,4-dichloro-phenoxy) ) propionic acid. The obtained potassium salt of 6- (a-phenoxy-capronamido) - penicillanic acid was an amorphous solid salt, which was easily soluble in water, decomposed when heated to about 160 C, contained a p-lactam structure, as determined by infrared Analysis could be proven, and Staph. aureus Smith inhibited at a concentration of 0.4 mcg / ml.
When injected intramuscularly into mice, a CD50 healing dose of 4 mg / kg versus Staph. aureus Smith received. It was only inactivated to 36% at a pH value of 2.5, under conditions which inactivated benzylpenicillin to the extent of more than 96%, i.e. in 0.75 molar aqueous citric acid, for one hour at 37 C.
Example 19
In the process according to Example 2, a- (4-chloro-3, 5-dimethyl-phenoxy) -caproic acid (0.65 mol, 17.6 g) was used to prepare 6- [a- (4-chloro-3, 5-dimethylphenoxy) caproamido] penicillanic acid. The latter was isolated in the form of its potassium salt and was a fluffy, amorphous, hygroscopic, solid substance which weighed 10.0 g. It melted at 105 to 108 C with decomposition, was water-soluble, contained a fl-lactam structure detected by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.4 mcg / ml.
When injected intramuscularly into mice, a CD30 healing dose of 9 mg / kg versus Staph. aureus Smith received. Only 29% of the substance was inactivated by 1 ml of penicillinase under conditions which inactivated benzyl penicillin to the extent of 73 "1. Furthermore, it was only 55 "inactivated at a pH value of 2.5 under conditions which inactivated benzylpenicillin to an extent of over 96%, that is, in 0.75 molar aqueous citric acid solution for one hour at 37O C.
Example 20
In a process analogous to Example 2, a-phenoxy-n-valeric acid (0.1 mol, 19.4 ml) was used, the other reaction components also being used in a ratio of 0.1 mol. Methyl isobutyl ketone was used as the extraction solvent. The result was 6- (a-phenoxy-valeramido) -penicillanic acid, which was isolated in the form of its potassium salt. The salt weighed 17.7 g and melted at 170 to 175 C with decomposition. It was water soluble, contained a B-lactam structure detected by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.4 mcg / ml.
When injected intramuscularly into mice, it showed a healing dose against tuber staph. aureus Smith CD 50 of 3.7 mg / kg. It was inactivated to only 30% by 1 mcg / ml penicillinase under conditions which inactivated benzylpenicillin to the extent of 73%. Furthermore, it was only inactivated to the extent of 13% at a pH of 2.5 under conditions which inactivated benzylpenicillin by more than 96%, i.e. in 0.75 molar aqueous citric acid for one hour at 37 C.
Example 21
According to the method described in Example 1, potassium 6- [a- (2, 4, 6-trichlorophenoxy) propionamido] penicillanate was prepared from a- (2, 4, 6 trichlorophenoxy) propionic acid (0, 1 Mol, 27 g) and deposited as a crystalline solid substance weighing 4 g. The melting point was 163 to 165 ° C. with decomposition (slow darkening above 140 ° C.). The product was water soluble, contained a / 3-lactam structure as detected by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.4 mcg / ml. When injected intramuscularly into mice, the healing dose was CD5f, versus Staph.
aureus Smith 9 mg / kg.
Only 37% of the substance was inactivated by 1 mcg / ml penicillinase under conditions which inactivated benzylpenicillin to the extent of 58%.
Furthermore, it was only inactivated to the extent of 27% at a pH of 2.5, under conditions which decomposed benzylpenicillin to an extent of more than 96%, i.e. in 0.75 molar aqueous citric acid, for one hour at 37 C (C17Ht6c13KN2Oss : Calculated C = 40.3%; H = 3.19%. Found C = 40.8%; H = 3.55%).
Example 22
According to the process described in Example 1, potassium 6- [a- (p-methoxyphenoxy) -propionamido] penicillinate was prepared from 19.6 g (0.1 mol) a- (p-methoxyphenoxy) propionic acid and deposited in the form of a white crystalline substance. The salt weighed 14.6 g. Its melting point was 211 to 214 ° C. with decomposition with dark discoloration above 208 ° C. The product was water-soluble, contained a lactam structure which was detected by infrared analysis and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.1 mcg / ml. When injected intramuscularly into mice, a CD50 healing dose of 1.9 mg / kg versus Staph. aureus Smith reached.
The substance was inactivated only to 23% by 1 mcg / ml penicillinase under conditions which inactivated benzylpenicillin to the extent of 58%, furthermore it was only inactivated to 2% at a pH value of 2.5 under conditions which benzylpenicillin to the extent of more than 96% inactivated, i.e. in 0.75 molar citric acid, for one hour at 37 ° C. (C 18H21KN 20 6S: calculated C = 49.9%; H = 4.90%.
Found C = 49.66%; H 5, 10%.)
Example 23
According to the method described in Example 2, using a- (m-trifluoro methyl-phenoxy) propionic acid (0.1 mol, 23, 4 g) and the other components, also in a batch of 0.1 mol, the 6- [a - (3-Trifluoromethyl-phenoxy) propionamido] -penicillanic acid. It was isolated as the potassium salt in the form of a white solid substance and weighed 11.0 g.
The salt melted at 188 to 190 C with decomposition, contained a jB-lactarn structure as detected by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.1 mcg / ml. When injected intramuscularly into mice, a healing dose of CDo of 1.8 mg / kg was obtained compared to Staph. aureus Smith received.
Example 24
According to the method described in Example 2, a- (p-nitro-phenoxy) -propionic acid (0.1 mol, 22.1 g) was reacted with the other components in a batch weight of 0.1 mol, with 6- [a- ( 4-nitro-phenoxy) propionamido] penicillanic acid was obtained. These were isolated in the form of their solid potassium salt. It weighed 31.8 g, melted at 202 to 203 C with decomposition, and contained an S-lactam structure which was detected by infrared analysis.
It inhibited staph. aureus Smith at a concentration of 0.8 mcg / ml.
Example 25
According to the method described in Example 1, potassium 6- [a- (4-chloro-3, 5-dimethylphenoxy) propionamido] penicillinate was prepared from 22.9 g (0.1 mol) a- (4- Chloro-3, 5-dimethylphenoxy) propionic acid. The salt was obtained in the form of a white, crystalline, solid substance weighing 14.8 g. Its melting point was 210 to 213 ° C with decomposition. (Darkening above 200 C.) The product was soluble in water, contained an ß-lactam structure, which was detected by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 1.6 mcg / ml. (C19H22ClKN2O5S: calculated C = 49.0%; H = 4.77%.
Found C = 48.78%; H = 4.90%.)
Example 26
According to the method described in Example 1, the potassium salts of 6- [a- (2, 4-dibromophenoxy) propionamido] - penicillanic acid, 6- [a- (2-n pentylphenoxy) propionamido] penicillanic acid, 6- [a (2, 6-Dimethoxyphenoxy) propionamido] penicillanic acid and 6- [a- (4-nitro-3-trifluoromethylphenoxy) propionamido] penicillanic acid prepared and isolated as colorless solid substances. They were water soluble and inhibited staph. aureus Smith at the following concentrations in mcg / ml: 0, 05, 0, 4, 3, 1, 0, 1 and 0, 2.
Example 27
According to the method described in Example 16, potassium 6- [a- (p-cyclohexyl-phenoxy) -propionamido] -penicillanate was prepared from a- (p-cyclohexyl-phenoxy) -propionic acid (30g, 0, 121 moles). The salt weighed 37 g. It melted at 230 to 231 C with decomposition, contained an ß-lactam structure detected by infrared analysis, and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.4 mcg / ml.
Example 28
Analogously to Example 2, potassium 6- [α- (3, 5-dimethylphenoxy) propionamido] penicillinate was produced from 19.4 g (0.1 mol) α- (3,5-dimethylphenoxy) propionic acid and obtained in the form of a white crystalline material weighing 21.5 g. Its melting point was 220 to 2226 C. It contained a ¯-lactam structure which was detected by infrared analysis and inhibited Staph. aureus Smith at a concentration of 0.1 mcg / ml.
Example 29
The two diastereoisomers of 6- (a-phenoxy propionamido) -penicillanic acid were prepared in the form of their potassium salts by dissolving racemic a-phenoxypropionic acid using yohimbine, converting the dextro and laevo isomers of the acids into the corresponding acid chlorides and then converting each of the isomers with 6-amino-penicillanic acid, obtained from a fermentation broth. This division was carried out according to the method of E. Fourneau and G. Sandulesco, Bull. Soc., Chim., Ser. 4, 31, 988-990 (1922).
The end products were arbitrarily designated as α and β isomers, the former being derived from dextro-α-phenoxypropionic acid and the latter from laevo-α-phenoxypropionic acid.
Example 30 Dextro-a-phenoxypropionic acid (83.31 g, 0.5 mol, [a] = +40 ", c C2HOH) in 500 ml of pure dioxane and 200 ml of acetone was obtained by reaction with 70 g of isobutyl chloroformate, 57 ml of triethylamine and 108 g (0.5 mol) of 6-amino-penicillanic acid in 700 ml of water and enough triethylamine for solution converted into the α-isomer of potassium 6 (α-phenoxy-propionamido) penicillinate
134 g [a] 24 = + 250 (1% in water).
The melting point was 240 to 241 ° C. with decomposition. Recrystallization of 100 g from one liter of n-butanol and 200 ml of water gave 61 g of a product with a rotation of M = +251.1% in water.
When heated, the product decomposed at 236 to 237 C.
An additional portion of 22 g of a crystalline salt had [a] 24 = +251 (1% in water) and decomposed at 230 to 231 C. Both portions were active against S. lutea and Staph. aureus.
Example 31
According to the procedure described in Example 29, batches of 0.026 mol of Laevo-a-phenoxypropionic acid (4.3g, M = -39.5, c = 1 in CgHgOH) were converted into the p-isomer of potassium 6- (a -Phenoxy-propionamido) penicillinate. The latter was recrystallized (6 g from 100 ml of n-butanol and 20 ml of water), with 4.75 g of a salt having the rotation [a] D = +2] 80C (ln / ^ in water).
The ss-isomer could also be isolated in pure form from solid substances which had been prepared by acylating broths.
In these solid substances, it was present in a ratio of 70 to 30 after repeated recrystallization from n-butanol / water. For this purpose, 500 g were recrystallized from 3.1 liters of n-butanol and 900 ml of water and gave 200 g. ([α] 25¯ / D = + 218¯, 1% in water. Decomposition point 242 to 243 C.) A second recrystallization resulted in 25g ([a] D = +218 to 221¯C, 1% in water. Decomposition point 245 to 2460 C). (C, 7Ht9N205SK: calculated C = 50, 73%; H = 4, 76%; N = 6, 96%.
Found: C = 50.65%; H = 4.83%; N = 6.82%; H2O = 0.) A third recrystallization gave 73 g ([α] + 220-, 1% in water, decomposition point 239 to 240 C).
Experiments were made with the diastereoisomers obtained from the reaction of dextro and Laevo-a-phenoxy-propionic acid with 6-amino-penicillanic acid, as well as with a mixture of the 2 diastereoisomers, which represent a typical approach, prepared by acylation of a broth with racemic acid chloride. The separated diastereoisomers are hereinafter referred to as alpha isomer and ¸beta isomer and the mixture of isomers is referred to as mixture. These products were compared to penicillin V. All substances were in the form of their potassium salts.
1. The inactivation rates of potassium 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillinate (mixture) (potassium salt of 6- [a-phenoxy-propionamido] -penicillanic acid), penicillin G and penicillin V by Bacillus cereus penicillinase were determined, which proved that the potassium 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillinate (mixture) was considerably more resistant to the B. cereus penicillinase than the penicillins V or G.
2. The stability of potassium 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillinate (mixture) was compared with penicillin V and G at three different temperatures. The penicillins were dissolved in 0.002 molar citrate buffer at pH 2 and 3 and the percentage decrease in activity of the samples kept at 5 ° C., 25 ° C. and 37 ° C. was determined. It was found that the potassium 6- (a-phenoxy-propionamido) -penicillinate (mixture) and the penicillin V had essentially the same acid stability, although both were considerably more stable than the penicillin G.