Verfahren zur Herstellung von Abkömmlingen der 6-Amino-penicillansäure
In der Schweiz. Patentschrift Nr. 382 373 ist unter anderem ein Verfahren zur Herstellung von Abkömmlingen der 6-Amino-penicillansäure beschrieben, bei welchem 6-Amino-penicillansäure umgesetzt wird mit einem Carbonsäurechlorid oder -bromid, einem Sulfonsäurechlorid, einem Ester der Chlorkohlensäure, einem Carbonsäureanhydrid oder einem von einer Carbonsäure abgeleiteten gemischten Säureanhydrid.
Es hat sich nun erwiesen, dass eine besonders wertvolle Klasse solcher Derivate der 6-Aminopenicillansäure gewisse a-substituierte Benzyl-oder Alkylpenicilline sind.
Diese neuen Substanzen sind wertvolle antibakterielle Agenzien, die verwendet werden können als Zusatz zu tierischem Futter, als Heilmittel zur Behandlung von Mastitis bei Hornvieh und als therapeutische Agenzien für Federvieh und Säugetiere, wie auch beim Menschen, insbesondere bei der Behandlung infektiöser Erkrankungen, verursacht durch gram-positive Bakterien.
Antibakterielle Agenzien, wie das Benzylpenicil- lin, haben sich in der Vergangenheit als hochwirksame therapeutische Mittel gegenüber Infektionen erwiesen, welche durch gram-positive Bakterien verursacht worden sind. Jedoch leiden solche Agenzien am schwerwiegenden Nachteil, dass sie in wässriger Saure, z. B. bei oraler Verabreichung, unstabil sind.
Viele der erfindungsgemäss hergestellten neuen Substanzen weisen zusätzlich zu ihrer antibakteriellen Aktivität einen hohen Widerstand gegen die Zerstörung in saurem Medium auf, und behalten ihren therapeutischen Wirkungswert während längerer Zeit im tierischen Blutstrom.
Es wurde gefunden, dass man zu Verbindungen der Formel
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bzw. nichttoxischen Salzen einer solchen Säure gelangt, in welcher Formel R eine gegebenenfalls substituierte Phenyl-oder Alkylgruppe und X ein Halogenatom oder eine Alkoxy-, Aralkoxy-, Alkylthiooder Alkanoylgruppe oder die Cyclohexyloxygruppe bedeutet, wenn eine Verbindung der Formel
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worin Y einen abspaltbaren Rest bedeutet, mit 6-Amino-penicillansäure oder einem Neutralsalz der letzteren umgesetzt wird.
Falls R in der oben angegebenen allgemeinen Formel eine Alkylgruppe ist, kann letztere geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein.
R kann z. B. den substituierten Phenylrest
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sein, wobei R., R2 und R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff-, Chlor-, Brom-oder Jodatome oder Nitro-, Dialkylamino-, Alkanoyl-, Alkyl-oder Sulfamylgruppen darstellen.
Als nichttoxische Salze der erfindungsgemäss hergestellten neuen Penicilline seien genannt die Salze des Natriums, Kaliums, Aluminiums und des Ammo niums sowie substituierte Ammoniumsalze, z. B. Salze solcher nichttoxischer Amine, wie der Trialkyl- amine, einschliesslich des Triäthylamins, Procains, Dibenzylamins, N-benzyl-ss-phenethylamins, l-Ephen- amins, N, N'-Iibenzyl-äthylendiamins, Dehydro abietylamins, N, N'-bis-Dehydroabietyl-äthylendiamins und anderer Amine, welche zur Salzbildung mit Benzyl- penicillin bisher schon Verwendung gefunden haben.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs- gemässen Herstellungsverfahrens besteht darin, dass die 6-Amino-penicillansäure oder eines ihrer Neutralsalze umgesetzt wird mit einem Säurechlorid der Formel
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Man kann z. B. auch Säurebromide, säureanhydride und gemischte Anhydride von Carbonsäuren der Formel
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mit andern Carbonsäuren verwenden, ferner Monoester und insbesondere niedrigere aliphatische Ester solcher Säuren.
Bei Verwendung eines gemischten Anhydrids kann z. B. die Acylierung so durchgeführt werden, dass man ein Alkylchlorcarbonat mit einer Säure der obgenannten Formel mischt und hierzu ein tertiäres Kohlenwasserstoffamin, wie Triäthylamin, gelöst in einem wasserfreien inerten und vorzugsweise mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, sowie Dioxan : oder gegebenenfalls eine kleine Menge reinem trockenem Aceton zugibt und diese Mischung in der Kälte, z. B. bei ungefähr 4 etwa 30 Minuten lang belässt. Zur Lösung des auf diese Weise entstandenen gemischten Anhydrides wird hierauf eine abgekühlte Lösung von 6-Amino-penicillansäure und eines tertiären Kohlenwasserstoffamins, z. B. Tri äthylamins, in einem Lösungsmittel, wie z. B. Wasser zugegeben.
Das Reaktionsgemenge wird während un gefähr einer Stunde gerührt, wobei das substituierte Ammoniumsalz des gewünschten Endproduktes entsteht. Gegebenenfalls kann hierauf das Gemisch bei einem alkalischen pH-Wert mit einem wasserunlös- lichen Lösungsmittel, z. B. mit Ather, extrahiert werden, um die nicht umgesetzten Ausgangsprodukte abzutrennen. Das in der wässrigen Phase enthaltene Reaktionsprodukt wird hierauf zweckmässig in die freie Säure übergeführt, vorzugsweise in der Kälte unter einer Atherschicht durch Zugabe einer verdünnten Mineralsäure, z. B. 5n HSSO4, wobei der pH-Wert der wässrigen Phase auf ungefähr zwei eingestellt wird.
Anschliessend kann die freie Säure mit einem wasserunlöslichen neutralen organischen Lö sungsmittel, wie mit Ather, extrahiert werden, worauf der Extrakt mit Wasser rasch nachgewaschen und hierauf getrocknet werden kann. Das im ätherischen Extrakt als freie Säure vorliegende Reaktionsprodukt kann hierauf in jedes gewünschte Metall-oder Aminsalz übergeführt werden, indem man es mit der geeigneten Base, z. B. mit einem freien Amin, wie Procainbase oder einer Lösung von Kalium-2-äthyl- hexanoat in trockenem n-Butanol, behandelt. Derartige Salze sind normalerweise unlöslich in Lösungsmitteln, wie Äther, und können in reiner Form durch einfache Filtration abgetrennt werden.
Eine weitere Methode zur Herstellung einer ätherischen Lösung einer Säure der Formel I besteht darin, dass man eine wässrige Lösung der 6-Aminopenicillansäure mit Natriumbicarbonat herstellt, hierzu das entsprechende Säurechlorid zufügt und bei Zimmertemperatur kräftig während beispielsweise 20 bis 60 Minuten schüttelt. Das Reaktionsgemenge kann hierauf mit Ather extrahiert werden, um die nicht umgesetzten oder hydrolysierten Ausgangsprodukte zu entfernen. Anschliessend wird zweckmässig auf den pH-Wert 2 angesäuert und das Reaktionsprodukt in Form seiner freien Säure mit iSther extrahiert. Der Atherextrakt wird getrocknet, z. B. mit wasserfreiem Natriumsulfat, wonach die trockene ätherische Lösung zurückbleibt, aus welcher das Reaktionsprodukt leicht isoliert werden kann.
Letzteres geschieht mit Vorteil in Form eines in Ather unlöslichen Salzes, wie z. B. des Kaliumsalzes.
Diese Verfahrensweise wird mit Vorteil dann angewandt, wenn das Säurechlorid mit einem primären Amin rascher reagiert, als es dies mit Wasser tut, was sich mittels eines einfachen Vorversuchs leicht feststellen lässt. Bei d : diesem Verfahren kann das Säurechlorid ersetzt werden durch äquimolekulare Mengen des entsprechenden Säurebromids oder Säureanhydrids.
Da einige der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten antibiotischen Substanzen verhältismässig instabile Verbindungen sind, welche leicht chemischen Anderungen unterliegen, werden zweckmässig derart milde Reaktionsbedingungen gewählt, dal3 die Zersetzung dieser Substanzen unterbleibt. Die effektiv angewandten Reaktionsbedin- . gungen hängen natiirlich weitgehend von der Reaktionsbereitschaft der verwendeten chemischen Substanzen ab.
In den meisten Fällen wird es notwendig sein, einen Kompromiss zu schliessen zwischen der Verwendung sehr milder Reaktionsbedingungen während längeren Reaktionsdauern oder der Anwen dung kräftigerer Reaktionsbedingungen während kürzerer Zeit mit der Möglichkeit eines Verlustes an antibiotisch wirksamer Substanz.
Die angewandten Reaktionstemperaturen sollten im allgemeinen 30'nicht überschreiten. In manchen Fällen ist Zimmertemperatur geeignet. Da die Einhaltung stark alkalischer oder saurer Reaktionsbedingungen im erfindungsgemässen Verfahren vermieden werden sollte, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Verfahren bei einem pH-Wert von 6 bis 9 durch- zuführen. Es kann dies in üblicher Weise durch Verwendung eines Puffers, z. B. einer Lösung von Natriumbicarbonat oder eines Natriumphosphatpuffers, erreicht werden. Neben der Verwendung wässriger Reaktionsmedien einschliesslich filtrierter Fermentationsbrühen oder wässrigen Lösungen von roher 6-Amino-penicillansäure kann auch Gebrauch gemacht werden von organischen Lösungsmitteln, wie z. B.
Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Chloroform Aceton, Methylisobutyl-keton und Dioxan.
Häufig ist es besonders vorteilhaft, eine wässrige Lö- sung eines Salzes der 6-Amino-Fenicillansäure zu einer Lösung des Acetylierungsmittels in einem inerten Lösungsmittel zuzufügen, wobei insbesondere ein inertes Lösungsmittel verwendet werden kann, welches mit Wasser mischbar ist, wie z. B. Aceton oder Dimethylformamid. Kräftiges Rühren ist natür- lich dann ratsam, wenn mehr als eine Phase gegen wärtig ist, z. B. feste und flüssige Phase oder zwei flüssige Phasen.
Nach Durchführung der Acylierung können die Endprodukte gegebenenfalls nach solchen Arbeitstechniken aufgearbeitet werden, wie sie bei Benzylpenicillin und Phenoxymsthylpenicillin bekannt sind.
So kann das Endprodukt, z. B. mit Diäthyläther oder n-Butanol bei saurem pH-Wert extrahiert werden.
Aus dem Extrakt kann es durch Lyophilisation abgetrennt werden, oder es kann daraus vermittels Neutralisation mit einer Lösung von Kalium-2-äthyl- hexanoat in n-Butanol gewonnen werden. Weiter kann das Endprodukt aus wässriger Lösung als wasserunlösliches Salz eines Amins ausgefällt oder direkt durch Lyophilisation gewonnen werden, vorzugsweise in Form eines Kalium-oder Natriumsalzes.
Wenn das Produkt aus Triäthylaminsalz gewonnen wurde, kann es in die freie Säure und hierauf in an dere Salze übergeführt werden, in der Art und Weise, wie sie bei Benzylpenicillin und andern Penicillinen bekannt ist. Zum Beispiel führt die Behandlung einer solchen Triäthylaminverbindung in Wasser mit Natriumhydroxyd zur Bildung des Natriumsalzes, worauf das Triäthylamin vermittels Extraktion, z. B. mit Toluol, abgetrennt werden kann. Eine Behandlung des Natriumsalzes mit starken wäl3rigen Säuren führt das Produkt in die freie Säure über, welche in andere Aminsalze, z. B. dasjenige des Procains, durch Umsetzung mit der Aminobase übergeführt werden kann.
Derart hergestellte Salze werden zweckmässig vermittels Lyophilisation oder, falls das Produkt unloslich ist, durch Filtration abgetrennt. Eine Verfahrensweise zur Isolierung des Produktes als kristal- lines Kaliumsalz besteht darin, slass das Produkt aus einer sauren wässrigen Lösung (z. B. pH 2) mit Di äthyläther extrahiert wird, worauf der Ather getrocknet und mindestens ein Äquivalent einer konzentrierten Lösung von Kalium-2-äthylhexanoat in trockenem n-Butanol hinzugefügt wird. Die Kaliumsalze bilden Niederschläge, gewöhnlich in kristalliner Form, und können abfiltriert oder dekantiert werden.
Falls beim erfindungsgemässen Verfahren ein Säurechlorid, ein Säurebromid oder Säureanhydrid verwendet wird, können diese Verbindungen gemäss den in der Literatur beschriebenen bekannten Techniken zur Herstellung von Phenylessigsäure hergestellt werden. In allen denjenigen Fällen, wo die sub- stituierte Phenylessigsäure nicht beschrieben worden ist, kann das Produkt nach Standard-Methoden hergestellt werden, z. B. wie sie in Beispiel 12 beschrieben sind, wie Anwendung der Malonester-Synthese, gefolgt von Verseifen und Decarboxylierung. Wenn auf diese Weise, wie mit Athylphenylacetat ein ringsubstituiertes Athylphenylacetat carbonyliert wird, entsteht ein diäthylsubstituiertes Phenylmalonat.
Beispiel 1
Eine Lösung von a-Chlor-hexoylchlorid (338 mg) in trockenem Aceton (2 ml) wurde tropfenweise unter Rühren im Verlauf von 10 Minuten zu einer Lösung von 6-Amino-penicillansäure (433 mg, ungefähr 70 % Reinheit) in einer 3 % igen wässrigen Natriumbicarbonatlösung (17 ml) und Aceton (13 ml) zugefügt.
Nach Vollendung der Zugabe wurde das Gemenge bei Zimmertemperatur eine Stunde lang gerührt und hierauf mit Ather (30 ml in drei Portionen) extrahiert, wobei lediglich die wässrige Phase zurück- behalten wurde. Die letztere wurde mit 5 ml Butanol überschichtet und ihr pH-Wert durch Zugabe von n Salzsäure auf 2 eingestellt. Nach der Schichtentrennung wurde die wässrige Phase mit 2 Portionen von je 2, 5 ml Butanol extrahiert, wobei der pH-Wert jedesmal auf den Wert 2 gebracht wurde. Die vereinigten Butanollösungen (welche in diesem Stadium die freie Penicillinsäure enthielten) wurden mit Wasser gewaschen (3mal 2 ml) und hierauf mit Wasser (10 ml) geschüttelt, welch letzterem genü- gend 3 % ige Natriumbicarbonatlösung zugefügt worden war, um den pH-Wert auf 7 zu bringen.
Die Butanollösung wurde weiterhin mit 2mal 5-ml-Portionen Wasser extrahiert, zu welchen je genügend Bi carbonatlösung zugefügt worden war, um den pH Wert auf 7 einzustellen. Die vereinigten wässrigen Lösungen wurden mit Ather (20 ml) gewaschen und hierauf bei niedrigerer Temperatur und verminder- tem Druck eingedampft, wobei das rohe Natriumsalz des a-Chlor-pentylpenicillins zurückblieb. Man erhielt es nach dem Trocknen im Vakuum-Exsikkator in Form eines hellgelben Pulvers (219 mg). Im Mano- metertest ergab es eine Reinheit von 77%.
Seine Stabilität gegenüber Säuren war gekennzeichnet durch die Tatsache, dass 92% des Penicillins unverändert geblieben waren, nachdem es in einer Lösung von pH-Wert 2 eine Stunde lang bei 35 gehalten wurde. Das Produkt inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 012 mcg/ml.
Beispiel 2
6-Amino-penicillansäure (216 mg, Reinheit un gefähr 70%) wurde mit DL-a-Chlor-octoylchlorid (197 mg) gemäss der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise umgesetzt. Die Ausbeute an rohem Natriumsalz des a-Chlor-heptylpenicillins betrug 157 mg. Im Manometertest erwies es sich als von einer Reinheit von 61 %. Nach einstündiger Behand lung bei 35 und dem pH-Wert 2 verblieben 79% der Aktivität. Das Produkt inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 006 mcg/ml.
Beispiel 3
Eine Lösung von DL-a-Chlor-valeriansäure (233 mg) und Triäthylamin (0, 25 ml) in trockenem Aceton (8 mg) wurde geriihrt und auf-10 abgekühlt. Hierzu wurde tropfenweise eine Lösung von Atliyl-chlorcarbonat (0, 16 ml) in trockenem Aceton (4 ml) im Verlauf von 10 Minuten zugegeben, wobei dauernd gekühlt und gerührt wurde. Nach weiteren 40 Minuten wurde das ausgefallene Triäthylamin- hydrochlorid abgetrennt.
Das kalte Filtrat (welches das gemischte Anhydrid enthielt) wurde langsam zu einer gerührten Lösung von 6-Amino-penicillansäure (300 mg, ungefähr 75 % Reinheit) in einer Mischung von 3 % iger Natriumbicarbonatlösung (8 ml) und Aceton (4 ml) zugegeben, welche vorgängig auf unter-10 abgekühlt worden war. Während es Zimmertemperatur annahm, wurde das Reaktionsgemenge gerührt und das Rühren zwei weitere Stunden lang fortgesetzt. Das Penicillin wurde isoliert durch Extrahieren einer angesäuerten Lösung mit Butanol und Rückextraktion des Produktes in wässriger Natriumbicarbonatlösung, wie dies im Beispiel 1 beschrieben worden ist.
Das rohe Natriumsalz des a-Chlor-butylpenicillins wurde schliesslich in Form einer leicht zerfliesslichen strohfarbenen, pulverförmi- gen Substanz erhalten (410 mg). Der Manometertest erwies eine Reinheit von 58 %. Nach einstündiger Behandlung beim pH-Wert 2 und 35 verblieben 82% der Substanz. Das Penicillin inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 012 mcg/ml.
Beispiel 4
Es wurde ein gemischtes Anhydrid hergestellt aus a-Brom-isovaleriansäure (400 mg) und Athylchlorcarbonat (0, 21 ml). Dieses Anhydrid wurde mit 6-Amino-penicillansäure (432 mg, Reinheit ungefähr 80/lu) zur Reaktion gebracht, analog dem Beispiel 3.
Das Reaktionsgemisch wurde aufgearbeitet, wie beschrieben, und ergab das rohe Natriumsalz des a-Brom-isobutylpenicilllins (839 mg), dessen Reinheit im Manometertest zu 60% bestimmt wurde. Nach Behandlung während einer Stunde beim pH-Wert 2 und 35 verblieben 90 % der Substanz. Das Penicillin inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 5 mcg/ml.
Beispiel 5
In diesem Beispiel wird ein anderes Verfahren zur Herstellung von a-Chlor-pentylpenicillin beschrieben, als dies im Beispiel 1 gezeigt wurde. a-Chlor-capronsäure (2, 09 g) wurde in einer Mischung von 30 ml reinem trockenem Dioxan, 6 ml trockenem Aceton und 1, 95 ml Triäthylamin gelöst. Nach dem Abkühlen auf 0 wurde Isobutylchlorcarbonat (1, 82 ml, 1, 89 g) zugefügt und das Gemisch während einer Stunde bei 0 bis 5 gerührt.
Unter fortgesetztem Rühren in der Kälte wurde zum Gemisch hierauf bei 0 eine Lösung von 6-Aminopenicillansäure (3, 00 g) und Triäthylamin (1, 95 ml} in 30 ml destilliertem Wasser zugegeben. Nachdem eine Stunde lang gerührt worden war, wurden 30 ml kaltes Wasser und 1, 0 g Natriumbicarbonat beigefügt und das Gemenge mit 2 Portionen von je 75 ml kaltem Äther extrahiert. Die Atherextrakte wurden verworfen. Die wässrige Lösung wurde hierauf mit 75 ml Ather überschichtet, abgekühlt und in einem Eisbad gerührt, wonach der pH-Wert mit 6n Salzsäure auf 2 eingestellt wurde. Die zwei Phasen wurden rasch getrennt und eine weitere Extraktion mit 75 ml kaltem Äther angeschlossen.
Die vereinigten Ätherextrakte, enthaltend das a-Chlor-pentylpeni- cillin, wurden mit 25 ml Wasser gewaschen, rasch über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Zugabe von 12, 5 ml trockenem n-Butanol, enthaltend 0, 373 g pro ml Kalium-2-äthylhexanoat, führte das Produkt in sein Kaliumsalz über, welch letzteres vermittels Zugabe von 300 ml trockenem Ather als farbloses Harz ausgefällt wurde, das sich nach Verreiben mit 450 ml Ather verfestigte. Es wurde abgetrennt, im Vakuum über Phosphorpentoxyd bei 25 getrocknet und wog 4, 15 g. Es war leicht löslich in Wasser, enthielt eine -Lactam- gruppe, was durch Infrarot-Analyse nachgewiesen wurde, und inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 078 mcg, ml.
Beispiel 6 a-Brom-n-buttersäure (1, 67 g, 1, 06 ml), Tri äthylamin (1, 54 ml) und Isobutylchlorcarbonat (1, 31 ml) wurden in 20 ml wasserfreiem Dioxan bei 3 bis 5 gelöst und 30 Minuten lang gerührt. Zu dieser Lösung wurde bei 3 bis 5 eine Lösung 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g) und Triäthylamin (1, 4 ml) in 20 ml Wasser zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde eine Stunde lang bei 3 bis 5 gerührt, auf pH 8 eingestellt und mit Ather gewaschen. Die wässrige Phase wurde hierauf mit Ather überschichtet, angesäuert mit verdünnter Schwefelsäure 1 : 5 und zweimal mit Ather extrahiert.
Die vereinigten Atherextrakte, enthaltend das a-Brom-propyl penicillin, wurden mit Wasser gewaschen, getrocknet über wasserfreiem Natriumsulfat und filtriert. Zugabe von 5 ml trockenem n-Butanol, enthaltend 0, 373 g/ml Kalium-2-äthylhexanoat, fällten das Kaliumsalz in Form eines harzigen Ols aus, welches sich beim Verreiben mit Ather verfestigte. Es wurde abgetrennt, über Nacht im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet und zeigte hernach einen Smp. von 178 bis 181'hunter Zersetzung. Es enthielt einen mit Infrarot-Analyse nachgewiesenen ss-Lactamring. In Wasser war es löslich, und inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 078 mcg/ml.
Beispiel 7 a-Brom-capronsäure (2, 21 g) und Triäthylamin (2, 0 ml) wurden in 30 ml trockenem Dioxan und 6 ml Aceton gelöst. Nach dem Abkühlen auf 0 wurde Isobutyl-chlorcarbonat (1, 82 ml) zugegeben und das Gemenge während 30 Minuten bei 0 ge- rührt. Zu dieser Lösung wurde hierauf bei 0 eine Lësung von 6-Amino-penicillansäure (3, 00 g) und Triäthylamin (2, 0 ml) in 30 ml Wasser zugesetzt.
Das Gemisch wurde eine Stunde lang gerührt, wobei die Kohlendioxyd-Entwicklung nach 40 Minuten im wesentlichen aufgehört hatte. Zur Mischung wurde Eiswasser (30 ml), enthaltend 1, 0 g Natriumbicarbonat, zugesetzt, wonach zweimal mit 75-ml-Portionen Äther extrahiert wurde, welch letztere verworfen wurden. Die wässrige Phase wurde mit 75 ml Ather in einem Eisbad überschichtet, gerührt und auf den pH-Wert 2 mit Mineralsäure angesäuert. Der Ather wurde abgetrennt und die wässrige Phase erneut mit 75 ml Ather extrahiert. Die vereinigten ätherischen Extrakte, enthaltend das a-Brom-pentylpenicillin, wurden mit 25 ml kaltem Wasser gewaschen, kurz über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert.
Zugabe von 12, 5 ml trockenem n-Butanol, enthaltend 0, 373 g/ml Kalium-2-äthylhexanoat, gefolgt von Zugabe von 500 ml trockenem Ather, fällten aus der ätherischen Lösung das Kaliumsalz des Produktes in Form eines Ols aus, welches zunächst mit 300 ml Ather und hierauf mit 300 ml eines niedrigeren Alkans (Skellysolve B) verrieben ein hartes Harz ergab. Nachdem das Produkt 19 Stunden lang im Vakuum getrocknet worden war, stellte es ein amorphes weisses Pulver im Gewicht von 4, 75 g dar. Es war in Wasser löslich und inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 15 mcg/ml.
Beispiel 8
Ein gemischtes Anhydrid wurde aus DL-a-Brom- propionsäure (370 mg) und Athyl-chlorcarbonat (0, 21 ml) hergestellt und hiernach mit reiner 6-Amino-penicillansäure (432 mg), wie dies im Beispiel 3 beschrieben wurde, zur Reaktion gebracht.
Das Reaktionsgemisch wurde, wie beschrieben, aufgearbeitet und ergab das rohe Natriumsalz des c/-Brom-äthylpenicillins (390 mg), welches im Manometertest eine Reinheit von 56% zeigte. Behandlung von einer Stunde Dauer beim pH-Wert 2 und 35 hinterliess 89 % unveränderter Substanz.
Das Produkt inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 1 mcg/ml.
Beispiel 9
Ein gemischtes Anhydrid wurde hergestellt aus a-Brom-/3-methoxy-buttersäure (1, 89 g) und Athylchlorcarbonat (0, 84 ml) und zur Umsetzung gebracht mit reiner 6-Amino-penicillansäure (1, j73 g), wie dies im Beispiel 3 beschrieben ist. Das Reaktionsgemenge wurde in der beschriebenen Weise aufgearbeitet und ergab das rohe Natriumsalz des a-Brom-ss-methoxy- propylpenicillins (790 mg), dessen Manometertest 57% Reinheit erwies. Behandlung während einer Stunde beim pH-Wert 2 und 35 hinterlief3 90. % der Substanz.
Das Produkt inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 25 mcg/ml.
Beisviel 10
Es handelt sich um dasselbe Endprodukt, wie beim Beispiel 7. Die Verfahrensweise dieses Beispiels ist typisch für die Umsetzung von 6-Amino-penicil- lansäure mit einem a-halogenierten Bromid.
Eine Lösung von DL-a-Brom-hexoylbromid (5, 1 g) in trockenem Aceton (30 ml) wurde tropfenweise im Verlauf von 10 Minuten unter Rühren zu einer Lösung von 6-Amino-penicillansäure (3, 9 g) in Wasser (65 ml), enthaltend Natriumbicarbonat (4, 5 g) und 35 ml Aceton, zugesetzt. Nach Vollendung der Zugabe wurde das Gemisch bei Zimmertemperatur 21/2 Stunden lang gerührt und hierauf mit Ather (zweimal 65 ml) extrahiert, wobei lediglich die wässrige Phase zurückbehalten wurde. Diese wässrige Lösung wurde mit Butanol (15 ml) überschichtet und ihr pH-Wert durch Zugabe von n Salzsäure auf 2 eingestellt. Nach der Schichtentrennung wurde die wässrige Phase mit zwei weiteren Portionen Butanol (15 ml, dann 7, 5 ml) extrahiert, wobei der pH-Wert jedesmal auf 2 eingestellt wurde.
Die vereinigten Butanolextrakte wurden mit Wasser (zweimal 20 ml) gewaschen und hierauf mit wässriger n Bicarbonatlösung (20 ml) geschüttelt. Beim Eindampfen der erhaltenen Mischung bei niedrigerer Temperatur und vermindertem Druck verblieb das rohe Natriumsalz des a-Brom-pentylpenicillins als ein weisses Pulver (5, 0 g), dessen Manometertest eine Reinheit von 60 % ergab. Behandlung beim pH-Wert 2 und 35 wäh- rend einer Stunde hinterliessen 92 % unverändertes Produkt.
Das Produkt inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 002 mcg/ml.
Beispiel 11
Zu 1, 08 g (0, 005 Mol) 6-Amino-penicillansäure in 10 ml Wasser wurden bei Zimmertemperatur 1, 5 g (0, 0185 Mol) Natriumbicarbonat zugegeben. Ein geringer Anteil der Lösung ging wegen Schaumbildung dabei verloren. Weiter wurden 0, 93 g (0, 005 Mol) a-Methoxy-phenylacetylchlorid zugesetzt und das Gemisch 50 Minuten lang in einem kalten Raum geschüttelt. Die trübe Mischung hatte hiernach einen sehr starken Geruch nach Benzaldehyd undwurde10Minuten bei Zimmertemperatur stehengelassen. Anschliessend wurde sie einmal mit Ather extrahiert, welch letzterer verworfen wurde. Die klare gelbe, wässrige Schicht wurde zu einer Lösung von 0, 99 g (0, 005 Mol) Dibenzylamin in 20 ml ver dünnter Essigsäure vom pH-Wert 5 bis 6 zugefügt.
Es fiel sofort das Dibenzyl-ammonium-a-methoxy- benzylpenicillinat-monohydrat in Form eines Harzes aus, welches sich beim Verreiben verfestigte. Nach 45 Minuten in einem Eisbad wurde dieses Produkt abgenutscht mit Wasser gewaschen, im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet und wog hiernach 0, 47 g. Es schmolz bei 105 bis 107 unter Zersetzung, enthielt eine durch Infrarot-Analyse nachgewiesene ss-Lactam-Struktur und inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 156 mcg/ml.
Analyse : berechnet für C3lH, 5N30, S-H20 :
C = 64, 3 H = 6, 28 % gefunden :
C = 64, 80% ; 64, 95% H = 6, 93 % ; 6, 78 %
Beispiel 12 Diäthyl-2-fluor-2-phenylmalonat (7 g) wurde suspendiert in 75 ml einer 25% igen wässrigen Natriumhydroxydlösung und die erhaltene Suspension auf dem Wasserbad erhitzt, bis sich eine klare Lösung ergab.
Die letztere wurde durch Zugabe von konzentrierter Salzsäure angesäuert, worauf eine feste Substanz ausfiel, welche abfiltriert, getrocknet, in 75 ml 6n Salzsäure suspendiert und auf dem Wasserbad während ungefähr einer Stunde erwärmt wurde, bis die Entwicklung von Kohlendioxyd aufgehört hatte. Das ölige Gemisch wurde mit Chloroform extrahiert und das Chloroform im Vakuum abdestilliert. Das verbliebene 01 wurde mit verdünnter wässriger Natriumbicarbonatlösung extrahiert und die erhaltene wässrige Lösung mit Aktivkohle entfärbt. Nach dem Filtrieren wurde die Lösung mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, wobei die a-Fluor-phenylessigsäure in farblosen Kristallen ausfiel, 1, 7 g, Smp. 84 bis 85 .
Analyse : berechnet für C8H7FO2 :
C = 62, 33 H = 4, 54% gefunden :
C = 62, 65 % H = 4, 88 %
Zu einer kalten Lösung (10 ) von 1, 54 g (0, 010 Mol) a-Fluor-phenylessigsäure in 15 ml reinem trockenem Dioxan wurden 1, 5 ml Triäthyl- amin zugegeben. Die erhaltene klare Lösung wurde gerührt und auf 5 bis 10 abgekühlt, während 1, 36 g (0, 010 Mol) Isobutylcarbonat in 5 ml Dioxan tropfenweise zugesetzt wurden.
Nachdem die Zugabe vollendet war, wurde das Reaktionsgemisch bei 5 bis 8 während 10 Minuten gerührt und hierauf eine Lösung von 2, 16 g (0, 010 Mol) 6-Aminopenicillansäure in 15 ml Wasser und 2 ml Triäthyl- amin tropfenweise beigefügt, wobei die Temperatur unter 10 gehalten wurde. Das entstandene Gemisch wurde in der Kälte während 15 Minuten gerührt und hierauf während weiteren 30 Minuten bei Zimmertemperatur. Die klare Lösung wurde mit 30 ml kaltem Wasser verdünnt, mit Äther extrahiert und der Ätherextrakt verworfen. Die kalte wässrige Lösung wurde hierauf auf den pH-Wert 2 mit 5n Schwefelsäure angesäuert, nachdem sie zuvor mit 75 ml Ather überschichtet worden war.
Der Ätherextrakt, enthaltend das a-Fluor-benzylpenicillin, das ebenfalls 6- (a-Fluor-phenylacetamido)-penicillansäure genannt wird, wurde während 7 bis 10 Minuten über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und abfiltriert.
Zugabe von 6 ml trockenem n-Butanol, enthaltend 0, 373 g/ml Kalium-2-äthylhexanoat, fällte das Kaliumsalz des Produktes aus, welches abfiltriert im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet wurde und hiernach 2, 20 g wog. Es zersetzte sich bei 190 bis 192 , war wasserlöslich und enthielt einen durch Infrarot-Analyse nachgewiesenen ss-Lactam-Ring.
Es inhibierte Staph. aureus bei einer Konzentration von 0, 07 mcg/ml und zeigte bei intramuskulärer Verabreichung an Mäuse gegenüber Staph. aureus eine Heilungsdosis Cl) von 2, 0 mgm/kg.
Gemäss Beispiel 12 kann a-Fluor-phenylessigsäure ersetzt werden durch 0, 010 Mol a-Fluor-p-sulfamyl-phenylessigsäure, a-Chlor-3, 4-dimethoxy-phenylessigsäure, a-Brom-4-methoxy-phenylessigsäure, a-Jod-3-methyl-phenylessigsäure, a-Phenyl-3-dimethylamino-phenylessigsäure, a-Methoxy-3, 4, 5-trimethoxy-phenylessigsäure, a-Acetoxy-2, Sdichlor-phenylessigsäure, a-Fluor-2-nitro-phenylessigsäure, a-Jod-2, 4-dimethyl-phenylessigsäure, a-Methoxy-3-brom-phenylessigsäure, a-Acetoxy-2-jod-phenylessigsäure, a-Brom-3, 5-dinitro-phenylessigsäure, a-Jod-3,
4-dichlor-phenylessigsäure und a-Fluor-2-methyl-phenylessigsäure.
Es entstehen dabei die entsprechenden Penicilline, welche als ihre festen wasserlöslichen Kaliumsalze isoliert werden können. Sie inhibierten Staph. aureus bei einer Konzentration unter 0, 001 Gew. % und enthalten die ss-Lactam-Struktur, nachweisbar durch Infrarot-Analyse.
Beispiel 13
Eine Mischung von a-Athoxy-phenylessigsäure (1, 8 g, 0, 01 Mol), Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol) und wasserfreiem Aceton (30 ml) wurde bei 0 gerührt, während im Verlauf von 10 Minuten eine Lösung von Athyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol) in wasserfreiem Aceton (10 ml) tropfenweise zugefügt wurde. Nachdem weitere 15 Minuten bei 0 gerührt worden war, wurde die Suspension auf -50 abgekühlt und zu ihr im Verlauf von 1/2 Stunde eine eiskalte Lösung von 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) in 3Siger wässriger Bicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) zugefügt.
Das Gemenge wurde hierauf im Verlauf von einer Stunde auf Zimmertemperatur erwärmen gelassen und anschliessend mit Äther (dreimal 100 ml) extrahiert.
Ansäuern der wässrigen Phase mit n Salzsäure (23 ml) gefolgt von Extraktion mit Ather (viermal 100 ml) führte zur Bildung einer farblosen ätherischen Lösung, welche mit Wasser (10 ml) und genügend 3 % iger Natriumbicarbonatlösung zur Einstellung des pH-Wertes der wässrigen Phase auf 7 extrahiert wurde. Verdampfen der wässrigen Phase im Hoch vakuum bei Zimmertemperatur hinterliess einen Rückstand, welcher im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet, das a-Athoxy-benzylpenicillin als weisses kristallines Pulver (2, 5 g) mit einer Reinheit von 79 (Hydroxylamintest) ergab.
Das Produkt inhibierte Staph. Oxford bei einer Konzentration von 0, 1 mcg/ml. Seine Stabilität gegenüber Säuren wird belegt durch die Tatsache, dass 51% des Penicillins unverändert hinterblieben, wenn es in einer Lösung vom pH-Wert 2 eine Stunde lang bei 35 gehalten wurde.
Beispiel 14
Analog dem Verfahren des Beispiels 13 wurde das Natriumsalz des a-n-Propoxy-benzylpenicillins hergestellt aus a-n-Propoxy-phenylessigsäure (1, 94 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol),
Athyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol),
6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und 3 % iger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) als weisses kristallines Pulver (2, 4 g). Reinheit = 65 % (Hydroxylamintest).
Das Produkt inhibierte Staph. Oxford bei 0, 12 mcg/ml. Nach einstündiger Behandlung beim pH-Wert 2 und 35 hinterblieben 76 %.
Beispiel 15
Das Natriumsalz von a-Isopropoxy-benzylpenicillin wurde hergestellt analog dem Verfahren des Beispiels 13 aus a-Isopropoxy-phenylessigsäure (1, 94 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol), Äthyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol), 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und
3 % iger wässriger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol).
Es stellte ein weisses kristallines Pulver dar (2, 4 g). Reinheit = 61 % (Hydroxylamintest).
Es inhibierte Staph. Oxford bei 0, 12 mcg/ml Nach einer Behandlung beim pH-Wert 2 und 35 während einer Stunde hinterblieben 70% unveränderter Substanz.
Beispiel 16
Das Natriumsalz von a-n-Butoxy-benzylpenicillin wurde hergestellt analog dem Verfahren des Beispiels 13 aus a-n-Butoxy-phenylessigsäure (2, 06 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol),
Athyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol),
6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und
3 % iger wässriger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) in Form eines weissen kristallinen Pulvers (2, 76 g).
Reinheit = 76% (Hydroxylamintest).
Das Produkt inhibierte Staph. Oxford bei 0, 06 mcg/ml. Nach einer Behandlung von 1 Stunde Dauer beim pH-Wert 2 und 35 hinterblieben 80 % unveränderte Substanz.
Beispiel 17
Das Natriumsalz von a-Isobutoxy-benzylpenicillin wurde hergestellt analog dem Verfahren des Beispiels 13 aus a-Isobutoxy-phenylessigsäure (2, 08 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 01 Mol),
Athyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol), 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und d
3 % iger wä#riger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) in Form eines wei#en kristallinen Pulvers (2, 6 g).
Reinheit = 73 % (Hydroxylamintest). Die Substanz inhibierte Staph. Oxford bei 0, 1 mcg/ml. Nach einer Behandlung von einer Stunde Dauer beim pH-Wert 2 und 35 hinterblieben 79 o unveranderte Substanz.
Beispiel 18
Das Natriumsalz von a-sec-Butoxy-benzylpeni- cillin wurde-analog dem Verfahren des Beispiels 13 hergestellt, ausgehend von a-sec-Butoxy-phenylessigsäure (2, 08 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol),
Athyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol), 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und
3 % iger wässriger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) in Form eines wei#en kristallinen Pulvers (2, 78 g).
Reinheit = 72% (Hydroxylamintest). Die Substanz inhibierte Staph. Oxford bei 025 mcg/ml. Nach einer Behandlung von einer Stunde Dauer beim pH 2 und 35 hinterblieben 79 % unveränderte Substanz.
Beispiel 19
Das Natriumsalz von a-Cyclohexyloxy-benzyl- penicillin wurde analog dem Verfahren des Beispiels 13 hergestellt, ausgehend von a-Cyclohexyloxy-phenylessigsäure (2, 34 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol),
Athyl-chlorcarbonat (0, 97 g, 0, 01 Mol), 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und
3 % iger wässriger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) in Form eines wei#en kristallinen Pulvers (2, 86 g).
Reinheit = 80% (Hydroxylamintest). Die Substanz inhibierte Staph Oxford bei 0, 12 mcg/ml.
Beispiel 20
Das Natriumsalz von a-Athylthio-benzylpenicillin wurde analog dem Verfahren des Beispiels 13 hergestellt, ausgehend von a-Äthylthio-phenylessigsäure (1, 96 g, 0, 01 Mol),
Triäthylamin (1, 7 ml, 0, 012 Mol), Äthyl-chlorcarbonat (0, 97 ml, 0, 01 Mol), 6-Amino-penicillansäure (2, 16 g, 0, 01 Mol) und
3 % iger wässriger Natriumbicarbonatlösung (56 ml, 0, 02 Mol) in Form eines weissen kristallinen Pulvers (2, 18 g).
Reinheit = 59% (Hydroxylamintest). Die Substanz inhibierte Staph. Oxford bei 0, 25 mcg/ml. Nach einer Behandlung von einer Stunde Dauer beim pH Wert 2 und 35 verblieben 82% unveränderte Substanz.
Beispiel 21
Eine Lösung von -Brom-phenylacetylbromid (9, 2 g) in trockenem Aceton (65 ml) wurde tropfenweise unter Rühren zu einer auf-15 abgekühlten Lösung von 6-Amino-penicillansäure (6, 5 g) und Natriumbicarbonat (7, 6 g) in Wasser (100 ml) und Aceton (65 ml) zugegeben. Nachdem die Zugabe vollendet war, wurde das Gemisch bei Zimmertemperatur während 21,/2 Stunden gerührt und hierauf mit Ather (zweimal 100 ml) extrahiert, wobei lediglich die wässrige Phase zurückbehalten wurde. Die wässrige Lösung wurde mit Isobutyl-methyl-keton (50 ml) überschichtet, das Gemisch auf 5 abgekühlt und der pH-Wert der wässrigen Phase durch Zugabe von n Salzsäure (52 ml) auf 2 eingestellt.
Hierauf wurde das Gemisch gut geschüttelt, die Schichten getrennt und die wässrige Phase mit 2 weiteren 50-ml-Portionen Isobutyl-methyl-keton extrahiert. Die vereinigten Lösungen im Isobutyl-methyl-keton, welche in diesem Zustand die freie Säure enthielten, wurden mit Wasser gewaschen (100 ml) und hierauf mit einer Lösung von 2n Kalium-2-äthylhexanoat in Isobutyl- methyl-keton (15 ml) behandelt. Die erhaltene trübe Lösung wurde bei niedrigerer Temperatur und ver mindertem Druck auf ungefähr 30 ml eingeengt und hierauf mit trockenem Ather (100 ml) behandelt.
Hierbei schied sich das Produkt als weisse feste Substanz aus. Es wurde abfiltriert und in einem Exsikkator getrocknet, wobei das rohe Kaliumsalz des a-Brom-benzylpenicillins (10, 15 g) erhalten wurde.
Reinheit = 67% (Hydroxylamintest). Die Substanz inhibierte Staph. Oxford bei 0, 25 mcg/ml. Eine einstündige Behandlung bei pH-Wert 2 und 35 hinter- lie# 85 % unveränderte Substanz.
Beispiel 22
Eine Lösung von a-Athoxy-hexoylchlorid (2, 8 g) in trockenem Aceton (20 ml) wurde tropfenweise unter Rühren zu einer Lösung von 6-Amino-penicillansäure (3, 4 g) in n Natriumbicarbonatlösung (47 ml) und Aceton (27 ml) zugefügt. Nachdem die Zugabe vollendet war, wurde das Reaktionsgemisch bei Zimmertemperatur während 21/2 Stunden gerührt und hierauf mit Ather (dreimal 50 ml) extrahiert, wobei lediglich die wässrige Phase aufbehalten wurde.
Die wässrige Lösung wurde mit Ather (20 ml) über- schichtet und ihr pH-Wert auf 1, 5 bis 2, 0 mit n Salzsäure (36 ml) eingestellt. Das Gemisch wurde gut durchgeschüttelt, die Schichten getrennt und die wässrige Phase mit 2 weiteren Portionen von 20 ml Ather extrahiert. Die vereinigten ätherischen Lösun- gen (welche in diesem Stadium das Produkt in Form der freien Säure enthielten) wurden mit Wasser (60 ml) gewaschen und hierauf mit genügend n Na triumbicarbonatlösung geschüttelt, um eine neutrale wässrige Phase (pH 7) zu ergeben.
Die Schichten wurden getrennt und die Atherphase mit zwei Portionen von 5 ml Wasser, zu jeder von welchen genügend Natriumbicarbonatlösung zur Einstellung des pH Wertes auf 7 zugegeben worden war, extrahiert. Die wä#rigen Extrakte wurden vereinigt mit Ather (30 ml) gewaschen und hierauf bei niedrigerer Temperatur und vermindertem Druck eingedampft, wobei das rohe Natriumsalz des a thoxy-pentyl- penicillins als weisses Pulver (5, 72 g) hinterblieb.
Reinheit =72% (Hydroxylamintest).
Das Produkt inhibierte Staph. Oxford bei 0, 12 mcg/ml. Eine Behandlung von einer Stunde Dauer beim pH-Wert 2 und 35 < hinterliessen 63 X unveränderte Substanz.
Beispiel 23
Das Natriumsalz von a-Athylthio-pentylpenicillin wurde hergestellt analog dem Beispiel 22 unter Verwendung von a-Sithylthio-hexoylchlorid (6, 4 g) und 6-Amino-penicillansäure (6, 5 g), wobei das rohe Natriumsalz des -Athylthio-pentylpenicillins als hellgelbes Pulver (11, 15 g) entstand. Reinheit = 76. % (Hydroxylamintest).
Die Substanz inhibierte Staph. Oxford bei 0, 12 mcg/ml.
Das als Ausgangsprodukt verwendete a-Athylthio- hexoylchlorid, Siedepunkt 107 bis 110 /11 mm, 11 1, 4780 wurde hergestellt aus a-Athylthiocapronsäure und Thionylchlorid bei 70 . Die hierfür verwendete α-Äthylthio-capronsäure, Siedepunkt 144 bis 145 /7, 5 mm, n2fz0 = 1, 473S, ihrerseits wurde hergestellt durch Umsetzung von (X-Brom-capron- säure und Athylmercaptan in wässriger Natrium hydroxydlosung auf dem Wasserbad.
Die erfindungsgemäss hergestellten Substanzen können im Gemisch mit geeigneten pharmazeutischen Trägerstoffen in verschiedener medizinischer Dosie rungsform Verwendung finden.