Verfahren zur Herstellung einer antibiotischen Cephalosporin-Verbindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer antibiotischen Cephalosporin-Verbindung der allgemeinen Formel
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sowie der pharmazeutisch verwendbaren Salze derselben.
In der Formel bedeutet R1 allein eine Hydroxylgruppe, eine C1- bis C8-Acyloxygruppe oder eine tertiäre Aminogruppe; R2 bedeutet eine Hydroxylgruppe, wenn Rl eine Hydroxylgruppe oder eine C1- bis Cs-Acyloxygruppe ist, oder - wenn R' eine tertiäre Aminogruppe ist - den Rest -; oder R1 und R2 bedeuten zusammen -0-; R3 ist eine geradkettige C2- bis C4-Alkylgruppe oder eine verzweigtkettige C5- bis C4-Alkylengruppe und R4 ist ein Phenylrest oder ein mit mindestens einem Substituenten der aus Halogen, Nitro-, Trifiuormethyl-, C1- bis C4-Alkyl- und C1- bis CAlkoxy-Substituenten bestehenden Gruppe substituierter Phenylrest.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine entsprechende Verbindung mit der bicyclischen Ringstruktur von Cephalosporin C, die in der 7-Stellung eine Aminogruppe trägt, in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel mit einem Acylierungsmittel acyliert, das mindestens einen funktionellen Rest der allgemeinen Formel
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aufweist.
Man kann so vorgehen, dass man das erhaltene Produkt mit angesäuertem Wasser erhitzt, um das entsprechende Phenoxyalkylenylanaloge des Kerns von Cephalosporin-Ce-Verbindungen herzustellen, oder das erhaltene Produkt in Lösung mit einem Überschuss eines tertiären Amins, das dem Rest Am + entspricht, am Rückfluss kocht, um das entsprechende Phenoxyalkylenylanaloge des Kerns von Cephalosporin ; C4-Verbin- dungen herzustellen, oder aber das erhaltene Produkt in einem gepufferten wässrigen Medium mit Citrusfrucht Acetylesterase behandelt, um das entsprechende Phenoxyalkylenylanaloge des Kerns von Desacetylcephalosporin-C-Verbindungen herzustellen.
R1 kann ein Acetoxy-, Propionoxy-, Butyrexy-oder Capryloxyrest und dergleichen oder ein N-Pyridyl-, N Pyrimidyl-, Trimethylamino-, Triäthylamino-, Tributyl amino- oder ähnlicher tertiärer Aminorest sein, wie er durch die Umsetzung von Cephalosporin C mit Nicotin, Nicotinsäure, Isonicotinsäure, Nicotinamid, 2-Aminopyridin, 2-Amino-6-methylpyridin, 2,4,6-Trimethylpyridin, 2-Hydroxymethylpyridin, Sulfapyridin, 3-Hydroxypyridin, Pyridin-2,3-dicarbonsäure, Chinolin, Sulfa diazin, Sulfathiazol, Picolinsäure und dergleichen entsteht.
R kann ein geradkettiger Alkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigtkettiger Alkylenrest mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen sein, und R4 kann mit irgendeinem der Kohlenstoffatome verbunden sein, die über ein ersetzbares Wasserstoffatom verfügen. So kann R1 das Kohlenstoffgerüst der 2ithyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl- oder tert.-Butylgruppe aufweisen, wobei R4 ein Wasserstoffatom dieser Gruppen ersetzt.
R4 kann ein Phenyl- oder ein substituierter Phenylrest sein, der in der o-, oder p-Stellung einen oder mehrene Chlor-, Brom-, Fluor-, Jod-, Nitro-, Trifluormethyl-, C1- bis C4-Alkyl- oder C1- bis C2-alkoxysubsti- tuenten aufweist.
Die neuartigen Verbindungen der Erfindung sind insofern mit dem Cephalosporin C verwandt, als sie den 5, 6-Dihydro-2H-1, 3-thiazin-Ring mit einem ankonden siebten B-Lactamring in 2,3-Stellung aufweisen, der charakteristisch für Cephalosporin C ist. Im Gegensatz zum Cephalosporin C, das in der 7-Stellung die 5'-Amino N'-adipamylgruppe enthält, sind die Verbindungen der vorliegenden Erfindung jedoch dadurch gekennzeichnet, dass sie in der 7-Stellung eine Phenoxyalkylenyl-acylamidogruppe aufweisen.
Darüberhinaus sind die erfin dungsgemässen Verbindungen im Gegensatz zum Cephalosporin C, das eine verhältnismässig geringe antibakterielle Wirksamkeit besitzt, hochwirksame antibakterielle Mittel, die das Wachstum zahlreicher Typen von Mikroorganismen in den verschiedensten Umgebungen zu hemmen vermögen.
Wie aus den obigen Formeln hervorgeht, fällt eine Vielzahl von verwandten Verbindungen, die die bicyclische Ringstruktur des Cephalosporins C aufweisen, jedoch ! in bezug auf die Substituenten variieren, in den Erfindungsbereich. Unter diesen Verbindungen sind solche, die die Kerne der Verbindungen vom Cephalosporin-Typ aufweisen, das heisst Kerne von Cephalo sporin Cc, Desacetylcephalosporin C und Cephalosporin CA, denen die folgenden Formeln zukommen:
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wobei Am einen tertiären Aminorest bedeutet, für den oben Beispiele gegeben wurden. Aus den obigen Formeln ist ersichtlich, dass der Kern von Cephalosporin Ce einen ankondensierten Lactonring enthält, während der Kern von Cephalosporin CA ein inneres Salz bzw. ein Zwitterion bildet.
Wie bei den Penicillinen, mit denen die erfindungsgemässen Verbindungen bis zu einem gewissen Grade verwandt sind, können durch Kombination mit nichttoxischen pharmazeutisch annehmbaren Kationen, Anionen, Alkoholresten, Ammoniak und Aminen zahlreiche Salze, Ester, Amide und dergleichen, Derivate hergestellt werden. Diese Derivate sind als vollwertige Äquivalente der beschriebenen Verbindungen anzusehen und liegen daher ebenfalls im Erfindungsbereich.
Als Beispiele seien einige Typen von kationischen Salzen genannt, die aus den Verbindungen hergestellt werden können, die den Cephalosporin-C-Kern enthalten: wasserlösliche Salze, wie die Natrium-, Kalium-, Lithium-, Ammonium, und substituierte Ammoniumsalze, sowie weniger wasserlösliche Salze, wie die Calcium-, Barium-, Procain-, Chinin- und Dibenzyläthylendiaminsalze. Diewenigen Verbindungen, die den Cephalosporin-CA-Kern enthalten, bilden keine kationischen, sondern anionische Salze, das heisst Additionssalze mit starken Säuren, wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Schwe felsäune und ähnlichen Säuren.
Die folgende Aufzählung erläutert in Verbindung mit den Beispielen, die weiter unten folgen, die Verbindungstypen, die erfindungsgemäss erhältlich sind: 7-a-oBromphenoxypropionamidocephalo- sporansäure
7-ss-Fluorphenoxy-n-butyramidocephao sporansäure 7-#-o-Jodphenoxy-n-butyramidocephalo- sporansäure
7-ss-p-Nitrophenoxy-n-valeramidocephalo sporansäure 7-#-m-Trifluormethylphenoxy-n-valeramido- cephalosporansäure 7-#-o-Toluyloxy-n-valeramidocephalosporansäure
7-ss-m-Äthylphenoxyisobutyramidocephalo sporapsäure
7-ss-p-n-Propylphenoxyisosovaleramidocephalo sporansäure 7-#-o-Isopropylphenoxyisovaleramidocephalo- sporansäure 7-#-m-n-butylphenoxy-α
-methyl-n-butyramido- cephalosporansäure 7-ss-Phenoxy-a-methyl-nbutyramidocephalo sporansäure 7-6-Phenoxy-a-methyl-n-butyramidocephalo sporansäure 7-ss-Phenoxy-a,a-dmiethylpropionamidocephalo sporansäure 7-ss-p-tert.-Butylphenoxy-a,a-dimethylpropion amidocephalosporansäure
7-ss-p-Methoxyphenoxypropionamidocephalo sporansäure
7-ss-m-Äthoxyphenoxypropionamidocephalo sporansäure und dergleichen, sowie die entsprechenden Cephalosporin-CA-und Cephalosporin-Ce-Analoga.
Cephalosporin C kann durch Kultivierung eines Cephalosporin C bildenden Organismus in einem geeigneten Nährmedium hergestellt werden, wie in der britischen Patentschrift Nr. 810196 beschrieben wird.
Cephalosporin C wird durch Erhitzen mit Wasser unter sauren Bedingungen leicht in Cephalosporin CG verwandelt, wie in der belgischen Patentschrift Nummer 593 777 beschrieben wird. Dadurch wird die an der Methylgruppe in der 5-Stellung des Thiazinringes befindliche Acetylgruppe entfernt, und es tritt spontan eine Lactonisierung zu dem ankondensierten Lactonring ein.
Gephalosporin C lässt sich auch leicht in Verbindungen vom Cephalosporin-CA-Typ verwandeln, z. B. durch Kochen in wässriger Lösung mit einem Überschuss an Pyridin, wie es in der belgischen Patentschrift Nummer 593 777 beschrieben wird. Die Umsetzung ist ganz allgemein auf tertiäre Amine anwendbar, von denen oben zahlreiche Beispiele genannt werden, wobei die entsprechenden Derivate des Cephalosporin-C. A-Typs entstehen, bei denen die tertiäre Aminogruppe mit der Methylgruppe in der 5-Stellung des Thiazinringes verbunden ist und mit der Carboxylgruppe in der 4-Stellung ein inneres Salz bildet.
Desacetylcephalosporin C lässt sich bequem durch Blehandlung von Cephalosporin C mit Citrusfrucht Acetylesterase in wässrigem Phosphatpuffer bei pH 6,5 bis 7 über einen Zeitraum von mehreren Stunden herstellen, wie es von Jansen, Jang und Mac Donnell in Archiv. Biochem. 194748, 1516, beschrieben wird.
Aus den verschiedenen auf diese Weise erhältlichen Cephalosporin-C-Verbindungen lässt sich der entsprechende Kern leicht erhalten, wenn man die 5'-Amino N'-adipamyl-Seitenkette zwischen dem Amidstickstoff und der Carbonylgruppe der Amidgruppe spaltet. So kann die 7-Aminocephalosporansäure nach dem in der belgischen Patentschrift Nr. 593 777 beschriebenen Verfahren durch längeres Digerieren von Cephalosporin C mit einer Mineralsäure in Abwesenheit von Licht hergestellt werden.
Die erfindungsgemässen Verbindungen werden durch Acylierung des entsprechenden Cephalosporin-C-Kems hergestellt, sei es nun der Kern des Cephalosporins C selbst, oder des Cephalosporins Ce, des Cephalosporins CA oder einer anderen Variante. Wahlweise können die Verbindungen vom Cephalosporin-Ce-, Cephalosporin CA- und Desacetylcephalosporin-C-Typ auch erhalten werden, indem man die Umwandlungsverfahren der belgischen Patentschrift Nr. 593 777 und von Jansen und Mitarbeitern auf die entsprechenden 7-Acylamino cephalosporansäuren anwendet, um auf diese Weise die Verbindungen mit den entsprechenden Kernen zu erhalten.
Für die Acylierung der 7-Aminogruppe der Cephalo sporin-Kerrte-wie oben angegeben - können die üblichen Acylierungsverfahren sowie irgendwelche der verschiedenen Typen von bekannten Acylierungsmitteln verwendet werden, die eine Zusammensetzung aufweisen, die der gewünschten Seitenkette entspricht.
Ein bequemes Acylierungsmittel ist das entspre chende Phenoxyalkylenylacylchlorid oder -bromid. Die Acylierung wird in Wasser oder einem geeigneten organischen Lösungsmittel ausgeführt, vorzugsweise unter praktisch neutralen Bedingungen sowie vorzugsweise bei verringerter Temperatur, das heisst oberhalb des Gefrierpunkts des Reaktionsgemischs, jedoch unterhalb von etwa 20.0 C. Bei einem typischen Verfahren wird die 7-Aminocephalosporansäure bzw. eines ihrer genannten Derivate zusammen mit einer ausreichenden Menge Natriumbicarbonat oder einer anderen geeigneten alkalischen Verbindung zur Beschleunigung der Lösung in wässrigem 50 vol.
% igem Aceton gelöst, wobei die Konzentration der 7-Aminocephalosporansäure etwa 1 bis 4 Ges. % beträgt. Die Lösung wird auf etwa 0 bis 50 C abgekühlt, und es wird unter Rühren und Kühlen eine Lösung des Acylierungsmittels in etwa 20 % igen Über- schuss hinzugegeben. Falls der pH-Wert der Mischung nicht konstant bleibt, kann er durch Einleiten von Kohlendioxyd im Neutralbereich gehalten werden. Nach be endeter Zugabe des Acylierungsmittels wird das Reak tionsgemisch weiter gerührt und auf Raumtemperatur erwärmen gelassen.
Das Reaktionsprodukt wird sodann bis auf etwa pH 2 angesäuert und mit einem organischen Lösungsmittel, wie Äthyiacetat, extrahiert. Der Athyl- acetat-Extrakt wird mit einer Base, die das gewünschte Kation des Endprodukts aufweist, auf etwa pH 5,5 ein gesteIlt und mit Wasser r extrahiert. Die wässrige Lösung wird abgetrennt und zur Trockne verdampft. Der Rückstand wird in der kleinstmöglichen Menge Wasser aufgenommen und das gewünschte Produkt durch Zugabe eines grossen Überschusses an Aceton und gegebenenfalls Ather gefällt. Das dabei erhaltene kristalline Produkt wird abfiltriert, mit Aceton gewaschen und getrocknet.
Die Acylierung kann auch mit der entsprechenelen Phenoxyalkylencarbonsäure unter Verwendung einer äquimolaren Menge eines Carbodiimids, wie N,N'-Diisopropylcarbodiimid,
N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid,
N,N'-Bis-(p-dimethylaminophenyl)carbodiimid,
N-Athyl-N'-(4"-äthylmorpholinyl)-carbodiimid oder dergleichen, ausgeführt werden, wobei die Acylierung in solchen Fällen bei Normaltemperatur verläuft.
Wahlweise kann die Phenoxyalkylenylcarbonsäure in das entsprechende Säurenhydrid, das Azid oder einen akti vierten Ester verwandelt t werden, wobei jedes dieser Derivate zur Erzielung der gewünschten Acylierung verwendet werden kann. Weitere bekannte Mittel brauchen hier nicht aufgezählt zu werden.
In vielen Fällen kann das Acylierungsmittel eines oder mehrere asymmetrische Kohlenstoffatome enthalten und daher in optisch aktiven Formen vorkommen. Bei der gewöhnlichen chemischen Synthese werden diese Verbindungen gewöhnlich in Form des Racemats, das heisst eines äquimolaren Gemischs der optischen Antipoden, das keine optische Drehung zeigt, gewonnen.
Werden die getrennten optischen Isomeren gewünscht, so kann das Acylierungsmittel in üblicher Weise gespalten werden, z. B. durch Umsetzung der freien Säure mit Cinchonin, Strychnin, Brucin und dergleichen, fraktionierte Kristallisation der diastereoisomeren Salze und getrenntes Ansäuern der festen Phase und der flüssigen Phase, um die optischen Antipoden freizusetzen. Die auf diese Weise erhaltenen freien Säuren können als solche für die Acylierung verwendet werden, und zwar vorzugsweise in Verbindung mit einem Carbodiimid, oder können nach üblichen Verfahren in das entsprechende Säurehalogenid oder ein gemischtes Anhydrid umgewandelt werden, wobei natürlich extreme Bedingungen vermieden werden müssen, damit keine Racemisierung eintritt.
In der Literatur sind viele der erfindungsgemäss verwendeten Acylierungsmittel zusammen mit Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben worden, und eine An- zahl von ihnen ist im Handel erhältlich. Sämtliche Verbindungen lassen sich nach gut bekannten Verfahren leicht herstellen.
Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Arbeitsbeispiele ierläutert, die jedoch nicht als Begrenzung des Erfindungsbereichs aufzufassen sind. Die in den Beispielen angegebenen chemischen Analysen werden nach dem Verfahren von Ford, Analytical Chemistry, 19, 1004 (1947), durchgeführt, das auf der quantitativen Bestimmung des ss-Lactamringes des Cepbalosporin- Moleküls durch Umsetzung mit Hydroxylamin beruht.
Die antibiotischen Wirksamkeiten wurden an Staphylococcus aureus 209 P unter Anwendung einer geeigneten Abwandlung der Papierscheibenplatten-Verfahren von Higgens und Mitarbeitern, Antibiotics & Chemotherapy 3, 50-54 (Januar 1953), und Loo und Mitarbeitern, Journal of Bacteriology 50, 701-709 (1945), bestimmt.
Die pK'a-Werte der Säuren wurden durch Titration in wässrigem 66Sigem Dimethylformamid bestimmt.
Beispiel 1
7-ss-Phenoxypropionamidocephalosporansäure, Kaliumsalz
1,0 g 7-Aminoceph, alosporansäure und 800 mg Natriumbicarbonat wurden in einem Gemisch aus 50 cm3 Wasser und 40 cm3 Aceton gelöst. Die Lösung wurde in einem Eisbad gerührt und innerhalb von etwa 30 Minuten tropfenweise mit einer Lösung von 645 mg ss-Phen- oxypropionylchlorid in 10 cm3 Aceton versetzt, wonach das Gemisch weitere 3 Std. in der Kälte gerührt wurde Aus dem Umsetzungsgemisch wurde < las Aceton im Vakuum abgezogen, worauf 100 cm3 Athylacetat zugegeben wurden, gefolgt, durch 1n Salzsäure, um das Gemische bis auf einen pH-Wert von 2 einzustellen.
Die wässrige Phase wurde abgetrennt, mit 50 cm3 ithyl- acetat gewaschen und verworfen. Die Äthylacetat-Phasen wurden vereinigt und mit 50 cm3 Wasser gewaschen.
Die ge.waschene Äthylacetatphase wurde mit 50 cm3 Wasser gerührt und mit wässriger 0,5n Kalilauge auf pH 6,5 eingestellt. Der erhaltene wässrige Extrakt wurde abgetrennt und im Vakuum nahezu bis zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde mit Isopropylalkohol verrieben und die erhaltene Aufschlämmung filtriert.
Die feste Masse wurde aus einem Gemisch von Methylund Isopropylalkohol kristallisieren gelassen, wobei 620 mg gereinigte 7-ss-Phenoxypropionamidocephalo- sporansäure in Form des Kaliumsalzes gewonnen wurden. Der pK'a-Wert der Säure betrug 4,90. Das UV Spektrum wies ein Maximum bei 262 m (# = 9350) und eine Schulter bei 215 m auf. Bei der chemischen Analyse entsprach 1 mg Produkt 890: Einheiten Penicillin G. Die antibiotische Wirksamkeit entsprach 385 Einheiten Penicillin G pro mg. Das Produkt war gegenüber resistenten staphylococcen sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von menschlichem Blutserum wirksam.
Es war ferner gegenüber Staphylococcus albus, Bacillus subtilis und Sarcina lutea wirksam.
Beispiel 2
7-ss-Phenoxypropionamidocephalosporansäure,
Natriumsalz
5,4 g 7-ss-phenoxypropioamidocephalosporansaures Kalium wurden in 50 cm3 Wasser gelöst Die Lösung wurde mit Äthylacetat überschichtet und das Gemisch gerührt und mit Salzsäure auf pH 2,0 angesäuert. Die Schichten wurden getrennt, und die Athylacetatschicht wurde mit verdünnter wässriger Natronlauge bis zur Erreichung eines pH-Wertes der wässrigen Phase von 6 extrahiert. Der wässrige Extrakt wurde im Vakuum eingedampft und die erhaltene kristalline Masse abgetrennt.
Die feste Masse wurde aus Abhanol, das eine gennge Menge Methanol enthielt, umkristallisiert. Es wurden 3,7 g 7-ss-Phenoxypropionamidocephalosporansäure in Form des Natriumsalzes gewonnen. Die antibiotische Wirksamkeit entsprach 372 Einheiten Penicillin G pro mg.
Beispiel 3 7-a-Phenoxy-n-butyramidocephalosp oransäure
1,0 g 7-Aminocephalosporansäure und 1 g Natriumbicarbonat wurden in einem Gemisch von 50 cm8 Wasser und 40 cm3 Aceton gelöst. Die Lösung wurde in einem Eisbad gerührt und mit 695 mg a-Phenoxy-n-butyrylchlorid, gelöst in 10: cm3 Aceton, versetzt, und zwar innerhalb von etwa 30 Minuten, wonach das Gemisch in der Kälte noch weitere 2 bis 3 Stunden lang gerührt wurde. Von dem Umsetzungsgemisch wurde das Aceton im Vakuum abgezogen, wonach 100 cm3 Äthylacetat zugegeben wurden, gefolgt von 1n Salzsäure, um den pH-Wert des Gemischs auf 2 einzustellen.
Die wässrige Phase wurde abgetrennt, mit 50 cm3 Äthylacetat gewaschen und verworfen. Die Äthylacetatschichten wurden vereinigt und mit 50 cm3 Wasser gewaschen. Die ge waschen Äthylacetatphase wurde mit 100 cm3 Wasser gerührt und mit wässriger 0,5n Kalilauge auf pH 5,5 eingestellt. Der erhaltene wässrige Extrakt wurde abgetrennt und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde mit wässrigem Aceton verrieben, die feste Masse wurde abfiltriert und im Vakuum getrock seit. Die Ausbeute betrug 900 mg 7-a-Phenoxy-n-butyr- amidocephalosporansäure in Form des Kaliumsalzes. Der pK'a-Wert der Säure betrug 4,90.
Das UV-Maximum lag bei 262 m, b (e = 8525).
Bei der chemischen Analyse entsprach 1 mg Produkt 1140 Einheiten Penicillin G. Die antibiotische Wirksamkeit entsprach 73 Einheiten Pencillin G pro mg. Das Produkt zeigte gegenüber resistenten Staphyiococcen sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von menschlichem Blutserum sowie gegenüber Staphylococcus albus, Bacillus subtilis und Sarcina lutea eine gute Wirksamkeit. Der orale ED50-Wert gegenüber hämolytischen Streptococcen bei der Maus betrug 31,5 mg/kg.
Beispiel 4 1-α-Phenoxy-n-butyrylamido-Derivat der 7-Aminocephalosporansäure
Ein Gemisch von 10 cm3 Dioxan, 5 cm3 Aceton, 0,7 cm3 Triäthylamin und 900 mg l-a-Phenoxy-n-butter- säure wurde auf 50 C abgekühlt und unter Rühren innerhalb von 5 Minuten mit einer Lösung von 680 mg Chlorameisensäureisobutylester in 5 cm3 Dioxan versetzt. Es wurde weitere 30 Minuten gerührt, wonach eine Lösung von 1,36 g 7-Aminocephalosporansäure und 0,8 cm3 Triäthylamin in 5 cm3 Wasser zugegeben wurde.
Das erhaltene Umsetzungsgemisch wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Es wurde sodann mit 100 cm8 Wasser verdünnt, mit 50 cm3 Äthyläther gewaschen, mit 100 cm3 Äthyacetat überschichtet und mit in Salzsäure auf pH 2,0 angesäuert. Die Schichten wurden getrennt. Die Äthlacetatschicht wurde mit 25 cm3 Wasser gewaschen und bei pH 6,5 mit 70 cm3 Wasser extrahiert, wobei zur pH-Einstellung wässrige In Kalilauge verwendet wurde. Der wässrige Extrakt wurde im Vakuum vom Wasser befreit Das erhaltene Rohprodukt, das 1,2 g wog, wurde aus einem Gemisch von Methylalkohol und Isopropylalkohol umkristallisiert, wobei 800 mg des 1-α-Phenoxy-n-butyrylamino-Derivats der 7-Aminocephalosporansäure in Form des kristallinen Kaliumsalzes gewonnen wurden.
Der pK'a-Wert der Säure betrug 4,60. Das UV-Maximum des Produkts lag bei 262 m (# = 8450).
Beispiel 5 d-α-Phenopxy-n-butyrylamido-Derivat der
7-Aminocephalosporansäure
Nach dem Verfahren des vorangehenden Beispiels wurde aus der entsprechenden rechtsdrehenden Säure das d-aPhanoxy -butyryl amidoderivat der 7-Aminocephalosporansäure hergestellt. Das umkristallisierte Produkt wog 320 mg und zeigte ein UV-Maximum bei 263 mu (e = 8500). Der pK'a-Wert der Säure betrug 5,05.
Beispiel 6 7-a-p-Nitrophenoxy-n-butyrylamidocephalo- sporansäure
In 50 cm3 Wasser wurde 1 g 7-Aminooephalosporan- säure suspendiert, worauf 1,0 g Natriumbicarbonat zugegeben wurde. Nach Erzielung einer Lösung wurden 50 cm3 Aceton zugegeben, und die Lösung wurde gerührt und in einem Eisbad gekühlt. Zu der kalten Lösung wurde innerhalb von 1 Stunde bei 50 C eine Lösung von 960 mg a-p-Nitrophenoxy-n-butyrylchi orid in 15 cm3 Aceton gegeben. Das Aceton wurde im Vakuum abgezogen. Zu der zurückbleibenden wässrigen Lösung wurden 75 cm3 Äthylacetat gegeben, und das Gemisch wurde mit in Salzsäure auf pH 2 angesäuert.
Die Schichten wurden getrennt, und die Äthylacetatschicht wurde bei pH 5,5 mit 75 cm3 Wasser extrahiert, wobei zur pH-Einstellung wässrige in Kalilauge verwendet wurde. Der wässrige e Extrakt wurde abgetrennt und im Vakuum bis zu einer halbfesten Masse eingedampft.
Diese Masse wurde in Aceton gelöst, das Lösungsmittel abgezogen, in heissem Methanol gelöst, mit Isopropylalkohol bis zur Trübung verdünnt und die Lösungsmittel wiederum abgezogen, wobei eine feste Masse zurückblieb. Das erhaltene Produkt wog 1,34 g. Der pK'a-Wert der Säure betrug 4,88.
Die Verbindung hatte eine antibiotische Wirksamkeit entsprechend 56 Einheiten Penicillin G pro mg und zeigte eine gute antibiotische Wirksamkeit gegenüber resistenten Staphylococcen, sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von menschlichem Blutserum. Es zeigte ausserdem eine gute Wirksamkeit gegenüber Staphylococcus albus, Bacillus subtilis und Sarcina lutea.
Beispiel 7 7-a-Phenoxyisobutyramidocephalosporansäure
Zu einer Lösung von 1,0 g 7-Aminocephalosporansäure und 680 mg Natriumbicarbonat in 50 cm3 Wasser und 30 cm3 Aceton wurde tropfenweise unter Rühren bei Eisbadtemperatur eine Lösung von 730 mg a-Phen oxyisobutyrylchlorid in 20 cm3 Aceton gegeben. Der pH-Wert des Umsetzungsgemischs wurde ununterbrochen überwacht und bei PH 7 bis 8 gehalten. Das Umsetzungsgemisch wurde nach beendeter Zugabe des Säurechlorids noch eine weitere Stunde bei 0 bis 50 C gerührt. Das Aceton wurde im Vakuum von dem Umsetzungsgemisch abgezogen, der Rückstand mit etwa
100 cm3 Äthylacetat überschichtet und mit verdünnter Salzsäure auf pH 2 eingestellt.
Die Äthylacetatschicht wurde abgetrennt, mit etwa 100 g Eis versetzt und das Gemisch mit verdünnter wässriger Kalilauge auf pH 5,5 eingestellt. Die wässrige Phase wurde abgetrennt und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde in Aceton gelöst und die Lösung filtriert und mit Äthyl äther verdiinnt. Der erhaltene Niederschlag von 7 phenoxyisobutyramidocephalosporansaurem Kalium wurde abfiltriert, mit Aceton gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute betrug 625 mg. Bei der chemischein Analyse entsprach 1 mg Produkt 1150 Einheiten Penicillin G. Der pK'a-Wert der Säure betrug 4,90; und das UV-Maximum lag bei 262 m, u (e = 7800).
Beispiel 8
7-a-Phenoxyisovaleramidocephalosporansäure
Nach dem Verfahren und den Bedingungen von Beispiel 6 wurde 1,0 g 7-Aminocephalosporansäure mit 787 mg a-Phenoxyisovalerylchlorid acyliert. Das bei Eindampfen des wässrigen Extrakts erhaltene halbfeste Produkt wurde durch Behandlung mit Methylalkohol und Isopropylalkohol fest erhalten. Die Ausbeute betrug 840 mg 7-a-Phenoxyisovaleramidocephalosporansäure in Form des Kaliumsalzes. Der pK'a-Wert der Säure betrug 5,0. Das UV-Maximum des Produkts lag bei 264 met (e = 8550).
Bei der chemischen Analyse entsprach 1 mg Produkt 1014 Einheiten Penicillin G. Das Produkt zeigte sowohl in Anwesenheit als auch in Abwesenheit von menschlichem Blutserum eine gute antibiotische Wirksamkeit gegenüber resistenten Staphylococcen. Gegenüber Staphy- lococcus albus, Bacillus subtilis und Sarcina lutea war es ebenfalls gut wirksam. Der orale ED50-Wert gegenüber hämolytischen Streptococcen betrug bei der Maus 31,5 mg/kg.
Process for the preparation of a cephalosporin antibiotic compound
The invention relates to a process for the preparation of an antibiotic cephalosporin compound of the general formula
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and the pharmaceutically acceptable salts thereof.
In the formula, R1 alone denotes a hydroxyl group, a C1 to C8 acyloxy group or a tertiary amino group; R2 denotes a hydroxyl group if Rl is a hydroxyl group or a C1 to Cs acyloxy group, or - if R 'is a tertiary amino group - the radical -; or R1 and R2 together represent -0-; R3 is a straight-chain C2- to C4-alkyl group or a branched-chain C5- to C4-alkylene group and R4 is a phenyl radical or one with at least one substituent selected from halogen, nitro, trifluoromethyl, C1- to C4-alkyl and C1- to CAalkoxy substituents, a substituted phenyl radical.
The process according to the invention is characterized in that a corresponding compound with the bicyclic ring structure of cephalosporin C, which has an amino group in the 7-position, is acylated in water or an organic solvent with an acylating agent which has at least one functional radical of the general formula
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having.
One can proceed in such a way that the product obtained is heated with acidified water in order to prepare the corresponding phenoxyalkylenyl analogue of the nucleus of cephalosporin-Ce compounds, or the product obtained in solution with an excess of a tertiary amine corresponding to the radical Am +, am Reflux boils to the corresponding phenoxyalkylenyl analog of the core of cephalosporin; To produce C4 compounds, or the product obtained is treated in a buffered aqueous medium with citrus fruit acetylesterase in order to produce the corresponding phenoxyalkylenyl analogue of the core of desacetylcephalosporin C compounds.
R1 can be an acetoxy, propionoxy, butyrexy or capryloxy radical and the like or an N-pyridyl, N pyrimidyl, trimethylamino, triethylamino, tributylamino or similar tertiary amino radical, such as that obtained by the reaction of cephalosporin C with Nicotine, nicotinic acid, isonicotinic acid, nicotinamide, 2-aminopyridine, 2-amino-6-methylpyridine, 2,4,6-trimethylpyridine, 2-hydroxymethylpyridine, sulfapyridine, 3-hydroxypyridine, pyridine-2,3-dicarboxylic acid, quinoline, sulfadiazine , Sulfathiazole, picolinic acid and the like is formed.
R can be straight chain alkylene of 2 to 4 carbon atoms or branched chain alkylene of 3 to 4 carbon atoms, and R4 can be linked to any of the carbon atoms that have a replaceable hydrogen atom. Thus, R1 can have the carbon structure of the 2ithyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl or tert-butyl group, with R4 replacing a hydrogen atom of these groups.
R4 can be a phenyl or a substituted phenyl radical which, in the o- or p-position, contains one or more chlorine, bromine, fluorine, iodine, nitro, trifluoromethyl, C1 to C4 alkyl or Has C1 to C2 alkoxy substituents.
The novel compounds of the invention are related to cephalosporin C in that they have the 5,6-dihydro-2H-1,3-thiazine ring with a condensed seventh B-lactam ring in the 2,3-position, which is characteristic of cephalosporin C is. In contrast to cephalosporin C, which contains the 5'-amino N'-adipamyl group in the 7-position, the compounds of the present invention are, however, characterized in that they have a phenoxyalkylenyl-acylamido group in the 7-position.
In addition, the compounds according to the invention, in contrast to cephalosporin C, which has a relatively low antibacterial activity, are highly effective antibacterial agents which are able to inhibit the growth of numerous types of microorganisms in a wide variety of environments.
As can be seen from the above formulas, a variety of related compounds that have the bicyclic ring structure of cephalosporin C fall! with respect to the substituents vary within the scope of the invention. Among these compounds are those which have the cores of the compounds of the cephalosporin type, that is to say cores of cephalosporin Cc, desacetylcephalosporin C and cephalosporin CA, which have the following formulas:
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where Am is a tertiary amino radical, examples of which have been given above. From the above formulas it can be seen that the core of cephalosporin Ce contains a condensed lactone ring, while the core of cephalosporin CA forms an inner salt or a zwitterion.
As with the penicillins, with which the compounds of the invention are related to some extent, numerous salts, esters, amides and the like, derivatives can be prepared by combining with non-toxic pharmaceutically acceptable cations, anions, alcohol residues, ammonia and amines. These derivatives are to be regarded as full equivalents of the compounds described and are therefore also within the scope of the invention.
Examples are some types of cationic salts that can be prepared from the compounds that contain the cephalosporin C nucleus: water-soluble salts such as the sodium, potassium, lithium, ammonium and substituted ammonium salts, as well as less water-soluble salts Salts such as the calcium, barium, procaine, quinine and dibenzylethylenediamine salts. The few compounds that contain the cephalosporin CA core do not form cationic, but anionic salts, that is, addition salts with strong acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, phosphoric acid, sulfuric acid and similar acids.
The following list, in conjunction with the examples which follow below, explains the types of compounds which are obtainable according to the invention: 7-α-o-bromophenoxypropionamidocephalosporanic acid
7-ss-fluorophenoxy-n-butyramidocephao sporanic acid 7 - # - o-iodophenoxy-n-butyramidocephalosporanic acid
7-ss-p-nitrophenoxy-n-valeramidocephalo sporanic acid 7 - # - m-trifluoromethylphenoxy-n-valeramido-cephalosporanic acid 7 - # - o-toluyloxy-n-valeramidocephalosporanic acid
7-ss-m-ethylphenoxyisobutyramidocephalo sporapsic acid
7-ss-p-n-propylphenoxyisosovaleramidocephalo sporanic acid 7 - # - o-isopropylphenoxyisovaleramidocephalo sporanic acid 7 - # - m-n-butylphenoxy-?
-methyl-n-butyramido- cephalosporanic acid 7-ss-phenoxy-a-methyl-nbutyramidocephalo sporanic acid 7-6-phenoxy-a-methyl-n-butyramidocephalo sporanic acid 7-ss-phenoxy-a, a-dmiethylpropionamidocephalo ss- sporanic acid 7- p-tert-Butylphenoxy-a, a-dimethylpropion amidocephalosporanic acid
7-ss-p-methoxyphenoxypropionamidocephalo sporanic acid
7-ss-m-Äthoxyphenoxypropionamidocephalo sporansäure and the like, as well as the corresponding cephalosporin-CA- and cephalosporin-Ce-analogues.
Cephalosporin C can be produced by culturing a cephalosporin C producing organism in a suitable nutrient medium as described in British Patent No. 810196.
Cephalosporin C is easily converted to cephalosporin CG by heating with water under acidic conditions, as described in Belgian patent specification number 593 777. As a result, the acetyl group located on the methyl group in the 5-position of the thiazine ring is removed, and lactonization occurs spontaneously to form the condensed lactone ring.
Gephalosporin C is also easily converted into compounds of the cephalosporin CA type, e.g. B. by boiling in aqueous solution with an excess of pyridine, as described in Belgian patent number 593,777. The reaction is generally applicable to tertiary amines, numerous examples of which are given above, the corresponding derivatives of cephalosporin-C. A-type arise in which the tertiary amino group is connected to the methyl group in the 5-position of the thiazine ring and forms an inner salt with the carboxyl group in the 4-position.
Desacetylcephalosporin C can be conveniently produced by treating cephalosporin C with citrus fruit acetylesterase in aqueous phosphate buffer at pH 6.5 to 7 over a period of several hours, as described by Jansen, Jang and Mac Donnell in Archiv. Biochem. 194748, 1516.
The corresponding core can easily be obtained from the various cephalosporin C compounds obtainable in this way if the 5'-amino N'-adipamyl side chain between the amide nitrogen and the carbonyl group of the amide group is cleaved. Thus, the 7-aminocephalosporanic acid can be prepared by the process described in Belgian patent specification No. 593 777 by digesting cephalosporin C for a long time with a mineral acid in the absence of light.
The compounds according to the invention are prepared by acylation of the corresponding cephalosporin C core, be it the core of cephalosporin C itself, or of cephalosporin Ce, of cephalosporin CA or another variant. Alternatively, the compounds of the Cephalosporin Ce, Cephalosporin CA and Desacetylcephalosporin C type can also be obtained by applying the conversion procedures of Belgian Patent No. 593 777 and by Jansen and coworkers to the corresponding 7-acylamino cephalosporanic acids in order to this way to get the connections with the appropriate cores.
For the acylation of the 7-amino group of the cephalosporin-Kerrte-as indicated above-the usual acylation procedures as well as any of the various types of known acylating agents can be used which have a composition which corresponds to the desired side chain.
A convenient acylating agent is the corresponding phenoxyalkylenylacyl chloride or bromide. The acylation is carried out in water or a suitable organic solvent, preferably under practically neutral conditions and preferably at reduced temperature, that is above the freezing point of the reaction mixture, but below about 20.0 C. In a typical process, the 7-aminocephalosporanic acid or one their named derivatives together with a sufficient amount of sodium bicarbonate or another suitable alkaline compound to accelerate the dissolution in aqueous 50 vol.
Dissolved% acetone, the concentration of 7-aminocephalosporanic acid being about 1 to 4% by weight. The solution is cooled to about 0 to 50 ° C. and a solution of the acylating agent in about 20% excess is added with stirring and cooling. If the pH value of the mixture does not remain constant, it can be kept in the neutral range by introducing carbon dioxide. After the addition of the acylating agent has ended, the reaction mixture is stirred further and allowed to warm to room temperature.
The reaction product is then acidified to about pH 2 and extracted with an organic solvent such as ethyl acetate. The ethyl acetate extract is adjusted to about pH 5.5 with a base containing the desired cation of the end product and extracted with water. The aqueous solution is separated off and evaporated to dryness. The residue is taken up in the smallest possible amount of water and the desired product is precipitated by adding a large excess of acetone and optionally ether. The crystalline product obtained is filtered off, washed with acetone and dried.
The acylation can also be carried out with the corresponding phenoxyalkylenecarboxylic acid using an equimolar amount of a carbodiimide, such as N, N'-diisopropylcarbodiimide,
N, N'-dicyclohexylcarbodiimide,
N, N'-bis (p-dimethylaminophenyl) carbodiimide,
N-ethyl-N '- (4 "-ethylmorpholinyl) -carbodiimide or the like, in which case the acylation proceeds at normal temperature.
Optionally, the phenoxyalkylenyl carboxylic acid can be converted into the corresponding acid hydride, the azide or an activated ester, each of these derivatives being able to be used to achieve the desired acylation. Further known means do not need to be listed here.
In many cases the acylating agent can contain one or more asymmetric carbon atoms and therefore exist in optically active forms. In the usual chemical synthesis these compounds are usually obtained in the form of the racemate, that is to say an equimolar mixture of the optical antipodes which shows no optical rotation.
If the separate optical isomers are desired, the acylating agent can be cleaved in a conventional manner, e.g. B. by reacting the free acid with cinchonine, strychnine, brucine and the like, fractional crystallization of the diastereoisomeric salts and separate acidification of the solid phase and the liquid phase in order to release the optical antipodes. The free acids obtained in this way can be used as such for the acylation, preferably in conjunction with a carbodiimide, or can be converted into the corresponding acid halide or a mixed anhydride by conventional methods, with extreme conditions having to be avoided, of course no racemization occurs.
Many of the acylating agents used in the present invention have been described in the literature, along with methods for making them, and a number of them are commercially available. All of the compounds are easily made by well known methods.
The invention is further illustrated by the following working examples, which, however, should not be construed as limiting the scope of the invention. The chemical analyzes given in the examples are carried out according to the method of Ford, Analytical Chemistry, 19, 1004 (1947), which is based on the quantitative determination of the β-lactam ring of the cepbalosporin molecule by reaction with hydroxylamine.
The antibiotic activities were tested on Staphylococcus aureus 209 P using a suitable modification of the paper disk plate method by Higgens et al., Antibiotics & Chemotherapy 3, 50-54 (Jan 1953) and Loo et al., Journal of Bacteriology 50, 701-709 ( 1945), determined.
The pK'a values of the acids were determined by titration in aqueous 66% dimethylformamide.
example 1
7-ss-phenoxypropionamidocephalosporanic acid, potassium salt
1.0 g of 7-aminoceph, alosporanic acid and 800 mg of sodium bicarbonate were dissolved in a mixture of 50 cm3 of water and 40 cm3 of acetone. The solution was stirred in an ice bath and a solution of 645 mg of β-phenoxypropionyl chloride in 10 cm3 of acetone was added dropwise over the course of about 30 minutes, after which the mixture was stirred in the cold for a further 3 hours. The reaction mixture became acetone stripped in vacuo, whereupon 100 cm3 of ethyl acetate were added, followed by 1N hydrochloric acid to adjust the mixture to a pH of 2.
The aqueous phase was separated off, washed with 50 cm3 of ethyl acetate and discarded. The ethyl acetate phases were combined and washed with 50 cm3 of water.
The washed ethyl acetate phase was stirred with 50 cm3 of water and adjusted to pH 6.5 with aqueous 0.5N potassium hydroxide solution. The aqueous extract obtained was separated off and evaporated almost to dryness in vacuo. The residue was triturated with isopropyl alcohol and the resulting slurry filtered.
The solid mass was allowed to crystallize from a mixture of methyl and isopropyl alcohol, 620 mg of purified 7-ß-phenoxypropionamidocephalosporanic acid being obtained in the form of the potassium salt. The pK'a of the acid was 4.90. The UV spectrum showed a maximum at 262 m (# = 9350) and a shoulder at 215 m. In the chemical analysis, 1 mg of product corresponded to 890: units of penicillin G. The antibiotic activity corresponded to 385 units of penicillin G per mg. The product was effective against resistant staphylococci both in the presence and in the absence of human blood serum.
It was also effective against Staphylococcus albus, Bacillus subtilis and Sarcina lutea.
Example 2
7-ss-phenoxypropionamidocephalosporanic acid,
Sodium salt
5.4 g of 7-ss-phenoxypropioamidocephalosporanic acid potassium were dissolved in 50 cm3 of water. The solution was covered with a layer of ethyl acetate and the mixture was stirred and acidified to pH 2.0 with hydrochloric acid. The layers were separated and the ethyl acetate layer was extracted with dilute aqueous sodium hydroxide solution until the pH of the aqueous phase was 6. The aqueous extract was evaporated in vacuo and the crystalline mass obtained was separated off.
The solid mass was recrystallized from ethanol containing a small amount of methanol. 3.7 g of 7-ß-phenoxypropionamidocephalosporanic acid were obtained in the form of the sodium salt. The antibiotic effectiveness corresponded to 372 units of penicillin G per mg.
Example 3 7-a-Phenoxy-n-butyramidocephalosp oranoic acid
1.0 g of 7-aminocephalosporanic acid and 1 g of sodium bicarbonate were dissolved in a mixture of 50 cm8 of water and 40 cm3 of acetone. The solution was stirred in an ice bath and 695 mg of a-phenoxy-n-butyryl chloride dissolved in 10: cm3 acetone was added, within about 30 minutes, after which the mixture was stirred in the cold for a further 2 to 3 hours has been. The acetone was removed from the reaction mixture in vacuo, 100 cc of ethyl acetate was added, followed by 1N hydrochloric acid to adjust the pH of the mixture to 2.
The aqueous phase was separated off, washed with 50 cm3 of ethyl acetate and discarded. The ethyl acetate layers were combined and washed with 50 cm3 of water. The washed ethyl acetate phase was stirred with 100 cm3 of water and adjusted to pH 5.5 with aqueous 0.5N potassium hydroxide solution. The aqueous extract obtained was separated off and evaporated to dryness in vacuo. The residue was triturated with aqueous acetone, the solid mass was filtered off and dried in vacuo. The yield was 900 mg of 7-a-phenoxy-n-butyramidocephalosporanic acid in the form of the potassium salt. The pK'a of the acid was 4.90.
The UV maximum was at 262 m, b (e = 8525).
In the chemical analysis, 1 mg of product corresponded to 1140 units of penicillin G. The antibiotic activity corresponded to 73 units of pencillin G per mg. The product showed good activity against resistant staphyiococci both in the presence and in the absence of human blood serum and against Staphylococcus albus, Bacillus subtilis and Sarcina lutea. The oral ED50 for hemolytic streptococci in the mouse was 31.5 mg / kg.
Example 4 1-α-phenoxy-n-butyrylamido derivative of 7-aminocephalosporanic acid
A mixture of 10 cm3 of dioxane, 5 cm3 of acetone, 0.7 cm3 of triethylamine and 900 mg of la-phenoxy-n-butyric acid was cooled to 50 ° C. and with stirring within 5 minutes with a solution of 680 mg of isobutyl chloroformate in 5 cm3 Dioxane added. The mixture was stirred for a further 30 minutes, after which a solution of 1.36 g of 7-aminocephalosporanic acid and 0.8 cm3 of triethylamine in 5 cm3 of water was added.
The obtained reaction mixture was allowed to stand at room temperature for 2 hours. It was then diluted with 100 cm8 of water, washed with 50 cm3 of ethyl ether, covered with 100 cm3 of ethyl acetate and acidified to pH 2.0 with hydrochloric acid. The layers were separated. The ethyl acetate layer was washed with 25 cm 3 of water and extracted with 70 cm 3 of water at pH 6.5, using aqueous potassium hydroxide solution for pH adjustment. The aqueous extract was freed from water in vacuo. The crude product obtained, which weighed 1.2 g, was recrystallized from a mixture of methyl alcohol and isopropyl alcohol, yielding 800 mg of the 1-α-phenoxy-n-butyrylamino derivative of 7-aminocephalosporanic acid were obtained in the form of the crystalline potassium salt.
The pK'a of the acid was 4.60. The UV maximum of the product was 262 m (# = 8450).
Example 5 d-α-phenopxy-n-butyrylamido derivative of
7-aminocephalosporanic acid
The d-aPhanoxy-butyryl amido derivative of 7-aminocephalosporanic acid was prepared from the corresponding dextrorotatory acid by following the procedure of the preceding example. The recrystallized product weighed 320 mg and showed a UV maximum at 263 mu (e = 8500). The pK'a of the acid was 5.05.
Example 6 7-a-p-Nitrophenoxy-n-butyrylamidocephalosporanic acid
1 g of 7-aminooephalosporanic acid was suspended in 50 cm3 of water, whereupon 1.0 g of sodium bicarbonate was added. When a solution was obtained, 50 cc of acetone was added and the solution was stirred and cooled in an ice bath. A solution of 960 mg of a-p-nitrophenoxy-n-butyrylchloride in 15 cm3 of acetone was added to the cold solution at 50 ° C. over the course of 1 hour. The acetone was removed in vacuo. To the remaining aqueous solution, 75 cm 3 of ethyl acetate were added, and the mixture was acidified to pH 2 with hydrochloric acid.
The layers were separated and the ethyl acetate layer was extracted with 75 cm3 of water at pH 5.5 using aqueous potassium hydroxide solution for pH adjustment. The aqueous extract was separated off and evaporated to a semi-solid mass in vacuo.
This mass was dissolved in acetone, the solvent was drawn off, dissolved in hot methanol, diluted with isopropyl alcohol until cloudy and the solvents again drawn off, a solid mass remaining. The product obtained weighed 1.34 g. The pK'a of the acid was 4.88.
The compound had an antibiotic activity equivalent to 56 units of penicillin G per mg and showed good antibiotic activity against resistant staphylococci, both in the presence and in the absence of human blood serum. It also showed good activity against Staphylococcus albus, Bacillus subtilis and Sarcina lutea.
Example 7 7-α-Phenoxyisobutyramidocephalosporanic acid
To a solution of 1.0 g of 7-aminocephalosporanic acid and 680 mg of sodium bicarbonate in 50 cm3 of water and 30 cm3 of acetone, a solution of 730 mg of a-phenoxyisobutyryl chloride in 20 cm3 of acetone was added dropwise with stirring at an ice bath temperature. The pH of the reaction mixture was monitored continuously and maintained at pH 7-8. After the addition of the acid chloride had ended, the reaction mixture was stirred at 0 to 50 ° C. for a further hour. The acetone was removed from the reaction mixture in vacuo, the residue with about
100 cm3 of ethyl acetate covered and adjusted to pH 2 with dilute hydrochloric acid.
The ethyl acetate layer was separated off, about 100 g of ice were added and the mixture was adjusted to pH 5.5 with dilute aqueous potassium hydroxide solution. The aqueous phase was separated off and evaporated to dryness in vacuo. The residue was dissolved in acetone and the solution filtered and diluted with ethyl ether. The resulting precipitate of potassium phenoxyisobutyramidocephalosporan was filtered off, washed with acetone and dried. The yield was 625 mg. On chemical analysis, 1 mg of product corresponded to 1150 units of penicillin G. The pK'a of the acid was 4.90; and the UV maximum was at 262 m, u (e = 7800).
Example 8
7-α-phenoxyisovaleramidocephalosporanic acid
Following the procedure and conditions of Example 6, 1.0 g of 7-aminocephalosporanic acid was acylated with 787 mg of α-phenoxyisovaleryl chloride. The semi-solid product obtained upon evaporation of the aqueous extract was obtained in solid form by treatment with methyl alcohol and isopropyl alcohol. The yield was 840 mg of 7-α-phenoxyisovaleramidocephalosporanic acid in the form of the potassium salt. The pK'a of the acid was 5.0. The UV maximum of the product was 264 met (e = 8550).
In the chemical analysis, 1 mg of product corresponded to 1014 units of penicillin G. The product showed good antibiotic activity against resistant staphylococci both in the presence and in the absence of human blood serum. It was also effective against Staphylococcus albus, Bacillus subtilis and Sarcina lutea. The oral ED50 for hemolytic streptococci in the mouse was 31.5 mg / kg.