Verfahren zur Herstellung von Aminoformylverbindungen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Methodikverfahren zur Herstellung von 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl- isocephalosporansäureverbindungen, das zur Darstellung von wertvollen Zwischenprodukten und insbesondere bei der erstmaligen synthetischen Herstellung der 7-Aminocephalosporansäure und ihrer Derivate Anwendung fand und zu dieser eigenartigen Synthese besonders geeignet ist.
7-Amino-oephalosporansäure kommt folgende Formel zu:
EMI1.1
Derivate sind in erster Linie N-Acylverbindungen, worin Acylreste insbesondere diejenigen von wirksam men N-Acylderivaten der 7-Amino-cephalosporansäure, wie der Thienylacetl-, z. B. SThienylacetyl-, Cyanacetyl-, Chloräthylcarbamyl- oder Phenylacetylrest, oder leicht abspaltbare Acylreste, wie der Rest eines Halbesters der Kohlensäure, z. B. der tert.-Butyloxycarbonylrest, bedeuten.
Die Synthese dieser für die Herstellung wertvoller Arzneimittel wichtigen Verbindung und ihrer Derivate beruht auf der Idee, von einer 3,5-unsubstituierten 2,2disubstituierten Thiazolidin-4-carbonsäure, z. B. einer Verbindung der Formel I
EMI1.2
auszugehen und die neuartige Synthese beispielsweise gemäss folgendem Formelschema durchzuführen:
EMI2.1
Die Verbindung IX wird wie gefolgt in die erwünschte 7-Amino-cephalosporansäure undderen Derivate übergeführt:
EMI3.1
Die aEa;Zwievdreapcra verwet:tdet. Verbindung der Formel.
X: wird wie folgt hergestellt:
EMI4.1
Zu den oben erwähnten, als Zwischenprodukte wertvollen Aminoformylverbindungen der Formel
EMI4.2
worin Ro ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe darstellt und R, für den Rest eines Alkohols. steht, gelangt man überraschenderweise, indem man eine Verbindung der Formel
EMI4.3
worin Ac eine Acylgruppe darstellt, mit einem sauren Mittel unter Aufspaltung des 5-gliedrigen und Bildung eines neuen 6-gliedrigen Schwefel-Stickstoff-Ringes behandelt.
Wenn erwünscht, kann in einer erhaltenen Verbindung ein Substituent m einen anderen übergeführt, und, wenn erwünscht, ein erhaltenes Isoinerengemisch in die einzelnen Isomeren getrennt werden.
Ester des Ausgangsmaterials, welches auch in Form eines Tautomeren vorliegen kann, sind Ester mit einem Alkohol, wie einem aliphatischen, cycloaliphati- schen oder araliphatischen Alkohol. Diese Ester sind in erster Linie Alkyl-, wie Niederalkyl-, z. B.
Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl- oder Isobutylester, Cycloalkyl-, wie Cyclohexylester, oder Pheiiy1-nederalkyl-, wie Benzyl-, a- oder ss-Phenyläthyl- oder Diphenylmethylester.
Die Alkoholreste dieser Ester sind unsubstituiert, können aber auch z.B. durch Niederalkyl-, wie Methyl-, Äthyl- oder Isopropylgruppen, oder Niederaikoxy-, wie Methoxy- oder Äthoxygruppen, oder insbesondere Halogen-, wie Fluor-, Chlor- oder Bromatome, substituiert sein; besonders bevorzugt als substituierte Alkoholreste sind Halogen-niederalkyl-, z. B. 2,2,2-Trichloräthylgruppen.
Substituenten in 4-Stellung des Ausgangsmaterials sind Kohlenwasserstoff-, insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie Niederalkyl-, z. 3. Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl- oder vorzugsweise Methylgruppen, sowie aromatische, insbesondere Phenylgruppen, oder araliphatische Kohlenwasserstoffreste, insbesondere Phenylalkyl-, z. B. Benzyl- oder Phenyläthylgruppen, sowie funktionell abgewandelte, z. B. veresterte Carboxylgruppen, wie Carboniederalkoxy-, z. B. Carbomethoxy- oder Carbäthoxygruppen. Die zwei Substituenten können auch zusammengenommen werden und für einen bivalenten Kohlenwasserstoff insbesondere aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, wie eine Niederalkylen-, z. 3. 1,4-Butylen- oder 1,5-Pentylengruppe, sowie eine Phthaloylgruppe, oder für eine Oxo- oder Thionogruppe stehen.
Die obgenannten Kohlenwasser stoffreste sind unsubstituiert oder können z. B. durch Niederalkyl-, wie Methyl- oder Äthyigruppen, Niederalkoxy-, wie Methoxy- oder Athoxygruppen, Halogen-, wie Fluor-, Chlor- oder Bromatome, Halogenalkyl-, wie Trifluormethylgruppen oder andere geeignete Gruppen substituiert sein.
Verfahrensgemäss verwendete saure Mittel, welche die Spaltung des 5-gliedrigen und Bildung eines neuen ögliedrigen Sehwefeltickstoff-Rings bewirken, sind anorganische oder starke organische, sauerstoffhaltige Säuren sowie aprotische Lewissäuren vom Bortrifluorid-Typ und deren Komplexe. Anorganische sauerstoffhaltige Säuren sind z. B. Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Perchlorsäure, während starke organische sauerstoffhaltige Säuren starke organische Carbonsäuren, z. B. substituierte Niederalkancarbonsäuren, z. B.
Halogen-niederalkancarbons äuren, wie Chloressigsäure, Trichloressigsäure und vor allem Trifluoressigsäure, oder starke organische Sulfonsäuren, wie p Toluolsulfonsäua.e oder p-Brombenzolsallfonsäure, sind. Aprotische Lewissäuren des Bortrifluorid-Typs sind z. B. das Bortrifluorid selber sowie seine Komplexe, z. B. mit Äther, d. h. Bortrifluoidätherat, oder mit Fluorwasserstoffsäure, d. h. Fluorborwasserstoffsäure sowie Zinntetrachlorid. Es können auch geeignete Gemische von Säuren verwendet werden.
Die obige Reaktion wird in Abwesenheit oder Anwesenheit geeigneter Lösungsmittel (wobei gewisse saure Mittel, wie Essigsäure oder Trifluoressigsäure, gleichzeitig als Lösungsmittel dienen können), unter Kühlen, bei Zimmertemperatur oder unter Erwärmen, wenn notwendig, in einer Stickstoffatmosphäre und/ oder in einem geschlossenen Gefäss durchgeführt.
Beim erfindungsgemässen Verfahren kann eine unter sauren Bedingungen abspaltbare Acylgruppe in 3-Stellung, wie die Acylgruppe eines Halbesters der Kohlensäure, z. B. ein tert.-Butyloxycarbonylrest, oder eine unter sauren Bedingungen spaltbare Estergruppe, wie eine Carbo-diphenylmethoxygruppe, unter den Reaktionsbedingungen ebenfalls abgespalten bzw. in die freie Carboxylgruppe übergeführt werden.
In erhaltenen Verbindungen können Substituenten in verschiedenartiger Weise, z. T. nach an sich bekannten Methoden in andere übergeführt werden.. So kann in erhaltenen Verbindungen mit freier Aminogruppe letztere nach an sich bekannten Methoden substituiert, z. B. durch Behandeln mit Säuren oder Säurederivaten von Carbon- oder Sulfonsäuren, wie Halogeniden, z. B.
Chloriden oder Anhydriden (worunter auch die inneren Anhydride von Carbonsäuren, d. h. Ketene, oder von Carbamin- oder Thiocarbaminsäuren, d. h. Isocyanate oder Isothiocyanate, zu verstehen sind), oder aktivierten Estern acyliert werden. Dabei werden, wenn notwendig, geeignete Kondensationsmittel, wie Carbodiimide, z. B. Dicyclohexylcarbodiimid, verwendet
Ferner lässt sich eine mit einem 2,2,2-Trihalogen äthanol, besonders 2,2,2-Trichloräthanol, veresterte Carboxygruppe in eigenartiger Weise mittels reduzierender Mittel in die freie Carboxylgruppe überführen.
Geeignete Mittel sind chemische Reduktionsmittel, wie naseierender Wasserstoff, erhalten z. B. durch die Einwirkung von Metallen, Metallegierungen oder -amalgamen auf wasserstoffabgebende Mittel, wie Zink, Zinklegierungen, z. B. Zinkkupfer, oder Zinkamalgam in Gegenwart von Säuren, wie organischen Carbonsäuren, z. B. Essigsäure, oder Alkoholen, wie Niederalkanolen, Alkalimetall-, z. B. Natrium- oder Kaliumamalgam oder Aluminiumamalgam,- in Gegenwart von feuchtem Äther oder von Niederalkanolen, ferner Alkalimetallen, z. B. Lithium, Natrium oder Kalium oder Erdalkalimetallen, z. B. Calcium, in flüssigem Ammoniak, gege benenfalls unter Zugabe von Alkoholen, wie eines Niederalkanols.
Ferner kann ein 2,2,2-Trihalogenäthyl-, insbesondere ein 2,2,2-Trichloräthylester durch Behandeln mit reduzierenden Metallsalzen, wie Chrom-IIverbindungen, z. B. Chrom-II-chlorid oder Chrom-IIacetat, vorzugsweise in Gegenwart von wässrigen Medien, enthaltend mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, wie Niederalkanole, Niederalkancarbonsäuren oder Ather, z. B.
Methanol, Äthanol, Essigsäure, Tetrahydrofuran, Dioxan, Athylenglykol-dimethyläther oder Diäthylenglykol-dimethyläther, in die freie Säure übergeführt werden.
Verbindungen mit freier Carboxygruppe können z. B. in ihre Salze, wie z. B. Alkali- oder Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze, übergeführt werden. Freie Carboxygruppen können nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch Behandeln mit einer Diazoverbindung, wie einem Diazo-niederalkan, z. B. Diazomethan oder Diazoäthan, sowie Phenyldiazomethan oder Diphenyldiazomethan, oder durch Umsetzen mit einer zur Veresterung geeigneten Hydroxyverbindung, wie z. B. einem Alkohol oder einer N-Hydroxy-stickstoffverbindung, z. B. einer Hydroxamsäure, in Gegenwart eines Veresterungsmittels, wie eines Carbodiimids, z. B.
Dicyclohexylcarbodiimid, sowie von Carbonyldiimidazol, oder nach irgend einem anderen bekannten und geeigneten Veresterungsverfahren, wie Reaktion eines Salzes oder Säure mit einem reaktionsfähigen Ester der Hydroxyverbindung, besonders eines Alkohols, mit einer starken anorganischen Säure oder einer starken organischen Sulfonsäure, verestert werden.
Ferner können erhaltene aktivierte Ester, wie z. B.
Ester mit N-Hydroxystickstoffverbindungen, oder mit Halogenameisensäureester gebildete Anhydride, durch Umsetzen mit anderen Hydroxyverbindungen, wie Alkoholen, in Ester übergeführt werden. Je nach Wahl des Veresterungsverfahrens kann dabei gleichzeitig eine der vorhandenen Formylgruppen in einen Enol äther übergeführt werden.
Durch Behandeln mit komplexbildenden Schwermetallsalzen lassen sich die Verfahrensprodukte, falls erwünscht, in Salze, z. B. Kupfer-, Eisen-, Magnesium-, Zink- oder Bleisalze, überführen.
Bei der Behandlung der Verfahrensprodukte mit acylierenden Mitteln, wie Säureanhydriden oder -halogeniden, gegebenenfalls in Anwesenheit von Basen, wie Pyridin, Collidin oder Triäthylamin, erhält man Enolacylate.
Erhaltene Gemische von Isomeren können nach an sich bekannten Methoden, z. B. durch fraktioniertes Kristallisieren, Adsorptionschromatographie (Kolonnen- oder Dünnschichtchromatographie) oder anderen Verfahren in die einzelnen Isomeren getrennt werden; erhaltene Racemate können, z. B. durch Bilden eines Gemisches von diastereoisomeren Salzen mit optisch aktiven salzbildenden Mitteln, Trennen des. Gemisches in die diastereoisomeren Salze und therfiihren der al getrennten Salze in die freien Verbindungen, oder durch fraktioniertes Kristallisieren alls optisch aktiven Lösungsmitteln in die Antipoden getrennt werden.
Das Verfahren umfasst auch diejenigen Ausführungsformen, wonach als Zwischenprodukte anfallende Verbindungen als Ausgangsstoffe verwendet und die restlichen Verfahrensschritte mit diesen durchgeführt werden, oder das Verfahren auf irgendeiner Stufe abgebrochen wird; ferner können Ausgangsstoffe in Form von Derivaten, z. B. von Salzen, verwendet oder während der Reaktion gebildet werden.
Vorzugsweise werden solche Ausgangsstoffe verwendet und die Reaktionsbedingungen so gewählt, dass man zu den eingangs als besonders bevorzugt aufgeführten Verbindungen gelangt.
Die im obigen Verfahren verwendeten Ausgangsstoffe werden nach dem in der Anmeldung G. Nr.
497457 (Case Wo 11) erhaltenen Verfahren hergestellt.
In erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen stellt Ro z. B. einen unsubstituierten oder substituierten aliphatischen oder araliphatischen Kohlenwasserstoffrest, insbesondere einen Niederalkyl; oder Halogen-niederalkyl-, z. B. 2,2,2-Trichloräthylrest sowie einen Phe- nyl-niederalkylrest dar.
Ein Acylrest Ro ist in erster Linie ein solcher, welcher in pharmakologisch wirksamen N-Acylderivaten der 7-Amino-cephalosporansäure vorkommt, wie z.B.
der 2-Thienylacetyl-, Cyanacetyl-, Chloräthylcarbamyl-, Phenylacetylrest oder ein gegebenenfalls geschützte Amino- und/oder Carboxygruppen enthaltender 5-Amino-5-carboxy valerylrest, kann aber auch ein leicht abspaltbarer Acylrest, wie der Rest eines Halbesters der Kohlensäure, z. B. der tert.-Butyloxycarbonylrest, sowie irgendein anderer geeigneter Acylrest, wie ein Benzoyloder ein substituierter Benzoylrest, sein.
Aliphatische und araliphatische Reste Ra sind in erster Linie die oben erwähnten Niederalkyl- oder substituierten Niederalkyl-, besonders Halogen-niederalkyl-, sowie Phenyl-niederalkylgruppen.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen können, wie im Formelschema gezeigt wird, in 7-Ami no-cephalosppransäure und deren Derivate umgewandelt werden; diese Umwandlung kann z. B. nach dem in den Anmeldungen G. Nr. 497 379 (Case Wo 13) und G. Nr. 497 461 (Case Wo 14) beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
Ein Gemisch von 0,675 g 3-tert.-Butyloxycarbonyl-a-diformylmethyl-4,4- dimethyl-2- oxo-azetidino [3 ,2-d]thiazolidin- essigsäure-2,2,2-trichloräthylester Gemisch des A- und B-Isomere.n) und 42 ml frisch destillierter Trifluoressigsäure wird bei Zimmertiempe- ratur während 2 1/2 Stunden gerührt. Das Lösungsmittel wird möglichst vollständig unter vermindertem Druck und bei Zimmertemperatur verdampft. Der Rückstand wird mit 2 ml Wasser während etwa einer Minute und dann mit 10 ml Methylenchlorid verrührt und das organische Gemisch mit gesättigter wässriger Natriumcarbonatlösung und mit weiteren 50 ml Methylenchlorid versetzt.
Die organische Phase wird mit weiteren 10 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung in Wasser, dann mit gesättigter wässriger Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und ohne Erwärmen unter vermindertem Druck verdampft. Man erhält den 7-Amino-3-desacetyIoxymethyl-3-formyl- isocephalosporansäure-2,2,2- trichloräthylester der Formel
EMI6.1
als Isomerengemisch, Infrarot-Absorptionsbanden (in Methylenchlorid) bei 5,6, 6Cd und 6,35,; Ultraviolett-Absorptionsbanden (in Äthanol) Äm5x 292 mm (e = 13600), der ohne weitere Reinigung acyliert wird.
Ausgehend von reinen Isomeren A oder B erhält man das gleiche Gemisch von Isocephalosporansäure- derivaten.
Beispiel 2
Eine Lösung von 0,063 g rohem 7Ain.Jno-3-des acetyloxomethyl-3-formyl- isocephalosporansäure-2,2,2- trichloräthylester oze;rgestellt durch Ringschlus des reinen Isomeren A des 3-tert.-Butyloxycarbonyl-a-diformylmethyl- 4,4imethyl-2-oxo-1-azetidino [3 2-d]thiazolidin- essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters) in 12 ml trockenem Benzol wird mit 4 ml einer Lösung, enthaltend 0,Q0626 g/ml Pyridin in Benzol,
gefolgt von 1,65 ml einer Lösung von 2-Thienyles ig- säurechlorid in Benzol (enthaltend 0,02173 g/ml des Säurechloride) versit. Nach 16 stündigem Rühren wird das Lösungsmittel möglichst vollständig verdampft, der Rückstand mit gesättigter wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung verrührt und mit Methylenchlorid ausgeschüttelt. Der organische Extrakt (etwa 25 ml) wird mit gesättigter wässriger Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird an 4 g säuregewaschenem Silicagel chroma- tographiert; mit 75 ml nes 9: l-6emisches von Benzol und Essigsäureäthylester erhält man das Produkt C, welches dem 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl 7-(2-thienylacetylamino)-isosephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylesters der Formel
EMI7.1
entspricht und welches spontan aus einem Gemisch von Ather und Methylenchlorid in Platten kristallisiert; F. 155-1570; [a]D = +3420 + 110 (c = 0,091 in * rofonn); Infrarotabsowsbanden (in MethylenchloW rid) bei 2,95, 5,675 (breit), 6,025, 6,35 und 6,7,;
; Ultraviolett-Absorptionsbanden (in Äthanol) bei 238m und 290,5mu.
Mit weiteren 40ml des 9:1eneeiees von Benzol und Essigsäureäthylester wird eine weitere Menge des nahezu reinen Produkts C und mit zusätzlichen 20 ml des gleichen Gemisches ein Gemisch des Produkts C und eines Strukturisomeren D eluiert, während man mit 25 ml eines 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester das nahezu reine Strukturisomere D des 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7 (2-thienyl-acetylamino)4socephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylesters erhält;
das Strukturisomere D zeigt Infrarot-Absorptionsbanden (in Methylenchlorid) bei 5,65 (schwächer als beim Produkt , 6 , 6,2 6,2 (nicht vorhanden beim Produkt C) und 6,35,u, Ultraviolett-Absorptionsw banden (in Äthanol) Ama" 239 m,u und 300 my.
Beispiel 3
Eine Lösung von 0,343 g 7-Amino-3-des;acetyloxymethyl-3-formyl- isocephalosporansäure-2,2,2, trichloräthylester (hergestellt durch Ringschluss des Gemisches der Ise- meren A und B des 3-tert.-Butyloxycarbonyl-α-diformylmethyl- 4,4-dimethyl-2-oxo-1-azetidino[3,2-d]thiazolidin- essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters) in 70 ml trockenem Benzol wird unter Rühren mit 0,16ml trockenem Pyridin, gefolgt von 7,7 ml einer Lösung, enthaltend 0,0238 g/ml 2-Thienylessigsäure- chlorid in Benzol, versetzt. Das Reaktionsgemisch wird während 16 Stunden gerührt und das feste Material, zur Hauptsache Pyridinhydrochlorid, abfiltriert.
Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, der Rückstand mit gesättigter wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung verrührt und mit 150 ml Benzol ausgeschüttelt. Nach dem Waschen mit einer gesättigten wässrigen Natriumhydrogencarbonatlösung (zweimal) und einer gesättigten wässrigen Kochsalzlösung wird die organische Phase getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird an 24 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert; mit 450 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert man als nicht-kristallines Produkt den 3-DeZsacelyloxymethyl-3-fonmyl-7- (2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure- 2,2,2-trychloräthylester (Produkt C), mit 150ml des gleichen Gemisches ein Gemisch des Produktes C und des Strukturisomeren D und mit 100 ml des Gemisches in der Hauptsache Isomeres D, während man mit 150 ml eines 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester das nahezu reine Strukturisomere D erhält.
Beispiel 4
Zu 0,5 g 3-Desacetyl-3-formyl-7 (2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester in einem Gemisch von 10 ml Essigsäure und 3 mol Wasser wird 1 g frisch bereitetes feuchtes Chrom-IIacetat zugegeben und das Gemisch in einer Kohlendioxyd-Atmosphäre während 3 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Nach dem Verdünnen mit 100 mol Äther und 80 ml Wasser wird das Gemisch filtriert, die wässrige Phase abgetrennt und mit Äther extrahiert, und die vereinigten ätherischen Lösungen dreimal mit je 60 ml Wasser gewaschen. Aus der getrockneten Atherlösung erhält man nach dem Eindampfen die entsprechende Säure als Rohprodukt.
Beispiel 5
Die nach dem untenstehenden Verfahren erhaltene Lösung des N-2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl-D a-amino-adipinsäure-.dichlorids in Methylenchlorid wird unter Kühlen und Rühren innert 20 Minuten mit 0,065 g 7-Amino-3-desacetyloxymetyl-3-formyl- isocephalosporansäure,2,2,2- trichloräthylester in 2 ml Methylenchlorid und 0,015 ml Pyridin versetzt.
Das Reaktionsgemisch wird während 30 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt und dann mit einem Gemisch von 2 ml Methylenchlorid, 0,014 ml Pyridin und 0,025 ml 2,2,2-Trichloräthanol behandelt Nach 16-stündigem Stehenlassen wird mit Methylenchlorid verdünnt, die organische Lösung mit gesättigter Natri umhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und zur Trockne eingedampft. Das erhaltene Rohprodukt wird an 6 g gereinigtem Silicagel chromatographiert.
Mit 85:15- und 80:20-Gemischen von Benzol und Essigsäureäthylester werden die isomeren 3-Desacyloxymethyl-3-formyl-7- [D-5-(carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5- (2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)-valerylamiDo]- isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
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und 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7 [D-5-(carbo-2,2,2-trichloräthoxy)- 2-(2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)- valerylamino] -isooephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylester der Formel
EMI8.2
getrennt eluiert.
Beide Produkte sind fast farblose Öle und zeigen im Infrarot-Absorptionsspektrum (in Methylenchlorid) Banden bei 2,95, 5,62 , 5,80 , 6,00,u, 6,37 und 6,70,. Mit einem 60:40-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester kann eine kleine Menge einer polareren Verbindung eluiert werden, welcher die folgende Formel
EMI8.3
zukommt.
Das im Beispiel verwendete Ausgangsmaterial wird wie folgt hergestellt:
Zu 270 g flüssigem Phosgen werden bei -300 194 ml 2,2,2-Trichloräthanol zugegeben, ohne dass eine Reaktion stattfindet. Das Reaktionsgemisch wird bei der gleichen Temperatur mit 500 ml absolutem Tetrahydrofuran verdünnt und dann tropfenweise bei -40 mit 162 ml Pyridin behandelt, was ein sofortiges Ausfallen von Pyridin-hydrochlorid zur Folge hat.
Kurz vor Beendigung der Zugabe des Pyridins erwärmt sich das Reaktionsgemisch innerhalb von 30 Sekunden von -30 auf +350; die Reaktion wird durch Eintauchen des Reaktionsgefässes in ein Gemisch von Aceton und Trockeneis aufgehalten. Das Reaktionsgemisch wird dann unter einer Stickstoffatmosphäre während einer Stunde unter Kühlen im Kühlgemisch und 18 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Nach dem Filtrieren der farblosen Kristalle werden diese mit 1500 ml absolutem Äther gewaschen und die trübe organische Lösung durch eine etwa 23 cm dicke Schicht von Magnesiumsulfat filtriert, unter vermindertem Druck konzentriert und destilliert. Man erhält den Chlor-KohlensSure-2,2,2-trichloriLthylesber bei 5253"1 9-10 mm Hg.
Zu einer gut gerührten Lösung von 1,51 g Da-Aminoadipinsäure in 20 ml 2-n. Natronlauge werden zunächst 4 g 2,2,2-Trichloräthoxycarbonylchlorid zugegeben und nach 40 Minuten weitere 2 g der gleichen Verbindung. Nach 20 Minuten beträgt der pH der Lösung etwa 8, worauf 5 ml 2-n. Natronlauge zugegeben werden, und das Gemisch nach 20 Minuten zweimal mit je 50 ml Äther extrahiert wird. Die wässrige Lösung wird mit 6-n. Salzsäure angesäuert und dann im Wasserstrahlvakuum auf ein Volumen von etwa 50 ml konzentriert, wobei ein Teil des Reaktionsprodukts ausfällt.
Letzteres wird mit Essigsäureäthylester extrahiert; nach dem Trocknen und Verdampfen der organischen Lösung wird der Rückstand mit Methylenchlorid verrieben und die flüssige Phase abgesaugt; die erhaltene N-2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl- lBa-amJnoadiptnsäure schmilzt bei 137,5 ; [a]D20 = -80 (c = 1,03 in 1-n wässriger Natronlauge).
Eine Suspension von 0,156 g Phosphorpentachlorid in 1 ml absolutem Ather wird mit 0,0845 g N-2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl-D-α-aminoadipinsäure versetzt; das Gemisch lässt man während 15 Minuten bei Zimmertemperatur reagieren und dampft dann zur Trockne ein. Man erhält so das rohe N-2,2,2-Trichloräthoxyoarbonyl- D-cl-aminoadipinsäure-dichlorid, welches bei 0,01 mm Hg getrocknet und in 2 mol Methylenchlorid gelöst wird.
Beispiel 6
Ein Gemisch von 0,0477 g 7-Amino-3-des acetyloxymethyl- 3-formyl- isocephalosporansäure-2,2,2trichloräthylester (Beispiel 1) und 0,034 g N- 2,2,2Trichloräthoxycarbonyl-D- ce-aminoaXinsäure in 1 ml Tetrahydrofuran wird mit 0,021 g Dicyclohe xylcarbodiimid versetzt.
Nach 75 Minuten wird der N,N'-Dicyclohexylharnstoff abfiltriert und mit Äther und Methylenchlorid gewaschen; das Filtrat wird verdampft und der Rückstand [Infrarot-Absorptionsspektrum (in Methylenchlorid) mit Banden bei 2,95,m, 3,0,ez, 5,65, 6,0, 6,20, 6,37, 6,68 , 7,35,lt, 8,3, und 8,7z], weicher den 3-Des acetyloxymethyl-3-formyl-7- [D-5-carboxy-5-(2,2,2-trichloräthoxy- carbonylamino) valerylamino]-isocephaloslporansäure- 2,2,2-trichluräthylester der Formel
EMI9.1
enthält,
wird in 1 ml Methylenchlorid aufgenommen und mit 0,038 g 2,2,2-Trichloräthanol 0,007 g Pyridin und 0,0223 g Dicyclohexylcarbodiimid versetzt. Nach 18-stündigem Stehenlassen wird das Methylenchlorid unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand in 2 ml Benzol aufgenommen. Der ungelöste N,N'-Dicyclohexylharnstoff wird abfiltriert und mit Benzol nachgewaschen. Das Filtrat wird nochmals filtriert, mit der Nachwaschflüssigkeit vereinigt und dann durch Eindampfen unter vermindertem Druck auf ein Volumen von 10ml gebracht. Die Lösung wird mit 10 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung in Wasser gewaschen, mit Nauuumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft.
Das glasartige gelbliche Material wird in 8 g Silicagel chromatographiert, wobei die Kolonne in Benzol hergestellt wird und Fraktionen von 10 ml entnommen werden. Die mit 10 ml Benzol, 40 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester und 10 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluierten Fraktionen werden verworfen; die mit den folgenden 30 ml des 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluierten Fraktionen werden zusammengenommen; sie enthalten den 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7 [D-5-(carboxy-2,2,2-trichloräthoxy)- 2-(2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)- valerylamino]-isocephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester.
Die nächste 10 ml-Fraktion mit dem gleichen Lösungsmittelgemisch enthält das Gemisch der beiden Struktur- isomeren, während man die mit den folgenden 40ml des 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester zusammennimmt und in wenig Benzol aufnimmt.
Nach dem Abfiltrieren einer weiteren kleinen Menge N,N'-Dicyclohexylharnstoff wird die Benzollösung eingedampft; man erhält so den 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7 [D-5- (carbo-2,2,2-trichloräthoxy)5-(2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino) valerylamino]-isocephalosporansäure 2,2,2-trichloräthylester, der ohne weitere Reinigung verarbeitet wird.
Beispiel 7
Nach einmonatigem Stehen wird 0,054 g des 3 -Desacetyloxymethyl-3 -formyl- 7-(2-thienylacetylamino)-isucephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylesters (Beispiel 2; nichtkristallisiertes Produkt C) nochmals, wie im Beispiel 6 angegeben, an 3 g Silicagel chroma- tographiert und mit einem 9:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert. Man erhält so in kristalliner Form das Isomere C 1 des 7-(2-thlanylacetylamino) -isocephalosporansäure- 3 -Desacetyloxymethyl-3 -formyl 2,2,2-trichl oräthylesters, welches aus einem Gemisch von Äther und Methylenchlorid in Nadeln kristallisiert, F. 133,5-135,5 ; [a]i > 20 +440O (c = 0,1648 in Chloroform).
Das Infrarot Absorptionsspektrum (in Methylenchlorid) und die Laufstrecke im Dünnschichtchromatogramm (System = Benzol:Essigsäureäthylester 1:1) sind identisch mit denjenigen des Produktes C.
Beispiel 8
Ein Gemisch von 0,208 g des Isomeren B des 3-tert.-Butyloxycarbonyl α-diformylmethyl-4,4-dimethyl-2-oxo- 1 -azetidino[3 ,2-d]thiazolldin- essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters in 12,5 ml Trifluoressigsäure wird während 2 Stunden gerührt und dann ohne zu Erwärmen konzentriert. Der Rückstand wird während 10 Sekunden mit 4 mol Wasser verrührt; 5 ml Methylenchlorid werden zugegeben, gefolgt von 8 ml einer gesättigten Natriumhydrogencar bonatlösung in Wasser und weiteren 40 ml Methylenchlorid.
Der wässrige Anteil wird mit weiteren 40 ml Methylenchlorid gewaschen, die vereinigten organischen Lösungen mit 15 ml, dann mit 20 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und 10 ml einer gesättigten wässrigen Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und konzentriert, ohne zu erwärmen. Der Rückstand wird mit 3 ml Hexan trituriert und getrocknet. Man erhält so das Isomere B 1 des 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3 -formyl isocephalosporansäure-2,2,2- trichloräthylesters; Ultraviolett-Absorptionsspektrum (in 950/0 Äthanol) 294 294 ncc, welches sofort weiterverarbeitet wird.
Eine Lösung von 0,104 g des obigen Produkts in 30 ml trockenem Benzol wird unter Rühren mit 1,4 ml einer Lösung von Pyridin in Benzol, enthaltend 0,03126 g der Base/ml, versetzt, gefolgt von 2,54 ml einerBenzollösung, enthaltend 0,02168 g 2-Thienylessig- säurechlorid/ml. Nach 16-stündigem Rühren wird das Reaktionsgemisch filtriert, das Filtrat auf ein Volumen von 2 ml ohne Erwärmen konzentriert und der Rüek- stand mit 10 ml einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung in Wasser und mit 30 ml Benzol behandelt.
Die organische Lösung wird mit einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und einer gesättigten wässrigen Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsul- fat getrocknet und eingedamplft. Der Rückstand ergibt durch Kristallisation aus einem Gemisch von Methy lenchiorid und Ather das Isomere C 1 des 3 -Desacetyloxymethyl-3 -formyl-7 (2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure 2,2,2-trichlloräthylesters, F. 131-135 .
Die Kristaliisationsmutterlauge wird eingedampft und der Rückstand an 1 g Säure-gewaschenem Silicagel chromatographiert: Fraktion -Lösungsmittel Volumen (in ml) Eluat (in g) 1-3 Benzol-Essigsäureäthyiester (95:5 und 9:1) 20 0,002 4-7 Benzol-Essigsäureäthylester (9:1) 40 0,017 Fraktionen 4-7 werden aus einem Methylenchlorid-Sit- her-Gemisch umkristallisiert und ergeben eine weitere Menge des Isomeren C 1, F. 133-135 . Aus einem Gemisch von Methylenchlorid und Äther umkristallisiert, schmilzt das Produkt bei 135-135,5 ; [a]D = +485 + 1" (c = 1,137 in Chloroform);
Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid) mit Banden bei 2,95 , 5,6 , 5,65 (Schulter), 6y und 6,35 .
Beispiel 9
Ein Gemisch des Isomeren A des 3-tert.-Butyloxycarbonyl-a-diformylmethyl- 4,4,-dimethyl-2-oxo-1-azetidino [3,2- d] thi azolidin-essigs äure- 2,2,2-trichloräthylesters und 10 ml Trifluoressigsäure wird wie im Beispiel 8 beschriebenhaufgearbeitet. Das rohe Isomere A 1 des 7-Amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalo- sporansäure 2,2, 2-trichloräthylesters; Ultraviolett-Ab srptionsspektrurn (in 95 /o Athanol) Man 294 m ; wird in 15 ml Benzol gelöst und mit 0,04 ml Pyridin versetzt, gefolgt von 2 ml einer Benzollösung von 2-Thiophen-essigsäurechlorid, enthaltend 0,01555 g des Säurechlorids/ml.
Das Reaktionsgemisch wird wie im Beispiel 8 beschrieben aufgearbeitet und das erhaltene Produkt an 3,5 g Säure-gewaschenem Silicagel chromatographiert: Fraktion Lösungsmittel Volumen (in ml) Eluat (in g) 1 Benzol 20 2- 5 Benzol-Essigsäureäthylester (95:5) 60 6- 7 Benzol-Essigsäureäthylester (90:10) 20: 0,001 8-11 Benzol-Essigsäureäthylester (90:
:10) 40 0,026 Fraktionen 8-11 kristallisieren aus einem Methylen chlorid-Ather-Gemi6ch und das erhaltene Isomere C des 3-Desacetyloxymethyl-3-formyl-7- (2-thienylacetylamino)-isocephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylesters schmilzt bei 155-1570; [a]D = +3170 + 20 (c= 0,5965 in Chloroform); Infrarot-Absorptionsspektrum (in Methylenchlorid) mit Banden bei 2,88m, 5,6, 5,65 (Schulter), 5,98 und 6,35 . Das Produkt ist mit der im Beispiel 2 beschriebenen Verbindung identisch.