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
EMI8.1
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.
Process for the preparation of aminoformyl compounds
The present invention relates to a methodological process for the preparation of 7-amino-3-deacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporanic acid compounds, which was used for the preparation of valuable intermediates and in particular in the first synthetic preparation of 7-aminocephalosporanic acid and its derivatives and for this peculiar application Synthesis is particularly suitable.
7-Amino-oephalosporanic acid has the following formula:
EMI1.1
Derivatives are primarily N-acyl compounds, in which acyl radicals in particular those of effective men N-acyl derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid, such as thienylacetyl, e.g. B. SThienylacetyl, cyanoacetyl, chloroethylcarbamyl or phenylacetyl radicals, or easily split off acyl radicals, such as the remainder of a half ester of carbonic acid, e.g. B. the tert-Butyloxycarbonylrest mean.
The synthesis of this compound and its derivatives, which are important for the production of valuable drugs, is based on the idea of using a 3,5-unsubstituted 2,2-disubstituted thiazolidine-4-carboxylic acid, e.g. B. a compound of formula I.
EMI1.2
and carry out the novel synthesis, for example, according to the following equation:
EMI2.1
The compound IX is converted into the desired 7-amino-cephalosporanic acid and its derivatives as follows:
EMI3.1
The aEa; Zwievdreapcra uses: tdet. Compound of formula.
X: is made as follows:
EMI4.1
On the above-mentioned aminoformyl compounds of the formula which are valuable as intermediates
EMI4.2
wherein Ro represents a hydrogen atom or an acyl group and R, represents the remainder of an alcohol. is obtained, surprisingly, by adding a compound of the formula
EMI4.3
wherein Ac represents an acyl group, treated with an acidic agent to split the 5-membered and form a new 6-membered sulfur-nitrogen ring.
If desired, one substituent in a compound obtained can be converted into another, and, if desired, a mixture of isomers obtained can be separated into the individual isomers.
Esters of the starting material, which can also be in the form of a tautomer, are esters with an alcohol, such as an aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic alcohol. These esters are primarily alkyl, such as lower alkyl, e.g. B.
Methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl or isobutyl esters, cycloalkyl, such as cyclohexyl esters, or Pheiiy1-nederalkyl, such as benzyl, α- or β-phenylethyl or diphenylmethyl esters.
The alcohol residues of these esters are unsubstituted, but can also e.g. be substituted by lower alkyl, such as methyl, ethyl or isopropyl groups, or lower alkoxy, such as methoxy or ethoxy groups, or in particular halogen, such as fluorine, chlorine or bromine atoms; Particularly preferred substituted alcohol radicals are halo-lower alkyl, e.g. B. 2,2,2-trichloroethyl groups.
Substituents in the 4-position of the starting material are hydrocarbon, especially aliphatic hydrocarbon radicals, such as lower alkyl, e.g. 3. Ethyl, n-propyl, isopropyl or, preferably, methyl groups, as well as aromatic, especially phenyl groups, or araliphatic hydrocarbon radicals, especially phenylalkyl, e.g. B. benzyl or phenylethyl groups, as well as functionally modified, z. B. esterified carboxyl groups, such as carbon-lower alkoxy, e.g. B. carbomethoxy or carbethoxy groups. The two substituents can also be taken together and for a divalent hydrocarbon, in particular an aliphatic hydrocarbon radical, such as a lower alkylene, e.g. 3. 1,4-butylene or 1,5-pentylene group, as well as a phthaloyl group, or an oxo or thiono group.
The above hydrocarbon residues are unsubstituted or can, for. B. by lower alkyl, such as methyl or ethyl groups, lower alkoxy, such as methoxy or ethoxy groups, halogen, such as fluorine, chlorine or bromine atoms, haloalkyl, such as trifluoromethyl groups or other suitable groups.
Acidic agents used in accordance with the process which cause the cleavage of the 5-membered and formation of a new, ol-membered sulfur-nitrogen ring are inorganic or strong organic, oxygen-containing acids and aprotic Lewis acids of the boron trifluoride type and their complexes. Inorganic oxygen-containing acids are e.g. B. sulfuric acid, phosphoric acid or perchloric acid, while strong organic oxygenated acids strong organic carboxylic acids, e.g. B. substituted lower alkanecarboxylic acids, e.g. B.
Halogen-lower alkanecarboxylic acids, such as chloroacetic acid, trichloroacetic acid and especially trifluoroacetic acid, or strong organic sulfonic acids, such as p Toluolsulfonsäua.e or p-Brombenzenesallfonsäure are. Aprotic Lewis acids of the boron trifluoride type are e.g. B. the boron trifluoride itself and its complexes, e.g. B. with ether, d. H. Boron trifluoid etherate, or with hydrofluoric acid, d. H. Fluoroboric acid and tin tetrachloride. Suitable mixtures of acids can also be used.
The above reaction is carried out in the absence or presence of suitable solvents (whereby certain acidic agents, such as acetic acid or trifluoroacetic acid, can also serve as solvents), with cooling, at room temperature or with heating, if necessary, in a nitrogen atmosphere and / or in a closed vessel carried out.
In the process according to the invention, an acyl group in the 3-position which can be split off under acidic conditions, such as the acyl group of a half ester of carbonic acid, e.g. B. a tert-butyloxycarbonyl radical, or an ester group which can be cleaved under acidic conditions, such as a carbo-diphenylmethoxy group, can also be cleaved under the reaction conditions or converted into the free carboxyl group.
In compounds obtained, substituents can be used in various ways, e.g. T. be converted into others by methods known per se. Thus, in compounds obtained with a free amino group, the latter can be substituted by methods known per se, eg. B. by treating with acids or acid derivatives of carboxylic or sulfonic acids, such as halides, e.g. B.
Chlorides or anhydrides (including the internal anhydrides of carboxylic acids, i.e. ketenes, or of carbamic or thiocarbamic acids, i.e. isocyanates or isothiocyanates) or activated esters are acylated. If necessary, suitable condensing agents, such as carbodiimides, e.g. B. dicyclohexylcarbodiimide is used
Furthermore, a carboxy group esterified with a 2,2,2-trihaloethanol, especially 2,2,2-trichloroethanol, can be converted into the free carboxyl group in a peculiar manner by means of reducing agents.
Suitable agents are chemical reducing agents, such as nasal hydrogen, obtained e.g. B. by the action of metals, metal alloys or amalgams on hydrogen-releasing agents such as zinc, zinc alloys, e.g. B. zinc copper, or zinc amalgam in the presence of acids such as organic carboxylic acids, e.g. B. acetic acid, or alcohols such as lower alkanols, alkali metal, z. B. sodium or potassium amalgam or aluminum amalgam, - in the presence of moist ether or lower alkanols, also alkali metals, z. B. lithium, sodium or potassium or alkaline earth metals, e.g. B. calcium, in liquid ammonia, if necessary with the addition of alcohols, such as a lower alkanol.
Furthermore, a 2,2,2-Trihalogenäthyl-, in particular a 2,2,2-Trichloräthylester by treatment with reducing metal salts, such as chromium (II) compounds, for. B. chromium (II) chloride or chromium (II) acetate, preferably in the presence of aqueous media containing water-miscible organic solvents, such as lower alkanols, lower alkanecarboxylic acids or ethers, e.g. B.
Methanol, ethanol, acetic acid, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether or diethylene glycol dimethyl ether can be converted into the free acid.
Compounds with a free carboxy group can e.g. B. in their salts, such as. B. alkali or alkaline earth metal or ammonium salts are converted. Free carboxy groups can be prepared by methods known per se, e.g. B. by treating with a diazo compound such as a diazo-lower alkane, e.g. B. diazomethane or diazoethane, and phenyldiazomethane or diphenyldiazomethane, or by reacting with a hydroxy compound suitable for esterification, such as. B. an alcohol or an N-hydroxy nitrogen compound, e.g. B. a hydroxamic acid, in the presence of an esterifying agent such as a carbodiimide, e.g. B.
Dicyclohexylcarbodiimide, as well as carbonyldiimidazole, or by any other known and suitable esterification process, such as reaction of a salt or acid with a reactive ester of the hydroxy compound, especially an alcohol, with a strong inorganic acid or a strong organic sulfonic acid.
Furthermore, activated esters obtained, such as. B.
Esters with N-hydroxy nitrogen compounds, or anhydrides formed with haloformic acid esters, can be converted into esters by reaction with other hydroxy compounds, such as alcohols. Depending on the choice of the esterification process, one of the formyl groups present can be converted into an enol ether at the same time.
By treating with complex-forming heavy metal salts, the process products can, if desired, be converted into salts, e.g. B. copper, iron, magnesium, zinc or lead salts, transfer.
When the process products are treated with acylating agents, such as acid anhydrides or acid halides, optionally in the presence of bases, such as pyridine, collidine or triethylamine, enol acylates are obtained.
Mixtures of isomers obtained can be prepared by methods known per se, e.g. B. separated into the individual isomers by fractional crystallization, adsorption chromatography (column or thin layer chromatography) or other processes; Racemates obtained can, for. B. by forming a mixture of diastereoisomeric salts with optically active salt-forming agents, separating the mixture into the diastereoisomeric salts and converting the separated salts into the free compounds, or by fractional crystallization of all optically active solvents into the antipodes.
The process also includes those embodiments according to which compounds obtained as intermediates are used as starting materials and the remaining process steps are carried out with these, or the process is terminated at any stage; Furthermore, starting materials in the form of derivatives, eg. B. of salts, used or formed during the reaction.
Such starting materials are preferably used and the reaction conditions are selected such that the compounds listed at the beginning as being particularly preferred are obtained.
The starting materials used in the above process are according to the application G. No.
497457 (Case Wo 11).
In compounds obtained according to the invention, Ro is z. B. an unsubstituted or substituted aliphatic or araliphatic hydrocarbon radical, in particular a lower alkyl; or halo-lower alkyl, e.g. B. 2,2,2-trichloroethyl radical and a phenyl-lower alkyl radical.
An acyl radical Ro is primarily one which occurs in pharmacologically active N-acyl derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid, e.g.
the 2-thienylacetyl, cyanoacetyl, chloroethylcarbamyl, phenylacetyl radical or an optionally protected amino and / or carboxy group containing 5-amino-5-carboxy valeryl radical, but can also be an easily cleavable acyl radical, such as the radical of a half ester of carbonic acid, e.g. . B. the tert-butyloxycarbonyl radical, as well as any other suitable acyl radical, such as a benzoyl or a substituted benzoyl radical.
Aliphatic and araliphatic radicals Ra are primarily the above-mentioned lower alkyl or substituted lower alkyl, especially halo-lower alkyl, and phenyl-lower alkyl groups.
The compounds obtained according to the invention can, as shown in the equation, be converted into 7-amino-cephalosppranic acid and its derivatives; this conversion can e.g. B. according to the method described in applications G. No. 497 379 (Case Wo 13) and G. No. 497 461 (Case Wo 14).
The invention is described in more detail in the following examples. The temperatures are given in degrees Celsius.
example 1
A mixture of 0.675 g of 3-tert-butyloxycarbonyl-a-diformylmethyl-4,4-dimethyl-2-oxo-azetidino [3, 2-d] thiazolidine-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester mixture of A and B-Isomere.n) and 42 ml of freshly distilled trifluoroacetic acid is stirred at room temperature for 2 1/2 hours. The solvent is evaporated as completely as possible under reduced pressure and at room temperature. The residue is stirred with 2 ml of water for about a minute and then with 10 ml of methylene chloride, and saturated aqueous sodium carbonate solution and a further 50 ml of methylene chloride are added to the organic mixture.
The organic phase is washed with a further 10 ml of a saturated sodium hydrogen carbonate solution in water, then with saturated aqueous common salt solution, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated under reduced pressure without heating. The 7-amino-3-deacetyIoxymethyl-3-formylisocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester of the formula is obtained
EMI6.1
as a mixture of isomers, infrared absorption bands (in methylene chloride) at 5.6, 6Cd and 6.35; Ultraviolet absorption bands (in ethanol) Äm5x 292 mm (e = 13600), which is acylated without further purification.
Starting from pure isomers A or B, the same mixture of isocephalosporanic acid derivatives is obtained.
Example 2
A solution of 0.063 g of crude 7Ain.Jno-3-desacetyloxomethyl-3-formyl-isocephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester oze; prepared by ring closure of the pure isomer A of 3-tert-butyloxycarbonyl-a-diformylmethyl-4 , 4-dimethyl-2-oxo-1-azetidino [3 2-d] thiazolidine-acetic acid 2,2,2-trichloroethyl ester) in 12 ml of dry benzene is mixed with 4 ml of a solution containing 0.0626 g / ml of pyridine in benzene ,
followed by 1.65 ml of a solution of 2-thienyles ig acid chloride in benzene (containing 0.02173 g / ml of the acid chloride) versit. After stirring for 16 hours, the solvent is evaporated as completely as possible, the residue is stirred with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and extracted with methylene chloride. The organic extract (about 25 ml) is washed with saturated aqueous sodium chloride solution, dried and evaporated.
The residue is chromatographed on 4 g of acid-washed silica gel; with 75 ml of a 9: 1-6 mixture of benzene and ethyl acetate, the product C is obtained, which is the 3-deacetyloxymethyl-3-formyl 7- (2-thienylacetylamino) -isosephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
EMI7.1
corresponds and which crystallizes spontaneously from a mixture of ether and methylene chloride in plates; F. 155-1570; [a] D = +3420 + 110 (c = 0.091 in * rofonn); Infrared absorption bands (in methylene chloride) at 2.95, 5.675 (broad), 6.025, 6.35 and 6.7;
; Ultraviolet absorption bands (in ethanol) at 238m and 290.5mu.
With a further 40 ml of the 9: 1eneeiees of benzene and ethyl acetate, a further amount of the almost pure product C and with an additional 20 ml of the same mixture a mixture of the product C and a structural isomer D is eluted, while 25 ml of a 4: 1 mixture is eluted the almost pure structural isomer D of 3-deacetyloxymethyl-3-formyl-7 (2-thienyl-acetylamino) 4socephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester is obtained from benzene and ethyl acetate;
the structural isomer D shows infrared absorption bands (in methylene chloride) at 5.65 (weaker than with product, 6, 6.2 6.2 (not present with product C) and 6.35, u, ultraviolet absorption bands (in ethanol ) Ama "239 m, u and 300 my.
Example 3
A solution of 0.343 g of 7-amino-3-des; acetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporanic acid-2,2,2, trichloroethyl ester (prepared by ring closure of the mixture of isers A and B of 3-tert-butyloxycarbonyl-α ; -diformylmethyl-4,4-dimethyl-2-oxo-1-azetidino [3,2-d] thiazolidine-acetic acid 2,2,2-trichloroethyl ester) in 70 ml of dry benzene is stirred with 0.16 ml of dry pyridine , followed by 7.7 ml of a solution containing 0.0238 g / ml of 2-thienylacetic acid chloride in benzene, added. The reaction mixture is stirred for 16 hours and the solid material, mainly pyridine hydrochloride, is filtered off.
The filtrate is evaporated under reduced pressure, the residue is stirred with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and extracted with 150 ml of benzene. After washing with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (twice) and a saturated aqueous common salt solution, the organic phase is dried and evaporated.
The residue is chromatographed on 24 g of acid-washed silica gel; with 450 ml of a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, the 3-DeZsacelyloxymethyl-3-fonmyl-7- (2-thienylacetylamino) -isocephalosporanic acid 2,2,2-trychloroethyl ester (product C) is eluted as a non-crystalline product , with 150 ml of the same mixture a mixture of the product C and the structural isomer D and with 100 ml of the mixture mainly isomer D, while the almost pure structural isomer D is obtained with 150 ml of a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate.
Example 4
To 0.5 g of 3-deacetyl-3-formyl-7 (2-thienylacetylamino) -isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester in a mixture of 10 ml of acetic acid and 3 mol of water, 1 g of freshly prepared moist chromium (II) acetate is added and that The mixture was stirred in a carbon dioxide atmosphere for 3 hours at room temperature. After diluting with 100 mol of ether and 80 ml of water, the mixture is filtered, the aqueous phase is separated off and extracted with ether, and the combined ethereal solutions are washed three times with 60 ml of water each time. The corresponding acid is obtained as a crude product from the dried ether solution after evaporation.
Example 5
The solution of N-2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-D α-amino-adipic acid-dichloride in methylene chloride obtained by the process below is mixed with 0.065 g of 7-amino-3-deacetyloxymethyl-3- within 20 minutes with cooling and stirring. formylisocephalosporanic acid, 2,2,2-trichloroethyl ester in 2 ml of methylene chloride and 0.015 ml of pyridine were added.
The reaction mixture is stirred for 30 minutes at room temperature and then treated with a mixture of 2 ml of methylene chloride, 0.014 ml of pyridine and 0.025 ml of 2,2,2-trichloroethanol. After standing for 16 hours, it is diluted with methylene chloride and the organic solution with saturated sodium bicarbonate solution and water washed, dried and evaporated to dryness. The crude product obtained is chromatographed on 6 g of purified silica gel.
With 85:15 and 80:20 mixtures of benzene and ethyl acetate, the isomeric 3-desacyloxymethyl-3-formyl-7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5- (2, 2,2-trichloroethoxycarbonylamino) -valerylamiDo] - isocephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
EMI8.1
and 3-deacetyloxymethyl-3-formyl-7 [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) - 2- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) - valerylamino] -isooephalosporanic acid- 2,2,2- trichloroethyl ester of the formula
EMI8.2
separately eluted.
Both products are almost colorless oils and show bands at 2.95, 5.62, 5.80, 6.00, u, 6.37 and 6.70, in the infrared absorption spectrum (in methylene chloride). With a 60:40 mixture of benzene and ethyl acetate, a small amount of a more polar compound can be eluted which has the following formula
EMI8.3
comes to.
The starting material used in the example is produced as follows:
194 ml of 2,2,2-trichloroethanol are added to 270 g of liquid phosgene at -300 without a reaction taking place. The reaction mixture is diluted with 500 ml of absolute tetrahydrofuran at the same temperature and then treated dropwise at -40 with 162 ml of pyridine, which results in the immediate precipitation of pyridine hydrochloride.
Shortly before the end of the addition of the pyridine, the reaction mixture warms up from -30 to +350 within 30 seconds; the reaction is stopped by immersing the reaction vessel in a mixture of acetone and dry ice. The reaction mixture is then stirred under a nitrogen atmosphere for one hour with cooling in the cooling mixture and for 18 hours at room temperature. After filtering the colorless crystals, they are washed with 1500 ml of absolute ether and the cloudy organic solution is filtered through an approximately 23 cm thick layer of magnesium sulfate, concentrated under reduced pressure and distilled. The chloro-carbonic acid-2,2,2-trichloriLthylesber is obtained at 5253 "19-10 mm Hg.
To a well-stirred solution of 1.51 g of Da-aminoadipic acid in 20 ml of 2-n. Sodium hydroxide solution is first added 4 g of 2,2,2-trichloroethoxycarbonyl chloride and after 40 minutes a further 2 g of the same compound. After 20 minutes the pH of the solution is about 8, whereupon 5 ml of 2-n. Sodium hydroxide solution is added and the mixture is extracted twice with 50 ml of ether each time after 20 minutes. The aqueous solution is with 6-n. Hydrochloric acid acidified and then concentrated in a water jet vacuum to a volume of about 50 ml, with part of the reaction product precipitating.
The latter is extracted with ethyl acetate; after the organic solution has been dried and evaporated, the residue is triturated with methylene chloride and the liquid phase is filtered off with suction; the N-2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-1Ba-aminoadiptic acid obtained melts at 137.5; [a] D20 = -80 (c = 1.03 in 1N aqueous sodium hydroxide solution).
A suspension of 0.156 g of phosphorus pentachloride in 1 ml of absolute ether is mixed with 0.0845 g of N-2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-D-α-aminoadipic acid; the mixture is left to react for 15 minutes at room temperature and then evaporated to dryness. The crude N-2,2,2-Trichloräthoxyoarbonyl-D-cl-aminoadipic acid dichloride, which is dried at 0.01 mm Hg and dissolved in 2 mol of methylene chloride, is obtained in this way.
Example 6
A mixture of 0.0477 g of 7-amino-3-desacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporanic acid-2,2,2trichloroethyl ester (Example 1) and 0.034 g of N-2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-D-ce-aminoaxic acid in 1 ml Tetrahydrofuran is mixed with 0.021 g of dicyclohexylcarbodiimide.
After 75 minutes the N, N'-dicyclohexylurea is filtered off and washed with ether and methylene chloride; the filtrate is evaporated and the residue [infrared absorption spectrum (in methylene chloride) with bands at 2.95, m, 3.0, ez, 5.65, 6.0, 6.20, 6.37, 6.68, 7.35, lt, 8.3, and 8.7z], softer the 3-de-acetyloxymethyl-3-formyl-7- [D-5-carboxy-5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) valerylamino ] -isocephaloslporanic acid-2,2,2-trichluräthylester of the formula
EMI9.1
contains,
is taken up in 1 ml of methylene chloride and 0.038 g of 2,2,2-trichloroethanol, 0.007 g of pyridine and 0.0223 g of dicyclohexylcarbodiimide are added. After standing for 18 hours, the methylene chloride is evaporated under reduced pressure and the residue is taken up in 2 ml of benzene. The undissolved N, N'-dicyclohexylurea is filtered off and washed with benzene. The filtrate is filtered again, combined with the post-washing liquid and then brought to a volume of 10 ml by evaporation under reduced pressure. The solution is washed with 10 ml of a saturated sodium hydrogen carbonate solution in water, dried with sodium sulfate and evaporated under reduced pressure.
The glassy yellowish material is chromatographed in 8 g of silica gel, the column being made up in benzene and fractions of 10 ml being removed. The fractions eluted with 10 ml of benzene, 40 ml of a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and 10 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate are discarded; the fractions eluted with the following 30 ml of the 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate are combined; They contain the 3-deacetyloxymethyl-3-formyl-7 [D-5- (carboxy-2,2,2-trichloroethoxy) - 2- (2,2,2-trichlorethoxycarbonylamino) - valerylamino] -isocephalosporanic acid2,2,2- trichloroethyl ester.
The next 10 ml fraction with the same solvent mixture contains the mixture of the two structural isomers, while that with the following 40 ml of the 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate is combined and taken up in a little benzene.
After filtering off a further small amount of N, N'-dicyclohexylurea, the benzene solution is evaporated; the 3-deacetyloxymethyl-3-formyl-7 [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) 5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) valerylamino] isocephalosporanic acid 2,2,2- is thus obtained trichloroethyl ester, which is processed without further purification.
Example 7
After standing for one month, 0.054 g of the 3-desacetyloxymethyl-3-formyl-7- (2-thienylacetylamino) -isucephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester (Example 2; non-crystallized product C) is again, as indicated in Example 6, on 3 g of silica gel chromatographed and eluted with a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate. The isomer C 1 of 7- (2-thlanylacetylamino) -isocephalosporanic acid 3-desacetyloxymethyl-3-formyl 2,2,2-trichloroethyl ester is obtained in crystalline form, which crystallizes from a mixture of ether and methylene chloride in needles, F. 133.5-135.5; [a] i> 20 + 440O (c = 0.1648 in chloroform).
The infrared absorption spectrum (in methylene chloride) and the distance in the thin-layer chromatogram (system = benzene: ethyl acetate 1: 1) are identical to those of product C.
Example 8
A mixture of 0.208 g of isomer B of 3-tert-butyloxycarbonyl-α-diformylmethyl-4,4-dimethyl-2-oxo-1-acetidino [3, 2-d] thiazole-dineacetic acid-2,2,2- trichloroethyl ester in 12.5 ml of trifluoroacetic acid is stirred for 2 hours and then concentrated without heating. The residue is stirred with 4 mol of water for 10 seconds; 5 ml of methylene chloride are added, followed by 8 ml of a saturated sodium hydrogen carbonate solution in water and a further 40 ml of methylene chloride.
The aqueous portion is washed with a further 40 ml of methylene chloride, the combined organic solutions are washed with 15 ml, then with 20 ml of a saturated sodium hydrogen carbonate solution and 10 ml of a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated without heating. The residue is triturated with 3 ml of hexane and dried. This gives the isomer B 1 of 7-amino-3-deacetyloxymethyl-3-formyl isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester; Ultraviolet absorption spectrum (in 950/0 ethanol) 294 294 ncc, which is processed immediately.
To a solution of 0.104 g of the above product in 30 ml of dry benzene is added, with stirring, 1.4 ml of a solution of pyridine in benzene containing 0.03126 g of the base / ml, followed by 2.54 ml of a benzene solution containing 0 , 02168 g 2-thienyl acetic acid chloride / ml. After stirring for 16 hours, the reaction mixture is filtered, the filtrate is concentrated to a volume of 2 ml without heating and the residue is treated with 10 ml of a saturated sodium hydrogen carbonate solution in water and with 30 ml of benzene.
The organic solution is washed with a saturated sodium hydrogen carbonate solution and a saturated aqueous common salt solution, dried over sodium sulfate and evaporated. The residue gives, by crystallization from a mixture of methylene chloride and ether, the isomer C 1 of 3-desacetyloxymethyl-3-formyl-7 (2-thienylacetylamino) isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester, mp 131-135.
The crystallization mother liquor is evaporated and the residue is chromatographed on 1 g of acid-washed silica gel: Fraction -solvent volume (in ml) eluate (in g) 1-3 benzene-acetic acid ethyl ester (95: 5 and 9: 1) 20 0.002 4-7 benzene Ethyl acetate (9: 1) 40 0.017 fractions 4-7 are recrystallized from a methylene chloride-sither mixture and give a further amount of the isomer C 1, mp 133-135. Recrystallized from a mixture of methylene chloride and ether, the product melts at 135-135.5; [a] D = +485 +1 "(c = 1.137 in chloroform);
Infrared absorption spectrum (in methylene chloride) with bands at 2.95, 5.6, 5.65 (shoulder), 6y and 6.35.
Example 9
A mixture of the isomer A of 3-tert-butyloxycarbonyl-a-diformylmethyl-4,4, -dimethyl-2-oxo-1-azetidino [3,2- d] thi azolidine-acetic acid- 2,2,2- trichloroethyl ester and 10 ml of trifluoroacetic acid are worked up as described in Example 8. The crude isomer A 1 of 7-amino-3-deacetyloxymethyl-3-formyl-isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester; Ultraviolet absorption spectrum (in 95 / o ethanol) Man 294 m; is dissolved in 15 ml of benzene and treated with 0.04 ml of pyridine, followed by 2 ml of a benzene solution of 2-thiophene-acetic acid chloride containing 0.01555 g of the acid chloride / ml.
The reaction mixture is worked up as described in Example 8 and the product obtained is chromatographed on 3.5 g of acid-washed silica gel: Fraction Solvent Volume (in ml) Eluate (in g) 1 benzene 20 2- 5 benzene-ethyl acetate (95: 5) 60 6- 7 benzene-ethyl acetate (90:10) 20: 0.001 8-11 benzene-ethyl acetate (90:
: 10) 40 0.026 fractions 8-11 crystallize from a methylene chloride-ether mixture and the resulting isomer C of 3-deacetyloxymethyl-3-formyl-7- (2-thienylacetylamino) -isocephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester melts at 155-1570; [a] D = +3170 + 20 (c = 0.5965 in chloroform); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride) with bands at 2.88m, 5.6, 5.65 (shoulder), 5.98 and 6.35. The product is identical to the compound described in Example 2.