Verfahren zur Herstellung von 7-Amino-desacetykephalosporansäureverbindungen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Methodikverfahren zur Herstellung von 7-Amino-des a- cety1cepliaiosporansäureverbindÜngen das insbesondere bei der erstmaligen synthetischen Herstellung der 7-Amino-cephalosporansäure und ihrer Derivate Anwendung fand und zu dieser eigenartigen Synthese besonders geeignet ist.
7-Amino-cephalosporansäure kommt folgende Formel zu:
EMI1.1
Derivate sind in erster Linie N-Acylverbindungen, worin Acylreste insbesondere diejenigen von wirksamen N-Acylderivaten der 7-Amino-cephalosporansäure, wie der Thienylacetyl-, 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 durchzuftibren:
EMI2.1
Die Verbindung IX wird wie folgt in die erwünschte 7-Ammo-cephalosporansäure und deren Derivate übergeführt:
EMI3.1
Die als Zwischenprodukt verwendete Verbindung der Formel X wird wie folgt hergestellt:
:
EMI4.1
Zu den 7-Amino-desacetyl-cephalosporans äurever- bindungen der Formel
EMI4.2
worin jede der Gruppen Rt und R2 für ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe und Ra für ein Wasserstoffatom oder den Rest eines Alkohols stehen, gelangt man überraschenderweise, indem man eine Verbindung der Formel
EMI4.3
durch Behandeln mit einem schwach basischen Mittel isomerisiert und die erwünschte 7-Amino-desacetylcephalosporansäure- verbindung der Formel XIVa isoliert. Wenn erwünscht, kann man in einer erhaltenen Verbindung einen Substituenten in einen anderen Substituenten überführen, und/oder, wenn erwünscht, ein erhaltenes Isomerengemisch in die einzelnen Isomeren trennen.
Acylreste R2 im Ausgangsmaterial sind in erster Linie solche von organischen Carbonsäuren, wie aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen, araliphatischen oder heterocyclischen Carbonsäuren jeglicher Art, wie Niederalkancarbonsäuren, z. B. Essig-, Propion- oder Pivalinsäure, Cycloalkancarbonsäuren, z. B.
Hexahydrobenzoesäure, Benzoesäure, Phenyl-niederalkancarbonsäuren, z. B. Phenylessigsäure, P4henylzniederalkancarbonsäuren, z. B. Zimtsäure, Pyridin-, Thiophen- oder Furancarbonsäuren, sowie Pyridyl-, Thienyl- oder Furyl-niederalkancarbonsäuren, z. 13. Nicotin-, Isonicotin-, Thienylessig, wie 2-Thienylessig-, oder Furan-, wie 2-Furancarbonsäure, sowie Ameisensäure, Halbester der Kohlensäure, z. B.
Kohlensäureäthylester, oder Carbaminsäuren, z. B.
Carbaminsäure. Diese Säuren können gegebenenfalls weitere Substituenten, wie Niederalkylgruppen, freie, verätherte oder veresterte Hydroxy-, z.B. Niederalkoxy-, wie Methoxy- oder Äthoxygruppen, oder Halogen-, z.B. Fluor-, Chlor- oder Bromatome, Trifluormethylgruppen, Mercapto- oder verätherte Mercapto-, z. B. Niederalkylmercapto-, wie Methylmercapto- oder Äthylmercaptogruppen, Nitrogruppen, Aminogruppen, Carboxyl- oder funktionell abgewandelte Carboxygruppen, wie Carbo-niederalkoxy-, z. B. Carbomethoxyoder Carbäthoxy-, oder Cyanogruppen, oder Sulfonylgruppen, oder andere geeignete Reste als Substituenten enthalten.
Acylreste Rt sind in erster Linie solche, welche in pharmakologisch wirksamen N-Acylderivaten der 7-AminoWceplhalosporansäurc vorkommen, wie denThieF nylacetyl-, z.B. 2-Thienylacetyl-, Cyanacetyl-, Chlor- äthylcarbamyl-, Phenylacetyl- oder einem, gegebenenfalls geschützte Amino- und/oder Carboxygruppe auf weisenden 5-Amino-5-carboxy-valerylrest oder leicht abspaltbare Acylreste, wie der Rest eines Halbesters der Kohlensäure, z.B. der tert.-Butyloxycarbonylrest, oder irgendeinen anderen geeigneten Acylrest, wie einen Benzoyl- oder substituierten Benzoylrest, z.B.
4-Nitro-benzoyl .'
Reste Ra von Alkoholen sind vor allem solche von aliphatischen oder araliphatischen Alkoholen, in erster Linie Alkyl-, wie Niederalkyl-, z. B.
Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl- oder tert.-Butylester, oder Phenyl-niederalkyl-, wie Benzyl- oder Diphenylmethylester.
Die Alkoholreste dieser Ester sind unsubstituiert, können aber auch z. B. durch Niederallqrl-, wie Methyl-, Athyl- oder Isopropylgruppen, oder Niederalkoxy-, wie Methoxy-, Äthoxygruppen, Nitro- oder Trifluormethylgruppen, oder insbesondere Halogen-, wie Fluor-, Chlor- oder Bromatome, substituiert sein; besonders bevorzugt als substituierte Alkoholreste sind Halogenniederalkyl-, z. B. 2,2,2-Trichloräthylgruppen.
Die erfindungsgemässe Isomerisierung wird insbesondere durch Behandeln mit einem schwach basischen Mittel durchgeführt. Letztere sind z.B. organische stickstoffhaltige Basen, insbesondere tertiäre heterocyclische Basen aromatischen Charakters, in erster Linie Basen des Pyridin-Typs, wie Pyridin selber, sowie Collidine oder Lutidine, ferner tertiäre aromatische Basen, z. B. solche des Anilin-Typs, wie Dimethylanilin oder Diäthylanilin, oder tertiäre aliphatische, azacycloaliphatische oder araliphatische Basen, wie Triäthylamin, Diisopropyläthylamin, N-Methylpiperidin oder Benzyldimethylamin.
Ferner können auch anorganische oder organische Salze von Basen, insbesondere von mittelstarken bis starken Basen mit schwachen Säuren, wie Natriumacetat, Triäthylammoniumacetat oder N Methyl-piperidinacetat, sowie andere analoge Basen verwendet werden.
Das verfahrensgemässe Verfahren wird vorzugsweise in wasserfreiem Medium, in An- oder Abwesenheit eines Lösungsmittels, wobei als Reaktionsmittel verwendete Basen auch als Lösungsmittel dienen können, unter Kühlen, bei Zimmertemperatur oder unter Erhitzen, in einer Inertgasatmosphäre und/oder in einem geschlossenen Gefäss durchgeführt.
In einer erhaltenen Verbindung können Substituenten nach an sich bekannten Methoden in andere übergeführt werden. So kann man z. B. Ester von Carbonsäuren mit einem 2,2,2-Trihalogenäthanol, besonders 2,2,2-Trichloräthanol, in eigenartiger Weise mittels reduzierender Mittel in die freie Carboxylgruppe überführen; geeignete Reduktionsmittel sind chemische Reduktionsmittel, wie nascierender 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, gegebenenfalls unter Zugabe von Alkoholen, wie eines Niederalkanols. Ferner können 2,2,2-Trihalogenäthyl-, insbesondere ein 2,2, 2-Trichloräthylester durch Behandeln mit reduzierenden Metallsalzen, wie Chrom-II-Verbindungen, z. B. Chrom-II-chlorid oder Chrom-II-acetat, vorzugsweise in Gegenwart von wässrigen Medien, enthaltend mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, wie Niederalkanole, Niederalkancarbonsäuren oder Äther, z. B.
Methanol, Äthanol, Essigsäure, Tetrahydrofuran, Dioxan, Athylenglykol-dimethyläther oder Diäthylenglykol-dimethyläther, in die freie Säure übergeführt werden.
Eine mit einer Diphenylmethylgruppe veresterte Carboxylgruppe kann z. B. durch Behandeln mit einem sauren Mittel, wie Trifluoressigsäure, freigesetzt werden.
In einer erhaltenen Verbindung mit freier Carboxygruppe kann diese nach an sich bekannten Methoden in ihre Derivate umgewandelt werden, z.B. in ihre Salze, wie z.B. Alkali- oder Erdalkalimetall-, sowie Ammoniumsalze, oder durch Behandeln mit komplexbildenden Metallsalzen, z.B. in Kupfer-, Eisen-, Magnesium-, Zink- oder Bleisalze. Freie Carboxygruppen können z. B. durch Behandeln mit einer Diazoverbindung, wie einem Diazo-niederalkan, z. B. Diazomethan oder Diazoäthan, oder Phenyldiazo-niederalkan, wie Phenyldiazomethan oder Diphenyldiazomethan, oder durch Umsetzen mit einer zur Veresterung geeigneten Hydroxyverbindung, wie z. B. einem Alkohol, sowie einem Phenol oder einer N-Hydroxy-stickstoffverbindung, z.
B. einer Hydroxamsäure, in Gegenwart eines Veresterungsmittels, wie eines Carbodiimids, z.B. Dicyclohexylcarbodiimid, sowie von Carbonyldiimidazol, oder nach irgendeinem anderen bekannten und geeigneten Veresterungsverfahren, wie Reaktion eines Salzes oder Säure mit einem reaktionsfähigen Ester der Hydroxyverbindung, besonders eines Alkohols, und einer starken anorganischen Säure oder einer starken organischen Sulfonsäure, verestert werden.
Eine funktionell abgewandelte Carboxygruppe in einer erhaltenen Verbindung kann nach an sich bekannten Methoden auch in eine andere funktionell abgewandelte Carboxygruppe übergeführt werden, z.B.
veresterte Gruppen durch Umesterung, wie Behandeln mit einer Hydroxyverbindung in Gegenwart eines Umesterungskatalysators, in eine andere veresterte Gruppe. Ferner können aktivierte Ester, wie z.B.
Ester mit N-Hydroxystickstoffverbindungen, oder mit Halogenameisensäureester gebildete Anhydride durch Umsetzen mit anderen Hydroxyverbindungen, wie Alkoholen, ebenfalls in andere Ester übergeführt werden.
Eine veresterte Acyloxygruppe kann z. B. mit basischen Mitteln oder enzymatisch gespalten werden; eine freie Hydroxygruppe kann durch Behandeln mit Säuren oder deren Derivaten, wie deren Halogeniden, z. B.
Chloriden, oder Anhydriden, worunter auch innere Anhydride von Carbonsäuren, d. h. Ketene, oder von Carbamin- oder Thiocarbaminsäuren, d. h. Isocyanate oder Isothiocyanate, zu verstehen sind, wenn notwendig, in Gegenwart von Kondensationsmitteln, wie Dicyclohexylcarbodiimid, acyliert werden.
In erhaltenen Verbindungen mit freier Aminogruppe kann diese nach an sich bekannten Verfahren substituiert, z.B. durch Behandeln mit Säuren oder Säurederivaten von Carbon- oder Sulfonsäuren, wie Halogeniden, z.B. Chloriden oder Anhydriden inkl.
Ketenen, Isocyanaten oder Isothiocyanaten, acyliert werden. N-acylierte Aminogruppen können z. B. durch Behandeln mit Phosphorpentachlorid, gefolgt von einem Alkohol, wie Methanol, und Spalten des Irninoäthers, freigesetzt werden.
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 durch Bilden eines Gemisches von diastereoisomeren Salzen mit optisch aktiven salzbildenden Mitteln, Trennen des Gemisches in die diastereoisomeren Salze und Überführen der abgetrennten Salze in die freien Verbindungen, 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 Ausgangs stoffe 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.
497 379 (Case Wo 13) beschriebenen Verfahren hergestellt.
In den erfindungsgemäss erhaltenen Verbindungen sind Acylreste Rl oder Ro, in erster Linie die oben erwähnten Reste von organischen Carbonsäuren, wobei funktionelle Gruppen in solchen Resten, wie im 5-Amino-5-carboxy-valerylrest, z.B. durch Veresterung und/oder Acylierung geschützt sein können. Acylreste R5 und R2 sind in erster Linie diejenigen von wirksamen 0- und N-Acylderivaten von 7-Aminocephalosporansäuren, wobei O-Acylgruppen in erster Linie Niederalkanoyl-, insbesondere Acetylgruppen, und N-Acylgruppen in erster Linie Thienylacetyl-, z. B.
2-Thienylacetyl-, Cyanacetyl-, Chloräthylcarbamyl-, Phenylacetyl- oder 5-Amino-5-carboxyvalerylreste sind, wobei funktionelle Substituenten, wie Aminound/oder Carboxylgruppen, gegebenenfalls geschützt sein können.
Aikoholreste Ra sind voziigsweise aliphatische oder araliphatische Reste und in erster Linie die oben er wähaten Niedbralkyl- oder substituierten Mederalkyl-, besonders Halogen-niederalkyl sowie Phenyl-niederalkylgruppen.
Erfindungsgemäss erhaltene Verbindungen können als Heilmittel, insbesondere mit antibakteriellen Eigenschaften, oder als Zwischenprodukte zur Herstellung von pharmakologisch wirksamen Verbindungen verwendet werden. Besonders wertvoll als neue Zwischenprodukte sind Ester der 7-Aminocephalosporansäure und ihren 0- und/oder N-Acylderivaten mit Halogenniederalkanolen, insbesondere 2,2,2-Trichloräthanol.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
Eine frisch bereitete Lösung von 0,021 g 7-(2-Thienylacetylamino) isocephalosporansäure-methylester in 2 ml Pyridin wird während 7 Tagen bei 200 stehen gelassen; die Reaktion wird durch periodische Messungen der optischen Drehung verfolgt. Nach mehrmaligem Abdampfen der Lösung mit Toluol unter vermindertem Druck wird der Rückstand an 3 g Silicagel chromatographiert, wobei man 2,5 ml-Fraktionen eines 6:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester (Totalvolumen: 52,5 ml) und eines 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester (Totalvolumen: 25 ml) entnimmt.
Fraktionen 9-13 ergeben den reinen 7-(2-Thienylacetylamino) cephalosporan sällrewmelLylester der Formel
EMI6.1
der nach Kristallisieren aus Methanol bei 185-185,5" schmilzt; taJ20 = +300 1 1" (c = 1,063 in Chlors form); Infrarot-Absorptionsbanden (Methyienchtorid) bei 2,95 i±, 5,60,, 5,77 , 5,93 und 6,68y, während man aus Fraktionen 1418 nichtisomerisiertes Ausgangsmaterial isoliert.
Die obige Isomerisierung des 7-(2-Thienylacetylamino) isocephalosporansäure-methylesters kann auch in kochendem Pyridin oder durch Behandeln mit Triäthylamin in Benzol oder Acetonitril bei 20 durchgeführt werden.
Das Reaktionsprodukt kann auch wie folgt erhalten werden:
Eine Lösung von 0,202 g 7 < 2-Thienylacetylamino)- oephalosporansäure in 3 ml Methanol wird mit einem Überschuss einer ätherischen Diazomethanlösung behandelt, wobei nach kräftiger Gasentwicklung ein farbloser kristalliner Niederschlag ausfällt. Das Reaktionsgemisch wird dann eingedampft. Der Rückstand wird aus Methanol kristallisiert und man erhält den reinen 7-(2-Thienylacetylamino) cephalosporansäure-methylester, F.185-185,5C.
Beispiel 2
Eine Lösung von 0,033 g 7-(2-Thienylacetylamino)-isocephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester in 1,5 mol Methanol wird mit 0,027g wasserfreiem Natriumacetat versetzt und während 24 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Das eingedampfte Reaktionsgemisch wird mit 2 ml Wasser und 5 ml Methylenchlorid geschüttelt, die organische Phase abgetrennt, getrocknet und eingedampft. Der viskose Rückstand erweist sich auf Grund der Infrarot- und Kernresonanzspektren sowie Dünnschichtchromatographie als ein 6,5:1-Gemisch von 7-(2-Thienylacetylaminof isocephalosporansäure-methylester und 7-(2-Thienylacetylamino) cephalosporansäure-methylester.
Das Gemisch kann durch Chromatographie nach dem im Beispiel 1. beschriebenen Verfahren in die beiden Verbindungen getrennt werden.
Beispiel 3
Eine Lösung von 0,0446 g 7-(2-Thienylacetylamino)-isocephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester in 7 ml Pyridin wird 3 Tage stehen gelassen (konstante optische Drehung [a]D = 2490 + 10) und dann mehrmals bei jeweiliger Zugabe von Toluol unter vermindertem Druck eingedampft. Auf Grund der Dünnschichtchromatographie und Kernresonanzspektren erweist sich das erhaltene Produkt als ein Gemisch des 7-(2-Thienylacetylamino)cephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
EMI7.1
und des 7-(2-Thienylacetylamino) isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylesters.
Das Gemisch wird durch Chromatographie an 3,5 g gereinigtem Silicagel aufgetrennt, wobei man mit 70 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester und 20 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert und Fraktionen zu 5 ml abtrennt. Der erwünschte 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester wird aus Fraktionen 5-9 gewonnen und schmilzt nach zweimaligem Kristallisieren aus wenig Benzol bei 12e1230; [a]D20 = +140+20 (c = 0,95 in Chlors, form);
; Infrarot-Absorptionsbanden (in Methylenchlorid) bei 2,95etc, 5,60 lt 5,77,a, 5,93 lt und 6,70 lt Die nachfolgenden Fraktionen enthalten Gemische der beiden Produkte und reinen 7-(2-Thienylacetylamino) isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester.
Der erwünschte 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester kann auch wie folgt erhalten werden: Eine Lösung von 1,94 g 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure in 15 ml trockenem Tetrahydrofuran wird mit 1 g Dicyclohexylcarbodiimid in 5 ml Tetrahydrofuran versetzt; nach 5 Minuten beginnt ein farbloser kristalliner Niederschlag auszufallen. Nach lt/2tündigem Rühren bei Zimmertemperatur werden 15 ml 2,2,2-Trichlor äthanol zugesetzt und die Lösung während 70 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und dann unter Ölpum- penvakuum eingedampft.
Der Rückstand wird an 100 g Silicagel chromatographiert und mit 1460 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester und 550 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert, wobei 100 ml-Fraktionen abgetrennt werden. Fraktionen 7-13 enthalten den 7-(2-Thienylacetylamino) cephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester, der nach zweimaliger Kristallisation aus wenig Benzol bei 120-123 schmilzt.
Beispiel 4
Eine frisch bereitete Lösung von 0,01185 g 7-(2-Thienylacetylamino) isocephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester in 20 ml, über Bariumoxyd destilliertem y-Picolin wird während 2 Tagen bei 200 stehen gelassen und mehrmals bei jeweiliger Zugabe von Toluol unter vermindertem Druck abgedampft. Auf Grund der Dünnschichtchromatographie und Kernresonanzspektroskopie erweist sich das erhaltene Produkt als ein Gemisch von 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester und Ausgangsmaterial, welches nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren getrennt wird.
Beispiel 5
Eine Lösung von 0,012 g 7-(2-Thienylacetylamino) -isocephalo sporansäure-2,2,2-trichloräthylester in 1 mi Pyridin wird während 2 Stunden am Rückfluss gekocht und anschliessend mehrmals bei Zugabe von Toluol eingedampft. Der Rückstand erweist sich auf Grund der Dünnschichtchromatographie und Kernresonanzspektroskopie als ein Gemisch des 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylesters und des Ausgangsmaterials, das nach dem im Beispiel 3 beschriebenen Verfahren getrennt wird.
Beispiel 6
Eine Lösung von 0,1 g 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylester in 1,8 ml 90 obiger wässriger Essigsäure wird portio nenweise innert 30 Minuten mit 0,4 g Zinkstaub versetzt und das Reaktionsgemisch während 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und dann zentrifugiert. Die klare Lösung wird mehrmals bei jeweiliger Zugabe von Toluol eingedampft, der Rückstand mit 5 ml Wasser und 25 ml Toluol geschüttelt und tropfenweise mit 2-n.
Salzsäure versetzt, bis die wässrige Phase einen pH von etwa 2 erreicht hat. Nach dreimaligem Waschen mit gesättigter Kochsalzlösung und Trocknen wird die organische Lösung eingedampft und der Rückstand aus einem Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester kristallisiert. Man erhält so die 7-(2-Thienylacetylamino)-cephalosporansäure der Formel
EMI8.1
die bei 16() 160,5 schmilzt; Infrarot-Absorptiostan- den (Kaliumbromid) bei 3,10 ,m, 5,65 lt 5,75 , 6,05 und 6,55 ; Ultraviolett-Absorptionsbanden (in Äthanol) #max 239 mlt (e = 13 600) und 262 m (e = 7750); [aJ20 = +500 (c = 1,03 inAcetonitril).
Beispiel 7
Eine frisch bereitete Lösung von 0,2 g 7- [5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy) 5-(2,2,2-trichloräthoxy-carbonylamino)valerylamino]-isocephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylester in 3 ml Pyridin wird während 4 Tagen bei 20 stehen gelassen. Nach mehrmaligem Abdampfen der Lösung mit je 3 ml Toluol unter vermindertem Druck wird der Rückstand an 60 g gereinigtem Silicagel chromatographiert, wobei mit 600 ml eines 4:1-Gemisches und 100 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäu- reäthylester eluiert wird, und Fraktionen zu je 30 ml entnommen werden.
Fraktionen 12-14 ergeben den reinen 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)- 5-(2,2,2-trichloräthoxy-carbonylamino) valerylamino]-cephalosporansäurv 2,2,2-trichloräthylester der Formel
EMI8.2
der nach Umkristallisieren aus Tetrachlorkohlenstoff bei 157-159 schmilzt; [a]D20 = +400 (c = 0,76 in Chloroform); Infrarot-Absorptionsbanden (in Methylenchlorid bei 2,95 lt 5,63 lt 5,76 ,u, 5,95 , 6,1 lt und 6,7 ; Ultraviolett-Absorptionsbande (in Äthanol) 266 266 m ( = 8600). Aus den Fraktionen 17-23 erhält man das Ausgangsmaterial, welches nach Umkristailisieren aus absolutem Äthanol bei 111-114 schmilzt.
Beispiel 8
Eine Lösung von 0,3 g 7-[5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5 (2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino)- valerylamino] -cephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylester in 7,2 ml 90 %iger Essigsäure wird portionenweise mit 1,8 g Zinkstaub versetzt und während 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Nach dem Zentrifugieren wird die überstehende klare Lösung eingedampft, der Rückstand in 0,5 ml Wasser gelöst und durch eine Säule von 2g eines Ionenaustauschers (Amberlite IR 45; Acetatform) filtriert. Man wäscht mit 20 ml Wasser nach und lässt das Filtrat durch eine Säule von 5 g eines weiteren Ionenaustauscherpräparats (Dowex 50 X12) fliessen und dampft unter vermindertem Druck ein.
Aus dem Rohprodukt erhält man das Cephalospo- rin C der Formel
EMI9.1
welches sich nach Umkristallisieren aus Wasser und Aceton bei 173-175 zersetzt; Infrarot-Absorptionsbanden (in Paraffinöl) bei 2,94 sol, 3,06 lt' 5,77 lt 6,05 ,u, 6,29 ,u, 6,57 ,u, 7,17 lot, 7,36 lot und 7,61 lt und in an sich bekannter Weise über das Bariumsalz isoliert und gereinigt werden kann.
Das Produkt ist in den papierchromatographischen Systemen n-Butanol:Essigsäure:Wasser (5:1:4), n-Pro panol:Essigsäureäthylester:Wasser (7:1:2) und n-Propanol:Wasser (7:1) mit dem fermentativ erhaltenen Cephalosporin C identisch.
Die obige Reduktion des 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5- (2,2,2-trichloräthoxycarbonylamino) valerylamino] -cephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylesters mit Zink in 900/obiger Essigsäure kann vorteilhafterweise auch bei 0 durchgeführt werden.
Beispiel 9
2,2,2-Trichloräthylester-derivate von Cephalosporin C, die nach dem vorliegenden Verfahren erhältlich sind, eignen sich vorzüglich als Zwischenprodukte zur Herstellung von 7-Amino-cephalosporansäure und deren spaltbaren Estern, insbesondere 2,2,2-Trichlor äthyl- oder Diphenylmethylestern. So lässt sich z.B.
ein zur Abspaltung eines veresterten 5-Amino-5-carboxy-valerylrestes besonders geeigneter Diester des Cephalosporins C, insbesondere der Bis-diphenylmethylester, in ausgezeichneter Ausbeute und Reinheit erhalten, wenn man in der 7-[D-5-Carboxy-5-(2,2,2-trichloräthyloxy- carbonylamino)-valerylamino] -cephalosporansäure (erhalten durch Behandeln des Natriumsalzes von Cephalosporin C mit Chlorameisensäure-2,2,2-trichlor- äthylester) mit einem Veresterungsmittel, insbesondere mit Diphenyldiazomethan, die beiden Carboxylgruppen nach an sich bekannten Methoden verestert und im erhaltenen 7-[D-5-Carboxy-5-(2,2,2-trichloräthyloxy- carbonylamino)-valerylamino] -cephalosporansäure-diester, insbesondere dem Diphenylmethyl-diester,
die 2,2,2-TricKoräthyloxycarbonylaminogrupee durch Re- duktion, wie oben beschrieben, z.B. durch Bchan- deln mit Zinkstaub in Gegenwart von 90 Obiger Essigsäure, in die Aminogruppe überführt. Die Spaltung des erhaltenen Cephalosporin C-diesters zum 7-Aminocephalosporansäureester, wie -diphenylmethylester, kann z.B. in inerten Lösungsmitteln, wie chlorierten Kohlenwasserstoffen, vor allem chlorierten niederen Alkanen, wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, ferner z. B. Benzol, Nitromethan oder Dioxan erfolgen, wobei der Diester vorzugsweise in grosser Verdünnung (ca. 0,2-1 0/) vorliegt.
Die Reaktion wird vorzugsweise bei Zimmertemperatur und in Gegenwart von Säure oder Säure und Base als Katalysator durchgeführt.
Ferner kann auch der Cephalosporin C-bis2,2,2-trichloräthylester durch Behandeln mit einem in erten Lösungsmittel in der obgenannten Weise zum 7-Amino-cephalosporansäure-2,2,2-trichloräthylester gespalten werden und stellt deshalb ebenfalls ein ausgezeichnetes Zwischenprodukt zur Herstellung von 7-Amino-cephalosporansäure dar. Man erhält diesen Diester in einfacher Weise durch Behandeln des 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5- (tert.-butyloxycarbonylamino)-valerylamino] cephalosporansäure-2,2,2-trichlor äthylesters, den man z.
B. durch Veresterung der beiden Carboxylgruppen der 7-(D-5-Carboxy-5-tert. -butyloxycarbonylamino-valeryl-amino)-cephalosporansäure mit 2,2,2-Trichloräthanol in Gegenwart eines Kondensationsmittels, wie Dicyclohexylcarbodiimid, bildet, mit einem sauren Mittel, z. B. mit Trifluoressigsäure.
In den nach dem Abspalten des veresterten 5-Carboxy-5-amino-valerylrestes erhaltenen 7-Amin cephalosporansäureestern kann die veresterte Carboxylgruppe in freie Carboxylgruppen übergeführt werden, ein Diphenylmethylester z.B. durch Behandeln mit einem sauren Mittel, wie Trifluoressigsäure, vorzugsweise in Gegenwart von Anisol, oder ein 2,2,2-Trichloräthylester durch Reduktion, wie nach den oben erwähnten Methoden, z. B. durch Behandeln mit Zinkstaub in Gegenwart von wässriger Essigsäure.
Die obigen Verfahren sind im folgenden Beispiel näher beschrieben:
Eine Lösung von 4,25 g des Natriumsalzes von Cephalosporin C und 2,1 g Natriumhydrogencarbonat in 10 ml Wasser wird unter Rühren innerhalb 30 Minuten tropfenweise mit einer Lösung von 2,5 g Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester in 4 ml Aceton versetzt und anschliessend bei 20O während 2 Stunden gerührt. Nach Verdünnen mit etwa 30 ml Wasser entfernt man das Aceton unter vermindertem Druck; die wässrige Phase wird dreimal mit Essigsäure äthylester ausgewaschen, mit konzentrierter Phosphorsäure auf pH 2 angesäuert, mit Kochsalz gesättigt und dreimal mit Essigsäureäthylester extrahiert.
Die über Natriumsulfat getrocknete organische Lösung wird eingedampft und man erhält 7- [D-5-(2,2,2-Trichloräthoxycarbonylarnino)- 5-carboxy-valerylamino] -cephalosporansäure der Formel
EMI10.1
Eine Lösung von 4 g 7-[D-5-(2,2,2-Trichloräthoxycarbonylamino) 5-carboxy-valerylamino] -cephalosporansäure in 40 ml eines 8:2-Gemisches von Dioxan und Methanol wird unter Rühren bei 20 mit einer filtrierten Lösung von 3,5 g Diphenyl-diazomethan in 25 ml Petroläther versetzt. Nach einer Stunde Stehen bei 20 dampft man unter vermindertem Druck ein; der Rückstand wird mehrmals mit je 50 ml von 1:1-Gemischen von Petroläther und Äther digeriert und dann in Essigsäureäthylester gelöst.
Die organische Lösung wird mit 10 0/obiger Phosphorsäure und 10 O/oiger Dikaliumhydrogenphosphatlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft und man erhält so den 7- [D-5-(Carbo-diphenylmethoxy)-5- (2,2,2-trichloräthyloxycarbonylamino) valerylamino] -cephalosporansäure- diphenylmethylester der Formel
EMI10.2
[ D20 = +240-r1O (c = 1 in Chloroform), der ohne weitere Reinigung verarbeitet wird.
Ein Gemisch von 4 g 7-[D-5-(Carbo-diphenylmethoxy)-5-(2,2,2- trichloräthyloxycarbonylamino)-valerylamino] cephalosporansäure-diphenylmethylester in 40 ml 90 0/obiger Essigsäure wird unter Rühren portionenweise mit insgesamt 25 g Zinkstaub versetzt, während 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, dann mit Wasser verdünnt und dreimal mit Essigsäure äthylester extrahiert.
Die vereinigten organischen Extrakte werden mit kalter Natriumhydrogencarbonatlö- sung und Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft, und man erhält den Cephalosporin C-bis-diphenylmethylester der Formel
EMI10.3
welcher wie folgt zur 7-Amino-cephalosporansäure gespalten werden kann:
12,6 g Cephalosporin C-bis-diphenylmethylester werden in 2000 ml abs. Methylenchlorid gelöst, mit 2 ml 2-n. wässriger Essigsäure versetzt und 8 Tage bei 220 im Dunkeln stehen gelassen. Man dampft unter vermindertem Druck ein und nimmt den Rückstand in einem Gemisch von 5 Teilen Toluoyl, 2 Teilen Essigsäureäthylester, 3 Teilen Alkohol und 3 Teilen 2-n.
wässriger Salzsäure auf. Nach vollständiger Lösung bei kräftigem Schütteln werden die Phasen getrennt und die Unterphase mit zwei weiteren Oberphasen (5 Teile Toluol und 2 Teile Essigsäureäthylester) ausgeschüttelt. Die 3 Oberphasen werden noch 4 mal mit einem 1:1-Gemisch von Äthanol und 2-n. Salzsäure nachextrahiert. Die produkthaltigen Unterphasen werden vereinigt, mit 50 0/obiger wässriger Trikaliumphosphatlösung auf pH 6 gestellt und unter vermindertem Druck vom Äthanol befreit. Hierauf stellt man mit der Trikaliumphosphatlösung auf pH 8,0 und extrahiert 3 mal mit Essigsäureäthylester.
Der über Natriumsulfat getrocknete Extrakt gibt beim Eindampfen den 7-Amino-cephalosporansäurebenzhydrylester, der aus Ather in zu Drusen vereinigten Nadeln kristallisiert; F. 122-124 ; er zeigt im Dünnschichtchromatogramm an Silicagel im System n-Butanol-Eisessig (10:1) gesättigt mit Wasser einen Rf-Wert von 0,64 (schmutziggelber Fleck mit Ninhydrin-Collidin)t.
Zur Überführung des Esters in die freie 7-Aminocephalosporansäure löst man 6,8 g = 1 Teil Ester in 1 Teil Anisol und versetzt mit 5 Teilen Trifluoressigsäure Man dampft anschliessend sofort bei 0,2 mm Hg innerhalb 20 Minuten ein, nimmt in 30 ml Essigsäure äthylester auf und giesst die Lösung gleichzeitig mit ca.
13 ml 50 O;oiger wässriger Trikaliumphosphatlösung unter Rühren auf 20 ml 3 Oblige wässrige Dikaliumhydrogenphosphatlösung. Die beiden Zuflüsse sind dabei so bemessen, dass das pH zwischen 6-8 gehalten wird und am Ende auf 7 stehen bleibt. Die abgetrennte wässrige Phase wird noch 2 mal mit je 10 ml Essigsäureäthylester und die 3 organischen Phasen werden 2 mal mit je 5 ml 3 Oioiger wässriger Dikaliumhydrogenphosphatlösung gewaschen. Man verwirft die organischen Phasen, vereinigt die wässrigen und stellt mit ca.
4 ml konz. Salzsäure auf pH 3,5. Das nach 15 Stunden Stehen bei 0 abgeschiedene Produkt wird abfiltriert, mit wenig Eiswasser gewaschen und getrocknet. Man erhält so die reine 7-Amino-cephalosporansäure.
In ähnlicher Weise kann man zur 7-Amino-cephalosporansäure und deren 2,2,2-Trichloräthylester gelangen, wenn man, ausgehend von 7-(D-5-Carboxy-5-tert.-butyloxycarbo nylamino-valerylamino)-cephalosporansäure, diese durch Verestern mit 2,2,2-Trichloräthanol in Gegenwart von Dicyclohexylcarbodiimid in den 7-[D-5-tert.-Butyloxycarbonylamino 5-(carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-valerylamino] - cephalosporansäure-2, 2,2trichloräthylester überführt, in diesem die tert.-Butyloxycarbonylaminogruppe durch Behandeln mit Trifluoressigsäure spaltet und den erhaltenen Cephalosporin C-bis-2,2,2-trichlor äthylester in Methylenchlorid in Gegenwart einer katalytischen Menge Essigsäure in den 7-Aminocephalo sporansäure-2,2,2-trichloräthylester überführt;
die 7-Amino-cephalosporansäure erhält man aus letzterem durch Behandeln mit Zink in Gegenwart von 90 /0iger Essigsäure.
Den in der obigen Variante verwendeten Ausgangsstoff erhält man z. B. wie folgt:
Eine Lösung von 9,43 g Cephalosporin C in 250 ml 1-n. wässriger Natriumbicarbonatlösung wird mit 3,62 ml tert.-Butyloxycarbonylazid, gelöst in 150 ml Dioxan, versetzt und 5 Stunden bei 400 gerührt. Die anschliessend im Vakuum bei 0,5 mm Hg und 30 auf ca. 150ml eingeengte Lösung verdünnt man mit 200 ml Wasser und extrahiert mehrere Male mit Essigsäureäthylester. Die mit I(ochsalz gesättigte, wässrige Phase wird darauf bei pH 2,0 in der Kälte erschöpfend mit Essigsäureäthylester ausgezogen.
Trocknen des mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschenen Extraktes über Natriumsulfat und Eindampfen im Vakuum gibt amorphes, farbloses N-tert.-Butyloxycarbonyl-cephalosporin C; Rf-Wert im Papierchromatogramm im System n-Butanol-Essigsäure (10:1), gesättigt mit Wasser: 0,80; im System Wasser-gesättigtes n-Butanol und 1 O/o Eisessig: 0,51.
Beispiel 10
Eine Lösung von 3,45 g 7- [D-5-(2,2,2-Trichloräthoxycarbonyl-amino) - 5-carboxy-valeryl-amino] -cephalosporansäure in einem Gemisch von 15 ml 2,2,2-Trichloräthanol, 10 ml trockenem Tetrahydrofuran und 1,5 ml Pyridin wird unter Rühren und Kühlen mit kaltem Wasser tropfenweise mit einer Lösung von 2,55 g Dicyclohexylcarbodiimid in 5 ml Tetrahydrofuran versetzt. Ein Niederschlag beginnt sofort auszufallen; das Gemisch wird während 20 Minuten bei Zimmertemperatur stehen gelassen und dann unter Ölpumpen-Vakuum zur Trockne eingedampft.
Der Rückstand wird mit drei Portionen zu je 15 ml Benzol trituriert und der Benzolunlösliche N,N'-Dicyclohexylharnstoff, F. 2100, wird abfiltriert und die klare Benzollösung mit Hilfe einer Öldiffusions-Vakuumpumpe zur Trockne eingedampft.
Der viskose Rückstand wird in 50 ml eines 4:1-Gemi- sches Benzol und Essigsäureäthylester an einer Kolonne von 500 g Silicagel (Säure-gewaschen; die Kolonne wird in einem 4:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester hergestellt) chromatographiert.
Die Kolonne wird mit 6300 ml eines 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester, gefolgt von 900 ml eines 3:1-Gemisches Benzol und Essigsäure äthylester eluiert, wobei man Fraktionen zu 300 ml entnimmt.
Die vereinigten Fraktionen 11-15 werden eingedampft; sie enthalten ausser dem 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy) -5 (2,2,2-trichloräthoxycarbonyl-amino)- valerylamino] -cephalosporansaure- 2,2,2-trichloräthylester eine kleine Menge N,N'-Dicyclohexylharnstoff. Der Rückstand wird an 60 g Silicagel (Säure-gewaschen) chromatographiert, wobei man mit 3:1-Gemischen von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert und 50 ml Fraktionen entnimmt. Fraktionen 4-7 ergeben den 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5- (2,2,2-trichloräthoxycarbonyl-amino)valeryl-amino] -cephalosporansäure-2,2,2trichloräthylester als ein viskoses Öl, welches aus Tetrachlorkohlenstoff kristallisiert und nach 3 Umkristallisationen aus dem gleichen. Lösungsmittel bei 157-159 schmilzt.
Das Produkt kristallisiert in grossen Kristallen aus 1 ml absolutem Äthanol beim Stehenlassen bei Zimmertemperatur während 20 Stunden, F. 157-159 nach Trocknen bei 60 /0,01 mm Hg während 20 Stunden.
Die kombinierten Fraktionen 17-24, enthaltend ausser etwas N,N'-Dicyclohexylharnstoff den 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5 (2,2,2-trichloräthoxycarbonyl-amino)-valeryl- amino]-isocephalos poransäure-2,2,2- trichloräthylester, werden eingedampft. Die nach dem Filtrieren erhaltene Lösung des Rückstandes in 10 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester wird an 100 g Silicagel (Säure-gewaschen; die Kolonne wird in einem 3:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester hergestellt) chromatographiert, wobei man Fraktionen zu 150 ml entnimmt.
Nach dem Eindampfen ergeben Fraktionen 3-5 den 7-[ > 5-(Carbo¯2,2,2 trichloräthoxy)-5- (2,2,2-trichloräthoxycarbonyl-amino) valeryl-amino]-isocephalosporansäure- 2,2,2-trichloräthylester als viskoses Öl, welches aus 1 ml absolutem Äthanol nach 16-stündigem Stehen bei Zimmertemperatur kristallisiert und nach zweimaligem Umkristallisieren aus dem gleichen Lösungsmittel bei 111-114 schmilzt; ein nochmals aus absolutem Athanol umkristallisiertes und bei 60 /0,01 mm Hg während 20 Stunden getrocknetes Produkt schmilzt ebenfalls bei 111-114 .
Beispiel 11
Eine Lösung von 0,2 g 7- [D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5 (2,2, 2-trichloräthoxycarl:onylarno) valeryl-amino]-isocephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester in 3 ml trockenem Pyridin wird während 4 Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen und dann nach Zugabe von je 3 ml Toluol 3 mal unter vermindertem Druck vorsichtig eingedampft. Der Rückstand wird an 60 g Silicagel (Säure-gewaschen) chromatographiert, wobei man mit 600 ml eines 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester und dann mit 100 ml eines 3:1-Gemisches von Benzol und Essbigsäureäthyl- ester eluiert und Fraktionen zu 30 ml entnimmt.
Fraktionen 12-14 ergeben den reinen, aber viskosen 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)-5- (2,22-trichloräthoxyearbonyl-amino)- valeryl-amino]-cephalosporansäure2,2,2-trichloräthylester, der nach Kristallisieren aus Tetrachlorkohlenstoff bei 157-159 schmilzt. Aus Fraktionen 17-23 wird der reine viskose 7-[D-5-(Carbo-2,2,2-trichloräthoxy)- 5-(2,2,2-trichloräthoxycarbonyl-amino)- valeryl-amino] - 2,2,2-trichloräthylester erhalten, der nach Kristallisieren aus Äthanol bei 111-114 schmilzt.
Process for the preparation of 7-amino-deacetykephalosporanic acid compounds
The present invention relates to a methodological process for the preparation of 7-amino-des acety1cepliaiosporanic acid compounds which was used in particular in the first synthetic preparation of 7-amino-cephalosporanic acid and its derivatives and is particularly suitable for this peculiar synthesis.
7-Amino-cephalosporanic acid has the following formula:
EMI1.1
Derivatives are primarily N-acyl compounds in which acyl radicals are particularly those of effective N-acyl derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid, such as thienylacetyl, cyanoacetyl, chloroethylcarbamyl or phenylacetyl radical, or easily cleavable acyl radicals, such as the radical 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 to carry out the novel synthesis according to the following equation:
EMI2.1
The compound IX is converted into the desired 7-ammo-cephalosporanic acid and its derivatives as follows:
EMI3.1
The compound of formula X used as an intermediate is prepared as follows:
:
EMI4.1
To the 7-amino-deacetyl-cephalosporan acid compounds of the formula
EMI4.2
where each of the groups Rt and R2 is a hydrogen atom or an acyl group and Ra is a hydrogen atom or the remainder of an alcohol, is surprisingly obtained by using a compound of the formula
EMI4.3
isomerized by treatment with a weakly basic agent and the desired 7-amino-deacetylcephalosporanic acid compound of the formula XIVa is isolated. If desired, a substituent in a compound obtained can be converted into another substituent and / or, if desired, a mixture of isomers obtained can be separated into the individual isomers.
Acyl radicals R2 in the starting material are primarily those of organic carboxylic acids, such as aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, araliphatic or heterocyclic carboxylic acids of any kind, such as lower alkanecarboxylic acids, e.g. B. acetic, propionic or pivalic acid, cycloalkanecarboxylic acids, e.g. B.
Hexahydrobenzoic acid, benzoic acid, phenyl-lower alkanecarboxylic acids, e.g. B. phenylacetic acid, P4henylzniederalkanarbonsäuren, z. B. cinnamic acid, pyridine, thiophene or furancarboxylic acids, and pyridyl, thienyl or furyl-lower alkanecarboxylic acids, e.g. 13. Nicotine, isonicotine, thienyl acetic acid, such as 2-thienyl acetic acid, or furan, such as 2-furancarboxylic acid, and formic acid, half esters of carbonic acid, e.g. B.
Ethyl carbonate, or carbamic acids, e.g. B.
Carbamic acid. These acids can optionally contain further substituents, such as lower alkyl groups, free, etherified or esterified hydroxy, e.g. Lower alkoxy, such as methoxy or ethoxy groups, or halogen, e.g. Fluorine, chlorine or bromine atoms, trifluoromethyl groups, mercapto or etherified mercapto, e.g. B. lower alkyl mercapto, such as methyl mercapto or ethyl mercapto groups, nitro groups, amino groups, carboxyl or functionally modified carboxy groups, such as carbo-lower alkoxy, z. B. carbomethoxy or carbethoxy, or cyano groups, or sulfonyl groups, or other suitable radicals as substituents.
Acyl radicals Rt are primarily those which occur in pharmacologically active N-acyl derivatives of 7-aminoWceplhalosporanic acid, such as thieF nylacetyl, e.g. 2-thienylacetyl, cyanoacetyl, chloroethylcarbamyl, phenylacetyl or an optionally protected amino and / or carboxy group pointing 5-amino-5-carboxy-valeryl radical or easily cleavable acyl radicals, such as the radical of a half-ester of carbonic acid, e.g. the tert-butyloxycarbonyl radical, or any other suitable acyl radical such as a benzoyl or substituted benzoyl radical, e.g.
4-nitro-benzoyl. '
Ra radicals of alcohols are above all those of aliphatic or araliphatic alcohols, primarily alkyl, such as lower alkyl, e.g. B.
Methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl or tert-butyl esters, or phenyl-lower alkyl, such as benzyl or diphenylmethyl esters.
The alcohol residues of these esters are unsubstituted, but can also, for. B. by Niederallqrl-, such as methyl, ethyl or isopropyl groups, or lower alkoxy, such as methoxy, ethoxy groups, nitro or trifluoromethyl groups, or in particular halogen, such as fluorine, chlorine or bromine atoms, be substituted; Particularly preferred substituted alcohol radicals are halo-lower alkyl, e.g. B. 2,2,2-trichloroethyl groups.
The isomerization according to the invention is carried out in particular by treatment with a weakly basic agent. The latter are e.g. organic nitrogen-containing bases, especially tertiary heterocyclic bases of aromatic character, primarily bases of the pyridine type, such as pyridine itself, and collidines or lutidines, and also tertiary aromatic bases, e.g. B. those of the aniline type, such as dimethylaniline or diethylaniline, or tertiary aliphatic, azacycloaliphatic or araliphatic bases such as triethylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine or benzyldimethylamine.
In addition, inorganic or organic salts of bases, in particular of moderately strong to strong bases with weak acids, such as sodium acetate, triethylammonium acetate or N-methylpiperidine acetate, and other analogous bases can also be used.
The process according to the method is preferably carried out in an anhydrous medium, in the presence or absence of a solvent, whereby bases used as reactants can also serve as solvents, with cooling, at room temperature or with heating, in an inert gas atmosphere and / or in a closed vessel.
In a compound obtained, substituents can be converted into others by methods known per se. So you can z. B. converting esters of carboxylic acids with a 2,2,2-trihaloethanol, especially 2,2,2-trichloroethanol, in a peculiar way by means of reducing agents in the free carboxyl group; suitable reducing agents are chemical reducing agents, such as nascent hydrogen, obtained e.g. By the action of metals, metal alloys or amalgams on hydrogen donating agents such as zinc, zinc alloys, e.g. Zinc copper, or zinc amalgam in the presence of acids such as organic carboxylic acids, e.g. Acetic acid, or alcohols such as lower alkanols, alkali metal, e.g. B.
Sodium or potassium amalgam or aluminum amalgam, in the presence of moist ether or of lower alkanols, furthermore alkali metals, e.g. Lithium, sodium or potassium, or alkaline earth metals, e.g.
Calcium, in liquid ammonia, optionally with the addition of alcohols such as a lower alkanol. Furthermore, 2,2,2-trihaloethyl, in particular a 2,2,2-trichloroethyl ester by treatment with reducing metal salts, such as chromium (II) compounds, e.g. 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.
A carboxyl group esterified with a diphenylmethyl group can e.g. B. by treatment with an acidic agent such as trifluoroacetic acid, released.
In a compound obtained with a free carboxy group, this can be converted into its derivatives by methods known per se, e.g. into their salts, e.g. Alkali or alkaline earth metal, as well as ammonium salts, or by treatment with complex-forming metal salts, e.g. in copper, iron, magnesium, zinc or lead salts. Free carboxy groups can e.g. B. by treating with a diazo compound such as a diazo-lower alkane, e.g. B. diazomethane or diazoethane, or phenyldiazo-lower alkane, such as phenyldiazomethane or diphenyldiazomethane, or by reacting with a hydroxy compound suitable for esterification, such as. B. an alcohol, as well as a phenol or an N-hydroxy nitrogen compound, z.
A hydroxamic acid, in the presence of an esterifying agent such as a carbodiimide, e.g. 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, and a strong inorganic acid or a strong organic sulfonic acid.
A functionally modified carboxy group in a compound obtained can also be converted into another functionally modified carboxy group by methods known per se, e.g.
esterified groups by transesterification, such as treatment with a hydroxy compound in the presence of a transesterification catalyst, into another esterified group. Activated esters, e.g.
Esters with N-hydroxy nitrogen compounds, or anhydrides formed with haloformic acid esters, can also be converted into other esters by reaction with other hydroxy compounds, such as alcohols.
An esterified acyloxy group can e.g. B. be cleaved with basic agents or enzymatically; a free hydroxy group can be obtained by treatment with acids or their derivatives, such as their halides, e.g. B.
Chlorides, or anhydrides, including internal anhydrides of carboxylic acids, d. H. Ketenes, or from carbamic or thiocarbamic acids, d. H. Isocyanates or isothiocyanates are to be understood, if necessary, to be acylated in the presence of condensing agents, such as dicyclohexylcarbodiimide.
In compounds obtained with a free amino group, this can be substituted by methods known per se, e.g. by treating with acids or acid derivatives of carboxylic or sulfonic acids such as halides, e.g. Chlorides or anhydrides incl.
Ketenes, isocyanates or isothiocyanates, are acylated. N-acylated amino groups can e.g. B. by treatment with phosphorus pentachloride followed by an alcohol such as methanol and cleavage of the irinoether.
Mixtures of isomers obtained can be prepared by methods known per se, e.g. by fractional crystallization, adsorption chromatography (column or thin layer chromatography) or other methods, are separated into the individual isomers; Racemates obtained can be separated into the antipodes 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.
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 so 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.
497 379 (Case Wo 13) described method.
In the compounds obtained according to the invention, acyl radicals Rl or Ro are primarily the above-mentioned radicals of organic carboxylic acids, functional groups in such radicals as in the 5-amino-5-carboxy-valeryl radical, e.g. can be protected by esterification and / or acylation. Acyl radicals R5 and R2 are primarily those of effective 0- and N-acyl derivatives of 7-aminocephalosporanic acids, with O-acyl groups primarily lower alkanoyl, in particular acetyl groups, and N-acyl groups primarily thienylacetyl, e.g. B.
2-thienylacetyl, cyanoacetyl, chloroethylcarbamyl, phenylacetyl or 5-amino-5-carboxyvaleryl radicals, it being possible for functional substituents, such as amino and / or carboxyl groups, to be protected.
Aikoholreste Ra are possibly aliphatic or araliphatic radicals and primarily the above he wähaten lower alkyl or substituted mederalkyl, especially halo-lower alkyl and phenyl-lower alkyl groups.
Compounds obtained according to the invention can be used as medicaments, in particular with antibacterial properties, or as intermediates for the preparation of pharmacologically active compounds. Esters of 7-aminocephalosporanic acid and its 0- and / or N-acyl derivatives with halo-lower alkanols, in particular 2,2,2-trichloroethanol, are particularly valuable as new intermediate products.
The invention is described in more detail in the following examples. The temperatures are given in degrees Celsius.
example 1
A freshly prepared solution of 0.021 g of 7- (2-thienylacetylamino) isocephalosporanic acid methyl ester in 2 ml of pyridine is left to stand for 7 days at 200; the response is followed by periodic measurements of the optical rotation. After evaporation of the solution several times with toluene under reduced pressure, the residue is chromatographed on 3 g of silica gel, 2.5 ml fractions of a 6: 1 mixture of benzene and ethyl acetate (total volume: 52.5 ml) and a 4: 1 -Mixture of benzene and ethyl acetate (total volume: 25 ml) withdrawn.
Fractions 9-13 give the pure 7- (2-thienylacetylamino) cephalosporan sällrewmelLylester of the formula
EMI6.1
which melts at 185-185.5 "after crystallization from methanol; taJ20 = +300 1 1" (c = 1.063 in chlorine form); Infrared absorption bands (Methyienchtorid) at 2.95 i ±, 5.60 ,, 5.77, 5.93 and 6.68y, while from fractions 1418 unisomerized starting material is isolated.
The above isomerization of the 7- (2-thienylacetylamino) isocephalosporanic acid methyl ester can also be carried out in boiling pyridine or by treatment with triethylamine in benzene or acetonitrile at 20.
The reaction product can also be obtained as follows:
A solution of 0.202 g of 7 <2-thienylacetylamino) - oephalosporanic acid in 3 ml of methanol is treated with an excess of an ethereal diazomethane solution, a colorless crystalline precipitate separating out after vigorous evolution of gas. The reaction mixture is then evaporated. The residue is crystallized from methanol and the pure 7- (2-thienylacetylamino) cephalosporanic acid methyl ester is obtained, melting point 185-185.5C.
Example 2
A solution of 0.033 g of 7- (2-thienylacetylamino) -isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester in 1.5 mol of methanol is mixed with 0.027 g of anhydrous sodium acetate and stirred for 24 hours at room temperature. The evaporated reaction mixture is shaken with 2 ml of water and 5 ml of methylene chloride, the organic phase is separated off, dried and evaporated. The viscous residue turns out to be a 6.5: 1 mixture of 7- (2-thienylacetylaminof isocephalosporanic acid methyl ester and 7- (2-thienylacetylamino) cephalosporanic acid methyl ester on the basis of the infrared and nuclear magnetic resonance spectra as well as thin layer chromatography.
The mixture can be separated into the two compounds by chromatography according to the method described in Example 1.
Example 3
A solution of 0.0446 g of 7- (2-thienylacetylamino) -isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester in 7 ml of pyridine is left to stand for 3 days (constant optical rotation [a] D = 2490 + 10) and then several times with each addition from toluene evaporated under reduced pressure. On the basis of thin-layer chromatography and nuclear magnetic resonance spectra, the product obtained proves to be a mixture of 7- (2-thienylacetylamino) cephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
EMI7.1
and of 7- (2-thienylacetylamino) isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester.
The mixture is separated by chromatography on 3.5 g of purified silica gel, eluting with 70 ml of a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and 20 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and separating 5 ml fractions. The desired 7- (2-thienylacetylamino) -cephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester is obtained from fractions 5-9 and, after crystallizing twice from a little benzene, melts at 12e1230; [a] D20 = +140 +20 (c = 0.95 in chlorine, form);
; Infrared absorption bands (in methylene chloride) at 2.95 etc, 5.60 lt 5.77, a, 5.93 lt and 6.70 lt The following fractions contain mixtures of the two products and pure 7- (2-thienylacetylamino) isocephalosporanic acid- 2,2,2-trichloroethyl ester.
The desired 7- (2-thienylacetylamino) -cephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester can also be obtained as follows: A solution of 1.94 g of 7- (2-thienylacetylamino) -cephalosporanic acid in 15 ml of dry tetrahydrofuran is mixed with 1 g of dicyclohexylcarbodiimide added in 5 ml of tetrahydrofuran; after 5 minutes a colorless crystalline precipitate begins to separate out. After stirring for 1/2 hour at room temperature, 15 ml of 2,2,2-trichloroethanol are added and the solution is stirred for 70 hours at room temperature and then evaporated under an oil pump vacuum.
The residue is chromatographed on 100 g of silica gel and eluted with 1460 ml of a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and 550 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, 100 ml fractions being separated off. Fractions 7-13 contain the 7- (2-thienylacetylamino) cephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester, which melts at 120-123 after two crystallizations from a little benzene.
Example 4
A freshly prepared solution of 0.01185 g of 7- (2-thienylacetylamino) isocephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 20 ml of γ-picoline distilled over barium oxide is left to stand for 2 days at 200 and several times with the respective addition of toluene evaporated under reduced pressure. On the basis of thin layer chromatography and nuclear magnetic resonance spectroscopy, the product obtained proves to be a mixture of 7- (2-thienylacetylamino) -cephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester and starting material, which is separated according to the method described in Example 1.
Example 5
A solution of 0.012 g of 7- (2-thienylacetylamino) -isocephalo-sporanoic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 1 ml of pyridine is refluxed for 2 hours and then evaporated several times with the addition of toluene. On the basis of thin layer chromatography and nuclear magnetic resonance spectroscopy, the residue proves to be a mixture of 7- (2-thienylacetylamino) -cephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester and the starting material, which is separated according to the method described in Example 3.
Example 6
A solution of 0.1 g of 7- (2-thienylacetylamino) -cephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 1.8 ml of 90 above aqueous acetic acid is added in portions within 30 minutes with 0.4 g of zinc dust and the reaction mixture during Stirred for 2 hours at room temperature and then centrifuged. The clear solution is evaporated several times with the respective addition of toluene, the residue is shaken with 5 ml of water and 25 ml of toluene and added dropwise with 2-n.
Hydrochloric acid is added until the aqueous phase has reached a pH of about 2. After washing three times with saturated sodium chloride solution and drying, the organic solution is evaporated and the residue is crystallized from a mixture of benzene and ethyl acetate. 7- (2-Thienylacetylamino) -cephalosporanic acid of the formula is obtained in this way
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which melts at 16 () 160.5; Infrared absorption levels (potassium bromide) at 3.10, m, 5.65 lt 5.75, 6.05 and 6.55; Ultraviolet absorption bands (in ethanol) #max 239 mlt (e = 13,600) and 262 m (e = 7750); [aJ20 = +500 (c = 1.03 in acetonitrile).
Example 7
A freshly prepared solution of 0.2 g of 7- [5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) 5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) valerylamino] -isocephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 3 ml of pyridine is left to stand at 20 for 4 days. After the solution has been repeatedly evaporated with 3 ml of toluene each time under reduced pressure, the residue is chromatographed on 60 g of purified silica gel, eluting with 600 ml of a 4: 1 mixture and 100 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate , and fractions of 30 ml each are taken.
Fractions 12-14 give the pure 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) - 5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) valerylamino] -cephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester the formula
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which, after recrystallization from carbon tetrachloride, melts at 157-159; [a] D20 = +400 (c = 0.76 in chloroform); Infrared absorption bands (in methylene chloride at 2.95 lt 5.63 lt 5.76, u, 5.95, 6.1 lt and 6.7; ultraviolet absorption band (in ethanol) 266 266 m (= 8600). Aus fractions 17-23 give the starting material which, after recrystallization from absolute ethanol, melts at 111-114.
Example 8
A solution of 0.3 g of 7- [5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5 (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) -valerylamino] -cephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 7, 1.8 g of zinc dust are added in portions to 2 ml of 90% acetic acid and the mixture is stirred at room temperature for 2 hours. After centrifugation, the supernatant clear solution is evaporated, the residue is dissolved in 0.5 ml of water and filtered through a column of 2 g of an ion exchanger (Amberlite IR 45; acetate form). It is washed with 20 ml of water and the filtrate is allowed to flow through a column of 5 g of another ion exchange preparation (Dowex 50 X12) and evaporated under reduced pressure.
The cephalosporin C of the formula is obtained from the crude product
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which, after recrystallization from water and acetone, decomposes at 173-175; Infrared absorption bands (in paraffin oil) at 2.94 sol, 3.06 lt, 5.77 lt 6.05, u, 6.29, u, 6.57, u, 7.17 lot, 7.36 lot and 7.61 liters and can be isolated and purified in a manner known per se via the barium salt.
The product is in the paper chromatographic systems n-butanol: acetic acid: water (5: 1: 4), n-propanol: ethyl acetate: water (7: 1: 2) and n-propanol: water (7: 1) with the Cephalosporin C obtained by fermentation is identical.
The above reduction of the 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) valerylamino] -cephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester with zinc in 900 The above acetic acid can advantageously also be carried out at 0.
Example 9
2,2,2-trichloroethyl ester derivatives of cephalosporin C, which are obtainable by the present process, are particularly suitable as intermediates for the preparation of 7-aminocephalosporanic acid and its cleavable esters, in particular 2,2,2-trichloroethyl or Diphenyl methyl esters. E.g.
a diester of cephalosporin C, especially the bis-diphenylmethyl ester, which is particularly suitable for splitting off an esterified 5-amino-5-carboxy-valeryl radical, is obtained in excellent yield and purity if one in the 7- [D-5-carboxy-5- ( 2,2,2-trichloräthyloxycarbonylamino) -valerylamino] -cephalosporanic acid (obtained by treating the sodium salt of cephalosporin C with chloroformic acid 2,2,2-trichloroethyl ester) with an esterifying agent, in particular with diphenyldiazomethane, the two carboxyl groups after known methods esterified and in the obtained 7- [D-5-carboxy-5- (2,2,2-trichloräthyloxycarbonylamino) -valerylamino] -cephalosporanic acid diester, in particular the diphenylmethyl diester,
the 2,2,2-TricKoräthyloxycarbonylaminogrupee by reduction, as described above, e.g. converted into the amino group by treating with zinc dust in the presence of the above acetic acid. The cleavage of the cephalosporin C diester obtained to the 7-aminocephalosporanic acid ester, such as -diphenylmethyl ester, can e.g. in inert solvents such as chlorinated hydrocarbons, especially chlorinated lower alkanes such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, also z. B. benzene, nitromethane or dioxane, the diester preferably being present in large dilution (approx. 0.2-1 0 /).
The reaction is preferably carried out at room temperature and in the presence of acid or acid and base as a catalyst.
Furthermore, the cephalosporin C-bis2,2,2-trichloroethyl ester can also be cleaved to the 7-aminocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester by treatment with an inert solvent in the above-mentioned manner and is therefore also an excellent intermediate product for production of 7-amino-cephalosporanic acid. This diester is obtained in a simple manner by treating the 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5- (tert-butyloxycarbonylamino) valerylamino] cephalosporanic acid- 2,2,2-trichloro ethyl ester, which is z.
B. by esterification of the two carboxyl groups of 7- (D-5-carboxy-5-tert -butyloxycarbonylamino-valeryl-amino) -cephalosporanic acid with 2,2,2-trichloroethanol in the presence of a condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide, forms with a acidic agents, e.g. B. with trifluoroacetic acid.
In the 7-amine cephalosporanic acid esters obtained after the esterified 5-carboxy-5-amino-valeryl radical has been cleaved off, the esterified carboxyl group can be converted into free carboxyl groups, a diphenylmethyl ester e.g. by treatment with an acidic agent such as trifluoroacetic acid, preferably in the presence of anisole, or a 2,2,2-trichloroethyl ester by reduction, as by the methods mentioned above, e.g. B. by treating with zinc dust in the presence of aqueous acetic acid.
The above procedures are detailed in the following example:
A solution of 4.25 g of the sodium salt of Cephalosporin C and 2.1 g of sodium hydrogen carbonate in 10 ml of water is added dropwise with stirring over 30 minutes with a solution of 2.5 g of 2,2,2-trichloroethyl chloroformate in 4 ml of acetone added and then stirred at 20O for 2 hours. After dilution with about 30 ml of water, the acetone is removed under reduced pressure; the aqueous phase is washed three times with ethyl acetate, acidified to pH 2 with concentrated phosphoric acid, saturated with sodium chloride and extracted three times with ethyl acetate.
The organic solution, dried over sodium sulfate, is evaporated and 7- [D-5- (2,2,2-Trichloräthoxycarbonylarnino) -5-carboxy-valerylamino] -cephalosporanic acid of the formula is obtained
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A solution of 4 g of 7- [D-5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonylamino) 5-carboxy-valerylamino] -cephalosporanic acid in 40 ml of an 8: 2 mixture of dioxane and methanol is filtered with stirring at 20 ° Solution of 3.5 g of diphenyl-diazomethane in 25 ml of petroleum ether are added. After standing for one hour at 20, the mixture is evaporated under reduced pressure; the residue is digested several times with 50 ml each of 1: 1 mixtures of petroleum ether and ether and then dissolved in ethyl acetate.
The organic solution is washed with 10% phosphoric acid and 10% dipotassium hydrogen phosphate solution, dried over sodium sulfate and evaporated, and so the 7- [D-5- (carbo-diphenylmethoxy) -5- (2,2,2- trichloräthyloxycarbonylamino) valerylamino] -cephalosporanic acid diphenylmethyl ester of the formula
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[D20 = + 240-r10 (c = 1 in chloroform), which is processed without further purification.
A mixture of 4 g of 7- [D-5- (carbo-diphenylmethoxy) -5- (2,2,2-trichloroethyloxycarbonylamino) -valerylamino] cephalosporanic acid diphenylmethyl ester in 40 ml of 90% acetic acid is added in portions with a total of 25 g zinc dust is added, the mixture is stirred at room temperature for 2 hours, then diluted with water and extracted three times with ethyl acetate.
The combined organic extracts are washed with cold sodium hydrogen carbonate solution and water, dried over sodium sulfate and evaporated under reduced pressure, and the cephalosporin C-bis-diphenylmethyl ester of the formula is obtained
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which can be split into 7-amino-cephalosporanic acid as follows:
12.6 g of Cephalosporin C-bis-diphenylmethyl ester in 2000 ml of abs. Dissolved methylene chloride, with 2 ml of 2-n. aqueous acetic acid and left to stand for 8 days at 220 in the dark. It is evaporated under reduced pressure and the residue is taken in a mixture of 5 parts of toluoyl, 2 parts of ethyl acetate, 3 parts of alcohol and 3 parts of 2-n.
aqueous hydrochloric acid. After complete dissolution with vigorous shaking, the phases are separated and the lower phase is extracted with two further upper phases (5 parts of toluene and 2 parts of ethyl acetate). The 3 upper phases are 4 times with a 1: 1 mixture of ethanol and 2-n. Hydrochloric acid extracted. The product-containing lower phases are combined, adjusted to pH 6 with 50% above aqueous tripotassium phosphate solution and freed from ethanol under reduced pressure. It is then adjusted to pH 8.0 with the tripotassium phosphate solution and extracted 3 times with ethyl acetate.
The extract, dried over sodium sulfate, gives on evaporation the benzhydryl 7-amino-cephalosporanate, which crystallizes from ether in needles combined to form drusen; F. 122-124; In the thin-layer chromatogram on silica gel in the system n-butanol-glacial acetic acid (10: 1) saturated with water, it shows an Rf value of 0.64 (dirty yellow spot with ninhydrin-collidine) t.
To convert the ester into the free 7-aminocephalosporanic acid, dissolve 6.8 g = 1 part ester in 1 part anisole and add 5 parts trifluoroacetic acid. Then immediately evaporate at 0.2 mm Hg within 20 minutes, take in 30 ml acetic acid ethyl ester and pour the solution at the same time with approx.
Add 13 ml of 50 O; aqueous tripotassium phosphate solution to 20 ml of 3 O. aqueous dipotassium hydrogen phosphate solution while stirring. The two inflows are dimensioned so that the pH is kept between 6-8 and at the end remains at 7. The separated aqueous phase is washed twice more with 10 ml of ethyl acetate each time and the 3 organic phases are washed twice with 5 ml of 3% aqueous dipotassium hydrogen phosphate solution each time. The organic phases are discarded, the aqueous phases are combined and approx.
4 ml conc. Hydrochloric acid to pH 3.5. The product which has separated out after standing at 0 for 15 hours is filtered off, washed with a little ice water and dried. Pure 7-amino-cephalosporanic acid is obtained in this way.
7-Amino-cephalosporanic acid and its 2,2,2-trichloroethyl ester can be obtained in a similar manner if, starting from 7- (D-5-carboxy-5-tert-butyloxycarbo nylamino-valerylamino) -cephalosporanic acid, these by esterification with 2,2,2-trichloroethanol in the presence of dicyclohexylcarbodiimide in the 7- [D-5-tert-butyloxycarbonylamino 5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) valerylamino] - cephalosporanic acid-2, 2, 2trichloroethyl ester transferred, in this the tert-butyloxycarbonylamino group cleaves by treatment with trifluoroacetic acid and the resulting cephalosporin C-bis-2,2,2-trichloroethyl ester in methylene chloride in the presence of a catalytic amount of acetic acid in the 7-Aminocephalo sporansäure-2,2, 2-trichloroethyl ester transferred;
7-Amino-cephalosporanic acid is obtained from the latter by treatment with zinc in the presence of 90% acetic acid.
The starting material used in the above variant is obtained, for. B. as follows:
A solution of 9.43 g of Cephalosporin C in 250 ml of 1-n. Aqueous sodium bicarbonate solution is mixed with 3.62 ml of tert-butyloxycarbonylazide, dissolved in 150 ml of dioxane, and the mixture is stirred at 400 for 5 hours. The solution, which is then concentrated in vacuo at 0.5 mm Hg and 30 to approx. 150 ml, is diluted with 200 ml of water and extracted several times with ethyl acetate. The aqueous phase, which is saturated with ox salt, is then exhaustively extracted with ethyl acetate at pH 2.0 in the cold.
Drying of the extract, washed with saturated sodium chloride solution, over sodium sulfate and evaporation in vacuo gives amorphous, colorless N-tert-butyloxycarbonyl-cephalosporin C; Rf value in the paper chromatogram in the system n-butanol-acetic acid (10: 1), saturated with water: 0.80; in the system water-saturated n-butanol and 1 O / o glacial acetic acid: 0.51.
Example 10
A solution of 3.45 g of 7- [D-5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-amino) -5-carboxy-valeryl-amino] -cephalosporanic acid in a mixture of 15 ml of 2,2,2-trichloroethanol, A solution of 2.55 g of dicyclohexylcarbodiimide in 5 ml of tetrahydrofuran is added dropwise to 10 ml of dry tetrahydrofuran and 1.5 ml of pyridine, while stirring and cooling with cold water. A precipitate begins to fall out immediately; the mixture is left to stand for 20 minutes at room temperature and then evaporated to dryness under an oil pump vacuum.
The residue is triturated with three portions of 15 ml each of benzene and the benzene-insoluble N, N'-dicyclohexylurea, F. 2100, is filtered off and the clear benzene solution is evaporated to dryness with the aid of an oil diffusion vacuum pump.
The viscous residue is chromatographed in 50 ml of a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate on a column of 500 g of silica gel (acid-washed; the column is prepared in a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate).
The column is eluted with 6300 ml of a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, followed by 900 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, fractions of 300 ml being removed.
The combined fractions 11-15 are evaporated; In addition to the 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5 (2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-amino) -valerylamino] -cephalosporic acid-2,2,2-trichloroethyl ester, they contain a small one Amount of N, N'-dicyclohexylurea. The residue is chromatographed on 60 g of silica gel (acid-washed), eluting with 3: 1 mixtures of benzene and ethyl acetate and removing 50 ml fractions. Fractions 4-7 give the 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-amino) valeryl-amino] -cephalosporanic acid-2,2,2-trichloroethyl ester as a viscous oil which crystallizes from carbon tetrachloride and after 3 recrystallizations from the same. Solvent melts at 157-159.
The product crystallizes in large crystals from 1 ml of absolute ethanol on standing at room temperature for 20 hours, mp 157-159 after drying at 60 / 0.01 mm Hg for 20 hours.
The combined fractions 17-24, containing in addition to some N, N'-dicyclohexylurea, the 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5 (2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-amino) -valeryl - amino] -isocephalos poranic acid-2,2,2-trichloroethyl ester, are evaporated. The solution of the residue obtained after filtration in 10 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate is chromatographed on 100 g of silica gel (acid-washed; the column is prepared in a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate), whereby 150 ml fractions are removed.
After evaporation, fractions 3-5 give the 7- [> 5- (Carbō2,2,2 trichloroethoxy) -5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-amino) valeryl-amino] -isocephalosporanic acid- 2,2, 2-trichloroethyl ester as a viscous oil, which crystallizes from 1 ml of absolute ethanol after standing for 16 hours at room temperature and, after recrystallizing twice from the same solvent, melts at 111-114; a product recrystallized again from absolute ethanol and dried at 60 / 0.01 mm Hg for 20 hours also melts at 111-114.
Example 11
A solution of 0.2 g of 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5 (2,2,2-trichloroethoxycarl: onylarno) valeryl-amino] -isocephalosporanic acid 2,2,2-trichloroethyl ester in 3 ml of dry pyridine is left to stand for 4 hours at room temperature and then after adding 3 ml of toluene each time, the mixture is carefully evaporated 3 times under reduced pressure. The residue is chromatographed on 60 g of silica gel (acid-washed), eluting with 600 ml of a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and then with 100 ml of a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and adding fractions Takes 30 ml.
Fractions 12-14 give the pure, but viscous 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) -5- (2,22-trichloroethoxyearbonyl-amino) -valeryl-amino] -cephalosporanic acid2,2, 2-trichloroethyl ester, which melts at 157-159 after crystallization from carbon tetrachloride. The pure, viscous 7- [D-5- (carbo-2,2,2-trichloroethoxy) - 5- (2,2,2-trichloroethoxycarbonyl-amino) -valeryl-amino] - 2.2 is obtained from fractions 17-23 Obtain 2-trichloroethyl ester, which melts at 111-114 after crystallization from ethanol.