Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer therapeutisch wirksamer Derivate der 7-Amino-cephalosporansäure der Formel I
EMI1.1
worin Rt ein 5-ringgliedriger Heterocyclylrest ist, der mindestens 2 Heteroatome aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthält und der in 5-Stellung unsubstituiert oder mercaptosubstituiert ist und in den übrigen Stellungen unsubstituiert oder durch Niederalkyl- oder Niederalkoxygruppen oder die Hydroxylgruppe substituiert ist und der mit einem direkt zwischen 2 Heteroatomen liegenden Kohlenstoffatom an das Schwefelatom der Mercaptoacetylgruppe gebunden ist, und worin R2 eine freie oder durch eine Carbonsäure, Thiocarbonsäure oder Dithiocarbonsäure veresterte Hydroxylgruppe,
eine gegebenenfalls N-substituierte Carbamoyloxygrupp e oder eine quaternäre Aminogruppe ist, und ihrer gegebenenfalls inneren Salze.
Rt ist vorzugsweise mindestens teilweise ungesättigt.
So ist Rt beispielsweise Imidazolyl(2), Imidazolinyl(2), Oxazolyl(2), Oxazolinyl(2), Thiazolyl(2), Thiazolinyl(2), 1 ,2,4-Triazolyl(3), 1,3 ,4-Dithiazolyl(2), oder
1,2,4-Thiadiazolyl(3). Die Reste können auch substituiert sein, insbesondere durch Niederalkyl, Niederalkoxy, Hydroxy, Mercapto, Halogen.
Eine veresterte Hydroxylgruppe R2 leitet sich von einer Carbonsäure, Thio- oder Dithiocarbonsäure ab und ist vorzugsweise die Acetoxygruppe oder z. B.
durch Niederalkyl-, Niederalkoxy- oder Niederalkylmercaptoreste, Halogenatome oder die Nitrogruppe substituierte mono- oder dicyclische Arylcarbonyloxy-, Arylcarbonylmercapto- oder Arylthiocarbonylmercaptogruppe, insbesondere die Benzoylmercaptogruppe.
Als weitere Beispiele für R2 sind zu nennen: a) eine Carbamoyloxygruppe der Formel -O-CO-NH-R9 worin R3 ein aliphatischer, aromatischer, araliphatischer oder heterocyclischer Rest, besonders ein unsubstituierter oder substituierter, vorzugsweise durch eine oder mehrere Niederalkoxygruppen oder Halogenatome substituierter, gerader oder verzweigter Niederalkylrest, wie der Methyl-, Athyl-, vor allem aber der ss-Chlor äthylrest, ist; oder b) eine quaternäre Aminogruppe, in der das quaternäre Stickstoffatom z. B. Teil eines aromatischen Ringes, wie eines Chinolin-, Isochinolin- oder Pyrimidinringes, insbesondere aber eines unsubstituierten oder substituierten Pyridinringes, z.
B. der Formel
EMI1.2
worin R5 für Wasserstoff oder eine oder mehrere Niederalkyl-, Niederalkoxycarbonyl-, Carbamoyl- oder Carboxylgruppen oder ein oder mehrere Halogenatome steht.
Die Salze der neuen Verbindungen sind Metallsalze, vor allem solche von therapeutisch anwendbaren Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie Natrium, Kalium, Ammonium, Calcium, oder Salze mit organischen Basen, z. B. Triäthylamin, N-Äthyl-pioeridin, Dibenzyl äthylendiamin, Procain. Ist die Gruppe R2 basisch, so können sich innere Salze bilden.
Die neuen Verbindungen weisen eine besonders gute antibakterielle Wirkung auf. Sie sind sowohl gegen über grampositiven wie vor allem auch gegenüber gramnegativen Bakterien wirksam, z. B. gegen Staphylococcus aureus penicillin-resistent, Escherichla coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhosa und Bacterium proteus, wie sich auch im Tierversuch, z. B. an Mäusen, zeigt. Sie können daher zur Bekämpfung von Infektionen, die durch solche Mikroorganismen hervorgerufen werden, verwendet werden, ferner als Futtermittelzusätze, zur Konservierung von Nahrungsmitteln oder als Desinfektionsmittel.
Besonders wertvoll sind Verbindungen, in denen Rt Imidazolyl(2), Imidazolinyl(2), Thiazolyl(2), Thiazolinyl(2) oder Triazolyl(2) und R2 die Acetoxygruppe, die ss-Chloräthylcarbamoyl- oder eine unsubstituierte oder, wie oben angegeben, substituierte Pyridiniogruppe ist.
Die neuen Verbindungen werden erhalten, wenn man eine Verbindung der Formel II
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worin Z für Wasserstoff steht, durch die Gruppe R-S-CH2-CO-acyliert.
Man kann erhaltene Verbindungen, worin R2 für die Acetoxygruppe steht, in Verbindungen, worin R2 für eine Hydroxylgruppe steht, überführen, indem man sie mit einem desacetylierenden Mittel behandelt. Verbindungen, worin R2 für eine Hydroxylgruppe steht, können mit einer anderen Carbonsäure als Essigsäure oder mit einer Thio- oder Dithiocarbonsäure acyliert werden.
Man kann erhaltene Verbindungen, in denen R2 für eine Hydroxylgruppe steht, durch Umsetzung mit einem Isocyansäureester in Verbindungen überführen, worin R2 eine N-substituierte Carbamoyloxygruppe bedeutet.
Erhaltene Verbindungen, in denen R2 für eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure steht, können durch Umsetzung mit einem tertiären Amin, besonders Pyridin, in Verbindungen übergeführt werden, in denen R2 eine quaternäre Aminogruppe bedeutet. Wenn erwünscht, kann man die erhaltenen Verbindungen in ihre Metall-, wie Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, oder Salze mit Ammoniak oder organischen Basen überführen oder aus erhaltenen Salzen die freien Carbonsäuren oder gegebenenfalls inneren Salze bilden.
Die Acylierung der Verbindung II, worin Z für Wasserstoff steht, wird in der für die Acylierung von Aminosäuren bekannten Weise, z. B. mittels eines Säurehalogenids, besonders Säurechlorids, oder Säureazids oder eines Säureanhydrids, insbesondere eines gemischten Anhydrids, z. B. eines mit monoveresterter Kohlensäure, Pivalinsäure oder Trichloressigsäure gebildeten gemischten Anhydrids, oder mit der freien Säure selbst in Gegenwart eines Kondensationsmittels wie eines Carbodiimids, z. B. des Dicyclohexylcarbodiimids, vorgenommen. Man kann die Acylierung der Verbindung II auch in der Weise vornehmen, dass man die Verbindung II, worin Z für Wasserstoff steht, zunächst silyliert oder stannyliert, das Silylierungs- bzw.
Stannylierungsprodukt mit der Säure oder einem reaktionsfähigen Säurederivat, welches die Gruppen R-S-CH2-CO- enthält, acyliert und gegebenenfalls vorhandene Silyl- oder Stannylgruppen durch Alkohol oder Wasser abspaltet, vgl. z. B. das britische Patent 1 073 530.
Vorzugsweise verwendet man solche Ausgangsstoffe, die zu den erwähnten besonders wirksamen Endprodukten führen.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten Cephalosporinderivate sind bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.
Die neuen Verbindungen können als Heilmittel, z. B. in Form pharmazeitischer Präparate, Verwendung finden. Diese enthalten die Verbindungen in Mischung mit einem für die enterale, topicale oder parenterale Applikation geeigneten pharmazeitischen organischen oder anorganischen, festen oder flüssigen Trägermaterial.
In den folgenden Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
Für 7-Aminocephalosporansäure wird im folgenden die Abkürzung 7-ACA gebraucht.
In der Dünnschichtchromatographie auf Silicagelplatten werden die folgenden Systeme verwendet:
System 52 n-Butanol-Eisessig-Wasser (75:7, 5:21)
System 101 A = n-Butanol-Pyridin-Eisessig Wasser (42:24:4:30).
Beispiel I
In einem Sulfierkolben mit Rührer wird eine Suspension von 7,78 g Thiazolinyl(2)-thioessigsäure in 50 ml Tetrahydrofuran unter Stickstoff bei -50" bis -70 mit 5,96 ml Triäthylamin und 4,76 ml Trichloracetylchlorid versetzt. Man lässt unter Rühren 15 Minuten bei -50" abgekühlte Lösung von 5,44 g 7-Aminocephalosporansäure (7-ACA) und 10 ml Tri äthylamin in 6,5 ml Methylenchlorid zugegeben und anschliessend 45 Minuten bei -50" bis -70" unter Stickstoff gerührt. Darauf wird der Ansatz mit 100 ml 100/obiger Kaliumhydrogenphosphatlösung gerührt, wobei sich ein pH von 5 einstellt. Man trennt die untere organische Phase ab und extrahiert die wässrige Phase mit 50 ml Methylenchlorid und mit 100 ml Essigester nach.
Die wässerige Phase wird mit 200 ml Essigester überschichtet, mit 2-n. Salzsäure auf pH 2,6 angesäuert und - nach Sättigen mit Kochsalz und Phasentrennung - noch zweimal mit je 100 ml Essigester nachextrahiert.
Die drei Essigesterauszüge werden nacheinander mit 60 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, mit Natri umsulfat getrocknet und durch eine Säule (Sb = 3,0 cm, h = 14 cm) von 50 g Silicagel filtriert. Man wäscht die Säule mit 200 ml Essigester nach und engt die vereinigten Filtrate im Vakuum zur Trockene ein. Der Rückstand wird aus einem Gemisch aus Essigester und Tetrahydrofuran (9:1) kristallisiert. Die Kristalle werden abgenutscht und mit Äthylacetat gewaschen. Sie werden gereinigt, indem man sie in 15 ml Tetrahydrofuran löst, mit einer Spatelspitze Norit bei Raumtemperatur schüttelt, durch eine Hyflo-Supercel -Schicht filtriert, das Filter mit 5 ml Tetrahydrofuran wäscht, das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und den amorphen Rückstand- aus 5 ml eines Gemisches aus Äthylacetat und Tetrahydrofuran (9:1) kristallisiert.
Die Kristalle werden abgenutscht, mit Äthylacetat gewaschen und im Hochvakuum getrocknet. Man erhält die reine 7-[Thiazolinyl-(2)-mercaptoacetylamino] -cephalosporansäure vom Schmelzpunkt (evakuierte Kapillare): 131-138 (Zersetzung). Zwecks Herstellung des Natriumsalzes werden 1,6 g der Säure in 32 ml Methanol suspendiert und 2,1 mol 3-m. methanolisches Natriumäthylhexanoat zugegeben. Die so erhaltene Lösung engt man im Vakuum auf ein Volumen von 8-10 ml ein und lässt ca.
21/2 Stunden bei -200 stehen. Dann wird abgenutscht und die Kristalle des Natriumsalzes werden nacheinander mit 12 ml Methanol-Äthylacetat (1:1), 5 ml Äthylacetat und Hexan gewaschen. Schmelzpunkt des Natriumsalzes: 185-1890 (unter Zersetzung). Die optische Drehung [a]D20 = + 120O +10 (in Wasser, c = 1). Ruf22 = 0,26; Rftot A = 0,55.
Beispiel 2
In einem Sulfierkolben mit Rührer wird eine Suspension von 7,57 g l-Methyl-imidazolyl(2)-thioessigsäure in 50 ml Tetrahydrofuran unter Stickstoff bei -50 bis -70" mit 5,96 ml Triäthylamin und 4,76 ml Trichloracetylchlorid versetzt. Man lässt unter Rühren 15 Minuten bei -50" bis -700 reagieren. Dann wird eine auf -70" abgekühlte Lösung von 5)44 g 7-ACA und 10 ml Thiäthylamin in 65 ml Methylenchlorid zugegeben und anschliessend 45 Minuten bei -50" bis -700 unter Stickstoff gerührt. Darauf wird der Ansatz mit 100 ml 100/oiger wässeriger Kaliumdihydrogenphosphatlösung gerührt, wobei sich ein pH von 5 einstellt.
Man trennt die untere organische Phase ab und extrahiert die wässerige Phase mit 50 ml Methylenchlorid und mit 100 ml Essigester nach. Die wässerige Phase wird mit 400 ml Essigester überschichtet, mit 2-n. Salzsäure auf pH 2,6 angesäuert und - nach Sättigen mit Kochsalz und Phasentrennung - noch zweimal mit je 200 ml Essigester nachextrahiert. Die drei Essigesterauszüge werden nacheinander mit 60 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand kristallisiert nach Zugabe von Methanol. Man erhält dabei die praktisch reine 7-[1-Methyl-imidazolyl-(2)-mercapto- acetylamino] -cephalosporansäure.
F. 177-179 (Zers.) in evakuierter Kapillare.
Die Substanz wird wie folgt in das kristalline Natriumsalz übergeführt: 2,9 g werden in 60 ml Methanol aufgeschlämmt und mit 3,75 ml 3-m. methanolischem Natrium-a-äthylhexanoat versetzt. Beim Rühren und kurzem Erwärmen im Wasserbad von 30 tritt vorübergehende Lösung und dann Kristallisation des Natriumsalzes ein. Das Gemisch wird im Vakuum auf ca. 15 ml Volumen eingeengt, eine Stunde bei -200 stehen gelassen, genutscht, mit einem Gemisch von Tetrahydrofuran und Methanol (1:1) gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Das Natriumsalz ist in Wasser leicht löslich und besitzt ein [a]D20 = + 1070 + 10(c= 1,H2O),das UV-Spektrum (in Wasser) zeigt ein Maximum bei Z = 256 mu; (e = 12 800).
F. 150-154 (unter Zersetzung).
Rf32 = 0,04; Rftot A = 0,35.
In gleicher Weise können die folgenden Verbindungen hergestellt werden:
7-[Imidazolinyl(2)-mercaptoacetylamino] cephalosporansäure aus 7-ACA und dem gemischten Anhydrid von Imidazolinyl(2)-thioessigsäure und Trichloressigsäure; Ruf22 = 0,05; Rftot A = 0,25;
Schmelzpunkt (evakuierte Kapillare): 213-216 (Zersetzung); die optische Drehung [a]D20 = +1430 :i:20 (in Wasser, c = 0,5); 7-[1,2,4-Triazolyl-(3)-mercaptoacetylamino] cephalosporansäure aus 7-ACA und dem gemischten Anhydrid von 1,2,4 Triazolyl(3)-thioessigsäure und Trichloressigsäure; Schmelzpunkt: 149-1510 (Zersetzung);
optische Drehung des reinen Natriumsalzes ta]26 = + 1130 +10; Schmelzpunkt: 220-230 (unter Zersetzung); Ruf22 = 0,21; Rftot A = 0,5; 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl-7-[thia- zolinyl(2)-mercaptoacetylamino] -cephalosporansäure aus 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthio- methyl)-7-amino-cephalosporansäure (vgl. belg.
Patent 650 444) und dem gemischten Anhydrid von Thiazolinyl(2)-thioessigsäure und Trichloessigsäure; Ruf22 = 0,50; im UV-Spektrum in Wasser sind Maxima bei Ä = 240 nm (e = 19 200) und Ä = 274 nm (e = 20 000) vorhanden.
Beispiel 3
2,95 g Natriumsalz der 7- [Thiazolinyl(2)-mercaptoacetylamino] - cephalosporansäure (vgl. Beispiel 1) werden in 150 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird auf 370 erwärmt und mittels 0,7 ml 0,1-n.
Natronlauge auf pH 7,5 eingestellt. Dann gibt man eine Aufschlämmung von 60 mg Acetylesterase (aus Bacillus subtilis ATCC 6633, vgl. engl. Patent 1 080 904) in 2 ml Wasser dazu und neutralisiert die gebildete Essigsäure laufend mit Hilfe eines automatischen Titrators mit 0,1-n. Natronlauge (Einstellung auf pH 7,3). Nach 4 Stunden ist die Reaktion beendet.
Man stellt das pH auf 6,5 ein, filtriert die Lösung durch eine Glasfritte G4 und lyophilisiert. Es resultieren 3,18 g eines gelblichen Harzes des Natriumsalzes von 7- [Thiazolinyl(2)-mercaptoacetylamino] 0-desacetyl-cephalosporansäure.
Dieses Rohprodukt wird direkt in einem Gemisch von 30 ml absolutem Dimethylformamid und 8,4 ml Triäthylamin gelöst, mit 5,05 ml b-Chloräthylisocyanat versetzt und während einer halben Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Dann entfernt man das Lösungsmittel im Hochvakuum und verreibt den harzartigen, braunen Rückstand dreimal mit je 150 ml absolutem Äther. Der ätherunlösliche Rückstand wird in 75 ml 10 0/obigem Phosphorpuffer von pH 6,7 aufgenommen und mit 500 ml Essigester überschichtet. Durch Zugabe von 30 ml 2-n. Salzsäure stellt man das pH der wässerigen Phase auf 2,5 ein. Nach kräftigem Schütteln werden die Phasen getrennt und die wässerige Phase anschliessend nochmals mit 300 und 200 ml Essigester nachextrahiert.
Die organischen Phasen werden zweimal mit je 50 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Das resultierende Harz kristallisiert nach Zugabe von wenig Aceton.
Man nutscht ab und wäscht die Kristalle mit einem Gemisch aus gleichen Teilen Aceton und Äther. Das Rohkristallisat lässt sich weiter reinigen, indem man eine Suspension in 18 ml Methanol mit 1,2 ml einer 3-m. methanolischen Lösung von Natrium-a-äthylhexanoat versetzt, das Gemisch mittels wenig Hyflo (Diatomeenerde) klärt, im Vakuum auf ca. 8 ml einengt und bei 150 C das reine Natriumsalz der O-Desacetyl-O-(ss-Chloräthylcarbamoyl)-7- [thiazolinyl (2)-mercaptoacetylamino] -cephalosporansäure auskristallisiert. Es besitzt im Ultraviolett-Spektrum ein Man bei 255 nm mit e = 10850 (in Wasser).
Die optische Drehung [a]n20 ist +990 410. Es zeigt im Dünnschichtchromatogramm folgende Werte: für System 52 = 0,35, für System 101A = 0,55, und im System Essigester-Pyridin-Eisessig-Wasser (62:21:6:11) Rf = 0,34.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Amino-cephalosporansäure der Formel I
EMI4.1
worin Rl ein 5-ringglieddger Heterocyclylrest ist, der mindestens 2 Heteroatome aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthält und der in 5-StelIung unsubstituiert oder mercapto-substituiert ist und in den übrigen Stellungen unsubstituiert oder durch Niederalkyl- oder Niederalkoxygruppen oder die Hydroxylgruppe substituiert ist und der mit einem direkt zwischen 2 Heteroatomen liegenden Kohlenstoffatom an das Schwefel atom der Mercaptoacetylgruppe gebunden ist, und worin R2 eine freie oder durch eine Carbonsäure, Thiocarbonsäure oder Dithiocarbonsäure veresterte Hydroxylgruppe oder eine quaternäre Aminogruppe ist, und ihrer gegebenenfalls inneren Salze,
dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II
EMI4.2
worin Z für Wasserstoff steht, durch die Gruppe R-S-CH2-CO- acyliert.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Acylierung mittels eines gemischten Anhydrids vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Acylierung mittels des mit Trichloressigsäure gebildeten gemischten Anhydrids vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der heterocyclische Rest mindestens teilweise ungesättigt ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einem Mercaptoacetylrest der Formel Rl-S-CH2-CO- acyliert, worin Rl ein Imidazolyl-, Imidazolinyl-, Thiazolyl-, Thiazolinyl- oder Triazolylrest ist.
5. Verfahren nach Patentanspruch I oder der Unteransprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der Formel I herstellt, worin R2 fiir die Acetoxygruppe steht.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung von nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellten Verbindungen der Formel I, worin R2 für die Acetoxygruppe steht zur Herstellung entsprechender Verbindungen, worin R2 für eine N-substituierte Carbamoyloxygruppe steht, dadurch gekennzeichnet, dass man die zuerst genannten Verbindungen desacetyliert und das Desacetylierungsprodukt mit einem Isocyansäureester umsetzt.
UNTERANSPRÜCHE
6. Verwendung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Desacetylierungsprodukt mit einem Isocyansäureniederalkylester umsetzt.
7. Verwendung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Desacetylierungsprodukt mit einem durch ein oder mehrere Chloratome substituierten Isocyansäureniederalkylester umsetzt.
8. Verwendung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Desacetylierungsprodukt mit Isocyansäure-ss-chloräthylester umsetzt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
Process for the preparation of new derivatives of 7-aminocephalosporanic acid
The invention relates to a process for the preparation of new therapeutically effective derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid of the formula I
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where Rt is a 5-membered heterocyclyl radical which contains at least 2 heteroatoms from the group consisting of nitrogen, oxygen and sulfur and which is unsubstituted or mercapto-substituted in the 5-position and unsubstituted in the other positions or substituted by lower alkyl or lower alkoxy groups or the hydroxyl group and the carbon atom lying directly between 2 heteroatoms is bonded to the sulfur atom of the mercaptoacetyl group, and where R2 is a free hydroxyl group or a hydroxyl group esterified by a carboxylic acid, thiocarboxylic acid or dithiocarboxylic acid,
an optionally N-substituted carbamoyloxy group or a quaternary amino group, and its optionally internal salts.
Rt is preferably at least partially unsaturated.
For example, Rt is imidazolyl (2), imidazolinyl (2), oxazolyl (2), oxazolinyl (2), thiazolyl (2), thiazolinyl (2), 1, 2,4-triazolyl (3), 1,3,4 -Dithiazolyl (2), or
1,2,4-thiadiazolyl (3). The radicals can also be substituted, in particular by lower alkyl, lower alkoxy, hydroxy, mercapto, halogen.
An esterified hydroxyl group R2 is derived from a carboxylic acid, thio- or dithiocarboxylic acid and is preferably the acetoxy group or z. B.
mono- or dicyclic arylcarbonyloxy, arylcarbonyl mercapto or arylthiocarbonyl mercapto group, in particular the benzoyl mercapto group, substituted by lower alkyl, lower alkoxy or lower alkyl mercapto radicals, halogen atoms or the nitro group.
Further examples of R2 are: a) a carbamoyloxy group of the formula -O-CO-NH-R9 in which R3 is an aliphatic, aromatic, araliphatic or heterocyclic radical, especially an unsubstituted or substituted one, preferably substituted by one or more lower alkoxy groups or halogen atoms , straight or branched lower alkyl radical, such as the methyl, ethyl, but especially the β-chloro ethyl radical; or b) a quaternary amino group in which the quaternary nitrogen atom z. B. part of an aromatic ring, such as a quinoline, isoquinoline or pyrimidine ring, but especially an unsubstituted or substituted pyridine ring, e.g.
B. the formula
EMI1.2
wherein R5 represents hydrogen or one or more lower alkyl, lower alkoxycarbonyl, carbamoyl or carboxyl groups or one or more halogen atoms.
The salts of the new compounds are metal salts, especially those of therapeutically applicable alkali or alkaline earth metals, such as sodium, potassium, ammonium, calcium, or salts with organic bases, e.g. B. triethylamine, N-ethyl-pioeridin, dibenzyl ethylenediamine, procaine. If the group R2 is basic, internal salts can form.
The new compounds have a particularly good antibacterial effect. They are effective against both gram-positive and especially against gram-negative bacteria, e.g. B. against Staphylococcus aureus penicillin-resistant, Escherichla coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhosa and Bacterium proteus, as has also been found in animal experiments, e.g. B. on mice shows. They can therefore be used to combat infections caused by such microorganisms, and also as feed additives, for preserving food or as disinfectants.
Particularly valuable are compounds in which Rt is imidazolyl (2), imidazolinyl (2), thiazolyl (2), thiazolinyl (2) or triazolyl (2) and R2 is the acetoxy group, the β-chloroethylcarbamoyl or an unsubstituted or, as indicated above , is substituted pyridinio group.
The new compounds are obtained when a compound of the formula II
EMI2.1
wherein Z is hydrogen, acylated by the group R-S-CH2-CO-.
Compounds obtained in which R2 stands for the acetoxy group can be converted into compounds in which R2 stands for a hydroxyl group by treating them with a deacetylating agent. Compounds in which R2 represents a hydroxyl group can be acylated with a carboxylic acid other than acetic acid or with a thio- or dithiocarboxylic acid.
Compounds obtained in which R 2 is a hydroxyl group can be converted into compounds in which R 2 is an N-substituted carbamoyloxy group by reaction with an isocyanic acid ester.
Compounds obtained in which R 2 is a carboxylic acid or thiocarboxylic acid can be converted into compounds in which R 2 is a quaternary amino group by reaction with a tertiary amine, especially pyridine. If desired, the compounds obtained can be converted into their metal salts, such as alkali or alkaline earth metal salts, or salts with ammonia or organic bases, or the free carboxylic acids or optionally internal salts can be formed from the salts obtained.
The acylation of the compound II, in which Z is hydrogen, is carried out in the manner known for the acylation of amino acids, e.g. B. by means of an acid halide, especially acid chloride, or acid azide or an acid anhydride, especially a mixed anhydride, e.g. B. a mixed anhydride formed with monoesterified carbonic acid, pivalic acid or trichloroacetic acid, or with the free acid itself in the presence of a condensing agent such as a carbodiimide, e.g. B. the dicyclohexylcarbodiimide made. The acylation of the compound II can also be carried out in such a way that the compound II, in which Z is hydrogen, is first silylated or stannylated, the silylation or
Stannylation product with the acid or a reactive acid derivative which contains the groups R-S-CH2-CO- is acylated and any silyl or stannyl groups present are split off by alcohol or water, cf. z. E.g. British patent 1,073,530.
It is preferable to use those starting materials which lead to the particularly effective end products mentioned.
The cephalosporin derivatives used as starting materials are known or can be prepared by processes known per se.
The new compounds can be used as remedies, e.g. B. in the form of pharmaceutical preparations, use. These contain the compounds in a mixture with a pharmaceutical organic or inorganic, solid or liquid carrier material suitable for enteral, topical or parenteral administration.
In the following examples the temperatures are given in degrees Celsius.
The abbreviation 7-ACA is used below for 7-aminocephalosporanic acid.
The following systems are used in thin layer chromatography on silica gel plates:
System 52 n-butanol-glacial acetic acid-water (75: 7, 5:21)
System 101 A = n-butanol-pyridine-glacial acetic acid-water (42: 24: 4: 30).
Example I.
In a sulphonation flask equipped with a stirrer, 5.96 ml of triethylamine and 4.76 ml of trichloroacetyl chloride are added to a suspension of 7.78 g of thiazolinyl (2) thioacetic acid in 50 ml of tetrahydrofuran under nitrogen at -50 "to -70. The mixture is left with stirring 15 minutes at -50 "cooled solution of 5.44 g of 7-aminocephalosporanic acid (7-ACA) and 10 ml of triethylamine in 6.5 ml of methylene chloride was added and then stirred for 45 minutes at -50" to -70 "under nitrogen. The batch is then stirred with 100 ml of 100% above potassium hydrogen phosphate solution, a pH of 5 being established. The lower organic phase is separated off and the aqueous phase is extracted with 50 ml of methylene chloride and with 100 ml of ethyl acetate.
The aqueous phase is covered with 200 ml of ethyl acetate, with 2-n. Hydrochloric acid acidified to pH 2.6 and - after saturation with common salt and phase separation - extracted twice more with 100 ml of ethyl acetate each time.
The three ethyl acetate extracts are washed in succession with 60 ml of saturated sodium chloride solution, dried with sodium sulfate and filtered through a column (Sb = 3.0 cm, h = 14 cm) of 50 g of silica gel. The column is washed with 200 ml of ethyl acetate and the combined filtrates are concentrated to dryness in vacuo. The residue is crystallized from a mixture of ethyl acetate and tetrahydrofuran (9: 1). The crystals are suction filtered and washed with ethyl acetate. They are cleaned by dissolving them in 15 ml of tetrahydrofuran, shaking them with a spatula tip of Norit at room temperature, filtering through a Hyflo-Supercel layer, washing the filter with 5 ml of tetrahydrofuran, removing the solvent in vacuo and removing the amorphous residue from 5 ml of a mixture of ethyl acetate and tetrahydrofuran (9: 1) crystallized.
The crystals are filtered off with suction, washed with ethyl acetate and dried in a high vacuum. Pure 7- [thiazolinyl- (2) -mercaptoacetylamino] -cephalosporanic acid with a melting point (evacuated capillary): 131-138 (decomposition) is obtained. To prepare the sodium salt, 1.6 g of the acid are suspended in 32 ml of methanol and 2.1 mol of 3-m. methanolic sodium ethylhexanoate was added. The solution obtained in this way is concentrated in vacuo to a volume of 8-10 ml and left for approx.
Stand at -200 for 21/2 hours. It is then suction filtered and the crystals of the sodium salt are washed successively with 12 ml of methanol-ethyl acetate (1: 1), 5 ml of ethyl acetate and hexane. Melting point of the sodium salt: 185-1890 (with decomposition). The optical rotation [a] D20 = + 120O +10 (in water, c = 1). Ruf22 = 0.26; Rftot A = 0.55.
Example 2
In a sulphonation flask equipped with a stirrer, a suspension of 7.57 g of 1-methyl-imidazolyl (2) -thioacetic acid in 50 ml of tetrahydrofuran is added under nitrogen at -50 to -70 "with 5.96 ml of triethylamine and 4.76 ml of trichloroacetyl chloride. The mixture is left to react for 15 minutes at -50 "to -700 while stirring. Then a solution of 5) 44 g of 7-ACA and 10 ml of thiethylamine in 65 ml of methylene chloride, cooled to -70 ", is added and the mixture is then stirred for 45 minutes at -50" to -700 under nitrogen. The batch is then stirred with 100 ml of 100% aqueous potassium dihydrogen phosphate solution, a pH of 5 being established.
The lower organic phase is separated off and the aqueous phase is extracted with 50 ml of methylene chloride and with 100 ml of ethyl acetate. The aqueous phase is covered with 400 ml of ethyl acetate, with 2-n. Hydrochloric acid acidified to pH 2.6 and - after saturation with common salt and phase separation - extracted two more times with 200 ml of ethyl acetate each time. The three ethyl acetate extracts are washed successively with 60 ml of saturated sodium chloride solution, dried with sodium sulphate and evaporated to dryness in vacuo. The residue crystallizes after the addition of methanol. The practically pure 7- [1-methyl-imidazolyl- (2) -mercapto-acetylamino] -cephalosporanic acid is obtained.
F. 177-179 (decomp.) In evacuated capillary.
The substance is converted into the crystalline sodium salt as follows: 2.9 g are slurried in 60 ml of methanol and 3.75 ml of 3-m. methanolic sodium a-ethylhexanoate added. When stirring and briefly heating in a water bath of 30, a temporary solution and then crystallization of the sodium salt occurs. The mixture is concentrated in vacuo to about 15 ml in volume, left to stand at -200 for one hour, suction filtered, washed with a mixture of tetrahydrofuran and methanol (1: 1) and dried in vacuo.
The sodium salt is easily soluble in water and has an [a] D20 = + 1070 + 10 (c = 1, H2O), the UV spectrum (in water) shows a maximum at Z = 256 mu; (e = 12,800).
F. 150-154 (with decomposition).
Rf32 = 0.04; Rftot A = 0.35.
The following connections can be made in the same way:
7- [Imidazolinyl (2) -mercaptoacetylamino] cephalosporanic acid from 7-ACA and the mixed anhydride of imidazolinyl (2) -thioacetic acid and trichloroacetic acid; Ruf22 = 0.05; Rftot A = 0.25;
Melting point (evacuated capillary): 213-216 (decomposition); the optical rotation [a] D20 = +1430: i: 20 (in water, c = 0.5); 7- [1,2,4-Triazolyl- (3) -mercaptoacetylamino] cephalosporanic acid from 7-ACA and the mixed anhydride of 1,2,4-triazolyl (3) -thioacetic acid and trichloroacetic acid; Melting point: 149-1510 (decomposition);
optical rotation of the pure sodium salt ta] 26 = + 1130 +10; Melting point: 220-230 (with decomposition); Ruf22 = 0.21; Rftot A = 0.5; 3- (Deacetoxymethyl) -3-benzoylthiomethyl-7- [thiazolinyl (2) -mercaptoacetylamino] -cephalosporanic acid from 3- (deacetoxymethyl) -3-benzoylthiomethyl) -7-aminocephalosporanic acid (cf. Belgian.
Patent 650,444) and the mixed anhydride of thiazolinyl (2) thioacetic acid and trichloacetic acid; Ruf22 = 0.50; in the UV spectrum in water there are maxima at λ = 240 nm (e = 19,200) and λ = 274 nm (e = 20,000).
Example 3
2.95 g of the sodium salt of 7- [thiazolinyl (2) mercaptoacetylamino] cephalosporanic acid (cf. Example 1) are dissolved in 150 ml of water. The solution is warmed to 370 and 0.7 ml 0.1-n.
Sodium hydroxide solution adjusted to pH 7.5. A suspension of 60 mg of acetylesterase (from Bacillus subtilis ATCC 6633, cf. English Patent 1 080 904) in 2 ml of water is then added and the acetic acid formed is continuously neutralized with the aid of an automatic titrator with 0.1%. Sodium hydroxide solution (adjustment to pH 7.3). The reaction has ended after 4 hours.
The pH is adjusted to 6.5, the solution is filtered through a G4 glass frit and lyophilized. 3.18 g of a yellowish resin of the sodium salt of 7- [thiazolinyl (2) -mercaptoacetylamino] 0-deacetyl-cephalosporanic acid result.
This crude product is dissolved directly in a mixture of 30 ml of absolute dimethylformamide and 8.4 ml of triethylamine, mixed with 5.05 ml of b-chloroethyl isocyanate and stirred for half an hour at room temperature. The solvent is then removed in a high vacuum and the resinous, brown residue is triturated three times with 150 ml of absolute ether each time. The ether-insoluble residue is taken up in 75 ml of 10 0 / above phosphorus buffer of pH 6.7 and covered with 500 ml of ethyl acetate. By adding 30 ml of 2-n. Hydrochloric acid, the pH of the aqueous phase is adjusted to 2.5. After vigorous shaking, the phases are separated and the aqueous phase is then extracted again with 300 and 200 ml of ethyl acetate.
The organic phases are washed twice with 50 ml of saturated sodium chloride solution each time, dried with sodium sulfate and evaporated to dryness in vacuo. The resulting resin crystallizes after adding a little acetone.
It is suction filtered and the crystals are washed with a mixture of equal parts of acetone and ether. The raw crystals can be further purified by mixing a suspension in 18 ml of methanol with 1.2 ml of a 3-m. methanolic solution of sodium a-ethylhexanoate is added, the mixture is clarified with a little Hyflo (diatomaceous earth), concentrated in vacuo to approx. 8 ml and the pure sodium salt of O-deacetyl-O- (s-chloroethylcarbamoyl) -7- [thiazolinyl (2) -mercaptoacetylamino] -cephalosporanic acid crystallized out. In the ultraviolet spectrum it has a man at 255 nm with e = 10850 (in water).
The optical rotation [a] n20 is +990 410. It shows the following values in the thin-layer chromatogram: for system 52 = 0.35, for system 101A = 0.55, and in the system ethyl acetate-pyridine-glacial acetic acid-water (62:21: 6:11) Rf = 0.34.
PATENT CLAIM I
Process for the preparation of new derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid of the formula I.
EMI4.1
where Rl is a 5-ring membered heterocyclyl radical which contains at least 2 heteroatoms from the group consisting of nitrogen, oxygen and sulfur and which is unsubstituted or mercapto-substituted in the 5-position and unsubstituted in the other positions or by lower alkyl or lower alkoxy groups or the Hydroxyl group is substituted and is bonded with a carbon atom lying directly between 2 heteroatoms to the sulfur atom of the mercaptoacetyl group, and where R2 is a free hydroxyl group or a hydroxyl group esterified by a carboxylic acid, thiocarboxylic acid or dithiocarboxylic acid or a quaternary amino group, and its optionally internal salts,
characterized in that a compound of the formula II
EMI4.2
where Z is hydrogen, acylated by the group R-S-CH2-CO-.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the acylation is carried out by means of a mixed anhydride.
2. The method according to claim I, characterized in that the acylation is carried out by means of the mixed anhydride formed with trichloroacetic acid.
3. The method according to claim I, characterized in that the heterocyclic radical is at least partially unsaturated.
4. The method according to claim I, characterized in that acylation is carried out with a mercaptoacetyl radical of the formula Rl-S-CH2-CO-, in which Rl is an imidazolyl, imidazolinyl, thiazolyl, thiazolinyl or triazolyl radical.
5. The method according to claim I or the subclaims 1-4, characterized in that compounds of the formula I are prepared in which R2 stands for the acetoxy group.
PATENT CLAIM II
Use of compounds of the formula I prepared by the process according to claim I, in which R2 stands for the acetoxy group, for the preparation of corresponding compounds in which R2 stands for an N-substituted carbamoyloxy group, characterized in that the first-mentioned compounds are deacetylated and the deacetylation product with a Isocyanic acid ester converts.
SUBCLAIMS
6. Use according to claim II, characterized in that the deacetylation product is reacted with a lower alkyl isocyanate.
7. Use according to claim II, characterized in that the deacetylation product is reacted with an isocyanic acid lower alkyl ester substituted by one or more chlorine atoms.
8. Use according to claim II, characterized in that the deacetylation product is reacted with isocyanic acid-β-chloroethyl ester.
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