Verfahren zur Herstellung von M-Halogen-2-oxo"1-azetichinmethancarbonsäureestern
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Estern von cc-Hydroxy-2- -oxo-l -azetidinmethancarbonsäureestern der Formel I
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worin R1 einen gegebenenfalls substituierten aliphatischen oder araliphatischen Kohlenwasserstoffrest darstellt, R für einen Acylrest steht, R3 einen organischen Rest und R4 ein Wasserstoffatom darstellen, oder die beiden Gruppen R3 und R4 zusammen ein disubstituiertes Kohlenstoffatom bedeuten, und für Halogen steht.
Die Gruppe R1 kann den organischen Rest irgendeines Alkanols, insbesondere aber einen gegebenenfalls substituierten aliphatischen oder araliphatischen Kohlenwasserstoffrest bedeuten.
Ein Acylrest R2 ist in erster Linie derjenige einer organischen Carbonsäure, insbesondere eines Kohlensäurehalbderivats oder einer gegebenenfalls substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, cycloaliphatischaliphatischen, aromatischen, araliphatischen, heterocyclischen oder heterocyclisch-aliphatischen Carbonsäure.
Ein organischer Rest R3 ist ein gegebenenfalls substituierter Kohlenwasserstoffrest, in erster Linie ein abspaltbarer in der Verknüpfungsstellung ungesättigter oder durch einen Heterorest substituierter aliphatischer, sowie cycloaliphatischer, cycloaliphatisch-aliphatischer oder araliphatischer Kohlenwasserstoffrest.
Substituenten eines disubstituierten Kohlenstoffatoms, das durch die beiden Reste R, und R zusammen dargestellt wird, sind gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste, wie gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, cycloaliphatisch-aliphatische, aromatische oder araliphatische Kohlenwasserstoffreste. Die beiden Substituenten des disubstituierten Kohlenstoffatoms können auch zusammengenommen werden und z.B. einen gegebenenfalls substituierten und/oder durch Heteroatome unterbrochenen bivalenten, aliphatischen Kohlenwasserstoffrest darstellen.
Ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist ein Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinyl-, insbesondere ein Niederalkyl- oder Niederalkenyl-, sowie auch ein Niederalkinylrest, der z.B. bis zu 7, vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome enthalten kann. Solche Reste können gegebenenfalls durch funktionelle Gruppen, z.B. durch ver ätherte oder veresterte Hydroxy- oder Mercaptogruppen, wie Niederalkoxy-, Niederalkenyloxy-, Niederalkylendioxy-, gegebenenfalls substituierte Phenyloxy- oder Phenyl-niederalkoxy-, Niederalkyl- oder gegebenenfalls substituierte Phenylmercapto- oder Phenylniederalkylmercapto-, Niederalkoxycarbonyloxy- oder Niederalkanoyloxygruppen, sowie Halogenatome, ferner durch Nitrogruppen, substituierte Aminogruppen, oder funktionell abgewandelte Carboxylgruppen, wie Carbo-niederalkoxy-, gegebenenfalls N-substituierte Carbamyl- oder Cyangruppen, mono-, di- oder polysubstituiert sein.
Cycloaliphatische oder cycloaliphatisch-aliphatische Kohlenwasserstoffreste sind z.B. Cycloalkyl- oder Cycloalkenylgruppen, bzw. Cycloalkyl- oder Cycloalkenyl-nie deralkyl oder -niederalkenylgruppen, worin Cycloalkylreste z.B. 3-8, vorzugsweise 3-6 Ringkohlenstoffatome enthalten, während Cycloalkenylreste z.B. 5-8, vorzugsweise 5 oder 6 Ringkohlenstoffatome, sowie 1 bis 2 Doppelbindungen aufweisen, und der aliphatische Teil von cycloaliphatisch-aliphatischen Resten z.B. bis zu 7, vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome enthalten kann.
Die obigen cycloaliphatischen oder cycloaliphatisch-aliphatischen Reste können, wenn erwünscht, z.B. durch gegebenenfalls substituierte aliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie z.B. die obgenannten, gegebenenfalls substituierten Niederalkylgruppen, oder dann wie die obgenannten aliphatischen Kohlenwasserstoffreste durch funktionelle Gruppen mono-, di- oder polysubstituiert sein.
Ein araliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist ein z.B.
bis drei, gegebenenfalls substituierte, mono- oder bicyclische, aromatische Kohlenwasserstoffreste aufweisender, gegebenenfalls substituierter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest und stellt in erster Linie einen Phenylniederalkyl- oderPhenyl-niederalkenyl-, sowiePhenyl-nie- deralkinylrest dar, wobei solche Reste 1-3 Phenylgruppen enthalten und gegebenenfalls, z.B. wie die obgenannten aliphatischen und cycloaliphatischen Reste, im aromatischen und aliphatischen Teil substituiert sein können.
Ein bivalenter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist in erster Linie ein Niederalkylen-, sowie ein Nieder alkenylenrest, der z.B. bis zu 8, vorzugsweise 4 bis 5 Kohlenstoffatome enthält und, wenn erwünscht, wie die obgenannten cycloaliphatischen Reste, substituiert sein kann.
Der Acylrest eines Kohlensäurehalbderivates ist vorzugsweise der Acylrest eines entsprechenden Halbesters, wie eines gegebenenfalls substituierten aliphatischen Halbesters, in erster Linie eines gegebenenfalls substituierten Niederalkylhalbesters der Kohlensäure, d.h. ein im Niederalkylteil gegebenenfalls substituierter Carbo niederalkoxyrest. Eine aliphatische Carbonsäure ist insbesondere eine gegebenenfalls, z.B. wie die obgenannten aliphatischen Kohlenwasserstoffreste, substituierte Al kann, sowie Alken- oder Alkin-, in erster Linie Niederalkan-, sowie Niederalken- oder Niederalkincarbonsäure, die z.B. bis zu 7, insbesondere bis zu 4 Kohlenstoffatome enthalten kann.
Eine cycloaliphatische oder cycloaliphatisch-aliphatische Carbonsäure ist eine gegebenenfalls, z.B. wie die obgenannten cycloaliphatischen oder cyclo aliphatisch-aliphatischen Kohlenwasserstoffreste, substituierte Cycloalkan- oder Cycloalkencarbonsäure, bzw.
Cycloalkyl- oder Cycloalkenylniederalkan- oder -niederalkencarbonsäure, wobei ein Cycloalkyl- oder Cycloalkenylrest, sowie der aliphatische Teil von cycloaliphatisch-aliphatischen Carbonsäuren z.B. die oben für entsprechende Reste angegebene Anzahl Kohlenstoffatome und oder Doppelbindungen aufweisen und wie angegeben gegebenenfalls substituiert sein können. Eine aromatische Carbonsäure ist in erster Linie eine monooder bicvclische aromatische Carbonsäure, die gegebenenfalls, z.B. wie der obgenannte cycloaliphatische Rest, substituiert sein kann.
In einer araliphatischen Carbonsäure hat der araliphatische Teil z.B. die obgenannte Bedeutung, eine araliphatische Carbonsäure bedeutet in erster Linie eine Phenyl-niederalkan- oder Phenylniederalkencarbonsäure, worin der Phenylrest und der aliphatische Teil gegebenenfalls, z.B. wie die obgenannten cycloaliphatischen bzw. aliphatischen Gruppen, substituiert sein können. Eine heterocyclische Carbonsäure ist insbesondere eine solche aromatischen Charakters, in welcher der heterocyclische Rest mono- oder bicyclisch sein kann und in erster Linie für einen gegebenenfalls, z.B. wie der obgenannte cycloaliphatische Rest, substituierten mono- oder bicyclischen, monoaza-, monooxaoder monothia-, diaza-, oxaza- oder thiazacyclischen Rest, in erster Linie einen Pyridyl-, Thienyl-, Furyl-, Chinolyl- oder Isochinolylrest steht.
In einer heterocyclisch-aliphatischen Carbonsäure hat der heterocyclische Rest die oben gegebene Bedeutung, während der aliphatische Teil wie z.B. in einer araliphatischen Carbonsäure für einen gegebenenfalls substituierten Niederalkyl-, sowie Niederalkenylrest steht.
Ein Niederalkylrest ist z.B. eine Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, sek.Butyl- oder tert.Butyl-, sowie n-Pentyl-, Isopentyl-, n-Hexyl-, Isohexyl- oder n-Heptylgruppe, während ein Niederalkenylrest z.B. eine Vinyl-, Allyl-, Isopropenyl-, 2- oder 3 Methallyl- oder 3-Butenylgruppe, und ein Niederalkinyl rest z.B. eine Propargyl- oder 2-Butinylgruppe sein kann.
Eine Cycloalkylgruppe ist z.B. eine Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl- oder Cyclohep tylgruppe, und eine Cycloalkenyl- z.B. eine 2- oder 3 Cyclopentenyl-, 1-, 2- oder 3-Cyclohexenyl oder 3-Cycloheptenylgruppe. Ein Cycloalkyl-niederalkyl- oder -niederalkenylrest ist z.B. eine Cyclopropyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl- oder Cycloheptylmethyl-, -äthyl-, -propyl-, -vinyl- oder -allylgruppe, während eine Cycloalkenyl-niederalkyl- oder -niederalkenylgruppe z.B. eine 1-, 2- oder 3-Cyclopentenyl-, 1-, 2- oder 3-Cyclohexenyloder 1-, 2- oder 3-Cycloheptenyl-methyl-, -äthyl-, -propyl-, -vinyl- oder -allylgruppe darstellt.
Ein Phenyl-niederalkyl- oder Phenyl-niederÅalkenyl- rest ist z.B. ein Benzyl-, 1- oder 2-Phenyläthyl-, 1-, 2oder 3-Phenyläthyl-, Diphenylmethyl oder -äthyl-, Trityl-, 1- oder 2-Naphthylmethyl-, Styryl oder Cinnamylrest.
Ein Niederalkylen- oder Niederalkenylenrest wird z.B. durch eine 1,2-Äthylen-, 1,3-Propylen-, 2,2-Dimethyl-1,3-propylen-, 1,4-Butylen-, 1- ode 2-Methyl-1,4 -butylen-, 1,4-Dimethyl- 1,4-butylen-, 1 .5-Pentylen-, 1-, 2- oder 3-Methyl-1,5-pentylen-, 1,6-Hexylen-, 2-Buten -l,4-ylen- oder 2- oder 3-Penten-l,5-ylengruppe dargestellt.
Ein Carbo-niederalkoxyrest ist z.B. eine Carbomethoxy-, Carbäthoxy-, Carbo-n-propyloxy-, Carbo-isopro pyloxy- oder Carbo-tert.butyloxygruppe.
Eine Niederalkan- oder Niederalkencarbonsäure ist z.B. Essig-, Propion-, Butter-, Isobutter-, Valerian-, Pivalin- oder Acrylsäure, während eine Cycloalkan- oder Cycloalkenyl-, bzw. Cycloalkyl oder Cycloalkenyl-niederalkan- oder -niederalkencarbonsäure z.B. eine Cyclopentan-, Cyclohexan- oder 3-Cyclohexencarbonsäure, Cyclopentylpropion-, Cyclohexylessig-, 3-Cyclohexenylessig- oder Cyclohexylacrylsäure bedeutet. Eine monooder bicyclische aromatische Carbonsäure ist z.B. Benzoesäure oder 1- oder 2-Naphthalincarbonsäure, und eine Phenyl-niederalkan- oder Phenyl-niederalkencarbonsäure z.B. eine Phenylessig-, Phenylpropion- oder Zimtsäure.
Als Pyridin-, Thiophen-, Fu ran-. Chinolinoder Isochinolincarbonsäuren seien die Nicotin- oder Isonicotinsäure, 2-Thiophen-, 2- Fu ran-, 2- oder 4-Chinolin- oder 1-Isochinolincarbonsäure, und als entsprechende Pyridyl-, Furyl-, Thienyl-, Chinolyl- oder Iso chinolyl-niederalkan oder -niederalkencarbonsäuren z.B.
die 2-, 3- oder 4-Pyridylessig-, 2-Thienylessig-, 2-Furylessig- oder 2-Furylacrylsäure genannt.
Gegebenenfalls substituierte aliphatische Kohlenwasserstoffreste, insbesondere Niederalkylgruppen, weiche u.a. auch cycloaliphatische, cycloaliphatisch-aliphatische, aromatische, araliphatische, heterocyclische oder heterocyclisch-aliphatische Reste substituieren können, enthalten die obgenannten Substituenten und sind z.B. Halogen-niederalkylgruppen, wie mono-, di- oder trihalogenierte Niederalkyl-, z.B. Methyl-, Äthyl- oder 1- oder 2-Propylgruppen; Reste dieser Art, insbesondere 2-Halogen-niederalkylreste, wie 2,2,2-Trichloräthyl- oder 2 Jodäthylgruppen, repräsentieren in erster Linie haloge- nierte Niederalkylreste R..
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Andere substituierte aliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie die in der Verknüpfungsstellung durch Hetero reste substituierten aliphatischen Kohlenwasserstoffreste R5, sind in erster Linie in der Verknüpfungsstellung verätherte oder veresterte Hydroxygruppen aufweisende
Niederalkylgruppen, wie in der entsprechenden Stellung
Niederalkoxy- oder Niederalkanoyloxygruppen oder Ha logenatome enthaltende Niederalkyl-, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Isopropylgruppen.
Diese, sowie in der Verknüpfungsstellung ungesättigte aliphatische Koh lenwasserstoffreste R3, insbesondere der 2-Propenylrest, lassen sich vorzugsweise unter sauren, eine Alkanoyl oxygruppe auch unter alkalischen Bedingungen, sowie durch Behandeln mit Mercaptid-bildenden Schwerme tall-, wie Quecksilber- oder Cadmiumsalzen, z.B. den entsprechenden Halogeniden oder Niederalkanoyloxy verbindungen, abspalten.
Unter den verätherten Hydroxy- und Mercaptogruppen sind Niederalkoxy- z.B. Methoxy-, Äthoxy-, n-Propyloxy-, Isopropyloxy-, n-Butyloxy- oder Isobutyloxygruppen, Niederalkenyloxy- z.B. Vinyloxy- oder Allyloxygruppen, Niederalkylendioxy- z.B. Methylen- oder Äthylendioxygruppen, Phenyl-niederalkoxy- z.B. Benzyloxy- oder 1- oder 2-Phenyläthoxygruppen, Niederalkylmercapto- z.B. Methylmercapto. oder Äthylmercaptogruppen, Phenylmercaptogruppen oder Phenylniederalkylmercapto- z.B. Benzylmercaptogruppen, zu verstehen.
Veresterte Hydroxygruppen sind in erster Linie Halogen-, z.B. Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jodatome (Halogenatome X sind in erster Linie Chlor- und Brom-, sowie Jodatome), sowie Niederalkanoyloxy-, z.B Acetyloxy- oder Propionyloxygruppen.
Substituierte Aminogruppen sind mono- oder disub stituierte Aminogruppen, in welchen die Substituenten in erster Linie gegebenenfalls substituierte aliphatische, cycloaliphatische, cycloaliphatisch-aliphatische, aromatische oder araliphatische Reste darstellen. Solche Aminogruppen sind insbesondere Niederalkylamino- oder Diniederalkyl-amino-, z.B. Methylamino-, Äthylamino-, Dimethylamino- oder Diäthylaminogruppen, oder gegebenenfalls durch Heteroatome, wie Sauerstoff-, Schwefel- oder gegebenenfalls, z.B. durch Niederalkylgruppen, substituierte Stickstoffatome unterbrochene Niederalkylenaminogruppen, wie Pyrrolidino-, Piperidino-, Morpholino-, Thiamorpholino- oder 4-Methyl-piperazinogruppen.
Gegebenenfalls N-substituierte Carbamylgruppen sind z.B. N-Niederalkyl- oder N,N-Diniederalkyl-carbamyl-, wie N-Methyl-, N-Äthyl-, N,N-Dimethyl- oder N,N-Di äthylcarbamylgruppen.
Gegebenenfalls substituierte Alkylsulfonyloxygruppen sind z.B. Methylsulfonyloxy-, Äthylsulfonyloxy- od.
2-Hydroxyäthylsulfonyloxygruppen, gegebenenfalls substituierte Phenylsulfonyloxygruppen, z.B. 4-Methyl-phenylsulfonyloxy-, 4-Bromphenylsulfonyloxy- oder 3-Nitrophenylsulfonyloxygruppen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in Form von Gemischen von Isomeren oder als reine Isomere vorliegen.
Die erfindungsgemässen Verbindungen stellen neuartige Zwischenprodukte dar, die sich zur Herstellung von wertvollen, in erster Linie pharmakologische Aktivi
6 511 833 tät aufweisenden Verbindungen eignen. So kann man z.B., ausgehend von Verbindungen der Formel I, in welchen R1 vorzugsweise einen reduktiv abspaltbaren organischen Rest eines Alkohols, wie einen 2-Halogen-niederalkyl-, z.B. den 2,2,2-Trichloräthylrest, oder dann einen unter sauren Bedingungen abspaltbaren organischen Rest eines Alkohols, wie einen durch aliphatische oder aromatische, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste substituierten Methylrest, z.B.
den Benzhydryl-, Trityl- oder tert.Butylrest bedeutet, und R2 einen vorzugsweise unter sauren Bedingungen abspaltbaren Acylrest, wie den Carbo-tert.butyloxyrest, darstellt, durch Umsetzen mit Phosphinverbindungen der Formel P(Ra) (Rb)(R,), worin jeder der Reste Ra, Rb und Re einen organischen, insbesondere einen aliphatischen oder aromatischen Rest darstellt, z.B. mit Triphenyl- oder Tributylphosphin, über die entsprechenden Phosphoniumsalze, gegebenenfalls unter Behandeln mit einem basischen Mittel, zu Phosphoranverbindungen der Formel
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gelangen, worin R1a und R2a vorzugsweise die oben angegebenen abspaltbaren Reste darstellen. Diese Verbindungen stellen vielseitig verwendbare Ausgangsstoffe vom Wittig -Typ dar.
So kann man z.B. durch Behandeln mit Glyoxylsäureverbindungen, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur (50-1500C) und in einem inerten Lösungsmittel, wie Dioxan, Toluol, Xylol oder Diäthylenglycol-dimethyläther, gegebenenfalls unter Zusatz einer geeigneten Carbonsäure wie Benzoesäure, einen gegebenenfalls funktionell abgewandelten Carboxymethylenrest einführen.
Die entstandene Doppelbindung in einer so erhältlichen Verbindung kann durch Behandeln mit katalytisch aktiviertem Wasserstoff, z.B. in Gegenwart eines Edelmetall-, wie Palladiumkatalysators, nascierendem Wasserstoff, z.B. durch Behandeln mit einer geeigneten Zinkverbindung, wie Zink, Zinkamalgam oder Zinkkupfer in Gegenwart eines wasserstoffabgebenden Mittels, wie einer schwachen Carbonsäure, z.B. Essigsäure, oder eines Niederalkanols, wie Methanol, Äthanol oder Isopropanol, wenn erwünscht, eines wässrigen Gemisches davon, oder mit einem homogenen Hydrierkatalysator, wie Übergangsmetallhydriden, z.B.
entsprechenden Chrom-II-, Mangan-II-, Eisen-III-, Kobalt-II- oder Nickel-II-Verbindungen oder Komplexen, wie Carbonyl-, Cyan- oder Phosphinkomplexen davon, gesättigt werden. Durch Behandeln mit einer starken, vorzugsweise sauerstoffhaltigen anorganischen oder organischen Säure, in erster Linie Trifluoressigsäure, in Gegenwart des Anhydrids einer starken Säure, wie Trifluoressigsäureanhydrid, gefolgt von einem geeigneten Säureanhydrid, insbesondere Essigsäureanhydrid, lässt sich eine so erhältliche Verbindung der Formel
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worin Rd ein Wasserstoffatom oder einen der für die Gruppe R3a genannten abspaltbaren organischen Reste von Alkoholen darstellt, gegebenenfalls nach Abspaltung einer Acylgruppe RPa und/oder Umwandlung eines Zwischenprodukts der Formel B, worin Rd für ein Wasserstoffatom steht,
in ein reaktionsfähiges Derivat, wie ein Säurehalogenid, z.B. -chlorid (z.B. unter Verwendung von Thionylchlorid oder Oxalylchlorid), oder ein gemischtes Anhydrid, z.B. mit einem Kohlensäure-niederalkylhalbester, wie -äthylhalbester (z.B. unter Verwendung eines Halogenameisensäure-niederalkylesters), oder einer Niederalkancarbonsäure, wie Essigsäure (z.B. unter Verwendung eines entsprechenden Anhydrids), unter Spaltung der Rs-S-Bindung, sowie der -N-R4-Bindung, zu einer Verbindung der Formel
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ringschliessen.
Letztere, in erster Linie solche, in denen R1" für ein Wasserstoffatom und R2a für eine Acylgruppe stehen, sind gegenüber verschiedenartigen Mikroorganismen, z.B. gegen Gram-positive und Gram-negative Bakterien, wie Staph. aUreluS, Proteus vulgaris und Bacillus megatfteriunt, antibiotisch wirksam und können entsprechend verwendet werden.
Ferner kann man Verbindungen der Formel A mit Carboxyaldehydverbindungen der Formel
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worin R ein Kohlenstoffatom, das ausser mindestens einem Wasserstoffatom gegebenenfalls substituierte aromatische, sowie aliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie Phenyl-, sowie Niederalkylgruppen enthält, oder Tautomeren oder reaktionsfähigen Derivaten davon, wie z.B.
Hydraten oder Enolen davon, umsetzen, wobei die Reaktion vorzugsweise wie die oben beschriebene Anlagerungsreaktion vorgenommen wird. Die so erhaltenen Verbindungen der Formel
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worin R, R1", R.a, Rs und R4 die oben gegebenen Bedeutungen haben, wobei R insbesondere für ein Kohlenstoffatom steht, das ausser mindestens einem Wasserstoffatom vorzugsweise eine oder zwei Niederalkylgruppen oder eine gegebenenfalls wie oben angegeben, z.B.
durch Kohlenwasserstoffreste, wie Niederalkylgruppen, oder durch funktionelle Gruppen, wie verätherte oder veresterte Hydroxygruppen. z.B. Niederalkoxygruppen oder Halogenatome, oder Nitrogruppen substituierte Phenylgruppe, gegebenenfalls auch zusammen mit einer Niederalkylgruppe, oder eine Acyl-, z.B. eine gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppe, als Substituenten enthält, kann man durch Behandeln mit einem geeigneten sauren Mittel, z.B. Trifluoressigsäure. ringschliessen.
In so erhältlichen Verbindungen der Formel
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worin R" ein durch gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste, gegebenenfalls substituierte heterocyclische oder heterocyclisch-aliphatische Reste, worin heterocyclische Gruppen aromatischen Charakter haben, oder funktionelle Gruppen mono- oder disubstituiertes Kohlenstoffatom darstellt, kann eine organische Gruppe R, durch Wasserstoff und/oder ein Wasserstoff R1 und/ oder R durch eine organische Gruppe Rl bzw. einen Acylrest R-, insbesondere durch einen geeigneten Acylrest, ersetzt werden.
Verbindungen vom Typ (E), insbesondere solche.
in welchen R, ein Wassersoffatom darstellt und R2 einen geeigneten, insbesondere einen in pharmakologisch aktiven 6-Acylamino-penicillan- oder 7-Acylamino-cephalo sporansäurederivaten vorkommenden Acylrest einer organischen Carbonsäure darstellt, weisen ausgezeichnete.
gegenüber verschiedenartigen Mikroorganismen, insbesondere gegen gram-positive Bakterien, wie Staph. aureus und Proteus vulgaris, antibiotische Wirkungen auf und können entsprechend verwendet werden.
Die Erfindung betrifft in erster Linie Verbindungen der Formel man in einem a-Hydroxy-2-oxo- l-azetidinmethancarbon- säureester der Formel II
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die Hydroxygruppe durch Behandeln mit einem Halogenierungsmittel in ein Halogenatom X umwandelt.
Wenn erwünscht, kann in einer erhaltenen Verbindung eine reaktionsfähige veresterte Hydroxygruppe in eine andere reaktionsfähige veresterte Hydroxygruppe umgewandelt, und/oder, wenn erwünscht, ein erhaltenes Isomerengemisch in die einzelnen Isomeren aufgetrennt werden.
Die obige Reaktion wird durch Behandeln des Ausgangsmaterials mit einem geeigneten Halogenierungsmittel, wie einem Thionylhalogenid, z.B. -chlorid, einem Phosphoroxyhalogenid-, besonders -chlorid, oder einer Halogenphosphorverbindung, wie Triphenylphosphoniumdibromid oder -jodid, vorzugsweise in Gegenwart eines basischen, in erster Linie eines organischen basischen Mittels, wie eines aliphatischen tertiären Amins, z.B. Triäthylamin oder Diisopropyläthylamin, oder einer heterocyclischen Base vom Pyridintyp, z.B. Pyridin oder Collidin, durchgeführt.
Vorzugsweise arbeitet man in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels, z.B. Dioxan oder Tetrahydrofuran, oder eines Lösungsmittelgemisches, wenn notwendig, unter Kühlen und/oder in der Atmosphäre eines Inertgases, wie Stickstoff.
In einen verfahrensgemäss erhaltenen Verbindung kann ein Halogenatom X in an sich bekannter Weise, z.B. ein Chloratom durch Behandeln der entsprechenden Chlor- mit einer Brom- oder Jodverbindung, insbesondere mit einem anorganischen Bromid- oder Jodidsalz, wie Lithiumbromid, vorzugsweise in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels wie Äther, durch ein anderes Halogen, z.B. ein Brom bzw. Jodatom, ausgetauscht werden.
Erhaltene Gemische von Isomeren können nach an sich bekannten Methoden, z.B. durch fraktioniertes Kristallisieren, Adsorptionschromatographie (Kolonnen- od.
Dünnschichtchromatographie) oder anderen geeigneten Trennverfahren, in die einzelnen Isomeren getrennt werden. Erhaltene Racemate können in üblicher Weise, z.B.
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, oder durch fraktioniertes Kristallisieren aus optisch aktiven Lösungsmitteln in die Antipoden getrennt werden.
Das Verfahren umfasst auch diejenigen Ausführungsformen, wonach als Zwischenprodukte anfallende Verbindungen als Ausgangsstoffe verwendet und die rest
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und
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worin R1, für einen Niederalkyl-, wie Methyl-, Äthyloder tert.Butylrest, einen Halogen-niederalkyl-, in erster Linie einen 2-Halogen-niederalkyl-, wie 2,2,2-Trichlor äthylrest. oder einen Phenyl-niederalkyl-.
insbesondere Diphenylmethyrest steht, R.' einen Acylrest, insbesondere den Acylrest einer organischen Carbonsäure, welcher in pharmakologisch wirksamen N-Acylderivaten der 6-Amino-penicillansäure oder der 7-Amino-cephalosporansäure vorkommt, wie den Phenylacetyl-, Phenyloxyacetyl-, einen gegebenenfalls substituierten Phenylglycyl-, lhienylacetyl-, z.B 2-Thienylacetyl-, ferner den Chlor äthylcarbamoyl-, oder Cyanacetylrest, oder dann einen leicht abspaltbaren Acylrest, insbesondere den Rest eines Halbesters der Kohlensäure, wie einen Carbo-niederalkoxy-, z.B.
Carbo-tert.butyloxyrest, darstellt. jeder der Reste R. und Rf; für einen Niederalkyl-, insbesondere Methylrest steht, R,' eine 2-Propenyl- oder 2-Niederalkanoyloxy-2-propylgruppe bedeutet und Hal für ein Chlor- oder Bromatom steht.
Besonders wertvoll als Zwischenprodukte sind die z - (2 - Carbo-niederalkoxy-3.3-dimethyl-7-oxo-4-thia- 2,6- -diaza-6-bicyclo[3 ,2,0]heptyl) - oc - Hal-essigsäure-niederalkylester, worin Hal die oben gegebene Bedeutung hat, und der Niederalkylrest der Estergruppierung gegebenenfalls, vorzugsweise in 2-Stellung. ein oder mehrere Halogenatome aufweisen kann. und in erster Linie für den tert.Butyl- oder 2,2,2-Trichloräthylrest steht, während der Carbo-niederalkoxyrest in 2-Stellung vorzugsweise den Carbo-tert.butyloxyrest darstellt.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in überraschender Weise erhalten werden, wenn lichen Verfahrensschritte mit diesen durchgeführt werden, oder das Verfahren auf irgendeiner Stufe abgebrochen wird: ferner können Ausgangsstoffe in Form von Derivaten verwendet oder während der Reaktion gebildet werden.
Vorzugsweise werden solche Ausgangsstoffe verwendet und die Reaktionsbedingungen so gewählt, dass man zu den eingangs als besonders bevorzugt aufgeführten Verbindungen gelangt.
Die verfahrensgemäss verwendeten Ausgangsstoffe werden erhalten, wenn man eine Verbindung der Formel
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mit einem Glyoxylsäureester oder einem reaktionsfähi gen Derivat, z.B. einem Hydrat, davon bei erhöhter
Temperatur, in erster Linie bei etwa 500C bis etwa
150 C, und zwar in Abwesenheit eines Kondensations mittels und/oder ohne Bildung eines Salzes umsetzt, wobei man bei Verwendung des Hydrats entstehendes
Wasser, wenn notwendig, durch Destillation, z.B. azeo trop, entfernen kann.
Die in der Herstellung der Ausgangsstoffe verwen deten Zwischenprodukte der Formel III, in welchen R.
und R zusammen ein disubstituiertes Kohlenstoffatom darstellen. sind bekannt. Andere, in welchen R3 einen abspaltbaren .rganischen Rest und R4 ein Wasserstoffatom bedeuten. können z.B. erhalten werden, wenn man in einer 6-N-Acylamino-penicillansäureverbindung die Carboxylgruppe in an sich bekannter Weise in eine Iso cyanatogruppe überführt, die so erhaltene Verbindung mit einem 2-Halogen-niederalkanol, z.B.
2,2,2-Trichlor äthanol oder 2-Jodäthanol, behandelt, und in der so gebildeten 6-Acylamino-2-(2-halogenniederalkoxycarbonyl -amino)-3 ,3-dimethyl-4-thia- 1 -azabicyclo[3,2,O] heptan -7- -on-Verbindung den Substituenten in 2-Stellung durch Behandeln mit einem chemischen Reduktionsmittel, z.B.
Zink in Gegenwart von 90'Xciger Essigsäure, spaltet.
Man erhält so die entsprechende 6-Acylamino-2-hydroxy-3,3-dimethyl-4-thia - 1 - azabicyclo [3,2,0] heptan -7- on -Verbindung, die beim Behandeln mit einem Schwer metallacylat-Oxydationsmittel, insbesondere einem Blei -IV-carboxylat, wie -niederalkanoat, z.B. Bleitetraacetat, üblicherweise unter Beleuchten, vorzugsweise mit ultraviolettem Licht, in eine 3-Acylamino-2-(2-acyloxy-2-pro- pylmereapto)- 1 -formyl-azetidin-4-on-Verbindung umgewandelt werden kann. Durch Erhitzen kann, wenn erwiinscht, die Acyloxygruppe unter Einführung einer Doppelbindung in die 2-Propylmercaptogruppierung zusammen mit einem Wasserstoffatom in Form der entsprechenden Säure abgespalten werden.
Die an eines der Stickstoffatome gebundene Formylgruppe kann durch Behandeln mit einem geeigneten Entcarbonylierungsmittel, wie einem Tris-(tri-organisch substituierten phosphin)-rhodiumhalogenid, z.B. Tris-(tri-phenylphosphin)-rhodiumchlorid, in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Benzol, oder unter Überführen in die Carbinolgruppe, z.B. durch Behandeln mit katalytisch aktiviertem Wasserstoff in Gegenwart eines sauren Reagens, wie mit Wasserstoff in Gegenwart eines Palladiumkatalysators und Eisessig oder salzsaurem Tetrahydrofuran, entfernt werden.
Wenn erwünscht, kann in einer nach dem obigen Verfahren erhältlichen Verbindung der 2-Acyloxy-2-propylrest durch Behandeln mit einem schwach basischen Mittel, wie einem Alkalimetall-hydrogencarbonat oder Pyridin, in Gegenwart eines reaktionsfähigen Esters eines Alkohols, wie eines geeigneten Halogenids, durch einen anderen organischen Rest ersetzt werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel I
Eine Lösung von 1,84 g des höher schmelzenden Isomeren des x-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo- -4- thia - 2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl)oc-hydroxy-essig- säure-2,2,2-trichloräthylesters in 20 ml eines 1: 4-Gemisches von trockenem Dioxan und Tetrahydrofuran wird mit 12 mol einer frisch zubereiteten l-molaren Lösung von Triäthylamin in Dioxan versetzt. Das Gemisch wird auf - 150 abgekühlt und unter Ausschluss von Luftfeuchtigkeit tropfenweise mit 8 ml einer frisch bereiteten 1-molaren Lösung von Thionylchlorid in Dioxan behandelt, dann während 5 Minuten bei - 150 gerührt.
Nach dem Erwärmen auf Zimmertemperatur und 10minütigem Rühren bei 200 wird mit 60ml Toluol verdünnt und das Gemisch durch ein Glasfilter filtriert. Das klare Filtrat wird unter vermindertem Druck und bei einer Badtemperatur unter 450 eingedampft. Der Rückstand wird während 2 Stunden bei 25"/0,01 mm Hg getrocknet, dann dreimal mit je 60 ml siedendem Pentan trituriert; die Lösung wird während 10 Minuten mit 0,3g eines Aktivkohlepräparats gerührt und durch ein Glasfilter filtriert.
Nach dem Eindampfen wird der Rückstand aus Pentan kristallisiert: der so erhaltene cc-(2- -Carbo-tert.butyloxy-3 ,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6- diaza -6-bicyclo[3,2,0]heptyl) - x- chlor-essigsäure-2,2,2-trichlor äthylester der Formel
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schmilzt nach wiederholtem Umkristallisieren aus Pentan bei 131 - 1360; Analysenpräparat 130 - 1310; [a]20 = 3070 + 10 (c = 0,991 in Chloroform); Infrarotspektrum (in Methylenchlorid), Banden bei 5,60, 5,64 und 5,85 .
Beispiel 2
Ein Gemisch von 12g der sog. Polystyrol-Hünigbase (hergestellt durch Erwärmen eines Gemisches von 100 g Chlormethylpolystyrol [J. Am. Chem. Soc. 85, 2149 (1963)], 500 ml Benzol, 200 ml Methanol und 100 ml Diisopropylamin auf 1500 unter Schütteln, Filtrieren, Waschen mit 1000ml Methanol, 1000ml eines 3 :1 - Gemisches von Dioxan und Triäthylamin, 100ml Methanol, 1000 ml Dioxan und 1000 ml Methanol und Trocknen während 16 Stunden bei 1000/10 mm Hg; das Produkt neutralisiert 1,55 Milliäquivalente Salzsäure pro Gramm in einem 2:1-Gemisch von Dioxan und Wasser) in 50 ml eines 1:
1-Gemisches Dioxan und Terahydrofuran wird während 30 Minuten gerührt, dann mit einer Lösung von 1,84 g des höher schmelzenden Isomeren des a - (2 - Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia- -2,6 - diaza-6-bicyclo[3,2,0] heptyl) - a - hydroxyessigsäure -2,2,2-trichloräthylesters in 5 ml eines 1:1-Gemisches von Dioxan und Tetrahydrofuran behandelt. Nach dem Abkühlen des Gemisches auf - 150 unter Rühren werden 8 ml einer frisch zubereiteten l-m Lösung von Thionylchlorid in Dioxan tropfenweise zugegeben; das Gemisch wird während 10 Minuten bei - 150 und dann während 90 Minuten bei 250 gerührt.
Nach dem Filtrieren wird der Filterrückstand dreimal mit je 30 ml Dioxan gewaschen; die kombinierten Filtrate werden bei einer
Badtemperatur unter 450 eingedampft. Man erhält als viskosen Rückstand den -(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-di- methyí - 7 - oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0] heptyl)-z- -chlor-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester, der nach Umkristalliseren aus 30 ml Pentan bei 130 - 1310 schmilzt.
Beispiel 3
Ein Gemisch von 6 g eines 1 :1 -Gemisches der Isomeren des α-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo- -4- thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl)-α-hydroxy-essig- säure-tert.butylesters und 10,5 g der sog. < ePolystyrol- Hünigbase > ) (siehe Beispiel 2) in einem 1:1-Gemisch von Dioxan und Tetrahydrofuran wird während 20 Minuten gerührt. Nach dem Abkühlen wird tropfenweise innerhalb von 20 Minuten mit einer Lösung von 6 g Thionylchlorid in 50 ml Dioxan behandelt und das Gemisch während 140 Minuten bei 200 gerührt, dann filtriert. Das Filtrat wird eingedampft, der Rückstand in 200ml Pentan aufgenommen und die Lösung mit 1 g eines Aktivkohlepräparats behandelt, dann filtriert.
Man erhält so ein etwa 1: Gemisch der Isomeren des z-(2- -Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2b6-diaza- -6-bicyclo[3,2,0]heptyl)-α-chlor-essigsäure-tert.butylesters der Formel
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das ohne Reinigung weiterverarbei.et wird.
Beispiel 4
Eine Lösung von 0,165 g α-(2-Carbo-tert.butyloxy- -3,3- dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]hep tyl)-α-chlor-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester in 30 ml trockenem Äther wird mit 0,22g trockenem Lithiumbromid versetzt und die Suspension während 150 Minuten bei 250 gerührt. Die filtrierte Lösung wird mit 20 ml Pentan verdünnt, dann erneut filtriert und eingedampft.
Der Rückstand wird mit 20ml eines 9:1-Gemisches von siedendem Pentan und Äther trituriert und filtriert, und das klare Filtrat eingedampft. Man erhält so den α- (2-Carbo- tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6- - diaza-6-bicyclo[3.2,0]heptyl)-α-brom-essigsäure-2,2,2-tri- chloräthylester der Formel
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der nach Kristallisieren aus Pentan bei 119-120 (mit Zersetzen) schmilzt.
Beispiel 5
Eine Lösung von 0,115 g des rohen Gemisches der Isomeren des α-Hydroxy-α-(2α-isopropylmercapto-4-oxo- - 3a- N - phenyloxyacetyl-amino - 1 -azetidinyl) - essigsäure -tert.butylesters (etwa 0,1 g der beiden Epimeren) in 2,4 ml wasserfreiem Dioxan werden mit 0,1 g < (Polysty- rol-Hünigbase) > versetzt und unter Rühren auf 0 abgekühlt. Man versetzt mit 0,06 g Thionylchlorid in 0,5 ml Dioxan, rührt während 21,4 Stunden bei Zimmertemperatur weiter und filtriert; der Filterrückstand wird mit Dioxan gewaschen und das Filtrat unter vermindertem Druck eingedampft.
Der Rückstand enthält das Gemisch der Isomeren des α-Chlor-α-(2α-isopropylmercapto-4- -oxo - a-N-phenyloxyacetyl-amino- 1 -azetidinyl)-essigsäu- re-tert.butylesters der Formel
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der im Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid) folgende charakteristische Banden zeigt: 3,05 , 5,6311", 5,75 , 5,93 , 6,25 , 6,70 , 7,30 und 8,70 .
Die in den obigen Beispielen verwendeten Ausgangsstoffe können wie folgt hergestellt werden:
Beispiel 6
Eine Lösung von 3 g 2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dime thyl-4-thia-2,6-diaza-bicyclo[3,2,0]heptan-7-on in 23,3 ml trockenem Dioxan wird mit 5,2 g Glyoxylsäure-2,2,2 -trichloräthylester-hydrat versetzt; das Reaktionsgefäss wird verschlossen und während 7 Stunden bei 950 Badtemperatur erhitzt. Die schwach gelbliche, klare Reak tionslösung wird mit 150ml Benzol verdünnt und dreimal mit je 150 ml Wasser gewaschen, wobei auftretende Emulsionen in einfacher Weise durch Zugabe von 20 ml einer konzentrierten wässrigen Lösung von Natriumchlorid gebrochen werden können.
Die vereinigten wässrigen Lösungen werden mi 150ml Benzol gewaschen; die vereinigten organischen Lösungen werden mit Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Der viskose Rückstand wird in 60 ml eines 3:1-Gemisches von Pentan und Äther gelöst, wobei das höher schmelzende Isomere des -(2-Carbo-tert.butyl- oxy - 3,3-dimethyl-7-oxo-thia-2,6-diaza-6-bicydo[3 2,0]- heptyl)--hydroxy-essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters der Formel
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in Prismen auskristallisiert, die beim Beginn des Erscheinens von nadelförmigen Kristallen abfiltriert werden und bei 141 - 1460 schmelzen;
analytisches Präparat: F. 146l470; X]D20 = 3070 1 10 (c = 0,938 in Chloroform): Infrarotspektrum (in Methylenchlorid) Banden bei 2,7, 5,6, 5,68, 5,85, 7,32, 8,65 und 9,4 p.
Das klare Filtrat wird eingedampft und der Rückstand aus 50 ml eines 5:1-Gemisches von Pentan und Äther umkristallisiert, wobei man das tiefer schmelzende Isomere des sc-(2-C:arbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo- -4 - thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl) hydroxy-essig- säure-2,2,2-trichloräthylesters erhält, das in farblosen Nadeln bei 125 - 1290 schmilzt; analytisches Präparat: F.
126 - 1290; []D20 = - 1870 + 20 (c = 0,625 in Chloroform): Infrarotabsorption sspektrum (in Methylenchlorid) Banden bei 2,8, 5,6, 5,84, 7,3 und 7,36 y.
Aus der Mutterlauge erhält man nach 2 Tagen weiteres kristallines Material, das nach Umkristallisieren aus einem 3:1-Gemisch von Pentan und Äther in Prismen bei 140- 1450 schmilzt und mit dem höher siedendem Isomeren identisch ist. Aus dem Filtrat erhält man eine weitere Menge des nadelförmigen, niederschmelzenden Isomeren, F. 127 -1310C.
Beispiel 7
Ein Gemisch von 5 g 2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-di methyl-4-thia -2,6- diaza-bicyclo [3,2,0] heptan-7-on und 5,5 g Glyoxylsäure-tert.butylester-hydrat in 40 ml DiS oxan wird in einem geschlossenen Gefäss während 13/2 Stunden bei 950 gerührt und dann eingedampft. Der Rückstand wird in 1000ml Pentan gelöst, dreimal mit 500 ml Wasser und einmal mit 200 ml einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung gewaschen über trockenem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Man erhält so ein etwa 50: 50-Gemisch der beiden Isomeren des ,x-- (2 - Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia- -2,6-diaza -6- bicyclo[3,2,0] heptyl)-a-hydroxy-essigsäure- -tert.butylesters der Formel
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0,9 g des erhaltenen Gemisches wird aus Pentan kristallisiert und aus einem Gemisch von Äther und Pentan umkristallisiert, wobei man ein Isomeres der obigen Verbindung, F. 134 - 1370, erhält; [D5O = -3650 + 10 (c = 1,102 in Chloroform); Dünnschichtchromatogramm:
Rf = 0,49 in einem 1:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester; Infrarotspektrum (in Methylenchlorid); charakteristische Banden bei 2,94, 5,62, 5,77 und 5,85 p.
Beispiel 8
Eine Lösung von 0,25 g des Glyoxylsäure-tert.butylester-hydrats in 5 ml Toluol wird unter Normaldruck auf ein Volumen von etwa 3 ml eingeengt. Nach dem Abkühlen auf 900 wird 0,069g 2x-Isopropylmercapto- -3a - N-phenyloxyacetyl-amino-azetidin - 4 - on zugegeben und das Gemisch nach 2 Stunden mit 20 ml Benzol verdünnt und dreimal mit je 20 ml Wasser gewaschen, die wässrigen Waschlösungen werden mit 10 ml Benzol zurückgewaschen und die vereinigten Benzollösungen getrocknet und eingedampft.
Der Rückstand wird bei einem Druck von 0,05 mm Hg entgast; man erhält so das amorphe Gemisch der beiden Isomeren des x-Hydroxy- -,x-(2a-isopropylmercapto-4-oxo - 3a - N -phenyloxyacetyl -amino- 1 -azetidinyl)-essigsäure-tert.butylesters der Formel
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das noch eine kleine Menge des Glyoxylsäure-tert.butylester-hydrats enthält; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 2,83 , 2,98 3,05 , 5,65 g 5,78 , 5,93 , 6,26 , 6,60 , 6,71 , 7,31 u 8,65 , und 9,23 .
Das oben verwendete Ausgangsmaterial kann wie folgt hergestellt werden:
Eine Lösung von 2,625 g Penicillin-V in 30ml Tetrahydrofuran wird unter Rühren und Kühlen auf 100 mit 5,31 ml einer 10-ml-Lösung von 2 ml Triäthylamin in Tetrahydrofuran versetzt. Dann werden langsam 3,6 ml einer 10-ml-Lösung von 2 ml Chlorameisensäure äthylester in Tetrahydrofuran bei -10 zugegeben und nach vollendeter Zugabe während 90 Minuten bei - 10 bis -5 gerührt.
Das Reaktionsgemisch wird mit einer Lösung von 0,51 g Natriumazid in 5,1 ml Wasser behandelt, während 30 Minuten bei 00 bis -5 gerührt und mit 150 ml Eiswasser verdünnt. Man extrahiert dreimal mit Methylenchlorid; die organischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen, getrocknet und bei 250 und unter vermindertem Druck eingedampft. Man erhält so das amorphe Penicillin-V-azid als leicht gelbliches öl; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristi sche Banden bei 3,04 , 430, 5,61 , 5,82,u (Schulter), 5,93 , 6,26 , 6,61 , 6,71 , 8,50 und 9,40.
Eine Lösung von 2,468 g des Penicillin-V-azids in 30 ml Benzol wird während 30 Minuten auf 700 erhitzt.
Durch Eindampfen der Lösung unter vermindertem Druck kann man das reine 2-Isocyanato-3,3-dimethyl-6 -(N- phenyloxyacetyl-amino) -4- thia- 1 -azabicyclo[3,2,0]heptan-7-on erhalten; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,03 , 4,46 , 5,59 , 5,93 , 6,26 6,62 , 6,70 , 7,53y, 8,28,u, 8,53 , 9,24 y und 9,40,u-
Die obige Lösung des 2-Isocyanato-3,3-dimethyl-6 -(N - phenyloxyacetyl-amino)-4-thia-azabicyclo[3,2,0]hep- tan-7-ons wird mit 3,4 ml einer 10-ml-Lösung von 2 ml 2,2,2-Trichloräthanol in Benzol versetzt und das Reaktionsgemisch während 95 Minuten bei 700 gehalten.
Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand an 40 ml säuregewaschenem Silicagel (Kolonne) gereinigt. Man wäscht mit 300 ml Benzol und 300ml eines 19:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester Nebenprodukte aus und eluiert das reine 2 - (N- Carbo-2,2,2-trichloräthoxy-amino)-3,3-dimethyl-6- -(N - phenyloxyacetyl-amino) -4- thia- 1 -azabicyclo [3,2,0]- heptan-7-on der Formel
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mit 960 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester.
Das Produkt schmilzt nach Umkrisallisieren aus einem Gemisch von Äther und Pentan bei 169.1710 (mit Zersetzen); [a]0 = +830 (c = 1,015 in Chloroform); Dünnschichtchromatogramm (Silicagel): Rf = 0,5 im 1:1-Gemisch von Benzol und Essigsäure äthylester; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,05 , 5,62 , 5,77p 5,93 , 6,27 , 6,62 lt 6,70 , 8,30 , 9,23 und 9,50 .
Die letzten, mit einem 9:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester eluierten Fraktionen enthalten eine kleine Menge des mit der obigen Verbindung in 2-Stel- lung isomeren Produkts.
Eine Lösung von 3 g kristallinem 2-(N-Carbo-2,2,2 -trichloräthoxy-amino) -3,3-dimethyl-6-(N-phenyloxy-acetyl-amino)-4-thia-1-azabicyclo[3,2,0]heptan)-7-on in 65 ml 90%iger wässriger Essigsäure und 30ml Dimethylformamid wird innerhalb von 20 Minuten unter Kühlen mit Eis mit 32,6g Zinkstaub versetzt und während 20 Minuten gerührt. Der Überschuss an Zink wird abfiltriert und der Filterrückstand mit Benzol gewaschen; das Filtrat wird mit 450 ml Benzol verdünnt, mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird an einer Kolonne von 45 g säuregewaschenem Silicagel gereinigt. Man eluiert mit 100 ml Benzol und 400 ml eines 9:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester apolare Produkte.
Mit 100 ml eines 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäure äthylester wird Ausgangsmaterial ausgewaschen und mit weiteren 500ml des 4:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester, sowie mit 200 ml eines 2: 1-Gemi- sches von Benzol und Essigsäureäthylester erhält man das 2 - Hydroxy-3,3-dimethyl-6-(N-phenyloxyacetyl-ami- no)-4-thia-1-azabicyclo[3,2,0]heptan-7-on der Formel
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das als Hydrat spontan kristallisiert und nach Triturieren mit wassergesättigtem Äther unscharf im Bereich von 62 - 850 schmilzt.
Verwendet man chromatographiertes, aber nichtkristallines Ausgangsmaterial und reduziert in verdünnter Essigsäure ohne Zugabe von Dimethylformamid, erhält man das reine Produkt, das bei 62 - 700 schmilzt; Dünnschichtchromatogramm (Silicagel): Rf = 0,35im 1:1 Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 2,93 , 3,09 > , 5,65 y, 5,96 , 6,29 , 6,65 lt 6,75 , 8,57 lt 9,27 , 10,00 lt und 11,95 .
Eine Lösung von 0,065 g 3,3-Dimethyl-2-hydroxy-6 -(N - phenyloxyacetyl-amino) - 4 - thia-1-azabicyclo[3,2,0]- heptan-7-on in 5 mol Benzol wird mit 0,15g Bleitetraacetat, enthaltend 10% Essigsäure, behandelt und die gelbe Lösung mit einer Hochdruck-Quecksilberdampflampe (80 Watt) in einem wassergekühlten Pyrexglasmantel beleuchtet. Nach 10 Minuten verschwindet die gelbe Farbe und es bildet sich ein teilweise flockiger weisser, teilweise gummiartiger gelber Niederschlag. Man verdünnt mit Benzol, wäscht mit Wasser, verdünnter wässriger Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser und verdampft unter vermindertem Druck.
Man erhält so das 1-Formyl-2-(2-acetyloxy-2-propyl-mercapto)-3- -(N-phenyloxyacetyl-amino)-azetidin-4-on der Formel
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als leicht gelbliches, gummiartiger Produkt; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,05 u, 5,56 , 5,78 , 5,90 u, 6,27 , 6,62 u, 6,71 , 7,33 u, 7,67 u, 8,92 > , 9,24 > und 9,82 .
Eine Lösung von 0,051 g 1-Formyl-2-(2-acetyloxy -2-propylrnercapto) -3 - (N-phenyloxyacetyl-amino)-azetidin-4-on in 3 ml wasserfreiem Benzol wird mit 0,13 g Tris-triphenylphosphin-rhodiumchlorid behandelt und während 3 Stunden am Rückfluss gekocht. Die anfängliche rote Lösung verfärbt sich braun, wobei sich eine kleine Menge eines Niederschlags bildet. Nach dem Abkühlen wird dieser abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird an 5 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert, wobei Fraktionen zu je 5 ml entnommen werden. Man eluiert mit 10 ml Benzol, 30 ml eines 9: 1-, 25 ml eines 4: 1und 10 mi eines 1 :1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester, dann mit 25 ml Essigsäureäthylester.
Fraktionen 2-6 ergeben einen Rhodiumkomplex mit einer starken CO-Absorption bei 5,18 u im Infrarotspektrum. Aus den Fraktionen 10 - 12 kann eine kleine Menge des 1-Formyl-2-isopropenylmercapto-3-(N-phenyloxy- acetyl-amino)-azetidin-4-ons isoliert werden, während man aus Fraktionen 15 - 17 das 2-Isopropenylmercapto -3-(N-phenyloxyacetyl-amino)-azetidin-4-on der Formel
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als amorphes Produkt erhält.
Das Produkt kann kristallin erhalten werden, wenn man die Eluierlösung durch 0,5 g säuregewasschenes Silicagel filtriert und das Produkt mit einem 1:1 -Ge- misch von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert, F.
156 1580; [zjo = 700 +20 (c = 0,665 in Chloro form); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,07 , 5,65 u, 5,96 lt' 6,29 u, 6,59 , 6,74 , 8,19 , 9,25 p und 9,92u
Eine Lösung von 0,08g .2ee-Isopropenylnnercapto-3- -N-phenyloxyacetyl-amino-azetidin-4-on in 10ml Essigsäureäthylester wird mit 0,1 g eines 10%igen Palladiumauf-Kohle-Katalysators versetzt und das Gemisch während 45 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre gerührt, dann filtriert.
Das Filtrat wird eingedampft und der kristalline Rückstand aus einem Gemisch von Methylenchlorid und Äther umkristallisiert. Man erhält so das 2-Isoprnpyimereapto-3 - N - phenyloxyacetyl-amino -azetidin-4-on der Formel
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das bei 128 - 1300 und 1430 (Doppelschmelzpunkt) schmilzt: [:C]D20 = -48 t 10 (c = 0,785 in Chloroform); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,05 u, 5,63 , 5,93 , 6,26 ,, 6,58 , 6,70 Lt 8,15 u, 9,21 St und 9,41 Lt.
Die nach dem oben illustrierten Verfahren erhältlichen Verbindungen lassen sich z.B. wie folgt weiterverarbeiten:
Beispiel 9
Eine Lösung von 11,3 g eines rohen Gemisches der Isomeren des α-(2-Carbo-tertbutyloxy-3,3-dimethyl-7- -oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3?,0]heptyl) - - chlor-essigsäure-tert.butylesters in 150 ml absolutem Dioxan wird mit 11,4 g Triphenylphosphin und 10,8 g Polystyrol Hünigbase oder Diisopropylaminomethyl-polystyrol versetzt, während 17 Stunden unter einer Stickstoffatmosphäre bei 55" gerührt, dann abgekühlt und durch ein Glasfilter filtriert.
Man wäscht mit 100 ml Benzol; das Filtrat wird unter Wasserstrahlvakuum eingedampft; der Rückstand wird unter Hochvakuum getrocknet, in 100 ml eines 9: 1-Gemisches von Hexan und Essigsäure äthylester gelöst und an einer Kolonne (Höhe 48 cm; Durchmesser 6 cm) mit säuregewaschenem Silicagel chromatographiert.
Mit 2000ml eines 3 :1-Gemisches von Hexan und Essigsäureäthylester wird Triphenylphosphin und etwas Triphenylphosphin-sulfid, mit weiteren 4000 ml des 3 :1-Gemisches von Hexan und Essigsäureäthylester der α-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dime- thyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0j heptyl) -oc- (triphenylphosphoranyliden) - essigsäure- tert. butylester der Formel
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eluiert; eine weitere Menge des unreinen Produkts kann mit 1500 ml des gleichen Lösungsmittelgemisches erhalten werden.
Das Produkt hat im Dünnschichtchromato- gramm (Silicagel; System: 1:1-Gemisch Benzol und Essigsäureäthylester) einen Rf-Wert von 0,5 und kristallisiert aus einem Gemisch von Äther und Pentan, F. 121-1220; []D20 = -2190 + 10 (c = 1,145 in Chloroform); Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): = = 225 mSt (s = 30000) und 260 mm (e = 5 400); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 5,7611, 5,80 a (Schulter), 5,97 u, 6,05 (Schulter) und 6,17 p. Aus der Mutterlauge kann durch Kristallisation in einem Äther-Pentan-Gemisch eine weitere Menge des Produkts isoliert werden.
Beispiel 10
Eine Lösung von 0,19 g sc-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3- -dimethyl-7-oxo-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0] heptyl) -chlor-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester in 3 ml trockenem Benzol (nach Behandeln mit Natrium und Filtrieren durch Aluminiumoxyd, neutral, Aktivität I) wird mit 0,072 g frisch destilliertem Tri-n-butyl-phosphin behandelt und das Gemisch während 25 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt.
Das erhaltene Produkt wird an Silicagel chromatographiert, wobei man mit einem 9: 1 Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester den z- -(2 - Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-di- aza-6-bicyclo[3 ,2,0]heptyl) - x - (tri-n-butyl-phosphoranyliden)-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
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erhält, der ohne Reinigung weiterverarbeitet wird.
Beispiel 11
Ein Gemisch von 0,735 g Polystyrol-Hünigbase)y in 10 ml Dioxan (mit neutralem Aluminiumoxyd, Aktivität I behandelt) wird mit 0,34 g, aus Hexan umkristallisiertem Triphenylphosphin, dann mit 0,5 g x-(2-Carbo-tert.- butylox y- 3,3 -dimethyl -7- oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo- [3,2,0]heptyl) - - chlor - essigsäure-22,2-trichloräthylester behandelt und während 17 Stunden bei 600 unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Das Gemisch wird durch ein Glasfilter filtriert, der Filterrückstand zweimal mit je 5 ml Methylenchlorid und einmal mit 5 ml Benzol nachgewaschen. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft und der Rückstand an Silicagel chromatographiert.
Triphenylphosphin, Ausgangsmaterial und dehalogeniertes Ausgangsmaterial werden mit Benzol und einem 19:l-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester ausgewaschen. Den gewünschten x - (2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo -4- thia - 2,6 - diaza-6-bicyclo [3,2,0] heptyl) - - (triphenyl -phosphoranyliden)-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
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erhält man mit einem 9:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester in öliger Form, der nach zweimaligem Kristallisieren aus einem Methylenchlorid-Pentan Gemisch bei 2050 schmilzt; [5GID2" = - 1920 + 10 (c = 1,054 in Chloroform); Dünnschichtchromatogramm (Silicagel):
Rf - 0,54 im System Benzol-Essigsäureäthylester (3 :1); Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): Xrnax = 225 mit (s = 30 100) und 265 m (# = 5760); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 5,65 , 5,85 und 6,10 . Polarere Bestandteile werden mittels einem 4: 1 Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester ausgewaschen.
Beispiel 12
Ein Gemisch von 0,104 g a-(2-Carbo-tert.butyloxy- -3,3 - dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0]hep- tyl)-x-brom-essigsäure-2,2,2-trichloräthylester und Triphenylphosphin (1,3 Äquivalente) in 0,2ml Benzol bei 25 ergibt innerhalb von 20 Minuten einen farblosen Niederschlag. Nach einer Stunde wird abfiltriert und der Niederschlag viermal mit 0,5ml eines 1:1-Gemisches von Benzol und Hexan gewaschen und getrocknet.
Man erhält so das a-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7- oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl)-α-(triphenyl- phosphonium) - essigsäure -2,2,2-trichloräthylesterbromid, das nach Behandeln mit wässriger Natriumcarbonatlösung den rohen x-(2-Carbo-tert.butyloxy-3 ,3 -dimethyl- -7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl) - a- (triphe- nylphosphoranyliden)-essigsäure - 2,2,2-trichlor-äthylester ergibt, der nach Kristallisieren aus Hexan bei 201 - 2020 schmilzt.
Beispiel 13
Eine Lösung von 0,115g des rohen Gemisches der Isomeren des α-Chlor-α-(2-isopropylmercapto-4-oxo- - - N - phenyloxyacetyl-amino-1- azetidinyl) - essigsäure- tert.butylesters in 2 ml Dioxan wird mit 0,12 g Triphenylphosphin und 0,11 g Polystyrol-Hünigbase versetzt und das Gemisch während 16 Stunden bei 550 gerührt, dann filtriert. Der Filterrückstand wird mit Benzol gewaschen und das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird an 5 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert.
Mit 40 ml Benzol wird der Überschuss an Triphenylphosphin ausgewaschen, und mit einem 1 :1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester, sowie mit Äthylester erhält man den erwünschten -(2a-Isopropylmercapto-4-oxo- -3a - N - phenyloxyacetyl-amino- 1 -azetidinyl)-a-triphenyl- phosphoranyliden-essigsäure-tert.butylester der Formel togramm (Silicagel): Rf ¯ 0,64 in 3:1-Gemisch Benzol Essigsäureäthylester; Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): )maX 279 mlt = 8900): Infrarotabsorptions- spektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 5,62 , 5,75 , 5,87 , 6,15 , 7,31 , 8,65 , 9,05 y und 9,30 .
Die obige Reaktion kann auch wie folgt durchgeführt werden: Ein Gemisch von 5,04 g a-(2-Carbo-tert.- butyloxy -3,3- dimethyl-7- oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0]heptyl)-α-(triphenyl - phosphoranyliden)-essigsäure -2,2,2-trichloräthylester in 15 ml absolutem Toluol (hergestellt bei 600) wird unter Rühren und in einer Stickstoffatmosphäre mit einer Lösung von 4,5 g Glyoxylsäure-tert.butylester in 10ml absolutem Toluol versetzt und während 15 Stunden bei 600 erhitzt. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck wird der ölige Rückstand in Benzol durch eine Kolonne (Durchmesser: 3 cm; Höhe: 32cm) von 100g säuregewaschenem Silicagel filtriert.
Das reine Gemisch der Isomeren A und B des z-(2-Carbo-tert.butyloxy-3 ,3- -dimethyl -7 - oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl)- -α-(carbo-tert.-butyloxymethylen)- essigsäure -2,2,2 - trichloräthylesters wird mit 500 ml Benzol und ein unreines Isomerengemisch mit weiteren 750 ml Benzol erhalten. Aus dem reinen Produkt erhält man durch Kristallisieren nach dem oben beschriebenen Verfahren das reine Isomere A, F. 1910, aus der Mutterlauge das reine Isomere B (F. 120 - 1210); aus dem unreinen Gemisch kann eine weitere Menge des Isomeren B erhalten werden.
Beispiel 15
Eine Lösung von 2 g a-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-di methyl - 7 - oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0] heptyl)-a -(triphenylphosphoranyliden)-essigsäure-tert.butylester u.
0,7g Benzylglyoxal (in Enolform) in 30ml trockenem Toluol wird unter einer Stickstoffatmosphäre während 23 Stunden bei 800 (Badtemperatur) erhitzt, Danach mit einer weiteren Menge von 0,2g Benzylglyoxal versetzt; das Gemisch wird während 22 Stunden bei 800 erhitzt.
Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt und der viskose Rückstand an einer Kolonne mit 60 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert. Mit 450ml Benzol wird der überschuss Benzylglyoxal, mit 250 ml (10 Fraktionen) eines 95 : 5-Gemisches Benzol und Essigsäureäthylester ein Gemisch der Isomeren des a - (2 - Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl -7-oxo-4-thia-2,6 -diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl) - a.- (phenylacetylmethylen) -essigsäure-tert.butylesters der Formel
EMI12.1
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als farbloses öl; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid):
charakteristische Banden bei 3,05 t±, 5,71 , 5,94 u,, 6,17iu, 6,58 , 6,72 , 7,34 y, 8,60 y und 9'03.
Beispiel 14
Eine Lösung von 0,301 g a-(2-Carbo-tert.butyloxy- -3,3- dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0] hep tyl) - - (triphenylphosphoranyliden) - essigsäure-2,2,2-trichloräthylester und 0,3 g flüssigem Glyoxylsäure-tert.butylester (hauptsächlich in Form des Hydrats) wird während 22 Stunden bei 500 gerührt, dann mit Benzol verdünnt und mit Wasser gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Das Rohprodukt wird in Benzol aufgenommen und durch eine Kolonne von 3 g säuregewaschenem Silicagel filtriert.
Mit 90 ml Benzol wird das reine Gemisch der Isomeren des a - (2 - Carbo - tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6- -diaza-6-bicyclo[3,2,0]heptyl) - a - (carbo-tert.butyloxyme thylen)-essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters der Formel
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erhalten.
Kristallisation aus Äther ergibt das Isomere A, das nach erneutem Umkristallisieren bei 1890 schmilzt; [a]n20 = -3290 + 20 (c = 0,558 in Chloroform): Dünnschichtchromatogramm (Silicagel): Rf ¯ 0,64 in 3:l-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester: Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): #max = 270r e (5 = 17 600); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 5,61 .
5,68 (Schulter), 5,75 (Schulter), 5,87 tt, 6,17 , 7,27 e, 7,37 +,, 8,70 p und 9,32 . Kristallisation des Mutterlauge- rückstandes aus einem Äther-Pentangemisch ergibt ein kristallines Isomerengemisch, aus welchem man das Isomere B durch Auswaschen mit kaltem Äther entfernen kann; aus dem Filtrat erhält man nach Eindampfen und Kristallisieren aus einem Äther-Pentan-Gemisch das Isomere Bin feinen Nadeln, F. 119 - 1200; [uC].D20 = 3630 + 10 (c = 1,213 in Chloroform); Dünnschichtchroma und mit einer weiteren Menge des gleichen Lösungsmittelgemisches ein polareres Material ausgewaschen.
Das obige Isomerengemisch wird erneut an 60 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert, wobei mit einem 99:1 -Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester ausgewaschen wird. Man erhält im Vorlauf ein hauptsächlich aus Benzylglyoxal bestehendes Produkt, dann mit 125 ml eine hauptsächlich aus dem Isomeren A bestehende Fraktion I, mit 250ml eine aus einem Gemisch der beiden Isomeren bestehende Fraktion II und mit 300 ml eine hauptsächlich aus dem Isomeren B bestehende Fraktion III.
Die obigen drei Fraktionen werden aus Hexan umkristallisiert, wobei aus Fraktion I das Isomere A; F. 109-1100; [a]D20 = 4520 + 10 (c = 1 in Chloroform); Dünnschichtchromatogramm: Rf = 0,49 (Silicagel; im System Hexan : Essigsäure äthylester 2:1); Ultraviolettabsorptionsspektrum: Smax 297 ma (B = 11 000) (in Äthanol), 337 m (in Kaliumhydroxyd/Äthanol) und 337 mIt (beim Ansäuern einer basischen Lösung in Äthanol); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 5,63 lF, 5,83 lt (Schulter), 5,85-5,95 p und 6,29 und aus Fraktionen II und III das Isomere B;
F. 157 - 1580; [,a]D20 = - 3630 + 0,70 (c = 1 in Chloroform); Dünnschichtchromatogramm: Rf = 0,42 (Silicagel; im System Hexan : Essigsäureäthylester 2:1); Ultraviolettabsorptionsspektrum: man 294 mIt (s = 19 300) (in Äthanol), 335 m (Kaliumhydroxyd/Äthanol) und 335 mlu (beim Ansäuern einer basischen Lösung in Äthanol); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid); charakteristische Banden bei 5,63 , 5,80 lt (Schulter), 5,84 5,96 lt und 6,34'; erhalten wird. Aus den Mutterlaugen können in gleicher Weise weitere Menge der beiden Isomeren isoliert werden.
Beispiel 16
Eine Lösung von 1,98 g Dikobalt-octacarbonyl in 25 ml Hexan wird unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre mit 6 ml Dimethylformamid versetzt. Nach 30 Minuten bilden sich zwei Phasen, eine obere gelbe und eine untere rote. Das Gemisch wird auf 00 abgekühlt, unter Rühren mit 10 ml eines 1:1-Gemisches von 2-n Salzsäure und konzentrierter Salzsäure versetzt und während einer Stunde bei etwa 0 gehalten. Die blaue Säureschicht wird abgezogen, das zurückbleibende Gemisch dreimal mit 5 ml Wasser gewaschen und dann mit etwas Natriumsulfat getrocknet.
Eine Lösung von 1,039 g a-(2-Carbo-tert.butyloxy- -3,3- dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]hep- tyl) va-(carbo -tert.butyloxy-methylen)-essigsäure-2,2,2-tri- chloräthylester in 3 ml Methylenchlorid und 4 ml n Hexan wird in einer Stickstoffatmosphäre mit der nach dem obigen Verfahren hergestellten Kobalthydrocarbonyllösung versetzt und das Gemisch während 15 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt, dafln durch säuregewaschenes Silicagel filtriert.
Die Kolonne (2 cm Durchmesser, Höhe: 25 cm) wird mit Benzol farblos gewaschen und dann das Gemisch der Isomeren des a-(2-Carbo -tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicy- clo[3,2,0]heptyl) - a - (carbo-tert.butyloxymethyl)-essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters mit einem 19:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert. Durch wiederholtes Kristallisieren aus Pentan erhält man das Isomere A, das bei 108 - 1100 schmilzt: die Mutterlauge enthält in der Hauptsache ein 1:1-Gemisch der beiden Isomeren.
Das Isomere A hat die folgende Konfiguration:
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Beispiel 17
Eine Lösung von 0,205 g a-(2-Carbo-tert.butyloxy- -3,3- dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo[3,2,0]hep- tyl) - a- (carbo-tert.butyloxymethylen)-essigsäure-2,2,2-tri- chloräthylester (Gemisch der beiden Isomeren) in 6 ml eines 4:1-Gemisches von Hexan und Methylenchlorid wird unter einer Stickstoffatmosphäre bei Zimmertemperatur mit 3 Äquivalenten Kobalthydrocarbonyl in 10 ml Hexan versetzt, dann durch eine Kolonne von Silicagel (2 cm Durchmesser und 8 cm Länge) filtriert, wobei Kobaltverbindungen mit Benzol und Reduktionsprodukte mit einem 3:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester ausgewaschen werden.
Das Rohprodukt wird wiederum an Silicagel (Durchmesser der Kolonne: 1 cm; Höhe: 25 cm) filtriert, wobei man mit 100 ml Benzol vorwäscht, mit 150 ml eines 99:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester ein Isomeres des Ausgangsmaterials, eluiert mit 200 ml eines 49:1 -Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester das Isomere B des M-(2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia- -2,6- diaza-6-bicyclo[3,2,0] heptyl)-a-(carbo-tert.butyloxy- methyl)-essigsäure-2,2,2-trichloräthylesters, gefolgt vom Gemisch der beiden Isomeren und von reinem Isomeren B, und dann mit 80 ml eines 4:
:1-Gemisches von Benzol und Essigsäureäthylester eine kleine Menge des 2-Carbo- -tert.butyloxy-3 ,3-dimethyl-4-thia-2,6-diaza - bicyclo 13,2,- 0]heptan-7-ons. Das Isomere B hat die folgende Konfiguration:
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und schmilzt nach Kristallisieren aus Pentan bei 92 bis 930; [:C]D20 = - 1970 + 10 (c = 0,555 in Chloroform); Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): schwache Absorption bei 230 - 240 m; Infrarotabsorptionsspek trum (in Methylenchlorid):
charakteristische Banden bei 5,65 lot 5,725 Lt und 5,85-5,95 u
Beispiel 18
Eine Lösung von 0,1056 g des Isomeren A des α-(2- -Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza- -6-bicyclo[3,2,0] heptyl)-α-(carbo-tert.butyloxymethyl)-es- sigsäure-2,2,2-trichloräthylesters in 1,6 ml eines 84: 16 Gemisches (Gewichtsteile) von Trifluoressigsäure und Trifluoressigsäureanhydrid wird nach zweistündigem Stehen bei Zimmertemperatur mit 12 mol Essigsäureanhydrid behandelt und nach einstündigem Stehen bei Zimmertemperatur unter Hochvakuum ohne Erwärmen eingedampft. Der Rückstand wird viermal in einem Gemisch von Methylenchlorid und Benzol gelöst und jeweils zur Trockne genommen.
Der Rückstand kristalline siert aus Chloroform und ergibt den 7sc-Trifluoracetyl- amino -4,8- dioxo- 1 -aza-5-thia-2ss-bicyclo[4,2,0] octancar bonsäure-22,2-trichloräthylester der Formel
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F. 175 - 1760; Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,07 ,, 5,60 e, 5,69 u, 5,79 Lt, 5,94 u und 6,56 a.
Beispiel 19
Eine Lösung von 0,017 g 7x-Trifluoracetylamino-4,8- -dioxo - 1- aza-5-thia - 2 - bicyclo[4,2,0]octancarbonsäure- -2,2,2-trichloräthvlester -trichloräthylester in 1 ml 90%iger wässriger Es- sigsäure wird innerhalb von 5 Minuten mit 0,17 g aktiviertem Zinkstaub behandelt. Nach 50 Minuten werden 10ml Essigsäureäthylester zugegeben, das Gemisch fii- triert und der Filterrückstand mit 10 ml Essigsäureäthylester gewaschen. Das organische Filtrat wird mit 4 ml einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft.
Man erhält so die ölige 7x-Trifluoracetylami no - 4,8 - dioxo-1 -a2a-5-thia-2p-bicyclo[4.2,0]octancarbon säure der Formel
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die im Infrarotabsorptionsspektrum (in Kaliumbromid) charakteristische Banden bei 5,64Cl. 5,83 , 5,95,u, 6.47 a, 7,12 Lt' 8,121,w, 8,60 , 9,60 iu und 10,00 Cl aufweist.
Diese Verbindung zeigt die in der Beschreibung an- gegebenen Wirkungen gegenüber gram-positiven und gram-negativen Mikroorganismen, insbesondere gegen Staph. aureus, Proteus vulgaris und Bacillus megatherium.
Beispiel 20
Eine Lösung von 0,05g des Isomeren B des a- < 2- -Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza -6-bicyclo[3,2,0]heptyl)-α-(carbo-tert.butyloxy-methyl)-es- sigsäure-2,2,2-trichloräthylesters in 0,8 ml eines 84 : 16 Gemisches (Gewichtsteile) von Trifluoressigsäure und Trifluoressigsäureanhydrid wird 2 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen und dann mit 2 ml Essigsäureanhydrid versetzt. Nach einer Stunde (Zimmertempera tur) werden die flüchtigen Anteile ohne zu Erwärmen unter Hochvakuum entfernt und der Rückstand in Methylenchlorid und Benzol gelöst. Die Lösung wird zur Trockne genommen und dieser Vorgang dreimal wiederholt.
Der Rückstand wird aus Chloroform kristallisiert, wobei man den 7α-N-Trifluoracetylamino-4,8-dioxo-5- -thia- 1 -azabicyclo [4,2,0] octan - 25 - carbonsäure-2,2,2-trichloräthylester der Formel
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erhält. Die Mutterlauge wird an säuregewaschenem Silicagel chromatographiert, wobei man eine weitere Menge des erwünschten Produktes mit einem 9:1-Gemisch von Benzol und Essigsäureäthylester eluiert und aus Chloroform umkristallisiert, F. 183- 1870:
Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Ban den bei 3,08 u, 5,61 Lt, 5,71 ), 5,79 , 5,94 Lt und 6,56 Lt
Beispiel 21
Eine Lösung von 0,1211 g des Isomeren A des x-(2 -Carbo-tert. butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza- -6-bicyclo[3,2,0]heptyl) - z - (phenylacetylmethylen) -essigsäure-tert.butylesters in 1,2 ml vorgekühlter Trifluoressigsäure wird während 21 Stunden bei - 200 stehengelassen, dann mit 9 ml Dioxan verdünnt. Das Gemisch, enthaltend die 7-Amino-4-benzyliden-8-oxo-5-thia-l-aza- bicyclo[4,2,0]oct-2-en-2-carbonsäure (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure) wird mit einer Lösung von 0,129g Phenyloxyacetylchlorid in 1 ml Dioxan versetzt.
Nach 2¸stündigem Stehem bei Zimmertemperatur wird das Reaktionsgemisch mit 1 ml Wasser behandelt und während einer weiteren Stunde stehengelassen.
Die flüchtigen Anteile werden durch Lyophilisieren unter Hochvakuum entfernt und der Rückstand an 9 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert. Mit einem 100: 5-Gemisch von Benzol und Aceton wird Phenyloxyessigsäure und eine kleine Menge eines neutralen Materials und mit einem 2:1-Gemisch von Ben zol und Aceton die 4-Benzyliden-7-N-phenyloxyacetyl- amino-8-oxo-5-thia- 1 -azabicyclo [4,2,0]oct-2-en-2-carbon- säure (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure) der Formel
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eluiert, die nach Umkristallisieren aus einem Gemisch von Aceton und Benzol in Form von gelblichen Kristallen bei 191 - 1930 (Zersetzung) schmilzt; Dünnschichtchromatogramm:
Rf 0,36 (Silicagel; im System Toluol/ Essigsäure/Wasser 5 : 4: : 1); Ultraviolettabsorptionsspektrum: in Äthanol, ?,a 349 mp und 250 - 265 m (Schul- ter); in Kaliumhydroxyd/Äthanol, v nY 345 mit und 250 bis 265 m (Schulter): und in Chlorwasserstoff/Äthanol.
#max 357 mIt und 250 - 265 m (Schulter); Infrarotabsorptionsspektrum (in Kaliumbromid): charakteristische Banden bei 2,90 (Schultér), 3,20 - 4,15 , 5,62 , 5,70 (Schulter), 5,82-5,95*, 6,00 (Schulter), 6.10-6.151x und 6,23 - 6.33 Lt (Inflektion).
Beispiel 22
Eine Lösung von 0,5625 g des Isomeren A des :t-(2- -Carbo-tert. butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza- -6-bicyclo[3,2,0] heptyl) - - (phenylacetylmethylen)-essigsäure-tert.butylesters in 4 ml vorgekühlter Trifluoressigsäure wird während 20 Stunden bei - 200 und während einer Stunde bei Zimmertemperatur stehengelassen. Man verdünnt mit 30 ml trockenem Dioxan und versetzt das Gemisch, enthaltend die 7-Amino-4-benzyliden-8-oxo-5 -thia - 1 - azabicyclo[4,2,0]oct-2-en-2-carbonsäure (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure), mit einer Lösung von 0,5 g frisch destilliertem Phenylessigsäurechlorid in 5 ml Dioxan.
Das Reaktionsgemisch wird während 3 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen, dann mit 2 ml Wasser versetzt; man lässt während einer Stunde bei Zimmertemperatur stehen, kühlt dann auf - 100 ab und verdampft die flüchtigen Anteile unter Hochvakuum durch Lyophilisieren. Der Rückstand wird in 4 ml Benzol aufgenommen, worauf Kristallisation einsetzt.
Das kristalline Material wird nach 24 Stunden abfiltriert und mit Benzol gewaschen; man erhält so die 4-Benzyliden-7-N-phenylacetyl-amino-8-oxo-5-thia-l -azabicyclo [4,2,0] oct-2-en-2-carbonsäure (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure) der Formel
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die nach Umkristallisieren aus 90%igem wässrigem Äthanol bei 224-226 schmilzt;
Dünnschichtchromatogramm: Rf 0,30 (Silicagel; im System Toluol/Essigsäure/Wasser 5: 4: 1): Ultraviolettabsorptionsspektrum: in Äthanol, #max 353 m und 250- 265 mIt (Schulter); in Kalium hydroxyd/Äthanol, )*maX 347 m , 250 - 265 mp und 240 mu (Schulter); und in Chlorwasserstoff/Äthanol, man 358 mIt und 250-265m ;
Infrarotabsorptionsspektrum (in Kaliumbromid): charakteristische Banden bei 3,00 (Schulter), 3,10 - 4,10 , 5,65 , 5,75 y (Schulter), 5,80 (Schulter), 5,90 - 5,95 , 6,00 (Schulter), 6,15 , 6,24 (Schulter), 6,28 Lt (Schulter), 6,55 , 6,65 tt und 6,73 Lt (Schulter).
Die Mutterlauge wird an 10 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert: mit einem 100: 5-Gemisch von Benzol und Aceton wird Phenylessigsäure zusammen mit einem gelben neutralen Material und dann mit einem 2: 1-Gemisch von Benzol und Aceton eine weitere Menge der 4-Benzyliden-7-N-phenylacetyl-amino-8-oxo -5-thia-1-azabicyclo[4,2,0]oct-2-en-2-carbonsäure eluiert, die nach Zugabe von etwas Aceton kristallisiert, F. 223 bis 2250.
Beispiel 23
Eine in Eiswasser gekühlte Suspension von 0,0198 g 4-Benzyliden-7-N-phenylacetyl-amino-8-oxo-5-thia- 1 -azabicyclo[4,2,0]oct-2-en-2-carbonsäure in 1,5 ml Methanol wird portionenweise mit einem Überschuss einer obigen Lösung von Diazomethan in Äther behandelt; die Stickstoffentwicklung setzt sofort ein und das feste Material löst sich auf. Die Zugabe von Diazomethan wird eingestellt, sobald die gelbe Verfärbung während 2 - 3 Minuten bestehen bleibt. Die flüchtigen Anteile werden in einem Rotationsverdampfer entfernt und der Rückstand durch Zugabe von einigen Tropfen Methanol kristallisiert.
Der so erhaltene 4-Benzyliden-7-N-phenylacetyl -amino-8-oxo-5-thia- 1 -azabicyclo[4,2,0]oct-2-en-2-carbonsäuremethylester (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure) der Formel
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schmilzt bei 193- 195,50; [α]D20 = 3250 + 10 (c = 1 in Chloroform); Dünnschichtchromatogramm: Rf = 0,22 (Silicagel; im System Hexan :
Essigsäureäthylester 2:1); Ultraviolettabsorptionsspektrum (in Äthanol): #max 360 mit (E = 24 800) und 262 m (e = 8100); #max 362 mFt und 250 mIt (Schulter) (in Kaliumhydroxyd/ Äthanol); und man 362 m und 250 - 265 mtt (Schulter) (in Chlorwasserstoff/ Äthanol); Infrarotabsorptionsspektrum (in Methylenchlorid): charakteristische Banden bei 3,06 , 5,62 u, 5,82 Lt, 5,95 Lt, 6,00 (Schulter). 6,24 , 6,30 (Schulter), 6,62 (Schulter) und 6,65 - 6,73 .
Beispiel 24
Ein Gemisch von 0,4 g 1-(2-Carbo-tert.butyloxy-3 ,3- -dimethyl-7- oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0] heptyl) Kc-(phenylacetylmethylen)-essigsäure-tert.butylester in 4 ml Trifluoressigsäure wird während 20 Stunden bei - 200 stehengelassen; die Trifluoressigsäure wird unter vermindertem Druck (ölpumpe) entfernt und der orangefarbene Rückstand, enthaltend die 7-Amino-4-benzyli den-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo[4,2,0]oct -2- en -2 -carbon- säure (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure) mit 4 ml einer auf - 150 gekühlten Lösung des gemischten Anhydrids der Cyanessigsäure und Trichloressigsäure in Methylenchlorid versetzt. (Das gemischte Anhydrid kann wie folgt erhalten werden:
Ein Gemisch von 1,45 g Cyanessigsäure in 3 ml Methylenchlorid wird mit 1,1 ml Triäthylamin versetzt und die erhaltene, auf 50 abgekühlte Lösung unter Rühren zu einer, auf - 150 gehaltenen Lösung von 1,45 g Trichloracetylchlorid in 3 ml Methylenchlorid gegeben. Man erhält so eine Suspension, die bei 150 mit Methylenchlorid auf ein Volumen von 14 mol gebracht und in dieser Form verwendet wird). Das Reaktionsgemisch wird mit 2 ml einer Lösung von 0,3 ml Essigsäure und 1 mol Triäthylamin in 6 ml Methylenchlorid versetzt, während 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und dann mit 30 mol Essigsäureäthylester verdünnt.
Man wäscht mit einer salzsäurehaltigen konzentrierten Natriumchloridlösung in Wasser (15 ml der Natriumchloridlösung enthält 1,5 ml 1-n Salzsäure) und mit konzentrierter wässriger Natriumchloridlösung, trocknet über Natriumsulfat und dampft unter vermindertem Druck ein. Der Rückstand wird mit etwa 1 ml Essigsäureäthylester versetzt und vorsichtig mit Äther verdünnt und dann stehengelassen.
Man erhält so die kristalline 4-Benzyliden-7-N-cyanacetylami no-8-oxo-5-thia-1 -azabicyclo [4,2,0] oct-2-en-2-carbonsäu- re (Konfiguration der 7-Amino-cephalosporansäure) der Formel
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Der Rückstand aus der Mutterlauge wird an 20 g säuregewaschenem Silicagel chromatographiert, wobei man mit einem 100 : 5-Gemisch von Benzol und Aceton neutrale Bestandteile, Cyanessigsäure und Trichloressigsäure und mit einem 2:1-Gemisch von Benzol und Aceton eine weitere Menge des gewünschten Produkts eluiert, das nach Kristallisieren aus Essigsäureäthylester und Äther bei 225 - 2270 (Zersetzen) schmilzt;
Ultraviolettabsorptionsspektrum: Xmax 353 mm und 240-265mju (breite Schulter) (in Äthanol), Amax 346 mIt und 248 mIt (Schulter) (in Kaliumhydroxyd/Äthanol) und )maX 356 mu und 247 mu (Schulter) (in Chlorwasserstoff/Ätha nol); Infrarotabsorptionsspektrum (in Kaliumbromid): charakteristische Banden bei 2,90 - 4,20 zur 4,42 , 5,60 U, 5,85 - 5,90 , 5,98 , 6,22 p und 6,45 X
Process for the preparation of M-halo-2-oxo "1-azetichinmethanecarbonsäureestern
The present invention relates to a process for the preparation of esters of cc-hydroxy-2-oxo-1-azetidine methanecarboxylic acid esters of the formula I.
EMI1.1
where R1 represents an optionally substituted aliphatic or araliphatic hydrocarbon radical, R represents an acyl radical, R3 represents an organic radical and R4 represents a hydrogen atom, or the two groups R3 and R4 together represent a disubstituted carbon atom and represents halogen.
The group R1 can mean the organic radical of any alkanol, but in particular an optionally substituted aliphatic or araliphatic hydrocarbon radical.
An acyl radical R2 is primarily that of an organic carboxylic acid, in particular a carbonic acid half derivative or an optionally substituted aliphatic, cycloaliphatic, cycloaliphatic-aliphatic, aromatic, araliphatic, heterocyclic or heterocyclic-aliphatic carboxylic acid.
An organic radical R3 is an optionally substituted hydrocarbon radical, primarily an aliphatic, cycloaliphatic, cycloaliphatic-aliphatic or araliphatic hydrocarbon radical which can be split off and which is unsaturated in the linkage position or substituted by a hetero radical.
Substituents of a disubstituted carbon atom, which is represented by the two radicals R 1 and R together, are optionally substituted hydrocarbon radicals, such as optionally substituted aliphatic, cycloaliphatic, cycloaliphatic-aliphatic, aromatic or araliphatic hydrocarbon radicals. The two substituents on the disubstituted carbon atom can also be taken together and e.g. represent an optionally substituted and / or interrupted by heteroatoms divalent, aliphatic hydrocarbon radical.
An aliphatic hydrocarbon radical is an alkyl, alkenyl or alkynyl, especially a lower alkyl or lower alkenyl, as well as a lower alkynyl radical, e.g. can contain up to 7, preferably up to 4 carbon atoms. Such radicals can optionally be replaced by functional groups, e.g. by etherified or esterified hydroxyl or mercapto groups, such as lower alkoxy, lower alkenyloxy, lower alkylenedioxy, optionally substituted phenyloxy or phenyl-lower alkoxy, lower alkyl or optionally substituted phenyl mercapto or phenyl-lower alkyl mercapto, lower alkoxycarbonyloxy or lower alkanoyloxy groups, as well as halo be mono-, di- or poly-substituted by nitro groups, substituted amino groups, or functionally modified carboxyl groups, such as carbo-lower alkoxy, optionally N-substituted carbamyl or cyano groups.
Cycloaliphatic or cycloaliphatic-aliphatic hydrocarbon radicals are e.g. Cycloalkyl or cycloalkenyl groups, or cycloalkyl or cycloalkenyl-lower alkyl or lower alkenyl groups, in which cycloalkyl radicals e.g. Contain 3-8, preferably 3-6 ring carbon atoms, while cycloalkenyl radicals e.g. 5-8, preferably 5 or 6 ring carbon atoms and 1 to 2 double bonds, and the aliphatic part of cycloaliphatic-aliphatic radicals e.g. can contain up to 7, preferably up to 4 carbon atoms.
The above cycloaliphatic or cycloaliphatic-aliphatic radicals can, if desired, e.g. by optionally substituted aliphatic hydrocarbon radicals, e.g. the above-mentioned, optionally substituted lower alkyl groups, or then, like the above-mentioned aliphatic hydrocarbon radicals, be mono-, di- or polysubstituted by functional groups.
An araliphatic hydrocarbon radical is e.g.
up to three optionally substituted, mono- or bicyclic, aromatic hydrocarbon radicals, optionally substituted aliphatic hydrocarbon radical and primarily represents a phenyl-lower alkyl or phenyl-lower alkenyl, as well as phenyl-lower alkynyl radical, such radicals containing 1-3 phenyl groups and optionally e.g. as the above-mentioned aliphatic and cycloaliphatic radicals can be substituted in the aromatic and aliphatic part.
A divalent aliphatic hydrocarbon radical is primarily a lower alkylene and a lower alkenylene radical, e.g. Contains up to 8, preferably 4 to 5 carbon atoms and, if desired, such as the above-mentioned cycloaliphatic radicals, can be substituted.
The acyl radical of a carbonic acid half-derivative is preferably the acyl radical of a corresponding half-ester, such as an optionally substituted aliphatic half-ester, primarily an optionally substituted lower alkyl half-ester of carbonic acid, i. a carbo-lower alkoxy radical which is optionally substituted in the lower alkyl part. An aliphatic carboxylic acid is in particular an optionally, e.g. like the abovementioned aliphatic hydrocarbon radicals, substituted Al, as well as alkene or alkyne, primarily lower alkanoic, as well as lower alkene or lower alkyne carboxylic acid, e.g. can contain up to 7, in particular up to 4 carbon atoms.
A cycloaliphatic or cycloaliphatic-aliphatic carboxylic acid is an optionally, e.g. such as the above-mentioned cycloaliphatic or cyclo aliphatic-aliphatic hydrocarbon radicals, substituted cycloalkanoic or cycloalkenecarboxylic acid, or
Cycloalkyl or cycloalkenyl lower alkanoic or lower alkenecarboxylic acid, where a cycloalkyl or cycloalkenyl radical, as well as the aliphatic part of cycloaliphatic-aliphatic carboxylic acids e.g. have the number of carbon atoms and / or double bonds indicated above for corresponding radicals and may optionally be substituted as indicated. An aromatic carboxylic acid is primarily a monocyclic or bicyclic aromatic carboxylic acid which may optionally, e.g. such as the above-mentioned cycloaliphatic radical, may be substituted.
In an araliphatic carboxylic acid, the araliphatic part has e.g. the above meaning, an araliphatic carboxylic acid means primarily a phenyl-lower alkanoic or phenyl-lower alkene carboxylic acid, in which the phenyl radical and the aliphatic part optionally, e.g. as the above-mentioned cycloaliphatic or aliphatic groups can be substituted. A heterocyclic carboxylic acid is in particular one of aromatic character in which the heterocyclic radical can be mono- or bicyclic and primarily for an optionally, e.g. such as the above-mentioned cycloaliphatic radical, substituted mono- or bicyclic, monoaza-, monooxa or monothia-, diaza, oxaza- or thiazacyclic radical, primarily a pyridyl, thienyl, furyl, quinolyl or isoquinolyl radical.
In a heterocyclic-aliphatic carboxylic acid, the heterocyclic radical has the meaning given above, while the aliphatic part, e.g. in an araliphatic carboxylic acid represents an optionally substituted lower alkyl or lower alkenyl radical.
A lower alkyl radical is e.g. a methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl or tert-butyl, as well as n-pentyl, isopentyl, n-hexyl, isohexyl or n-heptyl group, while a lower alkenyl group, for example a vinyl, allyl, isopropenyl, 2- or 3-methallyl or 3-butenyl group, and a lower alkynyl radical e.g. may be propargyl or 2-butynyl.
A cycloalkyl group is e.g. a cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl or cycloheptyl group, and a cycloalkenyl e.g. a 2- or 3-cyclopentenyl, 1-, 2- or 3-cyclohexenyl or 3-cycloheptenyl group. Cycloalkyl, lower alkyl or lower alkenyl is e.g. a cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl or cycloheptylmethyl, ethyl, propyl, vinyl or allyl group, while a cycloalkenyl lower alkyl or lower alkenyl group is e.g. represents a 1-, 2- or 3-cyclopentenyl, 1-, 2- or 3-cyclohexenyl or 1-, 2- or 3-cycloheptenyl-methyl, -ethyl, -propyl, -vinyl or -allyl group.
A phenyl-lower alkyl or phenyl-lower alkenyl radical is e.g. a benzyl, 1- or 2-phenylethyl, 1-, 2 or 3-phenylethyl, diphenylmethyl or -ethyl, trityl, 1- or 2-naphthylmethyl, styryl or cinnamyl radical.
A lower alkylene or lower alkenylene radical is e.g. by a 1,2-ethylene, 1,3-propylene, 2,2-dimethyl-1,3-propylene, 1,4-butylene, 1- or 2-methyl-1,4-butylene, 1,4-dimethyl-1,4-butylene-, 1,5-pentylene-, 1-, 2- or 3-methyl-1,5-pentylene-, 1,6-hexylene-, 2-butene-1, 4-ylene or 2- or 3-penten-1,5-ylene group shown.
A carbo-lower alkoxy radical is e.g. a carbomethoxy, carbethoxy, carbo-n-propyloxy, carbo-isopropyloxy or carbo-tert-butyloxy group.
A lower alkanoic or lower alkene carboxylic acid is e.g. Acetic, propionic, butyric, isobutyric, valeric, pivalic or acrylic acid, while a cycloalkanoic or cycloalkenyl, or cycloalkyl or cycloalkenyl-lower alkanoic or lower alkene carboxylic acid e.g. denotes a cyclopentane, cyclohexane or 3-cyclohexenecarboxylic acid, cyclopentylpropionic, cyclohexyl acetic, 3-cyclohexenyl acetic or cyclohexyl acrylic acid. A mono- or bicyclic aromatic carboxylic acid is e.g. Benzoic acid or 1- or 2-naphthoic acid, and a phenyl-lower alkanoic or phenyl-lower alkene carboxylic acid e.g. a phenylacetic, phenylpropionic or cinnamic acid.
As pyridine, thiophene, fu ran-. Quinoline or isoquinoline carboxylic acids are nicotinic or isonicotinic acid, 2-thiophene, 2-fluorine, 2- or 4-quinoline or 1-isoquinoline carboxylic acid, and the corresponding pyridyl, furyl, thienyl, quinolyl or isoquinolyl lower alkane or lower alkene carboxylic acids, for example
called 2-, 3- or 4-pyridyl acetic, 2-thienyl acetic, 2-furyl acetic or 2-furylacrylic acid.
Optionally substituted aliphatic hydrocarbon radicals, especially lower alkyl groups, soft i.a. can also substitute cycloaliphatic, cycloaliphatic-aliphatic, aromatic, araliphatic, heterocyclic or heterocyclic-aliphatic radicals, contain the above-mentioned substituents and are e.g. Halo-lower alkyl groups such as mono-, di- or trihalogenated lower alkyl, e.g. Methyl, ethyl, or 1- or 2-propyl groups; Residues of this type, in particular 2-halo-lower alkyl radicals such as 2,2,2-trichloroethyl or 2 iodoethyl groups, primarily represent halogenated lower alkyl radicals R ..
5
Other substituted aliphatic hydrocarbon radicals, such as the aliphatic hydrocarbon radicals R5 substituted by hetero radicals in the linkage position, are primarily etherified or esterified hydroxyl groups in the linkage position
Lower alkyl groups, as in the corresponding position
Lower alkoxy or lower alkanoyloxy groups or lower alkyl groups containing halogen atoms, such as methyl, ethyl, propyl or isopropyl groups.
These, as well as aliphatic hydrocarbon radicals R3 which are unsaturated in the linkage position, in particular the 2-propenyl radical, can preferably be removed under acidic conditions, an alkanoyl oxy group also under alkaline conditions, as well as by treatment with mercaptide-forming heavy metal, such as mercury or cadmium salts, e.g. the corresponding halides or lower alkanoyloxy compounds, split off.
Among the etherified hydroxy and mercapto groups are lower alkoxy e.g. Methoxy, ethoxy, n-propyloxy, isopropyloxy, n-butyloxy or isobutyloxy groups, lower alkenyloxy e.g. Vinyloxy or allyloxy groups, lower alkylenedioxy e.g. Methylene or ethylenedioxy groups, phenyl-lower alkoxy e.g. Benzyloxy or 1- or 2-phenylethoxy groups, lower alkyl mercapto- e.g. Methyl mercapto. or ethyl mercapto groups, phenyl mercapto groups or phenyl lower alkyl mercapto e.g. Benzyl mercapto groups.
Esterified hydroxy groups are primarily halogen, e.g. Fluorine, chlorine, bromine or iodine atoms (halogen atoms X are primarily chlorine, bromine and iodine atoms), as well as lower alkanoyloxy, e.g. acetyloxy or propionyloxy groups.
Substituted amino groups are mono- or disubstituted amino groups in which the substituents are primarily optionally substituted aliphatic, cycloaliphatic, cycloaliphatic-aliphatic, aromatic or araliphatic radicals. Such amino groups are especially lower alkylamino or di-lower alkylamino, e.g. Methylamino, ethylamino, dimethylamino or diethylamino groups, or optionally by heteroatoms such as oxygen, sulfur or optionally, e.g. lower alkyleneamino groups interrupted by lower alkyl groups, substituted nitrogen atoms, such as pyrrolidino, piperidino, morpholino, thiamorpholino or 4-methylpiperazino groups.
Optionally N-substituted carbamyl groups are e.g. N-lower alkyl or N, N-di-lower alkyl-carbamyl, such as N-methyl, N-ethyl, N, N-dimethyl or N, N-diet ethylcarbamyl groups.
Optionally substituted alkylsulfonyloxy groups are e.g. Methylsulfonyloxy-, ethylsulfonyloxy- or.
2-hydroxyethylsulfonyloxy groups, optionally substituted phenylsulfonyloxy groups, e.g. 4-methylphenylsulfonyloxy, 4-bromophenylsulfonyloxy or 3-nitrophenylsulfonyloxy groups.
The compounds of the present invention can exist in the form of mixtures of isomers or as pure isomers.
The compounds according to the invention are novel intermediates which can be used to produce valuable, primarily pharmacological, active substances
6 511 833 connections with a high quality. For example, starting from compounds of the formula I in which R1 is preferably a reductively cleavable organic radical of an alcohol, such as a 2-halo-lower alkyl, e.g. the 2,2,2-trichloroethyl radical, or then an organic radical of an alcohol which can be split off under acidic conditions, such as a methyl radical substituted by aliphatic or aromatic, optionally substituted hydrocarbon radicals, e.g.
denotes the benzhydryl, trityl or tert-butyl radical, and R2 represents an acyl radical that can preferably be split off under acidic conditions, such as the carbo-tert.butyloxy radical, by reaction with phosphine compounds of the formula P (Ra) (Rb) (R,), wherein each of the radicals Ra, Rb and Re represents an organic, in particular an aliphatic or aromatic radical, for example with triphenylphosphine or tributylphosphine, via the corresponding phosphonium salts, optionally with treatment with a basic agent, to form phosphorane compounds of the formula
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arrive, in which R1a and R2a preferably represent the abovementioned removable radicals. These compounds are versatile starting materials of the Wittig type.
So you can e.g. introduce an optionally functionally modified carboxymethylene radical by treating with glyoxylic acid compounds, preferably at elevated temperature (50-1500C) and in an inert solvent such as dioxane, toluene, xylene or diethylene glycol dimethyl ether, optionally with the addition of a suitable carboxylic acid such as benzoic acid.
The resulting double bond in a compound obtainable in this way can be treated with catalytically activated hydrogen, e.g. in the presence of a noble metal such as palladium catalyst, nascent hydrogen, e.g. by treating with a suitable zinc compound such as zinc, zinc amalgam or zinc copper in the presence of a hydrogen donating agent such as a weak carboxylic acid, e.g. Acetic acid, or a lower alkanol such as methanol, ethanol or isopropanol, if desired, an aqueous mixture thereof, or with a homogeneous hydrogenation catalyst such as transition metal hydrides, e.g.
corresponding chromium (II), manganese (II), iron (III), cobalt (II) or nickel (II) compounds or complexes, such as carbonyl, cyano or phosphine complexes thereof, are saturated. By treating with a strong, preferably oxygen-containing inorganic or organic acid, primarily trifluoroacetic acid, in the presence of the anhydride of a strong acid, such as trifluoroacetic anhydride, followed by a suitable acid anhydride, in particular acetic anhydride, a compound of the formula which can be obtained in this way can be obtained
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wherein Rd represents a hydrogen atom or one of the removable organic radicals of alcohols mentioned for the group R3a, optionally after cleavage of an acyl group RPa and / or conversion of an intermediate of the formula B, wherein Rd represents a hydrogen atom,
into a reactive derivative such as an acid halide, e.g. chloride (e.g. using thionyl chloride or oxalyl chloride), or a mixed anhydride, e.g. with a carbonic acid lower alkyl half ester, such as ethyl half ester (e.g. using a haloformic acid lower alkyl ester), or a lower alkanecarboxylic acid such as acetic acid (e.g. using a corresponding anhydride), with cleavage of the Rs-S bond and the -N-R4- Bond, to a compound of the formula
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close the ring.
The latter, primarily those in which R1 "stands for a hydrogen atom and R2a for an acyl group, are antibiotically effective against various types of microorganisms, for example against Gram-positive and Gram-negative bacteria such as Staph. AUreluS, Proteus vulgaris and Bacillus megatfteriunt and can be used accordingly.
In addition, compounds of the formula A can be mixed with carboxyaldehyde compounds of the formula
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wherein R is a carbon atom which, in addition to at least one hydrogen atom, contains optionally substituted aromatic and aliphatic hydrocarbon radicals such as phenyl and lower alkyl groups, or tautomers or reactive derivatives thereof, such as e.g.
React hydrates or enols thereof, wherein the reaction is preferably carried out like the addition reaction described above. The compounds of the formula thus obtained
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wherein R, R1 ", R.a, Rs and R4 have the meanings given above, where R stands in particular for a carbon atom which, in addition to at least one hydrogen atom, preferably contains one or two lower alkyl groups or one optionally as stated above, e.g.
by hydrocarbon radicals, such as lower alkyl groups, or by functional groups, such as etherified or esterified hydroxyl groups. e.g. Lower alkoxy groups or halogen atoms, or phenyl groups substituted by nitro groups, optionally also together with a lower alkyl group, or an acyl, e.g. an optionally substituted benzoyl group as a substituent can be obtained by treatment with a suitable acidic agent, e.g. Trifluoroacetic acid. close the ring.
In compounds of the formula obtainable in this way
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where R "is an optionally substituted hydrocarbon radical, optionally substituted heterocyclic or heterocyclic-aliphatic radicals in which heterocyclic groups have aromatic character, or functional groups mono- or disubstituted carbon atom, an organic group R, by hydrogen and / or a hydrogen R1 and / or R can be replaced by an organic group Rl or an acyl radical R-, in particular by a suitable acyl radical.
Compounds of type (E), especially those.
in which R 1 represents a hydrogen atom and R 2 represents a suitable acyl radical of an organic carboxylic acid, in particular one occurring in pharmacologically active 6-acylamino-penicillan or 7-acylamino-cephalo-sporanoic acid derivatives.
against various types of microorganisms, in particular against gram-positive bacteria such as Staph. aureus and Proteus vulgaris have antibiotic effects and can be used accordingly.
The invention relates primarily to compounds of the formula one in an α-hydroxy-2-oxo-l-azetidine methanecarboxylic acid ester of the formula II
EMI5.1
converts the hydroxy group to a halogen atom X by treatment with a halogenating agent.
If desired, a reactive esterified hydroxyl group in a compound obtained can be converted into another reactive esterified hydroxyl group and / or, if desired, a mixture of isomers obtained can be separated into the individual isomers.
The above reaction is carried out by treating the starting material with a suitable halogenating agent such as a thionyl halide, e.g. chloride, a phosphorus oxyhalide, especially chloride, or a halophosphorus compound such as triphenylphosphonium dibromide or iodide, preferably in the presence of a basic, primarily an organic basic agent such as an aliphatic tertiary amine, e.g. Triethylamine or diisopropylethylamine, or a heterocyclic base of the pyridine type, e.g. Pyridine or collidine.
It is preferred to operate in the presence of a suitable solvent, e.g. Dioxane or tetrahydrofuran, or a solvent mixture, if necessary, with cooling and / or in the atmosphere of an inert gas such as nitrogen.
In a compound obtained according to the process, a halogen atom X can be added in a manner known per se, e.g. a chlorine atom by treating the corresponding chlorine with a bromine or iodine compound, in particular with an inorganic bromide or iodide salt such as lithium bromide, preferably in the presence of a suitable solvent such as ether, by another halogen, e.g. a bromine or iodine atom, can be exchanged.
Mixtures of isomers obtained can be prepared by methods known per se, e.g. through fractional crystallization, adsorption chromatography (column or
Thin-layer chromatography) or other suitable separation method, into the individual isomers. Racemates obtained can be processed in a conventional manner, e.g.
by forming a mixture of diastereoisomeric salts with optically active salt-forming agents, separating the mixture into the diastereoisomeric salts and converting the separated salts into the free compounds, or by fractional crystallization from optically active solvents into the antipodes.
The process also includes those embodiments according to which compounds obtained as intermediates are used as starting materials and the rest
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and
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wherein R1 is a lower alkyl, such as methyl, ethyl or tert-butyl radical, a halo-lower alkyl, primarily a 2-halo-lower alkyl, such as 2,2,2-trichloroethyl radical. or a phenyl-lower alkyl-.
especially diphenylmethyl, R. ' an acyl radical, in particular the acyl radical of an organic carboxylic acid, which occurs in pharmacologically active N-acyl derivatives of 6-amino-penicillanic acid or 7-amino-cephalosporanic acid, such as phenylacetyl-, phenyloxyacetyl-, an optionally substituted phenylglycyl-, lhienylacetyl-, eg 2-thienylacetyl, also the chlorine äthylcarbamoyl-, or cyanoacetyl, or then an easily cleavable acyl radical, especially the radical of a half ester of carbonic acid, such as a carbo-lower alkoxy, for example
Carbo-tert.butyloxy radical represents. each of R. and Rf; is a lower alkyl, especially a methyl radical, R, 'is a 2-propenyl or 2-lower alkanoyloxy-2-propyl group and Hal is a chlorine or bromine atom.
The z - (2 - carbo-lower alkoxy-3.3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3, 2.0] heptyl) - oc - Hal are particularly valuable as intermediate products -Lower alkyl acetic acid ester, in which Hal has the meaning given above, and the lower alkyl radical of the ester grouping optionally, preferably in the 2-position. may have one or more halogen atoms. and primarily represents the tert-butyl or 2,2,2-trichloroethyl radical, while the carbo-lower alkoxy radical in the 2-position preferably represents the carbo-tert-butyloxy radical.
The compounds of the present invention can be obtained in a surprising manner if union process steps are carried out with them, or the process is terminated at any stage: furthermore, starting materials can be used in the form of derivatives or formed during the reaction.
Such starting materials are preferably used and the reaction conditions are selected such that the compounds listed at the beginning as being particularly preferred are obtained.
The starting materials used according to the process are obtained by using a compound of the formula
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with a glyoxylic acid ester or a reactive derivative, e.g. a hydrate, of which at increased
Temperature, primarily at about 500C to about
150 C, in the absence of a condensation agent and / or without the formation of a salt, which is produced when the hydrate is used
Water, if necessary, by distillation, e.g. azeo trop, can remove.
The intermediates of the formula III used in the preparation of the starting materials, in which R.
and R together represent a disubstituted carbon atom. are known. Others in which R3 is a removable organic radical and R4 is a hydrogen atom. can e.g. be obtained if the carboxyl group in a 6-N-acylamino-penicillanic acid compound is converted into an isocyanato group in a manner known per se, the compound thus obtained with a 2-halo-lower alkanol, e.g.
2,2,2-trichloroethanol or 2-iodoethanol, treated, and in the 6-acylamino-2- (2-halogenniederalkoxycarbonylamino) -3, 3-dimethyl-4-thia- 1 -azabicyclo [3, 2, O] heptane -7- -one compound the substituent in the 2-position by treatment with a chemical reducing agent, for example
Zinc in the presence of 90% acetic acid cleaves.
The corresponding 6-acylamino-2-hydroxy-3,3-dimethyl-4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptan-7-one compound is obtained in this way, which when treated with a heavy metal acylate oxidizing agent , especially a lead IV carboxylate, such as lower alkanoate, e.g. Lead tetraacetate, usually under illumination, preferably with ultraviolet light, can be converted into a 3-acylamino-2- (2-acyloxy-2-propylmereapto) -1-formyl-azetidin-4-one compound. If desired, the acyloxy group can be cleaved off with the introduction of a double bond in the 2-propyl mercapto group together with a hydrogen atom in the form of the corresponding acid by heating.
The formyl group attached to one of the nitrogen atoms can be modified by treatment with a suitable decarbonylating agent such as a tris (tri-organically substituted phosphine) rhodium halide, e.g. Tris (tri-phenylphosphine) rhodium chloride, in a suitable solvent, e.g. Benzene, or converting to the carbinol group, e.g. by treatment with catalytically activated hydrogen in the presence of an acidic reagent such as hydrogen in the presence of a palladium catalyst and glacial acetic acid or hydrochloric acid tetrahydrofuran.
If desired, in a compound obtainable by the above process, the 2-acyloxy-2-propyl radical by treatment with a weakly basic agent such as an alkali metal hydrogen carbonate or pyridine in the presence of a reactive ester of an alcohol such as a suitable halide by another organic residue can be replaced.
The invention is described in more detail in the following examples. The temperatures are given in degrees Celsius.
Example I.
A solution of 1.84 g of the higher melting isomer of x- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo- -4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3, 2.0] heptyl) oc-hydroxy-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 20 ml of a 1: 4 mixture of dry dioxane and tetrahydrofuran is mixed with 12 mol of a freshly prepared 1 molar solution of triethylamine in dioxane offset. The mixture is cooled to -150 and treated dropwise with 8 ml of a freshly prepared 1 molar solution of thionyl chloride in dioxane with exclusion of atmospheric moisture, then stirred at -150 for 5 minutes.
After warming to room temperature and stirring at 200 for 10 minutes, it is diluted with 60 ml of toluene and the mixture is filtered through a glass filter. The clear filtrate is evaporated under reduced pressure and with a bath temperature below 450. The residue is dried for 2 hours at 25 "/ 0.01 mm Hg, then triturated three times with 60 ml of boiling pentane each time; the solution is stirred for 10 minutes with 0.3 g of an activated carbon preparation and filtered through a glass filter.
After evaporation, the residue is crystallized from pentane: the resulting cc- (2- -Carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3 , 2.0] heptyl) - x-chloro-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
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after repeated recrystallization from pentane, it melts at 131-1360; Analysis preparation 130-1310; [a] 20 = 3070 + 10 (c = 0.991 in chloroform); Infrared spectrum (in methylene chloride), bands at 5.60, 5.64 and 5.85.
Example 2
A mixture of 12 g of the so-called polystyrene Hünig base (prepared by heating a mixture of 100 g of chloromethyl polystyrene [J. Am. Chem. Soc. 85, 2149 (1963)], 500 ml of benzene, 200 ml of methanol and 100 ml of diisopropylamine to 1500 with shaking, filtering, washing with 1000 ml of methanol, 1000 ml of a 3: 1 mixture of dioxane and triethylamine, 100 ml of methanol, 1000 ml of dioxane and 1000 ml of methanol and drying for 16 hours at 1000/10 mm Hg; the product neutralizes 1.55 Milliequivalents of hydrochloric acid per gram in a 2: 1 mixture of dioxane and water) in 50 ml of a 1:
1-mixture of dioxane and terahydrofuran is stirred for 30 minutes, then with a solution of 1.84 g of the higher melting isomer of a - (2 - carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia -2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) -a-hydroxyacetic acid -2,2,2-trichloroethyl ester in 5 ml of a 1: 1 mixture of dioxane and tetrahydrofuran. After the mixture has cooled to -150 while stirring, 8 ml of a freshly prepared 1-m solution of thionyl chloride in dioxane are added dropwise; the mixture is stirred for 10 minutes at -150 and then for 90 minutes at 250.
After filtering, the filter residue is washed three times with 30 ml of dioxane each time; the combined filtrates are at one
Bath temperature below 450 evaporated. The viscous residue obtained is - (2-Carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyí - 7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) -z- -chloro-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester, which melts at 130-1310 after recrystallization from 30 ml of pentane.
Example 3
A mixture of 6 g of a 1: 1 mixture of the isomers of α- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) -α-hydroxy-acetic acid tert-butyl ester and 10.5 g of the so-called <ePolystyrene-Hünig base>) (see Example 2) in a 1: 1 mixture of dioxane and tetrahydrofuran is stirred for 20 minutes. After cooling, it is treated dropwise over 20 minutes with a solution of 6 g of thionyl chloride in 50 ml of dioxane and the mixture is stirred at 200 for 140 minutes, then filtered. The filtrate is evaporated, the residue is taken up in 200 ml of pentane and the solution is treated with 1 g of an activated charcoal preparation, then filtered.
An approximately 1: mixture of the isomers of z- (2- -carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2b6-diaza-6-bicyclo [3.2, 0] heptyl) -α-chloroacetic acid tert-butyl ester of the formula
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that is processed further without cleaning.
Example 4
A solution of 0.165 g of α- (2-carbo-tert-butyloxy--3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl ) -? -chloro-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 30 ml of dry ether is mixed with 0.22 g of dry lithium bromide and the suspension is stirred at 250 for 150 minutes. The filtered solution is diluted with 20 ml of pentane, then filtered again and evaporated.
The residue is triturated with 20 ml of a 9: 1 mixture of boiling pentane and ether and filtered, and the clear filtrate is evaporated. The α- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6- - diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) -? -bromo-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
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which, after crystallization from pentane, melts at 119-120 (with decomposition).
Example 5
A solution of 0.115 g of the crude mixture of the isomers of α-hydroxy-α- (2α-isopropylmercapto-4-oxo-3a-N-phenyloxyacetyl-amino-1-acetidinyl) -acetic acid -tert.butyl ester (approx 0.1 g of the two epimers) in 2.4 ml of anhydrous dioxane are mixed with 0.1 g of <(polystyrene Hünig base)> and cooled to 0 while stirring. 0.06 g of thionyl chloride in 0.5 ml of dioxane is added, stirring is continued for 21.4 hours at room temperature and the mixture is filtered; the filter residue is washed with dioxane and the filtrate is evaporated under reduced pressure.
The residue contains the mixture of the isomers of the α-chloro-α- (2α-isopropylmercapto-4-oxo-α-N-phenyloxyacetyl-amino-1-acetidinyl) -acetic acid-tert-butyl ester of the formula
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which shows the following characteristic bands in the infrared absorption spectrum (in methylene chloride): 3.05, 5.6311 ", 5.75, 5.93, 6.25, 6.70, 7.30 and 8.70.
The starting materials used in the above examples can be prepared as follows:
Example 6
A solution of 3 g of 2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-4-thia-2,6-diaza-bicyclo [3.2.0] heptan-7-one in 23.3 ml of dry dioxane 5.2 g of glyoxylic acid-2,2,2-trichloroethyl ester hydrate are added; the reaction vessel is closed and heated at a bath temperature of 950 for 7 hours. The slightly yellowish, clear reaction solution is diluted with 150 ml of benzene and washed three times with 150 ml of water each time, and any emulsions that occur can be broken in a simple manner by adding 20 ml of a concentrated aqueous solution of sodium chloride.
The combined aqueous solutions are washed with 150 ml of benzene; the combined organic solutions are dried with sodium sulfate and evaporated under reduced pressure. The viscous residue is dissolved in 60 ml of a 3: 1 mixture of pentane and ether, the higher-melting isomer of - (2-carbo-tert.butyl-oxy - 3,3-dimethyl-7-oxo-thia-2 , 6-diaza-6-bicydo [3 2.0] - heptyl) - hydroxy-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
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crystallized in prisms which are filtered off at the beginning of the appearance of needle-shaped crystals and melt at 141-1460;
analytical preparation: F. 1461470; X] D20 = 3070 1 10 (c = 0.938 in chloroform): infrared spectrum (in methylene chloride) bands at 2.7, 5.6, 5.68, 5.85, 7.32, 8.65 and 9.4 p .
The clear filtrate is evaporated and the residue is recrystallized from 50 ml of a 5: 1 mixture of pentane and ether, the lower melting isomer of sc- (2-C: arbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7 -oxo- -4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0] heptyl) hydroxy-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester, which melts in colorless needles at 125-1290 ; analytical preparation: F.
126-1290; [] D20 = -1870 + 20 (c = 0.625 in chloroform): infrared absorption spectrum (in methylene chloride) bands at 2.8, 5.6, 5.84, 7.3 and 7.36 y.
After 2 days, further crystalline material is obtained from the mother liquor which, after recrystallization from a 3: 1 mixture of pentane and ether in prisms, melts at 140-1450 and is identical to the higher-boiling isomer. A further amount of the needle-shaped, low-melting isomer, mp 127-1310C, is obtained from the filtrate.
Example 7
A mixture of 5 g of 2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-4-thia -2,6-diaza-bicyclo [3.2.0] heptan-7-one and 5.5 g of glyoxylic acid tert-butyl ester hydrate in 40 ml of DiS oxane is stirred in a closed vessel for 13/2 hours at 950 and then evaporated. The residue is dissolved in 1000 ml of pentane, washed three times with 500 ml of water and once with 200 ml of a saturated aqueous sodium chloride solution, dried over dry sodium sulfate and evaporated.
This gives an approximately 50:50 mixture of the two isomers of, x-- (2 - carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia- -2,6-diaza -6- bicyclo [3.2.0] heptyl) -a-hydroxy-acetic acid-tert-butyl ester of the formula
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0.9 g of the mixture obtained is crystallized from pentane and recrystallized from a mixture of ether and pentane, an isomer of the above compound, mp 134-1370, being obtained; [D50 = -3650 + 10 (c = 1.102 in chloroform); Thin layer chromatogram:
Rf = 0.49 in a 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate; Infrared spectrum (in methylene chloride); characteristic bands at 2.94, 5.62, 5.77 and 5.85 p.
Example 8
A solution of 0.25 g of the glyoxylic acid tert-butyl ester hydrate in 5 ml of toluene is concentrated to a volume of about 3 ml under normal pressure. After cooling to 900, 0.069 g of 2x-isopropylmercapto-3a-N-phenyloxyacetylamino-azetidin-4-one is added and the mixture is diluted after 2 hours with 20 ml of benzene and washed three times with 20 ml of water each time, the aqueous washing solutions are backwashed with 10 ml of benzene and the combined benzene solutions are dried and evaporated.
The residue is degassed at a pressure of 0.05 mm Hg; the amorphous mixture of the two isomers of the x-hydroxy-, x- (2a-isopropylmercapto-4-oxo-3a-N-phenyloxyacetylamino-1-acetidinyl) -acetic acid tert-butyl ester of the formula is obtained
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which still contains a small amount of the glyoxylic acid tert-butyl ester hydrate; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 2.83, 2.98, 3.05, 5.65 g, 5.78, 5.93, 6.26, 6.60, 6.71, 7.31 and 8, 65, and 9.23.
The starting material used above can be made as follows:
A solution of 2.625 g of penicillin-V in 30 ml of tetrahydrofuran is mixed with 5.31 ml of a 10 ml solution of 2 ml of triethylamine in tetrahydrofuran while stirring and cooling to 100%. Then 3.6 ml of a 10 ml solution of 2 ml ethyl chloroformate in tetrahydrofuran are slowly added at -10 and, after the addition is complete, the mixture is stirred at -10 to -5 for 90 minutes.
The reaction mixture is treated with a solution of 0.51 g of sodium azide in 5.1 ml of water, stirred for 30 minutes at 00 to -5 and diluted with 150 ml of ice water. It is extracted three times with methylene chloride; the organic extracts are washed with water, dried and evaporated at 250 ° and under reduced pressure. The amorphous penicillin V-azide is thus obtained as a slightly yellowish oil; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.04, 430, 5.61, 5.82, u (shoulder), 5.93, 6.26, 6.61, 6.71, 8.50 and 9 , 40.
A solution of 2.468 g of penicillin V azide in 30 ml of benzene is heated to 700 for 30 minutes.
The pure 2-isocyanato-3,3-dimethyl-6 - (N-phenyloxyacetyl-amino) -4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptan-7-one can be obtained by evaporating the solution under reduced pressure receive; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.03, 4.46, 5.59, 5.93, 6.26, 6.62, 6.70, 7.53y, 8.28, u, 8.53, 9.24 y and 9.40, u-
The above solution of 2-isocyanato-3,3-dimethyl-6 - (N-phenyloxyacetyl-amino) -4-thia-azabicyclo [3.2.0] heptan-7-one is mixed with 3.4 ml of a 10 ml solution of 2 ml 2,2,2-trichloroethanol in benzene was added and the reaction mixture was kept at 700 for 95 minutes.
The solvent is removed under reduced pressure and the residue is purified on 40 ml of acid-washed silica gel (column). It is washed with 300 ml of benzene and 300 ml of a 19: 1 mixture of benzene and ethyl acetate by-products and the pure 2 - (N-carbo-2,2,2-trichloroethoxy-amino) -3,3-dimethyl-6- - (N - phenyloxyacetyl-amino) -4-thia-1 -azabicyclo [3,2,0] - heptan-7-one of the formula
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with 960 ml of a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate.
After recrystallization from a mixture of ether and pentane, the product melts at 169.1710 (with decomposition); [a] 0 = +830 (c = 1.015 in chloroform); Thin-layer chromatogram (silica gel): Rf = 0.5 in a 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.05, 5.62, 5.77p, 5.93, 6.27, 6.62 lt 6.70, 8.30, 9.23 and 9.50.
The last fractions eluted with a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate contain a small amount of the product isomeric with the above compound in the 2-position.
A solution of 3 g of crystalline 2- (N-carbo-2,2,2 -trichloroethoxy-amino) -3,3-dimethyl-6- (N-phenyloxy-acetyl-amino) -4-thia-1-azabicyclo [ 3.2.0] heptane) -7-one in 65 ml of 90% strength aqueous acetic acid and 30 ml of dimethylformamide are mixed with 32.6 g of zinc dust over the course of 20 minutes while cooling with ice and stirred for 20 minutes. The excess zinc is filtered off and the filter residue is washed with benzene; the filtrate is diluted with 450 ml of benzene, washed with a saturated aqueous sodium chloride solution and water, dried and evaporated under reduced pressure. The residue is purified on a column of 45 g of acid-washed silica gel. It is eluted with 100 ml of benzene and 400 ml of a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate apolar products.
Starting material is washed out with 100 ml of a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and a further 500 ml of the 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and 200 ml of a 2: 1 mixture of benzene and ethyl acetate are obtained the 2 - hydroxy-3,3-dimethyl-6- (N-phenyloxyacetyl-amino) -4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptan-7-one of the formula
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which crystallizes spontaneously as a hydrate and, after trituration with water-saturated ether, melts in the range of 62 - 850.
If chromatographed but non-crystalline starting material is used and reduced in dilute acetic acid without the addition of dimethylformamide, the pure product is obtained, which melts at 62-700; Thin-layer chromatogram (silica gel): Rf = 0.35 in a 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 2.93, 3.09>, 5.65 y, 5.96, 6.29, 6.65 lt 6.75, 8.57 lt 9.27, 10.00 lt and 11.95.
A solution of 0.065 g of 3,3-dimethyl-2-hydroxy-6 - (N-phenyloxyacetyl-amino) -4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] -heptan-7-one in 5 mol of benzene becomes with 0.15 g of lead tetraacetate containing 10% acetic acid, and the yellow solution is illuminated with a high pressure mercury vapor lamp (80 watts) in a water-cooled Pyrex glass jacket. After 10 minutes the yellow color disappears and a partly flaky white, partly rubbery yellow precipitate forms. It is diluted with benzene, washed with water, dilute aqueous sodium hydrogen carbonate solution and water and evaporated under reduced pressure.
The 1-formyl-2- (2-acetyloxy-2-propyl-mercapto) -3- - (N-phenyloxyacetyl-amino) -azetidin-4-one of the formula is obtained in this way
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as a slightly yellowish, rubbery product; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.05 u, 5.56, 5.78, 5.90 u, 6.27, 6.62 u, 6.71, 7.33 u, 7.67 u, 8.92>, 9.24> and 9.82.
A solution of 0.051 g of 1-formyl-2- (2-acetyloxy -2-propylrnercapto) -3 - (N-phenyloxyacetyl-amino) -azetidin-4-one in 3 ml of anhydrous benzene is mixed with 0.13 g of tris-triphenylphosphine treated rhodium chloride and refluxed for 3 hours. The initial red solution turns brown with a small amount of precipitate forming. After cooling, this is filtered off and the filtrate is evaporated under reduced pressure. The residue is chromatographed on 5 g of acid-washed silica gel, fractions of 5 ml each being taken. It is eluted with 10 ml of benzene, 30 ml of a 9: 1, 25 ml of a 4: 1 and 10 ml of a 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, then with 25 ml of ethyl acetate.
Fractions 2-6 give a rhodium complex with a strong CO absorption at 5.18 u in the infrared spectrum. A small amount of 1-formyl-2-isopropenylmercapto-3- (N-phenyloxy-acetyl-amino) -azetidin-4-one can be isolated from fractions 10-12, while 2-isopropenylmercapto is isolated from fractions 15-17 -3- (N-phenyloxyacetyl-amino) -azetidin-4-one of the formula
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as an amorphous product.
The product can be obtained in crystalline form if the eluting solution is filtered through 0.5 g of acid-washed silica gel and the product is eluted with a 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, F.
156 1580; [zjo = 700 +20 (c = 0.665 in chloro form); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.07, 5.65 u, 5.96 lt, 6.29 u, 6.59, 6.74, 8.19, 9.25 p and 9.92 u
A solution of 0.08 g of .2ee-isopropenylnnercapto-3-N-phenyloxyacetyl-amino-azetidin-4-one in 10 ml of ethyl acetate is mixed with 0.1 g of a 10% palladium on carbon catalyst and the mixture for 45 minutes stirred in a hydrogen atmosphere, then filtered.
The filtrate is evaporated and the crystalline residue is recrystallized from a mixture of methylene chloride and ether. This gives the 2-isoprnpyimereapto-3 - N - phenyloxyacetylaminoazetidin-4-one of the formula
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that melts at 128-1300 and 1430 (double melting point): [: C] D20 = -48 t 10 (c = 0.785 in chloroform); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.05 u, 5.63, 5.93, 6.26, 6.58, 6.70 Lt, 8.15 u, 9.21 St and 9.41 Lt.
The compounds obtainable by the process illustrated above can be e.g. process as follows:
Example 9
A solution of 11.3 g of a crude mixture of the isomers of α- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3? , 0] heptyl) - - chloroacetic acid tert-butyl ester in 150 ml of absolute dioxane is mixed with 11.4 g of triphenylphosphine and 10.8 g of polystyrene Hünig base or diisopropylaminomethyl-polystyrene, stirred for 17 hours under a nitrogen atmosphere at 55 ", then cooled and filtered through a glass filter.
It is washed with 100 ml of benzene; the filtrate is evaporated under a water jet vacuum; the residue is dried under high vacuum, dissolved in 100 ml of a 9: 1 mixture of hexane and ethyl acetate and chromatographed on a column (height 48 cm; diameter 6 cm) with acid-washed silica gel.
With 2000 ml of a 3: 1 mixture of hexane and ethyl acetate, triphenylphosphine and a little triphenylphosphine sulfide are converted into α- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3 with a further 4000 ml of the 3: 1 mixture of hexane and ethyl acetate -dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0j heptyl) -oc- (triphenylphosphoranylidene) -acetic acid tert. butyl ester of the formula
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eluted; a further amount of the impure product can be obtained with 1500 ml of the same solvent mixture.
The product has an Rf value of 0.5 in a thin layer chromatogram (silica gel; system: 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate) and crystallizes from a mixture of ether and pentane, mp 121-1220; [] 20 D = -2190 + 10 (c = 1.145 in chloroform); Ultraviolet absorption spectrum (in ethanol): = = 225 mSt (s = 30,000) and 260 mm (e = 5,400); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 5.7611, 5.80 a (shoulder), 5.97 u, 6.05 (shoulder) and 6.17 p. A further amount of the product can be isolated from the mother liquor by crystallization in an ether-pentane mixture.
Example 10
A solution of 0.19 g of sc- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3- -dimethyl-7-oxo-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) - 2,2,2-trichloroethyl chloroacetate in 3 ml of dry benzene (after treatment with sodium and filtering through aluminum oxide, neutral, activity I) is treated with 0.072 g of freshly distilled tri-n-butyl-phosphine and the mixture for 25 Stirred for hours at room temperature.
The product obtained is chromatographed on silica gel, using a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate to give z- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6 -di aza-6-bicyclo [3, 2.0] heptyl) - x - (tri-n-butyl-phosphoranylidene) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
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that is processed further without cleaning.
Example 11
A mixture of 0.735 g of polystyrene Hünig base) y in 10 ml of dioxane (treated with neutral aluminum oxide, activity I) is treated with 0.34 g of triphenylphosphine recrystallized from hexane, then with 0.5 g of x- (2-carbo-tert. - butylox y-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo- [3.2.0] heptyl) - - chloro - acetic acid-22,2-trichloroethyl ester treated and stirred for 17 hours at 600 under a nitrogen atmosphere. The mixture is filtered through a glass filter, and the filter residue is washed twice with 5 ml of methylene chloride each time and once with 5 ml of benzene. The filtrate is evaporated to dryness under reduced pressure and the residue is chromatographed on silica gel.
Triphenylphosphine, starting material and dehalogenated starting material are washed out with benzene and a 19: 1 mixture of benzene and ethyl acetate. The desired x - (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo -4-thia - 2,6 - diaza-6-bicyclo [3,2,0] heptyl) - - (triphenyl - phosphoranylidene) acetic acid 2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
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is obtained with a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate in oily form which, after crystallizing twice from a methylene chloride-pentane mixture, melts at 2050; [5GID2 "= - 1920 + 10 (c = 1.054 in chloroform); thin layer chromatogram (silica gel):
Rf - 0.54 in the benzene-ethyl acetate system (3: 1); Ultraviolet absorption spectrum (in ethanol): Xrnax = 225 with (s = 30,100) and 265 m (# = 5760); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 5.65, 5.85 and 6.10. More polar components are washed out using a 4: 1 mixture of benzene and ethyl acetate.
Example 12
A mixture of 0.104 g of a- (2-carbo-tert-butyloxy--3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl ) -x-bromo-acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester and triphenylphosphine (1.3 equivalents) in 0.2ml benzene at 25 gives a colorless precipitate within 20 minutes. After one hour, it is filtered off and the precipitate is washed four times with 0.5 ml of a 1: 1 mixture of benzene and hexane and dried.
The a- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) -? - (triphenyl- phosphonium) - acetic acid -2,2,2-trichloroethyl ester bromide, which after treatment with aqueous sodium carbonate solution gives the crude x- (2-carbo-tert-butyloxy-3, 3-dimethyl-7-oxo-4-thia -2,6-diaza-6-bicyclo [3,2,0] heptyl) - a- (triphenylphosphoranylidene) acetic acid - 2,2,2-trichloroethyl ester, which after crystallization from hexane at 201-2020 melts.
Example 13
A solution of 0.115 g of the crude mixture of the isomers of α-chloro-α- (2-isopropylmercapto-4-oxo - - N - phenyloxyacetyl-amino-1-azetidinyl) -acetic acid tert-butyl ester in 2 ml of dioxane 0.12 g of triphenylphosphine and 0.11 g of polystyrene Hünig base are added and the mixture is stirred at 550 for 16 hours, then filtered. The filter residue is washed with benzene and the filtrate is evaporated to dryness under reduced pressure. The residue is chromatographed on 5 g of acid-washed silica gel.
The excess triphenylphosphine is washed out with 40 ml of benzene, and with a 1: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, as well as with ethyl ester, the desired - (2a-isopropylmercapto-4-oxo- -3a - N - phenyloxyacetyl-amino- 1 -azetidinyl) -a-triphenyl-phosphoranylidene-acetic acid tert-butyl ester of the formula togramm (silica gel): Rf ¯ 0.64 in a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate; Ultraviolet absorption spectrum (in ethanol):) max 279 mlt = 8900): Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 5.62, 5.75, 5.87, 6.15, 7.31, 8.65, 9 , 05 y and 9.30.
The above reaction can also be carried out as follows: A mixture of 5.04 g of a- (2-carbo-tert-butyloxy -3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6 -bicyclo [3.2.0] heptyl) -α- (triphenyl-phosphoranylidene) -acetic acid -2,2,2-trichloroethyl ester in 15 ml of absolute toluene (prepared at 600) is mixed with a solution with stirring and in a nitrogen atmosphere of 4.5 g of tert-butyl glyoxylate in 10 ml of absolute toluene and heated at 600 for 15 hours. After evaporation of the solvent under reduced pressure, the oily residue in benzene is filtered through a column (diameter: 3 cm; height: 32 cm) of 100 g of acid-washed silica gel.
The pure mixture of the isomers A and B of z- (2-Carbo-tert-butyloxy-3, 3- -dimethyl -7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0 ] heptyl) - - α- (carbo-tert-butyloxymethylene) - acetic acid -2,2,2 - trichloroethyl ester is obtained with 500 ml of benzene and an impure mixture of isomers with a further 750 ml of benzene. The pure isomer A, F. 1910, is obtained from the pure product by crystallization according to the process described above, the pure isomer B (M. 120-1210) from the mother liquor; A further amount of isomer B can be obtained from the impure mixture.
Example 15
A solution of 2 g of a- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) - a - (triphenylphosphoranylidene) -acetic acid tert-butyl ester u.
0.7 g of benzylglyoxal (in enol form) in 30 ml of dry toluene is heated under a nitrogen atmosphere for 23 hours at 800 (bath temperature), then a further amount of 0.2 g of benzylglyoxal is added; the mixture is heated at 800 for 22 hours.
The solvent is removed under reduced pressure and the viscous residue is chromatographed on a column containing 60 g of acid-washed silica gel. With 450 ml of benzene, the excess benzylglyoxal, with 250 ml (10 fractions) of a 95: 5 mixture of benzene and ethyl acetate, a mixture of the isomers of a - (2 - carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo- 4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) - a.- (phenylacetylmethylene) -acetic acid tert-butyl ester of the formula
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as a colorless oil; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride):
characteristic bands at 3.05 t ±, 5.71, 5.94 u, 6.17 iu, 6.58, 6.72, 7.34 y, 8.60 y and 9,03.
Example 14
A solution of 0.301 g of a- (2-carbo-tert-butyloxy- -3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] hep tyl) - - (triphenylphosphoranylidene) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester and 0.3 g liquid glyoxylic acid tert-butyl ester (mainly in the form of the hydrate) is stirred for 22 hours at 500, then diluted with benzene and washed with water, dried and evaporated under reduced pressure. The crude product is taken up in benzene and filtered through a column of 3 g of acid-washed silica gel.
The pure mixture of the isomers of a - (2 - carbo - tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2 , 0] heptyl) - a - (carbo-tert.butyloxyme thylen) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester of the formula
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receive.
Crystallization from ether gives isomer A, which melts after renewed recrystallization in 1890; [a] n20 = -3290 + 20 (c = 0.558 in chloroform): Thin-layer chromatogram (silica gel): Rf ¯ 0.64 in a 3: l mixture of benzene and ethyl acetate: Ultraviolet absorption spectrum (in ethanol): #max = 270r e ( 5 = 17,600); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 5.61.
5.68 (shoulder), 5.75 (shoulder), 5.87 tt, 6.17, 7.27 e, 7.37 + ,, 8.70 p and 9.32. Crystallization of the mother liquor residue from an ether-pentane mixture results in a crystalline isomer mixture from which isomer B can be removed by washing with cold ether; after evaporation and crystallization from an ether-pentane mixture, the isomer Bin fine needles is obtained from the filtrate, mp 119-1200; [µC] .D20 = 3630 + 10 (c = 1.213 in chloroform); Thin layer chrome and washed out a more polar material with another amount of the same solvent mixture.
The above isomer mixture is chromatographed again on 60 g of acid-washed silica gel, washing out with a 99: 1 mixture of benzene and ethyl acetate. A product consisting mainly of benzylglyoxal is obtained in the forerun, then with 125 ml a fraction I consisting mainly of isomer A, with 250 ml a fraction II consisting of a mixture of the two isomers and with 300 ml a fraction III consisting mainly of isomer B .
The above three fractions are recrystallized from hexane, from fraction I the isomer A; F. 109-1100; [a] 20 D = 4520 + 10 (c = 1 in chloroform); Thin-layer chromatogram: Rf = 0.49 (silica gel; in the system hexane: ethyl acetate 2: 1); Ultraviolet absorption spectrum: Smax 297 ma (B = 11,000) (in ethanol), 337 m (in potassium hydroxide / ethanol) and 337 mIt (when acidifying a basic solution in ethanol); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 5.63 lF, 5.83 lt (shoulder), 5.85-5.95 p and 6.29 and from fractions II and III the isomer B;
F. 157-1580; [, a] 20 D = -3630 + 0.70 (c = 1 in chloroform); Thin-layer chromatogram: Rf = 0.42 (silica gel; in the system hexane: ethyl acetate 2: 1); Ultraviolet absorption spectrum: one 294 mIt (s = 19,300) (in ethanol), 335 m (potassium hydroxide / ethanol) and 335 mlu (when acidifying a basic solution in ethanol); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride); characteristic bands at 5.63, 5.80 lt (shoulder), 5.84, 5.96 lt and 6.34 '; is obtained. Further amounts of the two isomers can be isolated from the mother liquors in the same way.
Example 16
A solution of 1.98 g of dicobalt octacarbonyl in 25 ml of hexane is mixed with 6 ml of dimethylformamide while stirring in a nitrogen atmosphere. After 30 minutes, two phases form, an upper yellow and a lower red. The mixture is cooled to 00, 10 ml of a 1: 1 mixture of 2N hydrochloric acid and concentrated hydrochloric acid are added while stirring and the mixture is kept at about 0 for one hour. The blue acid layer is peeled off, the mixture which remains is washed three times with 5 ml of water and then dried with a little sodium sulfate.
A solution of 1.039 g of a- (2-carbo-tert-butyloxy--3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl ) va- (carbo-tert.butyloxymethylene) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 3 ml of methylene chloride and 4 ml of n hexane is added in a nitrogen atmosphere with the cobalt hydrocarbonyl solution prepared by the above process and the mixture during Stirred for 15 minutes at room temperature, then filtered through acid-washed silica gel.
The column (2 cm diameter, height: 25 cm) is washed colorless with benzene and then the mixture of the isomers of a- (2-carbo-tert.butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2 , 6-diaza-6-bicy- clo [3.2.0] heptyl) - a - (carbo-tert-butyloxymethyl) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester with a 19: 1 mixture of benzene and acetic acid ethyl ester eluted. Repeated crystallization from pentane gives isomer A, which melts at 108-1100: the mother liquor mainly contains a 1: 1 mixture of the two isomers.
The isomer A has the following configuration:
EMI13.1
Example 17
A solution of 0.205 g of a- (2-carbo-tert-butyloxy--3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl ) - a- (carbo-tert-butyloxymethylene) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester (mixture of the two isomers) in 6 ml of a 4: 1 mixture of hexane and methylene chloride is under a nitrogen atmosphere at room temperature with 3 Equivalents of cobalt hydrocarbonyl in 10 ml of hexane, then filtered through a column of silica gel (2 cm in diameter and 8 cm in length), cobalt compounds being washed out with benzene and reduction products with a 3: 1 mixture of benzene and ethyl acetate.
The crude product is again filtered on silica gel (diameter of the column: 1 cm; height: 25 cm), prewashing with 100 ml of benzene, an isomer of the starting material with 150 ml of a 99: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, eluted with 200 ml of a 49: 1 mixture of benzene and ethyl acetate, the isomer B of M- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia- -2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl) -a- (carbo-tert-butyloxymethyl) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester, followed by a mixture of the two isomers and pure isomers B, and then with 80 ml of one 4:
: 1 mixture of benzene and ethyl acetate a small amount of the 2-carbo-tert.butyloxy-3, 3-dimethyl-4-thia-2,6-diaza-bicyclo 13.2, - 0] heptan-7-one . The isomer B has the following configuration:
EMI13.2
and, after crystallization from pentane, melts at 92 to 930; [: C] 20 D = -1970 + 10 (c = 0.555 in chloroform); Ultraviolet absorption spectrum (in ethanol): weak absorption at 230-240 m; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride):
characteristic bands at 5.65 lot 5.725 Lt and 5.85-5.95 u
Example 18
A solution of 0.1056 g of isomer A of α- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3 , 2.0] heptyl) -α- (carbo-tert-butyloxymethyl) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 1.6 ml of an 84:16 mixture (parts by weight) of trifluoroacetic acid and trifluoroacetic anhydride is added after two hours Standing at room temperature treated with 12 mol of acetic anhydride and, after standing for one hour at room temperature, evaporated under high vacuum without heating. The residue is dissolved four times in a mixture of methylene chloride and benzene and each time taken to dryness.
The residue crystallizes from chloroform and gives the 7sc-trifluoroacetylamino -4,8-dioxo-1-aza-5-thia-2ss-bicyclo [4.2.0] octanecarboxylic acid 22,2-trichloroethyl ester of the formula
EMI14.1
F. 175-1760; Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.07, 5.60 e, 5.69 u, 5.79 Lt, 5.94 u and 6.56 a.
Example 19
A solution of 0.017 g of 7x-trifluoroacetylamino-4,8- dioxo-1-aza-5-thia-2-bicyclo [4.2.0] octanecarboxylic acid -2,2,2-trichloroethanol ester-trichloroethyl ester in 1 ml 90 % aqueous acetic acid is treated with 0.17 g of activated zinc dust within 5 minutes. After 50 minutes, 10 ml of ethyl acetate are added, the mixture is filtered and the filter residue is washed with 10 ml of ethyl acetate. The organic filtrate is washed with 4 ml of a saturated aqueous sodium chloride solution, dried and evaporated under reduced pressure.
The oily 7x-trifluoroacetylamino-4,8-dioxo-1-a2a-5-thia-2p-bicyclo [4.2.0] octanecarboxylic acid of the formula is obtained in this way
EMI14.2
the bands characteristic of the infrared absorption spectrum (in potassium bromide) at 5.64Cl. 5.83, 5.95, u, 6.47 a, 7.12 Lt '8.121, w, 8.60, 9.60 iu and 10.00 Cl.
This compound shows the effects indicated in the description against gram-positive and gram-negative microorganisms, in particular against Staph. aureus, Proteus vulgaris and Bacillus megatherium.
Example 20
A solution of 0.05 g of the isomer B of a- <2 -carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2, 0] heptyl) -α- (carbo-tert-butyloxy-methyl) -acetic acid-2,2,2-trichloroethyl ester in 0.8 ml of an 84:16 mixture (parts by weight) of trifluoroacetic acid and trifluoroacetic anhydride is added for 2 hours Let stand room temperature and then mixed with 2 ml of acetic anhydride. After one hour (room temperature), the volatile components are removed under high vacuum without heating and the residue is dissolved in methylene chloride and benzene. The solution is taken to dryness and this process is repeated three times.
The residue is crystallized from chloroform, the 7α-N-trifluoroacetylamino-4,8-dioxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane-25-carboxylic acid-2,2,2- trichloroethyl ester of the formula
EMI14.3
receives. The mother liquor is chromatographed on acid-washed silica gel, a further amount of the desired product being eluted with a 9: 1 mixture of benzene and ethyl acetate and recrystallized from chloroform, F. 183-1870:
Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.08 u, 5.61 Lt, 5.71), 5.79, 5.94 Lt and 6.56 Lt
Example 21
A solution of 0.1211 g of the isomer A of x- (2-carbo-tert-butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2 , 0] heptyl) - z - (phenylacetylmethylene) -acetic acid tert-butyl ester in 1.2 ml of precooled trifluoroacetic acid is left to stand for 21 hours at -200, then diluted with 9 ml of dioxane. The mixture containing the 7-amino-4-benzylidene-8-oxo-5-thia-1-aza-bicyclo [4.2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid (configuration of the 7-amino-cephalosporanic acid ) a solution of 0.129 g of phenyloxyacetyl chloride in 1 ml of dioxane is added.
After standing at room temperature for 2¸ hours, the reaction mixture is treated with 1 ml of water and left to stand for a further hour.
The volatile components are removed by lyophilization under high vacuum and the residue is chromatographed on 9 g of acid-washed silica gel. With a 100: 5 mixture of benzene and acetone, phenyloxyacetic acid and a small amount of a neutral material, and with a 2: 1 mixture of benzene and acetone, the 4-benzylidene-7-N-phenyloxyacetylamino-8-oxo- 5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid (configuration of the 7-amino-cephalosporanic acid) of the formula
EMI15.1
eluted which, after recrystallization from a mixture of acetone and benzene, melts in the form of yellowish crystals at 191-1930 (decomposition); Thin layer chromatogram:
Rf 0.36 (silica gel; in the system toluene / acetic acid / water 5: 4:: 1); Ultraviolet absorption spectrum: in ethanol,?, A 349 mp and 250 - 265 m (shoulder); in potassium hydroxide / ethanol, v nY 345 with and 250 to 265 m (shoulder): and in hydrogen chloride / ethanol.
#max 357 mIt and 250 - 265 m (shoulder); Infrared absorption spectrum (in potassium bromide): characteristic bands at 2.90 (shoulder), 3.20-4.15, 5.62, 5.70 (shoulder), 5.82-5.95 *, 6.00 (shoulder) , 6.10-6.151x and 6.23 - 6.33 Lt (inflection).
Example 22
A solution of 0.5625 g of the isomer A of: t- (2- -Carbo-tert. Butyloxy-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3 , 2.0] heptyl) - (phenylacetylmethylene) -acetic acid tert-butyl ester in 4 ml of precooled trifluoroacetic acid is left to stand for 20 hours at -200 and for one hour at room temperature. It is diluted with 30 ml of dry dioxane and the mixture, containing the 7-amino-4-benzylidene-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid ( Configuration of 7-amino-cephalosporanic acid), with a solution of 0.5 g of freshly distilled phenylacetic acid chloride in 5 ml of dioxane.
The reaction mixture is left to stand for 3 hours at room temperature, then 2 ml of water are added; it is left to stand for one hour at room temperature, then cooled to -100 and the volatile components are evaporated by lyophilization under high vacuum. The residue is taken up in 4 ml of benzene, whereupon crystallization begins.
The crystalline material is filtered off after 24 hours and washed with benzene; the 4-benzylidene-7-N-phenylacetyl-amino-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid (configuration of the 7-amino cephalosporanic acid) of the formula
EMI15.2
which, after recrystallization from 90% aqueous ethanol, melts at 224-226;
Thin-layer chromatogram: Rf 0.30 (silica gel; in the system toluene / acetic acid / water 5: 4: 1): ultraviolet absorption spectrum: in ethanol, #max 353 m and 250-265 mIt (shoulder); in potassium hydroxide / ethanol,) * max 347 m, 250 - 265 mp and 240 mu (shoulder); and in hydrogen chloride / ethanol, one 358 mIt and 250-265 m;
Infrared absorption spectrum (in potassium bromide): characteristic bands at 3.00 (shoulder), 3.10-4.10, 5.65, 5.75 y (shoulder), 5.80 (shoulder), 5.90-5.95 , 6.00 (shoulder), 6.15, 6.24 (shoulder), 6.28 Lt (shoulder), 6.55, 6.65 tt and 6.73 Lt (shoulder).
The mother liquor is chromatographed on 10 g of acid-washed silica gel: a 100: 5 mixture of benzene and acetone is used to make phenylacetic acid together with a yellow neutral material and then with a 2: 1 mixture of benzene and acetone an additional amount of the 4-benzylidene 7-N-phenylacetyl-amino-8-oxo -5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid eluted, which crystallized after the addition of a little acetone, m.p. 223 to 2250 .
Example 23
A suspension, cooled in ice water, of 0.0198 g of 4-benzylidene-7-N-phenylacetyl-amino-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct-2-ene-2-carboxylic acid in 1.5 ml of methanol is treated in portions with an excess of the above solution of diazomethane in ether; the development of nitrogen begins immediately and the solid material dissolves. The addition of diazomethane is stopped as soon as the yellow discoloration persists for 2-3 minutes. The volatile components are removed in a rotary evaporator and the residue is crystallized by adding a few drops of methanol.
The 4-benzylidene-7-N-phenylacetylamino-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid methyl ester (configuration of the 7-amino-cephalosporanic acid ) of the formula
EMI15.3
melts at 193-195.50; [α] 20 D = 3250 + 10 (c = 1 in chloroform); Thin-layer chromatogram: Rf = 0.22 (silica gel; in the hexane system:
Ethyl acetate 2: 1); Ultraviolet absorption spectrum (in ethanol): #max 360 with (E = 24,800) and 262 m (e = 8100); #max 362 mFt and 250 mIt (shoulder) (in potassium hydroxide / ethanol); and one 362 m and 250 - 265 mtt (shoulder) (in hydrogen chloride / ethanol); Infrared absorption spectrum (in methylene chloride): characteristic bands at 3.06, 5.62 u, 5.82 Lt, 5.95 Lt, 6.00 (shoulder). 6.24, 6.30 (shoulder), 6.62 (shoulder) and 6.65 - 6.73.
Example 24
A mixture of 0.4 g of 1- (2-carbo-tert-butyloxy-3, 3- -dimethyl-7-oxo-4-thia-2,6-diaza-6-bicyclo [3.2.0] heptyl ) Kc- (phenylacetylmethylene) -acetic acid tert-butyl ester in 4 ml trifluoroacetic acid is left to stand for 20 hours at -200; the trifluoroacetic acid is removed under reduced pressure (oil pump) and the orange residue, containing the 7-amino-4-benzylidene-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] oct -2-en - 2 -carboxylic acid (configuration of 7-amino-cephalosporanic acid) is mixed with 4 ml of a solution, cooled to - 150, of the mixed anhydride of cyanoacetic acid and trichloroacetic acid in methylene chloride. (The mixed anhydride can be obtained as follows:
A mixture of 1.45 g of cyanoacetic acid in 3 ml of methylene chloride is mixed with 1.1 ml of triethylamine and the resulting solution, cooled to 50%, is added with stirring to a solution of 1.45 g of trichloroacetyl chloride in 3 ml of methylene chloride which is kept at - 150. A suspension is thus obtained which is brought to a volume of 14 mol with methylene chloride at 150 and is used in this form). The reaction mixture is mixed with 2 ml of a solution of 0.3 ml of acetic acid and 1 mol of triethylamine in 6 ml of methylene chloride, stirred for 2 hours at room temperature and then diluted with 30 mol of ethyl acetate.
It is washed with a concentrated sodium chloride solution containing hydrochloric acid in water (15 ml of the sodium chloride solution contains 1.5 ml of 1N hydrochloric acid) and with concentrated aqueous sodium chloride solution, dried over sodium sulfate and evaporated under reduced pressure. About 1 ml of ethyl acetate is added to the residue and the mixture is carefully diluted with ether and then left to stand.
The crystalline 4-benzylidene-7-N-cyanoacetylamino-8-oxo-5-thia-1-azabicyclo [4,2.0] oct-2-en-2-carboxylic acid is obtained Amino-cephalosporanic acid) of the formula
EMI16.1
The residue from the mother liquor is chromatographed on 20 g of acid-washed silica gel, with a 100: 5 mixture of benzene and acetone neutral components, cyanoacetic acid and trichloroacetic acid and a further amount of the desired product with a 2: 1 mixture of benzene and acetone eluted, which, after crystallization from ethyl acetate and ether, melts at 225-2270 (decomposition);
Ultraviolet absorption spectrum: Xmax 353 mm and 240-265mju (broad shoulder) (in ethanol), Amax 346 with and 248 with (shoulder) (in potassium hydroxide / ethanol) and) max 356 mu and 247 mu (shoulder) (in hydrogen chloride / etha nol ); Infrared absorption spectrum (in potassium bromide): characteristic bands at 2.90-4.20 to 4.42, 5.60 U, 5.85-5.90, 5.98, 6.22 p and 6.45 X