Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Amino-cephalosporansäure mit antibiotischer Wirkung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Amino-cephalosporansäure, d.h. der Verbindung, deren Struktur normalerweise wie folgt angegeben wird:
EMI1.1
Die neuen Verbindungen entsprechen der Formel
EMI1.2
worin R1 eine Aralkylgruppe, z.B. eine Benzylgruppe oder substituierte Benzylgruppe, R2 eine Carbamoylgruppe, eine Carboxygruppe oder eine niedere Alkoxycar bonyl Gruppe; und x die Zahl 1 oder 2 bedeuten, wobei, wenn x = 2 ist, die beiden R.2-Gruppen in der Regel nicht gleich sein müssen.
Die Verbindungen der Formel II erwiesen sich nicht nur als widerstandsfähig gegen den Angriff von Penicillinase produzierenden Staphylococcen, sondern zeigen allgemein eine bessere Wirksamkeit gegen grampositive sowie gegen gramnegative Organismen als N-(7-Phenyl -acetamido-ceph-3-em-3-yl-methyl) - pyridinium - 4 - carboxylat
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dessen antibiotische Wirksamkeit gegen grampositive Organismen bekannt ist und das ausserdem gegen den Angriff von Penicillinase erzeugenden Bakterien widerstandsfähig ist.
Unter den Verbindungen der Formel II, bei denen R eine substituierte Benzylgruppe ist, erwiesen sich insbesondere diejenigen als interessant, bei welchen R1 die Gruppe
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ist, worin R3 eine Acylgruppe, z.B. eine niedere Alkanoyloder Benzoylgruppe oder ein Wasserstoffatom und X ein Sauerstoffatom oder eine Iminogruppe bedeuten.
Verbindungen dieses Typs weisen im allgemeinen günstige gramnegative Wirkungen auf.
Andere geeignete substituierte Benzylverbindungen sind solche bei denen R1 die Gruppe
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ist, worin R4 eine niedere Alkoxy-, niedere Alkylthio-, Acyl-, Carboxyniederalkyl-, Niederalkoxycarbonyloxy-, Nitro- oder niedere Alkylgruppe oder ein Halogenatom und R5 eine der für R4 genannten Gruppen oder ein Wasserstoffatom bedeuten.
Verbindungen, bei denen R2 eine Carbamoylgruppe in 3'- oder 4'-Stellung und x = 1 ist, sind von besonderem Interesse.
Die Ausdrücke niedere Alkyl- , niedere Alkanoyl- > y, niedere Alkoxygruppe usw., wie sie hier gebraucht werden, beziehen sich auf Gruppen mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 2 Kohlenstoffatomen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel
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worin R6 ein Wasserstoffatom oder die Gruppe Rl-CO- bedeuten, oder ein wasserlösliches Salz einer solchen, in einem stark polaren Medium mit einer nukleophilen Verbindung der Formel
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umsetzt und die erhaltene Verbindung, wenn R6 ein Wasserstoffatom ist, mit einer die Gruppe Rl-CO- abgebenden Verbindung acyliert.
Vorzugsweise setzt man eine Verbindung der Formel
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oder ein wasserlösliches Salz einer solchen, in einem stark polaren Medium mit einer nukleophilen Verbindung der obigen Formel IV um.
Als Salze von Verbindungen der Formel III sind beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze geeignet. Wasser ist im allgemeinen ein geeignetes polares Medium, doch kann in den Fällen, wo die nukleophile Verbindung in Wasser nicht gut löslich ist, ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel wie N,N-Dimethylformamid oder Aceton zugegeben werden, obschon dies zu einer Verminderung der Ausbeute führen kann.
Die Reaktionstemperatur beträgt zweckmässig mindestens 150C im allgemeinen jedoch weniger als 700C.
Die Reaktionsdauer hängt von der Reaktionstemperatur ab, kann jedoch durch einfache Vorversuche ermittelt werden.
Die Ausgangsstoffe werden vorteilhaft in einem Verhältnis von etwa 1 Moläquivalent der Verbindung der Formel III zu 1 bis 10 Moläquivalenten der nukleophilen Verbindung der Formel IV verwendet. Das pH der Lösung wird zweckmässig zwischen 5 und 8, vorzugsweise zwischen 6 und 7 gehalten. Nötigenfalls soll das pH der Lösung durch Zugabe eines Puffermittels, wie Ammoniumacetat, auf den gewünschten Wert eingestellt werden; falls ein Alkalimetallsalz der Verbindung der Formel III verwendet wird, kann zu diesem Zwecke beispielsweise Essigsäure zugegeben werden,
Das Umsetzungsprodukt kann dann aus dem Reaktionsgemisch, welches beispielsweise unveränderte Verbindungen der Formel III oder andere Stoffe enthalten kann, mittels konventioneller Verfahrensweisen, wie Kristallisation, Elektrophorese, Papierchromatographie oder Behandlung mit einem Ionenaustauscherharz, abgetrennt werden.
Zweckmässig geht man so vor, dass man einen Überschuss der Verbindung der Formel IV mit der Verbindung der Formel III in Wasser umsetzt, bis die optimale Ausbeute des gewünschten Produktes der Formel II erreicht ist. Der Überschuss an der Verbindung der Formel IV und ein Teil der nichtreagierten Verbindung III wird dann mit einem organischen Lösungsmittel, z.B. Methylenchlorid, extrahiert und die übrigbleibende Lösung zwecks Entfernung von freien Carboxylverbindungen, einschliesslich des Restes der nichtreagierten Verbindung der Formel III, durch ein Ionenaustauscherharz, z.B. in Acetatform, durchfliessen gelassen. Die erhaltene Lösung wird dann konzentriert, z.B. in einem rotierenden Eindampfer, und gefriergetrocknet. Der Rückstand kann dann aus einem geeigneten Lösungsmittel, z.B.
Methanol, kristallisiert oder durch Fällung gereinigt werden, beispielsweise aus einer methanolischen Lösung durch Zugabe von Aceton.
Wenn die nukleophile Verbindung der Formel IV eine Carboxylgruppe enthält, z.B. im Falle der Nicotinund der Isonicotinsäure, ist es zur Sicherstellung eines völligen Lösens und einer günstigen pH-Regulierung wünschenswert, dem Reaktionsmedium eine Base, z.B.
Ammoniumhydroxyd, zuzugeben. Im Falle von Ammoniumhydroxyd werden die Ammoniumionen nach dem Durchgang durch eine Anionenaustauschharz-Kolonne, z.B. von Dowex- 1 -Acetat, in der Form von Ammoniumacetat vorliegen, welches im folgenden das Produkt verunreinigen wird. Zur Befreiung von Ammoniumacetat kann das Produkt mit einem Kationaustauscherharz, z.B.
Dowex-50 in der H+-Form, behandelt werden. Daher können die Produkte, während sie an Anionaustauscherharzen nicht adsorbiert werden (es sei denn sie enthalten eine zusätzliche ionisierte Carboxylgruppe oder eine andere anionische Gruppe), bei niedrigen pH-Werten infolge der Protonisierung der Carboxylgruppe und ihrer Exi stenz als Kationen an Kafionaustauscherharzen adsorbiert werden. Beim nachfolgenden Behandeln des Harzes mit einer Base, z.B. Ammoniak, bei sorgfältiger pH-Regulie rung (pH 7) kehrt das Produkt in seine ursprüngliche zwitterionische Form zurück und wird aus dem Harz durch Ammoniumionen verdrängt.
Die Verbindungen der obigen Formel III können durch Umsetzung von 7-Amino-cephalosporansäure mit einem geeigneten Aralkanoylierungsmittel hergestellt werden. Zweckmässige Aralkanoylierungsmittel sind im allgemeinen Phenylacetylierungsmittel oder Analoge davon, wie sie für die Phenylacetylierung von Aminoamiden, z.B.
Peptiden, geeignet sind; dazu gehören besonders Phenylacetylhalogenide, insbesondere die Chloride oder Bromide, sowie gemischte Anhydride, beispielsweise die von einer Phenylessigsäure und einem Alkylhalogenformat abgeleiteten. Die Acylierung wird zweckmässig in einem wässrigen Medium durchgeführt, z.B. einem wässrigen mit Wasser mischbaren Keton, wie Aceton, oder wässrigem Tetrahydrofuran, vorzugsweise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, z.B. Natriumbicarbonat. Das pH wird während der Umsetzung vorzugsweise zwischen 5 und 7 gehalten werden; diese kann bei Temperaturen von 0 bis 250C durchgeführt werden. Die Acylierung kann auch in einem organischen Lösungsmittel, z.B. Äthylacetat durchgeführt werden, beispielsweise durch einfaches Erhitzen am Rückfluss.
Andererseits kann man die Verbindungen der Formel II so herstellen, dass man zuerst 7-Amino-cephalosporansäure mit der gewählten Verbindung der Formel IV zu einer Verbindung der Formel
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umsetzt und diese darauf mit einem geeigneten Phenylacetylierungsmittel acyliert. Diese Umsetzung kann im allgemeinen unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden, wie sie oben für die Durchführung der nukleophilen und der Acylierungs-Reaktionen in der bevorzugten Reihenfolge beschrieben sind.
Die Verbindung der Formel V kann aber auch aus einer Verbindung der Formel
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nach den für die Umwandlung von Cephalosporin-C in 7-Aminocephalosporansäure bekannten Verfahren hergestellt werden. Die Verbindung der Formel VI kann aus Cephalosporin-C durch Umsetzung mit nukleophilen Verbindungen der Formel IV nach Verfahren, die den oben für die Umsetzung von Verbindungen der Formel III mit Verbindungen der Formel IV beschriebenen analog sind, hergestellt werden.
Die Namengebung der hier offenbarten spezifischen quaternären Ammoniumverbindungen erfolgt unter Be zug auf die Substanz Cepham (vgl. J. Am. Chem. Soc. 84 (1962), 3400).
Eine Verbindung von besonderer Wichtigkeit ist N -(7- Phenyl - acetamido - ceph-3-em-3-yl - methyl)-3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat:
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Diese Verbindung zeigte in vivo ausgesprochene biologische Wirksamkeit gegen Staph. aureus, E. coli, B- protens und Salmonella sp. Ebenso wie sie gegen penicillinempfindliche Stämme von Staph. aureus wirksam war, war sie auch gegen penicillinresistente Stämme dieses Organismus wirksam. Sie erwies sich auch als sehr widerstandsfä hig gegen staphylococcische Penicillinase. Die Verbindung erhielt in vivo auch hohe Serumspiegel aufrecht. Zu den weiteren Vorteilen dieser Verbindung gehört die gegen über der Verbindung der Formel Ia grössere Stabilität in vivo.
Andere Verbindungen von besonderem Interesse sind diejenigen der Formel
Die Elektrophorese wurde an Whatman 3MM -Pa- pier bei einem Gradienten von 10-30 V/cm durchgeführt.
Als Pufferlösungen dienten: a) für pH 1,9: Essigsäure (84 Volumenteile), Ameisensäure (17 Volumenteile), Aceton (105 Volumenteile), Wasser (495 Volumenteile);
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worin R7 eine Aminogruppe, eine Hydroxygruppe, eine niedere Alkoxycarbonyloxygruppe, insbesondere eine Methoxycarbonyloxygruppe, oder eine niedere Alkanoyloxygruppe, insbesondere eine Acetoxygruppe bedeutet.
Die neuen Verbindungen können ganz analog wie andere Antibiotika, wie Penicillin und Neomycin, in eine zur Verabreichung in der Human- und Veterinärmedizin geeignete Form gebracht werden. Solche Präparate können nötigenfalls die üblichen Trägerstoffe und Grund- massen aufweisen.
Die Verbindungen können daher zu injizierbaren Zubereitungen verarbeitet werden, indem sie in einem geeigneten Medium, z.B. sterilem, pyrogenfreiem Wasser gelöst oder suspendiert werden, oder aber zu trockenen Präparaten, die zur Bereitung von injizierbaren Präparaten im Moment der Verabreichung geeignet sind. Die Verbindungen können auch mit zu diesem Zwecke geeigneten Grundmassen zu Zubereitungen für topische Anwendung, wie Lotionen, Salben, Cremen, verarbeitet werden oder in eine für orale Verabreichung geeignete Form, wie Tabletten, Kapseln oder Flüssigkeiten, gebracht werden.
Für die Veterinärmedizin können die Verbindungen in einer in der Veterinärmedizin üblichen Weise zu Präparaten verarbeitet werden, insbesondere zu injizierbaren Zeraten.
Im allgemeinen kann die in der Humanmedizin für Erwachsene verwendete Dosierung mindestens etwa 200 mg pro Dosis betragen.
Die neuen Verbindungen können kombiniert mit anderen antibakteriellen Antibiotika, insbesondere Penicillinen, wie Penicillin G und/oder Tetracyclinen verwendet werden.
In den folgenden Beispielen bezieht sich die Ultraviolettabsorption auf Lösungen in Wasser oder wässri gdn Phosphatpuffer bei pH 6,0.
Die Papierchromatographie in den Beispielen 1-4 wurde an mit 0,1 n Natriumacetat auf pH 5 gepuffertem Papier Whatman No 1 durchgeführt. Das Lösungsmittelsystem war Äthylacetat (8 Volumenteile), n-Butanol (1 Volumenteil), 0,1 n Natriumacetat (8 Volumenteile); es wurde mit absteigendem Lösungsmittel gearbeitet. In den anderen Beispielen wurde die Papierchromatographie ebenfalls an aWhatman No. 1 -Papier durchgeführt, das entweder, bei Verwendung eines Lösungsmittelsystems aus n-Butanol (4 Volumenteile), Wasser (5 Volumenteile), Äthanol (1 Volumenteil), auf pH 6, oder bei Verwendung von Äthylacetat auf pH 5 gepuffert war.
b) für pH 7: 0,05 n Dinatriumhydrogenphosphat, wobei das pH mittels Phosphorsäure eingestellt wurde.
Die Fraktionen wurden auf den Papierchromatogrammen und Elektrophoretogrammen bei der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht als dunkle Flecken festgestellt.
Beispiel I
N-(7-Phenyl-acetamido-ceph-3-em-3 -yl-inethyl)-3 - -carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat
7-Phenylacetamido-cephalosporansäure (5 g) wurde unter Rühren in Wasser (55 ml), das Nicotinamid (10,3 g, 6,6 Äquivalente) enthielt, gelöst. Die entstandene Lösung von pH 4,0 wurde unter Stickstoff 65 Stunden bei 350C stehengelassen und dann mit Methylenchlorid (4 X 20 ml) extrahiert, dabei wurde etwas 7-Phenylacetamido-cephalosporansäure nicht aber Nicotinamid entfernt. Die wässrige Lösung wurde dann durch eine Kolonne von Dowex-1 -Ionenaustauscherharz im Acetatcyclus geschickt, und die das Nicotinamid-Derivat enthaltenden Eluate (polarimetrisch bestimmt) wurden vereinigt und gefriergetrocknet.
Der gefriergetrocknete Feststoff wurde zuerst mit Aceton (4 X 100 ml) gerührt bis das Nicotinamid gelöst war und der Rückstand dann mit Methanol (ca. 20 ml) gerührt, wobei ein Teil aufgelöst und von einem unlöslichen gummigen Feststoff getrennt wurde.
Beim Zugeben dieser methanolischen Lösung zu einem grossen Volumen Aceton (ca. 500 ml) fiel das Nicotinamid-Derivat (494,5 mg) aus.
h 262 mlu (E :sm 236).
Beim Verreiben mit Wasser wurde der gummige Feststoff in einen weisslichen Feststoff übergeführt, der sich als das gewünschte Nicotinamid-Derivat (307,2 mg) erwies. Es wies folgende Eigenschaften auf: l max.
261 mp (E 1iem 293), [OC]D25 + 1570 (c = 0,57), RPAC.4/ Pyridin 1,0. C23H20N4O5S 2H2O;
Ber. C 54,1 H 4,95 N 11,5 S 6,6
Gef.: C 53,9 H 4,8 N 11,5 S 6,7
Beim Gefriertrocknen lieferte das Filtrat mehr von dem gewünschten Derivat (268,7 mg), X max.
261nq (E :m 266).
Beispiel 2
N-(7-Phenyl-acetamiolo-ceph-3-em-e-yl-rnethyi)-3' -carboxy-pyridinium-4-carboxylat
7,5 n Ammoniumhydroxyd wurde zu einer gerührten Suspension von Nicotinsäure (3,46 g, ca. 2,5 Äquivalente) in Wasser (40 ml) zugegeben bis die Säure unter Bildung einer Lösung von pH 6,2 gelöst war. 7-Phenylacetamido -cephalosporansäure (5 g) wurde zugegeben und das pH des Gemisches durch weitere Zugabe von 7,5 n Ammoniumhydroxyd von 4,9 auf 6,35 eingestellt. Die Lösung wurde unter Stickstoff während 64 Stunden bei 370C stehengelassen und dann mit Methylenchlorid (100 ml) extrahiert. Die wässrige Phase wurde in einem rotierenden Verdampfer bei 400C auf etwa 24 ml konzentriert u. dann absteigend durch eine Kolonne von Dowex- 1 (25 cm X 2,5 cm) in Acetatcyclus geschickt.
Die - wie polarimetrisch festgestellt - das gewünschte Derivat enthaltenden Eluate wurden vereinigt und gefriergetrocknet. Der Feststoff wurde nochmals in Wasser (ca. 10 ml) gelöst und diese Lösung mit Dowex-50 im Wasserstoffcyclus beim pH 3,2 gerührt. Es wurde mehr Harz bis zu einem pH
1,85 zugegeben, dann wurde das Gemisch filtriert und das Harz mit Wasser gewaschen. Das Harz wurde dann in Wasser suspendiert und magnetisch gerührt, währenddem das pH durch Zugabe von 7,5 n Ammoniumhydroxyd von 2,4 auf 7,1 eingestellt wurde. Nach Entfernung des Harzes durch Filtration wurde das Filtrat gefriergetrocknet, wobei das gemischte Nicotinsäure-Derivat erhalten wurde (0,616 g, 9,5%); # max. 260 m,ll (E 1 m 255). Dieses Material wurde mit trockenem Aceton (50 ml) gerührt, abfiltriert und getrocknet (553 mg).
Es wies danach folgende Eigenschaften auf: γ max. 261 m! (E1% 1 cm 258), [a] + 160 (c = 1,0 in 40%igem Dimethyl-formamid), RpA,,,,,,.,ai,,O.O; C22H21N3O6S 4H2O;
Ber.: C 50,0 H 5,5 N 8,0 S 6,1
Gef.: C 50,1 H 5,2 N 9,5 S 7,2
In derselben Weise wurde N-(7-Phenyl-acetamido -ceph-3-em-3 -yl-methyl)-4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat aus 7-Phenylacetamido-cephalosporansäure und Isonicotinamid (Beispiel 3) und N-(7-Phenyl-acetamido -ceph-3-em-3-yl-methyl) - 4'-carboxy-pyridinium - 4 - carboxylat aus 7-Phenyl-acetamido-cephalosporansäure und Isonicotinsäure (Beispiel 4) hergestellt. Folgende Resultate wurden erhalten: Bei- Ausbeute spiel Base % # max.
E 1% 1 cm [α]D Nr. (letzte m
Stufe) 3 Isonico- 10 261 288 f300 *) tinamid 4 Isonico- 9 260-261 258 + 15 **) tinsäure *) 50 %iges wässriges Dioxan **) 40%iges wässriges Dimethylformamid
Beispiel 3 N-(7-Phenyl-acetamido-ceph-3-em -3-yl-methyl)-4' - -carbamoylpyridinium-4-carboxylat (Isonicotinamid-Derivat) G2H20N4OsS H2O:
Ber.: C 56,2 H 4,7 N 11,9 S 6,8
Gef.: C 56,7 H 5,0 N 12,0 S 5,5 Andere Probe: C22H20N4O5S . 2H2O:
Ber.: C 54,1 H 5,0 N 11,5 S 6,6
Gef.: C 54,6 H 5,0 N 11,7 S 7,0
Beispiel 4
N-(7-Phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl-methyl)-4'- -carboxy-pyridinium-4-carboxylat.
(Isonicotinsäure-Derivat) C3'2H21N3O,S 4H2O:
Ber.: C 50,0 H 5,5 N 8,0 S 6,1
Gef.: C 49,6 H 5,2 N 9,5 S 7,5
Beispiel 5 N-[7-(p-Hydroxyphenyl-acetamido)-3-em-3-yl-methyl]-4'- -ca moyl - pyrid inium -4-carboxylat (a) p-Hydroxy-phenylessigsäure wurde über ihren Methylester in 78%iger Ausbeute in ihren Tetrahydropyranyl-äther (Smp. 98-100 C) umgewandelt. Dieser Äther (3,56 g) wurde in Dioxan (230 ml) und Triäthylamin (2,04 ml) gelöst; zur gut gekühlten Lösung wurde Äthylchloroformat (1,40 ml) zugegeben. Nach 30 Minuten wurde eine Lösung von 7-Amino-cephalosporansäure (4,1 g) in Wasser (16 ml) und Triäthylamin (2,04 ml) im Verlauf von 10 Minuten zugegeben, und der Lösung wurde erlaubt, sich im Verlaufe von 2 Stunden auf Umgebungstemperatur zu erwärmen.
Danach wurde Wasser (800 ml) zugegeben und die Suspension mit Diäthyläther (2 X 100 ml) gewaschen, wobei eine klare Lösung erhalten wurde, die auf ein pH 2,5 eingestellt und mit Äthylacetat (3 X 200 ml) extrahiert wurde. Der gesammelte organische Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und bis zu einem Rückstand von etwa 50 ml destilliert; beim Verdünnen mit Petroläther (500 ml) erhielt man rohen 7-(p-Hydroxy-phenyl-acetamido)-cephalospo ransäure-tetrahydropyranyläther (3,77 g).
Das rohe ölige Derivat (3,63 g) wurde in Äthanol (40 ml), Wasser (30 ml) und Salzsäure (0,70 ml) gelöst und bei Umgebungstemperatur 3 Stunden stehengelassen. Das Äthanol wurde unter vermindertem Druck bei 250C entfernt, die Suspension mit Wasser (50 ml) verdünnt, und das Produkt mit Äthylacetat (3 X 50 ml) extrahiert. Nach Entfernen des Lösungsmittels blieb 7-(p-Hydroxyphenyl -acetamido)-cephalosporansäure (2,06 g, 35%) als farbloses, hygroskopisches Glas mit folgenden Eigenschaften zurück: # 227 m max. E 1% 1cm = 268 )i262mFmax. E leém = 176 # 269 m max.
E Vc%i = 174 (methanolische Lösung 0,005%)
Rf (Butanol-System) = 0,55 (b) 7-(p-Hydroxyphenyl - acetamido) - cephalosporansäure (150 g), Isonicotinamid (0,9 g) und Wasser (10 ml) wurde zuasmmen während 16 Stunden bei 500C reagieren gelassen; die entstandene Suspension wurde mit Wasser (30 ml) verdünnt und mit Dichlormethan (40 ml) gewaschen. Die wässrige Lösung wurde absteigend durch eine Kolonne von Ionenaustauscherharz ( Dowex- 1 , Acetatcyclus) durchgeschickt und die Kolonne mit Wasser gewaschen. 200 ml des Eluates wurden gesammelt und bei 250C unter vermindertem Druck bis auf einen Rückstand von etwa 5 ml destilliert.
Beim Verdünnen mit Aceton (400 ml) erhielt man N-[7-(p-Hydroxyphenyl- -acetamido)-ceph-3 -em-3 -yl-methyl]-4'-carbamoyl-pyridi- nium-4-carboxylat (0,21 g, 12,1%) als sehr fein verteilten weissen Feststoff.
1260mzmax. 260 mii max. E E 1% 1cm = 228 # 266 m max. E reom = 285 (Wasser 0,0025 o)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00.
Beispiel 6 N-[7-(p-Methoxycarbonyl-oxyphenyl-acetamido)-ceph-3- -ein -3- yl-rnetlyl] -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat (a) p-Methoxycarbonyl-oxyphenyl-essigsäure wurde hergestellt nach 1. N. Gorgacheva u. a., Zhur. Obshchei.
Khim, 27 (1957), 2276-2282, und durch Erhitzen mit Thionylchlorid am Rückfluss in ihr Säurechlorid übergeführt. Das Säurechlorid (5,85 g) wurde mit 7-Aminocephalosporansäure (6.0 g) in wässrigem Aceton in Gegenwart eines Überschusses an Natriumbicarbonat zur 7 -(p-Methoxycarbonyloxyphenylacetamido) - cephalospo ransäure (10,0 g, 98%) kondensiert.
# 263 m max. E 1 e m = 182 (Methanol 0,004%)
Rf (Butanol-System) = 0,81 (b) 7- (p - Methoxycarbonyl - oxyphenyl - acetamido) cephalosporansäure (4,64 g) wurde in Wasser (70 ml) und Isonicotinamid (2,42 g) bei 500C gelöst und die Lösung 20 Stunden bei 500C reagieren gelassen.
Das entstandene Gemisch wurde mit Dichlormethan (2 X 50 ml) gewaschen und die wässrigen Flüssigkeiten absteigend durch eine Kolonne von Ionenaustauscherharz ( Dowex-1 , Acetatcyclus) durchgeschickt: das Eluat und die Waschwässer wurden unter vermindertem Druck bis zu einen Rückstand von etwa 5 ml destilliert und mit Aceton auf 500 ml verdünnt; wobei N-[7-(p-Methoxycarbonyloxyphenylacetamido)-ceph-3-em-3-yl-methyl]-4' - carbamoyl -pyridinium-4-carboxylat (1,588 g, 30.2%) erhalten wurde.
# 264 m max. E1% 1 cm = 229 (wässrige Lösung 0.003%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 7 N- p-(p-A cetoxyphenyl-acetamido)-ceph-3-em-3-yl methyl]-4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat (a) p-Acetoxyphenyl-essigsäure (4,0 g) wurde mit Thionylchlorid in ihr Säurechlorid übergeführt und mit 7-Amino-cephalosporansäure (5,0 g) in wässrigem Aceton in Gegenwart eines Überschusses an Natriumbicarbonat umgesetzt. Es wurde 7-(p-Acetoxyphenylacetamido -cephalosporansäure (7,0 g, 84,5%) als ein weisser kri stalliner Feststoff erhalten.
# 260 m max. E 1% 1cm = 190 (Natriumsalz in Wasser 0,003%)
Rf (Butanol-System) = 0,63 (b) 7- (p - Acetoxyphenyl-acetamido) - cephalosporansäure (3,0 g) wurde mit Isonicotinamid (1,64 g) wie in Beispiel 5 zum N-[7-(p-Acetoxyphenyl-acetamido)-ceph -3-em-3-yl-methyl]-4'-carbamoyl-pyridinium -4- carboxy- lat (0,60 g, 17,5%) umgesetzt.
h # 263 m max. E reom = 233 (wässrige Lösung 0,0025%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 8 N- C7-(p-Nitrophenyl-aceramido) -ceph3 -em-e-yl-methyl]- -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat (a) p-Nitrophenyl-acetylchlorid wurde aus p-Nitrophenyl-essigsäure (6,0 g) hergestellt und damit 7-Amino -cephalosporansäure (7,5 g) in 7-(p-Nitrophenylacetamido-cephalosporansäure (10,3 g 85%) übergeführt.
(b) 7-(p-Nitrophenyl- acetamido) - cephalosporansäure (6,6 g) wurde mit Isonicotinamid (3,36 g) wie in Beispiel 5 zum Isonicotinamid-Derivat (0,80 g, 10.6%) umgesetzt.
# 265 mumax. E 1cçl" = 385 # 268 m max. E 1% 1cm = 389 (Wasser 0,0025%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 9
N-[7-(p-Aminophenyl-acetamido)-ceph-3-em-3-yl- -methyl]-4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat (a) 7-(p- Nitrophenyl - acetamido)-cephalosporansäure wurde, wie nachstehend unter (b) beschrieben, zur 7-(p - Aminophenylacetamido) - cephalosporansäure reduziert, deren Eigenschaften festgestellt und mit denen der Verbindung unter (b) verglichen wurden.
(b) N-[7-(p-Nitrophenyl-acetamido)-ceph-3 - em - 3-yl -methyll-4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat (0,640 g) wurde in warmem Wasser (80 ml) aufgelöst. Die Lösung wurde gekühlt und in eine Druckflasche eingeführt; Palladium auf Kohle (5%, 0,640 g) wurde zugegeben und die Suspension während 4% Stunden unter Wasserstoff bei 4,2 at geschüttelt. Der Katalysator wurde durch Filtration entfemt und die wässrige Lösung gefriergetrocknet, wobei N - [7 -(p - Aminophenyl - acetamido)-ceph - 3-em-3-yl-me thyfl -4' - carbamoyl - pyridinium-4-carboxylat (0,200 g, 26,6%) erhalten wurde.
B242 mFmax. E 1stem = 242 # 263 m Inflexion E rcom = 224 (wässrige Lösung 0,002%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 10
N-(7-Phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl-methyl)-4' -methoxy-carbonyl-pyridinium-4-carboxylat 7-Phenyl-acetamido-cephalosporansäure (3,3 g), Me thylisonicotinat (2,3 g) und Wasser (30 ml) wurden gut gemischt und während 16 Stunden auf 500C gehalten; da nach wurde das Reaktionsgemisch gekühlt und auf 50 ml verdünnt. Die Suspension wurde mit Methylenchlorid (3 x 20 ml) extrahiert, die wässrige Phase von einem gummigen Niederschlag getrennt und auf eine kleine Kolonne von Dowex-1 -Ionenaustauscherharz im Acetatcyclus gegossen.
Die Kolonne wurde mit Wasser gewaschen und 200 ml Eluat gesammelt, unter vermindertem Druck auf 3 ml eingekocht und in Aceton (300 ml) gegossen. Der feinverteilte Niederschlag wurde gesammelt mit Aceton und Diäthyläther gewaschen und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute: 0,136 g (3,4%) # 263 m max. E 1% 1 cm = 250 (wässrige Lösung 0,002%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 11 N-[7-(p-Nitrophenyl-acetamido)-ceph-3- em-3 -yl-methyl]- -3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat
7-(p-Nitrophenyl-acetamido)-cephalosporansäure (20,0 g) wurde zu einer Lösung von Nicotinamid (11,2) in Wasser (200 ml) zugegeben und die Suspension während 18 Stunden auf 500C gehalten. Nach dem Abkühlen wurde die Suspension mit Methylenchlorid (2 X 100 ml) gewaschen; von einem gummigen Niederschlag getrennt und auf eine Kolonne von Dowex- 1 -Ionenaustauscherharz im Acetatcyclus gegossen.
Die Kolonne wurde mit Wasser gewaschen, die vereinigten Eluate unter vermindertem Druck auf 5 ml eingedampft und in Äthanol (400 ml) gegossen. Der Niederschlag wurde gesammelt, mit Aceton und Diäthyläther gewaschen und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute: 1,45 g (6.35%) X266 mii max. E 1% 1 cm = 368 (wässrige Lösung 0,002%) Rf (Äthylacetat-System) = 0,()0
Beispiel 12
N-[7-(p-Aml'nophenyl-acetamido)-ceph-3-em-e-yl- -methyl]-3 ' -carbamoyl - pyrid inium-4-carboxylat
N-[7-(p-Nitrophenyl-acetamido)-ceph -3 - em-3-yl-me- thyl]-3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat (1,32 g) wurde in Wasser (40 ml) gelöst und Palladium auf Kohle (5,0% Pd, 1,32 g) zugegeben. Die Suspension wurde unter Wasserstoff bei 4,2 at während 4 Stunden geschüttelt, der Katalysator durch Filtration entfernt und das Filtrat unter vermindertem Druck auf 5 ml konzentriert.
Zugabe zu Aceton (400 ml) ergab einen weissen Niederschlag, welcher gesammelt, mit Aceton und Diäthyläther gewaschen und im Exsikkator getrocknet wurde:
Ausbeute: 0,450 g (36,3%)
1242mFmax. 242 mii max. E 1% 1cm = 270 l 258 m Inflexion E 117e = 246 (Wasser 0,002%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 13
N-[7-(p-Hydroxyphenyl-acetamido)-ceph-3-em-3-yl- -merhyl]-3-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat
7-(p- Hydroxyphenyl-acetamido) - cephalosporansäure (6,5 g) wurde mit Nicotinamid (3,87 g) in Wasser (40 ml) bei 500C während 17 Stunden reagieren gelassen. Nach dem Abkühlen wurde die Suspension mit Methylenchlorid (2 X 30 ml) extrahiert und auf eine Kolonne von aDowex-l > )-Ionenaustauscherharz in Acetatcyclus gegossen.
Die Kolonne wurde mit Wasser gewaschen, das Eluat unter vermindertem Druck auf 5 ml eingekocht, Methanol (5 ml) zugegeben und die Lösung in Aceton (500 ml) gegossen; der weisse Niederschlag wurde gesammelt, gut mit Aceton und Diäthyläther gewaschen und im Exsikkator getrocknet.
Ausbeute: 2,0 g (26,7%) X264miimax. E 1% 1 cm = 190 (Wasser 0,002%)
Rf (Äthylacetat-System) = 0,00
Beispiel 14
N-[7-(p-Acetoxyphenyl-acetamido)-ceph-3-em-3-yl- -methyl]-3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylat
Diese Verbindung wurde in genau gleicher Weise wie in Beispiel 13 beschrieben hergestellt.
Ausbeute: 1,56 g (34,3 O) B264m,amax. E rcom = 219 (0,002% in 50%igem wässrigen Methanol)
Rf (Athylacetat-System) = 0,00
Die biologischen Eigenschaften der nach den obigen Beispielen hergestellen Verbindungen sind in der folgenden Tabelle dargestellt. Die Staph. aureus-Stämme A und C waren penicillinresistent während der Stamm B penicillinempfindlich war.
Schutz der Maus
Verdünnungsversuch im Rohr (γ/ml) (EDsolmg/kg/DOSiS
Grampositiv Gramnegativ Subkutane Verabreichung Beispiel Staph. Staph. Staph. S typhi- Pr. S.
Nr. aureus aureus aureus E. coli E. coli Pr. 5. aureus
Stamm A Stamm B Stamm C murium vulgans Stamm B
1 1,25 0,08 31 31 31 2,5 10
2 2,5 0,3 62,5 8 31 6,25 50
3 0,62 0,16 62 62 250 1,5 25
4 2,5 0,16 31 8 16 3 40
5 (b) - 0,16 8 16 16 31 2,5 10
6 (b) 0,3 8 31 62 62 3 35
7 (b) 0,6 0,6 2 31 8 31 10 35
8 (b) 0,6 0,02 4 125 125 250
9 (b) 0,3 8 16 16 62 3 12,5 10 0,16 0,16 6,25 31 4 - < 1,5 15 11 1,25 0,04 0,5 31 - 250 3 > 50 12 0,6 0,3 4 16 - 31 < 1,5 20 13 1,25 0,3 1,0 31 - 31 3 35 14 1,25 0,15 1,0 16 - 31 1,5 20
Process for the preparation of new derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid with antibiotic action
The invention relates to a process for the preparation of new derivatives of 7-amino-cephalosporanic acid, i. the compound, the structure of which is usually indicated as follows:
EMI1.1
The new compounds correspond to the formula
EMI1.2
wherein R1 is an aralkyl group, e.g. a benzyl group or substituted benzyl group, R2 is a carbamoyl group, a carboxy group or a lower alkoxycarbonyl group; and x denotes the number 1 or 2, where, when x = 2, the two R.2 groups do not generally have to be the same.
The compounds of the formula II were found not only to be resistant to attack by penicillinase-producing staphylococci, but also generally show a better activity against gram-positive and against gram-negative organisms than N- (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl methyl) pyridinium 4 carboxylate
EMI1.3
whose antibiotic activity against gram-positive organisms is known and which is also resistant to attack by bacteria that produce penicillinase.
Among the compounds of the formula II in which R is a substituted benzyl group, those in which R1 is the group have proven to be particularly interesting
EMI1.4
where R3 is an acyl group, e.g. represents a lower alkanoyl or benzoyl group or a hydrogen atom and X represents an oxygen atom or an imino group.
Compounds of this type generally have beneficial gram negative effects.
Other suitable substituted benzyl compounds are those in which R1 is the group
EMI2.1
where R4 is a lower alkoxy, lower alkylthio, acyl, carboxy-lower alkyl, lower alkoxycarbonyloxy, nitro or lower alkyl group or a halogen atom and R5 is one of the groups mentioned for R4 or a hydrogen atom.
Compounds in which R2 is a carbamoyl group in the 3 'or 4' position and x = 1 are of particular interest.
The terms lower alkyl, lower alkanoyl-> y, lower alkoxy group, etc., as used herein, refer to groups having 1 to 6, preferably 1 to 2, carbon atoms.
The inventive method is characterized in that a compound of the formula
EMI2.2
wherein R6 is a hydrogen atom or the group Rl-CO-, or a water-soluble salt of such, in a strongly polar medium with a nucleophilic compound of the formula
EMI2.3
reacted and the compound obtained, if R6 is a hydrogen atom, acylated with a compound donating the Rl-CO- group.
A compound of the formula is preferably used
EMI2.4
or a water-soluble salt of such, in a strongly polar medium, with a nucleophilic compound of the above formula IV.
Sodium, potassium or ammonium salts, for example, are suitable as salts of compounds of the formula III. Water is generally a suitable polar medium, but in cases where the nucleophilic compound is not readily soluble in water, a water-miscible organic solvent such as N, N-dimethylformamide or acetone can be added, although to reduce the yield can lead.
The reaction temperature is expediently at least 150 ° C., but generally less than 70 ° C.
The reaction time depends on the reaction temperature, but can be determined by simple preliminary experiments.
The starting materials are advantageously used in a ratio of about 1 molar equivalent of the compound of the formula III to 1 to 10 molar equivalents of the nucleophilic compound of the formula IV. The pH of the solution is expediently kept between 5 and 8, preferably between 6 and 7. If necessary, the pH of the solution should be adjusted to the desired value by adding a buffering agent such as ammonium acetate; if an alkali metal salt of the compound of the formula III is used, acetic acid, for example, can be added for this purpose,
The reaction product can then be separated from the reaction mixture, which can contain, for example, unchanged compounds of the formula III or other substances, by means of conventional procedures, such as crystallization, electrophoresis, paper chromatography or treatment with an ion exchange resin.
It is expedient to proceed in such a way that an excess of the compound of the formula IV is reacted with the compound of the formula III in water until the optimum yield of the desired product of the formula II is achieved. The excess of the compound of formula IV and part of the unreacted compound III is then dissolved with an organic solvent, e.g. Methylene chloride, and the remaining solution, for the purpose of removing free carboxyl compounds, including the remainder of the unreacted compound of formula III, by means of an ion exchange resin, e.g. in acetate form, allowed to flow through. The resulting solution is then concentrated, e.g. in a rotating evaporator, and freeze-dried. The residue can then be extracted from a suitable solvent, e.g.
Methanol, crystallized or purified by precipitation, for example from a methanolic solution by adding acetone.
When the nucleophilic compound of formula IV contains a carboxyl group, e.g. in the case of nicotinic and isonicotinic acids, to ensure complete dissolution and favorable pH regulation, it is desirable to add a base, e.g.
Ammonium hydroxide, add. In the case of ammonium hydroxide, the ammonium ions are released after passage through an anion exchange resin column, e.g. of Dowex-1 acetate, in the form of ammonium acetate which will subsequently contaminate the product. To remove ammonium acetate, the product can be coated with a cation exchange resin, e.g.
Dowex-50 in the H + form. Therefore, while the products are not adsorbed on anion exchange resins (unless they contain an additional ionized carboxyl group or other anionic group), at low pH values due to the protonization of the carboxyl group and its existence as cations on cafion exchange resins. Subsequently treating the resin with a base, e.g. Ammonia, with careful pH regulation (pH 7), the product returns to its original zwitterionic form and is displaced from the resin by ammonium ions.
The compounds of the above formula III can be prepared by reacting 7-amino-cephalosporanic acid with a suitable aralkanoylating agent. Useful aralkanoylating agents are generally phenylacetylating agents or analogs thereof as used for the phenylacetylation of aminoamides, e.g.
Peptides are suitable; these include, in particular, phenylacetyl halides, especially the chlorides or bromides, and mixed anhydrides, for example those derived from a phenylacetic acid and an alkyl halogen format. The acylation is conveniently carried out in an aqueous medium, e.g. an aqueous water-miscible ketone such as acetone or aqueous tetrahydrofuran, preferably in the presence of an acid-binding agent, e.g. Sodium bicarbonate. The pH will preferably be kept between 5 and 7 during the reaction; this can be carried out at temperatures from 0 to 250C. The acylation can also be carried out in an organic solvent, e.g. Ethyl acetate can be carried out, for example, by simply heating to reflux.
On the other hand, the compounds of the formula II can be prepared by first converting 7-aminocephalosporanic acid with the selected compound of the formula IV to give a compound of the formula
EMI3.1
reacted and then acylated with a suitable phenylacetylating agent. This reaction can generally be carried out under the same conditions as described above for carrying out the nucleophilic and acylation reactions in the preferred order.
The compound of the formula V can also consist of a compound of the formula
EMI3.2
by the processes known for the conversion of cephalosporin-C to 7-aminocephalosporanic acid. The compound of the formula VI can be prepared from cephalosporin-C by reaction with nucleophilic compounds of the formula IV using processes analogous to those described above for the reaction of compounds of the formula III with compounds of the formula IV.
The specific quaternary ammonium compounds disclosed here are named with reference to the substance cepham (cf. J. Am. Chem. Soc. 84 (1962), 3400).
A compound of particular importance is N - (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl-methyl) -3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate:
EMI3.3
This compound showed marked biological activity against Staph in vivo. aureus, E. coli, B-protens and Salmonella sp. As well as against penicillin-sensitive strains of Staph. aureus was effective, it was also effective against penicillin-resistant strains of this organism. It was also found to be very resistant to staphylococcal penicillinase. The compound also maintained high serum levels in vivo. The further advantages of this compound include the greater stability in vivo compared to the compound of the formula Ia.
Other compounds of particular interest are those of the formula
The electrophoresis was carried out on Whatman 3MM paper with a gradient of 10-30 V / cm.
The buffer solutions used were: a) for pH 1.9: acetic acid (84 parts by volume), formic acid (17 parts by volume), acetone (105 parts by volume), water (495 parts by volume);
EMI4.1
wherein R7 denotes an amino group, a hydroxyl group, a lower alkoxycarbonyloxy group, especially a methoxycarbonyloxy group, or a lower alkanoyloxy group, especially an acetoxy group.
The new compounds can be brought into a form suitable for administration in human and veterinary medicine, quite analogously to other antibiotics, such as penicillin and neomycin. Such preparations can, if necessary, have the usual carriers and base materials.
The compounds can therefore be made up into injectable preparations by placing them in a suitable medium, e.g. sterile, pyrogen-free water are dissolved or suspended, or to dry preparations that are suitable for the preparation of injectable preparations at the moment of administration. The compounds can also be processed into preparations for topical use, such as lotions, ointments, creams, with base materials suitable for this purpose, or brought into a form suitable for oral administration, such as tablets, capsules or liquids.
For veterinary medicine, the compounds can be processed into preparations in a manner customary in veterinary medicine, in particular into injectable cereals.
In general, the dosage used in human medicine for adults can be at least about 200 mg per dose.
The new compounds can be used in combination with other antibacterial antibiotics, in particular penicillins such as penicillin G and / or tetracyclines.
In the following examples, the ultraviolet absorption refers to solutions in water or aqueous phosphate buffer at pH 6.0.
The paper chromatography in Examples 1-4 was carried out on Whatman No. 1 paper buffered with 0.1 N sodium acetate to pH 5. The solvent system was ethyl acetate (8 parts by volume), n-butanol (1 part by volume), 0.1N sodium acetate (8 parts by volume); descending solvents were used. In the other examples, paper chromatography was also carried out on aWhatman No. 1 paper, which was either buffered to pH 6 when using a solvent system of n-butanol (4 parts by volume), water (5 parts by volume), ethanol (1 part by volume), or to pH 5 when using ethyl acetate.
b) for pH 7: 0.05 N disodium hydrogen phosphate, the pH being adjusted using phosphoric acid.
The fractions were recognized as dark spots on the paper chromatograms and electrophoretograms when irradiated with ultraviolet light.
Example I.
N- (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl-ynethyl) -3 - -carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate
7-Phenylacetamido-cephalosporanic acid (5 g) was dissolved in water (55 ml) containing nicotinamide (10.3 g, 6.6 equivalents) with stirring. The resulting solution of pH 4.0 was left to stand under nitrogen at 350 ° C. for 65 hours and then extracted with methylene chloride (4 × 20 ml), some 7-phenylacetamido-cephalosporanic acid but not nicotinamide being removed. The aqueous solution was then passed through a column of Dowex-1 ion exchange resin in the acetate cycle, and the eluates containing the nicotinamide derivative (determined polarimetrically) were combined and freeze-dried.
The freeze-dried solid was first stirred with acetone (4 X 100 ml) until the nicotinamide was dissolved and the residue then stirred with methanol (ca. 20 ml), some of which was dissolved and separated from an insoluble gummy solid.
When this methanolic solution was added to a large volume of acetone (approx. 500 ml), the nicotinamide derivative (494.5 mg) precipitated.
h 262 mlu (E: sm 236).
Upon trituration with water, the gummy solid converted to an off-white solid which was found to be the desired nicotinamide derivative (307.2 mg). It had the following properties: l max.
261 mp (E 1iem 293), [OC] D25 + 1570 (c = 0.57), RPAC.4 / pyridine 1.0. C23H20N4O5S 2H2O;
Ber. C 54.1 H 4.95 N 11.5 S 6.6
Found: C 53.9 H 4.8 N 11.5 S 6.7
On freeze drying, the filtrate provided more of the desired derivative (268.7 mg), X max.
261nq (E: m 266).
Example 2
N- (7-Phenyl-acetamiolo-ceph-3-em-e-yl-rnethyi) -3 '-carboxy-pyridinium-4-carboxylate
7.5 N ammonium hydroxide was added to a stirred suspension of nicotinic acid (3.46 g, about 2.5 equivalents) in water (40 ml) until the acid dissolved to form a solution of pH 6.2. 7-Phenylacetamido-cephalosporanic acid (5 g) was added and the pH of the mixture was adjusted from 4.9 to 6.35 by further addition of 7.5 N ammonium hydroxide. The solution was left to stand under nitrogen for 64 hours at 37 ° C. and then extracted with methylene chloride (100 ml). The aqueous phase was concentrated to about 24 ml in a rotary evaporator at 40 ° C and the like. then sent descending through a column of Dowex-1 (25 cm X 2.5 cm) in acetate cycle.
The eluates containing the desired derivative - as determined by polarimetry - were combined and freeze-dried. The solid was again dissolved in water (approx. 10 ml) and this solution was stirred with Dowex-50 in a hydrogen cycle at pH 3.2. More resin became up to pH
1.85 was added, then the mixture was filtered and the resin washed with water. The resin was then suspended in water and stirred magnetically while the pH was adjusted from 2.4 to 7.1 by the addition of 7.5N ammonium hydroxide. After removing the resin by filtration, the filtrate was freeze-dried to give the mixed nicotinic acid derivative (0.616 g, 9.5%); # Max. 260 m, ll (E 1 m 255). This material was stirred with dry acetone (50 ml), filtered off and dried (553 mg).
It then had the following properties:? Max. 261 m! (E1% 1 cm 258), [a] + 160 (c = 1.0 in 40% dimethylformamide), RpA ,,,,,,., Ai ,, O.O; C22H21N3O6S 4H2O;
Calc .: C 50.0 H 5.5 N 8.0 S 6.1
Found: C 50.1 H 5.2 N 9.5 S 7.2
In the same way, N- (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em-3 -yl-methyl) -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate was prepared from 7-phenylacetamido-cephalosporanic acid and isonicotinamide (Example 3) and N - (7-Phenyl-acetamido -ceph-3-em-3-yl-methyl) - 4'-carboxy-pyridinium-4-carboxylate from 7-phenyl-acetamido-cephalosporanic acid and isonicotinic acid (Example 4). The following results were obtained: Example Yield game Base% # max.
E 1% 1 cm [α] D No. (last m
Stage) 3 Isonico- 10 261 288 f300 *) tinamide 4 Isonico- 9 260-261 258 + 15 **) tinic acid *) 50% aqueous dioxane **) 40% aqueous dimethylformamide
Example 3 N- (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em -3-yl-methyl) -4 '- -carbamoylpyridinium-4-carboxylate (isonicotinamide derivative) G2H20N4OsS H2O:
Calc .: C 56.2 H 4.7 N 11.9 S 6.8
Found: C 56.7 H 5.0 N 12.0 S 5.5 Other sample: C22H20N4O5S. 2H2O:
Calc .: C 54.1 H 5.0 N 11.5 S 6.6
Found: C 54.6 H 5.0 N 11.7 S 7.0
Example 4
N- (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl-methyl) -4'-carboxy-pyridinium-4-carboxylate.
(Isonicotinic acid derivative) C3'2H21N3O, S 4H2O:
Calc .: C 50.0 H 5.5 N 8.0 S 6.1
Found: C 49.6 H 5.2 N 9.5 S 7.5
Example 5 N- [7- (p-Hydroxyphenyl-acetamido) -3-em-3-yl-methyl] -4'- -ca moyl - pyridium -4-carboxylate (a) p-Hydroxyphenylacetic acid was about your Methyl ester converted into its tetrahydropyranyl ether (melting point 98-100 ° C.) in 78% yield. This ether (3.56 g) was dissolved in dioxane (230 ml) and triethylamine (2.04 ml); Ethyl chloroformate (1.40 ml) was added to the well-cooled solution. After 30 minutes, a solution of 7-aminocephalosporanic acid (4.1 g) in water (16 ml) and triethylamine (2.04 ml) was added over 10 minutes and the solution was allowed to settle over 2 Hours to warm to ambient temperature.
Water (800 ml) was then added and the suspension was washed with diethyl ether (2 × 100 ml) to give a clear solution which was adjusted to pH 2.5 and extracted with ethyl acetate (3 × 200 ml). The collected organic extract was washed with water, dried and distilled to a residue of about 50 ml; on dilution with petroleum ether (500 ml), crude 7- (p-hydroxy-phenyl-acetamido) -cephalospo ransäure-tetrahydropyranyl ether (3.77 g) was obtained.
The crude oily derivative (3.63 g) was dissolved in ethanol (40 ml), water (30 ml) and hydrochloric acid (0.70 ml) and left to stand at ambient temperature for 3 hours. The ethanol was removed under reduced pressure at 250 ° C., the suspension was diluted with water (50 ml), and the product was extracted with ethyl acetate (3 × 50 ml). After removing the solvent, 7- (p-hydroxyphenyl-acetamido) -cephalosporanic acid (2.06 g, 35%) remained as a colorless, hygroscopic glass with the following properties: # 227 m max. E 1% 1cm = 268) i262mFmax. E leém = 176 # 269 m max.
E Vc% i = 174 (methanolic solution 0.005%)
Rf (butanol system) = 0.55 (b) 7- (p-hydroxyphenyl - acetamido) - cephalosporanic acid (150 g), isonicotinamide (0.9 g) and water (10 ml) were reacted at 50 ° C. for 16 hours calmly; the resulting suspension was diluted with water (30 ml) and washed with dichloromethane (40 ml). The aqueous solution was passed in descending order through a column of ion exchange resin (Dowex-1, acetate cycle) and the column was washed with water. 200 ml of the eluate were collected and distilled at 250 ° C. under reduced pressure to a residue of about 5 ml.
Dilution with acetone (400 ml) gave N- [7- (p-hydroxyphenyl- acetamido) -ceph-3-em-3 -yl-methyl] -4'-carbamoylpyridinium-4-carboxylate ( 0.21 g, 12.1%) as a very finely divided white solid.
1260mz max. 260 mii max. E E 1% 1cm = 228 # 266 m max. E reom = 285 (water 0.0025 o)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00.
Example 6 N- [7- (p-methoxycarbonyl-oxyphenyl-acetamido) -ceph-3- -ein -3-yl-methyll] -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (a) p-methoxycarbonyl-oxyphenyl- acetic acid was produced according to 1. N. Gorgacheva u. a., Zhur. Obshchei.
Khim, 27 (1957), 2276-2282, and converted into its acid chloride by refluxing with thionyl chloride. The acid chloride (5.85 g) was condensed with 7-aminocephalosporanic acid (6.0 g) in aqueous acetone in the presence of an excess of sodium bicarbonate to give 7 - (p-methoxycarbonyloxyphenylacetamido) cephalosporanic acid (10.0 g, 98%).
# 263 m max. E 1 e m = 182 (methanol 0.004%)
Rf (butanol system) = 0.81 (b) 7- (p - methoxycarbonyl - oxyphenyl - acetamido) cephalosporanic acid (4.64 g) was dissolved in water (70 ml) and isonicotinamide (2.42 g) at 50 ° C. and the solution was allowed to react at 50 ° C. for 20 hours.
The resulting mixture was washed with dichloromethane (2 × 50 ml) and the aqueous liquids were passed in descending order through a column of ion exchange resin (Dowex-1, acetate cycle): the eluate and the wash water were distilled under reduced pressure to a residue of about 5 ml and diluted to 500 ml with acetone; to give N- [7- (p-methoxycarbonyloxyphenylacetamido) -ceph-3-em-3-yl-methyl] -4 '-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (1.588 g, 30.2%).
# 264 m max. E1% 1 cm = 229 (aqueous solution 0.003%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 7 N-p- (pA cetoxyphenyl-acetamido) -ceph-3-em-3-yl methyl] -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (a) p-acetoxyphenyl-acetic acid (4.0 g) converted with thionyl chloride into its acid chloride and reacted with 7-amino-cephalosporanic acid (5.0 g) in aqueous acetone in the presence of an excess of sodium bicarbonate. 7- (p-Acetoxyphenylacetamido-cephalosporanic acid (7.0 g, 84.5%) was obtained as a white crystalline solid.
# 260 m max. E 1% 1cm = 190 (sodium salt in water 0.003%)
Rf (butanol system) = 0.63 (b) 7- (p - acetoxyphenyl-acetamido) - cephalosporanic acid (3.0 g) was converted with isonicotinamide (1.64 g) as in Example 5 to N- [7- ( p-acetoxyphenyl-acetamido) -ceph -3-em-3-yl-methyl] -4'-carbamoyl-pyridinium -4-carboxylate (0.60 g, 17.5%).
h # 263 m max. E reom = 233 (aqueous solution 0.0025%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 8 N-C7- (p-nitrophenyl-aceramido) -ceph3 -em-e-yl-methyl] -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (a) p-nitrophenyl-acetyl chloride was obtained from p-nitrophenyl acetic acid (6.0 g) and thus converted 7-amino-cephalosporanic acid (7.5 g) into 7- (p-nitrophenylacetamido-cephalosporanic acid (10.3 g 85%).
(b) 7- (p-Nitrophenyl-acetamido) - cephalosporanic acid (6.6 g) was reacted with isonicotinamide (3.36 g) as in Example 5 to give the isonicotinamide derivative (0.80 g, 10.6%).
# 265 mumax. E 1cçl "= 385 # 268 m max. E 1% 1cm = 389 (water 0.0025%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 9
N- [7- (p-aminophenyl-acetamido) -ceph-3-em-3-yl-methyl] -4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (a) 7- (p-nitrophenyl-acetamido) - As described below under (b), cephalosporanic acid was reduced to 7- (p - aminophenylacetamido) - cephalosporanic acid, the properties of which were determined and compared with those of the compound under (b).
(b) N- [7- (p-Nitrophenyl-acetamido) -ceph-3-em-3-yl-methyll-4'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (0.640 g) was dissolved in warm water (80 ml) dissolved. The solution was cooled and placed in a pressure bottle; Palladium on charcoal (5%, 0.640 g) was added and the suspension was shaken for 4% hours under hydrogen at 4.2 atm. The catalyst was removed by filtration and the aqueous solution freeze-dried, leaving N - [7 - (p - aminophenyl - acetamido) - ceph - 3-em-3-yl-methyl-4 '- carbamoyl - pyridinium-4-carboxylate ( 0.200 g, 26.6%).
B242 mFmax. E 1stem = 242 # 263 m inflexion E rcom = 224 (aqueous solution 0.002%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 10
N- (7-phenyl-acetamido-ceph-3-em-3-yl-methyl) -4'-methoxy-carbonyl-pyridinium-4-carboxylate 7-phenyl-acetamido-cephalosporanic acid (3.3 g), methyl isonicotinate (2.3 g) and water (30 ml) were mixed well and kept at 50 ° C. for 16 hours; since after the reaction mixture was cooled and diluted to 50 ml. The suspension was extracted with methylene chloride (3 × 20 ml), the aqueous phase was separated from a gummy precipitate and poured onto a small column of Dowex-1 ion exchange resin in an acetate cycle.
The column was washed with water and 200 ml of eluate were collected, boiled to 3 ml under reduced pressure and poured into acetone (300 ml). The finely divided precipitate was collected, washed with acetone and diethyl ether and dried in a desiccator.
Yield: 0.136 g (3.4%) # 263 m max. E 1% 1 cm = 250 (aqueous solution 0.002%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 11 N- [7- (p-Nitrophenyl-acetamido) -ceph-3-em-3 -yl-methyl] -3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate
7- (p-Nitrophenyl-acetamido) -cephalosporanic acid (20.0 g) was added to a solution of nicotinamide (11.2) in water (200 ml) and the suspension was kept at 50 ° C. for 18 hours. After cooling, the suspension was washed with methylene chloride (2 X 100 ml); separated from a gummy precipitate and poured onto a column of Dowex- 1 ion exchange resin in the acetate cycle.
The column was washed with water, the combined eluates evaporated to 5 ml under reduced pressure and poured into ethanol (400 ml). The precipitate was collected, washed with acetone and diethyl ether and dried in a desiccator.
Yield: 1.45 g (6.35%) X266 with max. E 1% 1 cm = 368 (aqueous solution 0.002%) Rf (ethyl acetate system) = 0, () 0
Example 12
N- [7- (p-Aml'nophenyl-acetamido) -ceph-3-em-e-yl- methyl] -3 '-carbamoyl-pyridium-4-carboxylate
N- [7- (p-Nitrophenyl-acetamido) -ceph -3-em-3-yl-methyl] -3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate (1.32 g) was dissolved in water (40 ml ) and palladium on carbon (5.0% Pd, 1.32 g) was added. The suspension was shaken under hydrogen at 4.2 atm for 4 hours, the catalyst removed by filtration and the filtrate concentrated to 5 ml under reduced pressure.
Addition to acetone (400 ml) gave a white precipitate, which was collected, washed with acetone and diethyl ether and dried in a desiccator:
Yield: 0.450 g (36.3%)
1242mFmax. 242 mii max. E 1% 1cm = 270 l 258 m inflexion E 117e = 246 (water 0.002%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 13
N- [7- (p-Hydroxyphenyl-acetamido) -ceph-3-em-3-yl-merhyl] -3-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate
7- (p-Hydroxyphenyl-acetamido) - cephalosporanic acid (6.5 g) was allowed to react with nicotinamide (3.87 g) in water (40 ml) at 50 ° C. for 17 hours. After cooling, the suspension was extracted with methylene chloride (2 × 30 ml) and poured onto a column of aDowex-l>) ion exchange resin in acetate cycle.
The column was washed with water, the eluate was boiled to 5 ml under reduced pressure, methanol (5 ml) was added and the solution was poured into acetone (500 ml); the white precipitate was collected, washed well with acetone and diethyl ether and dried in a desiccator.
Yield: 2.0 g (26.7%) X264 mi max. E 1% 1 cm = 190 (water 0.002%)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
Example 14
N- [7- (p-Acetoxyphenyl-acetamido) -ceph-3-em-3-yl-methyl] -3'-carbamoyl-pyridinium-4-carboxylate
This compound was prepared in exactly the same way as described in Example 13.
Yield: 1.56 g (34.3 O) B264m, amax. E rcom = 219 (0.002% in 50% aqueous methanol)
Rf (ethyl acetate system) = 0.00
The biological properties of the compounds prepared according to the above examples are shown in the table below. The staph. aureus strains A and C were penicillin resistant while strain B was penicillin sensitive.
Protection of the mouse
Dilution attempt in tube (γ / ml) (EDsolmg / kg / DOSiS
Gram positive Gram negative Subcutaneous administration Example Staph. Staph. Staph. S typhi- Pr.S.
No. aureus aureus aureus E. coli E. coli Pr. 5. aureus
Strain A strain B strain C murium vulgans strain B
1 1.25 0.08 31 31 31 2.5 10
2 2.5 0.3 62.5 8 31 6.25 50
3 0.62 0.16 62 62 250 1.5 25
4 2.5 0.16 31 8 16 3 40
5 (b) - 0.16 8 16 16 31 2.5 10
6 (b) 0.3 8 31 62 62 3 35
7 (b) 0.6 0.6 2 31 8 31 10 35
8 (b) 0.6 0.02 4 125 125 250
9 (b) 0.3 8 16 16 62 3 12.5 10 0.16 0.16 6.25 31 4 - <1.5 15 11 1.25 0.04 0.5 31 - 250 3> 50 12 0.6 0.3 4 16 - 31 <1.5 20 13 1.25 0.3 1.0 31 - 31 3 35 14 1.25 0.15 1.0 16 - 31 1.5 20