Verfahren zur Herstellung neuer 3,7-disubstituierter Cephalosporinderivate Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen 3,7-disubstituierten Cephalosporinderivaten, und zwar von 7-Acylamino-3-(substituiert-thiomethyl)- -ceph-3-em-4-carbonsäuren und deren pharmazeutisch verwendbaren Salzen.
Die neuen, erfindungsgemäss erhältlichen 3,7-disub- stituierten Cephalosporinderivate weisen ein breites anti bakterielles Wirkungsspektrum auf und sind brauchbar als therapeutische Mittel für die Behandlung von Infek tionskrankheiten, die durch Gram-negative und Gram-po sitive Bakterien hervorgerufen werden. Für diese Zwecke können sie entweder parenteral oder oral verabreicht wer den.
Die erfindungsgemäss erhältlichen 3,7-disubstituierten Cephalosporinderivate entsprechen der folgenden Struk turformel:
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worin RÚ Thiadiazolyl, oder Pyridyl und R2 Tetrazolyl oder Thiadazolyl bedeuten, wobei die Gruppen RÚ und R2 einen oder mehrere Substituenten tragen können; ferner können auch die pharmazeutisch verwendbaren Salze der selben hergestellt werden.
In der obigen Definition können die durch R:, und R 2 dargestellten heterocyclischen Gruppen einen oder mehre re Substituenten, beispielsweise Alkyl, tragen.
Der Begriff Alkyl kann gesättigte unverzweigte oder verzweigte, einwertige Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen, beispielsweise Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, tert.-Butyl und derglei chen. Die 3,7-disubstituierten Cephalosporinderivate der Formel<B>1</B> werden erfindungsgemäss hergestellt, indem ein Derivat der 7-Aminocephalosporansäure der Formel:
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worin Rê obige Bedeutung besitzt und X ein Halogen be deutet, oder ein Salz desselben mit einem Thiol der For mel: RÚ-SH (111) worin RÚ obige Bedeutung besitzt, oder einem Alkalime tallsalz davon umgesetzt wird. Gegebenenfalls können die erhaltenen Verbindungen in ihre pharmazeutisch ver wendbaren Salze übergeführt werden.
Die Ausgangsverbindungen der Formel<B>11</B> können durch Behandlung von Cephalosporin C oder 7-(5-D- - Aminoadipinamido)cephalosporansäure (Antibioticum aus der Fermentationsbrühe von Cephalosporium-Stäm- men) bzw. deren Salze mit den Thiolen der Formel Rê- SH, Hydrolyse des 3-(substituiert-Thiomethyl)- cephalo- sporins C bzw.
der entsprechend substituierten 7-(5-D- -Aminoadipinamido)-cephalosporansäure mit Ameisen säure und Nitrosylchlorid und Umsetzung der resultie renden 3-(substituiert-Thiomethyl)-7-aminocephalospo- ransäure mit einem Halogenacylhalogenid der Formel X- -Alkylen-CO-Halogen gemäss im wesentlichen den glei chen Verfahrensweisen, wie sie beispielsweise unten als Herstellung<B>1,</B> 2 und<B>3</B> beschrieben werden, hergestellt werden.
Die Ausgangsverbindungen der Formel<B>11</B> werden vor zugsweise in Form von Salzen verwendet; diese Salze können in bekannter Weise unter Verwendung von Alka- limetallbicarbonaten, beispielsweise Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat und dergleichen, hergestellt werden.
Die Metallsalze der Thiole, die vorzugsweise für diese Reaktion verwendet werden, können in bekannter Weise unter Verwendung von Alkalimetallcarbonaten, z.B. Na- triumcarbonat, Alkalimetallbicarbonaten, z.B. Natrium- bicarbonat oder Kaliumbicarbonat, oder Alkalimetall- hydroxyen, z.B. Kaliumhydroxyd, Natriumhydroxyd und dergleichen, hergestellt werden.
Die obige Reaktion kann in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, z.B. Aceton, Dioxan, Methanol, Äthanol, Tetrahydrofuran und dergleichen, oder eines Gemisches derartiger Lösungsmittel oder einer wässrigen Lösung derartiger Lösungsmittel oder in Gegenwart von Wasser oder Pufferlösungen, z.B. Borat- oder Phosphatpuffer und dergleichen, oder beliebiger anderer geeigneter Ver dünnungsmittel ausgeführt werden. Bei der Umsetzung der freien Thiole werden vorzugsweise Puffer verwendet, wodurch die Thiole in eine reaktionsfähige Form über geführt werden. Die Metallsalze der Thiole werden da gegen vorzugsweise in Gegenwart von Wasser oder von mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln um gesetzt.
Wenn die Ausgangsverbindungen (II) in freier Form verwendet werden, wird die Umsetzung in Gegen wart einer Base, beispielsweise Natriumbicarbonat, Tri- äthylamin und dergleichen, ausgeführt. Das Vorhanden sein einer derartigen Base wird auch bei der Umsetzung der Ausgangsverbindungen der Formel<B>11</B> entweder in freier Form oder in Form eines Salzes mit den Metallsal zen der Thiole bevorzugt. Die Umsetzung kann auch bei erhöhter Temperatur unter schwach sauren Bedingungen und erforderlichenfalls unter Druck und/oder in einer Atmosphäre eines inerten Gases, z.B. Stickstoff, ausge führt werden.
Wenn die Reaktionsteilnehmer während der Umsetzung in unzulässiger Weise zur Zersetzung neigen, können vorteilhafterweise eine niedrige Temperatur und/ oder wasserfreie Bedingungen angewandt werden. Die anderen Reaktionsbedingungen sind nicht von entschei dender Bedeutung und können<B>je</B> nach der Beschaffen heit der Reaktionsteilnehmer gewählt werden.
Nachdem die Reaktion im wesentlichen beendet ist, können die Verbindungen der Formel I in bekannter Weise aus dem Reaktionsgemisch gewonnen werden, bei spielsweise durch Verdampfen des Lösungsmittels aus dem Reaktionsgemisch oder durch Zugabe von Wasser oder durch Extrahieren mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel. Die rohen Produkte können weiter in bekannter Weise gereinigt werden, beispielswei se durch Umkristallisation, Gegenstromverteilung, Chro matographie, Dünnschichtchromatographie, Verreiben mit Lösungsmitteln und dergleichen.
Die vorliegenden Verbindungen der Formel I werden für pharmazeutische Zwecke vorzugsweise in die entspre chenden Salze übergeführt, die beispielsweise durch Be handlung mit Alkalimetallen, z.B. Natrium, Kalium und dergleichen, Aminen, z.B. Diphenylendiamin, Dicyclo- hexylamin, Dibenzyläthylendiamin, Triäthylamin und dergleichen, hergestellt werden können.
Die folgenden Herstellungen und Beispiele erläutern das Verfahren gemäss der Erfindung.
<I>Herstellung I</I> 7-(D-5-Aminoadipinamino)-3-(1-methyl-1H-tetrazol-5- -ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure Eine Lösung von 14,2 g Natrium-7-(D-5-aminoadipin- amino)-cephalosporanat und 5,22 g 1-Methyl-1H-tetrazol- -5-thiol in 100 cm' Wasser wurde mit 5%iger wässriger Natriumbicarbonatlösung auf pH 5,5 gebracht und 6,5 Stunden bei<B>600C</B> gerührt.
Nach Zusatz von<B>1000</B> cm' Aceton liess man das Reaktionsgemisch über Nacht ste hen, wobei sich ein öliger Niederschlag bildete, der mit 500 cm Aceton verrieben, durch Filtration isoliert und mit<B>3003</B> cm Aceton gewaschen wurde; dabei wurden 14,1 g Natrium-7-(D-5-aminoadipinamino)-3-(1-methyl- -1H-tetrazel-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carboxylat vom Schmelzpunkt<B>155</B> bis<B>1700C</B> in Form eines Pulvers erhal ten.
<I>Herstellung 2</I> 7-Amino-3-(1-methyl-IH-tetrazol-5-ylthio)-methylceph-3- -em-4-carbonsäure 3,0g Natrium-7-(D-5-aminoadipinamino)-3-(1-methyl- -1H-tetrazol-5-ylthiomethyl)-3-cephem-4-carboxylat wur den in 20 cm" Ameisensäure, die in einem Eis-Wasser- Gemisch gekühlt wurde, gelöst. Nach Zugabe von 20 cm' Acetonitril wurde die Lösung auf - 120C abgekühlt und danach mit einer Lösung von 0,78 g Nitrosylchlorid in 6 cm' Acetonitril behandelt, die unter kräftigem Rühren innerhalb eines Zeitraumes von<B>7</B> Minuten zugesetzt wur de. Die resultierende Lösung wurde 8 Stunden bei -8 C gerührt und in 400 cm Methanol gegossen.
Die Lösung wurde 10 Minuten gerührt und mit 0,8 cm konzentrier tem Ammoniak auf pH 4,0 gebracht, wobei sich Kristalle bildeten, die durch Filtration isoliert und mit Methanol und darauf mit Äther gewaschen wurden, wobei 459 mg 7-Amino-3-(1-methyl-IH-tetrazol-5-ylthio)-methylceph-3- -em-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 1750C (Zerset zung) erhalten wurden.
<I>Herstellung<B>3</B></I> 7-Bromacetamino-3-(1-methyl-IH-tetrazol-5-ylthio)- -methylceph-3-em-4-carbonsäure 3,5 g 7-Amino-3-(1-methyl-IH-tetrazol-5-ylthio)-me- thylceph-3-em-4-carbonsäure und 3,0 g Natriumbicarbo- nat wurden in 40 cm Wasser und 20 cm Aceton gelöst. Nach Zugabe eines Gemisches aus 2,02 g Bromacetylchlo- rid und 10 cm" Aceton in einem Eis-Wasser-Bad wurde die Lösung 40 Minuten unter den gleichen Bedingungen und dann 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.
Die resultierende Lösung wurde mit verdünnter Salzsäure auf pH 4,0 gebracht und mit Äther behandelt, wobei eine wässrige Schicht erhalten wurde, die dann mit Äthylacetat extrahiert wurde. Der Extrakt wurde über Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt, wo bei ein Rückstand zurückblieb, der mit Äther behandelt wurde und 2,36 g 7-Bromacetamino-3-(1-methyl-IH-te- trazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure lieferte.
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<I>Beispiel<B>1</B></I> Eine Lösung von 1,0 g 7-Bromacetamino-3-(1-methyl- -IH-tetrazel-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure wurde mit Natriumbicarbonat auf pH <B>6,0</B> gebracht.
Zu dieser Lösung wurde unter Rühren eine Lösung von 0,4<B>g</B> Natrium-2-methyl-1,3,4-thiadiazol-5-thiolat gegeben. Die resultierende Lösung wurde<B>6</B> Stunden bei Raumtem peratur behandelt. Nach Beendigung der Umsetzung wur de das Reaktionsgemisch mit verdünnter Salzsäure auf pH 4,0 gebracht und mit Äther extrahiert. Die resultie rende wässrige Schicht wurde mit verdünnter Salzsäure weiter auf pH 3,0 angesäuert und dann mit Äthylacetat extrahiert, wobei ein Niederchlag gebildet wurde, der mit Äther behandelt wurde und 794 mg feste 7-(2-Methyl -1,3,4-thiadiazol-5-ylthio)-acetamino-3-(1-methyl-IH-te- trazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure ergab.
Das Produkt wurde in bekannter Weise in sein Natrium salz vom Schmelzpunkt 1530C (Zersetzung) übergeführt.
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<I>Beispiel 2</I> In der gleichen Weise wie in Beispiel<B>1</B> wurde, ausge hend von der entsprechenden 3-(substituiert-Thiomethyl)- -7-halogenacylaminocephalosporansäure und dem ent sprechenden Thiol, die folgende Verbindung erhalten: 7-(1,3,4-Thiadiazol-2-ylthio)-acetamino-3-(1-methyl- -1H-tetrazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt<B>82</B> bis<B>851C</B> (Zersetzung).
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<I>Beispiel<B>3</B></I> <B>.
In,</B> der gleichen Weise wie in den Beispielen<B>1</B> und 2 wurden, ausgehend von den entsprechenden 3-(substi tuiert-Thiomethyl)-7-halogenacylaminocephalosporansäu- ren und den entsprechenden Thiolen, die folgenden Ver bindungen erhalten: a) 7-(4-Pyridylthio)-acetamino-3-(2-methyl-1,3,4-thia- diazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt<B>125</B> bis 1400C (Zersetzung).
EMI0003.0012
b) 7-(4-Pyridylthio)-acetamino-3-(1-methyl-IH- -tetrazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt<B>108</B> bis<B>1150C</B> (Zersetzung).
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<I>Beispiel 4</I> Die folgenden und verwandten Verbindungen können gemäss im wesentlichen den gleichen Verfahrensweisen wie in den Beispielen<B>1</B> bis<B>3</B> hergestellt werden, wenn man die entsprechenden Ausgangsmaterialien wählt: 7-(1,3,4-Thiadiazol-2-ylthio)-acetamino-3-(2-äthyl -1,3,4-thiadiazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäu- re, Smp. 95 - 1020C.
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7-(1,3,4-Thiadiazol-2-ylthio)-acetamino-3-(2-n-propyl -1,3,4-thiadiazol-2-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäu- re, Smp. 185 - 1860C (Zers.).
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Dicyclohexylaminsalz der 7 - (1,3,4-Thiadiazol-2 -ylthio)-acetamino-3-(1-äthyl-IH-tetrazol-5-yl-thio)-me- thylceph-3-em-4-carbonsäure, Smp.169-17311C (Zers.).
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Natrium-7-(2-methyl-1,3,4-thiadiazol-5-ylthio)-acet amino-3-(2-methyl-1,3,4-thiadiazol-5-ylthio)-methylceph- -3-em-4-carboxylat vom Schmelzpunkt 188 bis 1920C (Zersetzung).
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7-(1,3,4-Thiadiazol-2-ylthio)-acetamino-3-(1,3,4-thia- diazol-2-ylthio)-methylceph-3-ein-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 84 bis 87 C (Zersetzung).
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7-(4-Pyridylthio)-acetamino-3-(2-äthyl-1,3,4-thiadi- azol-5-ylthio)-methylceph-3-ein-4-carbonsäure, Smp. 15111C (Zers.).
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Dicyclohexylaminsalz der 7-(2-Methyl-1,3,4-thiadi azol-5-ylthio)-acetamino-3-(1,3,4-thiadiazol-5-ylthio)-me- thylceph-3-ein-4-carbonsäure, Smp. 178 - 17911C.
EMI0003.0036
7-(1,3,4-Thiadiazol-5-ylthio)-acetamino-3-(2-methyl -1,3,4-thiadiazol-5-ylthio)-methylceph-3-em-4-carbonsäu- re, Smp. 79-830C (Zers.).
EMI0003.0039