Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer therapeutisch wirksamer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure (ACA) der Formel I
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worin Rl einen über ein Stickstoffatom gebundenen Tetrazolrest bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine freie oder durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyloder Thiolgruppe, jedoch nicht die Acetoxygruppe, und ihrer Salze. Die Verbindung der Formel I, worin R1 die angegebene Bedeutung hat und R2 die Acetoxygruppe darstellt, ist im Schweizer Patent Nr. 527 215 erwähnt.
Eine durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Thiolgruppe R2 ist beispielsweise eine gegebenenfalls z.B. durch Halogenatome, besonders Chlor, substituierte Niederalkanoyloxygruppe wie Formyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pivaloyloxy, Chloracetoxy, oder eine gegebenenfalls z.B. durch Niederalkyl-, Niederalkoxy- oder Niederalkylmercaptoreste, Halogenatome oder die Nitrogruppe substituierte mono- oder dicyclische Arylcarbonyloxy- oder -thiocarbonyloxy-, Arylcarbonylmercapto- oder -thiocarbonylmercaptogruppe, insbesondere die Benzoylthiogruppe.
Die erhaltenen Verbindungen der Formel V können übergeführt werden in Verbindungen der Formel I, worin R2 eine quaternäre Aminogruppe bedeutet, in der das quaternäre Stickstoffatom z.B. Teil eines aromatischen Ringes, wie eines Chinolin-, Isochinolin- oder Pyrimidinringes, insbesondere aber eines unsubstituierten oder substituierten Pyridinringes, z.B. der Formel
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worin R5 für Wasserstoff oder eine oder mehrere Niederalkyl-, Niederalkoxycarbonyl-, Carbamoyl- oder Carboxylgruppen oder ein oder mehrere Halogenatome steht.
Die Salze der neuen Verbindungen sind Metallsalze, vor allem solche von theraptisch anwendbaren Alkali- oder Erdalkalimetallen, wie Natrium, Kalium, Ammonium, Calcium, oder Salze mit organischen Basen, z.B. Triäthylamin, N Äthylpiperidin, Dibenzylamin, N-Benzylss-phenetylamin, N, N'-Dibenzyläthylendiamin, Procain, Ephenamin. Ist R2 basisch, so können sich innere Salze bilden.
Die neuen Verbindungen weisen eine besonders gute antibakterielle Wirkung auf. Sie sind sowohl gegenüber grampositiven wie vor allem auch gegenüber gram-negativen Bakterien wirksam, z.B. gegen Staphylococcus aureus penicillinresistent, Escherichia coli, Klebsiella pneumaniae, Salmonella thyposa und Bacterium proteus, wie sich auch im Tierversuch, z.B. an Mäusen, zeigt. An diesen sind bei subcutaner Anwendung, je nach Art der bakteriellen Infektion, 0,1-100 mg/kg chemotherapeutisch wirksam. Die Verbindungen können daher zur Bekämpfung von Infektionen, die durch solche Mikroorganismen hervorgerufen werden, verwendet werden, ferner als Futtermittelzusätze, zur Konservierung von Nahrungsmitteln oder als Desinfektionsmittel.
Besonders wertvoll sind Verbindungen, in denen R2 dieM-Chloräthylcarbamoyl- oder eine unsubstituierte oder, wie oben angegeben, substituierte Pyridiniogruppe ist.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. So werden sie erhalten, wenn man eine Verbindung der Formel II
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worin Z für einen Halogenacetylrest wie den Fluor-, Chlor-, Jod- oder vor allem Bromacetylrest steht und R die angegebene Bedeutung hat, mit Tetrazol umsetzt.
Wenn erwünscht, können erhaltene Verbindungen der Formel I, worin R. für eine durch eine Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Thiolgruppe steht, in entsprechende Verbindungen, worin R2 für eine quaternäre Aminogruppe, z.B. substituierte Pyridiniogruppe, oder insbesondere für die unsubstituierte Pyridiniogruppe steht, übergeführt werden, indem man sie mit einem entsprechenden tertiären Amin, z.B.
Pyridin, umsetzt. Wenn erwünscht, kann man die erhaltenen Verbindungen in ihre therapeutisch verwendbaren Metall-, wie Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, oder Salze mit Ammoniak oder organischen Basen überführen oder aus erhaltenen Salzen die freien Carbonsäuren oder gegebenenfalls inneren Salze bilden.
Die Umsetzung der Verbindung II, worin Z für eine Halogenacetylgruppe steht, mit Tetrazol findet bei Zimmertemperatur oder bei leicht erhöhter oder erniedrigter Temperatur, vorzugsweise bei 20-400C, statt. Sie wird vorzugsweise in einem inerten organischen Lösungsmittel wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid oder Acetonitril in Gegenwart eines halogenwasserstoffbindenden Mittels, z.B. einer schwachen anorganischen Base wie eines Alkalicarbonates, -bicarbonates oder acetates oder eines tertiären Amins, besonders eines Triniederalkylamins, vorzugsweise Diisopropyläthylamin (Hünigbase) vorgenommen.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten Cephalosporinderivate sind bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden. Verbindungen der Formel II, worin R eine andere Estergruppe als die Acetoxygruppe ist, werden vorteilhaft nach dem im Schweizer Patent Nr. 507 983 beschriebenen Verfahren hergestellt.
Die Erfindung betrifft auch diejenigen Ausführungsformen des Verfahrens, nach denen man von einer auf irgendeiner Stufe des Verfahrens als Zwischenprodukt erhältlichen Verbindung ausgeht und die fehlenden Verfahrensschritte durchführt, oder das Verfahren auf irgendeiner Stufe abbricht, oder bei denen man die Ausgangsstoffe unter den Reaktionsbedingungen bildet, oder bei denen die Reaktionskomponenten gegebenenfalls in Form ihrer Salze vorliegen.
Die neuen Verbindungen können als Heilmittel, z.B. in Form pharmazeutischer Präparate, Verwendung finden. Diese enthalten die Verbindungen in Mischung mit einem für die enterale, topicale oder parenterale Applikation geeigneten pharmazeutischen organischen oder anorganischen, festen oder flüssigen Trägermaterial.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen beschrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
In der Dünnschichtchromatographie auf Silicagelplatten werden die folgenden Systeme verwendet:
System 52 = n-Butanol-Eisessig-Wasser (75 : 7,5: 21)
System 101 A = n-Butanol-Pyridin-Eisessig-Wasser (42: 24: 4: 30).
Beispiel 1
114,1 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl-7 -bromacetylamino-cephalosporansäure werden unter Zugabe von 10,5 ml N,N-Diisopropyläthylamin in 60 ml Dimethylformamid gelöst. Dazu gibt man eine Lösung von 2,52 g Tetrazol in 10 ml Dimethylformamid. Mit 5 ml Dimethylformamid wird nachgespült.
Nach 46stündigem Stehen bei Raumtemperatur trägt man unter intensivem Rühren in das nun mit Eis gekühlte Reaktionsgemisch 95 ml n/12-Salzsäure ein. Die dabei entstandene braune, flockige Fällung wird durch eine dünne Hyflo - Schicht abfiltriert und verworfen. Das Filtrat wird in der oben beschriebenen Weise mit weiteren 505 ml n/ 12- Salzsäure versetzt und das fast farblose Präcipitat durch Filtration und Waschen mit 20 ml Wasser abgetrennt. Dieses Rohmaterial wird durch Chromatographie an einer Säule von 340 g Silicagel (Durchmesser 5 cm) mit Chloroform-Aceton-Gemischen gereinigt.
Die Eluate mit Volumen-Verhältnissen von Chloro form: Aceton = 3 zu 1 bis 1 zu 1 werden im Vakuum zur Trock- ne eingedampft, in Methanol wieder gelöst und mittels Natrium-a-äthylhexanoat in das reine Natriumsalz der 3-(Decacetoxymethyl)-3 -benzoylthiomethyl-7- [tetrazolyl-(l ) -acetyl- amino]-cephalosporansäure übergeführt.
U.V.-Spektrum in Wasser: ;K.max 243 m v (± = 15 800) und 275 mp (E = 20 100).
Ruf52 = 0,36; Rflol A = 0,48.
Das Ausgangsmaterial kann wie folgt hergestellt werden: Eine Lösung von 17,5 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoylthiomethyl)-7-amino-cephalosporansäure (vgl. belg. Patent Nr.
650 444) und 12,5 ml Triäthylamin in 11 Dimethylformamid wird während einer Stunde in eine gut gerührte und bei -130 bis -15" gehaltene Lösung von 9,2 ml Bromacetylbromid in 100 ml Methylenchlorid eingetropft (Stickstoffatmosphäre).
Man lässt die Temperatur während 1 · Stunden langsam auf 10 steigen und hält sie dort noch während einer halben Stunde. Dann wird der grösste Teil der Lösungsmittel im Vakuum bei 0,5-1 mm Hg gegen einen Kühler von Trockeneis-Aceton abdestilliert. Das ölige Produkt wird auf einen Phosphatpuffer von pH 6 gegossen und mit 11 Essigester geschüttelt.
An der Grenze der beiden Phasen entsteht ein Präcipitat, das durch Filtration oder Zentrifugieren abgetrennt wird. Dann stellt man das pH der wässerigen Phase auf 2 ein, sättigt diese mit Kochsalz und trennt die organische Phase ab. Die wässerige Phase wird mit 600 und 400 ml Essigester nachextrahiert.
Nach dem Waschen mit gesättigter Kochsalzlösung werden die organischen Phasen über Natriumsulfat getrocknet und nacheinander durch eine Säule von 100 mg Silicagel filtriert.
Die Filtrate werden im Vakuum zur Trockne eingeengt, der Rückstand mit 30 ml Äthanol versetzt und bei -20" auskristallisiert. Man erhält 7,8 g 3-(Desacetoxymethyl)-3-benzoyl thiomethyl-7-bromacetylamino-cephalosporansäure vom Smp.
137-138 . Rf52 = 0,55. Das Natriumsalz zeigt im UV-Spektrum in Wasser: )max 243 m W (± = 16 800) und 275 (± = 20 600).
tal20 = -47 + 10 (c = 1; in 0,1 mol. Natriumbicarbonat-Aceton (1:1).
Beispiel 2
4,32 g Natriumsalz der 3 -(Desacetoxymethyl)-3 -benzoylthiomethyl-7-[tetrazolyl-(1)-acetylamino]-cephalosporansäure werden in 35 ml Pyridin gelöst und anschliessend mit 35 ml Dioxan versetzt. Dann gibt man 20,9 ml einer 40%igen Quecksilberperchloratlösung dazu und lässt bei 45" unter kräftigem Rühren während 45 Minuten reagieren (Stickstoffatmosphäre). Man kühlt ab, versetzt mit 11,1 ml Thiobenzoesäure und schüttelt 5 Minuten. Die Lösungsmittel werden im Vakuum abdestilliert und eine Lösung des Rückstandes in 140 ml Wasser durch Celite abfiltriert. Das Filtrat wird nacheinander mit 90 ml Toluol, 2 mal mit je 55 ml Amberliter La-2 in 115 ml Toluol und 2mal mit je 90 ml Toluol gewaschen.
Anschliessend filtriert man die wässerige Phase durch eine Säule, die von unten nach oben 8,5 ml tSepha- dex CM-25 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Zeo-Karb 226 (H+-form), 34 ml Alox , 8,5 ml Dowex-l (Acetatform) und 8,5 ml Sephadex CM C-25 (11+form) enthält.
Celite , organische Phasen und die Säule werden 2mal mit je 30 ml Wasser nachextrahiert, die Säule zudem mit weiteren 200 ml Wasser eluiert. Man engt die vereinigten Eluate im Vakuum ein, entfernt eine kleine Menge von Präcipitat durch Filtration und dampft zur Trockene ein.
Der Rückstand wird in 10 ml Alkohol digeriert und ergibt die reine 3 - (Desacetoxymethyl)-3 -pyridiniomethyl-7-[te- trazolyl(1 ) -acetylamino] -cephalosporansäure.
salz20 = +40 + 1" (c = 0,92 in Wasser)
U.V.-Spektrum: );max 257 m, ± = 13 700.
Rf52 = 0,01; Rfloz A = 0,11.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung neuer Derivate der 7-Aminocephalosporansäure der Formel I
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worin R1 einen über eines seiner Stickstoffatome gebundenen Tetrazolylrest bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine freie oder durch eine Carbonsäure oder Thiocarbonsäure veresterte Hydroxyl- oder Triolgruppe, jedoch nicht die Acetoxygruppe, ist, oder ihrer Salze, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel II
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worin Z für einen Halogenacetylrest steht und R2 die angegebene Bedeutung hat, mit Tetrazol umsetzt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
The invention relates to a process for the production of new, therapeutically effective derivatives of 7-aminocephalosporanic acid (ACA) of the formula I
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where Rl is a tetrazole radical bonded via a nitrogen atom and R2 is hydrogen or a hydroxyl or thiol group which is free or is esterified by a carboxylic acid or thiocarboxylic acid, but not the acetoxy group and its salts. The compound of the formula I in which R1 has the meaning given and R2 represents the acetoxy group is mentioned in Swiss Patent No. 527,215.
A hydroxyl or thiol group R2 esterified by a carboxylic acid or thiocarboxylic acid is, for example, an optionally e.g. lower alkanoyloxy group substituted by halogen atoms, especially chlorine, such as formyloxy, propionyloxy, butyryloxy, pivaloyloxy, chloroacetoxy, or an optionally e.g. mono- or dicyclic arylcarbonyloxy or thiocarbonyloxy, arylcarbonyl mercapto or thiocarbonyl mercapto group, in particular the benzoylthio group, substituted by lower alkyl, lower alkoxy or lower alkyl mercapto radicals, halogen atoms or the nitro group.
The compounds of the formula V obtained can be converted into compounds of the formula I in which R 2 is a quaternary amino group in which the quaternary nitrogen atom is e.g. Part of an aromatic ring, such as a quinoline, isoquinoline or pyrimidine ring, but in particular an unsubstituted or substituted pyridine ring, e.g. the formula
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wherein R5 represents hydrogen or one or more lower alkyl, lower alkoxycarbonyl, carbamoyl or carboxyl groups or one or more halogen atoms.
The salts of the new compounds are metal salts, especially those of therapeutically applicable alkali or alkaline earth metals, such as sodium, potassium, ammonium, calcium, or salts with organic bases, e.g. Triethylamine, N ethylpiperidine, dibenzylamine, N-benzylss-phenetylamine, N, N'-dibenzylethylenediamine, procaine, ephenamine. If R2 is basic, internal salts can form.
The new compounds have a particularly good antibacterial effect. They are effective against both gram-positive and especially against gram-negative bacteria, e.g. Resistant to Staphylococcus aureus penicillin, Escherichia coli, Klebsiella pneumaniae, Salmonella thyposa and Bacterium proteus, as has also been found in animal experiments, e.g. on mice, shows. With subcutaneous application, 0.1-100 mg / kg are chemotherapeutically effective on these, depending on the type of bacterial infection. The compounds can therefore be used to combat infections caused by such microorganisms, and also as feed additives, for the preservation of food or as disinfectants.
Compounds in which R2 is M-chloroethylcarbamoyl or an unsubstituted or, as indicated above, substituted pyridinio group are particularly valuable.
The compounds of the present invention can be prepared by methods known per se. This is how they are obtained when a compound of the formula II
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where Z is a haloacetyl radical such as fluorine, chlorine, iodine or, especially, bromoacetyl radical and R has the meaning given, is reacted with tetrazole.
If desired, compounds of the formula I obtained in which R. is a hydroxyl or thiol group esterified by a thiocarboxylic acid can be converted into corresponding compounds in which R2 is a quaternary amino group, e.g. substituted pyridinio group, or in particular represents the unsubstituted pyridinio group, can be converted by treating it with a corresponding tertiary amine, e.g.
Pyridine. If desired, the compounds obtained can be converted into their therapeutically useful metal salts, such as alkali or alkaline earth metal salts, or salts with ammonia or organic bases, or the free carboxylic acids or optionally internal salts can be formed from the salts obtained.
The reaction of the compound II, in which Z is a haloacetyl group, with tetrazole takes place at room temperature or at a slightly elevated or reduced temperature, preferably at 20-40 ° C. It is preferably carried out in an inert organic solvent such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, tetrahydrofuran, dioxane, dimethylformamide or acetonitrile in the presence of a hydrogen halide binding agent, e.g. a weak inorganic base such as an alkali metal carbonate, bicarbonate or acetate or a tertiary amine, especially a tri-lower alkylamine, preferably diisopropylethylamine (Hünig base).
The cephalosporin derivatives used as starting materials are known or can be prepared by processes known per se. Compounds of the formula II in which R is an ester group other than the acetoxy group are advantageously prepared by the process described in Swiss Patent No. 507,983.
The invention also relates to those embodiments of the process in which one starts from a compound obtainable as an intermediate product at any stage of the process and carries out the missing process steps, or the process is terminated at any stage, or in which the starting materials are formed under the reaction conditions, or in which the reaction components are optionally in the form of their salts.
The new compounds can be used as medicaments, e.g. in the form of pharmaceutical preparations, use. These contain the compounds in a mixture with a pharmaceutical, organic or inorganic, solid or liquid carrier material suitable for enteral, topical or parenteral administration.
The invention is described in the following examples. The temperatures are given in degrees Celsius.
The following systems are used in thin layer chromatography on silica gel plates:
System 52 = n-butanol-glacial acetic acid-water (75: 7.5: 21)
System 101 A = n-butanol-pyridine-glacial acetic acid-water (42: 24: 4: 30).
example 1
114.1 g of 3- (deacetoxymethyl) -3-benzoylthiomethyl-7-bromoacetylamino-cephalosporanic acid are dissolved in 60 ml of dimethylformamide with the addition of 10.5 ml of N, N-diisopropylethylamine. A solution of 2.52 g of tetrazole in 10 ml of dimethylformamide is added. Rinse with 5 ml of dimethylformamide.
After 46 hours of standing at room temperature, 95 ml of n / 12 hydrochloric acid are introduced into the reaction mixture, which is now cooled with ice, with vigorous stirring. The resulting brown, flaky precipitate is filtered off through a thin layer of Hyflo and discarded. A further 505 ml of n / 12 hydrochloric acid are added to the filtrate in the manner described above and the almost colorless precipitate is separated off by filtration and washing with 20 ml of water. This raw material is purified by chromatography on a column of 340 g of silica gel (diameter 5 cm) with chloroform-acetone mixtures.
The eluates with volume ratios of chloro form: acetone = 3: 1 to 1: 1 are evaporated to dryness in vacuo, redissolved in methanol and converted to the pure sodium salt of 3- (decacetoxymethyl) using sodium a-ethylhexanoate 3 -benzoylthiomethyl-7- [tetrazolyl- (l) -acetyl-amino] -cephalosporanic acid transferred.
U.V. spectrum in water:; K.max 243 m v (± = 15 800) and 275 mp (E = 20 100).
Ruf52 = 0.36; Rflol A = 0.48.
The starting material can be prepared as follows: A solution of 17.5 g of 3- (desacetoxymethyl) -3-benzoylthiomethyl) -7-aminocephalosporanic acid (cf. Belgian Patent No.
650 444) and 12.5 ml of triethylamine in 11-dimethylformamide are added dropwise over one hour to a well-stirred solution of 9.2 ml of bromoacetyl bromide in 100 ml of methylene chloride kept at -130 to -15 "(nitrogen atmosphere).
The temperature is allowed to rise slowly to 10 over 1 hour and is held there for a further half an hour. Most of the solvents are then distilled off from dry ice-acetone in vacuo at 0.5-1 mm Hg against a condenser. The oily product is poured onto a phosphate buffer of pH 6 and shaken with 11% ethyl acetate.
A precipitate is formed at the boundary between the two phases and is separated off by filtration or centrifugation. The pH of the aqueous phase is then adjusted to 2, this is saturated with sodium chloride and the organic phase is separated off. The aqueous phase is extracted with 600 and 400 ml of ethyl acetate.
After washing with saturated sodium chloride solution, the organic phases are dried over sodium sulfate and successively filtered through a column of 100 mg of silica gel.
The filtrates are concentrated to dryness in vacuo, 30 ml of ethanol are added to the residue and the mixture is crystallized at -20 ". 7.8 g of 3- (deacetoxymethyl) -3-benzoylthiomethyl-7-bromoacetylamino-cephalosporanic acid with a melting point of.
137-138. Rf52 = 0.55. The sodium salt shows in the UV spectrum in water:) max 243 m W (± = 16 800) and 275 (± = 20 600).
tal20 = -47 + 10 (c = 1; in 0.1 mol. sodium bicarbonate-acetone (1: 1).
Example 2
4.32 g of the sodium salt of 3 - (desacetoxymethyl) -3-benzoylthiomethyl-7- [tetrazolyl- (1) -acetylamino] -cephalosporanic acid are dissolved in 35 ml of pyridine and then 35 ml of dioxane are added. Then 20.9 ml of a 40% mercury perchlorate solution are added and left to react at 45 "with vigorous stirring for 45 minutes (nitrogen atmosphere). It is cooled, mixed with 11.1 ml of thiobenzoic acid and shaken for 5 minutes. The solvents are reduced in vacuo The filtrate is washed successively with 90 ml of toluene, twice with 55 ml of amberliter La-2 in 115 ml of toluene and twice with 90 ml of toluene each time.
The aqueous phase is then filtered through a column containing 8.5 ml of tSephadex CM-25 (H + form), 34 ml of Alox, 8.5 ml of Zeo-Karb 226 (H + form), 34 ml Alox, 8.5 ml Dowex-1 (acetate form) and 8.5 ml Sephadex CM C-25 (11 + form) contains.
Celite, organic phases and the column are re-extracted twice with 30 ml of water each time, and the column is also eluted with a further 200 ml of water. The combined eluates are concentrated in vacuo, a small amount of precipitate is removed by filtration and evaporated to dryness.
The residue is digested in 10 ml of alcohol and gives the pure 3 - (desacetoxymethyl) -3-pyridiniomethyl-7- [tetrazolyl (1) acetylamino] cephalosporanic acid.
salt20 = +40 + 1 "(c = 0.92 in water)
U.V. spectrum:); max 257 m, ± = 13 700.
Rf52 = 0.01; Rfloz A = 0.11.
PATENT CLAIM I
Process for the preparation of new derivatives of 7-aminocephalosporanic acid of the formula I.
EMI2.1
where R1 is a tetrazolyl radical bonded via one of its nitrogen atoms and R2 is hydrogen or a free hydroxyl or triol group or a hydroxyl or triol group esterified by a carboxylic acid or thiocarboxylic acid, but not the acetoxy group, or its salts, characterized in that a compound of the formula II
EMI2.2
where Z stands for a haloacetyl radical and R2 has the meaning given, reacts with tetrazole.
** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.