Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahzur Herstellung von neuen a-Aminopenicillinen der Formel
R-Z-A II worin Z die Gruppierung III
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A die Gruppierung
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darstellen, worin R1 Wasserstoff oder ein salzbildendes Ion und X Wasserstoff oder Niederalkanoyl und R Cyclohexadienyl, 2- oder 3-Thienyl, Phenyl oder durch mindestens ein Halogen, Hydroxy, Niederalkyl, Nitro, Amino, Niederalkanoyl, Niederalkanoyloxy, Niederalkanoylamino. Trifluormethyl, Niederalkoxy oder Niederalkylmercapto substituiertes Phenyl bedeuten, mit der Bedingung, dass A die Gruppierung
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bedeutet, wenn R 2- oder 3-Thienyl oder unsubstituiertes Phenyl darstellt, sowie deren pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen.
Diese Verbindungen sind nützlich als keimtötende Mittel, z.B. als Zusatz in Futtermittel, als Mittel zur Behandlung von Mastitis irn Vieh und als therapeutisches Mittel für Tiere, insbesondere Hühner, aber auch für Menschen zur Behandlung von durch Bakterien verursachte infektiöse Erkrankungen. Diese Verbindungen gehören zur Klasse der a-Aminopenicilline und Cephalosporine.
Die Ausgangsstoffe sind bekannte Verbindungen, die, wie angegeben, an der Acyl-Seitenkette des Penicillins oder Cephalosporins eine Aminogruppe enthalten. Die genannten Penicilline sind z.B. im US Patent Nr. 2 985 648; 3489746 und 3 342677 sowie im britischen Patent Nr. 1 276 314 beschrieben. Die a-Aminocephalosporin-Ausgangsstoffe sind ihrerseits in den US Patenten Nr. 3 342 677, 3 489 752, 3 489 751, 3 489 750, 3 464985 und 3 352 858 sowie in den britischen Patenten Nr. 1 174 335, 1 276 314 und 985 747 beschrieben.
Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, neue a-Aminocarbonylamin-Addukte zu finden, die eine wirksame antibakterielle Aktivität gegen die verschiedensten Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien aufweisen würden, insbesondere auch solche Derivate von a-Arninopenicilline und Cephalosporine, welche eine verbesserte Stabilität gegenüber Wasser aufweisen würden, als die bekannten Vertreter dieser Verbindungen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel II ist nun dadurch gekennzeichnet, dass man Acetaldehyd mit einer Verbindung der Formel
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oder einem Salz davon in Gegenwart eines Lösungsmittels, in welchem das Reaktionsprodukt im wesentlichen unlöslich ist, zur Umsetzung bringt.
Beispiele von nicht-toxischen, pharmazeutisch annehmbaren Salzen der Verbindungen der Formel II sind z.B. solche der saure Wasserstoff der Carbonsäuregruppe durch Natrium, Kalium, Calcium, Aluminium oder Ammonium ersetzt ist, oder solche nicht-toxische substituierte Ammoniumsalze mit Aminen, z.B. Triniederalkylamine, Procain, Dibenzylamin, N-Benzyl-p-phenäthylamin, l-Ephenamin, N,N'-Dibenzyläthylendiamin, Dehydroabietylamin, N,N'-Bis -dehydroabietyläthyldiamin, N-(Nieder > alkylpiperidin, z.B.
N-Äthylpiperidin; ferner nicht-toxische pharmazeutisch annehmbare Säureadditionssalze, z.B. solchen von Mineralsäuren, wie z.B. der Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Jodwasserstoffsäure, ferner Salze von organischen Säuren, z.B. das Maleat, Acetat, Citrat, Tartrat, Oxalat, Succinat, Benzoat, Fumarat, Malat, Mandelat, Ascorbat, B-Naph- thalinsulfonat oder p-Toluolsulfonat. Dazu gehören ebenfalls die leicht hydrolysierbaren Ester oder Amide, solcher Säuren, die chemisch oder enzymatisch leicht in die freien Säuren hydrolysiert werden können.
Die erfindungsgemäss herstellbaren Verbindungen haben die Struktur der Schiff'schen Base der Formel II
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können aber die cyclische Struktur der Formel IV
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annehmen.
Unter anderem hängt die oben angegebene Struktur des Endstoffes von den herrschenden Reaktionsbedingungen ab, bei welchen diese gebildet wird. Wird die Aldehyd-Anlagerung in einem im wesentlichen wasserfreien Lösungsmittel durchgeführt, in welchem das Reaktionsprodukt im wesentlichen unlöslich ist, so wird die Schiff'sche Base in kristalliner Form erhalten. Falls eine gewisse Löslichkeit im Lösungsmittel für den Endstoff vorliegt, so kann die Schiff'sche Base in die cyclische Form übergeführt werden.
Der Umfang dieser Umwandlung hängt mindestens teilweise von der Löslichkeit ab, jedenfalls wird angenommen, dass die Cyclisierung in Lösung stattfindet. Diese Struktur änderungen wurden durch Infrarot- und nucleomagnetische Resonanz-Untersuchungen verfolgt und bestätigt. Da bei der Umsetzung pro Molekül des Endstoffes ein Molekül Wasser gebildet wird, ist es schwierig unter vollständig wasserfreien Bedingungen zu arbeiten, weshalb der Ausdruck im wesentlichen wasserfrei verwendet wird, um anzugeben, dass wegen unvermeidbarer Feuchtigkeit im Lösungsmittel noch dazu mit Reaktionswasser zu rechnen ist. Wird die Umsetzung in Wasser oder in einem Wasser enthaltenden Lösungsmittelgemisch durchgeführt, in welchem das Reaktionsprodukt etwas löslich ist, so erfolgt eine Cyclisierung der Schiff'schen Base.
Beispielsweise kann Kaliumcephalexin mit Acetaldehyd in Methylenchlorid umgesetzt werden. Zunächst bildet sich eine Aufschlämmung, die sich dann aber auflöst, und hierauf kann das Produkt durch Fällung oder Eindampfen gewonnen werden. Das Produkt kann durch folgende Formel charakterisiert werden:
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Das Acetaldehyd-Addukt des Kaliumcephalexins in Form der Schiff'schen Base kann durch Umsetzung von etwa äquimolaren Mengen an z.B. in Aceton oder Isopropanol gelösten Kaliumacephalexin, und dann Abfiltrieren des Produktes gewonnen werden. Diese Umsetzung kann bei Raumtemperatur erfolgen, doch erlaubt dann eine Kühlung auf tiefere Temperaturen, z.B. auf 5 bis 100C, eine Fällung und Filtration des Produktes. Im allgemeinen kann die Umsetzung mit Vorteil bei einer Temperatur von - 200C und +50"C durchgeführt werden.
Eine der bemerkenswerten Eigenschaften des Acetaldehyd-Adduktes der m-Aminopenicilline und Cephalosporine ist deren Verhalten in wässrigen Lösungen, insbesondere deren Stabilität in wässrigen Medien. Wie bereits erwähnt, cyclisiert das Produkt in Form der Schiff'schen Base in Lösung zur stabileren Konfiguration. Das cyclisierte Produkt widersteht aber unerwartet der Hydrolyse zur entsprechenden 0c-Aminoverbindung, weshalb vom Acetaldehyd-Addukt als von der gegenüber Wasser stabileren Verbindung gesprochen werden kann.
Das Kohlenstoffatom, an das die freie Aminogruppe des a-Amino-Ausgangsstoffes der Formel I gebunden ist, ist ein asymmetrisches Kohlenstoffatom, weshalb die Ausgangs -a-Aminoverbindungen und die Acetaldehyd-Carbonylamifi Addukte in zwei optisch aktiven isomeren Formen (die Dund L-Diateroisomeren) wie auch als Gemisch solcher Formen existieren können. Die am meisten bevorzugten Verbindungen sind jene, die aus Penicillin und Cephalosporin der D-Konfiguration gewonnen werden.
Beispiel 1 Kalium-7-(2-methyl-5-oxo-4-D- phenyl -l -imidazolidinyl) desacetoxycephalosporanat
Einem Gemisch von 0,39 g Kalium-cephalexin, 10 ml Methylenchlorid und 0,05 ml Triäthylamin, wurden 0,07 ml Acetaldehyd unter Rühren zugesetzt, wobei nach einigen Minuten eine Lösung entstand. Es wurde eine ganze Stunde weiter gerührt und hierauf Unlösliches abfiltriert. Das Filtrat wurde während 12 Stunden bei 4"C stehen gelassen, dann wurde das Lösungsmittel abgedampft, wobei ca. 300 mg amorphes, gelbes Pulver erhalten wurden. F = über 80"C (Zersetzung). Das Produkt wurde durch Infrarot-Analyse charakterisiert und es wurde festgestellt, dass das Spektrum mit der oben angegebenen cyclischen Struktur übereinstimmte.
Die antibakterielle Wirkung des cyclischen Acetaldehyd.
Adduktes des Kalium-cephalexins wurde in bezug auf eine Anzahl von Testorganismen mittels der Röhrchen-Verdünnungstechnik bestimmt. Die minimalen inhibitorischen Konzentrationen waren folgende:
Minimale inhibitorische Konzentration fmcg/ml) Organismus Cyclisches Addukt 0. pneumoniae (A-9585) 0,3 Str. pyogenes (A-9604) 0,3 S. aureus (A-9537) 1,3 s. aureus (+ 50 % serum) (A-9537) 2,5 S. aureus Bx1633-2 (A-9606) 5 S. aureus (A-15097) 32 Sal. enteritidis (A 9531) 8 E. coli Juhl (A 15119 > 16
Beispiel 2 Kalium-7-(2-methyl-5-oxo-4-D-phenyl-1 -imidazolidinyl) -desacetoxycephalosporanat
Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt. Es wurden 2,02 g einer gelblichen amorphen Substanz erhalten, welche bei etwas über 80"C (Zersetzung) schmolz.
Das IRund NMR-Spektrum zeigte eine cyclische Struktur des Produktes an. Das Bio-Potential der Verbindung betrug ungefähr 660 mcg/mg.
Beispiel 3
Kalium-7-(D a,-äthylidenamino phenylacetamido)-desacet- oxycephalosporanat
Ein Gemisch von 0,07 ml Acetaldehyd und 10 ml Aceton wurde unter Rühren mit 0,39 g Kaliumcephalexin versetzt.
Nach diesem Zusatz wurde das Reaktionsgefäss zugedeckt, um eine Verdampfung zu verhindern und hierauf das Rühren wieder aufgenommen. Innerhalb 20 Minuten bildete sich ein halbfester Stoff. Es wurden weitere 5 ml Aceton zugesetzt und während 15 Minuten weiter gerührt. Das Produkt wurde abfiltriert und unter Vakuum getrocknet. Es wurden 0,35 g amorphes, gebliches Pulver erhalten, das etwas über 700C unter Zersetzung schmolz. Gemäss Infrarot-Spektrum erwies sich das Produkt in Form der Schiff'schen Base. Das antibakterielle Spektrum dieses Acetaldehyd-Adduktes des Kalium-cephalexins in Form der Schiff'schen Base wurde wiederum mittels einer Anzahl von Test-Organismen unter Verwendung der Röhrchen-Verdünnungs-Technik ermittelt.
Die minimalen inhibitorischen Konzentrationen zeigt die folgende Aufstellung:
Minimale inhibitorische Konzentration (mcg/ml)
Schiff'sche Basen
Oranismus Addukt 0. pneumoniae (A-9585) 0,3 Str. pyogenes (A-9604) 0,3 S. aureus (A-9537) 1,3 S. aureus (+ 50 % serum) (A-9537) 2,5 S. aureus Bx1633-2 (A-9606) 2,5 S. aureus (A-15097) 32 Sal. enteritidis (A 9531) 8 E. coli Juhl (A 15119) 16
Beispiel 4
Kalium-7-(D -a-äthylidenaminophenylacetamido)-desacet- oxycephalosporanat
1,95 g Kalium-cephalexin wurden in 10 ml Isopropanol und 0,50 ml Triäthylamin aufgeschlemmt. Hierauf wurden sorgfältig 0,35 ml Acetaldehyd mittels einer Pipette zugefügt, worauf das Reaktionsgefäss zur Vermeidung einer Verdampfung zugedeckt wurde.
Nach 10 Minuten ergab sich eine Verdickung, und eine mikroskopische Untersuchung zeigte einen Wechsel in der Kristallstruktur, welcher vollständige Reaktion andeutete. Das Produkt wurde abfiltriert und unter Vakuum getrocknet. Das Trockengewicht betrug 1,57 g weisse kristalline Nadeln; F = grösser als 70"C (Zersetzung).
Wenn eine wässrige Lösung von 100 mcg/ml des Produktes hergestellt wurde, betrug das pH der Lösung ca. 7,6. Das Infrarot-Spektrum stimmte mit der Struktur der Schiff'schen Base überein.
Analyse für Cl8Hl8N3SO4 K H2O: berechnet: C 50,30 H 4,67 N 9,78 gefunden: C 50,22 H 4,95 N 9,34 Die nach Karl Fischer bestimmte Feuchtigkeit betrug 4,93%.
Beispiel 5
Kalium-7-(D z-äthyfldenaminophenylacetamido)-desacet- oxycephalosporanat
Ein Gemisch von 0,35 ml Acetaldehyd, 0,5 ml Triäthylamin, 10 ml Aceton und 1,95 g fein pulveriges Kalium-cephaalexin wurde während 10 Minuten verrieben. Dabei ergab sich eine Verdickung des Gemisches, das auf eine Kristallisierung zurückgeführt werden konnte. Nach weiterem 10 minütigem Rühren wurde das Produkt abgenutscht und unter Vakuum getrocknet. Das Trockengewicht betrug 1,52 g und das Produkt bestand grösstenteils aus einem kristallinen Pulver, das einen Schmelzpunkt von etwas mehr als 700C (Zersetzung) aufwies. Das Infrarot-Spektrum zeigte wiederum die- Struktur der Schiffschen Base.
Analyse für ClgHlgN3sow - K - H2O.
berechnet: C'50,30 - H 4,67 N 9,78 -gefunden: C 55,83- - H 4,96 N 9,31 Feuchtigkeit (Karl Fischer) 4,3%.
Beispiel 6 Cyclisches Acetaldehyd-Addukt des Triäthylaminsalzes von Cephaloglycin
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0,43 g Cephaloglycin-dihydrat wurden in 5 ml Methylen aufgeschlämmt. Dann wurden 0,07 ml 99%iges Acetaldehyd und hierauf in rascher Folge 0,18 ml Triäthylamin zugesetzt.
Das Reaktionsgemisch wurde abgedeckt und während 4 Stunden stehen gelassen: Nach Eindampfen zur Trockene und Behandlung mit Äther unter Verdampfung, erhielt man 340 mg (nach einigen Verlusten bei der letzten Operation).
NMR- und IR-Spektrum zeigte die oben angegebene cyclische Struktur des Produktes.
Beispiel 7
Cyclisches Acetaldehyd-Addukt des Cephradin-triäthylamin- salzes
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0,366 g Cephradin wurden mit 10 ml Methanol zerrieben und dann durch Zusatz von 0,20 ml Triäthylamin aufgelöst.
Hierauf wurden 0,07 ml Acetaldehyd zugesetzt; das Gefäss zur Vermeidung von Verdampfung zugedeckt und die Reaktionsmischung während drei Stunden gerührt. Nach Abfiltrierung des Niederschlages wurde das Lösungsmittel beinahe vollständig abgedampft und der Rückstand mit Äther aufgenommen. Nach Trocknen unter Vakuum betrug das Gewicht des Produktes 0,360 g. Im allgemeinen stimmte das NMR- und IR-Spektrum mit der cyclischen Struktur überein.
Beispiel 8
Cyclisches Acetaldehyd-Addukt des Kaliumepicillins
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0,78g Kaliumepicillin wurden mit 10 mol Methylenchlorid zerrieben und dann mit 0,11 ml 99%igem-Acetaldehyd ver setzt. Innerhalb 15 Minuten war der grösste Teil der Feststoffe aufgelöst. Es wurde während 3 bis 4 Stunden weiter gerührt, worauf man den Niederschlag sich absetzen liess.
Das Filtrat wurde eingedampft und hierauf unter Vakuum gänzlich getrocknet, wobei 540 mg Produkt erhalten wurden.
Im allgemeinen stimmte das NMR- und IR-Spektrum mit der cyclischen Struktur überein.
Beispiel 9
Cyclisches Acetaldehyd-Addukt des p-Nydroxyampicillin triäthylsalzes
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0,419 g p-Hydroxyampicillintrihydrat wurde mit 5,0 ml Methylenchlorid zerrieben und dann mit 0,20 ml Triäthylamin versetzt, was scheinbar keine Änderung bewirkte. Dann wurden 0,07 ml 99%iges Acetaldehyd zugesetzt und hierauf das Reaktionsgefäss mit einer Folie zugedeckt. Nach Rühren während 5 bis 10 Minuten nahm der Feststoff eine gummiartige Konsistenz an. Das Rühren wurde während 3 Stunden fortgesetzt, wobei sich der Feststoff auflöste. Nach Verdampfung der Lösung wurde das Reaktionsgefäss während 15 Stunden bei 40"C unter Vakuum gestellt. Es wurden 0,43 g amorphes, glasartiges Pulver erhalten. Durch NMRund IR-Analyse konnte die cyclische Struktur des Produktes bestätigt werden.
Analyse für C24H3,5N4SO5: berechnet: C 57,60 H 7,13 N 11,40 gefunden: C 58,20 H 7,56 N 10,92 Feuchtigkeit (Karl Fischer) = 3,81%.
Beispiel 10
Cyclisches Acetaldehyd-Addukt des 3-Chlor-4-hydroxy ampicillintriäthylaminsalzes
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Ein Gemisch von 0,400 g 6-[D-(- )a-Amino-cc-(3-chlor- -4-hydroxyphenyl)-acetamido]-penicillansäure, 0,18 ml Tri äthylamin, 0,07 ml 99%iges Acetaldehyd und 15 ml Methanol wurde in einem 25 ml fassenden Erlenmeyer aufgeschlämmt, wobei eine klare Lösung entstand. Die Lösung wurde abgedeckt und während 4 Stunden gerührt und dann abfiltriert und zur Trockene eingedampft, wobei 400 mg eines Produktes erhalten wurden. Das IR- und NMR-Spektrum des Produktes bestätigte im allgemeinen die oben angegebene cyclische Struktur.
Beispiel 11 Cyclisches Acetaldehyd-Addu kt des Natriumsalzes von 3-Chlor-4-hyd roxyce phalexin
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Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme, dass das dort verwendete Kaliumcephalexin durch das Natrium-3-chlor-4-hydroxycephalexin ersetzt wurde. Dadurch erhält man das Natriumsalz des Acetaldehyd Adduktes von 3-Chlor-4-hydroxycephalexin, dessen cyclische Struktur durch das IR- und NMR-Spektrum erkannt wurde.
F = 220 bis 230"C (Zersetzung); Reinheit 90 bis 95%; spezifische Rotation: [uC1,25 = + 1830C; (c,l in Wasser).
Beispiel 12
Cyclisches Acetaldehyd-Addukt des Natriumsalzes von p-Hydroxycephalexin
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Das Verfahren gemäss Beispiel 11 wurde wiederholt, jedoch mit Natrium-3-chlor-4-hydroxycephalexin anstelle von Natrium-p-hydroxycephalexin. Man erhielt das Acetaldehyd-Addukt von Natrium-p-hydroxycephalexin; F = 210 bis 2450C (Zersetzung); Reinheit 90 bis 95%; spezifische Rotation [OC]D26 = + 1860C (c,l in Wasser). Die IR- und NMR-Spektren zeigten die gleiche Struktur wie oben angegeben.
The present invention relates to a process for the preparation of new α-aminopenicillins of the formula
R-Z-A II wherein Z is the grouping III
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A the grouping
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represent where R1 is hydrogen or a salt-forming ion and X is hydrogen or lower alkanoyl and R is cyclohexadienyl, 2- or 3-thienyl, phenyl or by at least one halogen, hydroxy, lower alkyl, nitro, amino, lower alkanoyl, lower alkanoyloxy, lower alkanoylamino. Trifluoromethyl, lower alkoxy or lower alkyl mercapto denote substituted phenyl, with the proviso that A is the moiety
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when R is 2- or 3-thienyl or unsubstituted phenyl, as well as their pharmaceutically acceptable acid addition salts.
These compounds are useful as germicides, e.g. as an additive in animal feed, as an agent for the treatment of mastitis in cattle and as a therapeutic agent for animals, in particular chickens, but also for humans for the treatment of infectious diseases caused by bacteria. These compounds belong to the class of α-aminopenicillins and cephalosporins.
The starting materials are known compounds which, as indicated, contain an amino group on the acyl side chain of penicillin or cephalosporin. The penicillins mentioned are e.g. U.S. Patent No. 2,985,648; 3,489746 and 3,342,677 and in British Patent No. 1,276,314. The α-aminocephalosporin precursors, in turn, are disclosed in U.S. Patent Nos. 3,342,677, 3,489,752, 3,489,751, 3,489,750, 3,464,985 and 3,352,858, and in British Patent Nos. 1,174,335, 1,276,314 and 985,747.
The object of the invention was to find new α-aminocarbonylamine adducts which would have effective antibacterial activity against a wide variety of Gram-positive and Gram-negative bacteria, in particular those derivatives of α-aminopenicillins and cephalosporins which would have improved stability compared to water than the known representatives of these compounds.
The process according to the invention for preparing the compounds of the formula II is now characterized in that acetaldehyde is combined with a compound of the formula
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or a salt thereof in the presence of a solvent in which the reaction product is essentially insoluble.
Examples of non-toxic, pharmaceutically acceptable salts of the compounds of formula II are e.g. those of the acidic hydrogen of the carboxylic acid group are replaced by sodium, potassium, calcium, aluminum or ammonium, or those non-toxic substituted ammonium salts with amines, e.g. Tri-lower alkylamines, procaine, dibenzylamine, N-benzyl-p-phenethylamine, l-ephenamine, N, N'-dibenzylethylenediamine, dehydroabietylamine, N, N'-bis-dehydroabietylethyldiamine, N- (lower> alkylpiperidine, e.g.
N-ethylpiperidine; furthermore non-toxic pharmaceutically acceptable acid addition salts, e.g. those of mineral acids, e.g. hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydriodic acid, and also salts of organic acids, e.g. the maleate, acetate, citrate, tartrate, oxalate, succinate, benzoate, fumarate, malate, mandelate, ascorbate, B-naphthalene sulfonate or p-toluenesulfonate. This also includes the easily hydrolyzable esters or amides, those acids that can easily be chemically or enzymatically hydrolyzed into the free acids.
The compounds which can be prepared according to the invention have the structure of the Schiff base of the formula II
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but can use the cyclic structure of formula IV
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accept.
Among other things, the structure of the end product given above depends on the prevailing reaction conditions under which it is formed. If the aldehyde addition is carried out in an essentially anhydrous solvent in which the reaction product is essentially insoluble, the Schiff base is obtained in crystalline form. If there is a certain solubility in the solvent for the end product, the Schiff base can be converted into the cyclic form.
The extent of this conversion depends at least in part on the solubility, in any case it is assumed that the cyclization takes place in solution. These structural changes were followed and confirmed by infrared and nucleomagnetic resonance studies. Since one molecule of water is formed per molecule of the end product during the reaction, it is difficult to work under completely anhydrous conditions, which is why the expression essentially anhydrous is used to indicate that water of reaction must also be expected due to unavoidable moisture in the solvent. If the reaction is carried out in water or in a water-containing solvent mixture in which the reaction product is somewhat soluble, the Schiff base is cyclized.
For example, potassium cephalexin can be reacted with acetaldehyde in methylene chloride. Initially, a slurry is formed, which then dissolves, and the product can then be obtained by precipitation or evaporation. The product can be characterized by the following formula:
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The acetaldehyde adduct of potassium cephalexin in the form of Schiff's base can be obtained by reacting approximately equimolar amounts of e.g. Potassium acephalexin dissolved in acetone or isopropanol, and then filtering off the product. This reaction can take place at room temperature, but then allows cooling to lower temperatures, e.g. to 5 to 100C, a precipitation and filtration of the product. In general, the reaction can advantageously be carried out at a temperature of from −20 ° C. to +50 ° C.
One of the remarkable properties of the acetaldehyde adduct of the m-aminopenicillins and cephalosporins is their behavior in aqueous solutions, especially their stability in aqueous media. As already mentioned, the product cyclizes in the form of the Schiff base in solution to the more stable configuration. However, the cyclized product unexpectedly resists hydrolysis to give the corresponding 0c-amino compound, which is why the acetaldehyde adduct can be referred to as the compound that is more stable towards water.
The carbon atom to which the free amino group of the a-amino starting material of the formula I is bound is an asymmetric carbon atom, which is why the starting a-amino compounds and the acetaldehyde-carbonylamine adducts in two optically active isomeric forms (the D and L-diateroisomers ) as well as can exist as a mixture of such forms. The most preferred compounds are those derived from penicillin and cephalosporin of the D-configuration.
Example 1 Potassium 7- (2-methyl-5-oxo-4-D-phenyl-1 -imidazolidinyl) desacetoxycephalosporanate
To a mixture of 0.39 g of potassium cephalexin, 10 ml of methylene chloride and 0.05 ml of triethylamine, 0.07 ml of acetaldehyde was added with stirring, a solution being formed after a few minutes. The mixture was stirred for a whole hour and then insolubles were filtered off. The filtrate was left to stand at 4 "C for 12 hours, then the solvent was evaporated to give about 300 mg of amorphous, yellow powder. F = above 80" C (decomposition). The product was characterized by infrared analysis and the spectrum was found to be consistent with the cyclic structure given above.
The antibacterial effect of cyclic acetaldehyde.
Potassium cephalexin adduct was determined for a number of test organisms by the tube dilution technique. The minimum inhibitory concentrations were as follows:
Minimum inhibitory concentration fmcg / ml) Organism Cyclic adduct 0. pneumoniae (A-9585) 0.3 Str. Pyogenes (A-9604) 0.3 S. aureus (A-9537) 1.3 s. aureus (+ 50% serum) (A-9537) 2.5 S. aureus Bx1633-2 (A-9606) 5 S. aureus (A-15097) 32 Sal. enteritidis (A 9531) 8 E. coli Juhl (A 15119> 16
Example 2 Potassium 7- (2-methyl-5-oxo-4-D-phenyl-1-imidazolidinyl) -desacetoxycephalosporanate
The procedure according to Example 1 was repeated. 2.02 g of a yellowish amorphous substance were obtained which melted at a little above 80 ° C. (decomposition).
The IR and NMR spectrum indicated a cyclic structure of the product. The bio-potential of the compound was approximately 660 mcg / mg.
Example 3
Potassium 7- (D a, -äthylidenamino phenylacetamido) -desacet- oxycephalosporanat
A mixture of 0.07 ml of acetaldehyde and 10 ml of acetone was admixed with 0.39 g of potassium cephalexin with stirring.
After this addition, the reaction vessel was covered to prevent evaporation and stirring was then resumed. A semi-solid material formed within 20 minutes. A further 5 ml of acetone were added and stirring was continued for 15 minutes. The product was filtered off and dried under vacuum. 0.35 g of amorphous, yellowish powder was obtained which melted slightly above 70 ° C. with decomposition. According to the infrared spectrum, the product was found to be in the form of Schiff's base. The antibacterial spectrum of this acetaldehyde adduct of potassium cephalexin in the form of Schiff's base was again determined by means of a number of test organisms using the tube dilution technique.
The following list shows the minimum inhibitory concentrations:
Minimum Inhibitory Concentration (mcg / ml)
Schiff bases
Oranismus adduct 0. pneumoniae (A-9585) 0.3 Str.pyogenes (A-9604) 0.3 S. aureus (A-9537) 1.3 S. aureus (+ 50% serum) (A-9537) 2 , 5 S. aureus Bx1633-2 (A-9606) 2.5 S. aureus (A-15097) 32 Sal. Enteritidis (A 9531) 8 E. coli Juhl (A 15119) 16
Example 4
Potassium 7- (D-a-ethylidenaminophenylacetamido) -desacet- oxycephalosporanate
1.95 g of potassium cephalexin were suspended in 10 ml of isopropanol and 0.50 ml of triethylamine. 0.35 ml of acetaldehyde were then carefully added using a pipette, whereupon the reaction vessel was covered to avoid evaporation.
After 10 minutes there was a thickening and microscopic examination showed a change in crystal structure which indicated complete reaction. The product was filtered off and dried under vacuum. The dry weight was 1.57 g of white crystalline needles; F = greater than 70 "C (decomposition).
When an aqueous solution of 100 mcg / ml of the product was made, the pH of the solution was approximately 7.6. The infrared spectrum agreed with the structure of the Schiff base.
Analysis for Cl8H18N3SO4 K H2O: calculated: C 50.30 H 4.67 N 9.78 found: C 50.22 H 4.95 N 9.34 The moisture determined according to Karl Fischer was 4.93%.
Example 5
Potassium 7- (D z-äthyfldenaminophenylacetamido) -desacet- oxycephalosporanat
A mixture of 0.35 ml of acetaldehyde, 0.5 ml of triethylamine, 10 ml of acetone and 1.95 g of finely powdered potassium cephaalexin was triturated for 10 minutes. This resulted in a thickening of the mixture, which could be attributed to crystallization. After stirring for a further 10 minutes, the product was suction filtered and dried under vacuum. The dry weight was 1.52 g and the product consisted largely of a crystalline powder which had a melting point of a little more than 70 ° C. (decomposition). The infrared spectrum again showed the structure of the Schiff base.
Analysis for ClgHlgN3sow - K - H2O.
Calculated: C'50.30 - H 4.67 N 9.78 - Found: C 55.83 - H 4.96 N 9.31 Moisture (Karl Fischer) 4.3%.
Example 6 Cyclic acetaldehyde adduct of the triethylamine salt of cephaloglycine
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0.43 g of cephaloglycine dihydrate was slurried in 5 ml of methylene. Then 0.07 ml of 99% acetaldehyde and then 0.18 ml of triethylamine were added in rapid succession.
The reaction mixture was covered and left to stand for 4 hours: after evaporation to dryness and treatment with ether with evaporation, 340 mg were obtained (after some losses in the last operation).
The NMR and IR spectrum showed the cyclic structure of the product given above.
Example 7
Cyclic acetaldehyde adduct of cephradine triethylamine salt
EMI3.2
0.366 g of cephradine was triturated with 10 ml of methanol and then dissolved by adding 0.20 ml of triethylamine.
Then 0.07 ml of acetaldehyde was added; the vessel covered to avoid evaporation and the reaction mixture stirred for three hours. After the precipitate had been filtered off, the solvent was almost completely evaporated and the residue was taken up with ether. After drying under vacuum, the weight of the product was 0.360 g. In general, the NMR and IR spectrum were consistent with the cyclic structure.
Example 8
Cyclic acetaldehyde adduct of potassium epicillin
EMI3.3
0.78 g of potassium epicillin was triturated with 10 mol of methylene chloride and then added with 0.11 ml of 99% acetaldehyde. Most of the solids were dissolved within 15 minutes. The stirring was continued for 3 to 4 hours, after which the precipitate was allowed to settle.
The filtrate was evaporated and then dried completely in vacuo to give 540 mg of product.
In general, the NMR and IR spectrum were consistent with the cyclic structure.
Example 9
Cyclic acetaldehyde adduct of p-hydroxyampicillin triethyl salt
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0.419 g of p-hydroxyampicillin trihydrate was triturated with 5.0 ml of methylene chloride and then 0.20 ml of triethylamine was added, which did not appear to cause any change. Then 0.07 ml of 99% acetaldehyde were added and the reaction vessel was then covered with a foil. After stirring for 5 to 10 minutes, the solid assumed a gummy consistency. Stirring was continued for 3 hours as the solid dissolved. After evaporation of the solution, the reaction vessel was placed under vacuum for 15 hours at 40 ° C. This gave 0.43 g of amorphous, glass-like powder. The cyclic structure of the product could be confirmed by NMR and IR analysis.
Analysis for C24H3.5N4SO5: Calculated: C 57.60 H 7.13 N 11.40 found: C 58.20 H 7.56 N 10.92 humidity (Karl Fischer) = 3.81%.
Example 10
Cyclic acetaldehyde adduct of 3-chloro-4-hydroxy ampicillin triethylamine salt
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A mixture of 0.400 g of 6- [D - (-) a-amino-cc- (3-chloro--4-hydroxyphenyl) acetamido] penicillanic acid, 0.18 ml of triethylamine, 0.07 ml of 99% acetaldehyde and 15 ml of methanol was slurried in a 25 ml Erlenmeyer to give a clear solution. The solution was covered and stirred for 4 hours and then filtered off and evaporated to dryness to give 400 mg of a product. The IR and NMR spectrum of the product generally confirmed the cyclic structure given above.
Example 11 Cyclic acetaldehyde adduct of the sodium salt of 3-chloro-4-hydroxyce phalexin
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The process according to Example 1 was repeated, with the exception that the potassium cephalexin used there was replaced by the sodium 3-chloro-4-hydroxycephalexin. This gives the sodium salt of the acetaldehyde adduct of 3-chloro-4-hydroxycephalexin, the cyclic structure of which was recognized by the IR and NMR spectrum.
F = 220 to 230 "C (decomposition); purity 90 to 95%; specific rotation: [uC1.25 = + 1830C; (c, l in water).
Example 12
Cyclic acetaldehyde adduct of the sodium salt of p-hydroxycephalexin
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The process according to Example 11 was repeated, but with sodium 3-chloro-4-hydroxycephalexin instead of sodium p-hydroxycephalexin. The acetaldehyde adduct of sodium p-hydroxycephalexin was obtained; F = 210 to 2450C (decomposition); Purity 90 to 95%; specific rotation [OC] D26 = + 1860C (c, l in water). The IR and NMR spectra showed the same structure as given above.