CH630088A5

CH630088A5 - Verfahren zur herstellung von festen cephalosporinderivaten.

Info

Publication number: CH630088A5
Application number: CH1051377A
Authority: CH
Inventors: Kenzo Naito; Kazuo Tsukamura; Haruo Sinbo
Original assignee: Takeda Chemical Industries Ltd
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1977-08-29
Publication date: 1982-05-28
Also published as: CA1102310A; GB1589841A; DE2738711A1; US4146710A; SE426069B; FR2364922A1; BG60439B2; DK385777A; NL189355C; DK151340C; NO154015B; NL7709614A; DK151340B; SE7709745L; JPS603314B2; HK27784A; NL189355B; DE2738711C2; BE858296A; FR2364922B1

Description

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen ausführlich erläutert. Die in diesen Beispielen genannten Harze der Handelsbezeichnung « Amberlite» sind Produkte der Firma Rohm and Haas Co., USA. Alle Temperaturen sind unkorrigiert, und alle Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Die NMR-Spektren wurden mit einem Spektrometer «Varian Modell HA 100» (100 MHz) oder «T60» (60 MHz) mit Tetramethylsilan als inneren oder äusseren Bezug aufgenommen. Alle x-Werte sind in ppm zu verstehen. Die Abkürzung «s» steht für ein Singlett, «d» für ein Dublett, «t» für ein Triplett, «dd» für ein doppeltes Dublett, «m» für ein Multiplett und «sh» für eine Schulter. Der Wassergehalt der in den Beispielen genannten Verbindungen wurde in allen Fällen nach der Karl Fischer-Methode bestimmt.

Beispiel 1

1) Zu 400 g 2-(N,N-Dimethylamino)äthylamin wurden 2,41 Äther gegeben. Nach der Abkühlung wurde ein Gemisch von 400 g Schwefelkohlenstoff und 4,01 Äther tropfenweise bei 18 bis 23 °C innerhalb einer Zeit von 1 Stunde zugesetzt. Das Gemisch wurde eine weitere Stunde bei einer Temperatur im gleichen Bereich gerührt. Die hierbei gebildeten Kristalle von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthylamincarbodithion-säure (carbodithioic acid) wurden abfiltriert und getrocknet. Ausbeute 695 g entsprechend 93,3%. Schmelzpunkt 156-157°C.

Zu den erhaltenen Kristallen wurden 4,41 Wasser und dann unter Rühren bei 8 bis 13°C 4,321 ln-KOH tropfenweise innerhalb von 30 bis 40 Minuten gegeben. Dann wurde bei 0° bis 5°C ein Gemisch von 668 g Methyljodid und 6,681 Aceton tropfenweise innerhalb von 30 bis 40 Minuten zugesetzt, worauf 30 Minuten bei einer Temperatur im gleichen Bereich gerührt wurde. Das Aceton wurde unter vermindertem Druck abdestilliert und die wässrige Schicht mit 31 und dann 21 Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatschichten wurden zusammengegossen, mit 21 gesättigter wässriger Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Der kristalline Rückstand wurde durch Zusatz von 500 ml n-Hexan umkristallisiert. Hierbei wurden 575 g S-Methyl-[2-(N,N-dimethyla-mino)]äthylamincarbodithioat erhalten. Ausbeute 75,5%. Schmelzpunkt 61 -62°C.

Zu 520 g der erhaltenen Kristalle wurden 1,051 Äthanol, 190 g Natriumazid und 2,11 reines Wasser gegeben. Das Gemisch wurde 3 Stunden am Rückfluss erhitzt. Nach

Zugabe einer Lösung von 52 g S-Methyl-[2-(N,N-dimethyla-ls mino)]äthylamincarbodithioat in Kristallform in 100 ml Äthanol wurde das Gemisch 1 Stunde am Rückfluss erhitzt. Das Gemisch wurde auf 20°C gekühlt und nach Zugabe von 2,01 reinem Wasser mit konzentrierter Salzsäure in strömendem Stickstoff auf pH 2 bis 2,5 eingestellt. Das Äthanol 20 wurde unter vermindertem Druck abdestilliert und der Rückstand über das Ionenaustauscherharz «Amberlite IR-120» (H-Form) geleitet. Das Harz wurde anschliessend mit reinem Wasser neutral gewaschen. Die mit 5%igem wässrigem Ammoniak eluierten Fraktionen wurden zusammengegossen 25 und eingeengt. Hierbei wurden 350 g l-[2-(N,N-Dimethyl-amino)-äthyl]-5-mercapto-lH-tetrazol in Kristallform erhalten. Ausbeute 69,3%. Schmelzpunkt 218-219°C.

NMR (in D2O, mit einer stöchiometrischen Menge NaHCCb) t:

30

5.33(2H, t,

N = N~ N = N-

>f-CH2-), 6.50(2H, t,

35 -CH2N<T), 7.20(6H,s, -Ntr )

XCH3

2) Zu 2,61 Wasser wurden 206 g 7ß-[2-(2-Imino-4-thia-zolin-4-yl)acetamido]-3-acetyloxymethyl-3-cephem-4-car-40 bonsäure gegeben. Unter Rühren wurden 86,5 g des gemäss Abschnitt (1) erhaltenen l-[2-(N,N-Dimethylamino)-äthyl]-5-mercapto-1 H-tetrazol zusammen mit 42 g Natriumhydrogen-carbonat zugesetzt. Das Gemisch wurde 75 Minuten bei 65°C gerührt und dann auf 10°C gekühlt. Das Gemisch wurde 4s durch Zugabe von 250 ml 5n-HCl auf pH 2,0 eingestellt. Die hierbei gebildeten unlöslichen Bestandteile wurden abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Das Filtrat und die Waschflüssigkeit wurden zusammengegossen, mit Natriumhydrogencar-bonat auf pH 5,2 eingestellt und auf eine Säule von 101 des 50 Ionenaustauscherharzes «Amberlite XAD-2» (74-149 |i) aufgegeben. Die Säule wurde mit 601 Wasser gewaschen und mit 20%igem Methanol und dann mit 40%igem Methanol eluiert. 111 der das gewünschte Produkt enthaltenden Fraktionen wurden auf 51 eingeengt und durch eine Säule von 300 g akti-55 viertem Aluminiumoxyd (« Activated Alumina» (etwa 300 mesh = 47 u), Hersteller Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Japan) und eine Säule von 100 ml des Harzes «Amberlite IR-120» (H-Form) geleitet. Die Säule wurde mit Wasser gewaschen. Der Ablauf und das Wasch wasser wurden zusam-60 mengegossen und auf 21 eingeengt. Das Konzentrat wurde auf 5°C gekühlt und 5 Minuten mit 5 g Aktivkohle gerührt, worauf die Aktivkohle abfiltriert wurde. Das Filtrat wurde gefriergetrocknet. Hierbei wurden 51,2 g 7ß-[2-(2-Imi-no-4-thiazolin-4-yl)acetamido]-3-[l-(2-(N,N-dimethyl-65 amino)-äthyl)-1 H-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure erhalten.

NMR(60 MHz, D2O) t: 3.45(s, Thiazolin 5-H); 4.35(d, 7-H); 4.88(d, 6-H); 5.0-6.7(m, 5xCH>); 6.95(s, 2xCH3).

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6

3) In 1,01 Wasser wurden 263 g eines Lyophilisats von 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-di-methylamino)äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]-thiomethyl-3-ce-phem-4-carbonsäure gegeben, die durch sechsmalige Wiederholung des vorstehend unter (2) beschriebenen Versuchs erhalten worden war und eine durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode bestimmte Reinheit von 93% auf Anhydratbasis hatte, worauf 1,01 Aceton und dann 150 ml 12n-HCl zugesetzt wurden. Nach Zugabe von 20 g Aktivkohle zu dieser Lösung wurde das Gemisch 10 Minuten bei 5°C gerührt, worauf die Aktivkohle abfiltriert wurde. Zum Filtrat wurden 51 Aceton gegeben, worauf das Gemisch 1 Stunde bei 10°C gerührt wurde. Dann wurden weitere 21 Aceton zugesetzt. Nach weiterem Rühren für 1 Stunde wurden die gebildeten Kristalle abfiltriert, viermal mit je 500 ml Aceton gewaschen und getrocknet. Hierbei wurden 262 g Kristalle des Carbonsäuredihydrochloridmono-hydrats erhalten (Ausbeute 94%, bezogen auf reines Produkt).

iR(KBr)cm-': 1770(ß-Lactam)

Elementaranalyse für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • H2O

Ber.: C 35.06; H 4.47; N 20.45; S 15.60; Cl 11.50 Gef.: C 34.87; H 4.52; N 20.01; S 15.33; Cl 11.24

Wassergehalt: Berechnet 2,92%

Gefunden 3,15%

NMR(60 MHz, D2O) t: 3.20(s, Thiazolin 5-H), 4.25(d, 7-H), 4.75(d, 6-H), 4.9-6.5(m, 5xCH>), 6.85(s, 2xCH3)

Die Reinheit dieses Produkts, bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode, betrug 99,6%, bezogen auf das Anhydrat. Das Röntgenpulverdiagramm des Produkts zeigte, dass es kristallin war.

Bedingungen der Flüssigkeitschromatographie: Teilungskolonne: Hitachi Ion Exchange Resin 2614 (Hersteller Hitachi, Ltd., Tokio, Japan), 2,1 mm x 50 cm; Säulentemperatur 50°C; Elutionsmittel 0,3-molarer Citratpuffer, pH 6,5, 0,2 ml/Minute; Druck 4,3 kg/cm2; Empfindlichkeit des Schreibers 10 mV; Geschwindigkeit des Streifens 2,5 mm/ Min.

4) In Gegenwart von Phosphorsäureanhydrid wurden 10 g der gemäss Abschnitt (3) erhaltenen Kristalle bei 35°C unter vermindertem Druck (2 mm Hg) 3 Stunden getrocknet, wobei 9,8 g Carbonsäuredihydrochlorid'0,64 H2O mit einem Wassergehalt von 1,9% erhalten wurden.

Das Röntgenpulverdiagramm ergab, dass dieses Produkt ein nicht-kristallines Pulver war. Die Beobachtung unter dem Polarisationsmikroskop zeigte, dass das Produkt durch die Drehung des Objektträgers eine Interferenzfarbe durch Nicoische Prismen erzeugte. Dies war der Beweis für optische Anisotropie und daher dafür, dass das Pulver kristallin war.

5) In 200 ml Wasser wurden 20 g des gemäss Abschnitt (3) hergestellten kristallinen Produkts gelöst. Die Lösung wurde auf 10°C gekühlt und dann während einer Zeit von 30 Minuten durch eine Säule von 135 cm3 des Ionenaustauscherharzes «Amberlite IR-45» (OH-Form) geleitet. Die Säule wurde mit 300 ml Wasser gewaschen. Der Ablauf wurde gefriergetrocknet, wobei 16,0g7ß-[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylami-no)-äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbon-säure erhalten wurden. Der Wassergehalt dieses Produkts betrug 3,20%, seine Reinheit 99,2% auf Anhydratbasis, bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode.

Beispiel 2

In 30 ml Wasser wurden 10 g 7ß[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure, die gemäss Beispiel l-(2) hergestellt worden war, gelöst. Unter Rühren bei 5°C wurden 5,5 ml 12n-HCl und 150 ml Methyläthylketon zugesetzt. Das Gemisch wurde 3 Stunden gerührt und dann über Nacht bei 5°C stehengelassen. Die hierbei gebildeten Kristalle wurden abfiltriert, viermal mit je 20 ml Methyläthylketon gewaschen und getrocknet. Hierbei wurden 10,5 g Kristalle des Carbonsäuredihydrochloriddihy-drats erhalten.

Elementaranalyse für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 2H2O

Ber.: C 34.07; H 4.61; N 19,86; Cl 11.17 Gef.: C 33.94; H 4.80; N 20.02; Cl 11.15

Wassergehalt: Berechnet 5,68%

Gefunden 5,80%

Beispiel 3

In 1,5 ml Wasser wurden 0,53 g 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylami-no)-äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbon-säure, die gemäss Beispiel l-(2) hergestellt worden war,

gelöst. Bei 5°C wurden 0,7 ml wässrige 5n-HBr-Lösung zugesetzt. Nach Zugabe von 11 ml Aceton wurde das Gemisch 2 Stunden bei 10°C gerührt. Dann wurden weitere 5 ml Aceton zugesetzt, worauf das Gemisch 1 Stunde bei 25°C gerührt wurde. Die hierbei gebildeten Kristalle wurden abfiltriert, fünfmal mit je 2 ml Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet. Das Produkt wurde dann unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 0,56 g Kristalle des genannten Car-bonsäuredihydrobromiddihydrats erhalten wurden.

NMR(60 MHz, in D2O) t: 3.22(s, Thiazolin 5-H), 4.26(d, 7-H), 4.75(d, 6-H), 4.9-6.5(m, 5xCH2), 6.88(s, 2xCH3).

Die Kristallinität des Produkts wurde durch das Röntgenpulverdiagramm und die Untersuchung unter dem Polarisationsmikroskop bestätigt.

Beispiel 4

1) In 50 ml Wasser wurden 5,26 g eines Lyophilisats von 7ß[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)acetamido]3-[l-[2-(N,N-di-methylamino)äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]-thiomethyl-3-ce-phem-4-carbonsäure, die auf die in Beispiel l-(2) beschriebene Weise unter Verwendung von 15 g anstelle von 5 g Aktivkohle hergestellt worden war (Wassergehalt 3,2%; Anteil der Zwitterionenkomponente 95,5%, bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode) gelöst. Die Lösung wurde auf 5°C gekühlt, worauf 18,7 ml ln-HCl zugesetzt wurden. Durch Gefriertrocknen wurden 6,2 g des genannten Carbonsäuredihydrochlorid • 1,5 H2O in Pulverform erhalten.

Wassergehalt:

4,2% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 1,5 H20:4,3%)

Elementaranalyse für Ci8H23N904S3*2HCl« I.5H2O

Ber.: C 34.56; H 4.19; N 20.15; Cl 11.33 Gef.: C 34.21; H 4.03; N 19.82; Cl 11.50

Reinheit als Anhydrat (bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode): 95,3%.

s

10

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

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Röntgenpulverdiagramm: nicht-kristallin

Untersuchung unter dem Polarisationsmikroskop (gekreuzte Nicoische Prismen): keine Interferenzfarben wurden beobachtet, wenn der Objektträger gedreht wurde, ein Beweis für ein nicht-kristallines Pulver.

2) 2 g des gemäss Abschnitt (1) erhaltenen Produkts wurden unter vermindertem Druck in einem Kieselgel-Exsic-cator getrocknet, wobei 1,9 g des genannten Carbonsäuredi-hydrochlorid-0,17 H2O in Pulverform erhalten wurden.

Wassergehalt: 0,5% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2 HCl-0,17 H20:0,5%); Reinheitals Anhydrat (bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode): 95,3%; Röntgenpulverdiagramm: nicht-kristallin; Untersuchung unter dem Polarisationsmikroskop: keine Interferenzfarben.

3) In 0,5 g reinem Wasser wurde 1 g eines Lyophilisats des gemäss Abschnitt (1) erhaltenen 7ß[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)-acetamido]-3-[l-[2-(N,N,-dimethylamino)-äthyl]-lH-te-trazol-5-yl]thiomethyI-3-cephem-4-carbonsäuredihydrochlo-rid-1,5 H2O gelöst. Die Lösung wurde 15 Stunden bei 5°C stehen gelassen. Sie wurde dann in einem Phosphorsäurean-hydrid-Exsiccator getrocknet, wobei 1,05 g des genannten Carbonsäuredihydrochloriddihydrats in Kristallform erhalten wurden.

Elementaranalyse für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 2H2O

Ber.: C 34.07; H 4.61; N 19.86; S 15.16; Cl 11.17 Gef.: C 33.84; H 4.63; N 19.71; S 15.40; Cl 11.29

Wassergehalt: 6,00% (berechnet 5,68%)

IR (KBr): 1770 cm-1 (ß-Lactam) mit schmalen scharfen Maxima, die charakteristisch für das betreffende Kristall sind, bei 1670, 1190 und 1170 cm-1.

Beispiel 5

In 25 ml Wasser wurden 5,5 g eines Lyophilisats der gemäss Beispiel l-(2) hergestellten 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure (Reinheit 93% auf Anhydratbasis) gelöst, worauf 25 ml Aceton und dann 4 ml 12n-HCl zugesetzt wurden. Nach Zugabe von weiteren 100 ml Aceton wurde das Gemisch eine Stunde bei 15°C gerührt, worauf weitere 50 ml Aceton zugesetzt wurden. Das Gemisch wurde 1 Stunde gerührt und filtriert. Das feste Produkt wurde viermal mit je 10 ml Aceton gewaschen. Nach dem Trocknen wurden 5,55 g Kristalle des genannten Car-bonsäuredihydrochloridmonohydrats erhalten. (Ausbeute 92%, gerechnet als reines Produkt.)

Elementaranalyse für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • H2O

Ber.: C 35.06; H 4.41; N 20.45; S 15.60; Cl 11.50 Gef.: C 34.48; H 4.48; N 20.55; S 15.22; Cl 11.49

Das Röntgenpulverdiagramm dieses Produkts zeigte, dass es ein kristallines Pulver war, dessen durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode bestimmte Reinheit 99,4% auf Anhydratbasis betrug.

Beispiel 6

Zu 6,2 g 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)-acetami-do-3-[ 1 -[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]thio-methyl-3-cephem-4-carbonsäuredihydrochlorid-1,5 Hydrat, das auf die in Beispiel 4-(l) beschriebene Weise hergestellt worden war, wurden 19 ml 2n-HCl gegeben. Die erhaltene Lösung wurde zusammen mit 250 ml Äthanol 2 Stunden bei 5°C gerührt. Das Gemisch wurde weitere 2 Stunden bei 10°C

gerührt, worauf die Fällung abfiltriert, viermal mit je 15 ml Äthanol gewaschen, an der Luft getrocknet und dann unter vermindertem Druck bei 30°C getrocknet wurde. Hierbei wurden 5,6 g des genannten Cabonsäuredihydrochloriddihy-drats erhalten.

Das Röntgenpulverdiagramm und die Untersuchung unter dem Polarisationsmikroskop ergaben, dass dieses Produkt kristallin war.

Beispiel 7

1) 5,01 einer mit 12n-HCl auf pH 2,0 eingestellten wäss-rigen Lösung, die 510 g der 7ß[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure enthielt, die durch zehnmalige Wiederholung des in Beispiel l-(2) beschriebenen Verfahrens hergestellt worden war, wurden auf 10°C gekühlt. Nach Zugabe von 7,0 g Aktivkohle wurde die Lösung 5 Minuten gerührt. Die Aktivkohle wurde abfiltriert und mit 500 ml Wasser gewaschen. Das Filtrat wurde mit dem Waschwasser vereinigt und unter vermindertem Druck bei einer Innentemperatur von 15 bis 17°C auf 2,281 eingeengt. Die eingeengte Lösung wurde erneut filtriert und gewaschen. Hierbei wurden 2,381 Filtrat plus Waschwasser erhalten, das 478 g der genannten Carbonsäure enthielt. Zum Filtrat wurden 0,21 Aceton und anschliessend 170 ml 12n-HCl gegeben. Dann wurden 71 Aceton über eine Zeit von 10 Minuten zugesetzt. Die Lösung wurde 2 Stunden bei 5 bis 10°C gerührt, worauf weitere 71 Aceton über eine Zeit von 30 Minuten zugesetzt wurden. Anschliessend wurde eine weitere Stunde gerührt. Das Gemisch wurde über Nacht stehen gelassen. Die hierbei gebildeten Kristalle wurden abfiltriert und viermal mit je 11 Aceton gewaschen. Ein Teil des kristallinen Produkts wurde 30 Minuten in einem Exsic-cator bei Raumtemperatur und 30 mm Hg getrocknet. Die getrockneten Kristalle enthielten 8,9% Wasser und 2,2% eingelagertes Aceton. Der für die Formel C18H2 3 N 9 O 4 S 3 • 2 HCl-3 H2O berechnete Wassergehalt betrug 8,28%. Der übrige Teil der Kristalle wurde in ein gesondertes Glasfilter überführt. Stickstoffgas, das vorher durch Durchleiten durch eine Wasser enthaltende Waschflasche (die Wassertemperatur wurde bei 25 bis 30°C gehalten) befeuchtet worden war, wurde in einer Menge von 81/Minute für eine Dauer von 6 Stunden durch die Kristallschicht geleitet. Der Wassergehalt einer Probe betrug 19,5%. Der für die Formel C18H23N9O4S3 • 2 HCl • 8 H2O berechnete Wassergehalt betrug 19,41%. Dieses Produkt enthielt kein Aceton. Sein Röntgenpulverdiagramm zeigte, dass es kristallin war. Die Kristalle wurden als etwa 3 cm dicke Schicht ausgebreitet und 1,5 Stunden bei 30°C unter vermindertem Druck von 5 mm Hg getrocknet. (Der Wassergehalt einer Probe betrug 17,2%. Der fürCi8H23N904S3*2HCl-7H20berechnete Wassergehalt betrug 17,41%.) Die Kristalle wurden unter den gleichen Bedingungen weitere 1,5 Stunden getrocknet (der Wassergehalt betrug nun 15,4% und der für C18H23N9O4S3 • 2 HCl • 6 H2O berechnete Wassergehalt 15,3%), worauf weitere 1,5 Stunden getrocknet wurde (hierauf betrug der Wassergehalt 13,3% und der für C18H23N9O4S3 • 2 HCl • 5 H2O berechnete Wassergehalt 13,08%). Die Kristalle wurden weitere 1,5 Stunden getrocknet. (Der Wassergehalt betrug nun 10,5% und der für CisH 23 N 9 O 4 S3 • 2 HCl • 4 H2O berechnete Wassergehalt 10,75%.) Nach dem Trocknen unter den gleichen Bedingungen für weitere 1,5 Stunden hatten die Kristalle die folgenden Eigenschaften:

Wassergehalt 8,50% (für C18H23N9O4S3 • 2 HCl • 4 H2O berechnete Wassergehalt 8,28%).

Röntgenpulverdiagramm: kristallin Cl-Gehalt (bestimmt durch Titration von AgN03): 10,6% (berechnet für Ci8H23N904S3* 2 HCl*3 H20:10,8%).

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

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60

65

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2) Die gemäss Abschnitt (1) erhaltenen Kristalle wurden bei 30°C und 2 mm Hg in Gegenwart von Phosphorsäureanhydrid 5 Stunden getrocknet. Hierbei wurden 510 g eines kristallinen Produkts erhalten. Wassergehalt 5,7% (für C18H23N9O4S3 • 2 HCl • 2 H2O berechneter Wassergehalt 5,68%).

Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

IR (KBr) cm-1:1770 (ß-Lactam) mit scharfen Peaks, die für Kristalle charakteristisch waren, bei 1670,1190 (sh) und 1170 cm-1.

3) Die gemäss Abschnitt (2) erhaltenen Kristalle wurden 8 Stunden bei 30°C unter einem Vakuum von 2 mm Hg in Gegenwart von Phosphorsäureanhydrid getrocknet. Hierbei wurden 495 g eines kristallinen Produkts erhalten.

Wassergehalt 3,12% (berechnet für Ci8H23N904S3-2HCL. H20:2,92%; Reinheit als Anhydrat (bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode): 99,5%;

Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

Elementaranalyse für Ci8H23N904S3-2HCL-H20:

Ber. C 35.06; H 4.41; N 20.45; S 15.60; Cl 11.50 Gef. C 34.78; H 4.51; N 20.62; S 15.31; Cl 11.77

[a]E? (C = 1%, H2O) = +67,0°

Restliche Lösungsmittel (Aceton): nicht mehr als 50 ppm; Cl-Gehalt (bestimmt durch Titration vo AgNOî): 11,4%, berechnet 11,50%; Xmax (H2O): 258 mu(e 19500); Biotest*: 865 ug/ml.

* Der Biotest nach der Zylindermethode wurde unter Verwendung von 7ß-[2-Imino-4thiazolon-4-yl)acetamido]3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäuredihydrochlorid als Standardprodukt gegen Bacillus subtilis ATCC 6633 als Testmikroorganismus durchgeführt.

Die wasserfreie Zwitterionenverbindung hatte eine Wirksamkeit von 1000 p.g/ml. Die berechnete Wirkung einer Probe, die 2 Mol HCl pro Mol der Zwitterionenverbindung und keine nicht bindende Salzsäure, kein Wasser, kein restliches Lösungsmittel oder eine sonstige Verunreinigung enthält, beträgt 878 ug/ml.

Beispiel 8

In 20 ml Wasser wurden 5,26 g eines Lyophilisats der gemäss Beispiel l-(2) hergestellten 7ß-[2-(2-Imino-4-thia-zolin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure (Wassergehalt 3,1%; Gehalt an Zwitterionen 93,5%, bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode) gelöst. Zur Lösung wurden 20 ml Aceton und dann 4 ml 10n-HCl gegeben. Dann wurden 96 ml Aceton unter Rühren bei 20°C über eine Zeit von 10 Minuten zugesetzt. Das Gemisch wurde 2 Stunden gerührt, worauf weitere 72 ml Aceton innerhalb von 20 Minuten zugesetzt wurden. Nach erfolgter Zugabe wurde das Gemisch 30 Minuten gerührt. Die hierbei gebildeten Kristalle wurden abfiltriert und fünfmal mit je 15 ml Aceton gewaschen. Die Kristalle wurden in befeuchteter Luft (relative Feuchtigkeit 58%) 2 Stunden getrocknet. Hierbei wurden 6,0 g feuchte Kristalle mit einem Wassergehalt von 13% erhalten. Dieses Produkt wurde unter vermindertem Druck 2 Stunden weiter getrocknet, wobei 5,7 g Kristalle (das genannte Carbonsäuredihydrochlorid • 4 H2O) erhalten wurden. Wassergehalt 10,9% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 4 H20:10,8%); Reinheit als Anhydrat (bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode): 99,6%;

Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

2) In Gegenwart von Phosphorsäureanhydrid wurden 3 g der gemäss Abschnitt (1) erhaltenen Kristalle unter vermindertem Druck von 5 mm Hg 2 Stunden bei 30°C und 5 Stunden bei 50°C getrocknet. Hierbei wurden 2,6 g des genannten Carbonsäuredihydrochlorid* 0,1 H2O in Pulverform erhalten.

Wassergehalt 0,3% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 0,1 H20:0,3%); Röntgenpulverdiagramm: nicht kristallin; Untersuchung unter dem Polarisationsmikroskop: Während der Objektträger gedreht wurde, wurden Interferenzfarben durch gekreuzte Nicoische Prismen beobachtet, ein Beweis für optische Anisotropie und damit dafür, dass das Pulver kristallin war. Reinheit als Anhydrat (bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode): 99,6%.

Beispiel 9

1) Zu 5 ml einer wässrige Lösung, die 7ß[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2(N,N-diemthylamino)-äthyl]IH-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure enthielt, die gemäss Beispiel l-(2) erhalten worden war (gemäss Bestimmung durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode enthielt diese Lösung 1,05 g der genannten Carbonsäure und 15 mg l-[2-(N,N-Dimethyl-amino)äthyl]-5-mercapto-lH-tetrazol sowie Spuren anderer Verunreinigungèn), wurde 1,0 ml 4n-HCl gegeben. Die erhaltene Lösung wurde allmählich tropfenweise unter Rühren zu 300 ml Aceton gegeben, das vorher auf 5°C gekühlt worden war. Die pulverförmige Fällung wurde abfiltriert, viermal mit je 5 ml Aceton gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Hierbei wurden 1,2 g des genannten Carbonsäure-2HC1- 1,2 H2O in Pulverform erhalten.

Wassegehalt 3,45% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 1,2 H20:3,48%; Cl-Gehalt (bestimmt durch Titration von AgN03): 11,6% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 1,2 H2O: 11,4%; Reinheit als Anhydrat (bestimmt durch Flüssigkeitschromatographie nach der Schnellmethode): 96,2%; Röntgenpulverdiagramm: nicht-kristallin.

2) 0,3 g des gemäss dem vorstehenden Abschnitt (1) erhaltenen Pulvers wurden in einer Schale ausgebreitet. In einem verschlossenen Gefäss, das eine gesättigte wässrige NaBr-Lösung enthielt, liess man es über Nacht bei 25°C Feuchtigkeit absorbieren. Das Pulver wurde hierbei befeuchtet, anschliessend ölig und erstarrte schliesslich. Dieser Feststoff wurde unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 0,3 g des genannten Carbonsäure-2HC1-2,3 H2O in Kristallform erhalten wurden. Wassergehalt: 6,6% (berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 2,3 H20:6,5%); Reinheit 95,2%; Cl-Gehalt (bestimmt durch Elementaranalyse): 11,5% (berechnet 11,1%); Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

Beispiel 10

1) Zu 1,11 Dichlormethan wurden 42,4 g 7-Amino-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetra-zol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure gegeben. Während bei -10°C gerührt wurde, wurden 59,8 g Dicyclohexyl-amin innerhalb von 5 Minuten zugesetzt. Das Gemisch wurde 20 Minuten gerührt, worauf 154 g einer Lösung von 4-Chlor-3-oxo-butyrylchlorid in Dichlormethan (1,4 Mol/kg) innerhalb von 35 Minuten zugesetzt wurden. Das Gemisch wurde 35 Minuten gerührt, worauf weitere 22 g der gleichen Lösung zugesetzt wurden und 20 Minuten gerührt wurde. Der Lösung wurden 300 ml Wasser zusammen mit 20 ml 5n-HCl zugesetzt. Das Gemisch wurde 30 Minuten bei 25°C gerührt, dann filtriert und mit Wasser gewaschen. Das mit dem Waschwasser vereinigte Filtrat wurde mit Dichlormethan gewaschen. Die Dichlormethanschicht wurde mit

8

s

10

15

20

25

30

35

40

45

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65

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Wasser extrahiert. Den vereinigten wässrigen Schichten wurden 12,5 g Thioharnstoff zugesetzt. Das Gemisch wurde mit Natriumhydrogencarbonat auf pH 5,0 eingestellt und 3 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen. Das Gemisch wurde weiterhin über Nacht bei 10°C stehen gelassen und dann mit Natriumhydrogencarbonat auf pH 5,2 eingestellt. Die Lösung wurde durch eine Säule des Ionenaustauscherharzes «Amberlite XAD-2» (74-149 jx, 2,51) geleitet, das mit 7,51 Wasser gespült und mit 4115%igem Methanol und dann mit 6140%igem Methanol in sechs Fraktionen eluiert wurde. Die zweite und sechste Fraktion, die mit 40%igem Methanol eluiert wurden, wurden vereinigt, eingeengt und gefriergetrocknet. Hierbei wurden 37,1 g 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure erhalten.

IR(KBr): 1765 cm-' (ß-Lactam)

NMR(60MHz, D2O) t: 3 45(s, Thiazolin 5-H), 4.35(C1,7-H), 4.88(d, 6-H), 5.0-6.7(m, 5XCH2), 6.95(s, 2xCHs);

Cl-Gehalt (Elementaranalyse): Nicht mehr als 0,1%; N+ -Gehalt (Atomabsorptionsspektroskopie): Nicht mehr als 100 ppm.

2) Ein Lyophilisat der gemäss Abschnitt (1) erhaltenen 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)-acetamido]-3-[l-[2-(N,N-di-methylamino)äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]-thiomethyl-3-ce-phem-4-carbonsäure wurde auf die in Abschnitt (3) und (4) von Beispiel 1 beschriebene Weise behandelt, wobei das genannte Carbonsäuredihydrochlorid • 0,64 H2O in Pulverform erhalten wurde.

NMR(60 MHz, D2O) t: 3.20(s, Thiazolin 5-H), 4.25(d, 7-H), 4.75(d, 6-H), 4.9-6.5(m, 5xCH2), 6.85(s, 2xCHa)

Beispiel 11

Einem Gemisch von 3 ml 1,5n-HCl und 3 ml n-Propanol wurden unter Rühren bei 10°C 0,53 g der gemäss Beispiel 10-(1) hergestellten 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)acetami-do]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)-äthyl]-lH-tetra-zol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure zugesetzt. Nach Zugabe von 9 ml n-Propanol wurde das Gemisch 5 Stunden bei 10°C gerührt, worauf 9 ml n-Propanol zugesetzt wurden. Das Gemisch wurde über Nacht bei 5°C stehen gelassen. Die extrahierten Kristalle wurden abfiltriert, an der Luft getrocknet und abschliessend dehydratisiert, wobei 0,50 g des genannten Carbonsäuredihydrochloriddihydrats in Kristallform erhalten wurden.

IR (KBr) cm-': 1770 (ß-Lactam), 1670,1190,1170

Elementaranalyse für C18H23N9O4S3 • 2HC1 ■ 2H2O

Ber.: C 34.07; H 4.61; N 19.86; Cl 11.17 Gef.: C 33.81; H 4.50; N 20.11; Cl 10.98

Versuch

Je eine Probe der nachstehend genannten Verbindungen wurde in einer verschlossenen Ampullenflasche 4 Wochen bei 50°C aufbewahrt: Das Natriumsalz, Zwitterion und Monohydrochlorid von 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)-acet-amido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetra-zol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure sowie die durch Gefriertrocknen erhaltenen Pulver dieses Dihydrochlorids (amorphe Pulver, Beispiel 4-(2)), das kristalline Dihydrochlo-rid (Beispiel l-(3)) und die durch Trocknen des kristallinen Dihydrochlorids erhaltenen nicht-kristallinen Pulver (Beispiel l-(4)), die gemäss der Erfindung hergestellt wurden. Die verbliebenen restlichen Mengen sind nachstehend genannt.

S Probe

Wassergehalt, Rest %

%

Kristalle gemäss Beispiel 1-(3) 3,1 99

Pulver von Beispiel 1-(4) 1,9 98

10 Produkt von Beispiel 4-(2) 0,50 86

Natriumsalz (Lyophilisat) 0,48 76

Zwitterion (Lyophilisat) 0,50 54

Monohydrochlorid (Lyophilisat) 0,58 73

15

Beispiel 12

2,49 g der auf die in Abschnitt (1) von Beispiel 10 beschriebene Weise hergestellten 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)acet-amido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetra-20 zol-5-yl]-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure wurden in 10 ml 2n-HCl gelöst. Der Lösung wurden 25 ml Tetrahydro-furan zugesetzt. Das Gemisch wurde über Nacht bei 5 bis 10°C stehen gelassen. Die hierbei gebildeten Kristalle wurden abfiltriert und mit Tetrahydrofuran gewaschen. Durch 25 Trocknen der Kristalle unter vermindertem Druck für 2,5 Stunden wurden 2,4 g Kristalle des genannten Carbonsäure-dihydrochloridhexahydrats erhalten.

Wassergehalt: 15,1%; Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

30 Beispiel 13

2,0 g der gemäss Abschnitt (1) von Beispiel 10 hergestellten 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-di-methylamino)äthyl]-1 H-tetrazol-5-yl]-thiomethyl-3-ce-phem-4-carbonsäure wurden in 13 ml einer 30%igen wäss-35 rigen Natriumchloridlösung bei 25°C gelöst. Nach Zugabe von 7 ml 2n-HCl wurde die Lösung 4 Stunden bei 20°C gerührt. Die hierbei gebildete Fällung wurde abfiltriert und mit kalter 10%iger wässriger Natriumchloridlösung gewaschen. Nach 2-tägiger Aufbewahrung in einem Exsiccator, in 40 dem die relative Feuchtigkeit mit wässriger gesättigter Natri-umbromiddihydratlösung bei 58% gehalten wurde, wurden 1,8 g des genannten Carbonsäuredihydrochloridpentahy-drats in Kristallform erhalten.

Wassergehalt: 12,9%. Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

45

Beispiel 14

Zu einem Gemisch von 12,5 g 7ß-Amino-3-[l-[2-(N,N-di-methylamino)äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-ce-phem-4-carbonsäure und 180 ml Dichlormethan wurden so 11,6 g Di-n-butylamin unter Rühren bei -10° bis -15°C gegeben. Nach 15 Minuten wurde eine klare Lösung erhalten. Dieser Lösung wurden 39,0 ml 4-Chlor-3-oxobutyrylchlorid in Dichlormethan (1,54 mMol/ml) bei -15 bis -20°C innerhalb von 5 Minuten unter Rühren zugesetzt. Nach weiterem 55 Rühren für 15 Minuten bei -10°C wurde 7ß-(4-Chlor-3-oxo-butyramido)-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetra-zol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäurehydrochlorid jeweils mit 40 ml und 25 ml ln-HCl aus dem Reaktionsgemisch extrahiert. Die extrahierten wässrigen Schichten 60 wurden vereinigt und zweimal mit je 30 ml Dichlormethan gewaschen. Der wässrigen Schicht wurden 5,7 g Thioharnstoff und 455 ml Aceton zugesetzt. Das Gemisch wurde 7 Stunden bei 20 bis 22°C gerührt und über Nacht stehen gelassen. Durch Filtration und viermaliges Waschen mit je 65 60 ml Aceton und Trocknen unter vermindertem Druck wurden 17,5 g Kristalle von 7ß-[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäuredihy-

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10

drochloridtetrahydrat erhalten. Der Acetongehalt dieser Kristalle betrug gemäss dem NMR-Spektrum 0,25 Mol pro Mol Carbonsäure.

NMR(60MHz, D2O) t: 3.20(s, Thiazolin5-H), 4.25(4,7-H), 4.75(d,6-H), 4.9-6.5(m, 5XCH2), 6.85(s, 2xCHs), 7,70 (s, CHs von Aceton).

Wassergehalt: 10,5%.

Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

Beispiel 15

Zu 1,0 g der auf die in Abschnitt (1) von Beispiel 10 hergestellten 7ß[2-(2-Iminothiazolin-4-yl)acetami-do]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]thio-methyl-3-cephem-4-carbonsäure wurden 46 ml Wasser und 4 ml ln-HCl gegeben. Nach Zugabe von 500 ml Aceton wurde das Gemisch 2 Stunden gerührt, worauf weitere 700 ml Aceton zugesetzt wurden und das Gemisch über Nacht bei 5°C stehen gelassen wurde. Die ausgefällten Nadeln wurden abfiltriert, mit Aceton gewaschen und im Exsiccator 15 Stunden bei 15 bis 20°C unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 0,4 g Kristalle erhalten wurden.

Elementaranalyse für CisH23N904S3.2HC1- HaO.O.13 Aceton

Ber.: C 35.39; H 4.49; N 20.20; S 15.38 Gef.: C 34.78; H 4.53; N 19.87; S 15.38

Wassergehalt: 2,91%.

Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

Beispiel 16

Zu l,7g7ß-[2-(2-Imino-4-thiazolin-4-yl)-acetami-do]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetra-

zol-5-yl]-thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure wurden 8 ml 2n-HCl gegeben, worauf 73 ml Äthanol zugesetzt wurden. Das Gemisch wurde über Nacht bei 5°C stehen gelassen, worauf die ausgefällten Kristalle abfiltriert und 30 Minuten s unter vermindertem Druck getrocknet wurden. Hierbei wurde 1,0 g Kristalle erhalten. Das NMR-Spektrum (60 MHz, D2O) ergab, dass diese Kristalle 0,65 Mol Äthanol pro Mol Carbonsäure enthielten.

10 Wassergehalt: 7,70%; berechnet für C18H23N9O4S3 • 2HC1 • 3 H20-0,65 Äthanol: 7,92%.

Röntgenpulverdiagramm: kristallin.

Beispiel 17

ls Zu 1,64 g der auf die in Abschnitt (1) von Beispiel 10 beschriebene Weise hergestellten 7ß[2-(2-Imino-4-thiazo-lin-4-yl)-acetamido]-3-[l-[2-(N,N-dimethylamino)äthyl]-lH-tetrazol-5-yl]thiomethyl-3-cephem-4-carbonsäure wurden 10 ml wasserfreies Methanol und 6,2 ml methano-20 lische ln-HCl (wasserfrei) gegeben. Das Gemisch wurde gerührt, wobei eine klare Lösung gebildet wurde, der 150 ml wasserfreier Diäthyläther unter Rühren zugesetzt wurden. Die hierbei gebildete Fällung wurde abfiltriert, mit wasserfreiem Diäthyläther gewaschen und unter vermindertem 25 Druck getrocknet, wobei 1,74 g des genannten Carbonsäure-dihydrochlorids in Pulverform erhalten wurden.

NMR(60 MHz, D20)t: 3.20(s, Thiazolin 5-H), 4.25(d, 7-H), 4.75 (d, 6-H), 4.9-6.5(m, 5xCH2), 6.85(s, 2xCHs)

30

Elementaranalyse für: C18H23N9O4S3 • 2HC1

Ber.: C 36.12; H 4.21; N 21.06 Gef.: C 36.20; H 4.25; N 20.80

35

Röntgenpulverdiagramm: amorph

Beobachtung unter dem Polarisationsmikroskop: amorph.

B

Claims

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1) Antibakterielles Spektrum (Agarverdünnung)

Staphylococcus aureus FDA 209 P 0,39 ug/ml

Staphylococcus aureus 1840 0,78 fig/ml

Escherichia coli NIHJ JC-2 0,2 ug/ml

Escherichia coli O-111 0,05 ug/ml

Escherichia coli T-7 1,56 |J.g/ml

Klebsiella pneumoniae DT 0,1 |ig/ml

Proteus vulgaris IFO 3988 1,56 [ig/ml

Proteus morganii IFO 3848 0,39 (ig/ml

1. Lösungsmittel, in denen die gewünschte Verbindung (I) schwerlöslich ist, und die in Wasser löslich sind, z.B. Äthanol, so n-Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, Aceton, Methyläthylketon, Àcetonitril, Tetrahydrofuran und Dioxan,

2) Akute Toxizität (Maus, intraperitoneal)

CD50 ä 20 g/kg

Die Werte der akuten Toxizität gelten für ein Gemisch der Verbindung (I) mit Natriumcarbonat im Molverhältnis von 1:1.

Es ist zu bemerken, dass die Verbindung (I) eine tautomere Form wie folgt annehmen kann:

N-

h2N

AJ

H—CH^'JUinìi

CGOH

2HX°nH20

ch2ch2n(ch5)2

2. Gemische eines Lösungsmittels, z.B. eines der vorstehend unter ( 1 ) genannten Lösungsmittel, mit einem Lösungs- ss mittel, in dem die gewünschte Verbindung (I) leicht löslich ist, und das in Wasser löslich ist, z.B. Methanol, Dimethylsul-foxyd, Formamid, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethyl-acetamid und Methylcellosolve, und

60

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,

dass X Chlor und n eine Zahl von 0,1 bis 4 bedeuten.

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von festen Cephalosporinderivaten der Formel:

HN n-CHoCONH-r N N

rUN n— -y | X*

^LgJ y-N^J-CH2sA

NJi • 2HX.iiH20 (i)

hn 0 t cooh ch2ch2n(ch5)2

worin X für Chlor oder Brom und n für eine Zahl von 0 bis 6 steht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindung der Formel:

17

HN b

~ch2conh n-

CH2sJW

-N II

(ii)

cooh ch2ch2n(ch5)2

oder ein Salz davon mit wenigstens zwei molaren Äquiva- dass die Umsetzung in Gegenwart von Wasser durchgeführt lenten einer Säure der Formel HX, in der X Chlor oder Brom wird.

ist, umsetzt und den hierbei gebildeten Feststoff isoliert. 2s

3. Gemische eines der unter (1) genannten Lösungsmittel oder eines der unter (2) genannten Lösungsmittel mit einem Lösungsmittel, in dem die gewünschte Verbindung (I) schwerlöslich ist, und das in Wasser schwerlöslich ist, z.B. Äthylacetat, Äther, Dichlormethan und Chloroform. Beson- 6s ders zweckmässig sind Gemische von Wasser mit Aceton, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, Methyläthylketon, Tetrahydrofuran usw.

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Die Reaktion wird normalerweise bei einer Temperatur im Bereich von -10 bis +40°C, vorzugsweise 0° bis +30°C durchgeführt. Unterhalb von -10°C wachsen die Kristalle nur langsam, während eine Temperatur oberhalb von 40°C den Nachteil hat, dass die Ausgangsverbindung (II) zersetzt wird. Die Reaktionszeit hängt von der Reinheit der Ausgangsverbindung (II) und der Art der darin enthaltenen Verunreinigung ab. Wenn jedoch ein Ausgangsmaterial (II) mit einer Reinheit von mehr als 80% verwendet wird, wie es durch ein übliches Reinigungsverfahren, z.B. durch Säulenchromatographie erhalten wird, wird die Reaktion 30 Minuten bis 24 Stunden, vorzugsweise 30 Minuten bis 4 Stunden durchgeführt. Das Reaktionsprodukt wird beispielsweise durch Filtration, Zentrifugieren oder Gefriertrocknen isoliert. Wenn das organische Lösungsmittel in der isolierten Verbindung (I) enthalten ist, kann die Verbindung (I) als solche verwendet werden, wenn das darin enthaltene organische Lösungsmittel ihre Lagerbeständigkeit und ihre Verwendbarkeit nicht beeinträchtigt.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

A) Die Verbindung (II) wird in einem der oben genannten Lösungsmittel gelöst, worauf eine berechnete Menge der Säure HX (worin X die oben genannte Bedeutung hat) zugesetzt wird. Das Reaktionsprodukt wird gefriergetrocknet. Das Lyophilisat wird unter vermindertem Druck in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels wie Kieselgel, Phosphorsäureanhydrid o.dgl. getrocknet, wobei das Anhydrat der Verbindung (I) erhalten wird.

B) Die Verbindung (II) oder ihr Salz wird in Wasser oder in einem Gemisch von Wasser mit einem der vorstehend genannten hydrophilen organischen Lösungsmittel gelöst. Der Lösung wird HX zugesetzt. Nach Beendigung der Reaktion wird ein organisches Lösungsmittel, in dem die gewünschte Verbindung (I) nur schwerlöslich ist, allmählich der erhaltenen Lösung zugesetzt, bis die Lösung trübe zu werden beginnt. Die Lösung wird eine bis mehrere Stunden stehen gelassen, worauf ein organisches Lösungsmittel, in dem die gewünschte Verbindung (I) schwerlöslich ist, allmählich zugesetzt wird, bis keine Kristalle mehr abgeschieden werden. Die herbei erhaltenen Kristalle werden beispielsweise durch Filtration oder Zentrifugieren isoliert. Die Kristalle nehmen in Abhängigkeit von den Kristallisationsbedingungen, z.B. von der Temperatur, dem Lösungsmittel oder der Kristallisationszeit, verschiedene Hydratformen an, jedoch sind sie normalerweise Tri- oder Decahydrate. Die erhaltenen Kristalle enthalten in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen zuweilen geringe Mengen des organischen Lösungsmittels, jedoch kann dieses organische Lösungsmittel im allgemeinen durch Trocknen, das gegebenenfalls unter vermindertem Druck durchgeführt wird, entfernt werden. Gewisse Arten von organischen Lösungsmitteln sind jedoch durch einfaches Trocknen unter vermindertem Druck schwierig zu entfernen. In diesem Fall werden die Kristalle zweckmässig mit Wasserdampf behandelt, bis etwa 5 bis 10 molare Äquivalente Wasser pro Mol des Anhy-drats der Verbindung (I) absorbiert sind, wodurch das organische Lösungsmittel entfernt wird. Das erhaltene wasserhaltige Produkt wird dann unter vermindertem Druck (etwa 0 bis 20 mm Hg) gehalten, wodurch das Wasser allmählich entfernt wird und Kristalle in Form des Hexahydrats, Pentahy-drats, Tetrahydrats und dann des Trihydrats in der genannten Reihenfolge erhalten werden. Wenn die Trihy-dratkristalle unter dem vorstehend genannten verminderten Druck in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels, z.B. Phosphorsäureanhydrid, stehengelassen werden, werden Kristalle in Form des Dihydrats, Monohydrats und abschliessend das Anhydrat in der genannten Reihenfolge

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io is

20

25

30

erhalten. In diesen Kristallen kann weniger als 1 Mol Wasser (absorbiert oder eingelagert) sein. Als Alternative kann angenommen werden, dass weniger als 1 Mol Wasser, das aus den verschiedenen Hydraten entfernt worden ist, in diesen Hydraten enthalten (absorbiert oder eingelagert) ist, wobei ein Gemisch von ungleichen Hydraten erhalten werden kann.

C) Das vorstehend genannte Lyophilisat (A) wird mit Wasserdampf in Berührung gebracht, wobei der Wasserdampf absorbiert wird und Hydratkristalle gebildet werden. Wenn die Kristalle getrocknet werden, werden das Hexahy-drat, Pentahydrat, Tetrahydrat, Trihydrat, Dihydrat, Mono-hydrat und Anhydrat in dieser Reihenfolge erhalten, wobei weniger als 1 Mol Wasser in diesen Hydraten und im Anhydrat enthalten (absorbiert oder gebunden) ist.

D) Die Verbindung (II) oder ihr Salz wird in Wasser gelöst, das etwa 5 bis 35% MX (worin M Natrium, Kalium oder Lithium ist und X für Chlor oder Brom steht) enthält. Der Lösung wird HX zugesetzt. Durch Kühlen der Lösung beginnt die gewünschte Verbindung (I) in Form von Kristallen ausgefällt zu werden. Die hierbei erhaltenen Kristalle werden beispielsweise durch Filtration oder Zentrifugieren isoliert. Wenn die Kristalle getrocknet werden, werden das Pentahydrat, Tetrahydrat, Trihydrat, Dihydrat, Monohydrat und Anhydrat in dieser Reihenfolge gebildet, wobei weniger als 1 Mol Wasser in diesen Hydraten und im Anhydrat enthalten (absorbiert oder gebunden) ist.

E) Zu dem Gemisch der Verbindung (II) oder ihres Salzes mit dem vorstehend genannten organischen Lösungsmittel, in dem die gewünschte Verbindung (I) löslich ist, wird wasserfreies HX gegeben. Das erhaltene Gemisch wird, falls erforderlich, filtriert und das Filtrat mit dem oben genannten organischen Lösungsmittel gemischt, in dem die gewünschte Verbindung (I) schwerlöslich ist. Die herbei gebildete und beispielsweise durch Filtration oder Zentrifugieren isolierte Fällung wird unter vermindertem Druck in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels wie Kieselgel, Phosphorsäureanhydrid o.dgl. getrocknet, wobei ein amorphes Pulver des Anhy-drats der Verbindung (I) erhalten wird. Die hierbei erhaltenen Kristalle der gewünschten Verbindung (I) enthalten 2 Mol HX pro Mol der Ausgangsverbindung (II). Dies wird durch die Elementaranalyse und Titration oder durch andere quantitative Analyse bestätigt. Die Kristallinität der Verbindung (I) kann durch mikroskopische Untersuchung, mit dem Polarisationsmikroskop oder durch Röntgenbeugungsana-lyse ermittelt werden. Das Infrarotspektrum des Produkts zeigt schmale scharfe Maxima ungleich den Maxima des Infrarotspektrums des nicht-kristallinen Pulvers. Es gibt Fälle, in denen die Anzeichen von Kristallinität vom Rönt-genpulverdiagramm verschwinden, wenn der Wassergehalt der gewünschten Kristalle durch Trocknen auf weniger als 1 Mol gesenkt worden ist, jedoch sind unter dem Polarisationsmikroskop noch Interferenzfarben (Anzeichen von Kristallinität) zu beobachten.

Die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren (A) und (E) erhaltenen Produkte erscheinen im Röntgenpulverdia-gramm und unter dem Polarisationsmikroskop gewöhnlich amorph und weisen schlechtere Stabilität und Reinheit als die Produkte auf, die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren (B), (C) und (D) erhalten werden, während sich unter den Produkten einige befinden, die durch Verlust des Kri- 60

stallwassers die Kristallinität verloren haben (im allgemeinen weniger als 0,3%).

Die Verbindungen (I) können in Form von Kristallen und/ oder als nicht-kristallines Pulver, das durch Trocknen der Kristalle erhältlich ist, oder in gewissen Fällen als amorphes Pulver verwendet werden, oder sie können in Verbindung mit einem ungiftigen Alkali- oder Erdalkalisalz, z.B. mit Natri-umhydrogencarbonat, Natriumcarbonat oder Trinatriumphosphat, d.h. nach Einstellung auf den gewünschten pH-Wert, die Ionenart und lonenstärke als injizierbare oder orale Präparate verabreicht werden. Beispielsweise kann eine Lösung der Verbindung (I) in einer wässrigen Lösung, die eine stöchiometrisch äquivalente Menge Natriumcarbonat (nachstehend als «C»-Lösung bezeichnet) enthält, nicht nur als örtliches keimtötendes Mittel, z.B. als Desinfektionsmittel für chirurgische Instrumente, Krankenhausräume, Trinkwasser usw., verwendet sondern auch intramuskulär oder intravenös Warmblütern einschliesslich des Menschen, Mäusen, Ratten und Hunden für die Behandlung von Infektionskrankheiten, die durch grampositive Bakterien (z.B. Sta-phylococcus aureus) oder gramnegative Bakterien (z.B. Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Proteus morganii usw.) verursacht werden, verabreicht werden. Wenn die Verbindungen (I) als örtliche Desinfektionsmittel für chirurgische Instrumente verwendet werden, kann eine wässrige Lösung, die 100 y (auf Basis des Anhy-drats) der Verbindung (I) pro ml enthält, hergestellt und auf die Instrumente gesprüht werden. Zur Behandlung von Infektionen der Harnwege durch Escherichia coli beim Menschen oder bei Mäusen kann die «C»-Lösung, die etwa 5 bis 50 mg (gerechnet als Anhydrat) der Verbindung (I) pro kg Körpergewicht enthält, täglich intravenös in drei geteilten Dosen verabreicht werden.

3s

40

45

50

55

Bezugsbeispiel

Die antibakterielle Wirkung (ausgedrückt als Mindest-hemmkonzentration = MHK) und die Toxizität der Verbindung (I), gerechnet als Anhydrat, sind nachstehend genannt.

3

punkt der Stabilität und Reinheit liegt n vorzugsweise im Bereich von 0,1 Si n ^ 4, insbesondere im Bereich von 1 à n ^ 2. In diesem Fall liegen die Verbindungen (I) in kristalliner Form vor. Vom kommerziellen Standpunkt ist für diese Produkte ein n-Wert von etwa 1 oder etwa 2 erwünscht. Die Ver- s bindungen (I) können ausserdem eine geringe Menge des Reaktionslösungsmittels, z.B. Methanol, Äthanol, Propanol oder Aceton enthalten. Auch diese lösungsmittelhaltigen Verbindungen gehören zu den Verbindungen (I), welche gemäss der Erfindung hergestellt werden. io

Die Verbindungen (I) werden erfindungsgemäss durch Umsetzung der als Ausgangsmaterial dienenden Verbindung (II) oder eines Salzes dieser Verbindung mit wenigstens zwei molaren Äquivalenten einer Säure der Formel HX, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser, und Isolierung des hierbei is gebildeten Feststoffs hergestellt. Als Ausgangsverbindungen (II) eignen sich beispielsweise 1) das Reaktionsgemisch,

indem die Verbindung (II) synthetisiert worden ist, 2) eine Lösung, die durch Entfernung des grössten Teils der Verunreinigungen aus diesem Reaktionsgemisch erhalten worden 20 ist, 3) das Pulver, das durch Mischen der gemäss (2) erhaltenen Lösung mit einem Lösungsmittel, in dem die Verbindung (II) schwerlöslich ist, erhalten worden ist, und 4) das Pulver, das durch Einengen der gemäss (2) erhaltenen Lösung zur Trockene oder durch Gefriertrocknen dieser 2s Lösung erhalten worden ist. Die Ausgangsverbindung (II)

kann der Reaktion gemäss der Erfindung in freier Form (Zwitterion) oder in Form eines Salzes mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall, wie Natrium, Kalium oder Lithium, oder mit einem organischen Amin, z.B. Triäthyl- 30 amin, Di-n-butylamin oder Dicyclohexylamin, unterworfen werden. Als Säure der Formel HX eignet sich Salzsäure oder Bromwasserstoffsäure. Geeignet sind Säuren, die als Nebenprodukt bei der Herstellung des Ausgangsmaterials (II)

anfallen. Die Säure wird normalerweise in Mengen von 2 bis 35 10 molaren Äquivalenten, vorzugsweise von 2 bis 6 Äquivalenten verwendet. Eine unter 2 Mol pro Mol der Ausgangsverbindung (II) liegende Menge würde zu einer gewissen Schwierigkeit führen, homogene Kristalle zu erhalten, während ein unverhältnismässig grosser Überschuss der Säure zu 40 Zersetzung der Ausgangsverbindung (II) führen kann. Unter dem Gesichtspunkt der leichten Betriebsführung, der Ausbeute, des Wirkungsgrades der Reinigung usw. wird die Reaktion normalerweise in Gegenwart von Wasser oder eines organischen Lösungsmittels oder eines Gemisches von 45 Wasser mit einem organischen Lösungsmittel durchgeführt. Als organische Lösungsmittel für die Reaktion eignen sich

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass X Chlor und n eine Zahl von 1 bis 2 bedeuten. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung fester

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 30 Cephalosporinderivate der Formel:

hn n—ch2c0nh-| n n

J i Nv^i—CHpS-V^/N • 2HX*nH20 (I)

hn ^ 0 t i . v cooh ch2ch2n(ch3)2

in der X Chlor oder Brom ist und n eine Zahl von 0 bis 6 ist. Es ist bekannt, dass die Verbindung der Formel:

hn n-ch^conh^ n n qJIÇlch2S-VN

coch ch2ch2n(ch5)2 (ii)

ausgezeichnete antibiotische Aktivität aufweist (DT-OS 24 61478). Die Verbindung (II) hat u.a. den Nachteil, dass ihre Reinigung durch die Anwesenheit von zweibasischen Gruppen, nämlich der Iminothiazolin- und Dimethylamino-gruppe, und einer Carboxylgruppe in ihrem Molekül und aufgrund ihrer hohen Wasserlöslichkeit sehr schwierig ist. Ein weiterer Nachteil ist ihre ungenügende Lagerbeständigkeit, da sie in Form der freien Säure (Zwitterion) oder ihres Salzes mit einer Base instabil ist.

Die Untersuchungen, die mit dem Ziel unternommen wurden, diese Nachteile auszuschalten, haben ergeben, dass ein festes Cephalosporinderivat (I) hergestellt werden kann, indem die Verbindung (II) oder ein Salz dieser Verbindung mit wenigstens zwei molaren Äquivalenten einer Säure der Formel HX, worin X die oben genannte Bedeutung hat, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser, umgesetzt und der hierbei gebildete Feststoff isoliert wird. Die hierbei erhaltene Verbindung (I) ist sehr lagerbeständig und in Fällen in denen die Verbindung (I) in kristalliner Form gewonnen werden kann, können die sonst schwierig entfernbaren Verunreinigungen nach üblichen Reinigungsverfahren fast vollständig entfernt werden. Der Erfindung liegen die vorstehenden Feststellungen zugrunde.

so Die Verbindungen der Formel (I) enthalten nie mehr als 6 Wassermoleküle. Es gibt sechs verschiedene Hydrate vom Monohydrat bis zum Hexahydrat. Ferner gibt es Fälle, in denen in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen weniger als ein Wassermolekül absorbiert und/oder eingela-ss gert ist, und auch in diesen Fällen können die Verbindungen in Form von Kristallen abgetrennt und isoliert werden. Die Anhydrate sind amorphe oder kristalline Pulver, können jedoch weniger als 1 Mol absorbiertes und/oder eingelagertes Wasser enthalten. Normalerweise zeigen die Verbindungen 60 (I), deren nach der Karl-Fischer-Methode bestimmter Wassergehalt mehr als etwa 1% beträgt, im Röntgenpulverdia-gramm die Kristallform, und die Verbindungen (I), deren Wassergehalt mehr als etwa 0,3% beträgt, zeigen die Kristallform bei Beobachtung unter dem Polarisationsmikroskop. 65 Die Verbindungen (I) können auch in amorpher Form (gemäss Röntgenpulverdiagramm und Beobachtung unter dem Polarisationsmikroskop) isoliert werden. Auch diese Produkte werden erfindungsgemäss hergestellt. Vom Stand

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630088

Zahlreiche Untersuchungen wurden hinsichtlich der Erscheinungsformen dieser Art von Verbindung durchgeführt. Die vorhandene Literatur verweist auf die Thiazolin-form der Verbindung unter gewissen Umständen (Acta Cry-stallographica 27 [1971] 326) und die Thiazolform unter anderen Umständen (Chemistry and Industry 1966, Seite 1634). Die Ergebnisse verschiedener Bestimmungen lassen jedoch darauf schliessen, dass die Verbindung (I) in der Thia-zolinform aufgrund des Beitrages der Wasserstoffbindung s stabil ist, wie die Formel h

hn ' y-N-N

- -o

V-

-ch

c-nh-

0'

-H^Lck.

COOH

n-

-n II

-n

2HX*nH20

ch2ch2n(ch,)2

zeigt, also überwiegend diese Thiazolinform annimmt. Es ist jedoch möglich, dass dieses Gleichgewicht sich je nach den Umständen, unter denen die Verbindung (I) vorliegt, z.B. in Abhängigkeit vom pH-Wert und von der Polarität des Lösungsmittels, der Temperatur und anderen Parametern, nach der einen oder anderen Seite verschiebt. Die Verbindung (I) wird daher hier nach ihrer Thiazolinform bezeichnet, obwohl sie natürlich auch in anderer Weise nach der Thiazolform bezeichnet werden kann.